Библиотека

Эволюция и онтогенез. Причины различий в течении заболеваний у человека и других представителей животного мира

Эволюция живого — это поступательное развитие живой материи в ответ на изменяющиеся факторы внешней среды. Процесс индивидуального развития называется онтогенезом.
Онтогенез - это процесс изменения морфологических структур организма и их ответных реакций на внешние раздражители. Ткани, органы и системы тесно связаны между собой и составляют единое анатомическое и функциональное целое (5,11,15,16). Изменения во внешней среде оказывают влияние на весь организм ребенка, в результате чего изменяются функции всех органов, помогающие приспособиться организму к определенным условиям существования.
В течении заболеваний представителей животного мира, начиная от хордовых до млекопитающих, наблюдаются выраженные различия. Очевидно, что различие патологических процессов даже внутри одного класса млекопитающих – человека и животных обусловлено воздействием различных факторов среды обитания (16,17).
Отличительной особенностью человека от животных в современном мире является процесс вынашивания беременности и процесс родов. К двум этим естественным процессам, выработанным в ходе длительной эволюции, за последнее столетие добавлено множество искусственных факторов: фармакологические методы сохранения беременности, активное родовспоможение, которые отсутствуют у животных. Мощные химические – фармакологические факторы нарушают эмбриогенез в период беременности. Механические факторы при родовспоможении могут также привести к нарушению структурных элементов организма ребенка. Эти факторы влияют на развитие и формирование организма ребенка. Ответных же приспособительных реакций на них в генетическом коде ребенка не существует, и если ребенок выживает, его развитие сопровождается нарастающими структурно-функциональными изменениями.
Эволюционно сформировалась отличительная морфофункциональная характеристика человека - прямохождение. В эволюции существенные изменения претерпевает и морфологический субстрат, обеспечивающий прямохождение, скелет, осевой фрагментированной частью которого является позвоночный столб. Особенности развития позвоночного столба, как части локомоторной системы, в эмбриогенезе и формирования его в родах, могут влиять на нормальные и на патологические реакции детского организма.
В основе любой рефлекторной реакции детского организма лежит двухнейрональная дуга. Тела нейронов этой дуги находятся в спинном мозге, расположенном в позвоночном столбе. Если при беременности и родах произошли повреждения структуры позвоночного столба, то соответственно произойдет изменение осевых нагрузок на позвоночный столб и скелет.
Осевая вертикальная статическая нагрузка на позвоночник, связанная с попытками ребенка встать на ноги, приведет к увеличению деформации позвоночного столба, компрессии корешков и возникновению разнообразных корешковых синдромов, которые утяжеляют основной патологический процесс, но не учитываются в лечебной практике. Этим можно объяснить своеобразные позы ребенка с ДЦП при вертикализации. У животных, стоящих на четырех конечностях, нагрузка на позвоночник распределяется динамично, равномерно, посегментарно, компрессии корешков, связанной с вертикализацией тела, не происходит (17). Этими фактами можно объяснить отличия в течении одних и тех же заболеваний животных и человека.

Психическая, интеллектуальная деятельность. Поведение

Еще одной отличительной характеристикой человека и животных является психическая и интеллектуальная деятельность. Синдромы задержки и патологии двигательного и психо-речевого развития у новорожденных и детей раннего возраста следует рассматривать, как наиболее прогностически значимые для формирования в дальнейшем ДЦП (12).
Общепринятый термин психомоторное развитие предопределяет первичность деятельности коры головного мозга, психической деятельности ребенка по сравнению с физическим развитием. Поэтому, на современном этапе, лечение детей с ДЦП направлено на регуляцию деятельности головного мозга (ноотропы, церебролизин, противосудорожные препараты).
Рассмотрим этот аспект подробнее. Исходя из теории П.К. Анохина о саморегулирующихся системах, кора головного мозга и поперечнополосатая мускулатура - это единый замкнутый саморегулирующийся цикл. Кора головного мозга, является поздним (но не последним!) продуктом органогенеза (5,14). Реакции коры головного мозга ребенка формируются под влиянием социальных факторов, воспитания, питания, заболеваний, то есть информации, поступающей из внешней среды.
Сенсорная депривация первичного и вторичного генеза у детей с ДЦП (8,12) формирует их своеобразный мыслительный процесс, интеллект, достаточный для сохранения гомеостаза в создаваемых для них искусственных условиях, но зачастую недостаточный для выживания среди людей с нормальной двигательной активностью. Адекватность ответа, то есть правильность реакции головного мозга, в конечном итоге можно оценивать по мышечному сокращению. Сила и амплитуда мышечного сокращения контролируется органами чувств самого ребенка (1,13,15). У детей с ДЦП наблюдаются различные виды нарушения чувствительности, поэтому они не в состоянии адекватно реагировать на внешние раздражители.
Мыслительная деятельность — это анализ поступающей и поступившей ранее информации. Следствием мыслительной деятельности также является появление серии мышечных сокращений - поведенческих реакций, приводящих к сохранению гомеостаза, выживаемости, в конкретных условиях.
Мышечные сокращения, возникшие в ответ на информацию, поступившую с чувствительных нейронов, формируют потоки информации с гамма-рецепторов, также воздействующие на кору головного мозга. Общие потоки информации по направлению к головному мозгу и обратно к эффекторам после серии мышечных сокращений переводят живую систему-человека в состояние покоя, отличающееся от предыдущего состояния (11). Если новое состояние, по мнению наблюдателя, лучше предыдущего, то наблюдатель (врач, педагог) делает вывод, что ребенок мыслит правильно. Этот пример подчеркивает, что мыслительный процесс не возникает сам по себе, а лишь является следствием поступления информации из внешней среды.
Из вышесказанного следует, что термин моторнопсихическое развитие более применим и правомерен для детей с ДЦП, чем психомоторное развитие.
Поведение. В психофизиологическом аспекте, поведение животных и человека — это оптимальные программы мышечных сокращений, ответных реакций на внешний раздражитель с минимальными затратами энергии. Например, при гиперкинезах и спастических параличах у детей с ДЦП, наблюдаются неадекватные по затратам энергии мышечные сокращения. Искаженный усиленный беспрерывный сигнал с периферии регистрируется в различных отделах головного мозга, как застойный очаг возбуждения и дает неправильную информацию об окружающей действительности. Такая искаженная информация приводит к неправильному развитию коры головного мозга, как промежуточного звена в циклическом процессе восприятия, анализа и реализации полученной информации. Искаженная информация с периферии приводит к неадекватным реакциям ребенка. У детей с ДЦП помимо двигательных нарушений наблюдаются различные неадекватные эмоциональные всплески: плаксивость, истеричность, или, наоборот, заторможенность.
Генетически детерминированные программы поведенческих реакций ребенка проявляются в виде безусловных рефлексов и инстинктов (10,12,14,16). Появление условных рефлексов (поведения) в онтогенезе обусловлено изменением факторов внешней среды: воспитанием и импринтингом. Импринтинг (подражание окружающим ребенка людям) выражен у детей в норме до 5-7 лет и убывает с развитием сознания, накоплением личного опыта и критического восприятия окружающей действительности. Основная масса детей с ДЦП отстает в своем развитии и сроки импринтинга у них увеличены в связи с задержкой моторнопсихического развития. Воспитание их происходит в среде, специально созданной для них (специализированные ДДУ и школы), среди таких же детей с ДЦП, поэтому они зачастую имеют отклонения в поведении не только первичного, но и вторичного характера (12). Они копируют поведение друг друга, так как копировать больше некого. Эти факторы следует учитывать при создании реабилитационных педагогических программ.
Добиваясь восстановления адекватной чувствительности, формируя правильные движения у детей с ДЦП, обучая ребенка правилам поведения в среде обычных здоровых детей, можно быстро достичь желаемых результатов.

Механизм реципрокной иннервации

Дисбаланс мускулатуры, проявляемый в виде нарушения позотонических рефлексов и невозможности совершать произвольные движения, является синдромокомплексом ДЦП. О нарушении координированной работы поперечно-полосатой мускулатуры пишут все исследователи, изучающие проблему ДЦП, но вовлечение в процесс поперечно-полосатой мускулатуры рассматривается ими, как следствие первичных патологических изменений в головном мозге (12).
Считается, что при ДЦП нарушается влияние структур головного мозга, ответственных за обеспечение позы и ходьбы, на мотонейроны спинного мозга, что приводит к патологическому характеру развития произвольной моторики (8). Однако не всегда поражение структур головного мозга приводит к нарушению произвольных движений и спастическим параличам. Об этом свидетельствуют многочисленные случаи из травматологической и нейрохирургической практики, когда явное повреждение структур головного мозга не приводит к возникновению клиники, хотя бы отдаленно, напоминающей ДЦП. Очевидно, что нарушения координированных движений при ДЦП обусловлены и другими причинами, одной из которых является нарушение механизма реципрокной иннервации (1,2,4,6,14-16).
Известно, что мышечное сокращение невозможно без наличия элементарной рефлекторной дуги, центры которой лежат в спинном мозге (10). Вся содружественная работа поперечно-полосатой мускулатуры организма ребенка и взрослого человека регулируется механизмом реципрокной иннервации.
Реципрокная иннервация - сопряженная иннервация, рефлекторный механизм координации двигательных актов, обеспечивающий согласованную деятельность мышц антагонистов (сгибатели - разгибатели, пронаторы - супинаторы, отводящие - приводящие мышцы). Суть реципрокной иннервации заключается в том, что рефлекторное возбуждение в группе нервных клеток, иннервирующих определенные мышцы, сопровождается реципрокным (сопряженным) торможением активности в других клетках, функционально связанных с антагонистами. Такое торможение с участием промежуточного нейрона Реншоу, выполняющего функцию релейного переключателя, ведет к расслаблению мышц антагонистов. Таким образом, нервные центры мышц антагонистов находятся в противофазах при выполнении многих двигательных актов (14-16).
Простейшим примером, демонстрирующим механизм реципрокной иннервации, является процесс сгибания и разгибания конечности в любом суставе. В тот момент, когда в спинном мозге с чувствительного нейрона происходит передача импульса на двигательный нейрон, осуществляющего иннервацию сгибателя, одновременно происходит передача тормозящего импульса на вставочный нейрон Реншоу, связанный с разгибателем. Торможение мотонейрона, иннервирующего разгибатель, обеспечивает пассивное расслабление разгибателя во время сокращения сгибателя. Такая же последовательность наблюдается при сокращении разгибателя и расслаблении сгибателя. Это упрощенная схема, но она помогает понять сложный, четко координированный процесс, называемый реципрокной иннервацией.
Механизм реципрокной иннервации обеспечивает возможность осуществления организмом координированных движений: ходьба, писание, движение глаз (1,2,14-16).
За счет этого механизма происходит сгибание и разгибание конечностей в суставах. Если ребенок ползает или идет, работает механизм реципрокной иннервации, попеременно вызывая сокращение сгибателей и разгибателей конечностей, сгибателей и разгибателей туловища в сагитальных и фронтальных плоскостях.
Механизм реципрокной иннервации обеспечивает и статические позы. Когда ребенок стоит, его тело совершает беспрерывное колебание вперед-назад и в стороны относительно поверхности земли. Устойчивость положения обеспечивает беспрерывный баланс сокращений и расслаблений мышц антагонистов всего тела. Этот баланс обеспечивается миллиардами сигналов с рецепторов органов чувств (кожи, зрения, слуха, проприорецепторов и т.д.). В клинической практике этот баланс мускулатуры называют позотоническими рефлексами. Даже когда ребенок лежит и спит, механизм реципрокной иннервации обеспечивает беспрерывно меняющийся тонус мышц - антагонистов, предохраняет от раздавливания массой тела своих же органов - мышц, сосудов, нервов.
Таким образом, нарушение механизмов реципрокной иннервации приводит к дисбалансу мускулатуры на различных уровнях и может проявляться в виде спастических или вялых параличей, нарушении позотонических рефлексов и координации движений, что и является основным синдромокомплексом ДЦП. Почему же нарушается механизм реципрокной иннервации при сохранности нейронов спинного мозга? Ответ на этот вопрос дается в следующем разделе.