АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Н. И. ОБРЕИМОВА, А. С. ПЕТРУХИН

ОСНОВЫ АНАТОМИИ,

ФИЗИОЛОГИИ

И ГИГИЕНЫ ДЕТЕЙ

И ПОДРОСТКОВ

Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов РФ

по педагогическому образованию в качестве учебного пособия для студентов

дефектологических факультетов высших педагогических учебных заведений

Москва

academ'a

2000

УДК 617.9(075.8) ББК 57.31я73 О 24

Федеральная целевая программа книгоиздания России

Рецензенты:

доктор медицинских наук, профессор,

декан педиатрического факультета РГМУ Н. В. Полунина;

доктор медицинских наук, профессор,

руководитель курса неврологии ФУВ

педиатрического факультета РГМУ К. Ю. Мухин

Рукопись предоставлена литературно-педагогическим агентством «Кафедра-М»

Обреимова Н.И., Петрухин А.С.

О 24 Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и под­ростков: Учеб. пособие для студ. дефектол. фак. высш. пед. учеб. заведений. — М.: Издательский центр «Академия», 2000. — 376 с, 4 л. ил.: ил.

ISBN 5-7695-0339-4

ISBN 5-7695-0489-7

В учебном пособии рассматриваются возрастные особенности детско­го организма в норме и патологии, приводятся сведения по возрастной эволюции органов и тканей (от периода эмбриогенеза до юношеского) и функциональной анатомии детей и подростков. Это принципиально от­личает данное учебное пособие от других подобных. На основании зако­нов генетики показано наследование отдельных признаков (группы кро­ви), а на примере некоторых заболеваний - механизмы генетической регуляции физиологических функций.

Особое внимание уделено той патологии детского возраста, которая приводит к нарушению поведения, способности к обучению и умствен­ной отсталости. Отражены вопросы регуляции и коррекции физиологи­ческих функций, основы гигиены в различные возрастные периоды.

УДК 617.9(075.8) ББК 57.31я73

ISBN 5-7695-0339-4                                © Обреимова Н.И., Петрухин А.С., 2000

ISBN 5-7695-0489-7                                © Издательский центр «Академия», 2000

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель педиатра — вырастить здорового ребенка, цель педагога — обучить и воспитать его. Предмет приложения усилий тех и других специалистов — растущий организм, который развивается по оп­ределенным биологическим законам индивидуального развития (онтогенез) в конкретной социальной ситуации. Как врач не мо­жет работать без определенных педагогических знаний, так и пе­дагог должен знать анатомо-физиологические особенности ребенка и основы гигиены.

Учебное пособие «Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков» состоит из трех разделов и содержит сведе­ния о генетике развития человека, его анатомии, физиологии ра­стущего организма в соответствии с возрастными этапами, отра­жающими эволюцию органов, тканей и систем.

Первый раздел посвящен анатомии и физиологии внутренних органов и систем, обмену веществ от периода новорожденности до подросткового возраста. Он начинается с главы о генетиче­ской регуляции деятельности организма человека, затем описана физиология возбудимых тканей, без знания которой невозможно понять общие принципы регуляции функций детского организ­ма, в частности интегральную деятельность мозга, что необходи­мо любому педагогу и дефектологу в особенности.

Во втором разделе обзорно представлена патология органов и систем, которая может приводить к нарушениям способности к обучению в детском возрасте; подробнее это рассматривается в специальном курсе.

В третьем разделе даются сведения о гигиене детей и подростков. Он включает главы, посвященные организации сна и питания де­тей, гигиене зрения, органов дыхания, пищеварения и основы фи­зического и духовного воспитания детей и подростков.

Пособие является теоретической базой для понимания законо­мерностей роста и развития функций систем органов во все пери­оды детства, от внутриутробного до окончания пубертатного воз­раста. Оно написано врачами-педиатрами, имеющими большой клинический и педагогический опыт. По мнению авторов, осно­вой воспитания должен быть индивидуальный подход к ребенку с Целью развития не только разносторонних личностных способно­стей, но и умения адаптироваться в современном мире.

Учебное пособие предназначено для студентов дефектологи­ческих факультетов педагогических вузов. Оно будет также полез­но студентам медицинских, спортивных вузов и может быть ис­пользовано в качестве справочника врачом любой специальности.

Авторы с благодарностью примут и учтут в дальнейшей работе все замечания и советы заинтересованных читателей.

ВВЕДЕНИЕ

Современная педагогика основана на знании закономерно­стей онтогенеза не только на общих условиях, благодаря кото­рым ребенок становится нормальным человеком, но и в особых обстоятельствах развития, складывающихся в отдельных случа­ях, именуемых индивидуальным развитием. К таким условиям относится комплекс природных свойств организма: строение и функционирование, уровень психического развития и его коор­динация с помощью воспитания, гигиенические нормы, необ­ходимые для развития и функционирования организма. В связи с этим данное руководство может являться той теоретической ба­зой, без овладения которой невозможны контроль и воспитание растущего организма ребенка и подростка, тем более что посо­бие охватывает широкий возрастной диапазон, начинающийся с закономерностей роста и развития морфологического субстра­та и функций отдельных систем органов с эмбриогенеза до по­ловой зрелости.

Описание органов и тканей представлено в цефалокаудальном направлении («от головы к хвосту» — в буквальном понимании этого выражения). У человека процессы созревания морфофунк-циональных систем (миелинизация, установочные рефлексы и развитие движений) в действительности происходят в направле­нии сверху вниз при вертикальном положении тела.

Анатомия (от греч. anatome — рассекаю) — наука о формах и строении тела человека и составляющих его органах и тканях во взаимоотношении с их функциями, в процессе происхождения и развития организма как целого.

Описание различных поверхностей дано в определенных плос­костях. Сагиттальная плоскость (sagitt — стрела) — плоскость, рас­секающая тело вертикально в переднезаднем направлении по сред­ней линии. Поверхности, обращенные к средней линии, носят название медиальных, кнаружи от средней линии — латеральных. Фронтальная плоскость (плоскость, параллельная лбу) делит тело человека на переднюю и заднюю половины. Горизонтальная плос­кость делит тело на верхнюю и нижнюю части. Схематичное изоб­ражение человека и описанные плоскости представлены на об­ложке этой книги.

Развитие всех систем органов и целого организма представле­но в динамике, в условиях взаимодействия всего организма в це­лом. Описательный материал, касающийся возрастных особенно­стей детей, привлекается в той мере, в какой он необходим для понимания процессов развития.

Во второй части книги приводятся основные виды патологии, которые вызывают школьную дезадаптацию и нарушают способ-

4

ность к обучению. Уместность подобного раздела в данном руко­водстве очевидна и продиктована важностью своевременного рас­познавания патологий, адекватного лечения и контроля за ними, поскольку патология нервной системы «обеспечивает» около 70% детской инвалидности.

Непременным условием физического здоровья ребенка явля­ется четкое соблюдение норм гигиены. Здорового ребенка легче воспитывать. Здоровье — важнейшая предпосылка правильного формирования характера. Раздел «Гигиена детей и подростков» органично вписывается в структуру книги. В нем даны рекоменда­ции по организации профилактических, гигиенических мер, не­обходимых для полноценного функционирования нервно-психи­ческих и физических процессов.

Основой воспитания должен быть индивидуальный подход к ребенку с целью развития разносторонних личностных способно­стей и умения адаптироваться в современном мире. Вопросы сек­суального развития рассматриваются именно в данной части кни­ги, так как наблюдающееся за последнее десятилетие более раннее половое влечение требует определенной коррекции.

Использование в работе большого количества иллюстраций способствует усвоению достаточно сложного материала некото­рых глав книги и делает его более популярным, усиливая при­кладное назначение данного пособия.

Деление систем организма достаточно условно, поскольку орга­низм функционирует как единое целое. Физиологические свой­ства организма не во все периоды роста существенно отличаются друг от друга, поэтому важны именно те периоды, когда, напри­мер, появляются или исчезают отдельные функции или/рефлек­сы, формируются двигательные навыки, а особенности высшей нервной деятельности четко соответствуют определенному возра­сту ребенка. Не зная этих особенностей, невозможно выработать эффективные педагогические приемы и построить правильную систему воспитания детей. В некоторых главах отсутствуют подраз­делы по возрастным периодам, хотя краткие сведения о них име­ются. В связи с более ранним половым влечением, наблюдавшим­ся за последнее десятилетие, впервые введены главы, в которых описано своеобразие (специфичность, характерность) полового и психосексуального развития детей и подростков.

В качестве классификации периодов онтогенеза приводится модифицированная классификация Н.П.Гундобина, разработан­ная на кафедре физиологии Российского государственного меди­цинского университета. В ее основе лежат гистоморфологические ^и Функциональные особенности организма.

А. Внутриутробный (антенатальный) онтогенез:

1) эмбриональный период (эмбрион, от 0 до 2 мес);

5

2) фетальный период (плод, от 2 до 9 мес). Б. Внеутробный (постнатальный) онтогенез:

1) период новорожденное™ (неонатальный период, до 1 мес);

2) период грудного возраста (от 1 до 12 мес);

3) ясельный период (от 1 года до 3 лет);

4) дошкольный период (от 3 до 7 лет);

5) младший школьный период (от 7 до 11 лет);

6) старший школьный (пубертатный) период (от 11 до 20 лет). В классификацию внесены некоторые уточнения. Во-первых,

восстановлены неучтенные годы жизни ребенка между отдельны­ми возрастными периодами. Например, дошкольный период за­канчивался в 6 лет, а младший школьный начинался в 7 лет, т.е. год жизни ребенка не был учтен, то же самое наблюдалось и в другие возрастные периоды. Во-вторых, изменены прежние на­звания: предшкольный период — на дошкольный, старший ясель­ный — на ясельный. Мы считаем эти названия более правильны­ми, так как дети до 1 года относятся к грудному возрасту, а названия «старший ясельный» и тем более «предшкольный» пе­риоды вносят ненужную путаницу.

Пубертатный период развития — это период жизни, в котором организм претерпевает ряд изменений, способствующих наступ­лению его половой и физической зрелости. В связи с резкими ней-роэндокринными изменениями в этот период стремительно ме­няются вегетативные функции, обмен, физическое и психическое развитие. Более того, у подростков хронические заболевания дет­ского возраста могут приобрести злокачественный характер. Фор­мирование половых органов приводит к появлению сексуально­сти и резко меняет поведение и психическое развитие. Необходимо иметь в виду, что пубертатный период не связан с календарным возрастом, наступление и окончание его индивидуальны.

В учебнике приведены морфофизиологические показатели и физиологические константы в соответствии с возрастом и полом. Знание их необходимо для оценки состояния здоровья и физио­логических возможностей организма ребенка и подростка.

Раздел первый

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

Глава 1

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ

И РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕКА

Человек появляется в результате слияния материнской и отцов­ской гамет, т.е. половых клеток и содержащегося в них генетиче­ского материала. Как будет выглядеть этот человек, зависит от со­става его генов. Громадное количество наследственной информации содержится в половых клетках, имеющих очень маленькие размеры. По данным А.Мюнтцинга, «в объеме, равном обычной таблетке аспирина, помещается два миллиарда сперматозоидов, количество которых достаточно, чтобы дать начало целому поколению населе­ния земного шара». Диаметр яйцеклетки женщины составляют все­го 0,13 — 0,14 мм. В ядрах половых клеток содержатся хромосомы, которые в процессе слияния гамет образуют зиготу, т.е. оплодотво­ренную яйцеклетку, содержащую двойной набор хромосом.

В самих хромосомах в форме спирали, которую открьпда Уот-сон и Крик, содержится генетическая информация в виде ста­бильных структур, состоящих из нуклеиновых кислот, называемых генами. Именно гены контролируют последовательность амино­кислот в белках и предопределяют, каким быть индивидууму. По­вреждение генов может иметь необратимые последствия. Напри­мер, замена в белке всего одного аминокислотного остатка, контролирующего развитие эритроцитов, приводит к тому, что они навсегда приобретают серповидную форму и обусловливают анемию (эритроциты содержат гемоглобин — переносчик кисло­рода в крови). Этот признак передается в семье рецессивным пу­тем через поколение. Законы передачи наследственных признаков были открыты 100 лет назад Г.Менделем.

Важно помнить, что наследственные факторы являются лишь «потенциями развития», которые иногда могут быть нереализован­ными. Реализация этих факторов зависит еще и от факторов среды. Например, заложенные в организме гены могут не реализоваться,

7

так как организм подвергся разрушающему влиянию среды. Это может случиться в разное время: во внутриутробном периоде (мать может принять лекарство, перенести инфекцию), во время рож­дения (ребенок может перенести тяжелую асфиксию) или в по-стнатальном периоде (воздействие травмы, инфекции и т.д.). Ре­ализация генетических факторов происходит последовательно. В пренатальном онтогенезе сначала действуют общие гены, кото­рые определяют вид и пол индивидуума. Затем начинают функци­онировать органоспецифичные гены, которые определяют разви­тие органов, уровень активности ферментов, метаболизм организма и финотипические признаки: цвет глаз, волос и др.

На примере классических групп крови проследим, как работа­ет генетический контроль. Переливание крови, при котором кровь одного человека вводят другому, иногда происходит благополуч­но, иногда же наблюдается агглютинация, т.е. слипание и разру­шение красных кровяных телец. Это обусловлено реакцией между антигенами, имеющимися в красных кровяных тельцах — эритро­цитах, и антителами, локализованными в плазме крови.

В зависимости от состояния антигенов и антител человек отно­сится к одной из четырех групп, обозначаемых О (I), A (II), В (III) и АВ (IV). У людей группы 0 в эритроцитах антигенов нет, но в плазме имеются как антитела а, так и антитела В. У людей группы А эритроциты содержат антиген А, а плазма — антитела В. У людей группы В в эритроцитах имеется антиген В, а в плазме — антитела а. Наконец, у людей группы АВ в эритроцитах имеются оба антиге­на (А и В), но в плазме нет ни антител а, ни антител В (рис. 1).

Антитела а вызывают агглютинацию эритроцитов, несущих ан­тиген А, антитела В — агглютинацию эритроцитов, несущих ан­тиген В. Таким образом, в крови человека не должно содержаться одновременно антигенов и антител типа А, иначе его кровь агг­лютинируется. Аналогичным образом не могут совмещаться анти­гены В и антитела В. Если же кровь группы А переливают челове­ку, кровь которого относится к группе В, то агглютинация произойдет главным образом потому, что кровь группы В содер­жит антитела а, и в меньшей степени за счет антител В, вводи­мых с переливаемой кровью, т.е. 1) антигены содержатся в кровя­ных тельцах, а антитела — в плазме; 2) переливаемые эритроциты не должны агглютинироваться плазмой реципиента.

Люди, кровь которых принадлежит к группе 0, особенно цен­ны в качестве доноров, так как ни одна сыворотка не вызывает агглютинацию их эритроцитов. Однако эти люди — плохие реци­пиенты, так как их сыворотка агглютинирует эритроциты всех остальных типов: А, В и АВ. Таким образом, людям, принадлежа­щим по крови к группе 0, можно переливать только кровь людей, относящихся к этой же группе, иначе они погибнут.

8

Люди с группой крови АВ представляют собой противополож­ную крайность: им можно переливать кровь любой группы, не опа­саясь вредных последствий, но они плохие доноры, поскольку их эритроциты агглютинируются сывороткой крови групп А, В и 0.

Считается, что гены, от которых зависит группа крови, оказы­вают плейотропное действие на различные органы и скорее отра­жают приспособленность к разным условиям внешней и геноти-пической среды. Основанием для подобного вывода служит то обстоятельство, что люди с некоторыми группами крови более других подвержены определенным заболеваниям. Например, люди с группой крови А (система АВО) склонны к заболеванию раком желудка, тогда как принадлежащие к группе 0 чаще других забо­левают язвой двенадцатиперстной кишки. Различия в группах крови связаны также с различиями в жизнеспособности, причем харак­тер этого влияния у мужчин и женщин неодинаков. Сходное вли­яние оказывают различия в группах крови и на способность к де­торождению.

Знание того, к какой группе крови системы АВО мы принадле­жим, имеет первостепенное значение при переливании крови, а также при определении родства и в судебно-медицинской прак­тике. Большей частью люди относятся либо к группе резус-отри-Цательных, либо к группе резус-положительных. Генетическая основа групп крови системы резус сложна; известно не менее 12 различных аллелей для резус-признаков.

9

В системе АВО антитела возникают спонтанно, т.е. естествен­ным путем, а резус-антитела — лишь в результате реакции имму­низации.

С несовместимостью групп крови матери и ребенка связана так называемая гемолитическая болезнь новорожденных, кото­рая проявляется гемолизом (разрушением) эритроцитов плода или ребенка в ответ на агрессию со стороны антител матери. Клинически это заболевание проявляется ранней желтухой но­ворожденного в первые сутки жизни. Если гемолиз эритроцитов новорожденного происходит вследствие конфликта по системе АВО, то заболевание протекает суб клинически, что объясняется меньшей проницаемостью плацентарного барьера для агглюти­нинов. Несовместимость крови матери и плода, обусловленная резус-конфликтом, вызывает более тяжелое течение болезни и может приводить к тяжелым энцефалопатиям или смерти.

Действие патологических генов имеет свои сроки реализации и точки приложения. Дебют наследственных болезней происходит в разное время — от периода новорожденное™ до старости. В на­стоящее время произведено картирование 1000 патологических ге­нов, составлены генетические карты с локализацией гена в опре­деленном участке хромосомы. Многие гены клонированы, т.е. расшифрована их белковая структура и определен механизм их действия.

Клонирование можно разделить на два этапа: картирование гена заболевания и его идентификация. Под картированием подразу­мевается локализация гена (или одного из генов), ответственного за болезнь, генетическими методами в небольшом фрагменте оп­ределенной хромосомы. Поскольку на этом этапе обычно очевид­но, что в данном районе расположен только один ген, ответствен­ный за заболевание, этому локусу приписывают определенное наименование. Приведем несколько примеров молекулярно-гене-тических исследований одного из самых распространенных забо­леваний — эпилепсии.

Эпилепсия — заболевание человека, которое проявляется су­дорожными припадками, нарушением функции мышления и па­мяти, а также по мере своего развития нарушением характера и личности больного и грубыми поведенческими расстройствами.

В последние годы удалось картировать и затем клонировать гены некоторых форм эпилепсии, которые называются идиопа-тическими генерализованными формами. Выделенные гены име­ют свое обозначение. Например, EBN1 — для локуса эпилепсии с доброкачественными семейными судорогами новорожденных в длинном плече хромосомы 20. Цифра 1 в названии предполага­ет, что существуют и другие локусы, ответственные за это забо­левание.

10

Второй этап — идентификация патологического гена — может быть завершен значительно позже картирования. Обычно процесс поиска гена заключается в выявлении патологической мутации, которая бы ассоциировала с заболеванием, в одном из генов, находящихся в картированном районе. Идентифицированный ген может относиться к уже известному семейству и получить другое наименование. Например, геном для локуса EBN1 является KCNQ2, ген калиевого канала, сходный по структуре и функции с ранее идентифицированным другим геном калиевого канала —

KCNQ1.

Из разных форм эпилепсии наибольший интерес генетиков вы­зывают идиопатические генерализованные эпилепсии. При этих заболеваниях никогда не выявляется метаболических или струк­турных нарушений в мозге и предполагается, что эта группа эпи­лепсии имеет генетическую основу.

С генетической точки зрения все эпилепсии можно разделить на три группы: 1) моногенные заболевания, определяемые од­ним геном; 2) заболевания с наследственной предрасположенно­стью, обусловленные несколькими генами и факторами среды; 3) заболевания, в этиологии которых наследственные факторы не играют значительной роли (последствия травм, инфекций).

Существуют также метаболические заболевания и системные аномалии гистогенеза, наследуемые по менделевскому закону, ведущим клиническим синдромом которых являются эпилепти­ческие припадки.

Однако большинство форм эпилепсии не являются моноген­ными. Ювенильная миоклоническая эпилепсия, детская абсансная эпилепсия и роландическая эпилепсия характеризуются более сложным наследованием. Различные методы генетического ана­лиза позволяют сделать вывод о мультифакториальном характере заболевания, которое предполагает сочетание генетических и сре-довых факторов. Часто в тех случаях, когда не наблюдается клас­сическое менделевское наследование, говорят о сложном насле­довании, не описывая модель наследования.

Аномалии формирования контактов в синаптических сетях мозга, нарушения процессов клеточной миграции могут возни­кать в результате генетических мутаций, приводящих к задержке миграции эмбриональных клеток. Вследствие этого меняются от­ношения между слоями клеток и нарушается их ветвление. Такие процессы обнаруживаются методами нейровизуализации (компью­терная томография). Действие патологического гена всегда приво­дит к комбинации различного вида эффектов: в мозгу можно об­наружить как «заблудившиеся клетки», так и дисплазию мозга ^в Целом или патологические включения (демонстративной кли­нической моделью этого является туберозный склероз). Генети-

11

чески детерминированные патологические состояния и болезни, при которых эпилепсия является ведущим клиническим призна­ком, могут иметь системный характер (например, туберозный склероз, нейрофиброматоз) вследствие нарушения генетическо­го контроля за разделением зародышевых листков или изолиро­ванного нарушения процессов нейрональной миграции. Эти бо­лезни кроме эпилептических припадков характеризуются и умственной отсталостью. Существуют заболевания, также предоп­ределенные генетически, при которых в различное время проис­ходит распад психической деятельности. Такой распад называется деменцией.

Рассматривать генетический контроль за психическими про­цессами человека и его поведением значительно сложнее. Мозг является материальным субстратом, рождающим психические процессы. Как указывал Хосе Дельгадо: «Сознание без мозга быть не может, а без поведения его невозможно распознать». Мозг че­ловека является высшей формой развития, и чтобы он стал само­развивающейся системой, эволюционно произошло ослабление жесткого генетического контроля его морфогенеза. В результате этого под влиянием факторов среды, воспитания и обучения в мозгу человека происходят усложнение и саморазвитие нейрон­ных сетей и синаптических связей, человек становится творче­ской личностью. Такое ослабление контроля имело отрицатель­ные последствия: у человека гораздо больше аномалий развития лица, черепа и мозга, чем у животных. У животных гены, контро­лирующие вид и породу, тесно сцеплены с генами, которые кон­тролируют их поведение. У человека такой процесс не происходит. Известный писатель Конан Дойл отмечал, что человек с прекрас­ным лицом может быть подлецом.

Поражение одного гена, контролирующего выработку фермен­та, может привести к развитию тяжелого метаболического забо­левания, одним из которых является фенилкетонурия, проявляю­щегося задержкой умственного развития. Кроме моногенных имеются и полигенные типы наследования, когда контроль раз­вития определенного органа или системы осуществляется многи­ми генами.

При нарушениях числа и структуры хромосом страдает геном в целом, так как происходит дисбаланс генетического материала в результате утраты или избыточного количества многих генов. Та­кие болезни называются хромосомными. Они характеризуются определенным фенотипом, множественными пороками развития органов (например, болезнь Дауна).

 

Глава 2 ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Анатомия мозга

Мозг человека состоит из головного мозга, расположенного в полости черепа, и его продолжения — спинного мозга, находя­щегося в канале позвоночного столба (рис. I, цв. вкл.). Головной мозг имеет вариабельные размеры и массу. У новорожденных мас­са мозга составляет в среднем 340 г, удваивается к 6 мес и утраи­вается к 3 годам (600 и 1018 г соответственно). К 7—8 годам масса мозга становится равной массе мозга взрослого человека и боль­ше не увеличивается (в норме индивидуальные колебания массы мозга могут быть значительными).

Головной мозг представляет собой образование, состоящее из двух полушарий — правого и левого, разделенных массивной бе­лой спайкой (мозолистое тело), образованной крупными пучка­ми миелинизированных ассоциативных волокон. Белый цвет во­локнам придает миелин — вещество белково-жировой природы. Образование миелина, который в несколько слоев окутывает от­ростки нервных клеток, ассоциативные волокна и проводники, постепенно изолируя нервные волокна, является одним из ком­понентов созревания нервной системы в онтогенезе и главной причиной увеличения размеров мозга. Покрытые миелином нерв­ные проводники (мякотные волокна) обеспечивают более быст­рое и точное проведение импульсов по сравнению с безмякотны-ми волокнами.

Латеральная поверхность полушарий испещрена многочислен­ными бороздами, главными из которых являются латеральная (сильвиева) борозда, отделяющая лобную и теменную доли от височной, и центральная (роландова) борозда, отделяющая лоб­ную долю от теменной (рис. 2). Спереди от центральной бороды находится передняя центральная извилина, в которой представ­лен двигательный анализатор — высший центр регуляции движе­ний. Он образован клетками пирамидной формы (клетки Беца), Дающими начало кортикобульбарному и кортикоспинальному трак­там (пирамидный путь) (рис. 3). По нему к ядрам черепных нервов и клеткам передних рогов спинного мозга поступают сигналы ре­гуляции произвольных движений.

13

Рис. 2. Латеральная поверхность больших полушарий головного мозга: 1 — лобная доля; 2 — передняя центральная (предцентральная) изви­лина; 3 — центральная (роландова) борозда; 4 — задняя центральная (постцентральная) извилина; 5 — теменная доля; 6 — затылочная доля; 7 — мозжечок (латеральная поверхность полушария мозжечка); 8 — ви­сочная доля; 9 — латеральная (сильвиева) борозда

Поверхность головного мозга имеет серый цвет. Это так назы­ваемая кора большого мозга — конечный мозг. Кора большого мозга состоит из нескольких слоев нервных клеток. В каждом слое располагается несколько тысяч нервных клеток. Складчатость коры с образованием борозд и извилин появляется с 20-й недели внут­риутробного развития. Извилины возникают вследствие увеличе­ния числа клеток и образования из них колонок.

Если рассечь мозг по всей межполушарной щели, перерезав мозолистое тело, то можно видеть строение мозга с медиальной стороны. Вверху мозолистого тела проходит опоясывающая изви­лина. Под мозолистым телом находится III желудочек, в стенке

14

J

15

14

Рис. 4. Медиальная поверхность головного мозга:

I — продолговатый мозг; 2 — мост; 3 — ножки мозга; 4 — гипофиз; 5 —
воронка; 6 — гипоталамус; 7 — полость третьего желудочка; 8 — тала-
мус (зрительный бугор); 9 — мозолистое тело; 10 — поясная извилина;

II — шишковидное тело (эпифиз); 12 — крыша среднего мозга (четве­
рохолмие); 13 — мозжечок (разрез через червь мозжечка, на рисунке
видна медиальная поверхность полушария мозжечка); 14 — четвертый

желудочек

которого имеется выпячивание. Это так называемый зрительный бугор (таламус) — высший центр чувствительности у человека. В нем же находится подкорковый центр зрения. Под зрительным бугром расположена гипоталамическая область, где происходит выработка нейроаминов и предшественников гормонов, а еще ниже — воронка, по которой продукты нейросекреции поступа­ют в придаток мозга — гипофиз (рис. 4).

На горизонтальном срезе мозга на уровне полюсов лобных и затылочных долей можно увидеть слои серого вещества — кору мозга и белое вещество — скопления волокон от клеток коры. На этом же срезе видны желудочки мозга, которые имеют форму ба­бочки: в середине — III желудочек, по бокам, как крылья, — боковые желудочки, в которых различают тело, передний, зад­ний и нижний рога. Снаружи вогнутой стороны желудочков нахо-

16

17

лится полосатое тело, состоящее из базальных ядер, представля­ющих собой скопления серого вещества: хвостатое ядро, бледный шар, таламус. Эти образования входят в так называемую экстра-пирамидную систему. Базальные ганглии прорезает полоса белого вешества, напоминающая по форме бумеранг. Это внутренняя кап­сула, в которой проходят восходящие и нисходящие проводящие пути, соединяющие кору головного мозга с нижележащими отде­лами' Между задними рогами боковых желудочков находится шиш­ковидная железа — эпифиз (рис. 5).

Рис. 6. Горизонтальный срез на уровне среднего мозга: 1 — сильвиев водопровод; 2 — ядра глазодвигательных нервов; 3 — крас­ные ядра; 4 — черная субстанция; 5 — пирамидный тракт; 6 — наруж­ные коленчатые тела; 7 — перекрест зрительных нервов; 8 — верхние холмики четверохолмия

На левом полушарии горизонтальный разрез через базальные ядра; на правом полушарии вскрыт нижний рог бокового желу­дочка, виден гиппокамп.

Массивный слой белого вещества от лобных долей — это плотно лежащие ассоциативные волокна, соединяющие лобные доли с другими областями коры и подкорковыми образованиями (базаль­ные ганглии, мозжечок, ствол мозга). Белое вещество, продолжа­ющееся к затылочным долям веерообразным расширением, — это проекционные пути от первичных подкорковых центров зрения в корковый центр зрения затылочных долей. Они идут снизу от зри­тельного бугра и наружных коленчатых тел.

Горизонтальный срез на уровне среднего мозга позволяет уви­деть ствол мозга и его ножки, посредством которых большой мозг соединяется со стволом. В ножках мозга расположены скопления серого вещества: красные ядра округлой формы, над ними — чер­ная субстанция полулунной формы. Эти скопления нервных кле­ток также входят в экстрапирамидную систему. Под красными ядрами находятся ядра глазодвигательных нервов, а в основании проходит пирамидный тракт. Средний мозг опоясывают наруж­ные коленчатые тела — зрительные тракты, направляющиеся в первичный подкорковый центр зрения к подушке зрительного буг­ра. Зрительные тракты начинаются от перекреста зрительных не­рвов на основании мозга (рис. 6).

18

Центральную часть среднего мозга занимает сильвиев водопро­вод, соединяющий III желудочек мозга с расположенным ниже IV желудочком. В желудочках находятся хориоидальные сплетения, которые продуцируют цереброспинальную жидкость (ликвор). Она выполняет такую важнейшую функцию, как поддержание посто­янства внутренней среды мозга. Циркуляция цереброспинальной жидкости осуществляется через отверстия, соединяющие желу­дочки мозга между собой и с каналом спинного мозга, а также подоболочечное пространство, омывая мозг снаружи. Нарушение циркуляции цереброспинальной жидкости приводит к гидроце­фалии (водянке головного мозга). Гидроцефалия проявляется про­грессирующим увеличением размеров головы и развитием умствен­ной отсталости.

19

Внутри височных долей, на границе с нижним рогом боковых желудочков находятся гиппокамп и его аммонов рог. Это образо­вание относится к обонятельному мозгу и входит в структуру лим-бической системы (рис. 7). Установлено, что гиппокамп контро­лирует эмоциональную сферу и память на события, связанные с местом и временем.

Ствол мозга сбоку представляет собой усеченный конус с коль­цевидным утолщением, называемым мостом мозга (варолиев мост). Он образован многочисленными волокнами проводящих путей от мозжечка к лобным, височным и затылочным долям мозга, сквозь которые в продольном направлении проходят рассеянные пучки пирамидного тракта.

Сверху моста мозга располагается мозжечок — довольно объем­ное образование, испещренное причудливыми бороздами и со­стоящее из двух полушарий и средней части, именуемой червем мозжечка (см. рис. 2,4). Мозжечок участвует в регуляции коорди­нации движений и поддержании мышечного тонуса. Червь моз­жечка является филогенетически более древней структурой, ко­торая обеспечивает поддержание тонуса туловища и его осевые движения. При поражении более молодой структуры мозжечка — его полушарий — возникают когнитивные расстройства в виде на­рушений оперативной памяти, внимания, планирования и конт­роля действий, т.е. расстройства последовательности действий, а также нарушения зрительно-пространственного восприятия, акус-тико-мнестическая афазия, трудности счета, чтения и письма и даже агнозия на лица. Это можно объяснить разрывом связей, ко­торыми мозжечок объединен с различными функциональными зонами коры большого мозга. Кпереди, над водопроводом мозга (сильвиев водопровод) находится четверохолмие, обеспечивающее координацию движения глаз, поворота их на слуховое и лабиринт­ное раздражение, т.е. подкорковый центр взора (см. рис. 2, 6).

Если удалить мозжечок, то сверху откроется IV желудочек. В дне его, в продолговатом мозге, лежат ядра черепных нервов, обеспе­чивающих чувствительность лица, иннервацию мимической мус­кулатуры и глотания, а также важнейшие жизненные центры — дыхания и кровообращения. Ядра черепных нервов расположены на разных уровнях по всей длине продолговатого мозга (рис. 8). В ножках мозга находятся ядра глазодвигательных нервов, регуля­ции зрачков на свет, аккомодации. Далее вниз расположены ядра следующих черепных нервов: отводящего тройничного лицевого (обеспечивает сокращение мимической мускулатуры), блуждающе­го, языкоглоточного, подъязычного (обеспечивают акт глотания и речь). В состав блуждающего нерва входят двигательные, чувстви­тельные, а также вегетативные парасимпатические волокна.

Тройничный нерв является смешанным, имеет чувствительные и двигательные ядра и осуществляет чувствительную иннервацию лица и двигательную иннервацию жевательной мускулатуры. Чув­ствительная иннервация различных областей лица осуществляется тремя ветвями нерва (глазничным, верхнечелюстным и нижнече­люстным), которые отходят от мощного тройничного нерва (ниж­нечелюстного).

20

2

21

Ядра добавочного нерва и его волокна иннервируют мышцы, поворачивающие голову в стороны.

Ядра черепных нервов по сути являются гомологами передних и задних рогов спинного мозга, но в расположении их нет такой сегментарности, как в спинном мозге.

На уровне большого затылочного отверстия продолговатый мозг переходит в спинной. Там же волокна кортикоспинального тракта перекрещиваются, в результате чего поражение двигательного анализатора в коре одного полушария вызывает паралич в конеч­ностях противоположной стороны (см. рис. 3).

Спинной мозг расположен в спинномозговом канале и заканчи­вается у новорожденных на уровне III поясничного, а у взрослых — II поясничного позвонка. Верхним концом спинного мозга считают­ся место выхода первых шейных корешков и начало перекреста пирамидного тракта. Спинной мозг имеет цилиндрическую форму, слегка сплющен в переднезаднем направлении и имеет два утолще­ния — шейное и поясничное. По длине спинного мозга выражены два изгиба — шейный и грудной. От спинного мозга через межпозво­ночные отверстия выходят спинномозговые нервы, которые образо­ваны передним (двигательным) и задним (чувствительным) кореш­ками. Отрезок спинного мозга с выходящей из него парой корешков называется сегментом, которых в шейном отделе насчитывается 8, в грудном — 12, поясничном — 5, крестцовом — 5, кобчиковом — 1—3. Шейное и поясничное утолщения спинного мозга образованы более крупными скоплениями нервных клеток.

Первый шейный нерв покидает позвоночный канал между за­тылочной костью и I шейным позвонком, второй — между I и II шейным позвонком и т.д. Поскольку спинной мозг короче по­звоночника (оканчивается на уровне II поясничного позвонка), корешки проходят в позвоночном канале более или менее длин­ное расстояние, чтобы достигнуть своего выходного отверстия. Это расстояние более значительно для поясничных, крестцовых и коп­чиковых корешков, которые в конце позвоночного канала обра­зуют так называемый конский хвост.

Спинной мозг, как и головной, окружен оболочками — мяг­кой, паутинной и твердой. Мягкая и паутинная оболочки богаты кровеносными, лимфатическими сосудами и нервами. Между этими оболочками находится субарахноидальное пространство, запол­ненное цереброспинальной жидкостью. Эти оболочки выполняют в основном трофическую функцию. Твердая мозговая оболочка в виде просторного мешка окутывает весь спинной мозг и корешки. Вверху она прикрепляется к большому затылочному отверстию, внизу — к копчиковой кости, на всем протяжении спинного моз­га—к стенкам позвоночного столба. Основная функция твердой мозговой оболочки — защитная.

22

На поперечном разрезе спинного мозга видно серое и белое ве­щество. Серое вещество занимает центральную часть и окружено бе­лым. По форме серое вещество напоминает бабочку, крылья кото­рой образованы парными выступами (передние, боковые, задние рога). Серое вещество обеих половин соединено перешейком (серая спайка), в центре которого проходит центральный, или спинномоз­говой, канал, заполненный цереброспинальной жидкостью (рис. 9).

Передние рога спинного мозга содержат двигательные клетки, отростки которых образуют передние корешки. В задних рогах нахо­дятся клетки болевой и температурной чувствительности, волокна которых перекрещиваются в переднем отделе серой спайки и обра­зуют тракты болевой и температурной чувствительности в боковых столбах спинного мозга. Местами нервные клетки спинного мозга образуют скопления — ядра Кларка, Якобсона, Штиллинга.

В боковых и отчасти в задних рогах находятся вегетативные сим­патические ядра.

В зоне серого вещества, расположенной между передними и задними рогами, находятся клетки ретикулярной формации, от­личающиеся от двигательных и чувствительных клеток немного­численными и маловетвящимися дендритами.

Мозг человека отличается от мозга животных тем, что имеет сложный рельеф поверхности плаща. Можно привести следующее сравнение: общая площадь коры больших полушарий у кошки со­ставляет около 100 см² — около 1/3 площади страницы этой книги, у человека же — примерно 2400 см², т.е. в 8 раз больше страницы. Кора мозга включает в себя миллиарды нейронов, сотни миллиар­дов синапсов и межклеточных соединений. В процессе эволюции наибольшего развития у человека достигает кора височных и в особенности лобных долей, что обеспечивает не только точность двигательных актов и поведения человека, но и высокую степень пластичности. Пластичность — это способность нейронов пере­страиваться и принимать на себя функцию поврежденных или по­гибших в результате травм, кровоизлияний, опухолей нервных кле­ток. Степень пластичности различных корковых отделов неодинакова. Филогенетически более ранние функции (движение, зрение, чув­ствительность) обладают меньшей пластичностью, чем более но­вые, присущие только человеку функции (речь, письмо, счет).

Высшие психические функции (ВПФ) формируются в коре большого мозга по принципу функционального динамического стереотипа, сформулированного И.П.Павловым, который заклю­чается в освоении определенных навыков и видов деятельности в процессе обучения и общения в социальной среде. Физиологиче­ский механизм образования динамического стереотипа состоит в усвоении ритма раздражения пула нервных клеток и выработки устойчивой ответной реакции.

23

24

Локализация ВПФ в коре головного мозга представлена у прав­шей в левом полушарии, у левшей — в правом (принцип функци­ональной асимметрии). Функциональное доминирование выража­ется в анатомической асимметрии мозга, что обнаруживается на горизонтальном срезе, проведенном через полюсы лобных и ви­сочных долей большого мозга. В доминантном полушарии отмеча­ются утолщения коркового слоя и углубление рельефа борозд и извилин в задних отделах лобных долей (локализация центра мо­торной речи Брока — поля 44—45 по Бродману) и височных долей (локацизация центра восприятия речи Вернике — поле 22 по Брод­ману).

В коре большого мозга имеются зоны речи, счета, письма, про­странственной ориентации (см. цветную вклейку — рис. III). Зоны коры обозначаются цифрами по Бродману и функционально фор­мируются в процессе общения человека в социальной среде. В перед­ней центральной извилине находится двигательный анализатор (поля 4—6 по Бродману), в задней центральной — чувствительный (поля 1, 2, 3 по Бродману) (высшие корковые центры движения и чувствительности). Топографические проекции частей тела пред­ставлены в зависимости от их функциональной значимости. На­пример, рука и лицо занимают гораздо большую площадь, чем туловище и нижняя конечность. Мышцы туловища, гортани и глотки контролируются обоими полушариями, остальные части тела пред­ставлены унилатерально в противоположном полушарии. В заднем отделе средней лобной извилины находится центр сочетанного поворота головы и глаз в противоположную сторону. В средней ча­сти верхних височных извилин расположен корковый центр слухо­вого анализатора. В заднем отделе верхних височных извилин нахо­дится анализатор речевых сигналов, с помощью которого человек контролирует свою речь и понимает чужую. При его повреждении человек теряет способность понимать слова, несмотря на сохран­ность слуха, — сенсорная афазия. В затылочных долях расположен корковый центр зрения (поле 17), при повреждении которого воз­никает корковая слепота. Сознательную деятельность человека обес­печивает интегрирующая деятельность мозга в целом.

Структурно-функциональная характеристика центральной нервной системы плода

Мозг включает в себя комплексы нейронных сетей, основной функциональной единицей которых является нейрон. Нейрон — специфическая нервная клетка, не воспроизводящаяся во взрос­лом состоянии и обладающая только единственной функцией — генерировать и проводить электрическое возбуждение. Мозг явля-

25

ется производным эктодермы и развивается из одной клетки — незрелого невробласта, — которая путем последовательных пре­вращений может давать другие многочисленные клетки, форми­рующие ткани мозговых оболочек, глию (субстанция мозга, ок­ружающая нервные клетки), а также многочисленные вегетативные ганглии и хромаффинные клетки надпочечников. Глия состоит из клеток трех видов. Астроциты — многоотростчатые клетки, вы­полняющие опорную функцию и формирующие конструкцию мозга, в ячейках которого находится скопление нейронов. Оли-годендроглиоциты — малоотросчатые, многоветвистые клетки, основная цель которых — вырабатывать особое вещество миелин, белково-жировой комплекс, которым окутаны нервные клетки и проводники. Микроглиальные клетки без отростков выполняют защитную функцию.

Развитие мозга начинается с 5-го дня образования зародыша. Вначале появляется нервная пластинка, затем пролиферация не­рвных клеток приводит к утолщению краев пластинки и превраще­нию ее в нервную трубку. Из нервной трубки образуются мозговые пузыри. Передний мозговой пузырь является родоначальником боль­ших полушарий головного мозга. Средний мозговой пузырь форми­рует подкорковые образования, включая такие крупные, как тала-мус, гипоталамус, а также средний мозг, который представляет собой ножки мозга, соединяющие большие полушария со стволом. Задний мозговой пузырь является предшественником ствола го­ловного и спинного мозга. Органогенез головного мозга представ­лен на рис. 10. Антенатальное развитие ЦНС разделяется на три процесса: органогенез — формирование макроструктурных отде­лов мозга; гистогенез — развитие мозга от зарождения клеток; миграции дифференции. Конечным этапом является созревание ЦНС. Последнее характеризуется формированием синаптических контактов, нейронных сетей и миелинизацией, начинается на 36-й неделе внутриутробного развития и продолжается наиболее интенсивно до 5 лет. Созревание различных отделов ЦНС идет неравномерно. К концу антенатального периода лишь нервные клетки спинного мозга и глиальная ткань морфологически впол­не развиты. Что касается полного структурного и функционально­го развития ЦНС, то оно завершается в постнатальном периоде. Для функциональной зрелости ЦНС большое значение имеет ми-елинизация проводящих путей, от степени развития которой за­висят изолированное проведение в нервных волокнах и скорость проведения возбуждения. Именно миелинизация способствует уве­личению объема головы с 37 см в окружности у новорожденного до 58—60 см — у взрослого.

Миелинизация различных путей в ЦНС обычно происходит в таком же порядке, в каком они развиваются в филогенезе. Напри-

26

 

мер, миелинизация вестибулоспинального пути, являющегося наиболее примитивным, начинается с 4-го месяца, а руброспи-нального — с 5-8-го месяца внутриутробного развития. В спин­ном мозге и стволе мозга к моменту рождения основные проводя­щие пути миелинизированы. Исключение составляют пирамидный и оливоспинальный пути (рис. 11).

В период внутриутробного развития начинается синтез большин­ства медиаторов — физиологически активных веществ, выделяе­мых в синапсах и рецепторах мозга в ответ на раздражение клетки.

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 544; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!