Основной функцией живого организма является обмен веществ и энергии. Пока организм жив, в нем постоянно происходит обмен веществ, представляющий собой два противоположных акта: ассимиляция и диссимиляция, как единство и борьба противоположностей.
Ассимиляция – это усвоение веществ, поступающих в организм из внешней среды, необходимых для жизнедеятельности клетки. Диссимиляция – это распад, расщепление питательных веществ с выделением энергии и выведением продуктов жизнедеятельности клетки из организма.
Всякий организм нуждается в определенных условиях существования, к которым он приспосабливается в течение жизни. Средой обитания для клетки является внутренняя среда организма, включающая кровь, лимфу, тканевую жидкость, с которой клетки непосредственно соприкасаются. Для жизнедеятельности организма необходимо постоянство внутренней среды организма – гомеостаз, который поддерживается непрерывной работой систем кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и др., выводящих в кровь биологически активные химические вещества, обеспечивающих взаимодействие клеток, органов и тканей. Важнейшая роль в регуляции гомеостаза принадлежит нервной системе, которая регулирует деятельность всего организма. Благодаря этому в организме происходит саморегуляция физиологических функций, поддерживающих необходимые организму условия существования. Саморегуляция – универсальное свойство организма, включающееся при различных изменениях внутренней или внешней среды. Благодаря саморегуляции у человека поддерживается постоянное кровяное давление, температура тела, физико-химический состав крови. Одним из обязательных условий саморегуляции является обратная связь, т. е. поступление в центральную нервную систему информации о конечном результате.
Регуляция функций в организме происходит двумя путями: 1) гуморальным путем («гумор» – жидкость, кровь) и 2) эндокринным путем (гипоталамус-гипофиз и железы внутренней секреции). Наиболее древним является гуморальный путь регуляции – через кровь, в которую попадают и разносятся по всему организму различные биологические и химические продукты, необходимые для жизнедеятельности организма. Так осуществляется взаимодействие между отдельными органами и тканями. По мере усложнения деятельности организма ведущую роль в обмене веществ оказывает нервная система. Центральная нервная система и ее ведущий отдел – кора больших полушарий головного мозга воспринимают изменения внешней и внутренней среды, своей деятельностью обеспечивают приспособительные реакции (адаптацию) организма к постоянно меняющимся условиям существования. Деятельность коры головного мозга тесно связана с подкорковыми образованиями и подбугровой областью (гипоталамус). В зависимости от рода деятельности и физической или психической нагрузки нервная система регулирует просвет кровеносных сосудов, а значит приток питательных веществ к работающему органу. В связи с этим правильнее говорить о единой нейрогуморальной системе регуляции функций организма.
Общие закономерности роста и развития детей и подростков
Процессы роста и развития являются общебиологическими свойствами живой материи. Рост и развитие человека начинаются с момента зачатия, представляет собой непрерывный процесс, который происходит скачкообразно. Разница между отдельными этапами, или периодами, жизни, именуемыми критическими периодами, или кризами, сводится не только к качественным, но и к количественным изменениям.
Под развитием понимается процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека, приводящих к повышению уровней сложности организации и взаимодействия всех систем. Развитие включает в себя три основных фактора: 1) рост, 2) дифференцировку органов и тканей, 3) формообразование (приобретение организмом характерных, присущих ему форм), тесно взаимосвязанных между собой.
Одной из физиологических особенностей развития ребенка и подростка является рост, представляющий собой количественный процесс, характеризующийся непрерывным накоплением массы тела и сопровождающийся изменением числа клеток или их размеров. В процессе роста увеличивается число клеток, телесная масса и антропометрические показатели.
Особенностью роста и развития ребенка является его неравномерность. П. К. Анохин (1968) создал учение о гетерохронии, в котором говорится о неравномерном созревании функциональных систем, и вытекающее из него учение о системогенезе. Согласно работам П. К. Анохина, под функциональной системой необходимо понимать объединение различно локализованных структур на основе получения конечного приспособительного результата, необходимого в данный момент, как, например, дыхательная функциональная система, двигательная функциональная система и др.
Функциональная система представляет собой сложную структуру, включающую афферентный синтез (восприятие), принятие решения, само действие и его результат, обратную афферентацию из эффекторных органов, и акцептор действия, сопоставляющий полученный результат с ожидаемым. Афферентный синтез включает в себя обработку, синтезирование разных видов информации, поступающих в нервную систему, сопоставляется с предыдущим опытом. В акцепторе действия формируется модель будущего действия, происходит прогнозирование будущего результата и сопоставление фактического результата с раннее сформированной моделью. Функциональные системы созревают неравномерно, включаются поэтапно, сменяются, обеспечивая организму приспособление в различные периоды онтогенетического развития. Структуры, которые в совокупности должны составлять к моменту рождения функциональную систему, выполняющую жизненно важную функцию, закладываются и созревают избирательно и ускоренно, опережая нужное включение. Такое избирательное и ускоренное развитие морфологических образований, которые составляют полноценную функциональную систему, обеспечивающую новорожденному выживание, получило название системогенез.
Системогенез, как общая закономерность развития, особенно четко выявляется на стадии эмбриогенеза. Однако гетерохронное созревание и поэтапное включение, смена функциональных систем характерна и для других этапов индивидуального развития.
Для внутриутробного развития плода большое значение имеют наследственность и среда. Наиболее повреждаемые стадии развития эмбриона относятся к тому времени, когда формируется их связь с материнским организмом (стадия имплантации оплодотворенного яйца и стадия формирования плаценты).
Первый критический период в развитии зародыша человека относится к 1-й неделе после зачатия. Второй критический период относится к 3-5-й неделе, с которым связано развитие отдельных органов эмбриона человека. Различные вредности, действующие на мать в этот период, могут вызвать смертные случаи (выкидыш эмбриона) или различные уродства и пороки развития. Формирование детского места (плаценты), как органа, проходит у человека между 8-й и 11-й неделями развития зародыша – это третий критический период. Поражение во время этого периода могут проявляться общей аномалией, включая ряд врожденных заболеваний (пороков развития).
