Что такое постэмбриональное развитие. Постэмбриональное развитие. Эмбриональный и постэмбриональный периоды. Эмбриональное и постэмбриональное развитие

Лекция 14 Тема: Основы онтогенеза

(постэмбриональное развитие)

План лекции

1. Периодизация постнатального онтогенеза.

2. Рост: закономерности и регуляции роста.

3. Конституция и габитус.

4. Старение и старость. Теории старения.

5. Смерть клиническая и биологическая.

6. Понятие о реанимации и эвтаназии.

Постэмбриональный (постнатальный) период – это период с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и до смерти. Завершается морфогенез, наступает половое созревание, проходит репродукция и завершающий этап онтогенеза – старение и смерть.

Типы онтогенеза

прямое развитие	непрямое развитие (с метаморфозом)
а) откладка яиц с большим	а) неполный метаморфоз
количеством желтка (птицы)				– взрослая
	(гельминты кишечника)
б) внутриутробное (млекопитающие)				метаморфоз
				взрослая
	(бабочки, двукрылые насекомые)

Периодизация постнатального онтогенеза у человека.

Период новорождения (1-10 дней): сложный период перестройки всего организма, приспособление к новым условиям существования.

Грудной период (11 дней – 12 месяцев): вскармливание ребенка молоком матери; интенсивный рост.

Период раннего детства (1-3 года): ребенок учится ходить и говорить, знакомится с окружающим миром.

Первый период детства (4-6 лет): ребенок всем интересуется и стремится все понять, осваивает элементарные трудовые навыки.

Второй период детства (девочки 7-11 лет, мальчики 7-12 лет): замедляется рост, интенсивно развивается мышечная система.

Подростковый период (девочки 12-15 лет, мальчики 13-16 лет): начинается половое созревание и повышается интенсивность роста.

Юношеский возраст (девушки 16-20 лет, юноши 17-21 год): заканчивается половое созревание, рост и физическое развитие.

Средний возраст, I период (женщины 21-35 лет, мужчины 22-35 лет):

оптимальный период для деторождения.

Средний возраст, II период (женщины 36-55 лет, мужчины 36-60 лет):

период наиболее активной профессиональной деятельности; после 35 лет начинают проявляться первые признаки старения – изменяются некоторые биохимические реакции и физиологические функции.

Пожилой возраст (женщины 56-75 лет, мужчины 61-75 лет): продолжают развиваться процессы старения, хотя большинство людей сохраняют профессиональную трудоспособность.

Старческий возраст (76-90 лет): заметно выражены старческие изменения; некоторые люди и в этом возрасте сохраняют способность к творческому труду.

Возраст долгожителей (свыше 90 лет): до этого возраста доживают чаще женщины.

В постнатальном имеются критические периоды :

1. Период новорождения (первые дни после рождения) – идет перестройка всех систем органов на новую среду обитания.

2. Период полового созревания (12-16 лет) - гормональная перестройка, поступление в кровь половых гормонов и формирование вторичных половых признаков.

3. Период полового увядания (в среднем около 50-ти лет) – угасание функций половых желез и желез внутренней секреции).

Уживотныхичеловекавыделяюттрипериодапостнатальногоонтогенеза: 1) дорепродуктивный (ювенильный); 2) репродуктивный (зрелый);

(ракообразные, рыбы, рептилии) и ограниченный (определенный) - прекращается к определенному возрасту (насекомые, птицы, млекопитающие). Процесс роста человека протекает неравномерно; чередуются периоды быстрого роста и периоды замедленного роста.

Закономерности роста

Наибольшая интенсивность роста человека отмечена на первом году жизни – увеличение на 25 см. На втором году жизни – на 10-11 см, на третьем – на 8 см. В возрасте от 4-х до 7 лет увеличение роста – на 5-7 см каждый год. В младшем школьном возрасте – 4-5 см в год, в период полового созревания интенсивность роста увеличивается до 7-8 см в год. После этого периода рост человека замедляется и далее до 20-25 лет увеличивается на 1-2

		Основные типы роста тканей и органов :
						лимфоидный
				лимфоузлы, лимфоидная ткань кишечника,
				селезенки,		миндалин;			максимальное
				увеличение их массы до 11-12 лет.
						мозговой			головной
					мозг, глаза,				развиваются
				рождения и до 10-12 лет.
								все тело,
					– общий тип:
		4 6 8 10 12 14 16 18 20			органы дыхания,

максимальный рост в первый год жизни и в

период полового созревания; 4 – репродуктивный тип: различные части половой системы –

быстрый рост в период полового созревания.

Регуляция роста

Соматотропный гормон вырабатывается с момента рождения ребенка до 13-16 лет. При снижении функции железы развиваются гипофизарные карлики, при ее повышении развивается гигантизм – рост человека достигает 2-х метров и более. Выделение гормона во взрослом возрасте приводит к акромегалии – увеличению размера костей кисти, стопы

и лица. Тироксин повышает энергетический обмен в организме. Снижение функции железы приводит к задержке роста, нарушению пропорций тела, задержке полового развития, нарушению психики. Половые гормоны оказывают влияние на все процессы обмена веществ.

Значительное влияние на рост оказывают факторы среды . Для нормального роста ребенка необходимо сбалансированное питание, включение в него витаминов и микроэлементов. В синтезе витамина D (кальциферола) важную роль играет солнечный свет.

Последние несколько десятков лет отмечается ускорение физического

и физиологического развития детей, называемое акселерацией. Проявляется оно уже на стадии внутриутробного развития – увеличение длины тела новорожденных на 0,5 – 1,0 см, массы тела – на 50-100 г, изменяются сроки прорезывания зубов. Рост у взрослых людей за последние 100 лет увеличился в среднем на 8 см. Причиной акселерации считают следующие факторы: межрасовые браки (повышение гетерозиготности), урбанизацию, повышение радиационного фона, изменение магнитного поля Земли и ряд социальных факторов.

Возраст человека

Биологический – на сколько лет Хронологический – количество лет,

Биологический и хронологический возраст совпадают не всегда.

Критерии определения биологического возраста:

- скелетозрелость: окостенение различных частей скелета происходит

в разном возрасте;

- зубная зрелость: появление молочных зубов и замена их постоянными происходит в определенном возрасте;

- время появления и степень развития вторичных половых признаков. Конституция человека – это генетически обусловленные

особенности морфологии, физиологии и поведения.

В 1927 году М.В.Черноруцкий предложил классификацию, по которой выделяют три основных конституциональных типа.

Тип эктоморфный (астеники ). Они имеют узкую грудную клетку, низкое положение диафрагмы, удлиненные легкие, относительно малой длины кишечник с низкой всасывательной способностью, тонкие кости и длинные конечности, незначительный слой жировых отложений. Для астеников характерны: повышенная возбудимость, склонность к неврозам, гипотонии, язвенной болезни, туберкулезу.

Тип мезоморфный (нормостеники ): имеют пропорциональное телосложение, умеренное развитие подкожной жировой клетчатки. Люди этого типа энергичны, подвижны, склонны к невралгиям, атеросклерозу, заболеваниям верхних дыхательных путей.

Тип эндоморфный (гиперстеники ) характеризуются широкой грудной клеткой, высоким расположением диафрагмы, объемистым желудком и длинным кишечником с высокой всасывательной способностью, значительным отложением жира. Сердце относительно крупных размеров, в крови повышенное содержание холестерина, мочевой кислоты, эритроцитов и гемоглобина. У гиперстеников преобладают процессы ассимиляции, они склонны к атеросклерозу, ожирению, сахарному диабету, гипертонии, болезням почек и желчного пузыря. Люди этого типа уравновешенны, спокойны, общительны.

Большинство людей по типам конституции занимает промежуточное положение.

Особенности морфологии, физиологии, поведения в определенный промежуток времени – это габитус . Габитус отражает самочувствие человека

и состояние здоровья в данный момент времени. Он включает: особенности телосложения, осанку, походку, цвет кожных покровов, выражение лица, соответствие биологического и хронологического возраста.

Старение – общебиологическая закономерность, свойственная всем живым организмам. Старость – заключительный этап онтогенеза. Наука о старости называется геронтология . Она изучает закономерности старения различных систем органов и тканей. В геронтологию входят разделы геронтогигиена и геронтопсихология.

Гериатрия – наука о болезнях людей старческого возраста; изучает особенности их развития, течения, лечения и профилактики.

Процесс старения охватывает все уровни – молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный и организменный. Результатом этого процесса является снижение жизнеспособности особи, ослабление механизмов гомеостаза и адаптации. Биологический смысл старения – неизбежность смерти.

Признаки старения в органах и системах органов.

1. Сердечно-сосудистая система. Изменение эластичности стенок кровеносных сосудов; разрастание в сердце и в стенках сосудов соединительной ткани на месте мышечной; нарушение кровоснабжения тканей и органов. Снижение функции кроветворных органов.

2. Дыхательная система. Разрушение межальвеолярных перегородок и сокращение дыхательной поверхности легких; уменьшение их жизненной емкости; разрастание соединительной ткани.

3. Пищеварительная система. Потеря зубов, снижение функций пищеварительных желез, нарушение двигательной (моторной) функции кишечника.

4. Мочевыделительная система. Гибель части нефронов, снижение интенсивности фильтрации почек.

5. Мышцы и скелет. Атрофия скелетных мышц, снижение прочности костей, преобладание в их составе минеральных веществ.

6. Нервная система. Гибель нейронов, нарушение регуляции функций органов, снижение скорости проведения импульсов, ослабление памяти. Снижение функций всех органов чувств.

7. Ослабление механизмов гуморального и клеточного иммунитета. Внешние проявления признаков старения: изменяются осанка, форма

тела, походка; появляется седина, теряется эластичность кожи (появление морщин), ослабляются зрение и слух.

Геронтология предлагает более 300 гипотез старения . Наиболее распространенные из них следующие.

1. Энергетическая (М.Рубнер, 1908): организм каждого вида имеет определенный энергетический фонд. Он расходуется в течение жизни и организм погибает.

2. Интоксикационная (И.Мечников, 1903): самоотравление организма

в результате накопления в толстом кишечнике человека продуктов азотистого обмена и гниения.

3. Соединительнотканная (А.Богомолец, 1922): так как соединительная ткань является регулятором трофики клеток и тканей, изменения в ней нарушают межтканевые взаимодействия и приводят к старению.

4. Перенапряжение центральной нервной системы (И.Павлов, 1912,

Г.Селье, 1936): нервные потрясения и продолжительное нервное перенапряжение вызывают преждевременное старение.

5. Изменения коллоидных свойств цитоплазмы клеток (В.Ружичка,

М.Маринеску, 1922): измененная цитоплазма плохо удерживает воду, коллоиды из гидрофильных переходят в гидрофобные, укрупняются коллоидные частицы и изменяются их биологические свойства.

6. Запрограммированное число митозов клеток (А.Хейфлик, 1965): у

различных видов отмечается неодинаковое число клеточных делений – при большей продолжительности жизни их больше (фибробласты эмбрионов человека дают около 50 генераций, у мыши и курицы около 15 генераций).

7. Генетические : накопление мутаций; снижение интенсивности и нарушение процессов транскрипции, трансляции и репарации; нарушение самообновления белков.

Существенное влияние на процесс старения человека оказывают социальные факторы, условия и образ жизни, различные болезни. Старение и продолжительность жизни человека зависят также от экологической ситуации.

Наука, которая изучает здоровый образ жизни человека и условия увеличения ее продолжительности, называется валеология .

Теоретически возможный возраст человека 150-200 лет, максимальный регистрируемый 115-120 лет. Средняя продолжительность жизни: мужчины 67-74, женщины 74-79 лет. В отдельных странах средняя продолжительность жизни составляет 35-40 лет.

Старение организма заканчивается смертью . Смерть обеспечивает смену поколений. Причины смерти могут быть различны. Смерть физиологическая , или естественная, наступает в результате старения. Смерть патологическая , или преждевременная, - результат болезни или несчастного случая.

Смерть клиническая наступает в результате прекращения жизненно важных функций (остановка сердца и дыхания), но сохраняются процессы обмена веществ в клетках и органах.

Смерть биологическая – прекращение процессов самообновления в клетках и тканях, нарушение течения химических процессов, аутолиз и распад клеток. В наиболее чувствительных клетках коры головного мозга некротические изменения обнаруживаются уже через 5-6 минут. Увеличить период наступления клинической смерти можно с помощью общего охлаждения организма (гипотермия), которое замедляет процессы обмена веществ и повышает устойчивость к кислородному голоданию.

Реанимация – возможность возвращения человека к жизни из состояния клинической смерти (когда не повреждены жизненно важные органы) через 5-6 минут, пока «живы» клетки коры головного мозга. Методы реанимации применяются в медицине при любых угрожающих состояниях.

В середине ХХ века в медицине появилось направление, которое назвали эвтаназия. Эвтаназия – это медицинская помощь уходу из жизни тяжело и неизлечимо больному по его желанию или по просьбе его родных. Эвтаназия разрешена законом лишь в нескольких странах. Она требует разрешения многих юридических и морально-этических проблем.

После появления организма на свет начинается его постэмбриональное развитие (постнатальное для человека), которое у разных организмов протекает от нескольких дней до сотен лет в зависимости от их видовой принадлежности. Следовательно, продолжительность жизни -- это видовой признак организмов, не зависящий от уровня их организации

В постэмбриональном онтогенезе различают ювениальный и пубертатный периоды, а также период старости, заканчивающийся смертью.

Ювенильный период . Этот период (от лат. juvenilis -- юный) определяется временем от рождения организма до полового созревания. У разных организмов он протекает по-разному и зависит от типа онтогенеза организмов. Для этого периода характерно либо прямое, либо непрямое развитие.

В случае организмов, для которых характерно прямое развитие (многие беспозвоночные, рыбы, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, человек), вылупившиеся из яйцевых оболочек или новорожденные сходны со взрослыми формами, отличаясь от последних лишь меньшими размерами, а также недоразвитием отдельных органов и несовершенными пропорциями тела

Характерной особенностью роста в ювенильный период организмов, подверженных прямому развитию, является то, что происходит увеличение количества и размеров клеток, изменяются пропорции тела. Рост разных органов человека неравномерен. Например, рост головы заканчивается в детстве, ноги достигают пропорциональной величины примерно к 10 годам. Наружные половые органы очень быстро растут в возрасте 12--14 лет. Различают определенный и неопределенный рост. Определенный рост характерен для организмов, которые к определенному возрасту прекращают свой рост, например, насекомые, млекопитающие, человек. Неопределенный рост характерен для организмов, которые растут всю жизнь, например, моллюски, рыбы, земноводные, рептилии, многие виды растений.

В случае непрямого развития организмы претерпевают превращения, называемые метаморфозами (от лат. metamorphosis -- превращение). Они представляют собой видоизменения организмов в процессе развития. Метаморфозы широко встречаются у кишечнополостных (гидры, медузы, коралловые полипы), плоских червей (фасциолы), круглых червей (аскариды), моллюсков (устрицы, мидии, осьминоги), членистоногих (раки, речные крабы, омары, креветки, скорпионы, пауки, клещи, насекомые) и даже у некоторых хордовых (оболочечники и земноводные). При этом различают полные и неполные метаморфозы. Наиболее выразительные формы метаморфозов наблюдают у насекомых, которые подвергаются как неполным, так и полным метаморфозам.

Неполное превращение -- это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек выходит организм, строение которого сходно со строением взрослого организма, но размеры намного меньше. Такой организм называют личинкой. В процессе роста и развития размеры личинок увеличиваются, но имеющийся хитипизированный покров мешает дальнейшему увеличению размеров тела, что приводит к линьке, т. е. сбрасыванию хитинизированного покрова, под которым находится мягкая кутикула. Последняя расправляется, и это сопровождается увеличением размеров животного. После нескольких линек животное достигает зрелости. Неполное превращение характерно, например, в случае развития клопов

Полное превращение -- это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек освобождается личинка, существенно отличающаяся по строению от взрослых особей. Например, у бабочек и многих насекомых личинками являются гусеницы. Гусеницы подвержены линьке, причем могут линять по нескольку раз, превращаясь затем в куколки. Из последних развиваются взрослые формы (имаго), которые не отличаются от исходных

У позвоночных метаморфозы встречаются среди земноводных и костных рыб. Для личиночной стадии характерно наличие провизорных органов, которые либо повторяют признаки предков, либо имеют явно приспособительное значение. Например, для головастика, являющегося личиночной формой лягушки и повторяющего признаки исходной формы, характерны рыбообразная форма, наличие жаберного дыхания, одного круга кровообращения. Приспособительными признаками головастиков являются их присоски, длинный кишечник. Для личиночных форм характерно также и то, что по сравнению со взрослыми формами, они оказываются приспособленными к жизни в совершенно иных условиях, занимая другую экологическую нишу и другое место в цепи питания. Например, личинки лягушек имеют жаберное дыхание, тогда как взрослые формы -- легочное. В отличие от взрослых форм, которые являются плотоядными существами, личинки лягушек питаются растительной пищей.

Последовательность событий в развитии организмов часто называют жизненными циклами, которые могут быть простыми и сложными. Наиболее простые циклы развития характерны, например, для млекопитающих, когда из оплодотворенной яйцеклетки развивается организм, который снова продуцирует яйцеклетки и т. д. Сложными биологическими циклами являются циклы у животных, для которых характерно развитие с метаморфозами. Знания о биологических циклах имеют практическое значение, особенно в случаях, когда организмы являются возбудителями или переносчиками возбудителей болезней животных и растений.

Развитие и дифференциация, связанные с метаморфозами, являются результатом естественного отбора, благодаря которому многие личиночные формы, например, гусеницы насекомых и головастики лягушек адаптированы к среде лучше, чем взрослые половозрелые формы.

Пубертатный период . Этот период называют еще зрелым, и он связан с половой зрелостью организмов. Развитие организмов в этот период достигает максимума.

На рост и развитие в постэмбриональный период большое влияние оказывают факторы среды. Для растений решающими факторами являются свет, влажность, температура, количество и качество питательных веществ в почве. Для животных первостепенное значение имеет полноценное кормление (наличие в корме белков, углеводов, липидов, минеральных солей, витаминов, микроэлементов). Важны также кислород, температура, свет (синтез витамина Д).

Рост и индивидуальное развитие животных организмов подвержены нейрогуморальной регуляции со стороны гуморальных и нервных механизмов регуляции. У растений обнаружены гормоноподобные активные вещества, получившие название фитогормонов. Последние влияют на жизненно важные отправления растительных организмов.

В клетках животных в процессе жизнедеятельности синтезируются химически активные вещества, влияющие на процессы жизнедеятельности. Нервные клетки беспозвоночных и позвоночных вырабатывают вещества, получившие название нейросекретов. Железы эндокринной, или внутренней, секреции также выделяют вещества, которые получили название гормонов. Эндокринные железы, в частности, те, которые имеют отношение к росту и развитию, регулируются нейросекретами. У членистоногих регуляция роста и развития очень хорошо показана на примере влияния гормонов на линьку. Синтез личиночного секрета клетками регулируется гормонами, накапливающимися в мозге. В особой железе у ракообразных вырабатывается гормон, тормозящий линьку. Уровни этих гормонов определяют периодичность линек. У насекомых установлена гормональная регуляция созревания яиц, протекание диапаузы.

У позвоночных железами внутренней секреции являются гипофиз, эпифиз, щитовидная, паращитовидная, поджелудочная, надпочечники и половые железы, которые тесно связаны одна с другой Гипофиз у позвоночных вырабатывает гонадотропный гормон, стимулирующий деятельность половых желез. У человека гормон гипофиза влияет на рост. При недостатке развивается карликовость, при избытке -- гигантизм. Эпифиз продуцирует гормон, который влияет на сезонные колебания в половой активности животных. Гормон щитовидной железы влияет на метаморфоз насекомых и земноводных. У млекопитающих недоразвитие щитовидной железы ведет к задержке роста, недоразвитию половых органов. У человека из-за дефекта щитовидной железы задерживается окостенение, рост (карликовость), не наступает полового созревания, останавливается психическое развитие (кретинизм). Надпочечники продуцируют гормоны, оказывающие влияние на метаболизм, рост и дифференцировку клеток. Половые железы продуцируют половые гормоны, которые определяют вторичные половые признаки. Удаление половых желез ведет к необратимым изменениям ряда признаков. Например, у кастрированных петухов прекращается рост гребня, теряется половой инстинкт. Кастрированный мужчина приобретает внешнее сходство с женщиной (не растет борода и волосы на коже, отлагается жир на груди и в области таза, сохраняется тембр голоса и т. д.).

Фитогормонами растений являются ауксины, цитокинины и гиббереллины. Они регулируют рост и деление клеток, образование новых корней, развитие цветков и другие свойства у растений.

На всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Это свойство организмов носит название регенерации, которая бывает физиологической и репаративной.

Физиологическая регенерация -- это замена утерянных частей тела в процессе жизнедеятельности организма. Регенерации этого типа очень распространены в животном мире. Например, у членистоногих она представлена линькой, которая связана с ростом. У рептилий регенерация выражается в замещении хвоста и чешуи, у птиц -- перьев, когтей и шпор. У млекопитающих примером физиологической регенерации может быть ежегодное сбрасывание оленями рогов.

Репаративная регенерация -- это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Регенерация этого типа возможна у многих животных, но ее проявления различны. Например, она часта у гидр и связана с размножением последних, поскольку из части регенерирует весь организм. У других организмов регенерации проявляются в виде способности отдельных органов к восстановлению после утраты ими какой-либо части. У человека достаточно высокой регенеративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.

Растения многих видов также способны к регенерации. Данные о регенерации имеют большое значение не только в биологии. Их широко используют в сельском хозяйстве, в медицине, в частности, в хирургии.

Старость как этап онтогенеза. Старость является предпоследним этапом онтогенеза животных, причем ее длительность определяется общей продолжительностью жизни, которая является видовым признаком и которая у разных животных является разной. Наиболее точно старость изучена у человека.

Известны самые различные определения старости человека. В частности, одно из наиболее популярных определений заключается в том, что старость есть накопление последовательных изменений, сопровождающих повышение возраста организма и увеличивающих вероятность его болезней или смерти. Науку о старости человека называют геронтологией (от греч. geron -- старик, старец, logos -- наука). Ее задачей является изучение закономерностей возрастного перехода между зрелостью и смертью.

Научные исследования в геронтологии распространяются на разные области, начиная с исследований изменения активности клеточных ферментов и заканчивая выяснением влияния психологических и социологических смягчений в стрессах среды на поведение старых людей.

В случае человека различают физиологическую старость, старость, связанную с календарным возрастом, и преждевременное старение, обусловленное социальными факторами и болезнями. В соответствии с рекомендациями ВОЗ пожилым возрастом человека следует считать возраст порядка 60-75 лет, а старым в 75 лет и более.

Старость человека характеризуется рядом внешних и внутренних признаков.

Среди внешних признаков старости наиболее заметными являются снижение плавности движений, изменение осанки, снижение эластичности кожи, массы тела, упругости и эластичности мышц, появление на лице и других участках тела морщин, выпадение зубов. Так, например, по обобщенным данным человек в возрасте 30 лет теряет 2 зуба (в результате выпадения), в 40 лет -- 4 зуба, в 50 лет -- 8 зубов, а в 60 лет -- уже 11 зубов. Заметным изменениям подвергается первая сигнальная система (притупляется острота органов чувств). Например, максимальное расстояние, при котором здоровые люди различают те или иные одинаковые звуки, в 20-30 лет составляет 12 м, в 50 лет -- 10 м, в 60 лет -- 7 м, а в 70 лет -- только 4 м. Заметно изменяется также вторая сигнальная система (изменяется речевая интонация, голос становится глухим).

Среди внутренних признаков в первую очередь следует назвать такие признаки, как обратное развитие (инволюция) органов. Отмечается уменьшение размеров печени и почек, уменьшается количество нефронов в почках (к 80-ти годам почти наполовину), что снижает функциональные возможности почек и отражается на водно-элекролитном обмене. Снижается эластичность кровеносных сосудов, уменьшается перфузия кровью тканей и органов, повышается периферическая сопротивляемость сосудов. В костях накапливаются неорганические соли, изменяются (обызвествляются) хрящи, снижается способность органов к регенерации. Происходят существенные изменения в клетках, замедляется деление и восстановление их функционального тонуса, уменьшается содержание воды, снижается активность клеточных ферментов, нарушается координированность между ассимиляцией и диссимиляцией. В головном мозге нарушается синтез белков, в результате чего образуются аномальные белки. Повышается вязкость клеточных мембран, нарушается синтез и утилизация половых гормонов, происходят изменения в структуре нейронов. Наступают структурные изменения белков соединительной ткани и изменения эластичности этой ткани. Ослабляются иммунологические реакции, увеличивается возможность аутоиммунных реакций. Снижаются функции эндокринных систем, в частности, половых желез.

Стремления понять природу старения организма возникли давно. В Древней Греции Гиппократ считал, что старение связано с неумеренностью в пище, недостаточным пребыванием на свежем воздухе. Аристотель считал, что старение связано с расходом тепловой энергии организмом. Значение пищи как фактора старения отмечал также Гален. Но долгое время для объективного понимания этой проблемы не хватало научных данных. Лишь в XIX в. в изучении старения наметился некоторый прогресс, стали формулировать теории старения.

Одной из первых наиболее известных теорий старения организма человека является теория немецкого врача Х. Гуфеланда (1762-1836), который отмечал в долголетии значение трудовой деятельности. До нас дошло его высказывание о том, что ни один лентяй не дожил до преклонного возраста. Еще более известной является эндокринная теория старения, которая берет начало от опытов, выполненных еще в середине прошлого века Бертольдом (1849), который показал, что пересадка семенников от одних животных к другим сопровождается развитием вторичных половых признаков. Позднее французский физиолог Ш. Броун Секар (1818-1894) на основе результатов впрыскиваний себе экстрактов из семенников утверждал, что эти инъекции производят благотворное и омолаживающее действие. В начале XX в. уже сложилось убеждение в том, что наступление старости связано с угасанием деятельности желез внутренней секреции, в частности, половых желез. В 20-30-е гг. на основе этого убеждения в разных странах было проделано много операций по омолаживанию пожилых или старых людей. Например, Г. Штейнах в Австрии перевязывал у мужчин семенные канатики, что вело к прекращению внешней секреции половых желез и, якобы, к некоторому омоложению. С. А. Воронов во Франции пересаживал семенники от молодых животных к старым и от обезьян к мужчинам, а Тушнов в СССР омолаживал петухов, вводя им гистолизаты половых желез. Все эти операции приводили к некоторым эффектам, но лишь временным. После названных воздействий процессы старения продолжались, причем еще интенсивнее.

В начале нашего века возникла микробиологическая теория старения, творцом которой был И. И. Мечников, который различал физиологическую старость и патологическую. Он считал, что старость человека является патологической, т. е. преждевременной. Основу представлений И. И. Мечникова составляло учение об ортобиозе (Orthos -- правильный, bios -- жизнь), в соответствии с которым основной причиной старения является повреждение нервных клеток продуктами интоксикации, образующимися в результате гниения в толстом кишечнике. Развивая учение о нормальном образе жизни (соблюдение правил гигиены, регулярный труд, воздержание от вредных привычек), И. И. Мечников предлагал также способ подавления гнилостных бактерий кишечника путем употребления кисломолочных продуктов.

В 30-е гг. широкое распространение получила теория о роли центральной нервной системы в старении. Творцом этой теории является И. П. Павлов, который установил интегрирующую роль центральной нервной системы в нормальном функционировании организмов. Последователи И. П. Павлова в экспериментах на животных показали, что преждевременное старение вызывается нервными потрясениями и продолжительным нервным перенапряжением.

Заслуживает упоминания теория возрастных изменений соединительной ткани, сформулированная в те годы А.А. Богомольцем (1881--1946). Он считал, что физиологическую активность организма обеспечивает соединительная ткань (костная ткань, хрящи, сухожилия, связки и волокнистая соединительная ткань) и что изменения коллоидного состояния клеток, потеря их тургора и т. д. определяют возрастные изменения организмов. Современные данные указывают на значение накопления кальция в соединительной ткани, т. к. он способствует потере ее упругости, а также уплотнению сосудов.

Для современных подходов к познанию сущности и механизмов старения характерно широкое использование данных физико-химической биологии и, в частности, достижений молекулярной генетики. Наиболее распространенные современные представления о механизмах старения сводятся к тому, что в процессе жизни в клетках организма накапливаются соматические мутации, в результате которых происходит синтез дефектных белков или нерепарируемые сшивки ДНК с белком. Поскольку дефектные белки играют дезинтегрирующую роль в клеточном метаболизме, то это ведет к старению. В случае культивируемых фибробластов показано, что связанные со старыми клетками белки и мРНК подавляют синтез ДНК в молодых фибробластах.

Известна также гипотеза, в соответствии с которой старение является результатом изменения митохондриальных метаболитов с последующим нарушением функций ферментов.

У человека показано существование генов, определяющих сроки развития наследственных дегенеративных процессов, связанных со старением. Ряд исследователей считает, что причиной старения являются изменения в системе иммунологической защиты организма, в частности, аутоиммунные реакции на структуры организма, имеющие жизненное значение. Наконец, в объяснениях механизмов старения специалисты большое внимание уделяют повреждениям белков, связанным с образованием свободных радикалов. Наконец, иногда придают значение освобождающимся после распада лизосом гидролазам, которые разрушают клетки.

Однако исчерпывающей теории старения все же еще не создано, поскольку ясно, что ни одна из этих теорий самостоятельно объяснить механизмы старения не может.

Смерть. Смерть является завершающим этапом онтогенеза. Вопрос о смерти в биологии занимает особое место, ибо чувство смерти «... совершенно инстинктивно присуще человеческой природе и всегда составляло одну из величайших забот человека» (И. И. Мечников, 1913). Больше того, вопрос о смерти стоял и стоит в центре внимания всех философских и религиозных учений, хотя философия смерти в разные исторические времена представлялась по-разному. В античном мире Сократ и Платон доказывали бессмертие души, тогда как Аристотель отрицал платоновскую идею бессмертия души, верил в бессмертность человеческого духа, продолжающего жить после смерти человека.

Цицерон и Сенека также признавали будущую жизнь, но Марк Аврелий считал смерть естественным явлением, которое следует принимать безропотно. В прошлом веке И. Кант и И. Фихте (1762-1814) тоже верили в будущую жизнь, а А. Г. Гегель придерживался убеждений, по которым душа поглощается «абсолютным существом», хотя природа этого «существа» не раскрывалась.

В соответствии со всеми известными религиозными учениями земная жизнь человека продолжается и после его смерти, и человек должен неустанно готовиться к этой будущей смерти. Однако естествоиспытатели и философы, не признающие бессмертия, считали и считают, что смерть представляет собой, как неоднократно подчеркивал И. И. Мечников, естественный исход жизни организма. Более образное определение смерти заключается в том, что она «... есть явная победа бессмыслия над смыслом, хаоса над космосом» (В. Соловьев, 1894).

Научные данные свидетельствуют о том, что у одноклеточных организмов (растений и животных) следует отличать смерть от прекращения их существования. Смертью является их гибель, тогда как прекращение существования связано с их делением. Следовательно, недолговечность одноклеточных организмов компенсируется их размножением. У многоклеточных растений и животных смерть является в полном смысле слова завершением жизни организма.

У человека вероятность смерти повышается в пубертатный период. В частности, в развитых странах вероятность смерти повышается почти экспоненциально после 28 лет.

Различают клиническую и биологическую смерть человека. Клиническая смерть выражается в потере сознания, прекращении сердцебиения и дыхания, однако большинство клеток и органов все же остаются живыми. Происходит самообновление клеток, продолжается перистальтика кишечника.

Клиническая смерть не «доходит» до биологической смерти, ибо она обратима, т. к- из состояния клинической смерти можно «возвращать» к жизни. Например, собак «возвращают» к жизни через 5--6 минут, человека -- через 6--7 минут от начала клинической смерти. Биологическая смерть характеризуется тем, что она необратима. Остановка сердцебиения и дыхания сопровождается прекращением процессов самообновления, гибелью и разложением клеток. Однако гибель клеток начинается не во всех органах одновременно. Вначале гибнет кора головного мозга, затем гибнут эпителиальные клетки кишечника, легких, печени, клетки мышц, сердца.

На представлениях о клинической смерти основаны мероприятия по реанимации (оживлению) организмов, что имеет исключительно важное значение в современной медицине.

Продолжительность жизни. Сравнение данных о продолжительности жизни разных представителей флоры и фауны показывают, что среди растений и животных разные.организмы живут разное время. Например, травянистые растения (дикие и культурные) живут в течение одного сезона. Напротив, древесные растения характеризуются большей продолжительностью жизни. Например, вишня живет 100 лет, ель -- 1000 лет, дуб -- 2000 лет, сосна -- до 3000-4000 лет.

Ряд видов членистоногих живет 40-60 лет, рыбы многих видов, например, осетровые живут 55-80 лет, лягушки -- 16 лет, крокодилы -- 50-60 лет, дикие свиньи -- 25 лет, змеи и ящерицы -- 25--30 лет, птицы некоторых видов -- до 100 лет и более. Продолжительность жизни млекопитающих является меньшей. Например, мелкий рогатый скот живет -- 20-25 лет, крупный рогатый скот -- 30 лет и более, лошади -- 30 лет, собаки -- 20 лет и более, волки -- 15 лет, медведи -- 50 лет, слоны -- 100 лет, кролики -- 10 лет.

Среди млекопитающих долгожителем является человек. Еще в Библии отмечено, что Мафусаил дожил до 969 лет, а гомеровский герой Нестор прожил три человеческих века, Дандо и один из лак-мейских королей -- более 500 лет.

Конечно, эти данные неточны. В действительности же многие люди доживали до 115--120 лет и более. Достоверны случаи, когда отдельные люди доживали даже до 150 лет. В то же время долгожители часто сохраняют на высоком уровне как физические, так и умственные способности. Например, Платон, Микеланджело, Тициан, И. Гёте и В. Гюго лучшие свои произведения создали после 75 лет.

Отмечено, что долгожительство характерно не только для европеоидов. Еще старые авторы отмечали, что отдельные негры жили 115-160 и более лет.

Еще в XVIII в. швейцарский физиолог А. Галлер (1708-1777) отмечал, что столетний возраст имеет семейное распространение, т. е. долговечность представляет собой наследственный признак. Современные данные не опровергают это заключение.

В случае человека различают естественную продолжительность ясизни и среднюю продолжительность жизни. Под естественной продолжительностью жизни понимают количество лет, дальше которых человек не может жить, если даже условия его существования являются самыми благоприятными. Напротив, средняя продолжительность жизни представляет собой длительность жизни индивидов определенной группы, прерываемая смертностью.

В соответствии с существующими представлениями естественная продолжительность жизни является видовым количественным признаком, подверженным контролю со стороны генотипа.

Считают, что такой контроль осуществляется в каждом периоде онтогенеза, причем первые доказательства в пользу этого заключения были получены еще в 60-е годы в экспериментах по культивированию фибробластов человека (

Предполагают, что естественная продолжительность жизни является эволюционным приобретением вида. Что касается долгожительства отдельных индивидуумов, то объяснение таких случаев обычно сводится к допущению либо наличия в генотипах долгожителей сочетаний определенных генов, либо наличия небольшого количества или полного отсутствия мутаций в их клетках.

Естественную продолжительность жизни определяют путем установления длительности периода роста человека и длительности жизни. Считают, что человек растет примерно 20 лет, но живет, как показывают долгожители, в 5-7 раз дольше. Руководствуясь этими соображениями, швейцарский физиолог Галлер еще в XVIII в. допускал, что человек может жить до 200 лет. И. И. Мечников тоже считал, что человек может жить до 150 лет, А.А. Богомолец и И.И. Шмальгаузен подсчитали, что естественная продолжительность жизни человека должна составлять 120-150 лет. Однако до 100-летнего возраста доживают лишь отдельные индивиды. Поэтому фактическая средняя продолжительность жизни вопреки ее росту не совпадает с естественной продолжительностью жизни.

На повышение средней продолжительности жизни оказывает влияние ряд факторов (частота рождаемости, снижение детской смертности, эффективность борьбы с инфекциями, успехи хирургии, улучшение питания и общих условий жизни, снижение смертности в результате несчастных случаев), причем эти факторы оказываются более эффективными в случае молодого возраста членов той или иной популяции. Однако при этом естественная продолжительность жизни не увеличивается.

Главнейшие причины снижения средней продолжительности жизни заключаются в детской смертности, а также смертности от голода, болезней, недостаточной медицинской помощи.

Частота смертных случаев обвально снижается в период после рождения и до достижения пубертанного возраста, а затем она повышается В развитых странах частота смертности повышается почти экспоненциально после возраста около 28 лет.

Средняя продолжительность жизни у древних греков и римлян составляла примерно 30 лет. Средняя продолжительность жизни в Европе составляла в XVI в. -- 21 год, в XVII в. -- 26 лет, в XVIII в. -- 34 года. В конце XIX в. она начала медленно возрастать. В 1988 г. в среднем по всему миру она составляла 61 год, причем в индустриально развитых странах она составляла 73, а в Африке лишь 52 года. Но известны исключения, когда продолжительность жизни растет чрезвычайно быстро, достигая очень высокого уровня, как это имело место в Швеции и Японии

В медицинском плане средняя продолжительность жизни -- это показатель здоровья нации. СССР по числу старых людей занимал первое место в мире. Например, на 1 млн. жителей приходилось 104 человека в возрасте свыше 90 лет, тогда как в Англии -- 6, Франции -- 7 и США -- 15 человек.

В связи с изменениями в продолжительности жизни в настоящее время отмечаются изменения границ трудоспособного населения по сравнению, например, с 30-ми годами нашего столетия. Во многих странах мира отмечается также разрыв между пенсионным возрастом и активностью людей, в результате чего во многих странах мира люди пенсионного возраста продолжают трудиться в той или иной форме. Особенно это распространено в нашей стране.

В 1982 г. в Вене состоялась Всемирная ассамблея по проблемам населения мира, на которой были сформулированы прогнозы по демографической проблематике до 2025 г. В соответствии с этими прогнозами предполагается, что в мире численность людей в возрасте 60 лет и старше по сравнению с 1950 г. возрастет в 5 раз, а людей старше 80 лет -- в 7 раз. Другими словами, по данным этого международного форума население Земли постепенно стареет, причем скорость старения населения применительно к разным народам, странам и регионам является различной. Закономерностью является то, что чем ниже жизненный уровень населения, тем быстрее оно стареет.

Гериатрия -- это одна из медицинских наук, задачей которой является разработка способов нормализации изменяющихся функций стареющего организма. Начала гериатрии уходят в далекое прошлое, ибо еще Гиппократ в древней Греции придавал большое значение умеренности в пище, приему воздушных и водных ванн. Вслед за ним многие знаменитые врачи прошлого (Гален, Абу Али ибн Сина и другие) также уделяли внимание гериатрии. В наше время проблемы гериатрии разрабатываются во многих научно-исследовательских учреждениях мира.

Однако вопреки успехам в познании биологических основ старения современная гериатрия еще не располагает методами и средствами воздействия на угасающие с возрастом нормальные физиологические процессы. Поэтому роль гериатрии ограничивается лечением возникающих в пожилом и старческом возрасте заболеваний и исключением (при наличии возможностей) факторов риска, вызывающих преждевременное старение.

Основные понятия и ключевые термины: Постэмбриональное развитие. Возрастные периоды человека. Репродуктивное здоровье. Вспомните! Что такое развитие?

Подумайте!

Почему человек изменяется в процессе развития, если наследственная информация, полученная от родителей, одна и та же на каждом из возрастных периодов?

Каковы особенности постэмбрионального развития?

После рождения ребенка начинается его постэмбриональное развитие, продолжающееся до конца жизни. С наступлением половой зрелости в постэмбриогенезе выделяют три периода: дорепродуктивный, репродуктивный и послерепродуктивный.

Дорепродуктивний период - это период жизни организма от рождения до наступления половой зрелости. У девочек этот период длится от рождения до 16 лет, у мужчин - до 18 лет. Характеризуется продолжением развития органов и увеличением массы и роста организма. Усиленный рост ребёнка наблюдается в возрасте 1-3 лет, в возрасте 5-7 лет и в подростковом возрасте. У человека дорепродуктивный период отличается относительно большей продолжительностью, поскольку происходит физиологическое и психическое развитие.

Репродуктивный период - это период половой зрелости организма, характеризующийся способностью человека к размножению. В этом промежутке организм человека функционирует как устойчивая саморегулирующаяся система. Характеризуется период уравновешенностью процессов образования и гибели клеток и сохранением массы и размеров тела. В этот период масса нарастает, в основном, за счёт жировой ткани, хотя при спортивных тренировках она может увеличиваться за счёт мышечной массы.

Послерепродуктивный период - это период, характеризующийся потерей организма способности к размножению. В организме человека уменьшаются содержание воды, интенсивность обмена веществ, ослабляются жизненные функции, наблюдается уменьшение массы тела и его размеров. На этом этапе происходит старение организма. Старение человека - процесс закономерного возникновения возрастных изменений, которые постепенно приводят к сокращению приспособительных возможностей организма. Наука о закономерностях старения - геронтология. Признаки старения проявляются на всех уровнях организации живого организма. Так, в клетках снижается активность ферментов, нарушаются процессы самовосстановления белков, нуклеиновых кислот. Особую роль в старении играет потеря нейронов ЦНС.

Итак, ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ - это развитие от рождения до смерти организма, основными событиями которого являются половое созревание, рост и старение.

Каковы возрастные периоды постэмбрионального развития человека?

Возрастные периоды - это периоды жизни человека, которые отличаются особенностями роста и развития. В соответствии с возрастными особенностями развития жизненный цикл человека разделяют на периоды.

Период новорождённости (первые 10 дней). У новорождённого наблюдается непропорциональное телосложение, кости черепа и тазовые кости несросшиеся, в черепе есть роднички, позвоночник без изгибов. Начинают функционировать органы дыхания, малый круг кровообращения, механизмы терморегуляции, активизируется иммунная система, проявляются пищевые рефлексы.

Грудной возраст (до 1 года). У ребенка увеличивается рост - в среднем на 23-25 см, формируются изгибы позвоночника, появляются молочные зубы. Формируются мышцы и появляется потребность ходить, образуются пищевые условные рефлексы.

Раннее детство - период ясельного возраста (1-3 года). У ребёнка зарастают роднички, изменяются пропорции тела, замедляется рост (8-11 см в год), развивается мозг, заканчивают формироваться молочные зубы. Происходит постепенный переход на общий стол, быстро развиваются речь, мышление, эмоции.

Первое детство - это период дошкольного возраста (3-7 лет). У дошкольников происходит замена молочных зубов на постоянные, дети вырастают на 5-7 см в год. В движениях проявляется устойчивая согласованность, речь связывается с мышлением, формируются условные рефлексы письма, развивается фантазия, ведущей деятельностью является игровая.

Второе детство - это младший школьный возраст (7-10 лет). Наблюдаются замедление темпов роста, развитие опорно-двигательного аппарата, секреция половых гормонов способствует появлению вторичных половых признаков. Ведущая деятельность - обучение, что обусловливает развитие умственных способностей.

Подростковый период - период среднего школьного возраста (11- 14 лет). В этот сложный период происходит бурное развитие всех систем, интенсивное половое созревание, формируются вторичные половые признаки. Наблюдается развитие абстрактного мышления, эмоций и проявляется психическая неуравновешенность.

Юношеский период - период старшего школьного возраста (15-17 лет). Завершаются рост, формирование организма и половое созревание.

Зрелый возраст наступает в возрасте 21 года. Первый период зрелого возраста (до 35 лет) является наиболее продуктивным периодом в жизни человека. Второй период зрелого возраста (от 35 до 60 лет) является периодом реализации человеком своих возможностей.

Преклонный возраст начинается с 61 года у мужчин и с 56 лет - у женщин.

Старческий возраст начинается в 75 лет. Люди с возрастом 100 и более лет - долгожители.

Итак, постэмбриональное развитие человека имеет условную периодизацию, основанную на биологических и социальных особенностях.

Как неблагоприятные факторы влияют на репродуктивное здоровье человека?

Репродуктивное здоровье - это состояние благополучия функций и процессов репродуктивной системы, а также половых отношений на всех стадиях жизни. Другими словами - это способность людей к зачатию и рождению детей, возможность сексуальных отношений без угрозы заболеваний, передающихся половым путём, безопасность беременности и родов, выживание ребенка, благополучие матери и возможность планирования последующих беременностей.

На репродуктивное здоровье человека влияет множество факторов, но наиболее распространёнными причинами нарушений являются аборты, болезни половых органов, вредные привычки, инфекционные заболевания и т. д.

Аборт вызывает гормональный стресс, приводит к различным нарушениям физического и психологического состояния. Не секрет, что аборт может привести в будущем к бесплодию. Раннее начало половой жизни и как следствие этого - аборты - у многих женщин являются причинами не только бесплодия, но и развития многих заболеваний организма.

Распространённой причиной возникновения заболеваний половых органов являются инфекции, передающиеся половым путем (ИППП). Такие болезни, как сифилис, гонорея, трихомоноз, хламидиоз, генитальный герпес разрушают половые органы, приводят к бесплодию и инфицированию будущего ребенка. Такие заболевания, как СПИД, гепатиты В и С могут передаваться половым путём и угрожать не только репродуктивному здоровью человека, но и его жизни.

Алкоголизм, курение и употребление наркотиков приводят к бесплодию, невынашиванию беременности и рождению тяжелобольных детей. Наличие этих вредных привычек способствует развитию импотенции, вызывает задержку внутриутробного развития плода, формирование тяжёлых пороков развития, возникновение наркотической зависимости у новорождённого, умственную отсталость и др.

Планирование и тщательная подготовка будущих родителей к беременности, ведение здорового образа жизни, отказ от вредных привычек способствуют нормальному течению беременности и родов, рождению здоровых детей.

Итак, репродуктивное здоровье - это важная составляющая общего здоровья каждого человека, каждой семьи и общества в целом.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Самостоятельная работа с таблицей

Примените полученные знания и обоснуйте основные рекомендации по сохранению репродуктивного здоровья женщин и мужчин.

	Обоснование
При обнаружении инфекций, передающихся половым путём, лечение необходимо начинать как можно раньше
Избегайте переохлаждений нижней части тела, сильных ударов в участки половых органов
Ведите активный образ жизни
Организуйте разумное сбалансированное питание с необходимым содержанием витаминов и биоэлементов
Избегайте нежелательной беременности и абортов, в том числе путём использования современных средств контрацепции
Оптимальный возраст для рождения ребенка - это 20-35 лет

Биология + Анатомия

В черепе новорожденного есть роднички -участки между костями черепа, защищённые мягкой соединительной тканью. Малыш рождается с шестью родничками: четыре из них закрываются в первые дни жизни, пятый - примерно на втором месяце, а шестой - наибольший -закрывается в период от трёх месяцев до двух лет. Это передний (1) и задний (2), два клиновидных (3) и два сосцевидных (4). Примените знания черепа и опишите расположение родничков, определите их биологическое значение.

Биология + Медицина

Простатит - самая распространённая мужская болезнь, с которой знакомы не менее половины мужчин планеты. О распространенности различных видов простатита свидетельствует довольно известная в медицинских кругах формула, по которой 30 % мужчин старше 30 лет, 40 % мужчин старше 40 лет, 50 % старше 50 лет и так далее страдают этой болезнью. К тому же, в последние годы простатит значительно «помолодел», и симптомы простатита всё чаще наблюдаются у совсем молодых мужчин, особенно в крупных городах. Попробуйте объяснить, почему. Какую роль играет простата для сохранения репродуктивного здоровья мужчин?

РЕЗУЛЬТАТ

	Вопросы для самоконтроля
	1. Что такое постэмбриональное развитие? 2. Назовите три основных этапа постэмбрионального развития человека. 3. Что такое возрастные периоды? 4. Почему выделяют возрастные периоды человека? 5. Что такое репродуктивное здоровье человека? 6. Назовите неблагоприятные для репродуктивного здоровья факторы среды.
	7. Назовите особенности постэмбрионального развития. 8. Назовите возрастные периоды постэмбриогенеза человека. 9. Как неблагоприятные факторы влияют на репродуктивное здоровье человека?

Обобщение темы 11.

РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕКА

РАЗМНОЖЕНИЕ, или РЕПРОДУКЦИЯ, -

способность организмов к воспроизведению себе подобных, что обеспечивает существование вида во времени.

У человека половое размножение происходит с участием гамет, которые при оплодотворении формируют зиготу с наследственной информацией двух различных по полу особей. Новый организм несёт наследственную информацию обоих родителей. Это способствует наследственной изменчивости и создаёт благоприятные условия для существования и развития вида Человек разумный.

У человека половое размножение с раздельнополовым и половым диморфизмом и внутренним оплодотворением
Мужская репродуктивная система		Женская репродуктивная система
Наружные половые органы: мошонка, половой член Внутренние половые органы: яички, придатки яичка, семявыносящий проток, семенные пузырьки, семяизвергательный проток Предстательная железа		Наружные половые органы: половые губы и клитор Внутренние половые органы: яичники, маточные трубы, матка, влагалище Молочные железы
Яички продуцируют эстрогены		Яичники производят эстрогены
Сперматогенез, происходящий в яичках, обеспечивает образование сперма-тозоонов		Овогенез, происходящий в яичниках, обеспечивает образование яйцеклеток
Внутреннее оплодотворение происходит в верхней части маточных труб. Основные стадии оплодотворения: 1) внутреннее осеменение; 2) встреча гамет и активация яйцеклетки; 3) проникновение сперматозоона в яйцеклетку; 4) слияние ядер; 5) активация зиготы к делению.

ОНТОГЕНЕЗ, или ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ -

период существования организма от зиготы до смерти.

Для человека как биологического вида характерны увеличение продолжительности внутриутробного периода, замедление полового созревания, появление переходного периода (климакса) между периодами половой зрелости и пожилого возраста.

Это материал учебника

Независимо от способа размножения, начало новому организму дает одна клетка, содержащая наследственные задатки и обладающая всеми характерными признаками и свойствами целого организма.
Индивидуальное развитие заключается в постепенной реализации наследственной информации, полученной от родителей.

Начало эволюционной эмбриологии положили русские ученые А.О. Ковалевский и И.И. Мечников. Они впервые обнаружили три зародышевых листка и установили принципы развития беспозвоночных и позвоночных животных. Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называется весь период жизни особи с момента образования зиготы до гибели организма.

Онтогенез делится на два периода:

— эмбриональный период: от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;
— постэмбриональный период : от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

Стадии эмбрионального развития (на примере ланцетника)

Дробление — многократное деление зиготы путем митоза. Образование бластулы — многоклеточного зародыша.

Гаструляция — образование двухслойного зародыша — гаструлы с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним, выстилающим полость (энтодермой). У многоклеточных животных часто вслед за образованием двухслойного зародыша, возникает третий зародышевый слой — мезодерма, который находится между экто — и энтодермой.

Зародыш становится трехслойным. Сущность процесса гаструляции заключается в перемещении клеточных масс. Клетки зародыша практически не делятся и не растут. Появляются первый признаки дифференцировки клеток.

Органогенез — образование комплекса осевых органов: нервной трубки, хорды, кишечной трубки, мезодермальных сомеитов. Дальнейшая дифференцировка клеток приводит к возникновению многочисленных производных зародышевых листков — органов и тканей. Из эктодермы формируются: нервная система, кожа, органы зрения и слуха. Из энтодермы формируются: кишечник, легкие, печень, поджелудочная железа. Из мезодермы — хорда, скелет, мышцы, почки, кровеносная и лимфатическая системы.
В ходе органогенеза одни зачатки влияют на развитие других зачатков (эмбриональная индукция). Взаимодействие частей зародыша является основой его целостности. В период эмбрионального развития зародыш очень чувствителен к влиянию факторов среды. Такие вредные воздействия, как алкоголь, табак, наркотики, могут нарушить ход развития и привести к различным уродствам.

Постэмбриональное или послезародышевое развитие начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и длится до смерти организма. Оно бывает двух типов: прямое и непрямое.

При прямом развитии родившиеся потомки во всем сходны с взрослыми особями, обитают в той же среде и питаются той же пищей, что обостряет внутривидовую конкуренцию (птицы, пресмыкающиеся, млекопитающие, некоторые насекомые и др.).

При непрямом развитии новый организм появляется на свет в виде личинки, претерпевающей в своем развитии ряд превращений — метаморфозов (амфибии, многие насекомые). Метаморфоз связан с разрушением личиночных органов и возникновением органов, присущих взрослым животным. Например, у головастика в процессе метаморфоза, происходящего под влиянием гормона щитовидной железы, исчезает боковая линия, рассасывается хвост, появляются конечности, развиваются легкие и второй круг кровообращения.

Значение метаморфоза :

— личинки могут самостоятельно питаться, расти и накапливать вещества для формирования постоянных органов, обитая в среде, нехарактерной для взрослых особей;

— личинки могут играть важную роль в расселении организмов (например, личинки двухстворчатых моллюсков).

— разная среда обитания снижает интенсивность внутривидовой борьбы за существование.

Непрямое развитие особей является важным приспособлением, возникшим в ходе эволюции

Читайте также:

Онтогенез (от греч. οντογένεση: ον - существо и γένεση - происхождение, рождение) - индивидуальное развитие организма от оплодотворения до смерти.

У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез.

У многоклеточных растений к эмбриональному развитию относят процессы, происходящие в зародышевом мешке семенных растений.

Термин «онтогенез» впервые был введен Э. Геккелем в 1866 году. В ходе онтогенеза происходит процесс реализации генетической информации, полученной от родителей.

Онтогенез делится на два периода: эмбриональный - от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;

Эмбриональный период

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.

Дробление

Дробление - ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период эмбрионального развития, который присутствует в онтогенезе всех многоклеточных животных и приводит к образованию зародыша, называемого бластулой (зародыш однослойный). При этом масса зародыша и его объем не меняются, то есть они остаются такими же, как у зиготы, а яйцо разделяется на все более мелкие клетки - бластомеры. После каждого деления дробления клетки зародыша становятся все более мелкими, то-есть меняются ядерно-плазменные отношения: ядро остается таким же, а объем цитоплазмы уменьшается. Процесс протекает до тех пор, пока эти показатели не достигнут значений, характерных для соматических клеток. Тип дробления зависит от количества желтка и его расположения в яйце. Если желтка мало и он равномерно распределен в цитоплазме (изолецитальные яйца: иглокожие, плоские черви, млекопитающие), то дробление протекает по типу полного равномерного: бластомеры одинаковы по размерам, дробится все яйцо. Если желток распределен неравномерно (телолецитальные яйца: амфибии), то дробление протекает по типу полного неравномерного: бластомеры - разной величины, те, которые содержат желток - крупнее, яйцо дробится целиком. При неполном дроблении желтка в яйцах настолько много, что борозды дробления не могут разделить его целиком. Дробление яйца, у которого дробится только сконцентрированная на анимальном полюсе «шапочка» цитоплазмы, где находится ядро зиготы, называется неполным дискоидальным (телолецитальные яйца: пресмыкающиеся, птицы). При неполном поверхностном дроблении в глубине желтка происходят первые синхронные ядерные деления, не сопровождающиеся образованием межклеточных границ. Ядра, окруженные небольшим количеством цитоплазмы, равномерно распределяются в желтке. Когда их становится достаточно много, они мигрируют в цитоплазму, где затем после образования межклеточных границ возникает бластодерма (центролецитальные яйца: насекомые).

Гаструляция - процесс разделения зародыша на зародышевые листки. В ходе гаструляции клетки зародыша практически не делятся и не растут. Происходит активное передвижение клеточных масс (морфогенетические движения). В результате гаструляции формируются зародышевые листки (пласты клеток). Гаструляция приводит к образованию зародыша, называемого гаструлой.

Первичный органогенез

Первичный органогенез - процесс образования комплекса осевых органов. В разных группах животных этот процесс характеризуется своими особенностями. Например, у хордовых на этом этапе происходит закладка нервной трубки, хорды и кишечной трубки.

В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза. Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы.

Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым.

Прямое развитие - развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью.

Эмбриональное и постэмбриональное развитие

Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих.

Непрямое развитие, или развитие с метаморфозом - появившийся организм отличается по строению от взрослого организма, обычно устроен проще, может иметь специфические органы, такой зародыш называется личинкой. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго). Например: развитие лягушки, некоторых насекомых, различных червей.
Постэмбриональное развитие сопровождается ростом.

Филогене́з (от греческого phylos - племя, раса и geneticos - имеющий отношение к рождению) - историческое развитие организмов. В биологии филогенез рассматривает развитие биологического вида во времени. Таксономия, классификация организмов по сходству, основана на филогенезе, но методологически отличается от филогенетического представления организмов.

Филогенез рассматривает эволюцию в качестве процесса, в котором генетическая линия - организмы от предка к потомкам - разветвляется во времени, и её отдельные ветви могут специализироваться относительно общего предка, сливаться в результате гибридизации или исчезать в результате вымирания.

Тема 3.3 Постэмбриональное развитие

Терминология

1. Амнион – тело зародыша, окруженное водной оболочкой.

2. Метаморфоз – превращения в период развития.

3. Рост определенный – рост ограниченный сроком.

4. Рост неопределенный – продолжающийся всю жизнь.

5. Дивергенций – расхождение признаков.

6. Филогенез – историческое развитие организмов.

Постэмбриональный период развития

В момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек заканчивается эмбриональный и начинается постэмбриональный период развития, завершающийся смертью организма.

Постэмбриональное развитие может быть прямым или сопровождаться превращением – метаморфозом.

При прямом развитии из яйцевых оболочек или из тела матери выходит организм, в котором заложены все основные органы, свойственные взрослому организму (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Постэмбриональное развитие у этих животных сводится в основном к росту и половому созреванию. При развитии с метаморфозом из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состоянии. Личинка питается, растёт и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным.

Следовательно, при метаморфозе разрушаются личиночные органы и возникают органы, присущие взрослым животным.

Например, у асцидий (тип хордовых) образуется личинка, обладающая всеми основными признаками хордовых: хордой, нервной трубкой, жаберными щелями. Личинка свободно плавает, а затем прикрепляется к твёрдой поверхности и совершает метаморфоз: исчезает хвост, хорда и нервная трубка распадаются. Асцидия ведёт прикреплённый образ жизни. Строение личинки указывает на происхождение их от хордовых, ведущих свободный образ жизни. В процессе метаморфоза асцидии переходят к сидячему образу жизни, в связи с чем упрощается их организация.

Личиночная форма амфибий – головастик, для которого характерны жаберные щели, боковая линия, один круг кровообращения. В процессе метаморфоза, проходящего под влиянием гормона щитовидной железы исчезает хвост, появляются конечности, исчезает боковая линия, развиваются лёгкие. Обращает на себя внимание сходство ряда черт строения головастика и рыб.

Примером полного метаморфоза может служить развитие насекомых. Гусеницы бабочек или личинки стрекоз резко отличаются по строению, образу жизни и среде обитания от взрослых животных. Таким образом, метаморфоз связан с переменой образа жизни или среды обитания.

С неполным метаморфозом протекает развитие у некоторых насекомых, например таракан.

Значение метаморфоза заключается в том, что личинки могут самостоятельно питаться и растут, накапливая клеточный материал для формирования постоянных органов, свойственных взрослым животным. Кроме того, свободноживущие личинки прикреплённых животных играют важную роль в расселении вида, в расширении ареала. Смена образа жизни или среды обитания в процессе онтогенеза благодаря тому, что личиночные формы некоторых животных обитают в иных условиях и имеют другие источники питания, снижает интенсивность борьбы за существование внутри вида.

В ряде случаев процессы, происходящие в индивидуальном развитии, указывают на события, имевшие место в филогенезе, т.е. процессе исторического развития данного вида.

Постэмбриональный период развития имеет разную продолжительность.

Онтогенез. Эмбриональное и постэмбриональное развитие

Например, подёнка в личиночном состоянии живёт 2-3 года, а во взрослом состоянии 2-3 часа или 2-3 дня. Взрослые особи не питаются из-за отсутствия ротового аппарата. После оплодотворения и откладки яиц они умирают. В большинстве случаев постэмбриональный период более продолжителен. У человека он включает стадию полового созревания, стадию зрелости и старости.

У млекопитающих наблюдается зависимость продолжительности жизни от длительности полового созревания и беременности.

Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. Различают рост неопределённый, продолжающийся в течение всей жизни и определённый, ограниченный каким-то сроком. Неопределённый рост наблюдается у деревьев, моллюсков. У многих животных рост прекращается вскоре после достижения полового созревания.

Биогенетический закон

Все многоклеточные организмы развиваются из одной оплодотворённой клетки. Развитие зародышей у животных, относящихся к одному типу, во многом сходно. На ранних стадиях развития зародыши позвоночных очень похожи. Эти факты подтверждаются справедливостью закона зародышевого сходства: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа».

Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствует об общности их происхождения. В дальнейшем в строении зародышей проявляются признаки класса, рода, вида и, наконец, признаки, характерные для данной особи. Расхождение признаков зародышей в процессе развития называется эмбриональной дивергенцией и объясняется историей развития данного вида, отражая эволюцию той или иной систематической группы животных.

Изменчивости подвержены все стадии развития. Мутации затрагивают гены, обуславливающие особенности строения и обмена веществ у эмбрионов на самых ранних стадиях развития. Но структуры, возникающие у эмбрионов играют важную роль в процессах дальнейшего развития. Поэтому изменения на ранних стадиях обычно приводят к недоразвитию и гибели организма. Напротив, изменения на поздних стадиях, затрагивая менее значительные признаки, могут быть благоприятные для организма и в таких случаях подхватываются естественным отбором.

Появление в эмбриональном периоде развития признаков, свойственных далёким предкам, отражает эволюционные преобразования в строении органов.

Многочисленные примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием.

Эта связь нашла выражение в биогенетическом законе : Онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть кратное и быстрое повторение филогенеза (исторического развития) вида, к которому эта особь относится.

Биогенетический закон сыграл важную роль в развитии эволюционных идей. В ряде случаев изменения, отличающие строение взрослых организмов от строения предков, появляются в эмбриональном периоде.

В некоторых случаях изменения возникают на средних стадиях развития.

Таким образом, в основе филогенеза лежат изменения, происходящие в онтогенезе отдельных особей.

Развитие организмов и окружающая среда. Организм не может жить вне среды обитания. Столь же невозможно и развитие организма вне окружающей среды. Например, куриное яйцо развивается только при определённой температуре. Не менее важен ионный состав для развития водных организмов. Всем видам не безразличны концентрация кислорода, содержание углекислоты и т.д.

В развитии зародыша существуют критические периоды, когда эмбрион более чувствителен к действию внешних агентов. Организм развивается в условиях, характерных для особей данного вида и вне этих условий развитие нарушается.

Таким образом, воздействия неблагоприятных факторов на организм в большинстве случаев обязательно сказываются на развитии потомства.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте.

Онтогенез человека включает два этапа: эмбриональный и постэмбриональный.

Эмбриональный этап развития продолжается от зиготы до рождения. Включает стадии: зиготы, бластулы, гаструлы, гистогенеза, органогенеза.

Зигота – многократно делится митозом, в результате чего образуется многоклеточный однослойный зародыш – бластула . Бластула не увеличивается в размерах, так как в это время она находится в маточной трубе и должна свободно продвигаться в матку. На шестой день она попадает в матку и прикрепляется к ее стенке, погружаясь в разрыхленный эпителий. Это процесс называется имплантация . Зародыш продолжает развиваться и становится двух, затем трехслойным. На этом этапе развития его называют гаструлой . В результате образуется три зародышевых листка: эктодерма, эндодерма, мезодерма. Из зародышевых систем образуются ткани и органы.

Таким образом: бластула – однослойный зародыш, гаструла – двух и трехслойный зародыш. Гистогенез – закладка тканей из зародышевых листков. Органогенез – закладка органов. В возрасте 8 недель масса зародыша человека составляет 4 г, размер 5мм. К этому времени у него произошли формообразовательные процессы, он приобрел контуры человеческого тела. После восьми недель беременности зародыш человек называют плод.

В процессе развития эмбриона человека формируются провизорные органы, которые после рождения утрачивают свои функции. К провизорным органам относятся: зародышевые оболочки, хорион, амнион и плацента, пупочный канатик . Плацента обеспечивает тесный контакт капилляров ребенка и матери. Развивающийся организм получает через плаценту питательные вещества, кислород, антитела, выводит продукты обмена. Плацента выполняет барьерную функцию, защищает эмбрион от микроорганизмов, некоторых лекарств и токсинов (рис. 7).

Рис. 7. Плацента

1 – матка; 2 – амнион; 3 – хорион; 4 – околоплодные воды; 5 – плацента; 6 – капилляры плаценты; 7 – вены; 8 – артерии

Тонкие механизмы формирования органов и тканей ребенка могут быть нарушены при воздействии, ядовитых, наркотических веществ, алкоголя, никотина, содержащихся в крови матери. Нарушения эмбрионального развития человека называются врожденными уродствами и пороками развития. К ним относятся: «волчья пасть» (отсутствие верхнего неба), «заячья губа» (несрастание верхнечелюстных костей), полидактилия (лишние пальцы), синдактилия (сросшиеся пальцы). Неблагоприятные факторы среды, вызывающие врожденные пороки развития называются тератогенными (вызывающие уродства) (рис. 8).

Рис. 8. Факторы среды влияющие на развитие организма человека

Эмбриональный период развития человека длится 36 недель.

Период после рождения и до биологической смерти называется постэмбриональным. Он включает ювенильный, пубертатный периоды развития и старение.

Ювенильный – период до полового созревания. Пубертатный – период половой зрелости.

В спортивной практике, физиологии, педагогике, психологии, используется следующая возрастная периодизация постэмбрионального онтогенеза человека.

В период от 1 до 10 дней ребенок называется новорожденный ;

с 1 года до трех – период раннего детства ;

с 4 до 7 лет – первое детство ;

с 8 лет до 12 у девочек, и до 13 у мальчиков второе детство ;

с 12 лет до 15 у девочек и с 13 до 16 у мальчиков – подростки ;

17-21 (юноши), 16-20 лет (девушки) – юношеский возраст ;

20-55 у женщин и 21-60 у мужчин период половой зрелости (пубертат);

от 55 и 60 до 70 – пожилые люди ;

от 70 до 90 старики ;

более 90 долгожители .

В онтогенезе человека существуют сенситивные и критические периоды.

Критические периоды характеризуются повышенной активностью отдельных генов и их комплексов, контролирующих развитие, каких либо признаков организма. В эти периоды происходит значительная перестройка регуляторных процессов, качественный и количественный скачок в развитии отдельных органов и функциональных систем. В эти периоды организм наиболее чувствителен к воздействию факторов окружающей среды. Критическими периодами онтогенеза считают имплантацию, плацентацию, закладку осевых органов, нервной и кишечной трубки, хорды, формирование сердца и другие.

Если женщина заболеет краснухой между 3-й и 9-й неделями беременности, то возникает риск развития у плода таких пороков, как порок сердца, катаракта, глухота. В другие сроки краснуха не вызывает пороков развития плода.

Сенситивные периоды – это периоды снижения генетического контроля и повышенной чувствительности отдельных признаков организма к средовым влияниям, в том числе педагогическим и тренерским. Так сенситивный период проявления различных показателей качества быстроты приходится на возраст 11-14 лет и к 15-летнему возрасту достигается его максимальный уровень, когда возможны высокие спортивные достижения. Сходная картина наблюдается в онтогенезе и для проявления качества ловкости и гибкости.

Для тренеров и педагогов, работающих в области физического воспитания и спорта, знание сенситивных периодов имеет важное практическое значение, так как в сенситивные периоды обеспечивается наибольший тренировочный эффект .