Витамин е
Витамин Е впервые был обнаружен при исследовании влияния питания на репродукцию у крыс. Крысы, рацион которых состоял только из казеина, кукурузного крахмала и свиного сала, не могли размножаться, если к их диете не добавлялись салатные листья или цельная пшеница. Впоследствии было установлено, что масло зародышей пшеницы содержит все биологически активные вещества, присущие самой пшенице.
Буква Е была принята для обозначения фактора, следующего за уже признанным на тот момент витамином Д. В 1930-х годах витамин Е был выделен из масла зародышей пшеницы, была установлена его структура. Его назвали «токоферол». Это слово происходит от греческих слов «токос» (рождение ребенка) и «фереин» (медведь), «ол» – окончание в систематических названиях спиртов.
Восемь соединений с характерной биологической активностью, подобной витамину Е, были выделены из растительных пищевых источников. Существует четыре токоферола (a, h, g и y) и четыре токотриенола. А-токоферол является наиболее распространенным и наиболее биологически активным изомером витамина Е. Замораживание и жарка во фритюре уничтожают большую часть токоферола, присутствующего в пище. Токоферолы защищают витамин А, каротин и витамин С в пищевых продуктах от окислительного разрушения. Их наиболее важной химической характеристикой являются антиоксидантные свойства. Синтетический витамин Е состоит из смеси всех восьми изомеров.
Все восемь изомеров широко распространены в природе. Растительные масла являются самыми богатыми источниками витамина Е. Зерна и семена, в том числе пророщенные, богаты витамином Е. Существует связь между концентрацией линолевой кислоты в различных растительных маслах и концентрацией токоферолов. Последние способны сохранять и предотвращать окисление этой относительно нестабильной жирной кислоты. При обработке пшеницы при производства белой муки большинство витаминов, в том числе и витамин Е, разрушаются. Продукты животного происхождения, за исключением печени, содержат мало витамина Е. Кокосовое масло также содержит мало токоферолов.
Токоферол, встречающийся в природе в пищевых продуктах, находится в свободной форме, но в витаминных биологически активных добавках он в основном представлен в виде сложного эфира, который легко гидролизуется в кишечнике. Благодаря этому более 20 – 40% поступающего с биологически активными добавками витамина Е усваивается организмом. Как и в случае других жирорастворимых витаминов, эффективность всасывания витамина Е повышается в присутствии жиров. Исследования на животных и людях показали, что желчь и сок поджелудочной железы необходимы для максимального поглощения витамина Е. После всасывания из кишечника витамин Е переносится в кровоток липопротеинами.
Витамин Е, будучи жирорастворимым, содержится во всех клеточных мембранах. Он является антиоксидантом – веществом, которое помогает поддерживать низкий окислительно-восстановительный потенциал в тканях. Витамин Е предотвращает окисление ненасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Он защищает клеточные и субклеточные мембраны от разрушения, вызванного свободными радикалами – высокоактивными соединениями, которые появляются в организме в результате различных физиологических процессов. Витамин Е может реагировать с этими свободными радикалами, превращая их в менее активную, нетоксичную форму. При наличии недостаточного количества витамина Е свободные радикалы способны катализировать перекисное окисление липидов мембран, что приводит к их разрушению. Дефицит витамина Е усиливается при употреблении большого количества ПНЖК. Люди, в рационе которых содержится большое количество ненасыщенных жиров, могут защититься от образования свободных радикалов, употребляя дополнительно витамин Е. Продукты окислительного разрушения чаще всего встречаются в организме пожилых людей, следовательно, витамин Е может также замедлить процесс старения.
Все больше данных свидетельствуют о роли витамина Е в профилактике рака. В некоторых исследованиях употребление витамина Е приводило к снижению частоты развития различных видов рака, включая рак толстой кишки, пищевода и простаты. Предполагается, что механизм этого антиканцерогенного эффекта включает в себя ингибирование перекисного окисления липидов и ингибирование образования мощных мутагенных разновидностей оксида азота, таких как пероксинитрит и нитрозамины, которые реагируют с ДНК и другими биологическими молекулами. Рецепторы андрогена необходимы для развития нормальной предстательной железы и рака предстательной железы. На ранних стадиях рака простаты почти все раковые клетки являются андроген-зависимыми и очень чувствительными к антиандрогенам. Недавние исследования показали, что витамин Е подавляет экспрессию рецептора андрогенов в клетках рака предстательной железы.
Известно, что высокие дозы витамина Е улучшают иммунную функцию, могут защитить от сердечно-сосудистых заболеваний, замедлить прогрессирование болезни Альцгеймера, снижают риск развития катаракты. Недостаток витамина Е проявляется в нарушении нормальной функции репродуктивной, мышечной, нервной, железистой, сосудистой и кроветворной систем. Так, самцы крыс на диете с дефицитом витамина Е вырабатывают неподвижную сперму. У беременных крыс при дефиците витамина Е происходит прерывание беременности или резорбция плода. Со стороны мышечной системы недостаток витамина Е проявляется мышечным параличом. Скелетные мышцы, а также миокард, страдают от отложений кальция. Эти эффекты усиливаются при избытке ПНЖК в рационе на фоне дефицита витамина Е.
Витамин Е накапливается в организме и очень медленно выводится, поэтому его недостаток редко наблюдается у людей. Несколько лет может потребоваться для ранее здорового взрослого человека, чтобы истощить запасы эндогенного витамина Е. У людей, страдающих от различных расстройств, связанных с нарушением всасывания жира, таких как целиакия, панкреатит, спру и билиарный цирроз, обнаруживается низкий уровень токоферола в плазме. Клиническими проявлениями недостатка витамина Е являются мышечная слабость, креатинурия и повышенный гемолиз эритроцитов, атаксия, нарушение зрения и ретинопатия. Младенцы, особенно недоношенные, рождаются с низким уровнем витамина Е, потому что большая часть витамина передается плоду от матери в последние 2 месяца его внутриутробной жизни. В грудном молоке содержится 1,3–3,3 мг / л альфа-токоферола, что примерно в четыре раза больше, чем в коровьем молоке, и позволяет быстро повысить уровень токоферола в сыворотке грудных детей до нормальных уровней при грудном вскармливании. Все молочные смеси для младенцев содержат добавленный витамин Е.
Потребность в витамине Е выражается в эквивалентах токоферола (TE). Один миллиграмм а-токоферола равен 1 мг TE. Установленный уровень физиологической потребности в разных странах составляет 7 – 25 мг ТЕ в сутки. Верхний допустимый уровень потребления – 300 мг ТЕ в сутки. Уточненная физиологическая потребность для взрослых составляет 15 мг ТЕ в стуки, а для детей – от 3 до 15 мг ТЕ в сутки. Рекомендуемый уровень суточного потребления – 10 мг.
Следует помнить, что потребность в витамине Е напрямую связана с содержанием ПНЖК в рационе. Когда содержание ПНЖК в рационе низкое, потребность в витамине Е снижается, а когда в рационе увеличивается количество ПНЖК, потребность в витамине Е также возрастает.
Витамин Е является наименее токсичным из всех жирорастворимых витаминов. У некоторых людей использование витамина Е может вызвать желудочно-кишечные расстройства. Витамин Е препятствует метаболизму витамина К, увеличивая протромбиновое время и повышая риск развития кровотечения.
Обмен веществ и энергии, его возрастные особенности
План.
Лекция 17
Тема: «Возрастные особенности обмена веществ»
12. Обмен веществ и энергии, его возрастные особенности.
13. Питательные вещества, их состав, энергетическая ценность, нормы питания.
14. Профилактика желудочно-кишечных заболеваний.
Под обменом веществ понимается совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт до образования конечных продуктов распада, выделяемых из организма. То есть обмен веществ у всех организмов, от самых примитивных до самых сложных, в том числе организма человека, является основой жизни.
В процессе жизнедеятельности в организме происходят непрерывные перестройки: одни клетки погибают, другие их заменяют. У взрослого человека в течение суток гибнет и заменяется 1/20 клеток кожного эпителия и половина всех клеток эпителия пищеварительного тракта, около 25 г крови и т.д.
В процессе роста обновление клеток организма возможно лишь тогда, когда в организм непрерывно поступает кислород и питательные вещества, являющиеся строительным материалом, из которого строится организм. Но для построения новых клеток организма, их непрерывного обновления, а также для совершения человеком какой-то работы нужна энергия. Эту энергию организм человека получает при распаде и окислении в процессах обмена веществ (метаболизма). Причем процессы метаболизма (анаболизм и катаболизм) тонко согласованы друг с другом и протекают в определенной последовательности.
Под анаболизмом понимают совокупность реакций синтеза. Под катаболизмом – совокупность реакций распада. Необходимо учитывать, что оба эти процесса непрерывно связаны. Катаболические процессы обеспечивают анаболизм энергией и исходными веществами, а анаболические процессы – синтез структур, формирование новых тканей в связи с процессами роста организма, синтез гормонов и ферментов, необходимых для жизнедеятельности.
На протяжении индивидуального развития наиболее существенные изменения испытывает анаболическая фаза метаболизма и в меньшей степени катаболическая фаза.
По своему функциональному значению в анаболической фазе метаболизма различают следующие виды синтеза:
1) синтез роста – увеличение белковой массы органов в период усиленного деления клеток, рост организма в целом.
2) синтез функциональный и защитный – образование белков для других органов и систем, например, синтез белков плазмы крови в печени, образование ферментов пищеварительного тракта и гормонов.
3)синтез регенерации (восстановление) – синтез белков в регенерирующих тканях после травм или неполноценного питания.
4) синтез самообновления, связанный со стабилизацией организма, – постоянное восполнение компонентов внутренней среды, разрушающихся в ходе диссимиляции.
Все эти формы ослабевают, хотя и неравномерно, на протяжении индивидуального развития. При этом особенно значительные изменения наблюдаются в синтезе роста. Наиболее высокими темпами роста отличается внутриутробный период. Например, вес зародыша человека по сравнению с весом зиготы увеличивается в 1млрд. 20 млн. раз, а за 20 лет прогрессивного роста человека увеличивается не более чем в 20 раз.
На протяжении постнатальной жизни происходит дальнейшее падение уровня анаболизма.
Белковый обмен в развивающемся организме. Процессы роста, количественными показателями которых является увеличение массы тела и уровень положительного азотистого баланса – одна сторона развития. Вторая его сторона – дифференциация клеток и тканей, биохимической основой которого является синтез ферментативных, структурных и функциональных белков.
Белки синтезируются из аминокислот, которые поступают из органов пищеварительной системы. Причем эти аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Если незаменимые аминокислоты (лейцин, метионин и триптофан и др.) не поступают с пищей, то в организме синтез белков нарушается. Особенно важно поступление незаменимых аминокислот для растущего организма, например, отсутствие лизина в пище приводит к задержке роста, истощении мышечной системы, недостаток валина – расстройствам равновесия у ребенка.
При отсутствии заменимых аминокислот в пище они могут синтезироваться из незаменимых (тирозин может синтезироваться из фенилаланина).
И наконец, белки , содержащие весь необходимый набор аминокислот, обеспечивающих нормальные процессы синтеза, относятся к биологически полноценным белкам. Биологическая ценность одного и того же белка для разных людей различна в зависимости от состояния организма, пищевого режима, возраста.
Суточная потребность белка на 1 кг веса у ребенка: в 1 год – 4,8 г, 1-3 года – 4-4,5 г; 6-10 лет – 2,5-3 г, 12 и более – 2,5 г, взрослые – 1,5-1,8 г. Следовательно, в зависимости от возраста дети до 4 лет должны получать 50 г белка, до 7 лет – 70 г, с 7 лет – 80 г в сутки.
О количестве поступивших в организм и разрушенных в нем белков судят по величине азотистого баланса, то есть соотношению количеств азота, которое поступает в организм с пищей и выводимого из организма с мочой, потом и другими выделениями.
Способность удерживать азот у детей подвержена значительным индивидуальным колебаниям и сохраняется на протяжении всего периода прогрессивного роста.
Как правило, взрослым людям не свойственна способность к задержке азота пищи, их метаболизм находится в состоянии азотистого равновесия. Это свидетельствует о том, что потенциальные возможности к белковому синтезу сохраняются длительное время – так, под влиянием физической нагрузки происходит нарастание массы мышц (положительный азотистый баланс).
В периоды стабильного и регрессивного развития, по достижению максимального веса и прекращения роста, основную роль начинают играть процессы самообновления, происходящие в течении всей жизни и которые к старости затухают гораздо медленнее, чем другие виды синтеза.
Возрастные изменения затрагивают не только белковый, но также жировой и углеводный обмен.
Возрастная динамика обмена жиров и углеводов.
Физиологическая роль липидов – жиров, фосфатидов и стеринов в организме заключается в том, что они входят в состав клеточных структур (пластический обмен), а также используются как богатые источники энергии (энергетический обмен). Углеводы в организме имеют значение энергетического материала.
С возрастом изменяется жировой и углеводный обмен. В процессах роста и дифференцировки жиры играют существенную роль. Особенно важны жироподобные вещества, прежде всего потому, что они необходимы для морфологического и функционального созревания нервной системы, для образования всех видов клеточных мембран. Вот почему потребность в них в детском возрасте велика. При недостатке углеводов в пище жировые депо у детей быстро истощаются. Интенсивность синтеза в значительной мере зависит от характера питания.
Фазы стабильного и регрессивного развития характеризуются своеобразной переориентацией анаболических процессов: переключение анаболизма с синтеза белков на синтез жиров, что составляет одну из характерных черт возрастных изменений метаболизма при старении.
В основе возрастной переориентации анаболизма в сторону накопления жира в ряде органов лежит понижение способности тканей к окислению жира, вследствие чего при неизменной и даже пониженной скорости синтеза жирных кислот организм обогащается жирами (так, наблюдалось развитие ожирения даже при 1-2 разовом питании). Несомненным является и то, что в переориентации процессов синтеза, помимо факторов питания и нервной регуляции, имеет большое значение изменение гормонального спектра, в частности изменения в скорости образования соматотропного гормона, гормонов щитовидной железы, инсулина, стероидных гормонов.
Перестраивается с возрастом и углеводный обмен. У детей обмен углеводов совершается с большей интенсивностью, что объясняется высоким уровнем обмена веществ. В детском возрасте углеводы выполняют не только энергетическую, но и пластическую функцию, формируя клеточные мембраны, вещества соединительной ткани. Углеводы участвуют в окислении продуктов белкового и жирового обмена, чем способствуют поддержанию кислотно-щелочного равновесия в организме. Суточная потребность в углеводах у детей высокая и составляет в грудном возрасте 10-12 г на 1 кг массы тела. В последующие годы, в возрасте 8-9 лет, она возрастает до 12-15 г на 1 кг массы тела. С 1 до 3 лет ребенку в сутки необходимо получать с пищей около 193 г углеводов, 4-7 лет – 287, 9-13 – 370, 14-17 годам – 470, и взрослым – 500 г.
Углеводы усваиваются детским организмом лучше, чем взрослым. Одним из существенных показателей возрастных изменений углеводного обмена является резкое увеличение к старости времени устранения гипергликемии, вызванной введением глюкозы при пробах на сахарную нагрузку.
Важной частью обмена веществ в организме является водно-солевой обмен.
Превращение веществ в организме совершается в водной среде, вместе с минеральными веществами вода принимает участие в построении клеток и служит реагентом в клеточных химических реакциях. Концентрация минеральных солей, растворенных в воде, обуславливает величину осмотического давления крови и тканевой жидкости, имея таким образом большое значения для всасывания и выделения. изменения количества воды в организме и сдвиги в солевом составе жидкости тела и тканевых структур влекут за собой нарушение устойчивости коллоидов, следствием чего могут быть необратимые нарушения и гибель отдельных клеток и далее организма в целом. Именно поэтому сохранение постоянного количества воды и минерального состава является необходимым условием нормальной жизнедеятельности.
В фазе прогрессивного роста вода участвует в процессах созидания массы тела. Известно, например, что из суточной прибавки массы тела в 25 г на долю воды приходится 18, белка – 3, жира – 3 и минеральных солей – 1 г. Чем моложе организм, тем больше суточная потребность в воде. В первые полгода жизни потребность ребенка в воде достигает 110-125 г на 1 кг веса, к 2 годам она снижается до 115-136 г, в 6 лет – 90-100 г, 18 лет – 40-50 г. Дети способны быстро терять и также быстро депонировать воду.
Общей закономерностью индивидуальной эволюции является уменьшение воды во всех тканях. С возрастом происходит перераспределение воды в тканях – увеличивается объем воды в межклеточных пространствах и уменьшается объем внутриклеточной воды.
Баланс многих минеральных солей зависит от возраста. В молодости содержание большинства неорганических солей меньше, чем у взрослых. Особое значение имеет обмен кальция и фосфора. Повышенные требования к поступлению этих элементов у детей до года объясняются усиленным образованием костной ткани. Но не меньшее значение эти элементы имеют и в старости. Поэтому пожилым людям необходимо вводить в рацион питания продукты, содержащие эти элементы (молоко, молочные продукты), во избежание расходования этих элементов из костной ткани. А содержание хлорида натрия, наоборот, следует снижать в рационе в связи с ослаблением продукции минералокортикоидов в надпочечниках с возрастом.
Важным показателем энергетических превращений в организме является основной обмен.
Возрастная динамика основного обмена
Под основным обменом понимается минимальный для организма уровень обмена веществ и энергетических затрат при строго постоянных условиях: за 14-16 часов до приема пищи, в положении лежа в состоянии мышечного покоя при температуре 8-20 С. У человека среднего возраста основной обмен составляет 4187 Дж на 1 кг массы в 1 ч. В среднем это 7-7,6 МДж в сутки. При этом для каждого человека величина основного обмена относительно постоянная.
Основной обмен у детей интенсивнее, чем у взрослых, так как на единицу массы у них приходится относительно большая поверхность тела, и процессы диссимиляции, а не ассимиляции являются преобладающими. Энергетические затраты на рост тем больше, чем моложе ребенок. Так что расход энергии, связанный с ростом, в возрасте 3 месяцев составляет 36%, в возрасте 6 мес. – 26%, 9 мес. – 21 % общей энергетической ценности пищи.
В глубокой старости (фаза регрессивного развития) наблюдается уменьшение веса тела, а также уменьшение линейных размеров тела человека, основной обмен падает до низких величин. Причем степень снижения основного обмена в этом возрасте коррелирует, по данным разных исследователей с тем, насколько у старых людей выражены признаки дряхлости и утрачена работоспособность.
Что касается половых отличий в уровне основного обмена, то они обнаруживаются в онтогенезе уже с 6-8 месяца. При этом основной обмен у мальчиков выше, чем у девочек. Такие отношения сохраняются в период половой зрелости, а к старости они сглаживаются.
В онтогенезе варьирует не только средняя величина энергетического обмена, но и существенно изменяются возможности повышения этого уровня в условиях напряженной, например, мышечной деятельности.
В раннем детском возрасте недостаточная функциональная зрелость скелетно-мышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем лимитирует адаптационные возможности реакции энергетического обмена при физических нагрузках. В зрелом возрасте приспособительная возможность, так же как и мышечная сила, достигают максимума. В старости исчерпываются возможности компенсаторного повышения уровня дыхания и энергообмена в условиях стресса за счет снижения жизненной емкости легких, коэффициента использования кислорода тканями, снижением функций сердечно-сосудистой системы.
Высказывались разные предположения и предлагались различные математические выражения для установления зависимости энергообразования от параметров, характеризующих особенности строения организма. Так, Рубнер считал, что возрастные изменения обмена есть результат уменьшения с возрастом размеров относительной поверхности тела.
Была сделана попытка объяснить падение уровня обменных процессов в старости накоплением подкожного жира и снижением температуры кожи в этом возрасте.
Заслуживают внимание работы, в которых изменения энергетического обмена рассматриваются в связи с формированием механизмов терморегуляции и участием в ней скелетной мускулатуры (Магнус, 1899; Аршавский, 1966-71).
Повышение тонуса скелетных мышц при недостаточной активности центра блуждающего нерва в течение первого года жизни способствует повышению энергетического обмена. Роль возрастной перестройки деятельности скелетной мускулатуры в динамике энергетического обмена особенно отчетливо выделяется при исследовании газообмена людей разного возраста в состоянии покоя и при физической деятельности. Для прогрессивного роста увеличение обмена в покое характеризуется снижением уровня основного обмена и совершенствованием энергетической адаптации к мышечной деятельности. В период стабильной фазы сохраняется высокий обмен функционального покоя и значительно повышается обмен при работе, достигая стабильного, минимального уровня основного обмена. И в регрессивной фазе, разница между обменом функционального покоя и основным обменом непрерывно уменьшается, удлиняется время отдыха.
Многие исследователи считают, что снижение энергетического обмена целостного организма на протяжении онтогенеза обусловлено, в первую очередь, количественными и качественными изменениями метаболизма в самих тканях, о величине которых судят по соотношению между основными механизмами освобождения энергии – анаэробным и аэробным. Это позволяет выяснить потенциальные возможности тканей генерировать и использовать энергию макроэргических связей.
§
Питание — процесс усвоения организмом питательных веществ (белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли), необходимых для поддержания жизни, здоровья и работоспособности.
При правильно организованном питании человек меньше подвергается различным заболеваниям и легче с ними справляется. Рациональное питание имеет большое значение для предупреждения преждевременного старения. При желудочно-кишечных, сердечно-сосудистых и других заболеваниях специально составленный рацион и режим питания являются одним из лечебных назначений.
Питание следует организовать таким образом, чтобы оно обеспечивало нормальное развитие и слаженную деятельность всего организма. Для этого пищевой рацион должен быть сбалансирован по качеству и количеству белков, жиров, углеводов и других необходимых для жизнедеятельности компонентов пищи с потребностями человека соответственно его профессии, возрасту, полу.
Физиологические потребности организма зависят от множества условий, большинство из которых постоянно меняется. Организм обладает регуляторными механизмами, позволяющими усваивать из пищи необходимые питательные вещества в таком количестве, которое ему требуется в данный момент, превращать в процессе обмена одни вещества в другие, создавать запасы, которые мобилизуются по мере надобности. Однако регуляторные приспособительные возможности организма имеют определённые пределы; они более ограничены в детском и пожилом возрасте. Кроме того, ряд веществ, например некоторые витамины, незаменимые аминокислоты, человеческий организм не в состоянии синтезировать в процессе обмена, они должны поступать в готовом виде с пищей, иначе возникают болезни неполноценного питания.
Энергетическая ценность пищи складывается из энергетической ценности входящих в её состав белков, жиров и углеводов. Установлено, что в рационе питания оптимальным для практически здорового человека является соотношение белков, жиров и углеводов, близкое к 1:1:4. Принимают, что энергетическая ценность 1 г белков, жиров и углеводов с учётом их усвояемости составляет соответственно 4, 9 и 4 ккал. Поступающая с пищей энергия расходуется на поддержание жизненно важных функций организма, в т. ч. обмена веществ, физической активности. Количество энергии, выделяемой при усвоении организмом того или иного пищевого продукта, называется калорийностью этого продукта.
Для здоровья и благополучия крайне важно привыкнуть к правильному режиму питания. Если еще в молодости сформировалась привычка есть как попало, позже это может привести к проблемам со здоровьем. В первую очередь необходимо познакомиться с основными группами продуктов. Пищевая пирамида, представленная ниже, поможет выбрать из всего разнообразия продуктов, что и в каком количестве есть, чтобы получить все необходимые питательные вещества и не набрать при этом излишка калорий.
Пищевая пирамида – наглядный набор продуктов на каждый день, позволяет выбрать из огромного разнообразия продуктов те, что входят в понятие здорового и рационального питания. Пирамида дает возможность разнообразить свой стол при одновременном получении необходимых питательных веществ и нужного для нормального, здорового веса количества калорий.
В пирамиде выделены пять главных групп продуктов. Продукты каждой группы содержат питательные вещества, необходимые для сбалансированного питания. Поэтому продукты из одной категории не могут быть заменены на другие (ни одна группа не важнее другой); здоровое питание подразумевает потребление всех видов продуктов.
Старайтесь включать в меню только свежие продукты. Избегайте готовой пищи, требующей только подогрева. В ней меньше питательных веществ и больше сахара, жиров и натрия, чем в домашней еде.
Хлеб, каши, рис и макаронные изделия. Эта приготовленная из зерновых пища образует основу пирамиды. Большинство блюд на каждый день нужно готовить из этих продуктов.
Фрукты и овощи – следующий уровень. В них полезны не только витамины и минералы, но и растительные волокна (клетчатка).
Мясо и молочные продукты. На этом уровне пирамиды большинство продуктов животного происхождения. «Мясная» группа включает в себя мясо, птицу, рыбу, сухие бобы, яйца и орехи. Мясо, птица и рыба богаты белками, витамином В, железом и цинком. Сухие бобы, яйца и орехи содержат белки вместе с другими витаминами и минералами.
Молочные продукты – молоко, йогурт и сыр – обеспечивают организм белками, кальцием и другими питательными веществами. Как правило, продукты животного происхождения жирнее, чем продукты растительные, однако исключать все мясные и молочные продукты из рациона не стоит. Можно включить в меню обезжиренные молочные продукты, постное мясо, птицу без кожи. Они дают такое же количество витаминов и минералов, как и их более жирные двойники. Большинство людей должны употреблять 2-3 блюда из этих двух групп ежедневно.
Вегетарианцы, отказывающиеся от продуктов животного происхождения, могут съесть лишнюю порцию сухих бобов или орехов, но и им требуется обогащенное меню – дополнительные блюда растительной пищи, дающие достаточное количество кальция, железа и витамина В12.
На вершине пирамиды находятся растительные масла, кремы, сливочное масло, маргарин, сахар, напитки, сладости и десерты. Если желаете иметь здоровый вес, ешьте их умеренно.
Разные продуктовые группы в пирамиде можно разделить на порции. Количество этих порций зависит от того, сколько калорий вам необходимо, что в свою очередь диктуется возрастом, полом, комплекцией и образом жизни. Что считать порцией?
Хлеб, каши и макаронные изделия. 1 кусок хлеба; 30 г каши в пакетике; 90 г вареного риса, макаронных изделий или каши. Овощи. 50 г зеленого салата; 60 г нарезанных вареных или сырых овощей; 175 мл овощного сока.
Фрукты. 1 среднее яблоко, банан, апельсин, груша или персик; 125 г вареных, консервированных или замороженных фруктов; 40 г сухофруктов; 175 мл фруктового сока (100%-ного сока).
Молочные продукты. 250 мл молока или йогурта; 45 г творога; 60 г сыра.
Белки. 60-90 г приготовленного постного мяса без костей, рыбы или птицы (кусок размером с игральную карту). К 30 г мяса можно приравнять следующие продукты: 90 г вареных бобов; 1 яйцо; 50 г орехов: 2 ст. ложки арахисового масла.
§
| Груп-па | Продукты | Минимальная дневная доза для взрослого человека | Основные питательные вещества | |
| Мясо всех видов, птица, печень, почки, белая и жирная рыба, раки, яйца | 90 г мяса или 2 яйца или 120 г рыбы | Белок, жир, железо, витамины В, РР | ||
| Молоко, сыр, сливки, кефир | 300 мл молока или 60 г сыра | Белок, кальций, витамины А, В2 | ||
| Крупа, хлеб, мука, овсяные хлопья, макаронные изделия, рис, горох, бобы, фасоль, орехи | 4 кусочка хлеба или 120 г орехов или 230 г макарон | Белок, углеводы, кальций, железо, витамины В1, В2, РР | ||
| Масло, маргарин, пищевые жиры и растительной масло | 30 г масла или маргарина | Жир, витамины А, Д | ||
| Фрукты и овощи | 1 апельсин или 120 г приготовленных зеленых овощей | Железо, витамины А, В1, С | ||
Ритмичная работа органов пищеварения, хорошее усвоение пищи, нормальное течение обменных процессов возможны только при правильном режиме питания.
Режим питания означает определенное время приема пищи, ее распределение в течение дня по калорийности, химическому составу, набору продуктов и объему.
Взрослым здоровым людям рекомендуется 3- или 4-разовое питание. Промежутки между приемами пищи 4—5 часов. При некоторых заболеваниях показано 5—6-разовое питание.
При 3-разовом приеме пищи калорийность рациона распределяется следующим образом: на завтрак 30%, на обед 40—50%, на ужин 20—25%; при 4-разовом питании; на первый завтрак 25—30%, на второй 10—15%, на обед 40—45%, на ужин 20%. Наиболее физиологичным является 4-разовое питание.
Белковые продукты повышают возбудимость центральной нервной системы, поэтому мясные, рыбные и бобовые блюда лучше употреблять на завтрак и обед, можно перед работой в ночную смену. На ужин, за 2 часа до сна, рекомендуются молочные, фруктово-овощные, крупяные и другие блюда, не перегружающие работу органов пищеварения. Исключаются острые приправы, кофе, какао, чай, шоколад и другие продукты, возбуждающие нервную систему. Переедание и голод ухудшают сон.
Еду луше начинать с закусок (салат, винегрет, сыр, копченые колбасы и др.), возбуждающих аппетит. Стимуляторами желудочной секреции являются мясные, рыбные, грибные навары и в меньшей степени — овощные. Жиры снижают желудочную секрецию, поэтому не следует начинать с них еду.
Температура горячих блюд должна быть 55 – 62°, холодных — не ниже 12°С.
Пищу нужно хорошо пережевывать. Плохо пережеванная пища усиливает образование слизи в желудке, снижает кислотность и переваривающие свойства желудочного сока.
Неприятные разговоры, чтение газет и другие отвлекающие моменты также тормозят секрецию органов пищеварения и ухудшают аппетит.
Ешьте в одно и то же время. Нерегулярный и беспорядочный прием пищи нарушает работу желез органов пищеварения, ухудшает усвоение пищи и способствует развитию различных заболеваний, чаще всего — желудочно-кишечного тракта.
Соблюдайте умеренность в еде! Переедание вызывает чувство тяжести, сонливость, снижение трудоспособности. Длительное переедание, особенно при малоподвижном образе жизни, приводит к ожирению, ранней старости.
§
Значение опорно-двигательного аппарата
План.
Лекция 18
Тема: «Закономерности онтогенетического развития опорно-двигательного аппарата»
15. Значение опорно-двигательного аппарата.
16. Строение, функции и возрастные особенности скелета человека
17. Мышечная система
18. Возрастные изменения двигательной деятельности.
19. Нарушение осанки. Формирование и значение правильной осанки.
Скелет и мышцы – опорные структуры и органы движения человека. Они выполняют защитную функцию, ограничивая полости, в которых расположены внутренние органы. Так, сердце и легкие защищены грудной клеткой и мышцами груди и спины; органы брюшной полости (желудок, кишечник, почки) – нижним отделом позвоночника, костями таза, мышцами спины и живота; головной мозг расположен в полости черепа, а спинной мозг – в позвоночном канале.
Кости скелета человека образованы костной тканью – разновидностью соединительной ткани. Костная ткань снабжена нервами и кровеносными сосудами. Клетки ее имеют отростки. Межклеточное вещество составляет 2/3 костной ткани. Оно твердое и плотное, по своим свойствам напоминает камень.
Костные клетки и их отростки окружены мельчайшими “канальцами”, заполненными межклеточной жидкостью. Через межклеточную жидкость канальцев происходит питание и дыхание костных клеток.
Строение костей. Величина и форма костей скелета человека различны. Кости могут быть длинными и короткими. Длинные кости называют трубчатыми.
Такое строение губчатого вещества также обеспечивает прочность и легкость костей. Промежутки между костными пластинками заполнены красным костным мозгом, который является кроветворным органом. Короткие кости образованы в основном губчатым веществом. Такое же строение имеют плоские кости, например лопатки, ребра.
Поверхность костей покрыта надкостницей. Это тонкий, но плотный слой соединительной ткани, сросшийся с костью. В надкостнице проходят кровеносные сосуды и нервы. Концы костей, покрытые хрящом, не имеют надкостницы.
Рост костей. Скелет новорожденного. Первые островки, или центры, окостенения появляются в начале второго месяца внутриутробного развития, а к моменту рождения они отсутствуют только в костях запястья, в некоторых костях предплюсны и в копчике. Многие кости имеют не один, а два или несколько центров окостенения. Так, в позвонке их три, в грудине — шесть, а нередко и больше. Иными словами, будущая кость вначале развивается как несколько отдельных костей, которые впоследствии сливаются воедино.
В скелете новорожденного ребенка еще много хрящевых частей. Хрящевыми остаются эпифизы. Во многих костях сохраняются хрящевые участки между отдельными центрами окостенения.
У новорожденного плоские кости мозгового черепа еще не на всем протяжении соприкасаются друг с другом. Особенно велик промежуток между лобной и теменными костями, – так называемый лобный или большой родничок. Он постепенно зарастает в первые годы жизни; как правило, к началу второго года он почти не прощупывается. Промежуток между затылочной и двумя теменными костями (малый родничок) зарастает в течение первых месяцев жизни ребенка, а чаще — к его появлению на свет.
Даже незначительные ушибы не защищенных костью участков головки грудного ребенка могут привести к опасным повреждениям мозговой оболочки и самого мозга. Вот почему надо проявлять особую осторожность при обращении с ребенком первых месяцев жизни.
Развитие скелета после рождения. После рождения скелет продолжает расти и развиваться. Появляются новые центры окостенения. Сроки их появления у здоровых детей довольно постоянны, что дает возможность в нужных случаях устанавливать возраст ребенка по рентгеновским снимкам определенных частей скелета.
В течение первого года жизни в длинных костях конечностей заканчивается окостенение диафизов. Еще в период внутриутробного развития организма длинные кости приобретают форму трубки вследствие начавшегося разрушения внутренних слоев костной ткани. После рождения продолжается наслаивание костной ткани снаружи и разрушение изнутри, причем наращивание происходит быстрее, чем разрушение. В результате слой плотного костного вещества становится толще, что увеличивает прочность кости. Лишь позднее, после четырех лет, интенсивность образования и разрушения уравнивается и толщина плотной костной ткани остается более или менее постоянной.
Почти во всех эпифизах длинных костей первые центры окостенения появляются лишь после рождения: например, в эпифизах плечевой кости на 1—2-м году жизни, локтевой кости в 5—8 лет, а в ключице только в 18—20 лет.
В большинстве длинных костей и позвонков хрящевая прослойка между диафизом и эпифизами сохраняется по крайней мере до 17—20 лет, а в некоторых костях и до 22—25 лет. Длинные кости конечностей значительно вырастают за первый год жизни.
Так, длина плечевой кости увеличивается примерно на 1/3, а длина бедренной кости — даже в 1,5 раза. В последующие годы рост в длину постепенно замедляется, а после полного срастания диафиза с эпифизами прекращается. Расти в толщину кости могут в течение всей жизни, правда, весьма незначительно.
Череп растет очень неравномерно. Его рост особенно интенсивен в течение первого года жизни. Так, окружность головы увеличивается примерно на 30%, а ширина ее (поперечный диаметр) — более чем на 40%. Объем мозгового черепа увеличивается примерно в 2,5 раза. Столь же интенсивно в первый год жизни увеличиваются размеры лицевого черепа.
В последующие годы интенсивность роста черепа заметно снижается. Все же объем мозгового черепа продолжает увеличиваться, достигая к трем годам 80% его объема у взрослого человека. К этому времени роднички зарастают и начинают образовываться черепные швы, которые соединяют друг с другом плоские кости черепа. В дальнейшем продолжает значительно расти лишь основание мозгового черепа, которое к 7—8 годам становится таким же, как у взрослого. В этом возрасте объем мозгового черепа на 8—10%, а окружность головы на 2 см меньше, чем у взрослых.
Лицевой череп, наоборот, продолжает еще долго расти. По мере появления сначала молочных, а потом всех постоянных зубов растут нижняя и верхняя челюсти. Соответственно увеличиваются размеры и других костей. Начиная с 13—14 лет складываются характерные индивидуальные черты лица.
В детстве и юности кости людей растут в длину и толщину. Формирование скелета заканчивается к 22-25 годам. Рост кости в толщину связан с тем, что клетки внутренней поверхности надкостницы делятся. При этом на поверхности кости образуются новые слои клеток, а вокруг этих клеток – межклеточное вещество.
В длину кости растут за счет деления клеток хрящевой ткани, покрывающей концы костей.
Рост костей регулируют биологически активные вещества, например гормон роста, выделяемый гипофизом. При недостаточном количестве этого гормона ребенок растет очень медленно. Такие люди вырастают не выше детей 5-6-летнего возраста. Это карлики. Если в детстве гипофиз вырабатывает слишком много гормона роста, вырастает великан – человек ростом до 2 м и выше.
При усилении функции гипофиза у взрослого человека непропорционально разрастаются некоторые части тела, например пальцы рук, ног, нос.
У взрослых кости не удлиняются и не утолщаются, но замена старого костного вещества новым продолжается всю жизнь. Костное вещество способно перестраиваться под влиянием нагрузки, действующей на скелет. Например, кости больших пальцев стопы, на которые опирается балерина, утолщены, их масса облегчена благодаря расширению внутренней полости.
Чем больше нагрузка на скелет, тем активнее идут процессы обновления и тем прочнее костное вещество. Правильно организованный физический труд, занятия физкультурой в то время, когда скелет еще только формируется, способствуют его развитию и укреплению.
Состав кости. Кости образованы органическими и неорганическими веществами. Значение минеральных и органических веществ легко выяснить, проделав простой опыт. Если долго прокаливать кость, то из нее удаляется вода, а органические соединения сго 
рают. Когда это делают осторожно, кость не теряет своей формы, но становится настолько хрупкой, что при прикосновении рассыпается на мелкие, твердые частицы, состоящие из неорганических веществ. Неорганические вещества придают костям твердость.
Можно удалить из кости и неорганические соединения – карбонат и фосфат кальция. Для этого кость выдерживают в течение суток в 10-процентном растворе соляной кислоты. Соли кальция постепенно растворяются, и кость становится настолько гибкой, что ее можно завязать в узел. Органические соединения придают кости гибкость и упругость.
Сочетание твердости неорганических соединений с упругостью органических обеспечивает прочность костей. Наиболее прочные кости взрослого, но не старого человека.
Соединение костей. Скелет взрослого человека состоит примерно из 220 костей, которые соединены между собой. Соединения костей обеспечивают либо подвижность, либо устойчивость частей скелета как механической структуры. В зависимости от этого соединения костей делят на две основные группы:
12. непрерывные — между костями нет щели
13. прерывистые — между сочленяющимися костями имеется пространство.
Подвижные соединения костей называют суставами, например бедренный, коленный, локтевой суставы. На одной из костей, сочленяющихся в суставе, обычно находится ямка – суставная впадина. В нее входит соответствующая ей по форме головка другой из сочленяющихся костей. Впадина и головка покрыты слоем блестящего гладкого хряща. Это облегчает скольжение головки во впадине при движениях в суставе.
Кости, образующие суставы, соединяются очень прочными связками. Сверху сустав покрыт суставной сумкой. В ней находится суставная жидкость. Она уменьшает трение и способствует скольжению головки кости в суставной впадине. Хрящи, связки, суставная сумка относятся к соединительной ткани.
Полуподвижные соединения костей с хрящевыми прокладками называют полусуставами (лобковое сращение).
Непрерывные соединения делят на группы:
– волокнистые соединения при помощи соединительной ткани, образующей межкостные перепонки, связки и межкостные швы;
– хрящевые соединения, образованные прослойками из хрящевой ткани (межпозвоночные диски меджду телами позвонков)
– соединения костей с помощью костной ткани (соединения между крестцовыми позвонками, между половинками нижней челюсти).
Скелет человека насчитывает более 200 костей и состоит из скелета головы, скелета туловища, скелета конечностей и их поясов.
Скелет головы. Череп состоит из мозгового и лицевого отделов.
Мозговой отдел черепа образован прочно и неподвижно соединенными ме 
жду собой костями. Это парные: теменные и височные; непарные: лобная и затылочная кости. В височной кости имеется отверстие наружного слухового прохода. На нижней поверхности затылочной кости есть большое затылочное отверстие, через которое полость черепа соединяется с позвоночным каналом. Кости основания черепа пронизаны мелкими отверстиями. Через них проходят черепно-мозговые нервы и кровеносные сосуды.
В лицевом отделе черепа 15 костей. Самые крупные из них челюстные. Нижнечелюстная кость – единственная подвижная кость черепа. На обеих челюстях имеются ячейки, в которых расположены корни зубов.
Скелет туловища. Позвоночник, или позвоночный столб, состоит из 33-34 коротких костей – позвонков.
Скелет верхних конечностей. Ключицы и лопатки образуют скелет плечевого пояса. К нему подвижно прикрепляется скелет свободной верхней конечности. Он состоит из костей плеча, предплечья и кисти.
Кости конечностей соединены подвижно. Конечности обеспечивают передвижение человека в пространстве и действуют как сложные системы рычагов.
Скелет нижних конечностей. Две массивные плоские тазовые кости сзади прочно сращены с крестцом, а спереди соединены между собой. Они составляют пояс нижней конечности. В впадину каждой из тазовых костей входит шаровидная головка бедренной кости. Скелет свободной нижней конечности состоит из массивной бедренной кости, костей голени и стопы.
Вид спереди:
1-череп; 2-позвоночный столб; 3-ключица; 4-лопатка; 5-груди-на; 6-плечевая кость; 7-лучевая кость; 8-локтевая кость; 9-кости запястЕ>я; 10-кости пясти; 11-фаланги пальцев кисти; 12-тазовая кость; 13-крестец; 14-лобковый симфиз; 15-бедренная кость; 16-надколенник; 17-большеберцовая кость; 18-малоберцовая кость; 19-кости предплюсны; 20-кости плюсны; 21-фаланги пальцев стопы; 22-ребра (грудная клетка).
Вид сзади:
1-череп; 2-позвоночный столб; 3-лопатка; 4-плечевая кость; 5-локтевая кость;6-лучевая кость; 7-кости запястья; 8-кости пясти; 9-фаланги пальцев кисти; 10-тазовая кость; 11-бедренная кость; 12-большеберцовая кость; 13-малоберцовая кость; 14-костистопы; 15-кости предплюсны; 16-кости плюсны; 17-фаланги пальцев стопы; 18-крестец; 19-ребра (грудная клетка).
Особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью. Человека характеризует вертикальное положение тела, опирающегося только на нижние конечности. Позвоночник взрослого человека имеет изгибы. Во время быстрых, резких движений изгибы пружинят и смягчают толчки. У млекопитающих животных, которые опираются на четыре конечности, позвоночник таких изгибов не имеет.
Грудная клетка человека в связи с прямохождением расширена в стороны. У млекопитающих животных она сжата с боков.
Одна из самых характерных черт скелета человека – это строение руки, ставшей органом труда. Кости пальцев подвижны. Самый подвижный, большой палец, хорошо развитый у человека, располагается напротив всех остальных, что важно для различных видов работы – от колки дров, требующей сильных размашистых движений, до сборки ручных часов, которая связана с тонкими и точными движениями пальцев.
В связи с вертикальным положением тела человека пояс его нижних конечностей очень широк и имеет вид чаши. Он служит опорой для внутренних органов брюшной полости. У млекопитающих животных таз значительно уже, чем у человека.
Массивные кости нижних конечностей человека толще и прочнее костей рук, так как ноги несут на себе всю тяжесть тела. Сводчатая стопа человека при ходьбе, беге, прыжках пружинит, смягчает толчки.
В скелете головы человека мозговой отдел черепа преобладает над лицевым. Это связано с большим развитием головного мозга.
§
Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечнополосатых мышечных волокон. Эти волокна в определенных участках как бы сливаются (переплетаются). Благодаря этой особенности сердечная мышца способна быстро сокращаться.
Стенки внутренних органов (сосудов, кишечника, мочевого пузыря) образованы гладкой мышечной тканью. Сокращение волокон этой ткани происходит медленно.
Строение мышцы. Скелетные мышцы состоят из пучков поперечнополосатых мышечных волокон. К каждой мышце подходят кровеносные сосуды и нервы. Мышцы покрыты соединительнотканной оболочкой и прикрепляются к кости при помощи сухожилий.
В мышце различают среднюю часть – брюшко, состоящее из мышечной ткани, и сухожилие, образованное плотной соединительной тканью. Каждая мышца состоит из большого количества волокон поперечно-полосатой скелетной мускулатуры, расположенных параллельно и связанных между собой прослойками рыхлой соединительной ткани, по которым к ним подходят нервные волокна и сосуды.
Снаружи поперечно-полосатое мышечное волокно покрыто сарколеммой, внутри в саркоплазме расположены миофибриллы, сократительный аппарат мышечного волокна, а также митохондрии и другие органеллы клеток. Волокно разделено на правильно чередующиеся участки (диски), обладающие разными оптическими свойствами. Одни участки анизотропны (А), то есть в обыкновенном свете выглядят темными. Другие участки в обыкновенном свете выглядят светлыми – они изотропны (I). В середине диска А различается светлая полоска Н, посередине диска I – темная полоса Z, представляющая собой ионную мембрану с проходящими через нее миофибриллами.
Каждая миофибрилла в свою очередь состоит из 2800 протофибрилл, представляющий собой длинные цепочки молекул белков миозина и актина. Миозиновые нити вдвое толще актиновых.
В состоянии покоя нити расположены таким образом, что тонкие длинные актиновые нити входят в промежуток между толстыми и более короткими нитями миозина. Важным компонентом микроструктуры миофибриллы является наличие многочисленных поперечных мостиков, соединяющих между собой актиновые и миозиновые нити. При сокращении мышечного волокна за счет этих мостиков нити начинают скользить друг по другу, актиновые нити вдвигаются в промежуток между миозиновыми. Причиной скольжения является химическое взаимодействие между актином и миозином в присутствии ионов кальция и АТФ. Наблюдается нечто подобное зубчатому колесу, протягивающего одну группу нитей относительно другой. Роль зубчиков в этом процессе принадлежит поперечным мостикам, за счет которых взаимодействуют между собой молекулы актина и миозина.
Роль нервной системы в регуляции деятельности мышц. К скелетным мышцам подходят нервы, содержащие чувствительные и двигательные нейроны. По чувствительным нейронам передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов в центральную нервную систему.
По двигательным нейронам проводятся импульсы от спинного мозга к мышце, в результате чего мышца сокращается. Таким образом, сокращения мышц в организме совершаются рефлекторно. В то же время на двигательные нейроны спинного мозга влияют импульсы из головного мозга, в частности из коры больших полушарий. Это делает движения произвольными. Сокращаясь, мышцы приводят в движение части тела, обусловливают перемещение организма или поддержание определенной позы.
Работа мышц
Согласованная работа мышц сгибателей и разгибателей. В выполнении человеком любого движения принимают участие две группы противоположно действующих мышц: сгибатели и разгибатели суставов.
Сгибание в суставе осуществляется при сокращении мышц-сгибателей и одновременном расслаблении мышц-разгибателей.
Согласованная деятельность мышц-сгибателей и мышц-разгибателей возможна благодаря чередованию процессов возбуждения и торможения в спинном мозге. Например, сокращение мышц-сгибателей руки вызвано возбуждением двигательных нейронов спинного мозга. Одновременно расслабляются мышцы-разгибатели. Это связано с торможением двигательных нейронов.
Мышцы-сгибатели и разгибатели сустава могут одновременно находиться в расслабленном состоянии. Так, мышцы свободно висящей вдоль тела руки находятся в состоянии расслабления. При удержании гири или гантели в горизонтально вытянутой руке наблюдается одновременное сокращение мышц-сгибателей и разгибателей сустава.
Работа мышц. Сокращаясь, мышца действует на кость как на рычаг и производит механическую работу. Любое мышечное сокращение связано с расходом энергии. Источниками этой энергии служат распад и окисление органических веществ (углеводов, жиров, нуклеиновых кислот). Органические вещества в мышечных волокнах подвергаются химическим превращениям, в которых участвует кислород. В результате образуются продукты расщепления, главным образом углекислый газ и вода, и освобождается энергия.
Протекающая через мышцы кровь постоянно снабжает их питательными веществами и кислородом и уносит из них углекислый газ и другие продукты распада.
Утомление при мышечной работе. При длительной физической работе без отдыха постепенно уменьшается работоспособность мышц. Временное снижение работоспособности, наступающее по мере выполнения работы, называют утомлением. После отдыха работоспособность мышц восстанавливается.
При выполнении ритмических физических упражнений утомление наступает позднее, так как в промежутках между сокращениями работоспособность мышц частично восстанавливается.
В то же время при большом ритме сокращений скорее развивается утомление. Работоспособность мышц зависит и от величины нагрузки: чем больше нагрузка, тем скорее развивается утомление.
Утомление мышц и влияние на их работоспособность ритма сокращений и величины нагрузки изучал русский физиолог И.М. Сеченов. Он выяснил, что при выполнении физической работы очень важно подобрать средние величины ритма и нагрузки. При этом производительность будет высокой, а утомление наступает позже.
Распространено мнение, что лучший способ восстановления работоспособности – это полный покой. И.М. Сеченов доказал ошибочность такого представления. Он сравнивал, как восстанавливается работоспособность в условиях полного пассивного отдыха и при смене одного вида деятельности другим, т.е. в условиях активного отдыха. Оказалось, что утомление проходит скорее и работоспособность восстанавливается раньше при активном отдыхе.
§
Изучение изменений двигательной функции с возрастом представляет для исследователя огромный интерес. Это одна из тех функций организма, изменения в которых происходят постоянно, практически на всем протяжении онтогенетического развития человека. Возрастная эволюция двигательной функции человека – процесс многогранный, включающий в себя скоординированное и гетерохронное развитие звеньев нескольких систем, в первую очередь – мышечной и нервной системы.
На протяжении онтогенеза значительно изменяется общая масса мышечной ткани, причем вес мышц в ходе роста увеличивается значительно интенсивнее, чем вес многих других органов. Например, у новорожденных масса всех мышц составляет 23% массы тела, а в 8 лет – 27%, в 17-18 лет – 44% (у спортсменов, как известно, мышечная масса может достигать 50%).
В ходе онтогенеза происходят значительные изменения в микроструктуре мышц. Рост мышечной массы в постнатальном периоде происходит за счет увеличения не количества, а размеров мышечных волокон. Происходит утолщение миофибрилл и как результат – утолщение мышечных волокон. Стабилизация, прекращение роста мышечных волокон происходит к 18-20 годам, то есть примерно в те же сроки, что и стабилизация роста скелета. А вот в старости происходит противоположный процесс – атрофия мышечных волокон, приводящая к уменьшению их диаметра. Поперечная исчерченность мышечных волокон при старении ослабляется. Перестает быть строго параллельным направление мышечных волокон, появляются неправильно, спирально и даже кольцеобразно расположенные группы мышечных волокон. Развитие гистоструктуры соединительнотканных элементов мышц идет особенно интенсивно в раннем детском возрасте, значительного уровня достигая к 7 годам. В 19-20 лет соединительнотканные элементы мышц являются мощным каркасом как для всей мышцы, так и для каждого мышечного волокна в отдельности. При старении соединительная ткань мышц подвергается атрофическим изменениям. В саркоплазме обнаруживаются жировые включения, а также участки восковидного перерождения.
Двигательные нервные окончания в мышцах появляются еще задолго до рождения и длительное время после рождения их сеть продолжает развиваться. А вот проприорецепторный аппарат формируется более быстрыми темпами, и опережает в своем развитии моторные окончания. К моменту рождения нервно-мышечное веретено уже имеет хорошо выраженную капсулу, извитые и разветвленные нервные волокна и мышечный стержень. С возрастом меняется не только структура, но и их распределение в мышце. Так, если у новорожденного “веретена” расположены более или менее равномерно, то к 4-11 годам нервно-мышечные веретена обнаруживаются в большей мере в концевых третях мышц, чем в середине. Примерно до 17 лет и старше особенно быстро увеличивается количество мышечных веретен в участках мышц, испытывающих наибольшее растяжение.
Кровоснабжение мышц в эмбриональном и в раннем детском возрасте развито уже хорошо, но в отличие от взрослого организма в этом периоде тип ветвления сосудов мышц иной: он бывает рассыпной или переходный, а у взрослого – магистральный. В общем можно отметить, что структура артериального русла мышц формируется уже к рождению.
В ходе онтогенеза существенным образом изменяются и функции мышц. Одним из важных показателей функции мышц является их лабильность. Под лабильностью или функциональной подвижностью Н.Е. Введенский понимал большую или меньшую скорость тех элементарных реакций, которыми сопровождается физиологическая деятельность данного аппарата, в нашем случае мышечного. Мерой лабильности по Введенскому является наибольшее число потенциалов действия, которое возбудимый субстрат способен воспроизвести в 1 сек под влиянием раздражителя.
Наиболее низкая лабильность отмечается во внутриутробном периоде. Скелетная мускулатура воспроизводит лишь 3-4 сокращения в секунду, тогда как у взрослого – до 60-80. Во внутриутробном периоде при превышении оптимальной величины частоты раздражения мышца продолжает сокращаться столько времени, сколько длится раздражение, при этом отсутствует свойственное у взрослого состояние пессимума. Пессимальное торможение заключается, как известно, в уменьшении величины тетанического сокращения при очень высокой частоте раздражения мышцы, при этом сила ее сокращения снижается.
Одной из существенных особенностей функционирования мускулатуры у новорожденных является постоянная активность скелетных мышц. На начальных этапах развития скелетная мускулатура выполняет в основном терморегуляционную функцию. Адекватным раздражителем при этом является снижение температуры ниже индифферентного уровня. В отличие от взрослого у детей скелетные мышцы не расслабляются даже во время сна. Такая постоянная активность скелетных мышц является стимулятором бурного роста мышечной массы, а также и развития рабочих возможностей формирующихся мышц. Двигательная деятельность ребенка в первые месяцы жизни характеризуется так называемой сгибательной гипертонией новорожденных и рядом обобщенных двигательных рефлексов (охватывание, двигательный рефлекс Бабинского). В результате этих движений происходит усиление тонуса мышц.
Мощным стимулом развития нервно-мышечного аппарата является возникновение и развитие антигравитационных реакций (удержание головы, поза сидения и стояние). При этом развивается и совершенствуется не только аппарат двигательной активности, возникающие при этом моторно-висцеральные рефлексы вызывают глубокую перестройку деятельности таких систем, как сердечно-сосудистая, дыхательная и т.д. В механизмах развивающихся изменений существенное значение принадлежит усилению тонуса блуждающего нерва.
Для характеристики изменений функционального состояния двигательного аппарата в онтогенезе значительный интерес представляет оценка роли времени в рефлекторных реакциях мышц. Хронаксия (характеризует скорость возникновения возбуждения) мышц у новорожденных от 1,5 до 10 раз больше, чем у взрослых. По величине хронаксии было показана гетерохронность развития отдельных мышечных групп в онтогенезе. Так, например, хронаксия двуглавой и трехглавой мышцы плеча формируется на уровне взрослого уже к 5 годам, тогда как для большинства мышц это происходит в пределах 9-15 лет. Достигнув определенной величины, показатели хронаксии удерживаются на этом уровне всю жизнь, несколько снижаясь в старости.
Наиболее общим проявлением функции движения является работоспособность мышц, которая лежит в основе возрастной эволюции различных двигательных качеств, определяющих взаимодействие организма со средой.
Напомню, что под физической работоспособностью понимается потенциальная способность человека показать максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. Изучение возрастных особенностей величины этого показателя у детей младшего школьного возраста существенно затруднен, так как основной метод регистрации уровня физической работоспособности требует определенного уровня физического развития. Поэтому достоверные данные об изменении мышечной работоспособности относятся к детям старше 6-7 лет.
По мере старения организма работоспособность мышц уменьшается. Наиболее общую характеристику возрастной эволюции двигательной деятельности мышц может дать изучение степени развития двигательных качеств: силы, скорости, выносливости.
Развитие силы в онтогенезе характеризуется неравномерностью, обнаруживаемой при сравнении прироста силы какой-либо одной мышцы, или группы мышц в разные периоды времени. Наиболее систематические исследования в этом плане принадлежат Коробкову (1962), который изучал силу сгибательных и разгибательных движений пальцев, кисти рук, предплечья, плеча и др. Было показано, что общей закономерностью изменений максимальной силы мышц с возрастом является преобладание функций разгибателей нижних конечностей над функцией сгибателей.
Увеличение силы в онтогенезе выражено неодинаково для различных групп мышц. С 6-7 лет наиболее значительно развивается сила мышц, сгибающих туловище, бедро, а также мышц, осуществляющих подошвенное сгибание стопы. В 9-11 лет картина несколько изменяется. Для мышц руки наибольшими становятся показатели силы при движении плечом и наименьшими – кистью. Значительно увеличивается сила мышц, разгибающих туловище и бедро. В 13-14 лет это соотношение снова изменяется, сила мышц, выполняющих разгибание туловища, бедра и подошвенное разгибание стопы вновь возрастает. И лишь к 16-17 годам завершается формирование того соотношения силы мышц, типичного для взрослого человека. В период после 50 лет это соотношение вновь изменяется.
Интенсивность развития силы мышц зависит от пола. По мере роста и развития становятся все более выраженными различия между показателями мышечной силы у мальчиков и девочек. В младшем школьном возрасте (7-9 лет) мальчики и девочки имеют одинаковую силу большинства мышечных групп. У девочек к 7-9 годам сила мышц, разгибающих туловище, ниже, чем у мальчиков, однако к 10-12 годам у девочек становая сила возрастает настолько интенсивно, что они становятся и относительно, и абсолютно сильнее мальчиков. После этого преимущественное развитие силы у мальчиков приводит к концу периода полового созревания к значительному преобладанию силы мышц над силой мышц у девочек.
Расчет величины максимальной силы на 1 кг веса тела позволяет оценить совершенство нервной регуляции, химизма и строения мышц. Отмечено, что в возрасте от 4-5 до 6-7 лет нарастание максимальной силы почти не сопровождается изменениями ее относительного показателя. Причиной указанного роста являются несовершенство нервной регуляции и функциональная незрелость мотонейронов, не позволяющих эффективно мобилизовать увеличенную к этому возрасту мышечную массу. В дальнейшем в возрасте после 6-7 до 9-11 лет для ряда мышц рост относительной силы становится особенно заметным. В это время наблюдаются быстрые темпы совершенствования нервной регуляции произвольной мышечной деятельности, а также изменениями биохимической и гистологической структуры мышц. Это положение подтверждается тем, что в возрастной период от 4 до 30 лет мышечная масса возрастает в 8 раз, а сила мышц в 9 -14 раз.
Быстрота движений характеризует способность выполнять различные действия в наиболее короткий отрезок времени. Развитие этого качества определяется состоянием самого двигательного аппарата и деятельностью центральных иннервационных механизмов, то есть высокий уровень быстроты движений тесно связан с подвижностью и уравновешенностью процессов возбуждения и торможения. С возрастом быстрота движений увеличивается.
Выносливость – это способность продолжать работу при развивающемся утомлении. Но несмотря на большую практическую значимость выяснения возрастных особенностей развития выносливости, развитие этой стороны двигательных качеств менее всего изучено.
Некоторые данные указывают на то, что статическая выносливость (измеряемая по времени сжимания рукой кистевого динамометра при силе, равной половине от максимального) с возрастом значительно увеличивается. Например, у мальчиков 17 лет выносливость была в 2 раза выше, чем у семилетних, а достижение взрослого уровня происходит только в 20-29 лет. К старости выносливость уменьшается примерно в 4 раза. Примечательно, что в разные возрастные периоды выносливость не зависит от развития силы. Если наибольший прирост силы наблюдается в 15-17 лет, то максимум повышения выносливости происходит в возрасте 7-10 лет, то есть при быстром развитии силы развитие выносливости замедляется.
Одним из непременных условий выполнения произвольных движений является упорядоченная или координированная работа мышц. Координационные способности растущего организма еще несовершенны. Так, значительная иррадиация возбуждения отмечается при исследовании разведения пальцев рук и открывания рта. В возрасте от 6 до 14 лет этот феномен наблюдается реже.
По мере роста и развития ребенка происходит не просто совершенствование координации движений, но и нередко замена одних механизмов другими. Например, в движениях нижних конечностей сначала возникает перекрестно-реципрокная координация, облегчающая попеременное движение ногами (ходьба, бег), и лишь в младшем школьном возрасте формируется симметричная координация движений, облегчающая одновременные движения ног, сменяющая предыдущую схему путем торможения. Например, ребенок в 3 года не может сделать больше 1-3 правильных, характерно симметричных движений ног, прыжков. Иногда можно даже получить отказ на просьбу выполнить задание, так как он не может выполнить его.
Не менее важным является положение о том, что способность дифференцировать напряжение мышц также имеет возрастные особенности. У детей 5-10 лет этот показатель не велик, и почти не меняется. С 11 до 16 лет наблюдается его значительное повышение. При этом половых отличий не обнаружено. Основным механизмом регуляции точности движений является, как известно, кинестетическая чувствительность (проприорецептивная), и кроме того, значительная роль в координации движений принадлежит сенсорной системе.
Изменение двигательной функции, достигающей в зрелом возрасте наиболее полного развития, продолжается в дальнейшем в периоде старения. Обнаружено, что с возрастом все эти показатели уменьшаются, но более значительное снижение отмечается с возрастом в быстроте движений, и в меньшей степени понижаются показатели мышечной силы. Общей закономерностью изменения двигательной функции при старении являются неоднозначность динамики ее отдельных составляющих: снижаются одни показатели и стабилизируются или даже повышаются других.
§
Осанкой принято называть привычную позу непринужденно стоящего человека, которую он принимает без излишнего мышечного напряжения (проф.В.П.Правосудов). Правильная осанка является одной из обязательных черт гармонически развитого человека, внешним выражением его телесной красоты и здоровья.
При осмотре человека, имеющего правильную осанку, определяется вертикальное положение головы, подбородок слегка приподнят, шейно-плечевые углы, образованные боковой поверхностью шеи и надплечьем, одинаковы, плечи расположены на одном уровне, слегка опущены и разведены, грудная клетка симметрична относительно средней линии. Точно также при правильной осанке симметричен живот, лопатки прижаты к туловищу на равном расстоянии от позвоночного столба, нижние углы лопаток расположены на одной горизонтальной линии.
При осмотре сбоку правильная осанка характеризуется несколько приподнятой грудной клеткой и подтянутым животом, прямыми нижними конечностями, а также умеренно выраженными физиологическими изгибами позвоночного столба. Благодаря физиологическим изгибам увеличивается его устойчивость и подвижность, а также проявляются рессорные свойства, предохраняющие головной и спиной мозг от сотрясений (В.П.Правосудов).
Осанка человека рано принимает характер навыка и может определяться уже в дошкольном возрасте. Вначале она неустойчива, так как в период роста организму ребенка свойственна неравномерность в развитии костного, суставно-связочного аппаратов и мышечной системы. Это несоответствие постепенно уменьшается, и к окончанию роста осанка стабилизируется.
Отклонения от нормальной осанки принято называть нарушениями, или дефектами, осанки. Нарушения осанки не являются заболеванием. Они связаны с функциональными изменениями опорно-двигательного аппарата, при которых образуются порочные условно-рефлекторные связи, закрепляющие неправильное положение тела, а навык правильной осанки утрачивается.
Нарушение осанки (сутулость, чрезмерное отклонение позвоночника вперед — лордоз, или назад — кифоз, плоская спина) и боковое искривление позвоночника — сколиоз встречаются весьма часто среди детей дошкольного и особенно раннего школьного возраста. Это чаще всего физически ослабленные дети, перенесшие в раннем детстве тяжелые заболевания или страдающие какой-нибудь хронической болезнью. Поэтому очень важно для таких детей правильно организовать физическое воспитание с самого раннего детства. Это способствует нормальному развитию костного скелета и мышечной системы ребенка (особенно мышц спины и живота). Если имеются отклонения в развитии этих систем, то возникают различные нарушения осанки, которые могут в дальнейшем служить причиной искривления позвоночника.
Осанка вырабатывается в процессе роста и развития ребенка. На характер осанки человека большое влияние оказывает позвоночник. Позвоночник обеспечивает вертикальное положение тела, поддерживает тяжесть головы и верхней части туловища.
В утробе матери позвоночник плода представляет собой равномерную дугу. Сразу после рождения ребенка позвоночник выпрямляется почти до прямой линии. С этого момента начинается формирование осанки. Когда малыш начинает удерживать голову в поднятом положении, в шейной части позвоночника образуется изгиб вперед (шейный лордоз); когда ребенок начинает сидеть, в грудном отделе позвоночника образуется изгиб, обращенный назад (кифоз), а когда начинает ходить, образуется изгиб позвоночника с выпуклостью, обращенной вперед в поясничной части (поясничный лордоз).
Дефекты осанки и искривление позвоночника могут возникнуть еще в грудном возрасте. Причин, вызывающих нарушение осанки, много. Одни из них определяются состоянием здоровья и физическим развитием ребенка, другие — окружающей его обстановкой. Среди всех факторов и причин важную роль в воспитании хорошей осанки играет полноценное питание. Недостаток в пище витаминов, минеральных солей отрицательно отражается на состоянии скелета и мышц ребенка и предрасполагает к развитию плохой осанки.
Наиболее частой причиной возникновения нарушений осанки является либо слабость мышц туловища, либо неравномерность их развития. Постоянное ношение малыша на одной руке, попытка слишком рано сажать, ставить на ножки или учить ходить ребенка, слишком мягкая и провисающая постель, ведение ребенка во время прогулок за одну и ту же руку, не соответствующая росту ребенка мебель, одежда, неправильное сидение за столом, чтение и рисование в постели, ношение портфеля в одной и той же руке, езда детей на велосипеде для взрослых под рамой, привычка стоять с опорой на одну ногу, продолжительная болезнь (рахит) или частые заболевания, ослабляющие организм, неудовлетворительный общий режим ребенка (пассивный отдых, отсутствие прогулок, недостаточный двигательный режим) и многое другое способствуют формированию неправильной позы и осанки.
Самое распространенное нарушение осанки — сутулость. У сутулого человека опущена голова, плечевые суставы сведены вперед, грудь плоская, спина круглая, лопатки крыловидные.
Кифотическая осанка характеризуется усилением шейной и поясничной кривизны.
При лордотической осанке резко выражена изогнутость позвоночника вперед в поясничном отделе. А выпрямленная осанка (плоская спина) характеризуется малой выраженностью изгибов позвоночника.
Вначале нарушения осанки не вызывают изменений в позвоночнике. Но если неправильная поза становится привычной, а причины, способствующие поддержанию неправильной позы, не устраняются, то возникают изменения в позвоночнике. Позвоночник начинает искривляться, появляется сколиоз.
Сколиоз— это боковое искривление позвоночника. Кроме бокового искривления.
Сколиоз может быть врожденным и приобретенным. Врожденный сколиоз чаще всего связан с аномалией развития позвоночника (неправильное развитие) — лишние позвонки, лишние ребра, аномалия поперечных отростков, слияние дужек и отростков, незаращение дужек, клиновидные позвонки и т. п. Врожденные сколиозы составляют около 5%, а остальные 95% возникают в процессе развития и роста организма.
Среди приобретенных сколиозов выделяются:
– рахитический, вследствие перенесенного рахита;
– привычные или, как их называют, школьные сколиозы, возникающие на фоне неправильных привычных поз и неправильной осанки;
– статический сколиоз, возникающий при неправильном боковом стоянии таза; это часто наблюдается при неодинаковом развитии нижних конечностей (одна конечность короче другой);
– паралитический сколиоз, возникающий на фоне поражения мышц туловища; это чаще связано с перенесенным полиомиелитом.
По величине искривления позвоночника различают три степени сколиоза:
– Первая степень сколиоза характеризуется незначительным боковым отклонением позвоночника от средней линии.
– Вторая степень характеризуется заметным отклонением позвоночника от средней линии.
– Третья степень сколиоза характеризуется стойкой и более резко выраженной деформацией грудной клетки, наличием большого реберно-позвоночного горба и резким ограничением подвижности позвоночника.
Наиболее часто встречающиеся нарушения осанки у дошкольников и школьников: искривления позвоночника в виде боковых его отклонений (сколиозы); чрезмерные отклонения позвоночника в грудном отделе (кифозы) и в поясничном отделе (лордозы); плоскостопие и врожденная косолапость; асимметричное положение плеч и др.
Причин неправильной осанки и ее дефектов много: гиподинамия и, как следствие, недостаточное развитие мышц спины, живота, бедер, шеи, груди, удерживающих позвоночник в нужном положении; ходьба с опущенной головой, сидение с опущенными плечами и согнутой спиной. Развитию дефектов осанки способствуют несоответствующая росту ребенка мебель, неудобная одежда, неправильные позы и привычки детей (например, опора при стоянии на одну ногу, чтение и рисование, лежа в постели на боку); однообразные движения (отталкивание одной и той же ногой при езде на самокате, при прыжках во время игр; ношение какого-либо груза в одной и той же руке).
Значительную роль в возникновении нарушений осанки играет неудовлетворительный общий режим жизни ребенка (пассивный отдых, отсутствие прогулок на открытом воздухе, недостаточный сон, нерациональный режим питания). Развитию нарушений осанки способствуют также частые инфекционные и острые респираторные заболевания.
Поза за столом во время занятий должна быть удобной и не напряженной. Локти обеих рук на столе, плечи находятся на одном уровне, голова чуть наклонена вперед. Расстояние от глаз до стола должно составлять 30-35 см, между грудью и столом – 8-10 см (проходит ладонь). Сидеть ребенок должен с одинаковой нагрузкой на обе ягодицы, не перекашиваясь на одну сторону. Стопы должны стоять на полу (или на подставке). При такой позе голеностопный, коленный и тазобедренный суставы образуют прямой угол. Нельзя допускать, чтобы дети сидели, скрестив ноги, зацепляли их за ножки стула.
§
План.
Тема: «Анатомия и физиология сердечно-сосудистой системы.
Лекция 19.
Возрастные особенности крови»
1 Значение системы кровообращения и общая схема ее строения.
2 Строение и функции сердечно – сосудистой системы.
- Регуляция работы сердечно-сосудистой системы
- Возрастные особенности кровообращения.
- Возрастные особенности реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку
- Кровь, ее значение, состав и общие свойства.
- Возрастные особенности крови у детей и подростков.
Значение системы кровообращения и общая схема ее строения.
Сердечно-сосудистая система человека состоит из сердца, кровеносных сосудов, по которым циркулирует кровь, и лимфатической системы, в которой течет лимфа.
Функцией сердечно-сосудистой системы является снабжение органов и тканей кислородом, питательными веществами, а также удаление из органов и тканей продуктов их жизнедеятельности и двуокиси углерода.
Сердце –центральный орган кровеносной системы животных и человека, нагнетающий кровь в артериальную систему и обеспечивающий движение её по сосудам.
У человека сердце располагается в грудной полости асимметрично: 1/3 его лежит справа от срединной плоскости тела, 2/3 — слева. Основание сердца обращено вверх, назад и вправо; верхушка — вниз, вперёд и влево. Задней поверхностью сердца прилежит к диафрагме. Со всех сторон оно окружено лёгкими, за исключением части передней поверхности, непосредственно прилегающей к грудной стенке. У взрослых длина сердца 12—15 см, поперечный размер 8—11 см, переднезадний размер 5—8 см. Масса сердца 220—300 г, составляет 1/215 часть массы тела у мужчин и 1/250 часть — у женщин.
Сердце разделено перегородкой на правую и левую половины. Каждая половина состоит из тонкостенного предсердия и толстостенного желудочка, между которыми находится атриовентрикулярное отверстие. Отверстия снабжены клапанами, открывающимися только в сторону желудочков. Отверстие в левой половине закрывает двустворчатый клапан, а в правой – трехстворчатый.
Предсердия — полости, воспринимающие кровь из вен. В правое предсердие впадают нижняя и верхняя полые вены, несущие венозную кровь из большого круга кровообращения, и вены самого сердца (в т. ч. венечный синус), в левое — 4 лёгочные вены, по которым течёт артериальная кровь из лёгких, обогащенная кислородом. Оба предсердия соединены с желудочками предсердно-желудочковыми отверстиями, которые при сокращении желудочков закрываются створчатыми клапанами. На внутренней поверхности желудочков находятся перекладины и конусовидные выступы, называемые сосочковыми мышцами. От верхушек этих мышц к свободным краям створок предсердно-желудочковых клапанов тянутся сухожильные струны, препятствующие вывёртыванию створок клапанов в сторону предсердий.
У основания лёгочного ствола и аорты располагаются клапан лёгочного ствола и клапан аорты. Эти клапаны состоят из 3 полулунных створок, открывающихся в сторону соответствующих сосудов, вследствие чего кровь при сокращениях сердца из правого желудочка поступает в лёгочный ствол, а из левого — в аорту.
Стенка сердца состоит из 3 оболочек: внутренней — эндокарда, средней — миокарда и наружной — эпикарда.
Эндокард выстилает полости сердца, построен из соединительной ткани, содержащей коллагеновые, эластичные и гладкомышечные волокна, сосуды и нервы. На свободной поверхности эндокард покрыт эндотелием. Клапаны сердца представляют складки эндокарда.
Миокард — наиболее толстая оболочка, подразделяется на 2—3 слоя. В предсердиях достигает толщины 2—3 мм, в правом желудочке — 5—8 мм, в левом — 10—15 мм. Разница в толщине связана с различной функциональной нагрузкой. Миокард состоит из поперечно-полосатых мышечных клеток — миоцитов. Длина их колеблется от 50 до 120 мкм, ширина равна 15—20 мкм. В центральной части миоцита расположены 1—2 ядра. Сократительный элементы — миофибриллы занимают периферическую часть саркоплазмы. Способность сердца к непрерывной работе связана с содержащимися в миоцитах митохондриями – носителями ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных процессах, обеспечивающих клетки энергией. Между смежными миоцитами находятся вставочные диски, с помощью которых миоциты объединяются в мышечные волокна. Через вставочные диски проводится возбуждение с одной клетки на другую.
Мышечные волокна как предсердий, так и желудочков начинаются от фиброзных колец сердца, окружающих предсердно-желудочковые отверстия. Мускулатура предсердий, обособленная от мускулатуры желудочков, состоит из 2 слоев: наружного циркулярного и глубокого продольного, волокна которого петлеобразно охватывают устья полых вен, впадающих в предсердия. Мускулатура желудочков имеет 3 слоя: наружный и внутренний — продольные, между ними поперечный — циркулярный. Перегородка между желудочками построена главным образом из мышечной ткани и выстилающих её листков эндокарда, за исключением самого верхнего участка, где желудочки отделены друг от друга лишь двумя листками эндокарда с прослойкой фиброзной ткани между ними. В сердце содержатся образования из атипической мышечной ткани, клетки которой бедны миофибриллами и богаты саркоплазмой. Эта ткань образует проводящую систему сердца, состоящую из синусно-предсердного узла, расположенного в стенке правого предсердия между верхней полой веной и правым ушком; предсердно-желудочкового узла, находящегося в стенке между предсердиями над правым предсердно-желудочковым клапаном; предсердно-желудочкового пучка Гиса, идущего от предсердно-желудочкового узла в межжелудочковой перегородке. Пучок Гиса делится на правую и левую ножки, разветвляющиеся в миокарде желудочков в виде волокон Пуркине. Клетки проводящей системы генерируют ритмические импульсы возбуждения и передают их вначале на миокард предсердий, а затем на миокард желудочков, последовательно вызывая сокращение этих камер сердца.
Эпикард плотно прилегает к миокарду и состоит из соединительной ткани. Свободная его поверхность покрыта мезотелием. У основания сердца эпикард заворачивается и переходит в околосердечную сумку — перикард.
Перикард (pericardium; от пери – и греч. kardía — сердце), околосердечная сумка, замкнутое мешковидное образование, окружающее сердце. Состоит из двух листков: наружного, париетального, — собственно перикарда и внутреннего, висцерального,— эпикарда.
Эпикард, являясь наружной оболочкой сердца, непосредственно покрывает его мышцу (миокард) и сращен с ней. В области входа в сердце и выхода из него крупных кровеносных сосудов эпикард заворачивается и переходит в собственно перикард. Между листками перикарда имеется щелевидная полость, содержащая небольшое количество прозрачной бледно-жёлтой серозной жидкости. В перикарде имеются кровеносные и лимфатические сосуды, многочисленные нервные окончания; он окружен рыхлой соединительнотканной клетчаткой.
Между эпикардом и перикардом находится щелевидная полость, содержащая небольшое количество серозной жидкости, уменьшающей трение стенки сердца во время его работы. Кровоснабжение сердца осуществляется правой и левой венечными артериями, отходящими от восходящей аорты. Крупные вены сердца собираются в венечный синус, впадающий в правое предсердие, куда впадают, кроме того, и мелкие вены. В сердце имеется густая капиллярная сеть, каждое мышечное волокно сопровождается капиллярами.
Функция сердца — ритмическое нагнетание крови из вен в артерии, т. е. создание градиента давления, вследствие которого происходит её постоянное движение. Нагнетание крови обеспечивается посредством попеременного сокращения (систола) и расслабления (диастола) миокарда.
Волокна сердечной мышцы сокращаются вследствие электрических импульсов, образующихся в мембране клеток. Эти импульсы появляются ритмически в самом сердце.
Свойство сердечной мышцы самостоятельно генерировать периодические импульсы возбуждения называется автоматией. У млекопитающих процесс возбуждения возникает в устье полых вен, в синусно-предсердном узле, являющемся водителем ритма сердца (пейсмекером). Далее возбуждение распространяется по предсердиям и достигает предсердно-желудочкового узла, клетки которого обладают способностью несколько задерживать проведение возбуждения. В результате этого возбуждение переходит на пучок Гиса, волокна Пуркине и сократительных миокард желудочков лишь после того, как в предсердиях закончится цикл сокращения. Это создаёт координацию сокращений предсердий и желудочков, при которой всегда раньше сокращаются предсердия, а затем желудочки, что обеспечивает перекачивание крови из предсердий в желудочки. Способность автоматически генерировать распространяющиеся импульсы присуща не только синусно-предсердному узлу, но и другим элементам проводящей системы. Однако скорость самостоятельной деполяризации клеточной мембраны в предсердно-желудочковом узле в 1,5—2 раза меньше, чем в синусно-предсердном, в связи с чем частота возникающего в нём потенциала в 1,5—2 раза ниже. В пучке Гиса она ниже в 3—4 раза. Убывание степени автоматии в проводящей системе получило название градиента автоматии. Это свойство создаёт надёжность генераций возбуждения в сердце. Так, например, при нарушении деятельности синусного узла функцию водителя ритма берёт на себя предсердно-желудочковый узел. В нормальных же условиях автоматия других отделов подавлена более частыми импульсами, приходящими от чаще разряжающегося синусного узла — основного водителя ритма.
В результате ритмического сокращения сердечной мышцы обеспечивается периодическое изгнание крови в сосудистую систему. Период сокращения и расслабления сердца составляет сердечный цикл. Он складывается из систолы предсердий, продолжающейся 0,1 сек, систолы желудочков (0,33—0,35 сек) и общей паузы (0,4 сек). Во время систолы предсердий давление в них повышается от 1—2 мм рт. ст. до 6—9 мм рт. ст. в правом и до 8—9 мм рт. ст. в левом. В результате кровь через предсердно-желудочковые отверстия подкачивается в желудочки. Во время систолы предсердий в желудочки поступает лишь 30% крови; 70% её притекает в желудочки самотёком во время общей паузы.
Систола желудочков разделяется на несколько фаз. Повышение давления в желудочках приводит к закрытию предсердно-желудочковых клапанов, полулунные же клапаны ещё не открыты. Наступает фаза изометрического сокращения, характеризующаяся тем, что в этот момент все волокна охвачены сокращением, напряжение их резко возрастает, а объём существенно не меняется. Вследствие этого давление в желудочках становится выше, чем в аорте и лёгочной артерии, что приводит к открытию полулунных клапанов. Наступает фаза изгнания крови. У человека кровь изгоняется, когда давление в левом желудочке достигает 65—75 мм рт. ст., а в правом — 5—12 мм рт. ст. В течение 0,10—0,12 сек давление в желудочках нарастает до 110—130 мм рт. ст. в левом желудочке и до 25—35 — в правом (фаза быстрого изгнания). Систола желудочков заканчивается фазой замедленного изгнания, продолжающейся 0,10—0,15 сек. После этого начинается диастола желудочков, давление в них быстро падает, вследствие чего давление в крупных сосудах становится выше и полулунные клапаны захлопываются. Как только давление в желудочках снизится до 0, открываются створчатые клапаны и начинается фаза наполнения желудочков, подразделяющаяся на фазы быстрого (0,08 сек) и медленного (0,07 сек) наполнения. Диастола желудочков заканчивается фазой наполнения, обусловленной систолой предсердий.
Как правое, так и левое предсердие с боковых сторон имеют небольшие выступающие части – ушки. Источником иннервации сердца является сердечное сплетение – часть общего грудного вегетативного сплетения. В самом сердце много нервных сплетений и нервных узлов, которые регулируют частоту и силу сокращений сердца, работу сердечных клапанов.
Кровяное давление больше в момент систолы и меньше при диастоле. Наибольшее давление в артериях называется систолическим или максимальным, наименьшее –– диастоличским, или минимальным.
Количество крови, изгоняемое сердцем за 1 мин, называется минутным объёмом сердца (МО). Он одинаков для правого и левого желудочков. Когда человек находится в состоянии покоя, МО составляет в среднем 4,5—5 л крови. Количество крови, выбрасываемое сердцем за одно сокращение, называется систолическим объёмом; он в среднем равен 65—70 мл.
Кровеносные сосуды – эластичные трубки различного диаметра, составляющие замкнутую систему, по которой в организме протекает кровь от сердца на периферию и от периферии к сердцу. В зависимости направления тока крови и насыщенности крови кислородом выделяют артерии, вены, и соединяющие их капилляры.
Артерии – кровеносные сосуды, несущие кровь, обогащенную кислородом, от сердца ко всем частям организма. Исключением является легочный ствол, который несет венозную кровь из правого желудочка в легкие. Совокупность артерий составляет артериальную систему.
Артериальная система начинается от левого желудочка сердца, из которого выходит самый крупный и главный артериальный сосуд – аорта. На протяжении от сердца до пятого поясничного позвонка от аорты отходят многочисленные ветви: к голове – общие сонные артерии; к верхним конечностям – подключичные артерии; к органам пищеварения – чревный ствол и брыжеечные артерии; к почкам – почечные артерии. В нижней своей части, в брюшном отделе, аорта делится на две общие подвздошные артерии, которые снабжают кровью органы таза и нижние конечности.
Артерии снабжают кровью все органы разделяясь на ветви различного диаметра. Артерии или их ветви обозначаются либо по по названию органа (почечная артерия), либо по топографическому признаку (подключичная артерия). Некоторые крупные артерии называются стволами (чревный ствол). Мелкие артерии называются ветвями, а мельчайшие артерии – артериолами. Проходя по мельчайшим артериальным сосудам, насыщенная кислородом кровь достигает любой участок организма, куда наряду с кислородом эти мельчайшие артерии поставляют питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности тканей и органов.
Артерии представляют собой цилиндрические трубки с весьма сложным строением стенки. В ходе ветвления артерий диаметр их просвета постепенно уменьшается, но суммарный диаметр возрастает.
Стенки артерий имеют собственные кровеносные и лимфатические сосуды, питающие стенки артерий. Эти сосуды идут от ветвей ближайших артерий и лимфатических сосудов. Венозная кровь из стенок артерий оттекает в ближайшие вены.
Помимо сосудов стенки артерий пронизаны многочисленными и разнообразными по строению и функциям нервными окончаниями. Чувствительные нервные окончания реагируют на изменения в химическом составе крови, на изменение давления в артериях и посылают нервные импульсы в соответствующие отделы нервной системы. Двигательные нервные окончания, находящиеся в мышечном слое артерии, при соответствующем раздражении вызывают сокращение мышечных волокон, тем самым уменьшая просвет артерий.
Вены – кровеносные сосуды, несущие венозную кровь (с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием двуокиси углерода) из органов и тканей в правое предсердие. Исключение составляют несущие кровь из легких в левое предсердие легочные вены: кровь в них обогащена кислородом.
Стенки вены питаются за счет артерий, которые являются ветвями близлежащих артерий. В стенка вены находятся нервные окончания, реагирующие на химический состав крови, скорость кровотока и другие факторы. В стенке также имеются двигательные волокна нервов, которые влияют на тонус мышечной оболочки вены, заставляя ее сокращаться. При этом просвет вены незначительно изменяется.
Различают поверхностные и глубокие вены.
Поверхностные располагаются в подкожной клетчатке и берут свое начало из поверхности венозных сплетений или венозных дуг головы, туловища, конечностей.
Глубокие вены, нередко парные, начинаются в отдельных участках тела, сопровождают артерии, почему и получили название вен-спутниц.
Вены, несущие кровь от головы и шеи, – внутренние яремные вены. Они соединяются с венами, несущими кровь от верхних конечностей, – подключичными венами, образуя плечеголовные вены. Плечеголовные вены образуют верхнюю полую вену. В нее впадают вены стенок грудной и, частично, брюшной полостей. Вены, собирающие кровь из нижних конечностей, части брюшной полости и из парных органов живота (почки, половые железы) образуют нижнюю полую вену.
От непарных органов живота (органы пищеварения, селезенка, поджелудочная железа, большой сальник, желчевыводящие протоки, желчный пузырь) кровь оттекает через воротную вену в печень, где происходит утилизация и перестройка продуктов пищеварения, поступивших из желудочно-кишечного тракта. Из печени венозная кровь через печеночные вены поступает в нижнюю полую вену.
Вены стенки сердца впадают в общий сток сердечных вен – венечный синус. В венозной сети широко развита система венозных сообщений и венозных сплетений, что обеспечивает отток крови из одной венозной системы в другую.
Все сосуды, кроме кровеносных и лимфатических капилляров, состоят из трех слоев. Наружный слой состоит из соединительной ткани, средний слой – из гладкой мышечной ткани и, наконец, внутренний – из однослойного эпителия. В капиллярах остается только внутренний слой.
Наиболее толстые стенки у артерий. Им приходится выдерживать большое давление крови, выталкиваемой в них сердцем. У артерий мощная соединительнотканная наружная оболочка и мышечный слой. Благодаря гладким мышцам, сжимающим сосуд, кровь получает дополнительное ускорение. Этому же способствует соединительнотканная наружная оболочка: при наполнении артерии кровью она растягивается, а потом в силу своей эластичности давит на содержимое сосуда.
Вены и лимфатические сосуды также имеют соединительнотканный наружный и гладкомышечный средний слой, однако последний не такой мощный. Стенки вен и лимфатических сосудов эластичны и легко сдавливаются скелетными мышцами, через которые они проходят. Внутренний эпителиальный слой средних по размеру вен и лимфатических сосудов образует кармановидные клапаны. Они не дают крови и лимфе течь в обратном направлении. Когда скелетные мышцы растягивают эти сосуды, давление в них снижается и кровь из задних сегментов переходит вперед. Когда же скелетные мышцы начинают сжимать эти сосуды, кровь давит с одинаковой силой на все стенки. Под давлением крови клапаны закрываются, путь назад оказывается закрытым – кровь может двигаться только вперед
Кровеносные капилляры – это самые тонкостенные сосуды, по которым движется кровь. Они имеются во всех органах и тканях и являются продолжением артериол. Отдельные капилляры, объединяясь между собой, переходят в посткапиллярные венулы. Последние, сливаясь друг с другом, дают начало собирательным венулам, переходящим в более крупные вены.
Исключение составляют капилляры печени, расположенные между венозными микрососудами, и клубочковые капилляры почек, расположенные между артериолами. Во всех остальных органах и тканях капилляры служат «мостиком» между артериальной и венозной системами.
Кровеносные капилляры обеспечивают ткани организма кислородом и питательными веществами, забирают из тканей продукты жизнедеятельности тканей и углекислый газ.
По данным микроскопических исследований капилляры имеют вид узких трубок, стенки которых пронизаны субмикроскопическими “порами”. Капилляры бывают прямыми, изогнутыми и закрученными в клубочек. Средняя длина капилляра достигает 750 мкм, а площадь поперечного сечения – 30 мкм. кв. Диаметр просвета капилляра соответствует размеру эритроцита.
Кругикровообращения. Обогащенная кислородом кровь по легочным венам поступает из легких в левое предсердие. Из левого предсердия артериальная кровь через двустворчатый клапан попадает в левый желудочек сердца, а из него в самую крупную артерию – аорту.
По аорте и ее ветвям артериальная кровь, содержащая кислород и питательные вещества, направляется ко всем частям организма. Артерии делятся на артериолы, а последние – на капилляры кровеносной системы. Посредством капилляров осуществляется обмен кровеносной системы, с органами и тканями кислородом, двуокисью углерода, питательными веществами и продуктами жизнедеятельности.
Капилляры кровеносной системы собираются в венулы, несущие венозную кровь с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием двуокиси углерода. Венулы далее объединяются в венозные сосуды. В конечном итоге, вены образуют два самых крупных венозных сосуда – верхнюю и нижнюю полые вены. Обе полые вены впадают в правое предсердие, куда впадают и собственные вены сердца.
Из правого предсердия венозная кровь, пройдя через правый предсердно-желудочковый трехстворчатый клапан поступает в правый желудочек сердца, а из него по легочному стволу, затем по легочным артериям в – легкие.
В легких через кровеносные капилляры, окружающие альвеолы легких, происходит газообмен – кровь обогащается кислородом и отдает двуокись углерода, вновь становится артериальной и через легочные вены опять поступает в левое предсердие. Весь этот цикл кровообращения в организме получил название общего круга кровообращения.
Учитывая особенности строения и функции сердца, кровеносных сосудов общий круг кровообращения разделяют на большой и малый круги кровообращения.
Большой круг кровообращении начинается в левом желудочке, из котоорого выходит аорта, и заканчивается в правом предсердии, куда впадает верхняя и нижняя полые вены.
Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке, из которого выходит легочный ствол к легким, и заканчивается в левом предсердии, куда впадают легочные вены. Посредством малого круга кровообращения осуществляется газообмен крови.
Физиология кровообращения.Источником энергии, необходимым для продвижения крови по сосудистой системе, является работа сердца. Сокращение сердечной мышцы сообщает ей энергию, расходуемую на преодоление эластических сил стенок сосудов и придание скорости ее струе. Часть сообщаемой энергии, аккумулируется в упругих стенках артерий вследствие их растяжения.
Во время диастолы сердца происходит сокращение стенок артерий; и сконцентрированная в них энергия переходит в кинетическую энергию дви
жущейся крови. Колебание артериальной стенки определяется как пульсация артерии (пульс). Частота пульса соответствует частоте сердечных сокращений.
Пульс определяют на сонных артериях, подключичных или артериях конечностей. Частоту пульса подсчитывают не менее чем за 30 секунд. У здоровых людей частота пульса в горизонтальном положении составляет 60-80 в одну минуту (у взрослых). Учащение пульса называют тахикардией, а урежение пульса – брадикардией.
Благодаря эластичности артериальной стенки, аккумулирующей энергию сердечных сокращений, поддерживается непрерывность кровотока в кровеносных сосудах. Кроме этого, возврату венозной крови в сердце способствуют и другие факторы: отрицательное давление в грудной полости в момент входа (на 2-5 мм рт. ст. ниже атмосферного), обеспечивающее присасывание крови к сердцу; сокращения мышц скелета и диафрагмы, способствующие проталкиванию крови к сердцу.
Кровяное давление – это давление крови на стенки кровеносных сосудов – вен, артерий и капилляров. Кровяное давление необходимо для того, чтобы обеспечить возможность продвижения крови по кровеносным сосудам.
Величина артериального давления (АД) определяется силой сердечных сокращений, количеством крови, которое выбрасывается в сосуды при каждом сокращении сердца, сопротивлением, которое стенки кровеносных сосудов оказывают току крови и, в меньшей степени, числом сердечных сокращений за единицу времени. Кроме того, величина артериального давления зависит от количества циркулирующей в кровеносной системе крови, ее вязкости. Влияют на величину артериального давления также и колебания давления в брюшной и грудной полостях, связанные с дыхательными движениями, и другие факторы.
Когда в сердце нагнетается кровь, давление в нем возрастает до того момента, пока кровь не выбрасывается из сердца в сосуды. Эти две фазы – нагнетание крови в сердце и выталкивание ее в сосуды – составляют систолу сердца. Затем сердце расслабляется, и после своего рода «отдыха» снова начинает наполняться кровью. Этот этап называется диастолой сердца. Соответственно, давление в сосудах имеет два крайних значения: максимальное – систолическое, и минимальное – диастолическое. А разница в величине систолического и диастолического давления, точнее, колебания в их величинах, называется пульсовым давлением. Норма систолического давления для взрослого человека в крупных артериях – 110-130 мм рт.ст., а диастолического – около 90 мм рт.ст. в аорте и около 70 мм рт.ст. в крупных артериях.
§
Сила и частота сердечных сокращений могут меняться в соответствии с потребностями организма, его органов и тканей в кислороде и питательных веществах. Регуляция деятельности сердца осуществляется нейрогуморальными регуляторными механизмами.
Сигналы из центральной нервной системы поступают к сердцу по блуждающим и симпатическим нервам. Первые, как правило, ослабляют силу и замедляют ритм сердечных сокращений, понижают возбудимость и проводимость сердечной мышцы, симпатические нервы всегда стимулируют эти функции.
Центральная нервная система непрерывно получает сигналы о состоянии организма и всех изменениях в деятельности органов и тканей, о переменах в окружающей среде и посылает в соответствии с этим необходимые «команды» сердцу, которые могут в известной степени дублироваться воздействиями на сердце биологически активных веществ, притекающих к нему с током крови (гуморальная регуляция). В результате такого дублирования регуляторных влияний сердце способно продолжать свою деятельность после полного выключения его нервных связей с центра, нервной системой (например, при пересадке сердца).
Сердце обладает и собственными механизмами регуляции. Одни из них связаны со свойствами самих волокон миокарда — зависимостью между величиной ритма сердца и силой сокращения его волокна, другие с зависимостью энергии сокращений волокна от степени растяжения его во время диастолы.
Сердце сокращается тем сильнее, чем больше крови притекает к нему во время диастолы. Поэтому даже изолированное сердце, так же как и сердце в организме после выключения его нервных связей с центральной нервной системой, способно перекачать в артерии всю кровь, притекающую к нему по венам.
В 70-е гг. 20 в. описан новый тип регуляции сердца, осуществляющийся посредством внутрисердечных периферических рефлексов. Воспринимающие окончания (рецепторы) контролируют степень кровенаполнения камер сердца и коронарных сосудов и способны целенаправленно менять силу и ритм сердечных сокращений, автоматически поддерживая постоянный режим кровенаполнения артериальной системы. Сигналы, поступающие к сердцу из центральной нервной системы по волокнам блуждающего нерва, взаимодействуют с периферическими рефлексами внутрисердечной нервной системы. В связи с этим окончательный характер регуляторных воздействий на сердце определяется итогами взаимодействия внутрисердечных и внесердечных нервных регуляторных механизмов.
Процессы регуляции кровообращения осуществляются изменением тонуса артериол и величины минутного объема. Тонус артериол регулируется сосудодвигательным центром, расположенным в продолговатом мозге. Этот центр посылает импульсы гладким мышцам сосудистой стенки через центры вегетативной нервной системы. Необходимое давление крови в артериальной системе поддерживается лишь при условии постоянного тонического сокращения мышц артериол, для чего необходимо непрерывное поступление к этим мышцам нервных импульсов по сосудосуживающим волокнам симпатической нервной системы. Эти импульсы следуют с частотой 1—2 импульса в 1 сек. Повышение частоты приводит к увеличению тонуса артериол и возрастанию артериального давления, урежение импульсов вызывает противоположный эффект.
Деятельность сосудо-двигательного центра регулируется сигналами, поступающими от баро- или механорецепторов сосудистых рефлексогенных зон (важнейшая из них — каротидный синус). Повышение давления в этих зонах вызывает увеличение частоты импульсов, возникающих в барорецепторах, что приводит к снижению тонуса сосудодвигательного центра, а следовательно, и к урежению ответных импульсов, поступающих из него к гладким мышцам артериол. Это приводит к снижению тонуса мышечной стенки артериол, урежению сердцебиений и, как следствие, — к падению артериального давления. Падение давления в указанных зонах вызывает противоположную реакцию. Т. о., вся система представляет собой механизм, работающий по принципу обратной связи и поддерживающий величину артериального давления на относительно постоянном уровне.
Аналогичные реакции возникают и при раздражении барорецепторов сосудистого русла малого круга кровообращения. Тонус сосудо-двигательного центра зависит и от импульсов, возникающих в хеморецепторах сосудистого русла и тканей, а также под влиянием биологически активных веществ крови. Кроме того, состояние сосудодвигательного центра определяется и сигналами, приходящими от др. отделов центральной нервной системы. Благодаря этому адекватные изменения наступают при изменениях функционального состояния любого органа, системы или всего организма.
Количество крови, притекающей к сердцу, зависит от тонуса гладких мышц венозной стенки, определяющего ёмкость венозной системы, от сократительной деятельности скелетных мышц, облегчающей возврат крови к сердцу, а также от общего объёма крови и тканевой жидкости в организме. Тонус вен и сократительной деятельность скелетных мышц обусловливаются импульсами, поступающими к этим органам соответственно из сосудодвигательного центра и центров, управляющих движением тела. Общий объём крови и тканевой жидкости регулируется посредством рефлексов, возникающих в рецепторах растяжения правого и левого предсердий. Увеличение притока крови к правому предсердию возбуждает эти рецепторы, вызывая рефлекторное угнетение выработки надпочечниками гормона альдостерона. Недостаток в альдостероне приводит к усиленному выделению с мочой ионов Na и Cl и вследствие этого к снижению общего количества воды в крови и тканевой жидкости, а следовательно, и к уменьшению объёма циркулирующей крови. Усиленное растяжение кровью левого предсердия также вызывает уменьшение объёма циркулирующей крови и тканевой жидкости. Однако в этом случае включается др. механизм: сигналы от рецепторов растяжения тормозят выделение гипофизом гормона вазопрессина, что приводит к усиленному выделению воды почками. Величина минутного объема зависит также от силы сокращений сердечной мышцы, регулируемой рядом внутрисердечных механизмов, действием гуморальных агентов, а также центральной нервной системой.
Система регуляции кровообращения не является замкнутой. В неё непрерывно поступает информация из др. отделов центральной нервной системы и, в частности, из центров, регулирующих движения тела, центров, определяющих возникновение эмоционального напряжения, из коры головного мозга. Благодаря этому изменения кровообращения возникают при любых изменениях состояния и деятельности организма, при эмоциях, психических переживаниях и т. д. Эти изменения кровообращения носят приспособительный, адаптивный характер. Перестройка функции кровообращения нередко предшествует переходу организма на новый режим, как бы заранее подготавливая его к предстоящей деятельности.
§
Какие же изменения претерпевает система кровообращения в процессе роста и развития организма?
Для ответа на этот вопрос обратимся к особенностям кровообращения у плода. Основной отличительной чертой развития кровообращения у последнего является наличие плацентарного кровообращения и отсутствие легочного дыхания, а также в параллельном соединении обеих половин сердца. Переход на плацентарное кровообращение сопровождается серьезными функциональными изменениями в сердечно сосудистой системе плода.
Современные представления о кровообращении плода формулировались еще со времен первооткрывателя большого круга кровообращения Гарвея.
Кровь, насыщенная питательными веществами и кислородом, поступает к плоду по пупочной вене из плацентарных ворсинок, где происходит газообмен. Продолжением пупочной вены является так называемый аранциев проток. До или после анастомозов с воротной веной он дает несколько ветвей в паренхиму печени и впадает затем в нижнюю полую вену. В нижней полой вене артериальная кровь из плаценты смешивается с венозной кровью от нижних конечностей, кишечника, таза. Благодаря наличию в правом предсердии клапанообразной складки около 60% всей крови из нижней полой вены через овальное отверстие направляется в левое предсердие, левый желудочек и в аорту. Оставшаяся часть крови из нижней и верхней полых вен поступает в правый желудочек и легочную артерию. Через легкие плода протекает лишь 25% всей циркулирующей в организме крови, что объясняется высоким сопротивлением в системе легочной артерии. Легочные артерии имеют выраженный мышечный слой и находятся в спазмированном состоянии. У плода легочная артерия соединяется с аортой широким артериальным протоком через который кровь поступает в нисходящую дугу аорты ниже места отхождения сосудов, доставляющих кровь к голове и верхним конечностям плода. По нисходящей аорте кровь направляется к нижним частям тела. В связи с этим в наиболее выгодных условиях снабжения кислородом у плода находятся печень, сердце, органы, расположенные в голове, и верхние конечности, что способствует их быстрому развитию.
После рождения ребенка происходит резкая перестройка системы кровообращения. Перерезка пуповины в момент рождения нарушает связь плода с материнским организмом. При первом вдохе новорожденного происходит рефлекторное расширение легких, начинает функционировать малый круг кровообращения. Кровь по легочной артерии направляется в легкие, минуя артериальный проток, также сжимающийся рефлекторно и вскоре превращающийся в соединительный тяж. Возросший легочный кровоток повышает давление в левом предсердии, а прекращение плацентарного кровообращения снижает давление в правом предсердии, что приводит к закрытию овального отверстия.
Наиболее активное функционирование и морфологическое совершенствование сердечно-сосудистой системы происходит в течение первых трех лет жизни ребенка, но и в дальнейшем продолжается непрерывное, хотя и неравномерное развитие органов кровообращения.
После рождения сердце ребенка растет и увеличивается, в нем происходят процессы формообразования. Сердце новорожденного имеет поперечное положение и шаровидную форму, это объясняется тем, что относительно большая печень делает высоким свод диафрагмы, поэтому сердце новорожденного находится на уровне 4 левого межреберья. Под влиянием сидения и стояния к концу первого года жизни опускается диафрагма, и сердце занимает косое положение. К 2-3 годам верхушка сердца доходит до уровня 5 ребра, а у 10-летних детей границы сердца такие же, как и у взрослых.
Рост предсердий в течение первого года жизни опережает рост желудочков, и только после 10 лет рост желудочков начинает превышать рост предсердий.
Наиболее интенсивно масса сердца растет на первом году жизни, к восьми месяцам масса сердца увеличивается вдвое, к трем годам утраивается, к 5 увеличивается в 4 раза, а в 16 лет – в 11 раз.
При этом масса сердца у мальчиков превышает в первые годы жизни этот показатель у девочек, а в 12-13 лет, напротив, в связи с наступлением периода усиленного роста у девочек, его масса становится больше, чем у мальчиков. К 16 годам сердце девочек вновь начинает отставать в массе от сердца мальчиков.
Частота сердечных сокращений (ЧСС) у плода колеблется от 120 до 150 в минуту. В первые 2 суток после рождения ЧСС несколько ниже внутриутробного, что объясняется повышением внутричерепного давления, изменением теплопродукции в связи с переходом в среду с более низкой температурой, и наконец, угнетением симпатических влияний. В последующую неделю ЧСС несколько повышается до 120-140 ударов в мин. Впоследствии с возрастом ЧСС уменьшается. Например у детей дошкольного возраста в 6 лет оно составляет 95 уд/мин, у школьников 7-15 лет изменяется в пределах 92-76 в мин, у взрослого 60-80 уд/мин.
Замедление ЧСС является результатом изменения лабильности синусного узла и становления более совершенных форм нейрогуморальной регуляции сердца. Усиление тонического влияния блуждающего нерва приводит не только к текущему снижению частоты сердечного ритма, но и изменяет метаболизм синусного узла, приводя к стойкому снижению его лабильности с возрастом.
Для оценки функционального состояния сердца решающее значение имеет определение систолического (ударного) и минутного объемов сердца.
Количество крови, выбрасываемое сердцем новорожденного при одном сокращении, 2,5 куб. см. К 1 году оно увеличивается в 4 раза и составляет 10,2 куб.см, к семи годам – уже в 9 раз, а к 12 годам – в 16,4 раза. Также возрастает и минутный объем кровотока (МОК), преимущественно за счет увеличения систолического объема. Однако отклонение величины МОК к массе (весу), характеризующее потребность организма в крови, тем больше, чем меньше возраст ребенка.
Общепринятым является тот факт, что с возрастом увеличивается как систолическое, так и диастолическое давление. У новорожденных артериальное давление значительно ниже, чем у взрослого человека. Это объясняется тем, что у детей этого возраста артерии имеют большую ширину просвета по отношению к массе сердца, общему весу и росту ребенка. Венозные сосуды, наоборот, несколько сужены. Соотношение диаметров венозных и артериальных сосудов составляет в этом возрасте 1:1, тогда как у взрослых – 1:2.
Достигнув величины 120-122/70-72 мм рт. ст., давление затем длительный период остается без изменений и лишь к старости несколько повышается по причине утраты эластических свойств стенками сосудов и увеличению периферического сопротивления.
Необходимо отметить, что представленные данные противоречивы. Эти величины, полученные в разных странах, в различных областях нашей страны, различны и зависят от условий жизни – например, физического развития человека. Так, кровяное давление уроженцев юга ниже, чем у детей с северных районов (у жителей Армении и Киргизии давление ниже, чем у москвичей).
§
Возрастные особенности реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку.
Особый интерес, вероятно, могут представлять особенности изменения реакции сердечно-сосудистой системы в онтогенезе при различных состояниях организма, в частности при действии физической нагрузки. При этом решающее значение в обеспечении необходимого уровня кровообращения имеет увеличение сердечного выброса. Чем младше ребенок, тем чаще увеличение минутного объема крови происходит за счет увеличения ЧСС. ЧСС при нагрузке у детей может достигать 160-180, причем у 8-летних детей ЧСС возрастает на 50%, у 17-летних на 70% по отношению к исходному уровню. Максимальный прирост АД у 8-летних составляет 14 мм рт. ст., а у 13-14 летних на 30 мм рт. ст.
У детей старшего возраста во время физической работы укорачивается период врабатывания, то есть время достижения максимального изменения гемодинамики. Чем старше ребенок, тем более значительные сдвиги кровообращения могут возникнуть под влиянием физических нагрузок. Укорачивается с возрастом ребенка и длительность восстановительного периода.
С ростом и развитием организма увеличиваются его общие энерготраты и возрастает потребность в кислороде. Увеличиваются размеры тела, возрастающий кислородный запрос обеспечивается развитием систем, осуществляющих доставку и транспорт кислорода в легких и в крови. В тканях совершенствуются метаболические процессы. По мере дальнейшего индивидуального развития организма улучшаются нейрогуморальная регуляция и координация деятельности механизмов, обслуживающих обмен газов между внешней средой и тканями.
Кровь вместе с лимфой и межтканевой жидкостью составляет внутреннюю среду организма, в которой протекает жизнедеятельность всех клеток и тканей.
Особенности:
1) является жидкой средой, содержащей форменные элементы;
2) находится в постоянном движении;
3) составные части в основном образуются и разрушаются вне ее.
Кровь вместе с кроветворными и кроверазрушающими органами (костным мозгом, селезенкой, печенью и лимфатическими узлами) составляет целостную систему крови. Деятельность этой системы регулируется нейрогуморальным и рефлекторным путем.
Благодаря циркуляции в сосудах кровь выполняет в организме следующие важнейшие функции:
14. Транспортная – кровь транспортирует питательные вещества (глюкозу, аминокислоты, жиры и др.) к клеткам, а конечные продукты обмена веществ ( аммиак, мочевину, мочевую кислоту и др.) — от них к органам выделения.
15. Регуляторная – осуществляет перенос гормонов и других физиологических активных веществ, воздействующих на различные органы и ткани; регуляция постоянства температуры тела – перенос тепла от органов с интенсивным его образованием к органам с менее интенсивной теплопродукцией и к местам охлаждения (кожа).
16. Защитная – благодаря способности лейкоцитов к фагоцитозу и наличию в крови иммунных тел, обезвреживающих микроорганизмы и их яды, разрушающих чужеродные белки.
17. Дыхательная – доставка кислорода от легких к тканям, углекислого газа – из тканей к легким.
У взрослого человека общее количество крови составляет 5— 8% веса тела, что соответствует 5—6 л. Объем крови принято обозначать по отношению к весу тела (мл/кг). В среднем он равен у мужчин 61,5 мл/кг, у женщин — 58,9 мл/кг.
В кровеносных сосудах в состоянии покоя циркулирует не вся кровь. Около 40—50% ее находится в кровяных депо (селезенке, печени, сосудах кожи и легких). Печень – до 20 %, селезенка – до 16%, подкожная сосудистая сеть – до 10 %
Состав крови. Кровь состоит из форменных элементов (55—58%) — эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов — и жидкой части — плазмы (42-— 45%).
Эритроциты – специализированные безъядерные клетки диаметром 7—8 мк. Образуются в красном костном мозге, разрушаются в печени- и селезенке. В 1 мм3 крови – 4–5 млн. эритроцитов Строение и состав эритроцитов обусловлены выполняемой ими функцией — транспорт газов. Форма эритроцитов в виде двояковогнутого диска увеличивает соприкосновение с окружающей средой, способствуя этим ускорению процессов газообмена.
Гемоглобин обладает свойством легко связывать и отщеплять кислород. Присоединяя его, он становится оксигемоглобином. Отдавая кислород в местах с малым его содержанием, он превращается в восстановленный (редуцированный) гемоглобин.
В скелетной и сердечной мышцах содержится мышечный гемоглобин — миоглобин (важная роль в снабжении кислородом работающих мышц).
Лейкоциты, или белые кровяные тельца, по морфологическим и функциональным признакам представляют собой обычные клетки, содержащие ядро и протоплазму специфической структуры. Они образуются в лимфатических узлах, селезенке и костном мозге. В 1 мм3 крови человека находится 5—6 тыс. лейкоцитов.
Лейкоциты неоднородны по своему строению: в одних из них протоплазма имеет зернистое строение (гранулоциты), в других нет зернистости (агронулоциты). Гранулоциты составляют 70—75% всех лейкоцитов и делятся в зависимости от способности окрашиваться нейтральными, кислыми или основными красками на нейтрофилы (60—70%), эозинофилы, (2—4%) и базофилы (0,5— 1 %). Агранулоциты – лимфоциты (25—30%) и моноциты (4—8%).
Функции лейкоцитов:
1) защитная (фагоцитоз, продукция антител и разрушение токсинов белкового происхождения);
2) участие в расщеплении пищевых веществ
Тромбоциты — плазматические образования овальной или круглой формы диаметром 2—5 мк. В крови человека и млекопитающих они не имеют ядра. Тромбоциты образуются в красном костном мозге и в селезенке, и их количество колеблется от 200 тыс. до-б00 тыс. в 1 мм3 крови. Они играют важную роль в процессе свертывания крови.
Основная функция лейкоцитов – иммунногенез (способность синтезировать антитела или иммунные тела, которые обезвреживают микробы и продукты их жизнедеятельности). Лейкоциты, обладая способностью к амебовидным движениям, адсорбируют циркулирующие в крови антитела и, проникая через стенки сосудов, доставляют их в ткани к очагам воспаления. Нейтрофилы, содержащие большое количество ферментов, обладают способностью к захватыванию.и перевариванию болезнетворных микробов (фагоцитоз – от греч. Phagos — пожирающий). Перевариваются и клетки организма, дегенерирующие в очагах воспаления.
Лейкоциты участвуют также в восстановительных процессах после воспаления тканей.
Защита организма от кровотечений. Эта функция осуществляется благодаря способности крови к свертыванию. Сущность свертывания крови заключается в переходе растворенного в плазме белка фибриногена в нерастворенный белок — фибрин, который образует нити, склеенные с краями раны. Сгусток крови. (тромб) преграждает дальнейшее кровотечение, предохраняя организм от кровопотерь.
Превращение фиброногена в фибрин осуществляется при воздействии фермента тромбина, который образуется из белка протромбина под влияние тромбопластина, появляющегося в крови при разрушении тромбоцитов. Образование тромбопластина и превращение протромбина в тромбин протекают при участии ионов кальция.
Группы крови. Учение о группах крови возникло в связи с проблемой переливания крови. В 1901 г. К. Ландштейнер обнаружил в эритроцитах людей агглютиногены А и В. В плазме крови находятся агглютинины a и b (гамма-глобулины). Согласно классификации К.Ландштейнера и Я.Янского в зависимости от наличия или отсутствия в крови конкретного человека агглютиногенов и агглютининов различают 4 группы крови. Эта система получила название АВО. Группы крови в ней обозначаются цифрами и теми агглютиногенами, которые содержатся в эритроцитах данной группы.
Групповые антигены – это наследственные врожденные свойства крови, не меняющиеся в течение всей жизни человека. Агглютининов в плазме крови новорожденных нет. Они образуются в течение первого года жизни ребенка под влиянием веществ, поступающих с пищей, а также вырабатываемых кишечной микрофлорой, к тем антигенам, которых нет в его собственных эритроцитах.
I группа (О) – в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины a и b
II группа (А) – в эритроцитах содержится агглютиноген А, в плазме – агглютинин b ;
III группа (В) – в эритроцитах находится агглютиноген В, в плазме – агглютинин a ;
IV группа (АВ) – в эритроцитах обнаруживаются агглютиногены А и В, в плазме агглютининов нет.
У жителей Центральной Европы I группа крови встречается в 33,5%, II группа – 37,5%, III группа – 21%, IV группа – 8%. У 90% коренных жителей Америки встречается I группа крови. Более 20% населения Центральной Азии имеют III группу крови.
Агглютинация происходит в том случае, если в крови человека встречаются агглютиноген с одноименным агглютинином: агглютиноген А с агглютинином а или агглютиноген В с агглютинином b. При переливании несовместимой крови в результате агглютинации и последующего их гемолиза развивается гемотрансфузионный шок, который может привести к смерти. Поэтому было разработано правило переливания небольших количеств крови (200 мл), по которому учитывали наличие агглютиногенов в эритроцитах донора и агглютининов в плазме реципиента. Плазму донора во внимание не принимали, так как она сильно разбавлялась плазмой реципиента.
Согласно данному правилу кровь I группы можно переливать людям со всеми группами крови (I, II, III, IV), поэтому людей с первой группой крови называют универсальными донорами. Кровь II группы можно переливать людям со II и IY группами крови, кровь III группы – с III и IV, Кровь IV группы можно переливать только людям с этой же группой крови. В то же время людям с IV группой крови можно переливать любую кровь, поэтому их называют универсальными реципиентами. При необходимости переливания больших количеств крови этим правилом пользоваться нельзя.
§
Одну каплю крови смешивают с сывороткой анти-В, вторую – с анти-А, третью – с анти-А-анти-В. По реакциям агглютинации (скопления эритроцитов, показанные ярко-красным цветом) судят о групповой принадлежности крови.
В дальнейшем было установлено, что агглютиногены А и В существуют в разных вариантах, отличающихся по антигенной активности: А1,А2,А3 и т.д., В1, В2 и т.д. Активность убывает в порядке их нумерации. Наличие в крови людей агглютиногенов с низкой активностью может привести к ошибкам при определении группы крови, а значит, и переливанию несовместимой крови. Также было обнаружено, что у людей с I группой крови на мембране эритроцитов имеется антиген Н. Этот антиген встречается и у людей с II, III и IV группами крови, однако у них он проявляется в качестве скрытой детерминанты. У людей с II и IV группами крови часто встречаются анти-Н-антитела.
Поэтому при переливании крови I группы людям с другими группами крови также могут развиться гемотрансфузионные осложнения. В связи с этим в настоящее время пользуются правилом, по которому переливается только одногруппная кровь.
Система резус.К.Ландштейнером и А.Винером в 1940 г. в эритроцитах обезьяны макаки-резуса был обнаружен антиген, который они назвали резус-фактором. Этот антиген находится и в крови 85% людей белой расы. У некоторых народов, например, эвенов резус-фактор встречается в 100%. Кровь, содержащая резус-фактор, называется резус-положительной (Rh ). Кровь, в которой резус-фактор отсутствует, называется резус-отрицательной (Rh-).
Резус-фактор передается по наследству. В настоящее время известно, что система резус включает много антигенов. Наиболее активными в антигенном отношении являются антиген D, затем следуют С, Е, d, с, е. Они и чаще встречаются. У аборигенов Австралии в эритроцитах не выявлен ни один антиген системы резус. Система резус, в отличие от системы АВО, не имеет в норме соответствующих агглютининов в плазме. Однако если кровь резус-положительного донора перелить резус-отрицательному реципиенту, то в организме последнего образуются специфические антитела по отношению к резус-фактору – антирезус-агглютинины. При повторном переливании резус-положительной крови этому же человеку у него произойдет агглютинация эритроцитов, т.е. возникает резус-конфликт, протекающий по типу гемотрасфузионного шока. Поэтому резус-отрицательным реципиентам можно переливать только резус-отрицательую кровь.
Резус-конфликт также может возникнуть при беременности, если кровь матери резус- отрицательная, а кровь плода резус-положительная. Резус-агглютиногены, проникая в организм матери, могут вызвать выработку у нее антител. Однако значительное поступление эритроцитов плода в организм матери наблюдается только в период родовой деятельности. Поэтому первая беременность может закончиться благополучно. При последующих беременностях резус-положительным плодом антитела проникают через плацентарный барьер, повреждают ткани и эритроциты плода, вызывая выкидыш или тяжелую гемолитическую анемию у новорожденных. С целью иммунопрофилактики резус-отрицательной женщине сразу после родов или аборта вводят концентрированные анти-D-антитела.
Кроме агглютиногенов системы АВО и резус-фактора в последние годы на мембране эритроцитов обнаружены и другие агглютиногены, которые определяют группы крови в данной системе. Таких антигенов насчитывается более 400.
Любое переливание крови – это сложнейшая операция по своей иммунологии. Поэтому переливать цельную кровь надо только по жизненным показаниям, когда кровопотеря превышает 25% от общего объема. Если острая кровопотеря менее 25% от общего объема, необходимо вводить плазмозаменители, так как в данном случае более важно восстановление объема. В других ситуациях более целесообразно переливать тот компонент крови, который необходим организму. Например, при анемии – эритроцитарную массу, при тромбоцитопении – тромбоцитарную массу, при инфекциях, септическом шоке – гранулоциты.
§
В течение онтогенеза в каждый возрастной период кровь имеет свои характерные особенности. Они определяются уровнем развития морфологических и функциональных структур органов системы крови, а также нейро-гуморальных механизмов регуляции их деятельности.
Общее количество крови по отношению к весу тела новорожденного составляет 15%, у детей одного года – 11%, а у взрослых – 7-8%. При этом у мальчиков несколько больше крови, чем у девочек. Однако в покое в сосудистом русле циркулирует лишь 40-45% крови, остальная часть находится в депо: капиллярах печени, селезенки и подкожной клетчатки – и включается в кровоток при повышении температуры тела, мышечной работе, при кровопотере и т.п.
Удельный вес крови новорожденных несколько выше, чем у детей более старших возрастов, и составляет соответственно – 1,06 – 1,08. Установившаяся в первые месяцы плотность крови (1,052 – 1,063) сохраняется до конца жизни.
Вязкость крови у новорожденных в 2 раза больше, чем у взрослых и составляет 10,0-14,8 усл.ед. К концу первого месяца эта величина снижается и достигает обычно средних цифр – 4,6 усл.ед. (по отношению к воде). Величины вязкости крови у лиц пожилого возраста не выходят за пределы нормы.
Содержание эритроцитов в куб.мм крови также подвержено возрастным изменениям У новорожденного эта величина колеблется от 4,5 млн в куб.мм до 7,5 млн, что, по-видимому, связано с недостаточным снабжением кислородом плода в последние дни эмбрионального периода и во время родов. После родов условия газообмена улучшаются, часть эритроцитов разрушается. Кровь новорожденных содержит значительное количество незрелых форм эритроцитов, содержащих ядро.
У детей от 1 до 2 лет наблюдаются большие индивидуальные отличия в числе эритроцитов. Подобный широкий размах в индивидуальных данных отмечается также от 5 до 7 и от 12 до 14 лет, что, по-видимому, находится в прямой связи с периодами ускоренного роста.
Одним важных свойств клеточных мембран является их избирательная проницаемость. Этот факт обусловил то, что при помещении эритроцитов в растворы с различной концентрацией солей, наблюдаются серьезные изменения в их структуре. При помещении эритроцитов в раствор, осмотическое давление которого ниже, чем плазмы (гипотонический раствор), по законам осмоса вода начинает входить внутрь эритроцита, они набухают и их мембраны разрываются, происходит гемолиз. У человека гемолиз начинается при помещении его эритроцитов в 0,44-0,48% раствор NaCl. Способность эритроцитов противостоять гемолизу называется осмотической резистентностью. Она значительно выше у новорожденных и детей грудного возраста, чем у взрослых. Например, максимальная стойкость эритроцитов у грудных детей находится в пределах 0,24-0,32% (взрослых 0,44-0,48%).
Содержание гемоглобина в онтогенезе имеет следующие особенности.
В период внутриутробной жизни у плода в первые 6 месяцев преобладает фетальный гемоглобин HbF. Существенным является тот факт, что он обладает более высоким сродством к кислороду и может насыщаться на 60 % кислородом при таком напряжении кислорода, когда гемоглобин матери насыщается на 30%, то есть при одном и том же напряжении кислорода кровь плода будет содержать больше кислорода, чем материнская кровь. Эти особенности гемоглобина плода обеспечивают возможность транспортировать кислород от крови матери к крови ребенка, удовлетворяя потребности тканей в кислороде.
Для детей периода новорожденности характерно повышенное содержание гемоглобина. Но, начиная с первых суток постнатальной жизни количество гемоглобина постепенно падает, причем это падение не зависит от веса ребенка. Количество Hb у детей первого года значительно снижается к 5 месяцу и остается на низком уровне до конца 1 года, с возрастом количество гемоглобина увеличивается.
У лиц пожилого и старческого возраста количество гемоглобина несколько снижается, приближаясь к нижней границе нормы, выведенной для зрелого возраста.
Количество лейкоцитов у ребенка первых дней жизни больше, чем у взрослых, и в среднем колеблется в пределах 10 тыс.-20 тыс. в куб. мм. Затем количество лейкоцитов начинает падать. Как и для эритроцитов, существуют широкие пределы колебания числа лейкоцитов в первые дни постнатальной жизни от 4600 до 28 тыс.. Характерным в картине лейкоцитов у детей этого периода является следующее. Нарастание количества лейкоцитов в течение 3 часов жизни (до 19600), что, по-видимому, связано с рассасыванием продуктов распада тканей ребенка, тканевых кровоизлияний, возможных во время родов, через 6 часов – 20 тыс., через 24 – 28 тыс., через 48 – 19 тыс.. К 7 суткам число лейкоцитов приближается к верхней границе взрослых и составляет 8 тыс.-11 тыс.. У детей 10-12 лет число лейкоцитов в периферической крови колеблется в пределах 6-8 тыс., т.е. соответствует количеству лейкоцитов у взрослых.
Также имеет свои возрастные особенности лейкоцитарная формула. Лейкоцитарная формула крови ребенка в период новорожденности характеризуется:
1) последовательным увеличением числа лимфоцитов от момента рождения к концу периода новорожденности (при этом на 5-е сутки происходит перекрест кривых падения нейтрофилов и подъема лимфоцитов);
2) значительным количеством юных форм нейтрофилов;
3) большим количеством юных форм, миелоцитов, бластных форм;
4) структурной незрелостью и хрупкостью лейкоцитов.
У детей первого года жизни при довольно широких пределах колебаний общего числа лейкоцитов наблюдаются и широкие пределы вариаций процентного содержания отдельных форм).
Высокое содержание лимфоцитов и малое количество нейтрофилов в первые годы жизни постепенно выравнивается, достигая к 5-6 годам почти одинаковых величин. После этого процент нейтрофилов постепенно растет, а процент лимфоцитов понижается. Малым содержанием нейтрофилов, а также недостаточной их зрелостью и фагоцитарной активностью отчасти объясняется большая восприимчивость детей младших возрастов к инфекционным заболеваниям.
Говоря о лейкоцитах, мы не можем пройти мимо такой функции организма, как иммунитет.
Как известно, под иммунным процессом понимают ответ организма на определенного рода раздражение, на вторжение чужеродного агента – антигена. Защищая организм от вторжения антигенов, кровь вырабатывает особые белковые тела – антитела, которые обезвреживают антигены, вступая с ними в реакцию самого разнообразного характера. При этом активно вырабатываются антитела лимфоциты, при участии и контроле со стороны других иммунных клеток. В эмбриональном периоде антитела в организме плода не вырабатываются, и, несмотря на это, в первые 3 месяца после рождения дети почти полностью невосприимчивы к инфекционным заболеваниям. Это объясняется тем, что плод получает готовые антитела (гамма-глобулины) через плаценту от матери. В грудном периоде часть антител ребенок получает с материнским молоком. Кроме того, невосприимчивость новорожденных детей к некоторым заболеваниям связана с недостаточной зрелостью организма, особенно его нервной системы.
По мере созревания организма, его нервной системы, ребенок постепенно приобретает все более стойкие иммунологические свойства. Ко второму году жизни вырабатываются уже значительное количество иммунных тел.
Замечено, что у детей, воспитывающихся в коллективах, быстрее формируются иммунные реакции. Это объясняется тем, что в коллективе ребенок подвергается скрытой иммунизации: попадания от заболевших детей в организм ребенка малых доз возбудителя не вызывает у него заболевания, но активирует выработку антител. Если это повторяется несколько раз, то приобретается иммунитет к данному заболеванию.
К 10 годам иммунные свойства организма хорошо выражены и в дальнейшем они держатся на относительно постоянном уровне и начинают снижаться после 40 лет. Немаловажную роль в формировании иммунных реакций организма играют профилактические прививки.
Система свертывания крови как одна из физиологических систем организма формируется и созревает в период эмбриогенеза и раннего онтогенеза.
Свертывание крови детей в первые дни постнатальной жизни замедлено: начало свертывания наступает через 2-3 минуты. С 2 по 7 день свертывание ускоряется и приближается к норме, установленной для взрослых (начало на 1-2 мин и конец на 2-4 мин).
У детей дошкольного периода, подростков и юношей время свертывания при широких индивидуальных колебаниях в среднем выражается одинаковыми цифрами: начало – 1-2 минута, конец через 3-4 мин.
Наибольшие пределы колебаний времени свертывания крови в предпубертатном и пубертатном периодах, очевидно, связано с неустойчивым гормональным фоном в этот период жизни.
В возрасте после 50 лет в деятельности системы свертывания крови происходят определенные изменения, а именно – повышение коагуляционных свойств крови. Эти изменения, по-видимому, связаны с изменением обмена веществ и возникающим вследствие этого нарушением в соотношениях белковых фракций (повышение уровня глобулинов) и соответствующими явлениями атеросклероза. Кроме того отмечено увеличение концентрации гепарина у лиц старше 100 лет, по данным Кишидзе, почти вдвое по сравнению с содержанием его в крови у лиц зрелого возраста. В данном случае повышение уровня гепарина, возможно, является защитной, приспособительной реакцией на повышение коагуляционных свойств крови у лиц пожилого и старческого возраста.
Таким образом, для системы свертывания крови человека и животных характерна гетерохронность созревания отдельных звеньев. Только к 14-16 годам у человека содержание и активность всех факторов достигает уровня взрослых.
