Fyziologické zvláštnosti v ontogenezi MUDR. KATEŘINA KAPOUNKOVÁ, PH.D. Prenatální vývoj  Od oplození ( splynutí vajíčka) do porodu  Přibližně 266 dní (cca 38 týdnů) – koncepční ( gestační) stáří  Někdy se uvádí termín menstruační stáří = stáří embrya od posledního dne menstruace matky ( délka těhotenství o 14 dní delší, cca 280 dní – 40 týdnů)  Většina času v děloze  Z jediné buňky se vyvine zralý plod  Těhotenství se dělí na : z pohledu matky- trimestry z pohledu plodu – germinační, embryonální a fetální Z hlediska matky = gestace ( období těhotenství) Prenatální vývoj  Těhotenství vyžaduje přidělování matčiny energie do rostoucího plodu a ochránění vyvíjejícího se plodu před imunitním systémem matky  Zprostředkováno hormonální komunikací plodu, děložní tkáně, vaječníků a mozku matky: • Choriový gonadotropin – zabraňuje zániku žlutého tělíska • Progesteron- tlumí aktivitu myometria , stimuluje růst alveolů a tubulů v prsní tkáni • Estrogen – zvyšuje průtok krve dělohou • Relaxin – tlumí děložní kontrakce, změkčuje děložní krček Na počátku těhotenství progesteron, estrogen a relaxin produkuje žluté tělísko, po 6. týdnu přejímá placenta  Dítě je uloženo v plodových obalech v plodové vodě (vhodné prostředí pro vývoj)  Výměna látek (výživa, vylučování, dýchání) mezi krví dítěte a krví matky probíhá přes placentu.  Krev matky a dítěte se nemísí. Cévy matky a dítěte jsou v placentě vedle sebe a látky se filtrují přes jejich tenkou stěnu  S placentou je dítě spojeno pupeční šňůrou gametogeneze  Proces vývoje zralých pohlavních buněk ( gamet) z příslušných buněk  Redukce počtu chromozomů na poloviční redukčním dělením meiózou  Vývoj spermií v pubertě - varle  Ženské pohlavní buňky vývoj mezi 2.- 6. měsícem prenatálního života - vajíčka Germinační období  První období ontogenetického vývoje  Ze zygoty vznikne embryo ( morula za 60 hod, blastocysta za 96 – 120 hod)  Zárodek se někdy nazývá preembryo  Oplození : spermie prochází dělohou a vejcovodem, pronikne obaly vajíčka a haploidní genotypy obou gamet vytvoří diploidní jádro  Okamžikem oplození určeno pohlaví zárodku  Nastává rýhování vajíčka – morula – blastocysta  Buňky zevní obalové vrstvy produkují choriový gonadotropin – ovlivnění fyziologie mateřského organismu  Blastocysta cca 6 den se implantuje do děložní sliznice oplození embryo Oplození Vznik dvojčat - pravděpodobnost 1:80 (stoupá v důsledku umělých oplodnění) Trojčata – 1:8000 - Dvojvaječná - uvolnění 2 vajíček, oplození 2 spermiemi - Podobnost jako jiní sourozenci - Jednovaječná - úplné oddělení 2 buněk při rýhování zygoty - stejná genetická výbava Embryonální období  začátek 2. týdne až konec 8. týdne po oplození  množení a diferenciace buněk, formování orgánů a soustav  zárodek velmi zranitelný – narušení vývoje = poškození orgánů, těžké vady  vznik 3 zárodečných listů  Ve středním zárodečném listu ( mesodermu) se formuje – primitivní chorda a laterálně od ní prvosegmeny ( somity)  Zakládají se nejprve kraniálně a postupně se objevují další kaudálním směrem Embryo = zárodek Embryonální období  Do konce 5. měsíce vznikne cca 42 – 45 somitů = somitové stádium  Podle počtu somitů lze určit stáří embrya Další vývoj somitů  Rozdělí se na : • Myotom ( později vytvořeno kosterní svalstvo) • Sklerotom ( vznik osového skeletu) • Dermatom( pojivová složka kůže) Další tkáně vzniklé z mesodermu: cévy, vylučovací soustava ( bez močového měchýře), slezina, nadledvina V 8. týdnu zřetelné základy kostí Embryonální období Spolu s utvářením somitů se na dorzální ploše diferencuje z ektodermu: • základ nervové tkáně- neuronální ploténka, později neuronální trubice • epitel sluchového, zrakového a čichového ústrojí, hypofýza, mléčné a potní žlázy, sklovina Třetí zárodečný list entoderm: • epitel trávicího traktu, dýchacích cest, močový měchýř, střední ucho, Eustachova trubice, parenchym štítné žlázy, jater, pankreatu Současně i změny vnějšího tvaru embrya – roste do délky, zakřivuje se a ohýbá Motorika v embryonálním období  ke konci embryonálního období ( cca od 7. týdne) – spontánní pohyby  Jemné změny kontur embrya trvající asi 2 s  Tyto pohyby po 2 týdnech ustávají  Dochází i ke slabé flexi a extenzi páteře  Od 8. týdne dochází i k tzv. lekavým pohybům = rychlému 1s trvajícímu trhnutí celého plodu Velikost a hmotnost plodu Fetální období  Období plodu  Začátek 9. týdne až porod  Organogeneze prakticky skončila v embryonálním období, nyní orgány rostou, vyvíjejí se a začínají fungovat Tělesný vývoj  Ve 4. a 5. měsíci růst do délky, až do 20. týdne, pak se růst zpomaluje – závislé na koncentraci somatotropního hormonu  Hmotnostní přírůstek zejména v posledních 2 měsících těhotenství ( vytváří se i tukové zásoby)  V 2.trimestruse upravuje podoba obličeje  Od 4. měsíce na povrchu těla lanugo  Kůže vyvinuta, ale podkožní vazivo ještě na počátku ne  Ve 20. týdnu genitálie vyvinuty ( lze rozpoznat pohlaví ultrazvukem) V polovině těhotenství cca 1% tukové tkáně těsně před narozením – asi 15% Fetální období  Ve 20. týdnu první osifikační centra v dlouhých kostech a lebce  V posledním trimestru k žádným dramatickým morfologickým změnám nedochází – vše dozrává  V 11. týdnu má plod zubní zárodky, objevily se prsty na rukou a nohou, zatím jsou ale srostlé blánou Od 6. měsíce – dříve narozené děti – šance na přežití Fetální období  V pátém měsíci začínají růst vlasy i řasy a tělo je pokryto mastnou vrstvou, která chrání jemnou kůži  Ve 24. týdnu jsou plíce vyvinuty natolik, že už může plod dýchat. Prozatím se jeho dýchací ústrojí plní plodovou vodou Fetální období  V 7. měsíci vypije asi litr plodové vody denně  Obličej a tělo dosáhnou vzhledu, jaký budou mít při porodu  V 8. měsíci ve střevech je primitivní stolice (smolka) Ve 38. týdnu svého vývoje je plod zralý Fetální období Motorika  V 9. týdnu se objevuje škytání – 1s trvající záchvěvy bránice  Od 9. týdne pohyby končetin a hlavy  Od 10. týdne rozvoj pohybových schopností – dotyky obličeje a rukou se současnými pohyby prstů, protahování, zívání, pohyby čelistí i pohyby jazyku  Ve 12.týdnu cucání, polykání, rotace rukou v zápěstí i jemnější pohyby prstů  V 15. týdnu je pohy – dochází k dočasnému snížení pohybové aktivity  Po 24. týdnu jsou pozorovány i pohyby obličejových svalůbový rejstřík téměř kompletní Fetální pohyb nutný k procvičení systémů , stimulaci některých smyslů a zamezení srůstu s plodovými obaly Fetální období  Pohyb je nutný pro správný vývoj pohybového ústrojí ( příklad špatně vyvinuté klouby u novorozenců s fetálním alkoholovým syndromem – alkohol tlumí aktivitu plodu)  Prenatálně se vyvíjejí některé reflexy: od 28.týdne tonický šíjový a uchopovací reflex Denní aktivita plodu  Každý plod individuální vzorec denní aktivity  Po 30. týdnu byl u plodu zaznamenán REM spánek ( 70-80% času) Percepce  Senzitivní dráhy pro bolest od 20.týdne  Chuť od 3.trimestru  Sluch vyvinut v 37. týdnu ( reakce plodu na zvuk, ale zaznamenána od 32.týdne)  Vývoj oka dokončen mezi 7.-8. měsícem těhotenství Fetální období Psychický vývoj  Bioelektrickou aktivitu mozku lze vysledovat od začátku fetálního období Imunita  Zárodečné buňky ze kterých se diferencují buňky lymfoidní tkáně a krevní buňky se poprvé objevují od 21. dne ve stěně žloutkového vaku  V 60. dni migrují dojater a od 90. dne vývoje do kostní dřeně  Imunitní systém je schopen prenatálně reagovat na antigeny od 20.týdne POROD  Porod ukončuje těhotenství  Je způsoben stahy děložní svaloviny vyvolanými hormonem oxytocinem  Skládá se ze 3 dob porodních: - doba otevírání – začíná smršťováním děložní svaloviny a končí otevřením děložního hrdla - doba vypuzování – končí vypuzením plodu - doba lůžková – do porodu plodového lůžka POROD  Kritický přechod mezi prenatálním a postnatálním obdobím Děloha = tekuté prostředí o konstantní teplotě 37°C Plynné prostředí s proměnlivými podmínkami Znaky donošeného novorozence  Hmotnost 2500 – 4000g  Délka 50 cm  Vyvinutý podkožní tuk  Růžová kůže krytá mázkem, lanugo může pokrývat povrch těla, ale jen zbytkově  Vytvořeny všechny deriváty kůže ( vlasy, nehty přesahují okraj prstů)  U chlapců varlata sestouplá do šourku, labia majora překrývají labia minora u dívek Hodnocení zdravotního stavu novorozence Apgar skóre  počet srdečních tepů  dýchání  napětí svalů  odpověď na podráždění  barva kůže Vývojová postnatální období rané dětství - od narození do 3 let novorozenec - od narození do 1 měsíce kojenec - od 1 měsíce do 1 roku batole - od 1 roku do 3 let předškolní věk - od 3 let - 6 let mladší školní věk - od 6 let - 11, 12 let starší školní věk - od 11, 12 let - 20 - 22 let puberta - od 11, 12 let - 15 let adolescence - od 15 let - 20 - 22 let dospělost - od 20 - 22 let - 65 let časná dospělost - od 20 - 22 let - 31 let střední dospělost - od 31 let - 45 let pozdní dospělost - od 45 let - 65 let stáří - od 65 let do smrti nižší starší věk – 65-75 let střední starší věk- 75 – 85 let vyšší starší věk – 85 a starší biologický X kalendářní věk ( akcelerace, decelerace) Postnatální vývoj – novorozenecké období  od narození do 28. dne života  dítě začíná samostatně dýchat Vrozené reflexy  Moorův reflex –při prudkém škubnutí dítě roztáhne ruce na obě strany  tonicko –šíjový reflex –„šermíř“  Babinského reflex –při zatlačení na šlapku nohy se prsty od sebe odpojí  reflex chůze –nad podložkou reflexně „ťape“, ale s chůzí to nemá nic společného  reflex lezení  plovací reflex –dítě se nenadechne, pokud nemá hlavu nad vodou Vyživovací reflexy  orální –spojen se sacím reflexem  polykací  sací  hledací automatizmus Obranné reflexy  úchopový reflex  kašlání  kýchání  dávivý reflex  zívání Senzomotorický vývoj novorozence  reakce na světlo a tmu  nevidí detaily obličeje, rozlišuje pouze obrysy  matku na základě zraku rozlišuje až kolem sedmého měsíce  hlas matky rozezná již 3 dny po porodu (dává mu přednost před jinými a snaží se dostat do takové polohy, aby hlas matky slyšelo lépe –otáčí hlavičku apod.)  při podstupování bolestivého zákroku dává jasně najevo, že bolest cítí  důležitá dotyková stimulace  čich se rozvíjí až po porodu, matku pozná již za 45 hodin po narození Postnatální vývoj – kojenecké období  od 1 měsíce do 1 roku  je charakterizováno prudkým psychickým vývojem, tělesným růstem a zráním CNS  do jednoho roku vyroste kojenec asi o 25cm, tělesnou hmotnost zvýší přibližně na trojnásobek  změny proporcí kostry těla a lebky  specifický psychomotorický vývoj  spánek (od 3. měsíce dochází ke střídání fází spánku –2 fáze spánku během dne a 3 fáze bdění)  nasycení –kojení (doporučováno do čtyř až šesti měsíců, dále kombinace s nemléčnými přípravky)  komunikace –první úsměv (od šestého týdne), první známka socializace  záporné emoce projevuje pláčem  od šestého měsíce –diferencovaná socializace –rozlišuje matku mezi ostatními (fixace)  zdokonaluje se zraková ostrost  reaguje na různou intenzitu světla  ve třetím měsíci pozná tvář matky, zhruba o měsíc později rozlišuje osoby blízké a cizí  od čtvrtého měsíce je plně rozvinuté barevné vidění  zpočátku rozlišuje chuť sladkou a mléčnou  kolem šestého měsíce se změnou jídelníčku rozlišuje postupně další chutě  velmi citlivě reaguje na chlad, teplo (termoregulace)  okolo třetího měsíce se objevuje mimovolní sahání po předmětech  v devátém měsíci uchopí předmět (palec v opozici) Lokomoce – pohyb celého těla  vyvíjí se cefalokaudálním směrem (od hlavy k patě)  nejdříve pohyb hlavy –zpevňování šíjového svalstva  mezi druhým a čtvrtým měsícem obracení z boku na bok  mezi čtvrtým a šestým měsícem převracení na břicho  mezi sedmým a osmým měsícem lezení po čtyřech, aktivní sed, postupné postavování a chůze krok Vývoj řeči  asi dva týdny po porodu se objevuje „broukání“, trvá do tří měsíců  kolem šestého měsíce kojenec napodobuje zvuky z okolí = mimovolní echolálie  mezi sedmým a devátým měsícem vnímá slova a nabývají pro něj určitého významu  na konci prvního roku se objevují záměrně kladená slova vývoj řeči: porozumění, napodobení, stadium jednoslovných vět Postnatální vývoj – období batolete  1 až 3 roky  Lokomoce je hlavní motorickou činností  Předpoklady ke správnému držení těla se neustále zlepšují  Po prvním roce dítě ujde asi 20 kroků  Nemá představu o vzdálenostech předmětů – zvláště o hloubce  Od jednoho roku dítě kutálí míčem a hází. Před hodem a skokem se vždy zastaví vývoj řeči:  konec 1. roku: 3 – 5 slov (máma, táta)  2. rok – 200 slov „ne“, věty 2 – 3 slova, „co je to?“  3. rok: značné rozšíření (až 1000 slov, otázka „proč?“, krátká básnička, „já“. Postnatální vývoj – předškolní věk  3 – 6 let  zautomatizování chůze a běhu  Dítě ve čtyřech letech dokáže spojit běh se skokem  V šesti letech teprve dítě dokáže spojit chytání a házení  Touha po společnosti  Hra s tvořivými prvky a s pravidly  Metaboličtí nespecialisté ( více oxidativním způsobem) Prudký rozvoj slovní zásoby, opakuje básničky, delší a složitější věty Sociální vývoj – důležitý dětský kolektiv, probíhá socializace děti normomotorické 60% volného času v pohybu děti hypermotorické 80% volného času v pohybu děti hypomotorické 40% volného času v pohybu Postnatální vývoj- mladší školní věk  6-11 let  Zakřivení páteře není trvalého charakteru, proto je třeba dbát na správné držení těla a návykům  V osmi letech je výkonnost chlapců a dívek přibližně stejná v desíti již se od sebe výrazně liší  oblíbené začínají být kolektivní hry. Děti v osmi létech již dokáží organizovaně spolupracovat při hře  Začínají se objevovat značné rozdíly ve výkonnosti jedinců vlivem odlišného působení vnějšího prostředí a rozvoje individuálních vloh  Období 8 – 12 let se popisuje jako zlatý věk motorického učení Začátek povinné školní docházky Hlavní činnost je učení Nejpozději v tuto dobu se projeví malá mozková postižení: ADHD a specifické poruchy učení (SPU): dyslexie, dysgrafie, dysorthografie, dyskalkulie, dyspraxie… Postnatální vývoj- pubescence  11-15 let  Zrychlený a nerovnoměrný růst kostí a svalů způsobuje disproporcionalitu a s ní související nekoordinované pohyby + změna proporcí  Objevují se druhotné pohlavní znaky - vývojová nevyrovnanost mezi chlapci a dívkami  V testech motoriky jsou lepší chlapci Žena: zaoblenost a plynulost pohybu Muž : silový projev  V tuto dobu často vznikají vady držení těla a páteře (skolióza, kulatá záda).  Dokončuje se prořezávání trvalých zubů Na konci tohoto období můžeme pozorovat typicky ženskou a mužskou motoriku Typické pro toto období je : neklid, rozpornost, přecitlivělost, labilita nálad, impulsivnost Postnatální vývoj- dospělost  Je dosaženo pohlavní dospělosti, dokončují se pubertální změny  Ve dvaceti letech je člověk na vrcholu své tělesné motoriky, i když se dále rozvíjí pohybové schopnosti  Objevují se obrovské rozdíly mezi trénovanými a netrénovanými jedinci  Ženy mají nižší sportovní výkonnost než muži, jen v ohebnosti jsou výrazně lepší  V tomto období se ještě dá zlepšovat technika (např. tenis, lyžování atd.)  Objevuje se však pomalejší regenerace po sportovním výkonu  V šedesáti létech může mít muž až 80 % svého maxima síly  U necvičících dochází ke značnému poklesu výkonnosti již v období do 30 let časná dospělost - od 20 - 22 let - 31 let střední dospělost - od 31 let - 45 let pozdní dospělost - od 45 let - 65 let Postnatální vývoj- stáří  Funkční stav závisí na širokém okruhu fyziologických, psychologických a sociologických ukazatelů  Individuálně rozdílné subjektivní hodnocení funkčnosti jednotlivých systémů  Stařecká motorika je strnulá a stereotypní, mizí harmonie pohybu  Uvedené negativní znaky stařecké motoriky jsou nevyhnutelné, ale dají se oddálit pravidelným vhodným cvičením. Klasifikace Typický věk Sociální a biologická charakteristika Střední věk 40 – 65 roků Druhá polovina pracovní kariéry. Biologické systémy zhoršení o 10% - 30%. Nižší starší věk 65 – 75 roků Začátek důchodového věku. Další ztráty biologických funkcí, zachovaná homeostáza. Střední starší věk 75 – 85 roků Podstatné zhoršení funkcí v průběhu denních aktivit, výraznější ztráta homeostázy, schopnost nezávislého života. Vyšší starší věk > 85 roků Neschopnost nezávislého života, institucionální a opatrovatelská péče. KLASIFIKACE VĚKU A PRŮBĚH STÁRNUTÍ: Interindividuální rozdíly Interindividuální diference se zvyšují s věkem biologický věk Funkční stav závisí na širokém okruhu fyziologických, psychologických a sociologických ukazatelů Individuálně rozdílné subjektivní hodnocení funkčnosti jednotlivých systémů DÉLKA ŽIVOTA se prodlužuje 1. snížení výskytu infekčních onemocnění 2. pokles frekvence předčasných úmrtí 3. zlepšení životních podmínek a úrovně lékařské péče Další vlivy pohlaví dědičnost socioekonomický stav pohybová aktivita VLIV POHLAVÍ NA DÉLKU ŽIVOTA Ženy žijí déle v průměru o 5 až 9 roků, podobně v celé živočišné říši Většina lidí vysokého věku jsou ženy (kolem 60%) Ženy mají nižší mortalitu v nižším a středním věku Žena produkuje estrogeny – ochrana proti ateroskleróze Ženy mají nižší mortalitu na ICHS a rakovinu plic V minulosti kouřilo tabák více mužů, dnes … ? Při autohaváriích zemře více mužů … ? Země (očekávaná délka života (v letech) 1 Japonsko 82,6 2 Hong Kong 82,2 3 Švýcarsko 82,1 4 Izrael 82,0 5 Island 81,8 6 Austrálie 81,2 7 Španělsko 80,9 8 Švédsko 80,9 9 Macao 80,7 10 Francie 80,7 Tabulka 10 zemí s nejvyšší délkou života podle OSN Roky muži ženy 1960 67,90 73,40 1990 67,60 75,40 2000 71,65 78,35 2011 74,69 80,74 cca 18% české populace - senioři Dlouhodobě dochází k populačnímu stárnutí. Počet osob ve věku 65 let a více převyšuje počet dětí ve věku 0– 14 let ( od roku 2006) – 3/5 členských zemí Evropské unie (Německo, Itálie) Nejčastější příčiny úmrtí v ČR ( 2011) 1 místo :nemocí oběhové soustavy ( 49,3%) 2.místo : novotvary způsobily (25,8 %) 3.místo : vnější příčiny (poranění a otravy) 5,6 % 4.místo : nemoci dýchací soustavy ( 5,3 % ) Je pokles pohybové aktivity součástí stárnutí? VLIV STÁRNUTÍ NA pohybový systém  Pokles tělesné výšky (zvyšující se hrudní kyfóza a komprese intervertebrálních disků)  Zvýšení tělesné hmotnosti už v průběhu středního věku, stabilizace ve starším věku, pokles aktivní tělesné hmoty zvyšování podílu tuku  Ztráta svalové hmoty vede k progresivnímu poklesu svalové síly a vytrvalosti………………………………………………. ( involuční sarkopenie ) Více na DKK, od 40 let ztráta svalové hmoty 5% za dekádu  Progresivní ztráta kostních minerálů a matrix a progresivně zvyšující se tendence ke zlomeninám  Poškození kloubních chrupavek vede k většímu výskytu artróz  Ztráta pružnosti šlach a vazů predisponuje k porušení těchto útvarů a k podvrtnutím KARDIOVASKULÁRNÍ SYSTÉM • Progresivní pokles SF max •Maximální srdeční výkon klesá paralelně s VO2 max • Progresivní vzestup systolického TK • Zvyšující se vegetativní dystonie vede k vzestupu výskytu posturální hypotenze RESPIRAČNÍ SYSTÉM • Ztuhlost hrudního koše a ztráta elasticity plicní tkáně. • Pokles vitální kapacity a vzestup reziduálních objemů • Nestejnoměrná distribuce plynů CENTRÁLNÍ NERVOVÝ SYSTÉM A SMYLOVÉ orgány •Vzrůstající problémy s krátkou pamětí, poznáváním a s učením se novým úkolům, poruchy spánku • Zhoršení vidění a slyšení a zpomalení rychlosti reakce snižuje možnosti vykonávat některé pohybové aktivity • Při doporučování pohybové aktivity musí být zohledněno zhoršení chůze, třes, ztráta rovnováhy a zvýšená tendence k pádům AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Klesá aktivita obou větví, pokles aktivity vagu je větší, s věkem se zvyšuje převaha sympatiku Spektrální analýza variability srdeční frekvence vagussympatiku s vagus sympatikus  snížení senzitivity adrenergních receptorů  snížení produkce kortizolu a aldosteronu  snížení produkce pohlavních hormonů  snížení produkce inzulínu, snížení glukózové tolerance  ztráta diurnálního rytmu produkce růstového hormonu (funguje jako biochemický zesilovač zátěží modulované syntézy svalových proteinů, zvyšuje mobilizaci tuků a tím chrání proteiny při negativní energetické bilanci)  zvýšení hladiny parathormonu a snížení hladiny kalcitoninu ENDOKRINNÍ SYSTÉM Zhoršené podmínky pro udržování stálého vnitřního prostředí během prolongované pohybové aktivity IMUNITNÍ SYSTÉM Zhoršení různých komponent imunitního systému může limitovat reparační procesy po intenzivní práci