Физиология роста

Содержание

Как растут мышцы?

Физиология роста

Всех, кто хочет нарастить мышечную массу, волнует вопрос, как растут мышцы? Почему одни выглядят, как «быки», другие, как «тощие олени», хотя одинокого усердно занимаются в тренажерном зале? Чтобы повлиять на процесс роста мышц, надо знать физиологию, правильно организовывать тренировки и отдых.

Мышцы состоят из медленно сокращающихся и быстросокращающихся волокон. Мышцы растут не тогда, когда происходит тренировка, а после нее.

Во время тренировки мышцы травмируются, напрягаются и частично рвутся. После занятий происходит восстановительный процесс. Именно в процессе восстановления и наблюдается рост мышц.

Здоровые клетки приходят на смену разрушенным, причем в повышенном количестве.

В процессе занятий в тренажёрном зале человек тренирует мышцы скелета, состоящие из миофибрилл и саркомеров. Вместе они образуют мышечное волокно. Человек имеет 650 скелетных мышц.

Они сжимаются, когда поступает команда от моторных нейронов. Через нервные импульсы моторные нейроны «сообщают» мышцам, что надо сократиться.

Чем лучше налажена эта связь, тем активнее идет сокращение мышечных волокон.

Интересно! Физическая мощь человека зависит не от объема и массы мышц, а от способности организма стимулировать двигательные нейроны и лучше сжимать мышечные волокна.

Принцип действия

Во время активных занятий растет количество нервных импульсов, которые вызывают сокращение мышц. Таким образом, мышечная ткань становится более твердой, хотя и не обязательно изменяется в размерах на первых этапах. Чтобы клетки росли, нужны месяцы тренировок.

Стимуляция и восстановление – два неразрывно связанных механизма, обеспечивающих рост мышц. В процессе занятий в спортзале идет стимуляция. Это сжатие мышц и напряжение. При сжатии обязательно возникает микроскопический разрыв волокон мышц. Усиливая с каждым разом нагрузки, эти микротравмы становятся постоянными спутниками занятий.

А после воздействия на мышцы необходим отдых. Это восстановление. За тот период, что клетки восстанавливаются, происходит рост новых клеток, а, следовательно, – рост самих мышц.

Что такое гипертрофия мышечного волокна?

В результате регулярных физических нагрузок наблюдается постепенное увеличение мышечной массы. Это и называют мышечной гипертрофией. Увеличение мышц в объемах требует особых условий и происходит, если человек регулярно увеличивает нагрузку, переступая тот барьер, к которому организм успел уже адаптироваться.

Есть разные виды гипертрофии:

Вид Описание
Миофибриллярная гипертрофия Это когда мышечная ткань уплотняется за счет плотности миофибрилл. Появляется жесткость, сила в руках и ногах, выносливость. Но сам объем мышечной ткани остается прежним.
Саркоплазматическая гипертрофия Это когда увеличиваются сами клетки в поперечном сечении, но их сила остается прежней, не растет. Зато повышается выносливость. За счет этого появляется возможность заниматься дольше, не уставая.

В создании гипертрофии помогают стимуляторы выработки тестостерона. Но они будут бесполезны без специального питания, тренировок и восстановления. Но вреда от этих стимуляторов нет, в отличие от анаболических стероидов.

Интересно! Все мышцы тела, особенно грудь и пресс, выглядят намного красивее при саркоплазмической гипертрофии, которой добиваются бодибилдеры. Но атлеты других дисциплин с усмешкой называют это «пустые мышцы», поскольку них нет силы.

Как заставить мышцы расти?

Чтобы мышцы росли, необходимо увеличивать количество миофибрилл в мышечных волокнах. Рост мышц невозможен без особых аминокислот, влияющих на образование миофибрилл. Аминокислоты в свою очередь получают с белками животного происхождения. Это строительный материалом для мышц. А значит, первое условие для их роста – питание, богатое белками. Белки – это то, за счет чего растут мышцы.

Это не значит, что нужно есть больше обычного или повышать количество калорий. Питаться надо в том же привычном объеме. Соотношение белков, жиров и углеводов должно быть оптимальным: 30\10\60.

Темп роста мышц во многом заложен генетически. Однако в природу можно вмешаться. На потенциал роста мышц влияют такие факторы, как:

  • толщина поперечных мышечных волокон;
  • тип волокон (медленно или быстро сокращающиеся);
  • количество мышечных волокон;
  • количество жидкости, которая находится в мышцах;
  • количество имеющейся саркоплазмы;
  • количество кровеносных сосудов в мышцах.

Нельзя повлиять на то, с чем человек уже родился. Но вполне по силам скорректировать заложенный природой потенциал. При этом нужно учесть тип строения тела.

Различают такие виды, как:

  • эндоморф (короткие конечности и широкое тело);
  • мезоморф (параметры тела относительно гармоничные);
  • эктоморф (худощавые люди с проблемой наращивания мышц).

Для каждого типа фигуры подбирается индивидуальное питание и тренировки.

Время отдыха между тренировками и его роль

Одного лишь употребления мяса и других белков недостаточно, если нет правильно организованного распорядка тренировок и расслабления. Периоды работы и отдыха грамотно чередоваться.

Тренировки – определяющий фактор для роста мышц и запуска гипертрофии.

Когда организм почувствует, что ему не хватает физического потенциала, чтобы выполнить поставленную задачу, он прибегает к гипертрофии.

Тренировки решают сразу несколько задач – не только способствуют росту мышечной ткани, но и помогают подрасти, если человеку еще нет 25 лет. За год человек может подрасти на 5-6 сантиметров. А еще тренировки помогают запустить механизм образования аминокислот – важных составляющих белков.

Не вдаваясь в сложные медицинские термины, надо просто уяснить, что после тренировки крайне важно полноценно отдыхать. И даже во время самой тренировки нужно делать 3-5 минутные паузы. Оптимальная пауза между активными тренировками — сутки. А ещё лучше — 48 часов. То есть заниматься надо через день-два.

Обратите внимание! Следовать экспертным советам, безусловно, нужно, но не стоит игнорировать и собственные ощущения: организм сам подскажет, когда добавить отдыха, а когда — занятий.

Дело в том, что для роста мышц нужно, чтобы организм преодолел физическую усталость. Если между тренировками будет недостаточно времени для восстановления, то усталость будет накапливаться, а рост мышц остановится. Организм потратит энергию на поддержания жизнедеятельности, а не на увеличение мышечного объема.

Важно! Мышцы растут тогда, когда скорость восстановления превышает скорость разрушения мышечного белка.

Влияние мышечного напряжения на рост мышц

Мышечное напряжение – один из факторов для роста мышц. Поэтому на занятиях часто используется поднятие тяжестей. Когда мышцы напрягаются, активизируются химические процессы в мышечных тканях, влияющие на рост клеток. Чтобы мышцы увеличивались в объемах, надо давать телу такую нагрузку, к которой оно еще не успело привыкнуть.

Интересно! Болезненные ощущения после занятий почти полностью проходят после года тренировок. Боль притупляется со временем, человек ее уже не чувствует.

Роль гормонов в процессе

Растут ли мышцы по причине дополнительной выработки гормонов? Конечно. Во время тренировок повышается уровень тестостерона, а он стимулирует реакцию на гормон роста.

Начинается этот процесс в тот момент, когда человек оказывается не в состоянии поднять снаряд или отжаться. Это называется мышечный отказ.

Такое состояние вызывает встряску для тела, поэтому и вырабатывается дополнительная порция гормонов.

Спортсмены дополнительно принимают искусственные гормоны, чтобы ускорить результат. Но по мнению многих врачей, этим лучше не увлекаться.

Чтобы гормоны роста попали именно в мышцы, а не были уничтожены печенью, нужны ионы водорода. Ионов водорода должно быть не больше и не меньше необходимого. При недостатке или избытке будет тормозиться рост мышц.

Гормональный баланс поддерживается правильным режимом нагрузок и отдыха.

Роль аминокислот

Аминокислоты входят в состав белковых соединений, и без них роста мышц не добиться. В организме присутствует 22 вида аминокислот. 4 из них наш организм вырабатывает сам, а еще 8 попадают к нам с пищей.

В список важнейших аминокислот можно добавить:

  • лейцин – защищает мышцы от разрушения;
  • изолейцин – повышает выносливость мышц и способствует их быстрому восстановлению после микротравм;
  • валин – влияет на скорость строительства мышечных тканей;
  • метионин – важная аминокислота для роста мышц и синтеза креатина и адреналина.

Большинство необходимых аминокислот содержится в растительных и животных продуктах, а именно – в белках.

Необходимые условия для роста мышц

Чтобы тело приобрело долгожданные формы, нужно создать такие условия:

  1. Повторение базовых движений, таких, как приседание со штангой, жим лежа, становая тяга.
  2. Питание рекомендуется сделать дробным и частым – не менее 6 раз.
  3. Рацион должен состоять преимущественно из белков. Нужны также витамины, минералы, минеральная вода.
  4. Спать надо достаточно. Именно во время сна происходит полное расслабление мышц, а это важно для их роста.

Еще один важный момент – это связь роста мышц с центральной нервной системой. Чтобы запустить процесс мышечного роста, надо воздействовать на ЦНС твёрдыми убеждениями, самовнушением, большим желанием добиться цели. А также создавать для ЦНС стрессовые условия в виде дополнительной нагрузки во время тренировок, увеличения времени для упражнений, изменения схемы занятий.

Как можно понять, что мышцы растут? Если все три направления заданы правильно – питание, тренировки и отдых, то мышцы обязательно будут расти. Лучше всего ежемесячно проверять гибким метром, насколько увеличилась мышечная ткань.

Что нужно есть, чтоб мышцы росли?

Основной пищей должны стать углеводы. Но это сложные углеводы. В меню должны быть:

  • рис, гречка, другие крупы, а также картофель и макароны;
  • жиры, но преимущественно растительные (содержатся в орехах, в авокадо);
  • курица, куриные белки, творог, а также пищевые добавки.

Обязательны витамины. Наиболее популярны среди витаминных комплексов:

Спортсмены используют специальное питание, богатое протеинами и белками. В том числе и протеиновые напитки, которые можно использовать во время вынужденного голодания.

Ускорить процесс роста мышечных волокон помогут:

  • креатин – он увеличивает кровоток и таким образом разрывает мышцы под давлением кровотока;
  • карнитин повышает калорийность за счет сжигания подкожного жира, повышается работоспособность, а значит и стойкость в выполнении занятий;
  • белковые коктейли снабжают организм белком;
  • л-аргинин влияет на образование белка в мышцах, то есть способствует их росту;
  • куркумин по своему действию похож на л-аргинин;
  • донаторы азота активизируют заживление микротрещин в тканях мышц, а значит, можно быстрее приступить к новым занятиям.

А еще надо соблюдать дробное питание. Чем чаще человек питается (разумеется, малыми порциями), тем быстрее метаболизм, обмен веществ разгоняется, жировая ткань тает, а мышечная наращивается.

Еще одно важное условие – надо пить достаточное количество воды. Именно воды, а не соков и чая. Чистой воды надо выпить за сутки не менее 1,5- 2 литра. Но не в один присест, а разделить на 5-6 порций. И пить за полчаса до еды и после двух часов после еды.

Заключение

Формирование красивого тела за счет роста мышц возможно при гармоничном сочетании специальной диеты, занятий с увеличивающейся нагрузкой и полноценного отдыха. Важна не только скорость роста мышц, но и здоровье спортсмена. Лучше избегать искусственных гормональных препаратов, а ограничиться приемом витаминов.

Источник: https://cross.expert/zdorovye-atleta/fiziologiya/kak-rastut-myshtsy.html

Физиология роста мышц. Как заставить мышцы расти. Часть 2

Физиология роста

Рост мышц – это цель каждого бодибилдера. Но мало кто знает, как запустить механизм роста мышц на вашем теле.

На днях решил еще глубже исследовать эту тему. Посмотрел курсы некоторых авторов, перечитал билютень Артура Джонса и обнаружил интересные вещи – они говорят тоже самое что и я, хотя другими словами.

В этой статье я расскажу про физиологию роста мышц и про механизмы стимуляции которые я не указал в прошлой статье. Кстати обязательно ее прочтите, что бы глубже понимать процесс роста мышц и знать как на него повлиять.

Рост мышц. Как заставить мышцы расти. Часть первая

Что бы лучше донести до вас всю информацию, сначала я расскажу о физиологии, а потом расскажу как использовать эти знания для эффективных тренировок и быстрого роста мышц.

Я не медик и не биохимик, поэтому всё буду объяснять простыми словами, практически на пальцах.

Строение мышц

  1. Аксон
  2. Нервно-мышечное соединение
  3. Мышечное волокно
  4. Миофибриллы

Аксон – это «провод» по которому к мышце поступает электрический сигнал от мозга.

Миофибриллы – это составные части клеток мышечной ткани.  Именно они сокращаются и именно они травмируются при силовой нагрузке, превышающей привычную, что вызывает мышечную боль и последующий рост мышц.

 Строение сократительной ткани мышц – миофибрилл

Миофибриллы состоят из белков: актина и миозина. У человека толщина миофибрилл составляет 1-2 мкм, а длинна может достигать длинны всей  мышцы.

 Одна мышечная клетка обычно содержит несколько десятков миофибрилл.  На долю миофибрилл приходиться 2/3 всей сухой мышечной массы.

 Если еще углубиться в тему, то становиться ясно,  что миофибриллы состоят из отдельных отсеков – саркомер.

 Как сокращаются мышцы

На рисунке выше вы видите структуру саркомер. Голубым цветом обозначен актин, красным миозин. По краям саркомер есть особый белок к которому крепиться вся конструкция – z-диск. Миозин крепиться к  z-диску с помощью белка — титина.

 Головка миозина может двигаться под воздействием определенных химических реакций. Она сцепляется с актином и тянет его на себя, тем самым, саркомер уменьшается в длину. Так как саркомеры  распологаются последовательно, как вагоны поезда, то их сокращение  приводит к уменьшению длинны миофибрилл, и как следствие, мышцы.

 Вот структура головки миозина

 Вот так происходит «гребок» головки (сокращении мышцы)

 На рисунке вы видите как головка миозина тянет на себя актин. Не забываем, что их несколько этажей и тянет не одна головка, а  несколько, но каждая в свое время. Читайте дальше.

Единственное топливо для мышц это АТФ

В мышцах человека есть запас АТФ, но его хватает только на 10-12  секунд интенсивной работы, например поднятие штанги или быстрого бега. Дальше организму нужно путем химических реакций добывать АТФ для сокращения мышц из других веществ.

Есть три способа получения АТФ. Вот они (в порядке убывания скорости получение АТФ):

  • Расщепление креатинфосфата
  • Гликолиз (расщепление гликогена из мышц)
  • Окисление

Наверное пока вам непонятно, как  наличие АТФ и строение мышц, о котором мы говорили выше, связанно с ростом мышц. Но подождите еще чуть-чуть подошли к самой сути. И вы узнаете какой тренинг поможет вам действительно стимулировать мышцы к росту, а какой должной стимуляции не даст.

Болят мышцы – значит растут!

Как только запас АТФ исчерпан в расход идет креатинфосфат, который быстро восполняет данный пробел. Но креатин тоже не вечный…. Если нагрузка продолжается, то организм начинает расходовать гликоген – запас глюкозы (углеводов)  в мышцах).  Этот способ значительно медленнее, зато запасов гликогена в мышцах намного больше, чем запасов креатина.

Одна молекула глюкозы расщепляется на две молекулы АТФ. Когда молекула АТФ достигает головки миозина, головка вступает в химическую реакцию и начинает тянуть на себя актин. Смотрите анимацию выше.  Но для того, что бы отцепиться от актина и сделать новый гребок, головке нужна еще одна молекула АТФ.  И она ее получает.  Тогда миозин делает еще один гребок и т.д.

Но есть одна проблема: при получении АТФ из гликогена и креатинфоссфата выделяется кислота, которая мешает поступлению АТФ к миозиновым головкам. Соответственно не все головки успевают отцепится от актина и под действием нагрузки рвутся.  Так мы получаем микротравмы и на следующий день испытываем мышечную боль.

Теперь самое интересное: для бодибилдинга самое важное получать от  каждого рабочего сета такие микротравмы, потому что это единственный способ заставить мышцы расти.  Мы еще  подробнее на этом остановимся.

Забыл сказать – первые два способа получения АТФ действуют только при аэробной нагрузке, т.е. при высокой интенсивности тренинга, третий –окисление, используется во время слабых аэробных нагрузках: легкий бег, ходьба, велосипед  и т.д. При этом задействуются разные типы мышечных волокон.

Типы мышечных волокон

Есть два типа мышечных волокон: белые (сильные, быстрые) и красные (выносливые, но слабые).

Красные волокна мышц

В отличие от белых этот тип волокон использует окисление для  получения АТФ. Окисляется, если я не ошибаюсь гликоген. И получается  38 молекул АТФ, которых хватает на большее время.

Но что бы их получить, нужен кислород, поэтому красные мышечные волокна имеют большое кол-во сосудов.  Реакция окисления происходит  в митохондриях, которых гораздо больше, чем у белых волокон.

Митохондрии служат в клетках для получения энергии с помощью кислорода.

Данный способ получения АТФ очень медленный, поэтому красные мышечные волокна не подходят для интенсивной работы, где требуется быстрый выброс АТФ.

 В красных волокнах не происходит накопление  молочной кислоты! Поэтому они такие выносливые.

В красных волокнах малое кол-во     миофибрилл и гликогена, но большое кол-во митохондрий. Гликогена требуется меньше, чем белым волокнам, потому что 1 молекула глюкозы при окислении дает 38 молекул АТФ. Но для передачи этой энергии   нужно больше времени, чем при гликолизе.

Белые волокна

Имеют малое кол-во митохондрий, большое кол-во миофибрилл, запасов гликогена и креатинфостфата.

Белым волокнам не нужен кислород для получения энергии (АТФ), поэтому  такие нагрузки называются анаэробными, т.е. безкислородными.

Белые волокна вступают в работу только когда требуется приложить большое усилие и работы красных волокон будет недостаточно.

Так как 1 молекула глюкозы в белых волокнах дает всего 2 молекулы АТФ, то гликоген быстро расходуется, но так как не нужен кислород, этот процесс протекает очень  быстро. Но есть и обратная сторона: быстрый расход гликогена способствует появлению болшого кол-ва молочной кислоты. Креатин при распаде тоже выделяет кислоту не помню какую.

Но главное, что среда из щелочной становиться кислой это затрудняет доставку АТФ (из-за чего рвутся части миозина) и заставляет нас чувствовать усталость.

Есть еще промежуточный тип мышечного волокна, так называемые розовые волокна, которые могут работать как с кислородом так и без него. Розовые волокна  сильнее красных, но менее выносливые, слабее белых но более выносливее.

Зачем я это говорю? Все просто: в нашем теле есть все типы мышечных волокон,  у каждого это индивидуально. У разных людей каждая мышца имеет разное кол-во тех или иных волокон. Не бывает так  что бы  мышца состояла только из белых или только из красных волокон.

Что бы достичь максимальных размеров мышц, за минимально е кол-во времени, нужно задействовать как можно большее кол-во мышечных волокон всех типов. Тогда эффект будет максимальным!

Пост получился длинный и про механизмы стимуляции я расскажу в следующем.  А пока подведем итоги.

  • Мышца состоит из пучков
  • Пучки состоят из клеток
  • В каждой мышечной клетке есть миофибриллы – сократительная нить
  • Миофибриллы состоят из соркамер, в которых миозин цепляется за актин и начинает его тянуть
  • Что бы головка миозина притянулась к актину нужна молекула АТФ
  • Что бы головке отцепиться от актина нужна еще одна молекула АТФ
  • Работа мышц заставляет их забиваться продуктами распада (кислотами), что ухудшает доступ АТФ к миозину
  • Под действием нагрузки, если нет молекулы АТФ, головка, прикрепленная к актину не может отцепитсья и рвется
  • Поэтому болят мышцы
  • Без таких микротравм мышечный рост невозможен!
  • Что бы достичь быстрых результатов нужно развивать все мышечные волокна в теле.

Рост мышц обеспечивают микротравмы мышечного влокна. Какой способ лучше использовать для повышения интенсивности и роста мышц я рассражу в следующей статье.  Не пропустите! Это самая важная тема в бодибилдинге!

Источник: http://ffactor.ru/05/fiziologiya-rosta-myshc-kak-zastavit-myshcy-rasti-chast-2/

Рост организма и развитие организма. Закономерности роста и развития организма человека

Физиология роста

Биологический смысл жизни сводится к воспроизводству видов. Здесь размножение рассматривается как барьерный процесс, ведущий от взрослого организма к только что образовавшемуся.

При этом только малая часть организмов способна размножаться почти сразу, как появилась сама. Это самые простые бактерии, которые способны делиться уже через 20 минут от начала жизни.

Другим же, чтобы начать размножаться, нужно расти и развиваться.

Общее понятие роста и развития

Итак, живые существа заселяют планету и проживают на ней. Огромное их количество, не поддающееся счету, воспроизводится в течение суток, недель, месяцев и лет.

Многим для размножения не нужно приобретать новых функций, то есть дополнительных к тем, которые они получили после своего появления. Но большинству других это необходимо.

Им как раз и нужно вырасти, то есть увеличиться в размерах, и развиться, то есть приобрести новые функции.

Рост называется процессом увеличения морфологического размера организма. Только что образовавшееся живое существо должно вырасти, чтобы запустить свои процессы метаболизма на максимально активном уровне.

И только с увеличением размера тела возможно появление новых структур, гарантирующих развитие некоторых функций.

Потому рост организма и развитие организма – это связанные процессы, каждый из которых является следствием друг друга: рост обеспечивает развитие, а дальнейшее развитие увеличивает способность к росту.

Частное понимание развития

Рост и развитие организма связаны тем, что протекают параллельно друг другу. Ранее понимали, что существо должно сначала подрасти, а новые органы, гарантирующие появление новых функций, расположатся на якобы освобожденном месте во внутренней среде тела.

Примерно 150 лет назад существовало мнение, что сначала происходит рост, затем развитие, затем снова рост и так далее по циклу.

Сегодня понимание совершенно другое: понятие роста и развития организма обозначает процессы, которые пусть не тождественны, но протекают вместе.

Примечательно, что в биологии выделяется два вида роста: линейный и объемный. Линейным называется увеличение длины тела и его участков, а объемным – расширение полости тела. Развитие также имеет свою дифференцировку.

Выделяют индивидуальное и видовое развитие. Индивидуальное подразумевает накопление определенных функций и навыков одним организмом вида.

А видовое развитие – это совершенствование нового вида, способного, к примеру, чуть лучше адаптироваться к условиям проживания или заселить ранее необжитые зоны.

Соотношение роста и развития у одноклеточных организмов

Продолжительность жизни одноклеточных организмов составляет срок, который способна прожить клетка. У многоклеточных этот период значительно больше, и именно потому они развиваются активнее.

Но одноклеточные (бактерии и протисты) являются чересчур изменчивыми существами. Они активно мутируют и могут обмениваться генетическим материалом с представителями различных штаммов вида.

Потому процесс развития (в случае с обменом генами) не требует увеличения размеров бактериальной клетки, то есть ее роста.

Однако как только клетка получает новую наследственную информацию путем обмена плазмидами, требуется синтез белка. Наследственность есть информация о его первичной структуре.

Именно эти вещества являются выражением наследственности, так как новый белок гарантирует новую функцию. Если функция ведет к увеличению жизнеспособности, то эта наследственная информация воспроизводится в дальнейших поколениях.

Если же никакой ценности она не несет или вообще вредит, то клетки с такой информацией погибают, потому как являются менее жизнеспособными, чем прочие.

Биологическое значение роста человека

Любой многоклеточный организм более жизнеспособен, чем одноклеточный. Кроме того, у него гораздо больше функций, нежели у одной изолированной клетки.

Потому рост организма и развитие организма – это понятия наиболее специфичные для многоклеточных.

Поскольку для приобретения определенной функции требуется появление некой структуры, то процессы роста и развития максимально сбалансированы и являются взаимными “двигателями” друг друга.

Вся информация о способностях, до которых возможно развитие, заложена в геноме. В каждой клетке многоклеточного существа содержится одинаковый генетический набор. На ранних стадиях роста и развития одна клетка многократно делится. Таким образом происходит рост, то есть увеличение размеров, необходимое для развития (появления новых функций).

Рост и развитие многоклеточных разных классов

Как только организм человека появляется на свет, процессы роста и развития балансируются между собой до определенного периода. Он называется остановкой линейного роста.

Размеры тела заложены в генном материале, как и цвет кожи и прочее. Это пример полигенного наследования, закономерности которого пока недостаточно изучены.

Тем не менее нормальная физиология такова, что рост тела не может продолжаться бесконечно.

Однако это характерно в основном для млекопитающих, птиц, земноводных и некоторых рептилий.

К примеру, крокодил способен расти всю жизнь, а его размеры тела ограничены лишь сроком жизни и некоторыми опасностями, которые могут поджидать его в ее течении.

Растения и вовсе растут всю жизнь, хотя, разумеется, есть искусственно выращенные виды, у которых эта способность некоторым образом угнетается.

Особенности роста и развития в биологическом плане

Рост организма и развитие организма направлены на решение нескольких проблем, которые имеют отношение к фундаментальным свойствам всего живого. Во-первых, эти процессы нужны для реализации наследственного материала: организмы рождаются неполовозрелыми, растут, приобретают функцию размножения в течение жизни. Затем они дают потомство, а сам цикл воспроизведения повторяется.

Второй смысл роста и развития – это заселение новых территорий. Как бы не неприятно было это осознавать, но природой в каждом виде заложена склонность к экспансии, то есть заселению как можно большего количества территорий и зон.

Это порождает конкуренцию, которая и является двигателем видового развития. Организм человека также постоянно конкурирует за свои территории обитания, хотя это сейчас не так заметно.

В основном ему приходится бороться с естественными недостатками его тела и с мельчайшими возбудителями заболеваний.

Основы роста

Понятия “рост организма” и “развитие организма” можно рассматривать и намного глубже. Например, рост – это не только лишь увеличение размеров, но и умножение количества клеток.

Каждое тело многоклеточного организма состоит из множества элементарных составляющих. И в биологии элементарными единицами живого являются клетки.

И хотя вирусы не имеют клеток, но все равно считаются живыми, эта концепция должна быть пересмотрена.

Пусть так, но клетка по-прежнему – наименьшая из всех сбалансированных систем, способных жить и функционировать.

При этом увеличение размеров клетки и надклеточных структур, а также увеличение их числа является основой роста. Это относится как к линейному, так и к объемному росту.

Развитие также зависит от их числа, потому как чем больше клеток, тем больше размер тела, значит, тем более просторные территории организм может заселить.

Социальное значение роста человека

Если рассматривать процессы роста и развития только лишь на примере человека, то здесь появляется некая парадоксальность.

Рост важен, потому как физическое развитие человека является основным движущим фактором воспроизводства. Личности, физически неразвитые, зачастую не в состоянии дать жизнеспособное потомство.

И это позитивный смысл эволюции, хотя, как факт, он негативно воспринимается обществом.

Именно наличие социума – это парадокс, потому как под защитой его даже физически неразвитый человек из-за завидных интеллектуальных способностей или прочих достижений способен вступить в брак и дать потомство.

Разумеется, нормальная физиология не меняет своих принципов у людей, не имеющих заболеваний, но физически менее развитых, чем другие. Но очевидно, что размеры тела – это генетическая доминанта.

Раз они меньше, значит, личность менее других способна приспосабливаться к меняющимся условиям обитания.

Развитие человека в социуме

Хотя человек приспособил условия обитания под себя, он все равно сталкивается с неблагоприятными факторами. Выживание в них – это вопрос приспособленности. Но здесь существует еще один биологический парадокс: сегодня человек выживает в обществе. Это конгломерат людей, который уравнивает шансы всех на выживание в определенных ситуациях.

Здесь также работают и биологические инстинкты сохранения вида, потому в самых ужасающих ситуациях мало кто из личностей заботится лишь о себе. Потому, раз нам выгодно пребывать в социуме, значит, развитие организма человека без него невозможно. Человеком даже разработан язык для коммуникаций в обществе, а потому одним из этапов личного и видового развития является его изучение.

С рождения человек не способен говорить: он лишь издает звуки, демонстрирующие его страх и раздражение.

Затем, по мере развития и нахождения в языковой среде, он приспосабливается, говорит первое слово, потом вступает в полноценный речевой контакт с другими людьми.

И это чрезвычайно важный период его развития, ведь без социума и без адаптации к проживанию в нем человек менее всего приспособлен к жизни в сложившихся условиях.

Периоды развития организма человека

Каждый организм, особенно многоклеточный, в своем развитии проходит ряд этапов. Их можно рассмотреть на примере человека. От момента зачатия и образования зиготы он проходит этапы эмбриогенеза и фетогенеза.

Весь процесс роста и развития от одноклеточной зиготы до организма занимает 9 месяцев. После рождения начинается первый этап жизни организма вне материнской утробы. Он называется периодом новорожденности, который длится 10 дней.

Следующий за ним – грудной возраст (от 10 дней до 12 месяцев).

После грудного возраста начинается раннее детство, которое длится до 3 лет, а от 4 до 7 лет начинается ранний детский период.

С 8 до 12 лет у мальчиков, а у девочек до 11 лет длится период позднего (второго) детства. А с 11 лет до 15 у девочек и с 12 лет до 16 у мальчиков длится подростковый период.

Юношами мальчики становятся с 17 лет и до 21 года, а девочки – с 16 до 20 лет. Это время, когда дети становятся взрослыми.

Подростковый и взрослый период

К слову, уже с подросткового периода называть наследников детьми неправильно. Они юноши, которые с 22 до 35 лет переживают первый зрелый возраст. Второй зрелый у мужчин начинается от 35 и заканчивается в 60 лет, а у женщин с 35 до 55 лет.

А с 60 лет по 74 года начинается пожилой возраст.

Возрастная физиология очень показательно отражает изменения, наступающие в теле человека с течением жизни, а вот болезнями и особенностями жизнедеятельности людей пожилого возраста занимается гериатрия.

Несмотря на медицинские мероприятия, смертность в этот период наиболее высокая. Поскольку физическое развитие человека здесь прекращается и стремится к инволюции, то телесных проблем становится все больше.

Но развитие, то есть приобретение новых функций, практически не останавливается, если рассматривать в ментальном плане. В плане физиологии развитие, несомненно, тоже стремится к инволюции.

Оно достигает максимума в период от 75 до 90 лет (старческий) и продолжается у долгожителей, преодолевших возрастной барьер в 90 лет.

Особенности роста и развития в периодах жизни

Возрастная физиология отражает особенности развития и роста в различные периоды жизни. Она акцентирует внимание на биохимических процессах и важных механизмах старения. К сожалению, пока нет возможности действенно повлиять на старение, поэтому люди до сих пор умирают из-за накопленных в течение жизни повреждений.

Рост организма заканчивается уже после 30 лет, а, по данным многих физиологов, уже в 25 лет. Тогда же останавливается и физическое развитие, которое может вновь запускаться при усердной работе над собой. В разные периоды развития следует работать над собой, потому как это является наиболее действенным эволюционным механизмом.

Ведь даже сильные генетические задатки не могут быть реализованы без тренировок и практики.

Источник: https://FB.ru/article/194153/rost-organizma-i-razvitie-organizma-zakonomernosti-rosta-i-razvitiya-organizma-cheloveka

Рост и развитие

Физиология роста
статьи

  • Рост клеток
  • РАСТЕНИЯ
  • ЖИВОТНЫЕ
  • Процесс роста у человека

Рост и развитие.

С тех пор, как в ходе эволюции возникли многоклеточные организмы, превращение оплодотворенного яйца во взрослую особь совершается в каждом поколении в процессе роста и развития. Рост, т.е.

увеличение размеров, достигается за счет повышения количества таких субъединиц, как молекулы и клетки. Развитие, т.е. качественное изменение, обеспечивается синтезом новых соединений и образованием клеток разных типов в результате дифференцировки.

Процессам роста и развития присущи определенные физические ограничения, удерживающие увеличение размеров и изменения формы в известных пределах. С увеличением линейных размеров вдвое площадь поверхности увеличивается в 4 раза, а объем в 8 раз.

Это имеет важнейшее значение для таких параметров, как регуляция температуры и прочность структуры, необходимой для поддержания возрастающей массы организма.

Хотя клетки бывают самых разных размеров – от крошечного сперматозоида до огромного яйца страуса – их размеры тем не менее ограничиваются теми расстояниями, которые могут быстро преодолеть питательные вещества и продукты распада, диффундируя в цитоплазме.

Некоторые из самых крупных клеток нашего тела – нервные и мышечные – справляются с этими ограничениями, сочетая увеличение длины с сильным сокращением диаметра. С другой стороны, уменьшение размеров клеток тоже не может быть безграничным: необходим некий минимальный объем, где могли бы разместиться все разнообразные внутриклеточные структуры.

Рост и развитие традиционно воспринимаются как процессы, идущие по нарастающей (со знаком «плюс»); на самом же деле они могут идти и со знаком «минус». Поэтому в общем смысле рост представляет собой изменение, а не «приращение». Фундаментальное свойство роста – обновление, т.е. утрата отдельных частей и добавление новых.

При росте с положительным знаком процессы синтеза идут активнее, чем процессы распада. При старении преобладает обратное соотношение. На протяжении большей части жизни взрослого организма синтез и распад сбалансированы. Можно сказать, что в состоянии равновесия организм в каждый данный момент чуть-чуть умирает и чуть-чуть возрождается.

Время полужизни содержащихся в организме веществ измеряется периодами от нескольких минут до нескольких месяцев. В состоянии постоянного обновления находятся все органеллы клетки. Продолжительность жизни клеток многих типов ограниченна, а это означает, что их число остается постоянным только потому, что образуются новые клетки данного типа.

Обновление возможно даже на тканевом уровне – например, в яичниках созревают новые фолликулы для замещения утраченных в предыдущем менструальном цикле.

Рост клеток

Все живое состоит из клеток. Поскольку клетки не могут быть крупнее некоторых максимальных размеров, рост организма возможен только за счет увеличения числа клеток. Последнее достигается с помощью митоза – клеточного деления, при котором сначала на две части делится ядро, а затем цитоплазма.

Каждая из двух клеток, образовавшихся в результате митоза, вдвое меньше исходной. Поэтому прежде чем приступить к следующему делению, клетки должны пройти период роста, в ходе которого у них удваивается число органелл и пополняется количество цитоплазмы. Лишь после восстановления нормальных размеров клетки готовы к следующего делению. См. также КЛЕТКА.

Форма и размеры клеток зависят от их функции. Тело человека построено из клеток нескольких сот разных типов, которые по их способности к делению можно разбить на три категории.

Наивысшей митотической активностью обладают клетки обновляющихся тканей, названных так потому, что они постоянно обновляются на клеточном уровне.

Например, эпидермальные клетки делятся, находясь в базальном слое кожи; затем по мере продвижения к поверхности кожи они дифференцируются, а оказавшись на поверхности, отмирают и слущиваются, прожив лишь несколько недель.

Эпителиальные клетки, выстилающие пищеварительный тракт, иногда живут всего несколько дней, после чего отмирают и выводятся с фекальными массами. Сперматозоидам, яйцеклеткам и клеткам крови уготована та же судьба: они рождаются, стареют и гибнут, и процесс замены их новыми клетками повторяется многократно.

Клетки второй категории способны к митозу, но потенциально могут существовать до тех пор, пока жив организм в целом. Такие клетки составляют т.н.

разрастающиеся ткани: они растут только в период роста всего тела, а после того, как организм достигает окончательных размеров, митотическая активность прекращается.

Разрастающиеся ткани образуют многие внутренние органы – печень, почки и железы, как эндо-, так и экзокринные.

К третьей категории относятся клетки, которые по окончании ранних стадий развития совершенно утрачивают способность к делению. Примерами могут служить клетки таких тканей, как нервная и мышечная.

Хотя эти клетки могут оставаться живыми до тех пор, пока жив организм, они настолько высокоспециализированы, что митоз для них невозможен. Именно поэтому сердце и головной мозг не способны к регенерации.

Их клетки могут увеличиваться в размерах, но не в числе, и эти органы, во всяком случае у высших животных, расходуют в процессе развития весь запас эмбриональных клеток, которые могли бы обеспечить в дальнейшем восстановление поврежденной ткани.

У низших позвоночных животных – рыб и хвостатых амфибий – сохраняется достаточное количество недифференцированных клеток, чтобы обеспечить регенерацию некоторых частей как головного и спинного мозга, так и сердца. Среди тритонов есть виды, способные регенерировать даже хрусталик и сетчатку глаза после полного иссечения этих структур.

РАСТЕНИЯ

В семенах растений имеется эндосперм, снабжающий зародыш питательными веществами подобно тому, как желток обеспечивает питание развивающемуся зародышу животных. Семена сосудистых растений при прорастании образуют корни и побеги.

Несмотря на значительные различия между корнями и побегами, у них много общего. И те и другие многократно ветвятся, а их растущие кончики, состоящие из недифференцированных клеток, образуют конусы нарастания (верхушечные меристемы).

Многократные митотические деления в конусе нарастания постоянно поставляют новые клетки, обеспечивающие рост в длину.

Непосредственно за этой зоной пролиферации находятся зоны дифференцировки и растяжения; здесь новообразованные клетки превращаются в специализированные клетки ксилемы и флоэмы – проводящих тканей растения.

В процессе дифференцировки эти клетки сильно растягиваются в длину, что обеспечивает очень быстрый рост побегов (например, у бамбука). Между ксилемой и флоэмой расположен слой камбиальных клеток, за счет которых происходит утолщение стеблей и корней.

Приведенное выше описание относится в основном к деревьям и кустарникам. В отличие от них, у многих травянистых растений зона нарастания листьев находится у основания, а не на верхушке. Листья растут у них снизу, и именно поэтому газон приходится подстригать многократно.

Деревья и живые изгороди тоже подстригают, чтобы придать им определенную форму, однако при этом их зоны нарастания срезаются. В результате после обрезки ветвей кусты и деревья растут гуще, потому что при повреждении верхушки побега меристемы, отдаленные от его кончика, принимают на себя функции утраченной части.

До удаления верхушечной меристемы, оказывавшей на них тормозящее воздействие, эти латеральные меристемы пребывали в латентном состоянии; освободившись от торможения, они дают начало боковым ветвям.

Это явление иллюстрирует механизм, регулирующий рост растения. Верхушечная меристема вырабатывает гормональные вещества (ауксины), которые, перемещаясь вниз по стеблю, тормозят рост других меристем.

Ауксины определяют также тропизмы растений, например тенденцию расти в сторону источника света.

Инактивируясь на освещенной стороне стебля, они стимулируют удлинение стебля на теневой стороне, заставляя его склоняться в направлении к источнику света.

От света зависят также сроки вегетации: каждый вид растений начинает и заканчивает рост, цветет и производит семена в определенное время года.

В умеренных широтах жизненные циклы растений приспособлены к колебаниям температуры и к удлинению или укорочению светового дня. Некоторым видам для цветения необходим длинный, а другим короткий день.

Там, где колебания температуры и длины светового дня минимальны, прежде всего в тропиках, в координации жизненных циклов растений может участвовать чередование периодов дождей и засухи.

Однолетние растения запрограммированы на прекращение роста и отмирание в первый (и единственный) год своей жизни, а продолжение существования вида обеспечивается семенами. В отличие от них многолетние растения, в частности деревья, обладают способностью к потенциально неограниченному росту.

За счет верхушечных меристем всех побегов объем тканей ежегодно увеличивается, а за счет камбия происходит рост ствола в толщину и повышается его прочность.

Способность деревьев расти до тех пор, пока они живут, а жить до тех пор, пока они растут, демонстрирует пример секвойи с ее гигантскими размерами и потенциальным бессмертием.

Жизнь многолетников удается продлить с помощью вегетативного размножения. У отводков можно вызвать образование корней (иногда при помощи гормонов) и вырастить из них новые растения, обладающие теми же генетическими признаками, что и родительское растение. См. также ГОРМОНЫ РАСТЕНИЙ.

ЖИВОТНЫЕ

В отличие от растений, рост которых происходит путем удлинения и разрастания в стороны, большинство развивающихся животных растут за счет увеличения размеров каждого органа или ткани.

Головной мозг растет вначале быстро, но по мере того, как его клетки прекращают деление и только увеличиваются в размерах, его рост замедляется. Рост и развитие половых органов происходит в основном в период полового созревания.

Хотя каждый орган следует своему собственному «расписанию», существует также механизм общего контроля, регулирующий конечные размеры тела животного. У позвоночных эту роль выполняет в основном гормон роста, вырабатываемый гипофизом.

Под действием гормона роста происходит в первую очередь удлинение костей, каждая из которых прекращает рост в длину на определенной стадии развития. Связанные с костями ткани (мышцы, нервы, кровеносные сосуды, кожа) перестают расти, когда кривая роста животного достигает плато.

Описанный механизм роста свойствен животным с детерминированным, или ограниченным, ростом, в первую очередь – наземным животным: их размеры не могут перейти некий предел, за которым утрачивается способность поддерживать массу тела.

У многих водных животных, напротив, рост продолжается неопределенно долго даже после наступления половой зрелости, и они достигают очень крупных размеров.

Это объясняется тем, что в водной среде животные находятся как бы в состоянии невесомости и им не приходится поддерживать свое тело, а потому в процессе эволюции у них не возник механизм ограничения роста. В этом отношении рост рыб сходен с ростом многолетних растений.

Рост рыб на протяжении всей жизни происходит за счет увеличения числа функциональных единиц в их органах и тканях, т.е. в структурах, клетки которых у более высоко организованных животных перестают делиться на относительно ранней стадии жизни.

Так, у рыб по мере роста добавляются новые клетки в головном мозге и новые палочки и колбочки в сетчатке глаз; возможна также дифференцировка дополнительных мышечных волокон в сердечной и скелетных мышцах. Кости у рыб растут за счет отложения на их поверхности нового материала. По мере увеличения челюстей на них вырастают как совершенно новые зубы, так и замещающие утраченные.

Чешуи увеличиваются в результате добавления новых колец, а плавники удлиняются за счет формирования дополнительных сегментов на кончиках их костных лучей.

Многие животные в процессе развития претерпевают метаморфоз. При этом они получают возможность использовать на разных стадиях жизни разные местообитания и разную пищу. Например, у чешуекрылых личиночная стадия представлена листоядными гусеницами, а взрослая – бабочками, которые питаются нектаром, перелетая с цветка на цветок.

На стадии куколки личиночные ткани постепенно разрушаются, а из скоплений недифференцированных клеток – т.н. имагинальных дисков – развиваются крылья и ноги. У лягушек из икры вылупляются растительноядные головастики, которые вначале обитают в воде, а затем превращаются в наземных плотоядных животных, дышащих воздухом.

Хвосты и жабры головастиков резорбируются, а взамен развиваются ноги и легкие.

У некоторых животных свойственная зародышу способность к развитию сохраняется во взрослом состоянии, обеспечивая регенерацию утраченных частей тела.

Процесс роста у человека

Рост в высоту каждого человека предопределен его генами, о чем свидетельствуют расовые различия, например между пигмеями и бурунди. У высоких родителей дети обычно бывают тоже высокими, а дети тучных родителей предрасположены к полноте.

Однако характер телосложения зависит также от питания и гормональных воздействий.

Современный человек несколько выше ростом, чем были его предки, жившие несколько веков назад; это отчасти можно объяснить улучшением питания и здравоохранения, а отчасти – проявлением «гибридной мощности», создающейся в результате смешения генофондов при браках между людьми разных национальностей или рас.

Гормон роста способствует росту в детском и юношеском возрасте, но с наступлением зрелости его влияние ослабевает. Избыток гормона роста приводит к гигантизму, а его недостаточность – к карликовости.

Неудивительно, что питание оказывает глубокое влияние на рост, особенно в раннем возрасте.

Плохое питание в период развития плода может вызвать нарушения пролиферации клеток в развивающемся головном мозге и привести к умственной отсталости.

Дети, которые недоедают, растут медленнее тех, кто питается нормально, но если вовремя перевести их на достаточное питание, они догоняют по росту своих однолеток и, став взрослыми, мало или совсем не отличаются по росту от других людей.

На рост в утробе матери оказывают также влияние условия в матке, причем немалое значение имеет ограниченность пространства. У близнецов масса при рождении обычно бывает меньше, чем у ребенка, родившегося в результате одноплодной беременности, а у троен – меньше, чем у двоен. В таких случаях последующий ускоренный рост может, в конечном счете, сгладить прежнее отставание.

См. также КЛЕТКА; ЭМБРИОЛОГИЯ; РЕГЕНЕРАЦИЯ.

Источник: https://www.krugosvet.ru/enc/biologiya/rost-i-razvitie

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.