Лекция 2. Онтогенез человека

Центральным понятием возрастной антропологии является онтогенез. Оно было предложено в 1866 г. Геккелем при формулировании им биогенетического закона. Под онтогенезом понимают весь комплекс последовательных преобразований организма, начиная от стадии оплодотворенной яйцеклетки и до окончания жизненного цикла.

Сложность создания единой периодизации онтогенеза человека заключается в необходимости учета многих факторов, которые в свою очередь обладают разной информативностью в различные возрастные фазы. Следует понимать условность возрастной периодизации протекающего непрерывно онтогенеза, каждый его период несет в себе черты пройденного и зачатки будущего. Кроме того, такая классификация должна отражать не только медико-биологические, но и социально-экономические аспекты жизни человека, существенно различающиеся в отдельных государствах. Поэтому универсальной общепризнанной периодизации онтогенеза человека пока не создано.

Онтогенез человека делят на две неравные части – пренатальную (внутриутробную) и постнатальную (внеутробную). Российский антрополог В.В. Бунак предложил выделять в онтогенезе человека три стадии – прогрессивную, стабильную и регрессивную. Для их разграничения предложены следующие показатели: для прогрессивной стадии – продольный рост тела, прекращение которого означает завершение стадии; для стабильной фазы – увеличение жирового слоя, нарастание массы тела, определенное постоянство функциональных показателей организма; для регрессивной стадии – уменьшение массы тела, снижение функциональных показателей, замедление скорости передвижения, видимые изменения покровов тела.

В отечественной биологии популярна схема возрастной периодизации Бунака, утвержденная в 1965 г.

Схема возрастной периодизации онтогенеза человека

Новорожденные – от рождения до 10 дней.

Грудной возраст – 11 дней – 1 год.

Раннее детство – 1-3 года.

Первое детство – 4-7 лет.

Второе детство – 8-11 лет (ж), 8-12 лет (м).

Подростковый возраст – 12-15 лет (ж), 13-16 лет (м).

Юношеский возраст – 16-20 лет (ж), 17-21 лет (м).

Зрелый возраст:

I период – 21-35 лет (ж), 22-35 лет (м);

II период – 36-55 лет (ж), 22-60 лет (м).

Пожилой возраст – 56-74 года (ж), 61-74 года (м).

Старческий возраст – 75-90 лет.

Долгожители – от 91 года.

Характеристика периодов онтогенеза человека

Пренатальный онтогенез включает три стадии. Предзародышевая стадия (прогенез) занимает первые две недели внутриутробного периода – от оплодотворения яйцеклетки до ее имплантации в стенку матки. Прогенез характеризуется формированием эмбриона. Эмбриональная или зародышевая стадия продолжается до конца второго месяца развития и заканчивается формированием плаценты. На этой стадии происходит закладка основных органов зародыша. Плодная или фетальная стадия длится с 9 недели до рождения ребенка. В это время плод очень быстро растет. К концу третьего месяца окончательно определяется пол плода. После 6 месяцев темпы роста резко падают, одна из причин – ограниченные размеры полости матки. С 7 месяцев плод способен к выживанию в воздушной среде и у него формируются рефлексы (сосательный, мигательный и хватательный), а также возникает реагирование на звук. К окончанию вынашивания формируются все клетки нервной системы.

В настоящее время выделяется еще перинатальный период с 28-й недели беременности до 7 дней после рождения. Это особенно критический период для плода и новорожденного.

Новорожденные. По уровню биологической зрелости новорожденных разделяют на доношенных (39-40 недель) и недоношенных (28-38 недель и менее). Кроме того, необходимо учитывать размеры тела новорожденных. Доношенными считают новорожденных с массой тела не менее 2500 г и длиной тела не менее 45 см. Недоношенные дети отличаются повышенной смертностью, поэтому они нуждаются в особом уходе. Средняя масса тела новорожденных мальчиков составляет около 3500 г, а девочек около 3300 г, но при этом по скелетной зрелости мальчики отстают от девочек примерно на 4 недели. На размеры тела новорожденных влияют многие факторы, в том числе количество беременностей и родов у женщины, возраст и размеры тела родителей, состояние их здоровья, условия жизни, питание.

После родов ребенок полностью утрачивает непосредственную связь с материнским организмом и переходит к автономному существованию в абсолютно новой среде обитания. В первые часы жизни происходит приспособление организма ребенка к новым условиям. В первые 7-10 дней жизни ребенка производится вскармливание его молозивом.

Грудной возраст. В этом возрасте дети растут наиболее быстро за весь период постнатального онтогенеза. При нормальном развитии к году длина тела увеличивается примерно в 1,5 раза, а масса утраивается. С 6 месяцев начинается прорезывание первых молочных зубов. К году – полутора годам закрываются роднички на голове. К концу периода ребенок переходит к самостоятельному передвижению. Появляются восприятие, образная память, понимание речи, а также происходит эмоциональное развитие.

Раннее детство. После года жизни темпы роста ребенка заметно снижаются. К двум годам заканчивается прорезывание всех молочных зубов. В этом возрасте быстро прогрессируют психическое развитие ребенка, речь и память. Ребенок начинает ориентироваться в пространстве, овладевает элементарными бытовыми навыками и действиями с предметами.

Первое детство. С 5-6 лет начинается прорезывание первых постоянных зубов. В конце периода (6-7 лет) у многих детей отмечают некоторое ускорение роста – первый ростовой скачок. Начинают усиленно расти конечности. В этом периоде уже могут быть выделены типы телосложения детей. Быстро развиваются умственные способности, формируется личность ребенка.

Возраст до 7 лет называют также периодом «нейтрального детства», поскольку в это время мальчики и девочки почти не отличаются друг от друга по размерам и форме тела. Однако уже в этом периоде у девочек большее количество жира.

Второе детство. В это время выявляются половые различия в размерах и форме тела, и начинается ускоренный рост в длину, темпы которого выше у девочек. Примерно в 10 лет девочки опережают мальчиков по длине и массе тела, ширине плеч. К концу периода у девочек начинается половое созревание, связанное с усиленной секрецией половых гормонов. У девочек оно наступает примерно на 2 года раньше, чем у мальчиков. В среднем к 12-13 годам у обоих полов заканчивается смена зубов (за исключением третьих моляров).

Подростковый (пубертатный) период. Основное событие этого этапа – половое созревание организма. У обоих полов под влиянием половых гормонов развиваются половые органы, появляются вторичные половые признаки. Наиболее четким показателем полового созревания женского организма является менархе (первая менструация). Кроме того, отмечается резкое увеличение скорости роста – пубертатный спурт (второй ростовой скачок). Ежегодные прибавки длины тела могут достигать 10-12 см. Особенно быстро растут мальчики и в 13,5-14 лет они опережают девушек по показателям физического развития. Обычно к концу периода размеры тела составляют 90-97% своей окончательной величины.

Половые различия роста и развития детей состоят не только в более раннем ускорении роста и половом созревании у девочек, но и в составе тела и функциональных показателях. У мальчиков в пубертатном периоде под влиянием андрогенов в большей степени нарастает масса скелета и мускулатуры, благодаря чему у них развивается большая физическая сила и выносливость, становятся крупнее сердце и легкие, повышается систолическое артериальное давление и снижается частота сердечных сокращений. У девушек увеличение мышечной массы не столь велико, но более значительными становятся подкожные жировые отложения.

В психологической сфере в подростковом периоде происходят развитие логического мышления и формирование самосознания. Так называемый «подростковый кризис» обычно приходится на возраст 13 лет.

Из-за резких морфологических, гормональных и эмоциональных сдвигов у подростков высока вероятность отклонений в показателях здоровья, поэтому пубертатный период считается критическим этапом онтогенеза.

Юношеский возраст. В это время в основном завершаются процессы роста и формирования организма, все его системы достигают морфофункциональной зрелости. Окончательно устанавливаются овуляторные циклы у женщин, ритмичность секреции тестостерона и выработка зрелой спермы у мужчин. Организм готов к выполнению репродуктивной функции.

На юношеский период приходится пик интеллектуальных и познавательных возможностей. Происходят формирование мировоззрение и стабилизация характера, развитие профессиональных способностей и умений, выбор жизненной позиции, принятие ответственных жизненных решений, а также достижение социальной зрелости и самостоятельности.

Зрелый возраст. В этом периоде форма и строение тела изменяются незначительно. После 30 лет все физиологические показатели постепенно снижаются. Между 30 и 50 годами длина тела остается постоянной, а потом начинает уменьшаться.

По психологическим и социологическим характеристикам зрелый возраст делят на стадию молодости (до 35 лет) и собственно зрелый возраст (36-55 у женщин, 36-60 у мужчин). В молодости наряду с завершением физического роста и достижением полной физиологической зрелости продолжаются интеллектуальный рост, развитие личности и социальное развитие. В собственно зрелом возрасте от 36 до 45 лет закрепляются успехи и неуспехи в карьере, семье, сексе, материальном обеспечении, детях и т.д. Критическим десятилетием считается возраст 45-55 лет, когда появляются признаки ухудшения здоровья, потери молодости и красоты, попытки доказать свою молодость через любовные интриги или карьеру и бизнес. Развиваются гормональные сдвиги, у женщин наступает климактерический период. На этом фоне нередко возникают депрессивные настроения, что сказывается в увеличении количества суицидов в этом возрасте. В 55-60 лет наступает физиологическое и психологическое равновесие.

ЛЕКЦИЯ 3. ФАКТОРЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОНТОГЕНЕЗА

Рост и развитие представляют собой две стороны единого процесса изменения организма во времени. Рост – это количественные изменения, характеризующиеся увеличением размеров тела и его частей за счет возрастания количества и размеров клеток и неклеточных структур. Развитие представляет собой качественные изменения в организме, сопряженные с дифференцировкой и усложнением структур организма. Дифференцировка заключается в возникновении различий между однородными клетками и тканями, их изменении в ходе онтогенеза, приводящем к специализации. Например, из стволовых клеток костного мозга образуются различные форменные элементы крови. Рост и дифференцировка взаимно связаны и обусловливают друг друга.

Кроме того, в процессе развития организма изменяются пространственные взаимоотношения его частей. Так, почки в эмбриогенезе закладываются в области таза, а потом поднимаются в поясничную область, а тимус и сердце перемещаются от места их закладки в шейной области в грудную полость. Этот процесс получил название локализации.

Таким образом, развитие организма следует рассматривать как единство трех взаимосвязанных процессов – роста, дифференцировки и локализации. Эти процессы подчинены определенным закономерностям.

Закономерности роста и развития организма

Непрерывность развития (но не роста!). Развитие любого организма происходит на протяжении всей его жизни, тогда как рост каждого вида имеет свои биологические пределы.

Эндогенность. Рост и развитие организма не обусловлены внешними воздействиями, хотя они и влияют на его темпы, а происходят по внутренним законам, запечатленным в генотипе особи. Рост можно рассматривать как реализацию естественной потребности каждого организма в достижении взрослого состояния, когда становится возможным продолжение рода. Задержка роста при неблагоприятных условиях среды в один период онтогенеза (болезнь, недостаток питания, психическая травма) сменяется ускорением роста при улучшении условий в другом периоде. Это явление саморегуляции роста получило название гомеорезис.

Необратимость. Любой организм не может вернуться к тем особенностям строения и функционирования, которые наблюдались у него на предшествующих этапах онтогенеза, т.е. развитие всегда однонаправлено.

Цикличность (неравномерность). Существуют периоды активизации и торможения роста. Например, у человека быстрый рост происходит до рождения и впервые месяцы после него, а также в 6-7 лет и в пубертатном периоде. Неравномерность роста проявляется на протяжении календарного года сезонным ускорением или замедлением ростовых процессов. Так, увеличение длины тела детей происходит в основном в конце весны – начале лета, а нарастание массы тела – осенью.

Постепенность. Организм в своем развитии проходит ряд обязательных этапов, последовательно сменяющих друг друга, и пропустить любой из этих этапов при нормальном развитии организм не может. Возможны случаи аномального онтогенеза, например, прогерии (синдромы Вернера и Гетчинсона-Гилфорда), когда полностью или частично выпадают этапы подросткового, юношеского и (или) зрелого возрастов.

Индивидуальность. Каждый онтогенез неповторим. Даже у монозиготных близнецов индивидуальное развитие имеет свои особенности. Уникальность конкретного онтогенеза обусловлена прежде всего неповторимостью генотипа человека, а также комплексом внешних факторов, влияющих на его реализацию.

Гетерохронность. Различные функциональные системы организма и разные признаки в пределах одной системы формируются неодновременно. Опережающими темпами созревают жизненно важные свойства организма. Из принципа гетерохронности следует существование нескольких типов роста:

Общий тип характерен для опорно-двигательного аппарата, лицевого отдела черепа и большинства висцеральных систем (пищеварительной, дыхательной, выделительной и пр.). Для него характерно чередование фаз ускорения и замедления;

Церебральный тип описывает возрастные изменения центральной нервной системы, мозгового отдела черепа и органа зрения. Для него характерен быстрый рост органа до 8-10 лет с последующим медленным увеличением размеров;

Репродуктивный тип присущ системе размножения и связанным с ней морфологическим свойствам (вторичным половым признакам). В этом случае до предпубертатного возраста соответствующие признаки растут крайне медленно, а в пубертатном периоде быстро достигают дефинитивного состояния;

Лимфатический тип специфичен для органов иммунной и лимфатической систем. В этом случае органы достигают максимального развития к пубертатному периоду, после чего наблюдается их постепенная и довольно быстрая инволюция.

Поэтому каждая функциональная система в организме человека и каждый орган имеют собственную шкалу возрастных изменений, а также свои периоды ускорения и замедления роста.

Факторы роста и развития организма

Факторы, влияющие на онтогенез, могут носить либо обязательный характер, когда без их действия развитие невозможно, либо они в значительной степени случайны. Их делят на внутренние и внешние (эндо- и экзогенные). Среди первых основное значение принадлежит наследственности, среди вторых для человека исключительно велика роль социально-экономических воздействий, осуществляющихся по различным каналам.

Эндогенные факторы

Наследственность. Для оценки влияния наследственности в антропологии широко применяется показатель Хольцингера (Н), принимающий значения от 0 до 1. Н = (А-С)/(100-С) х100, где А – конкордантность в группе монозиготных близнецов; С – конкордантность в группе дизиготных близнецов. Конкордантность - наличие определённого признака у обоих близнецов или среди группы людей.

Если Н более 70 %, то решающая роль принадлежит наследственным факторам, если 30-70 % - на проявление признака оказывают как наследственные, так и средовые факторы. О ведущей роли внешней среды указывается, если коэффициент Н менее 30 % (или 0,3).

 Слайд:

Заболевания	Показатели конкордантности у близнецов
	Монозиготные близнецы	Дизиготные близнецы	Показатель Хольцингера
Сахарный диабет	65	18	57
Эпилепсия	67	3	66
Врожденный стеноз привратника желудка	67	3	66
Шизофрения	69	10	65
Расщелина неба	33	5	29
Врожденная косолапость	32	3	30
Ревматизм	47	17	36
Корь	98	94	67
Коклюш	97	93	57
Эпидемический паротит	82	74	31
Туберкулез	67	23	57

В перипубертатном периоде показана достаточно четкая наследственная обусловленность скорости созревания скелета, прорезывания зубов и полового развития. Влияние генетического фактора прослеживается по отношению не только к абсолютным величинам, но и к темпам их прироста. установлено влияние наследственности на время и последовательность прорезывания зубов, а также на их кальцификацию (Н = 0,6-0,9). Для признаков полового развития показатель составляет в среднем 0,6-0,8. Возраст менархе также в значительной степени определяется наследственным фактором. В частности, у однояйцевых близнецов возраст менархе различается в среднем на 2 месяца, а у двуяйцевых – на 10 месяцев.

Отчетливо генетически детерминированы также сроки начала некоторых важных моторных реакций – прямохождения и моторной речи, скоростные свойства мышц, скорость нервных процессов возбуждения и торможения, количественная секреция ряда гормонов. Очень высокие показатели наследуемости (0,7-0,9) установлены для половых гормонов на протяжении всего перипубертатного периода.

Гормональный статус. В растущем организме генетические факторы реализуются с участием нейроэндокринной системы, которой принадлежит ведущая роль в регуляции роста и развития. Гормоны контролируют обмен веществ и развитие органов и тканей. В свою очередь, эндокринный аппарат функционирует под контролем нервных центров гипоталамуса, в которые поступают команды из коры полушарий и лимбической системы. Ядра гипоталамуса посылают сигналы эндокринным железам через гипофиз, гормоны которого стимулируют деятельность других эндокринных структур. Кроме того, передняя доля гипофиза вырабатывает соматотропин (гормон роста), от которого зависит увеличение тела в длину.

Помимо гипофиза, на рост и развитие организма влияют гормоны надпочечников, щитовидной и половых желез.

Половая принадлежность. По-видимому, генетическими различиями обусловлен и половой диморфизм темпов онтогенеза, прослеживаемый по многим признакам. По созреванию скелета, половому развитию, состоянию зубной системы женщины обычно опережают мужчин на 1-2 года. Предполагают, что эти различия могут быть прямо или косвенно обусловлены действием генов половых хромосом, влияющих на реализацию генотипа.

Конституция. Различия в скорости развития детей и подростков, принадлежащих к разным конституциональным типам, отмечены для многих популяций. Расхождения темпов касаются скелетного, полового, отчасти соматического, созревания. В пубертатном периоде несколько «запаздывающим» обычно является астенический тип телосложения у обоих полов, а опережают своих сверстников в развитии девочки пикнического типа и мальчики мускульного типа конституции.

Раса. Расовые различия по темпам онтогенеза не столь однозначны, как предыдущие, и выявляются не всегда. Тем не менее, ряд авторов указывают на более интенсивные темпы онтогенеза у детей и подростков экваториальной расы и на более медленный темп онтогенеза у представителей азиатско-американской большой расы.

Экзогенные факторы

Среди них выделяют экологические и социально-экономические.

Экологические факторы

Влияние географической широты проживания. Основной вывод - географическая широта проживания не оказывает существенного влияния на темпы онтогенеза детей и подростков, если условия жизни не являются экстремальными и замедляющими развитие. Минимальный возраст менархе (12,5-13 лет) характерен для средней полосы и субтропиков, тогда как в тропическом климате и в полярной зоне он увеличивается до 14-15 лет.

Влияние высокогорья. Высокогорные дети по сравнению с равнинными сверстниками обнаруживают уменьшение длины тела на 1-3 см, снижение массы тела на 350-500 г, повышение возраста менархе в среднем на 9 месяцев. Все эти эффекты обусловлены гипоксией.

Социально-экономические факторы

Уровень доходов в семье. Отмечены значительные влияния. Например, для Англии найдены различия длины тела в 2-3 см у детей 10 лет из высоко- и малообеспеченных семей. Аналогичные различия выявлены у 7-летних американских мальчиков.

Уровень образования родителей положительно связан с длиной тела детей. По данным чешских ученых, дети родителей с высшим образованием имели большую длину, чем дети родителей с начальным и средним образованием.

Размер семьи. Увеличение количества детей в семье уменьшает размеры их тела и задерживает половое созревание. Для Англии найдено, что увеличение числа детей от 1 до 3 уменьшает длину тела у 7-летних детей всего на 2-5 мм, а до 4 детей – уже до 20 мм.

Уровень питания. Данный фактор значительно связан с темпами роста и развития. Повышение питания выше нормального оптимального уровня не приводит к ускорению развития, а ведет к ожирению. Заметное снижение питания ниже функционального оптимума резко тормозит ростовые процессы. При этом мальчики более чувствительны к воздействию недоедания. Имеются критические периоды онтогенеза, когда недоедание особенно заметно влияет на торможение роста и развития. Это периоды интенсивного роста.

Урбанизация. Городские дети созревают быстрее сельских, жители крупных городов – быстрее обитателей малых городов и поселков. Различия возраста менархе по вектору «крупный город – село» достигают в среднем полутора лет и отмечены во многих странах. Кроме того, городские дети имеют более отчетливое лептосомное телосложение (узкосложенные с небольшим развитием скелет и мышц) с большим развитием жироотложения, что является следствием гиподинамии.

Индустриальное загрязнение. Загрязнение биосферы приводит к ослаблению ультрафиолетовой инсоляции, уменьшению выработки витамина D и торможению роста. Загрязнение приводит к уменьшению длины тела, увеличению жироотложения, задержке костного возраста до 10 месяцев – 1 года. Особенно сильно негативный эффект проявляется для детей моложе 8 лет и крайне сильно для развивающегося плода, приводя к повышению частоты уродств.

Спорт. При повышении суточной двигательной активности у девушек-подростков отмечались задержка в развитии половой сферы и увеличение неравномерности роста и развития отдельных органов и систем. Отмечен более поздний возраст менархе у девушек-спортсменок. У мужчин наблюдается большая чувствительность к фактору двигательной активности при запаздывании развития.