Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма) - Сапин М.Р., Сивоглазов В. И. 2002

Основные этапы развития человека

Каждый человек имеет свои индивидуальные особенности, наличие которых определяется двумя факторами. Это наследственность — черты, унаследованные от родителей, а также результат влияния внешней среды, в которой человек растет, развивается, учится, работает.

Индивидуальное развитие, или развитие в онтогенезе, происходит во все периоды жизни — от зачатия до смерти. В онтогенезе человека (от греч. on, род. падеж ontos — существующее) выделяют два периода: до рождения (внутриутробный) и после рождения (внеутробный). Во внутриутробном периоде, от зачатия и до рождения, зародыш (эмбрион) развивается в теле матери. В течение первых 8 недель происходят основные процессы формирования органов, частей тела. Этот период получил название эмбрионального, а организм будущего человека — эмбрион (зародыш). Начиная с 9-й недели развития, когда уже начали обозначаться основные внешние человеческие черты, организм называют плодом, а период — плодным.

После оплодотворения (слияния сперматозоида и яйцеклетки), которое происходит обычно в маточной трубе, образуется одноклеточный зародыш — зигота. В течение 3—4 дней зигота дробится (делится). В результате образуется многоклеточный пузырек — бластула с полостью внутри. Стенки этого пузырька образованы клетками двух видов: крупных и мелких. Из мелких клеток формируются стенки пузырька — трофобласт, из которого в дальнейшем создается внешний слой оболочек зародыша. Более крупные клетки (бластомеры) образуют скопления — эмбриобласт (зачаток зародыша), который располагается внутри трофобласта (рис. 1). Из этого скопления («узелка») развиваются зародыш и прилежащие к нему внезародышевые структуры (кроме трофобласта). Зародыш, имеющий вид пузырька, на 6—7-й день беременности внедряется (имплантируется) в слизистую оболочку матки. На второй неделе развития зародыш (эмбриобласт) разделяется на две пластинки.

Рис. 1. Положение эмбриона и зародышевых оболочек на разных стадиях развития человека:

А — 2—3 нед.; Б — 4 нед.; 1 — полость амниона, 2 — тело эмбриона, 3 — желточный мешок, 4 — трофобласт; В — 6 нед.; Г — плод 4—5 мес: 1 — тело эмбриона (плода), 2 — амнион, 3 — желточный мешок, 4 — хорион, 5 — пупочный канатик

Одна пластинка, прилежащая к трофобласту, получила название наружного зародышевого листка (эктодермы). Внутренняя пластинка, обращенная в полость пузырька, составляет внутренний зародышевый листок (энтодерму). Края внутреннего зародышевого листка разрастаются в стороны, изгибаются и образуют желточный пузырек. Наружный зародышевый листок (эктодерма) формирует амниотический пузырек. В полости трофобласта вокруг желточного и амниотического пузырьков рыхло располагаются клетки внезародышевой мезодермы — эмбриональной соединительной ткани. В месте соприкосновения желточного и амниотического пузырьков образуется двухслойная пластинка — зародышевый щиток. Та пластинка, которая прилежит к амниотическому пузырьку, образует наружную часть зародышевого щитка (эктодерму). Пластинка зародышевого щитка, которая прилежит к желточному пузырьку, является зародышевой (кишечной) энтодермой. Из нее развиваются эпителиальный покров слизистой оболочки органов пищеварения (пищеварительного тракта) и дыхательных путей, а также пищеварительные и некоторые другие железы, включая печень и поджелудочную железу.

Трофобласт вместе с внезародышевой мезодермой образуют ворсинчатую оболочку зародыша — хорион, участвующий в образовании плаценты («детского места»), через которую зародыш получает питание от организма матери.

На 3-й неделе беременности (с 15—17-го дня эмбриогенеза) зародыш приобретает трехслойное строение, развиваются его осевые органы. Клетки наружной (эктодермальной) пластинки зародышевого щитка смещаются к заднему его концу. В результате у эктодермальной пластинки образуется утолщение — первичная полоска, ориентированная кпереди. Передняя (краниальная) часть первичной полоски имеет небольшое возвышение — первичный (гензеновский) узелок. Клетки наружного узелка (эктодермы), лежащие впереди первичного пузырька, погружаются в промежуток между наружной (эктодермальной) и внутренней (энтодермальной) пластинками и образуют хордальный (головной) отросток, из которого формируется спинная струна — хорда. Клетки первичной полоски, прорастая в обе стороны между наружной и внутренней пластинками зародышевого щитка и по бокам от хорды, образуют средний зародышевый листок — мезодерму. Зародыш становится трехслойным. На 3-й неделе развития из эктодермы начинает формироваться нервная трубка.

От задней части энтодермальной пластинки во внезародышевую мезодерму (так называемую амниотическую ножку) выпячивается аллантоис. По ходу аллантоиса от зародыша через амниотическую ножку к ворсинкам хориона прорастают также кровеносные (пупочные) сосуды, которые в дальнейшем образуют основу пупочного канатика.

На 3—4-й неделе развития тело зародыша (зародышевый щиток) постепенно обособляется от внезародышевых органов (желточного мешка, аллантоиса, амниотической ножки). Зародышевый щиток изгибается, по его сторонам формируется глубокая борозда — туловищная складка. Эта складка отграничивает края зародышевого листка от амниона. Тело зародыша из плоского щитка превращается в объемное, эктодерма покрывает зародыш со всех сторон.

Энтодерма, оказавшаяся внутри тела зародыша, свертывается в трубочку и образует зачаток будущей кишки. Узкое отверстие, сообщающее эмбриональную кишку с желточным мешком, в дальнейшем превращается в пупочное кольцо. Из энтодермы формируются эпителий и железы желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей. Из эктодермы образуются нервная система, эпидермис кожи и ее производные, эпителиальная выстилка ротовой полости, анального отдела прямой кишки, влагалища и другие органы.

Эмбриональная (первичная) кишка вначале замкнута спереди и сзади. В переднем и заднем концах тела зародыша появляются впячивания эктодермы — ротовая ямка (будущая ротовая полость) и анальная (заднепроходная) ямка. Между полостью первичной кишки и ротовой ямкой спереди имеется двухслойная (эктодерма и энтодерма) передняя (глоточная) мембрана. Между кишкой и заднепроходной ямкой имеется заднепроходная мембрана, также двухслойная. Передняя (глоточная) мембрана прорывается на 3— 4-й неделях развития. На 3-м месяце прорывается задняя (заднепроходная) мембрана. Амнион, заполненный амниотической жидкостью, окружает зародыш, предохраняя его от различных повреждений, сотрясений. Рост желточного мешка постепенно замедляется, и он редуцируется.

В конце 3-й недели развития начинается дифференцировка мезодермы. Из мезодермы возникает мезенхима. Дорсальная часть мезодермы, расположенная по бокам от хорды, подразделяется на 43—44 пары сегментов тела — сомитов. В сомитах различают три части. Переднемедиальная — склеротом, из которого развиваются кости и хрящи скелета. Латеральнее склеротома находится миотом, из которого формируется поперечно-полосатая скелетная мускулатура. Кнаружи лежит дерматом, из которого возникает собственно кожа.

Из передней (вентральной) несегментированной части мезодермы (спланхнотома) образуются две пластинки. Одна из них (медиальная, висцеральная) прилежит к первичной кишке и называется спланхноплеврой. Другая (латеральная, наружная) прилежит к стенке тела зародыша, к эктодерме и называется соматоплеврой. Из этих пластинок развиваются брюшина, плевра (серозные оболочки), а пространство между пластинками превращается в брюшинную, плевральную и перикардиальную полости. Из мезенхимы вентральной несегментированной мезодермы (спланхнотома) образуются неисчерченная гладкая мышечная ткань, соединительная ткань, кровеносные и лимфатические сосуды, клетки крови. Из мезенхимы спланхнотомов развиваются также сердце, почки, корковое вещество надпочечника, половые железы и другие структуры.

К концу первого месяца внутриутробного развития заканчивается закладка основных органов зародыша, который имеет длину 6,5 мм.

На 5—8-й неделе у зародыша появляются плавникоподобные зачатки вначале верхних, а затем нижних конечностей в виде кожных складок, в которые позднее врастают закладки костей, мышц, сосудов и нервов.

На 6-й неделе появляются закладки наружного уха, на 6— 7-й неделе начинают формироваться пальцы рук, а затем ног. На 8-й неделе закладка органов заканчивается. Начиная с 3-го месяца развития зародыш принимает вид человека и называется плодом. На 10-м месяце плод рождается.

В течение всего плодного периода происходит рост и дальнейшее развитие уже образовавшихся органов и тканей. Начинается дифференцировка наружных половых органов. Закладываются ногти на пальцах. В конце 5-го месяца появляются брови и ресницы. На 7-м месяце открываются веки, начинает накапливаться жир в подкожной клетчатке. После рождения ребенок быстро растет, увеличивается масса и длина его тела, площадь поверхности тела (табл. 1). Рост человека продолжается в течение первых 20 лет его жизни. У мужчин увеличение длины тела заканчивается, как правило, в 20—22 года, у женщин — в 18—20 лет. Затем до 60—65 лет длина тела почти не изменяется. Однако в пожилом и старческом возрасте (после 60—70 лет) в связи с увеличением изгибов позвоночного столба и изменением осанки тела, истончением межпозвоночных дисков, уплощением сводов стопы длина тела ежегодно уменьшается на 1—1,5 мм.

В течение первого года жизни после рождения рост ребенка увеличивается на 21—25 см.

В периоды раннего и первого детства (1 год — 7 лет) скорость роста быстро уменьшается, в начале периода второго детства (8—12 лет) скорость роста составляет 4,5—5,5 см в год, а затем возрастает. В подростковом возрасте (12— 16 лет) годичная прибавка длины тела у мальчиков составляет в среднем 5,8 см, у девочек — около 5,7 см.

Таблица 1 Длина, масса тела и площадь поверхности тела в различные возрастные периоды постнатального онтогенеза

Примечание: цифровые данные взяты из книг «Человек. Морфобиологические данные» (1977), «Морфология человека» под ред. Б.А. Никитюка, В.П. Чтецова (1990).

При этом у девочек наиболее интенсивный рост наблюдается в возрасте от 10 до 13 лет, а у мальчиков — в подростковом возрасте. Затем рост замедляется.

Масса тела к 5—6 месяцам после рождения удваивается. Утраивается масса тела к году и увеличивается примерно в 4 раза к двум годам. Увеличение длины и массы тела идет примерно с одинаковой скоростью. Максимальное годичное увеличение массы тела наблюдается у подростков: у девочек на 13-м, а у мальчиков — на 15-м году жизни. Масса тела увеличивается до 20—25 лет, а затем стабилизируется. Стабильная масса тела обычно сохраняется до 40—46 лет. Считается важным и физиологически оправданным сохранять массу тела до конца жизни в пределах цифр 19—20 летнего возраста.

За последние 100—150 лет наблюдается ускорение морфофункционального развития и созревания всего организма у детей и подростков (акселерация), которая в большей степени проявляется в экономически развитых странах. Так, масса тела у новорожденных детей за столетие возросла в среднем на 100—300 г, у годовалых — на 1500—2000 г. Длина тела также возросла на 5 см. Длина тела детей в периоды второго детства и у подростков увеличилась на 10—15 см, а у взрослых мужчин — на 6—8 см. Уменьшилось время, в течение которого возрастает длина тела человека. В конце XIX века рост продолжался до 23—26 лет. В конце XX века у мужчин рост тела в длину происходит до 20—22 лет, а у женщин до 18—20 лет. Ускорилось прорезывание молочных и постоянных зубов. Быстрее идет психическое развитие, половое созревание. В конце XX века по сравнению с его началом средний возраст прихода менструаций у девочек снизился с 16,5 до 12—13 лет, а время наступления менопаузы возросло с 43—45 до 48—50 лет.

После рождении, в период продолжающегося роста человека, у каждого возраста имеются свои морфофункциональные особенности.

У новорожденного ребенка голова округлая, большая, шея и грудь короткие, живот длинный, ноги короткие, руки длинные (рис. 2). Окружность головы на 1—2 см больше окружности груди, мозговой отдел черепа относительно больше лицевого. Форма грудной клетки бочкообразная. Позвоночник лишен изгибов, лишь незначительно выражен мыс. Кости, образующие тазовую кость, не сращены между собой. Внутренние органы относительно крупнее, чем у взрослого человека. Так, например, масса печени новорожденного ребенка составляет ¹/₂₀ массы тела, в то время как у взрослого человека — ¹/₅₀. Длина кишечника в 2 раза больше длины тела, у взрослого человека — в 4—4,5 раза. Масса мозга новорожденного составляет 13—14% массы тела, а у взрослого человека лишь около 2%. Большими размерами отличаются надпочечники и тимус.

Рис. 2. Изменения пропорций отделов тела в процессе роста.

КМ — средняя линия. Цифры вверху показывают, какую часть тела составляет голова. Деления, отмеченные цифрами справа, — соответствие отделов тела детей и взрослых; цифры внизу — возраст

В грудном возрасте (10 дней — 1 год) тело ребенка растет наиболее быстро. Примерно с 6-ти месяцев начинается прорезывание молочных зубов. За первый год жизни размеры ряда органов и систем достигают размеров, характерных для взрослого (глаз, внутреннее ухо, центральная нервная система). В течение первых лет жизни быстро растут и развиваются опорно-двигательный аппарат, пищеварительная, дыхательная системы.

В период раннего детства (1—3 года) прорезываются все молочные зубы и происходит первое «округление», т.е. увеличение массы тела опережает рост тела в длину. Быстро прогрессирует психическое развитие ребенка, речь, память. Ребенок начинает ориентироваться в пространстве. В течение 2—3-го годов жизни рост в длину преобладает над увеличением массы тела. В конце периода начинается прорезывание постоянных зубов. В связи с быстрым развитием мозга, масса которого к концу периода достигает уже 1100—1200 г, быстро развиваются умственные способности, каузальное мышление, длительно сохраняется способность узнавания, ориентация во времени, в днях недели.

В раннем и в первом детстве (4—7 лет) половые отличия (кроме первичных половых признаков) почти не выражены.

В период второго детства (8—12 лет) вновь преобладает рост в ширину, однако в это время начинается половое созревание, а к концу периода усиливается рост тела в длину, темпы которого больше у девочек.

Прогрессирует психическое развитие детей. Развивается ориентация в отношении месяцев и календарных дней. Начинается половое созревание, более раннее у девочек, что связано с усилением секреции женских половых гормонов. У девочек в 8—9 лет начинает расширяться таз и округляться бедра, увеличивается секреция сальных желез, происходит оволосение лобка. У мальчиков в 10—11 лет начинается рост гортани, яичек и полового члена, который к 12 годам увеличивается на 0,5—0,7 см.

В подростковом возрасте (12—16 лет) быстро растут и развиваются половые органы, усиливаются вторичные половые признаки. У девочек увеличивается количество волос на коже лобковой области, появляются волосы в подмышечных впадинах, увеличиваются размеры половых органов, молочных желез, щелочная реакция влагалищного секрета становится кислой, появляются менструации, увеличиваются размеры таза. У мальчиков быстро увеличиваются яички и половой член, вначале оволосение лобка развивается по женскому типу, набухают грудные железы. К концу подросткового периода (15—16 лет) начинается рост волос на лице, теле, в подмышечных впадинах, а на лобке — по мужскому типу, пигментируется кожа мошонки, еще больше увеличиваются половые органы, возникают первые эякуляции (непроизвольные семяизвержения).

В подростковом возрасте развивается механическая и словесно-логическая память.

Юношеский возраст (16—21 год) совпадает с периодом созревания. В этом возрасте рост и развитие организма в основном завершается, все аппараты и системы органов практически достигают морфофункциональной зрелости.

Строение тела в зрелом возрасте (22—60 лет) изменяется мало, а в пожилом (61—74 года) и старческом (75—90 лет) прослеживаются характерные для этих возрастов перестройки, которые изучает специальная наука — геронтология. Временные границы старения варьируют в широких пределах у различных индивидуумов. В старческом возрасте происходит снижение адаптивных возможностей организма, изменение морфофункциональных показателей всех аппаратов и систем органов, среди которых важнейшая роль принадлежит иммунной, нервной и кровеносной системам.

Активный образ жизни, регулярные занятия физической культурой замедляют процесс старения. Однако это возможно в пределах, обусловленных наследственными факторами.

Мужчину от женщины отличают половые признаки (табл. 2). Они делятся на первичные (половые органы) и вторичные (развитие волос на лобке, развитие молочных желез, изменения голоса и др.).

В анатомии имеются понятия о типах телосложения. Телосложение определяется генетическими (наследственными) факторами, влиянием внешней среды, социальными условиями. Выделяют три типа телосложения человека: мезоморфный, брахиморфный и долихоморфный. При мезоморфном (от греч. mesos — средний, morphe — форма, вид) типе телосложения (нормостеники) анатомические особенности строения тела приближаются к усредненным показателям нормы (с учетом возраста, пола). Лица брахиморфного (от греч. brachys — короткий) типа телосложения (гиперстеники) имеют низкий рост, широкое туловище, склонны к полноте. Диафрагма у них расположена высоко, сердце лежит на ней почти поперечно, легкие короткие, мышцы развиты хорошо. У лиц долихоморфного типа телосложения (от греч. dolichos — длинный) высокий рост, длинные конечности. Мускулатура развита слабо. Диафрагма расположена низко, легкие длинные, сердце расположено почти вертикально.

Таблица 2 Некоторые половые отличия мужчин (м) и женщин (ж)

Анатомия человека изучает строение нормального (усредненного) человека, поэтому такую анатомию называют нормальной. Для удобства изучения положения органов, частей тела используют три взаимно перпендикулярные плоскости. Сагиттальная плоскость (от греч. sagitta — стрела) вертикально рассекает тело спереди назад. Фронтальная плоскость (от лат. from — лоб) располагается перпендикулярно сагиттальной, ориентирована справа налево. Горизонтальная плоскость занимает перпендикулярное положение по отношению к первым двум, она отделяет верхнюю часть тела от нижней.

Через тело человека можно провести большое число таких плоскостей. Сагиттальную плоскость, отделяющую правую половину тела от левой, называют срединной плоскостью. Фронтальная плоскость отделяет переднюю часть тела от задней.

В анатомии выделяют термины средний (медиальный, лежащий ближе к срединной плоскости) и боковой (латеральный, расположенный на удалении от срединной плоскости). Для обозначения частей верхних и нижних конечностей применяются понятия проксимальный — находящийся ближе к началу конечности, и дистальный — расположенный дальше от туловища.

При изучении анатомии употребляют такие термины, как правый и левый, большой и малый, поверхностный и глубокий.

При определении у живого человека положения органов, проекции их границ на поверхности тела используют вертикальные линии, проведенные через определенные точки. Передняя срединная линия проводится по середине передней поверхности тела. Задняя срединная линия проходит вдоль остистых отростков позвонков. Обе эти линии соединяют правую половину тела с левой. Правая и левая грудинные (окологрудинные) линии проходят вдоль соответствующих краев грудины. Среднеключичная линия проходит вертикально через середину ключицы. Подмышечные (передняя, средняя и задняя) линии проводятся через середину и соответствующие края подмышечной ямки. Лопаточная линия проходит через нижний угол лопатки. Околопозвоночная линия проводится рядом с позвоночником через реберно-поперечные суставы.

Вопросы для повторения и самоконтроля:

1. Что такое зигота? Из чего и где она образуется?

2. Из каких эмбриональных структур образуются эктодерма и энтодерма? Какие органы из них развиваются в дальнейшем?

3. Когда и из чего образуется средний зародышевый листок?

4. Какие части выделяют у сомитов и у спланхнотома?

5. Какие факторы влияют на развитие зародыша?

6. Какие анатомические признаки характерны для новорожденного?

7. Какие системы и аппараты органов быстрее растут и развиваются у детей, подростков, в юношеском возрасте?

8. Назовите известные вам типы телосложения и их отличительные особенности.