Концепции индивидуального развития
Процесс формирования организма рассматривают с различных методологических позиций.
Термин «органогенез» предложен А.Н.Северцовым.
Концепция органогенезарассматривает процессы закладки и созревания каждого органа в отдельности. Такой подход не учитывает взаимозависимость развития органов, что не позволяет сформировать представление о становлении организма как целого. Кроме того, за пределами внимания остаются этапы физиологического и морфологического созревания в процессе индивидуального развития человека. Морфологическое созревание — это созревание структурной основы, включающей клеточный состав, анатомическое расположение, форму и величину структурных элементов. Физиологическое созревание — это созревание функции определенной структуры. Так, например, для мышц — это становление процесса сокращения, для нервных клеток — возбуждения, для желез — секреции.
Концепция системогенезарассматривает процесс созревания функциональных систем и их отдельных частей в индивидуальном развитии организма. Системогенез в широком понимании — это становление функциональных систем у эмбрионов, плодов, новорожденных и далее у лиц в различные возрастные периоды. Понятие системогенеза включает не только восходящую часть процесса развития — от момента зачатия до состояния зрелости, но и период зрелости, а также нисходящую часть развития организма, т.е. процесс старения. Отличие концепции системогенеза от других эволюционных концепций заключается в том, что в качестве ведущего фактора развития организма рассматривается полезный приспособительный результат, обеспечивающий выживание в естественной среде обитания.
Изучение функциональных систем в эмбриональном периоде позволило выделить три основных принципа их формирования.
· Принцип гетерохронии созревания предполагает ускорение или замедление развития каких-либо функционально значимых структур организма по сравнению со сроками созревания тех же структур у предков этого организма. Различают несколько видов гетерохронии. Межсистемная гетерохрония — последовательное созревание и включение в деятельность различных функциональных
систем по мере того, как они становятся необходимыми развивающемуся организму. Рано созревающими являются функциональные системы поддержания соотношения газов и питательных веществ в крови. Рано созревающей является также функциональная система сосания, которая обеспечивает питание и, следовательно, выживание человека в раннем постнатальном периоде.
Внутрисистемная гетерохрония — неодновременное созревание морфологических элементов, образующих функциональную систему. В первую очередь созревают те структурные элементы, которые составляют ее основу. Эти структуры располагаются на разных уровнях мозга и в различных периферических органах. В дальнейшем происходит дозревание соседних элементов и за счет этого усложнение морфологической структуры данной функциональной системы с расширением ее возможностей. Межклеточная гетерохрония — неодновременное созревание различных типов клеток в органе.
Принцип фрагментацииоргана или ткани на отдельные участки связан с гетерохронией развития клеток. За счет этого в развивающемся эмбрионе возникают очаги дифференцировки, которые опережают в своем развитии соседние участки ткани. Объединение синхронно развивающихся клеток в систему происходит на основе их функциональной значимости.
*Принцип консолидации элементов функциональной системы предполагает развитие в процессе онтогенеза ее фрагментов в различных частях организма и объединение (консолидация) центральных и периферических компонентов при осуществлении конкретного действия, необходимого для достижения жизненно важного для организма результата.
* Принцип минимального обеспечения функции предполагает обеспечение работы функциональной системы минимальным набором морфологических единиц. Созревающая функциональная система начинает работать задолго до того, как все ее структурные компоненты оказываются окончательно оформленными. Например, недоношенный плод человека массой 560 г проделывает координированные сосательные движения и высасыват до 10 мл молока, что свидетельствует о консолидации функциональной системы сосания. Однако у нормального доношенного ребенка акт сосания совершается со значительно большей силой и сопровождается более сложными движениями. Следовательно, у плода человека первоначально объединяется в систему лишь минимальное число компонентов, которые могут обеспечить целостный акт сосания.
Возрастной системогенез— это процесс последовательного становления, перестройки и распада функциональных систем организма в течение всего жизненного цикла — от зачатия до смерти. При этом выделяют четыре основных возрастных периода развития организма.
Пренатальный, или антенатальный, период характеризуется наличием двух видов функциональных систем. Одни системы обеспечивают эмбриональное развитие и существование организма. Они работают согласованно с функциональными системами матери и могут служить примером функциональных систем, объединяющих сразу два организма: мать и плод. Примерами являются система поддержания постоянства газового состава крови и система поддержания кровяного давления. Другие функциональные системы в данное время не работают. Они закладываются, созревают и подготавливаются для работы в следующем возрастном периоде. Существует определенная последовательность созревания этих функциональных систем, которая находит свое выражение в пренатальном периоде и переносится в постнатальный системогенез. Первыми созревают функциональные системы гомеостаза, или поддержания постоянства внутренней среды организма. Затем созревают функциональные системы внешнего дыхания, пищедо-бывания, оборонительного поведения и позже — системы более сложного поведения. В пренатальный период функциональные системы формируются преимущественно под влиянием жестких генетических программ и относительно изолированно от внешних воздействий.
В постнатал ьном периоде начинают действовать функциональные системы, сформировавшиеся до рождения. В связи с тем что они развивались гетерохронно еще в пренатальный период и к моменту рождения достигли разной степени зрелости, «включение» этих систем происходит последовательно. Первыми вступают в действие функциональные системы, поддерживающие постоянство внутренней среды организма. Сразу же после рождения начинает работать функциональная система питания. Постепенно усложняются функциональные системы двигательных поведенческих актов. Степень их сложности у новорожденного зависит от того, насколько зрелым он появляется на свет. У новорожденного человека отсутствует оборонительное поведение (оно появляется позже). Наиболее поздно созревает функциональная система полового поведения.
В силу гетерохронности созревания в каждый момент пост-натального развития доминирует какая-либо функциональная система. В раннем постнатальном периоде, когда человек находится под защитой родителей, доминирующей является фун-
кциональная система питания. После перехода к самостоятельному образу жизни некоторое время доминирует функциональная система оборонительного поведения, а в период полового созревания — функциональная система полового поведения.
В развитии каждой функциональной системы имеется стадия, которая жестко определяется генетической программой, а также стадия адаптации систем, когда фактор обучения начинает играть существенную роль в ее дозревании.
Процесс системогенеза в период зрелого существования имеет свои особенности. К этому времени морфологические элементы функциональных систем закончили свое созревание, а физиологические фрагменты уже вполне сформировали свои функции. В этом возрастном периоде идут постоянное образование новых функциональных систем, распад и перестройка ранее существовавших. Однако этот процесс не сопровождается деструкцией с выпадением морфологических элементов.
Геронтогенез.Период старения организма характеризуется гетерохронным угасанием функциональных систем организма в последовательности, обратной их становлению в онтогенезе, образованием компенсаторных функциональных систем при выпадении каких-либо функций и образованием новых функциональных систем, присущих данному возрасту. Изучением физиологии старения занимается специальная наука геронтология.
В ходе индивидуального развития, в процессе старения изменяются различные параметры организма. При этом одни показатели после достижения зрелости прогрессивно уменьшаются, например показатели, характеризующие высшую нервную деятельность, сенсорные функции, умственную и физическую работоспособность, секреторную активность половых, щитовидной и пищеварительных желез, сократительную способность миокарда. Другие показатели к старости существенно не изменяются: например, уровень сахара крови, кислотно-основное состояние, клеточный состав крови, активность ряда ферментов. Показатели третьей категории возрастают. Например, синтез ряда гормонов гипофиза, чувствительность некоторых тканей к действию гормонов, активность некоторых ферментов, артериальное давление. Такой разнонаправленный ход изменений биологических параметров характерен для всего онтогенеза. Возрастное развитие получило название гомео-рез — траектория изменения состояния системы во времени [Фролькис В.В., 1981].
Таким образом, в индивидуальном развитии существуют две
противоположные тенденции — процесс старения и процесс витаукта.
Старение —закономерно развивающийся биологический процесс, характеризующийся ограничением возможностей адаптационно-регуляторных механизмов, нарастающим снижением надежности регуляции гомеостазиса, увеличением вероятности смерти, сокращением продолжительности жизни, процессами, способствующими развитию возрастной патологии. Старение и старость — понятия разные и соотносятся друг с другом как причина и следствие.
Установлены основные принципы развития старения.
Гетерохронность проявляется в том, что старение отдельных тканей, органов, систем происходит неодновременно. Так, атрофия тимуса у человека начинается в возрасте 13— 15 лет; половых желез — в климактерическом периоде, а некоторые функции гипофиза сохраняются в глубокой старости.
Гетеротопность характеризует неодинаковую выраженность процесса старения в различных органах, структурах одного и того же органа. Например, старение пучковой зоны надпочечников выражено меньше, чем клубочковой и сетчатой зон. Неодинаковые возрастные изменения наступают в различных полях коры большого мозга.
Гетерокинетичность проявляется в различной скорости развития возрастных изменений. В одних тканях они возникают довольно рано, но медленно и относительно плавно прогрессируют, в других развиваются поздно, но довольно быстро. Так, медленные и поздние изменения наблюдаются в костно-суставной системе, а в определенных структурах мозга имеют место быстро прогрессирующие процессы старения. Ге-терокатефтентность отражает разнонаправленность возрастных изменений, возникающих в связи с подавлением одних и активацией других процессов в стареющем организме.
Витаукт представляет собой комплекс адаптационно-регуляторных механизмов, направленных на сохранение жизнедеятельности организма и на увеличение продолжительности жизни. Многие механизмы витаукта, в частности возрастные адаптационно-регуляторные сдвиги, закреплены в геноме. Но в процессе старения возникают существенные химические, физико-химические, биофизические и другие нарушения, которые могут вызывать изменения в генетическом аппарате. Одни из них способствуют прогрессированию старения, нарушению структуры и функций организма. Другие становятся основой изменений, повышающих его жизнедеятельность.
Соотношением процессов старения и витаукта определяется продолжительность жизни.
Биологический возраст — объективная мера состояния жизнедеятельности организма в данный временной интервал. Он является итогом сложного взаимодействия процессов старения и витаукта и характеризует состояние организма в динамике возрастного развития. Биологический возраст у различных индивидуумов неодинаков и изменяется во временных интервалах.
Хронологический возраст — фактор времени, который может влиять на развитие некоторых видов возрастной патологии. Многие проявления старения прямо коррелируют с хронологическим возрастом.
9.3. Формирование органов челюстно-лицевой области 9.3.1. Костный аппарат
Развитие костей верхней и нижней челюстей начинается в антенатальном периоде.
Нижняя челюстьв антенатальном периоде состоит из двух половин, объединенных соединительной тканью. После рождения, в неонатальный период, или период новорожденности, начинается сращение нижней челюсти, которое заканчивается примерно к концу первого года жизни. К этому времени нижняя челюсть имеет тело и альвеолярный отросток. Однако альвеолярный отросток с фолликулами зубов развит еще слабо. Ветвь челюсти широкая и короткая, суставной отросток расположен почти на уровне альвеолярного отростка. В после- дующем одновременно с телом челюсти развиваются ветви и формируются суставные головки. Рост ветвей нижней челюсти в длину сопровождается изменением угла между ними и телом челюсти: очень тупой угол у ребенка становится более острым у взрослого. Изменения колеблются в пределах 140— 105° (рис. 9.1).
Верхняя челюстьу новорожденного развита слабо, короткая, широкая, состоит главным образом из альвеолярного отростка с расположенными в нем фолликулами зубов.
Челюстные кости детей богаты органическими веществами и содержат минеральных веществ меньше, чем челюстные кости взрослых. Этим объясняется большая эластичность и меньшая ломкость детских костей. У детей кости челюстей имеют обильное кровоснабжение, широкие питательные (гаверсовы) каналы остеона, тонкое и нежное строение костных перекладин. Красный костный мозг костей в детском возрасте менее устойчив к различным раздражениям, чем желтый костный мозг взрослых. Надкостница челюстных костей в детском возрасте утолщена.
Альвеолярный отростокверхней и нижней челюстей развивается синхронно с развитием и прорезыванием зубов. Количеством и степенью формирования зубов определяются возрастные размеры этих отделов челюстных костей. Клинически по состоянию зубных рядов можно судить о росте челюстных костей. При врожденной адентии альвеолярные отростки костей не развиваются и не растут.
В развитии челюстных костей различают два периода. Пер-
вый период — усиленный рост челюстей в возрасте 4,5—6 лет, когда челюсть подготавливается к прорезыванию постоянных фронтальных зубов. В это время между молочными зубами образуются промежутки, так как постоянные фронтальные зубы имеют большие размеры по сравнению с молочными.
Второй период совпадает с развитием и прорезыванием постоянных жевательных зубов и характеризуется усиленным ростом тела челюсти в соответствующих отделах. Этот процесс начинается в 6-летнем возрасте с прорезывания первых моляров и продолжается до 12—13 лет, когда прорезываются вторые моляры. В 16—18 лет при прорезывании третьих моляров усиливается рост челюсти в соответствующем участке. Одновременно с ростом челюстных костей в горизонтальной плоскости происходит их рост в вертикальном направлении: увеличивается тело челюстей, растут восходящие ветви нижней челюсти, формируются суставные головки и суставные впадины, оформляются носовые ходы и верхнечелюстные пазухи.
Сформированный альвеолярный отросток состоит из плотных костных пластин и разделен на отдельные ячейки (лунки), изолированные друг от друга костными межальвеолярными перегородками. Альвеолы многокорневых зубов содержат межкорневые перегородки, отделяющие корни зуба друг от друга. Форма и величина альвеол соответствуют форме и величине корней зубов. Ширина межальвеолярных перегородок меняется в связи с возрастными изменениями кривизны челюсти.
Альвеолярный отросток на верхней и нижней челюстях в различных отделах имеет разное строение. Это обусловлено функциональными особенностями различных групп зубов.
На верхней челюсти компактная вестибулярная пластинка альвеолярного отростка в области фронтальных зубов истончена и связана с небной при помощи межкорневых перегородок. Небольшая толщина этой компактной пластинки придает ей значительную эластичность. При заднепереднем давлении она сравнительно легко отклоняется в сторону губы и при снятии давления принимает исходное положение.
На нижней челюсти в области фронтальных зубов язычная стенка альвеолярного отростка значительно толще губной и образует изгиб, обеспечивающий большую сопротивляемость жевательному давлению, направленному спереди назад.
Стенка альвеолярного отростка в области премоляров утолщена, причем язычная стенка несколько толще вестибулярной. Возможно, это связано с влиянием наибольшей нагрузки на язычную стенку альвеолы в связи с физиологическим наклоном премоляров в сторону языка. Поэтому жевательная нагрузка в язычную сторону больше, чем в щечную. Альвеолярные отростки играют основную роль в фиксации зубов, жевательная
функция которых является непременным условием нормальных обменных процессов в них.
Твердое небо,почти плоское у новорожденных, с возрастом приобретает форму купола. У новорожденного небные отростки объединены соединительной тканью. Постепенно в нее со стороны небных отростков начинает внедряться в виде шипов костная ткань. К моменту смены зубов небный шов пронизан костными шипами, идущими навстречу друг другу. С возрастом прослойка соединительной ткани уменьшается, и шов становится извилистым. В переднем отделе неба от его шва отходят в стороны 3—6 поперечных небных складок; чаще они изогнуты, могут прерываться, а также делиться на ветви. У новорожденных эти складки хорошо выражены и играют важную роль в функции сосания. У людей среднего возраста они менее заметны и могут исчезать.
Верхнечелюстные яазухиу новорожденного в виде небольшой ямки или вдавления в наружную стенку носа появляются лишь на 5-м месяце антенатального периода. Верхнечелюстные пазухи особенно интенсивно увеличиваются в течение первых пяти лет жизни ребенка. В период от 5 до 15 лет их развитие замедляется. Характерную для взрослого форму пазухи принимают только по окончании прорезывания всех постоянных зубов. Левая пазуха бывает больше правой. У мальчиков размер пазух больше, чем у девочек.
Прорезывание (временных) молочных зубову детей начинается в 6—7-месячном возрасте и заканчивается к 2,5—3 годам. Всего молочных зубов 20; их обозначают римскими цифрами: I, II, III,IV, V. Полный зубной ряд временных зубов верхней и нижней челюстей обозначают формулой:
VIV III II I | I II III IV V
V IV III III I II IIIIV V
Соотношение челюстей при наличии временных зубов называется молочным прикусом (рис. 9.2).
На смену временным зубам в 5—6-летнем возрасте начинают прорезываться 32 постоянных зуба, что продолжается до 20—25 лет и позднее. Постоянные зубы обозначают клинической формулой, в соответствии с которой каждый зуб верхней и нижней челюстей справа и слева имеет свой порядковый номер, обозначаемый, начиная от средней линии, арабскими цифрами.
87654321 12345678
8 7 6 5 4 3 2 1 1 23 4 5 6 7 8
Прорезывание зубов и их расположение в зубной дуге называется активным прорезыванием зубов. Выдвижение зубов из челюстных костей продолжается на протяжении всей жизни. Непрерывное прорезывание может сопровождаться образованием кости у края альвеолы и постоянным образованием цемента на корне зуба.
Прикрепление эпителия десны при прорезывании зуба
наблюдается на границе средней и нижней трети коронки зуба. Место прикрепления эпителия, однако, непостоянно и со временем очень медленно смещается по направлению к верхушке корня. Благодаря этому в полости рта появляется все большая часть коронки зуба, а затем и корня. Этот процесс называется пассивным прорезыванием.
По положению прикрепления эпителия различают 4 стадии прорезывания зуба (рис. 9.3). Впервой стадии эпителий прикрепляется только на эмали зуба; десны покрывают примерно одну треть эмали. Клиническая коронка меньше анатомической. Эта стадия продолжается со времени прорезывания зуба до 25-летнего возраста. Во второй стадии прикрепление эпителия имеется не только на эмали, но отчасти и на цемен-
те. Однако клиническая коронка все еще меньше анатомической. Такая картина наблюдается обычно в возрасте от 25 до 35 лет. В течение жизни отделение эпителия от эмали продолжается, прикрепление его смещается на цемент, однако эпителий еще не полностью покрывает корень. Клиническая коронка совпадает с анатомической. Такое положение соответствует третьей стадии и наблюдается приблизительно в возрасте 35—45 лет. Вчетвертой стадии прикрепление эпителия смещается по направлению к верхушке корня, в связи с чем часть корня остается свободной. Клиническая коронка больше, чем анатомическая. Совокупность этих признаков характерна для лиц старше 45 лет. Таким образом, по стадиям пассивного прорезывания можно делать выводы относительно возраста человека.
Формы прикуса.Соотношение зубного ряда верхней челюсти с зубным рядом нижней челюсти называется прикусом. Различают 4 основных варианта прикуса.
Ортогнатия — резцовое перекрытие зубами верхней челюсти одноименных зубов-антагонистов нижней челюсти. При этом соотношение фронтальных зубов ножницеобразное.
Прогения — резцовое перекрытие зубами нижней челюсти одноименных антагонистов верхней челюсти; соотношение зубов также ножницеобразное.
Бипрогнатия — ножницеобразное соотношение резцов при наклонном вперед расположении фронтальных зубов и альвеолярных отростков обеих челюстей по отношению к телу челюстей.
Прямой прикус — фронтальные зубы при сомкнутых челюстях не имеют резцового перекрытия; соотношение резцов щипцеобразное.
9.3.2. Слизистая оболочка
В раннем постнатальном периоде(до 1года) отмечается однотипное строение слизистой оболочки полости рта во всех ее областях, обусловленное низкой дифференцировкой эпителия и соединительной ткани. Эпителиальный слой тонок и состоит из двух слоев клеток — базальных и шиловидных, эпителиальные сосочки не развиты. В этом возрасте эпителий всех отделов полости рта содержит большое количество гликогена и РНК,в эпителии и соединительной ткани определяется значительное количество кислых гликозаминогликанов.
Базальная мембрана во всех отделах полости рта истончена и легко подвергается различным повреждающим воздействиям.
В собственной пластинке слизистой оболочки представлена рыхлая неоформленная соединительная ткань, волокнистые
структуры которой малодифференцированы. Особенности слизистой оболочки новорожденных обусловливают непрочность и легкую ранимость ее в этом возрасте. В то же время качественный состав тканей обеспечивает высокую способность к регенерации. Передача через плаценту материнских антител, гормонов, ферментов и других биологически активных веществ обусловливает достаточно высокую резистентность организма ребенка к возникновению вирусных и бактериальных стоматитов на первом году жизни.
В период первого детства(возраст 1—3 года) в слизистой оболочке полости рта уже четко формируются регионарные отличия, обусловленные ее морфофункциональными особенностями. В эпителии языка, губ и щек отмечаются сравнительно низкое содержание гликогена, стабилизация процессов формирования эпителия. Коллагеновые и эластические волокна собственной пластинки слизистой оболочки расположены рыхло, без определенной ориентации, имеют нежное и тонкое строение, связанное с низкой степенью зрелости. Содержание кислых гликозаминогликанов снижено, но увеличено содержание клеточных элементов с преимущественной локализацией их в области сосудов. Наличие клеточных элементов в сочетании с большим количеством кровеносных сосудов способствует высокой проницаемости сосудистой стенки в этих областях.
В соединительной ткани слизистой оболочки у детей этого возраста появляется большое количество тучных клеток (молодые неактивные формы), расположенных периваскулярно.
Количество плазматических клеток и гистиоцитов остается незначительным.
Эпителиальный покров сизистой оболочки десен и твердого неба более плотный, что обусловлено значительным уплощением эпителиальных клеток и наличием зон ороговения и |паракератоза. Наряду с этим исчезает гликоген, который, вероятно, используется в процессах кератинизации. Базальная мембрана и волокнистые структуры собственной пластинки слизистой оболочки десен и твердого неба уплотнены по сравнению с таковыми в грудном возрасте, что обусловлено ориентированным расположением отдельных волокон и пучков.
В возрасте 3—12 лет, т.е. в период дошкольного и младшего школьного возраста,происходят количественные и качественные изменения слизистой оболочки полости рта, обусловленные характером обменных процессов организма ребенка. Увеличиваются объем эпителия и содержание в нем гликогена и РНКпо сравнению с ранним детским возрастом, происходит уплотнение и огрубение базальной мембраны. В собственной пластинке слизистой оболочки нарастает количество ретикулиновых и эластических структур, созревает коллаген.
Меняется и клеточный состав соединительнотканной основы. Значительно возрастает количество лимфоидно-гистиоцитар-ных элементов, образующих периваскулярные инфильтраты.
Появление лимфоидно-гистиоцитарных (круглоклеточных) скоплений свойственно иммунологическим сдвигам и имеет отношение к изменению белкового обмена. Сначала накапливаются клетки, продуцирующие антитела (лимфоциты, плазматические клетки), а затем вырабатываются специфические глобулины, т.е. собственно антитела. Подобная качественная перестройка структур слизистой оболочки, свойственная детям этого возраста, связана, по-видимому, с сенсибилизацией организма и формированием защитных механизмов.
После 12—14 лет, в старшем школьном возрасте,гистологические и гистохимические изменения и функциональные особенности обусловлены влиянием факторов гормональной регуляции в связи с активным половым развитием и половым созреванием.
Слюнные железы
Слюнные железы функционируют с момента рождения. Изначально секреция слюны незначительна, что обусловливает некоторую сухость слизистой оболочки полости рта у детей в первые месяцы жизни. Однако с 5—6-го месяца слюноотделение значительно усиливается. Иногда дети не успевают проглатывать слюну и она непроизвольно вытекает изо рта (физиологическое слюнотечение).
Проекция протока околоушной слюнной железы у новорожденных и детей раннего возраста иная, чем у взрослых. Проток расположен низко, имеет непрямой ход и открывается на расстоянии 0,8—1 см от переднего края жевательной мышцы. Околоушная слюнная железа более округлая, мало заходит вперед и доходит до угла нижней челюсти. Лицевой нерв лежит поверхностно.
В период полового созревания секреторные процессы в слюнных железах протекают особенно интенсивно, что обусловлено гормональной перестройкой организма.