Czynniki warunkujące rozwój człowieka: modyfikatory, determinatory i stymulatory rozwoju

Ontogeneza wykazuje zróżnicowanie międzyosobnicze warunkowane genetycznie i ekologicznie. Tempo rozwoju może być szybsze lub wolniejsze, a wartości ostateczne cech mogą być większe lub mniejsze. Procesy rozwojowe organizmu są warunkowane i regulowane przez trzy grupy czynników:
- Czynniki endogenne genetyczne, czyli determinatory rozwoju
- Czynniki endogenne paragenetyczne, czyli stymulatory rozwoju
- Czynniki egzogenne, czyli modyfikatory rozwoju:
- Biogeograficzne modyfikatory naturalne, w tym: flora i fauna, zasoby mineralne, skład wody, gleby oraz powietrza, klimat, ukształtowanie terenu;
- Społeczno – kulturowe – modyfikatory kulturowe, w tym: pochodzenie społeczne, charakter i wielkość środowiska (miasto, miasteczko, wieś), poziom wykształcenia, wysokość zarobków, tradycje i zwyczaje społeczne.

Wydziela się również czwarty czynnik – tryb życia, który wiąże się z uwarunkowaniami genetycznymi i środowiskowymi. Grupą czynników genetycznych i paragenetycznych zajmuje się genetyk, zaś grupą czynników egzogennych ekologia człowieka. Fenotyp jednostki w trakcie rozwoju zależy od genotypu, który w sposób w zasadzie bezpośredni i niezmienny determinuje cechy jakościowe, które modyfikująco wpływają na cechy ilościowe, które stanowią wypadkową oddziaływania czynników endogennych i egzogennych. Realizacja fenotypu na podłożu określonego genotypu to epigeneza. W procesie epigenezy następuje dostrajanie się funkcjonowania zespołów genów oraz interakcja genotypu ze środowiskiem. Niezwykle ważną właściwością epigenezy jest zróżnicowanie czasowe początku, długości trwania i końca funkcjonowania różnych zespołów genów. W takiej sytuacji zakodowane genetycznie zakresy możliwości realizacji torów rozwojowych, w obrębie danego kanału nie mogą być urzeczywistnione w ciągu jednego życia, gdyż organizm poprzez działanie warunków środowiskowych wybiera jeden wariant – tor rozwojowy. Niekiedy czynniki egzogenne wywołują fenotypowo efekt podobny do tego, który jest determinowany genetycznie. Zjawisko to określa się mianem fenokopii. Rezystencja jest to opór stawiany przez rozwijający się organizm w stosunku do czynników środowiska, które stara się odkształcić plastyczne struktury biologiczne ustroju. Istnieją międzyosobnicze różnice rezystencji, jak również zmienia się ona w ciągu życia jednostki. Do określenia względnego udziału determinant genetycznych i modyfikatorów zewnętrznych w wartości cech ilościowych w trakcie rozwoju służą różnego rodzaju miary odziedziczalności.

Adaptabilność, czyli przystosowalność, nieodwracalne zmiany w trakcie rozwoju osobniczego nie utrwalające się w cechach dziedzicznych w zasadzie nie może być mierzona u jednostek, bowiem realizują one określony tor rozwojowy. Można ją szacować u osobników identycznych genotypowo (bliźnięta MZ ) rozwijających się w różnych warunkach. Można też ją oceniać w próbkach z jednej populacji żyjących w skrajnie różnych warunkach lub też w grupach osobników o znanych właściwościach genotypów. Genetyczna determinacja rozwoju przejawia się tym, że jedne geny kontrolują ten proces przez odpowiednie funkcjonowanie układu wewnątrzwydzielniczego, gdy inne geny decydują o różnicach dynamiki rozwoju. Wydaje się, że w różnych sekwencjach czasy różna jest aktywność genów odpowiedzialnych za rozwój osobniczy.

Prawidłowości genetycznego ukierunkowania cech ilościowych zaczęto wyjaśniać na przełomie XIX i XX w. Genetyczne zdeterminowanie płci człowieka warunkuje zasadnicze różnice rozwoju chłopców i dziewcząt, które dotyczą odmiennego tempa wzrastania, różnic w zakresie ostatecznych wymiarów i proporcji ciała. Sądzi się, że mniejsze zaawansowanie procesów rozwojowych w stosunku do wartości ostatecznych chłopców niż dziewcząt w tym samym wieku, mniejsza odporność biologiczna chłopców ( np. wyrażona wyższą śmiertelnością okołoporodową) i łatwiejsze odchylanie się ich szlaku rozwojowego warunkowane jest heterochromosomami płciowymi XY. Lepsze ukierunkowanie ontogenezy dziewcząt (rezystencja) warunkowane jest posiadaniem przez nie chromosomów XX, co powoduje większą stałość tego procesu i mniejszy wpływ czynników środowiskowych. Jednak dziewczęta odchylone od prawidłowego szlaku rozwojowego powracają nań trudniej niż chłopcy. O roli genów chromosomu Y możemy wnioskować na podstawie obserwacji zespołów anomalii genetycznych. Tak np. w zespole Klinefeltera XXY również rozwój fizyczny jest opóźniony. Opóźnienie rozwoju przejawia się w później przebiegających procesach kostnienia, co przedłuża proces wzrastania i warunkuje większe ostateczne wymiary ciała dla chłopców. U płodów ludzkich dymorfizm płciowy wyrażony jest słabo. Dotyczy on wcześniejszego przebiegu kostnienia, a w okresie okołoporodowym widoczne są różnice długości i ciężaru ciała. U małych dzieci dymorfizm jest słabo zaznaczony, choć bezwzględne wartości wysokości i ciężaru ciała wyższe są u chłopców, zaś grubości fałdów skórno-tłuszczowych – u dziewcząt. Najsłabiej dymorfizm w wysokości i ciężarze ciała zaznacza się w wieku 10-11 lat, gdy dziewczęta zrównują się wartościami tych cech z chłopcami.

Różnice w rozwoju w zależności od płci można ująć w następujące punkty:
- Do okresu dojrzewania płciowego różnice cech antropometrycznych i proporcje budowy ciała są niewielkie i w liczbach bezwzględnych cechy te niższe są u dziewcząt.
- Dojrzewanie płciowe jest wcześniejsze u dziewcząt o 16-18 miesięcy i w tym czasie w wieku 12-13 lat przewyższają one przeciętnie chłopców w zakresie licznych cech antropometrycznych, np. wysokością i ciężarem ciała. U dziewcząt wcześniejsze jest wyrzynanie zębów, kostnienie nasad kości i uzyskiwanie ostatecznych wymiarów ciała.
- W okresie dojrzewania kształtują się u obu płcie ostateczne różnice dymorficzne przejawiające się w różnicach proporcji budowy ciała, np. u dziewcząt szersze są biodra w stosunku do barków, dłuższy jest tułów w stosunku do kończyn dolnych, głębsza jest klatka piersiowa w stosunku do jej szerokości.
- Przez cały okres wzrastania dziewczęta są bardziej zaawansowane w stosunku do wartości ostatecznych niż chłopcy- posiadają słabszą siłę mięśniową, mniejszą pojemność płuc, wielkość serca, szybsze tętno, grubszy fał skórno-tłuszczowy, a po okresie dojrzewania odmienny rozkład tkanki tłuszczowej (biodra, podczas gdy u chłopców – pas barkowy). Różnice dotyczą też rozmieszczenia na ciele owłosienia i wielu innych cech.
- Dziewczęta wykazują większą odporność biologiczną na oddziaływanie wpływów środowiska, w tym również na czynniki chorobowe, na działanie niekorzystnych warunków bytowych.

Pewien wpływ na zróżnicowanie rozwoju zdają się mieć różnice konstytucjonalne, m.in. określane na podstawie somatotypu. Osobnicy endomorficzni charakteryzujący się dużym ciężarem ciała w stosunku do wysokości, znaczną grubością fałdu skórno-tłuszczowego, znacznymi wymiarami szerokościowymi rozwijają się i dojrzewają fizycznie szybciej osobnicy o budowie mezomorficznej, a zwłaszcza ektomorficznej, którą cechuje przewaga wymiarów długościowych, mały ciężar ciała, nieznaczny fałd skórno-tłuszczowy i małe wymiary szerokościowe. Zależność ta przejawia się między innymi wcześniejszym o około 1-2 lat występowaniem pierwszej menstruacji u dziewcząt i polucji u chłopców endomorficznych.

Szczególną cechą osobników później dojrzewających są nieco wyższe wartości wysokości ciała, zwłaszcza długie są kończyny dolne w stosunku do tułowia. Później dojrzewające dziewczęta mają budowę i sylwetkę bardziej chłopięcą, zaś wcześnie dojrzewający chłopcy budowę bardziej zbliżoną do dziewczęcej. Ważnym czynnikiem rozwoju jest dobór małżonków pod względem różnic i podobieństw genetycznych. Przy krańcowych niezgodnościach genotypu rodziców zapłodnienie może nie dochodzić do skutku, a duże różnice stanowić mogą przyczynę poronień. W przypadku małżeństw niespokrewnionych szansa wystąpienia genów homozygotycznych w danym loci jest mała i szacuje się ją jako 3 na tysiąc. Natomiast u małżeństw spokrewnionych, zwłaszcza w pierwszym stopniu, jest ona znacznie większa. Homozygotyczność małżeństw może obniżać wartość cech rozwojowych dzieci. Dlatego też krzyżowanie wsobne nie jest korzystne z punktu widzenia rozwoju potomstwa (gorszy rozwój, większa szansa ujawnienia się wad i zaburzeń rozwojowych, mniejsza odporność biologiczna). Odmiennie biologicznie skutki wynikają z kojarzenia krzyżowego. Podkreśla się tu efekt zjawiska heterozji, czyli wyższych wartości cech u mieszańców w pierwszym pokoleniu. Badania efektów heterozji szczególnie dobrze udokumentowano w odniesieniu do tych populacji, które znalazły się w trakcie rozrywania barier izolacyjnych (gwałtowny wzrost zmienności cech). Zjawisko heterozji w różnych populacjach jest jeszcze mało poznane. W zasadzie efektu zwiększenia wymiarów ciała nie stwierdza się we wszystkich fazach rozwoju, m.in. brak go u płodu i noworodków. Zdaniem niektórych badaczy efektem heterozji jest zwiększenie wrażliwości ustroju na czynniki zewnętrzne. Przejawem tego jest nie tylko akceleracja rozwoju w korzystnych warunkach zewnętrznych, lecz również większe niż u bardziej homozygotycznych osobników reakcje na niekorzystne wpływy środowiska w postaci opóźnienia rozwoju. Ze społecznego i medycznego punktu widzenia ważne jest również zagadnienie mutacji chromosomowych i ich wpływu na ontogenezę, a także mutacji genowych. Problem ten szczególnej wagi nabiera w związku z narastaniem czynników mutagennych, co w konsekwencji powoduje zwiększanie się w puli genowej populacji liczby genów zmutowanych. Problemami planowania rodziny w przypadkach ujawnionych niekorzystnych skutków mutacji zajmują się obecnie w coraz szerszym zakresie poradnie genetyczne.

Mimo, że połowa zestawu genów przekazywanych potomstwu pochodzi od ojca i połowa od matki, to jednak w większości cech ilościowych występują silniejsze związki między cechami dziecka i matki niż dziecka i ojca. Stwierdzono to np. w odniesieniu do różnych cech takich, jak np.
- cechy kośćca (wysokość ciała, kształt głowy),
- cechy części miękkich (rozwój i kształt mięśni, kształt nosa, uszu, warg itp.),
- rozkład pigmentu (barwa włosów, oczu),
- pamięć ruchowa (uczucie prioprioceptywne),
- właściwości fizjologiczne (ciśnienie tętnicze krwi itd.).

Co się tyczy wysokości ciała potomstwa to większy wpływa matki zaznacza się już w momencie urodzenia. Uzasadnienie dla tych faktów można szukać we wpływach endogennych paragenetycznych i niegenetycznych. Wpływ matki wywierany jest na rozwijający się w jej łonie organizm potomny przez właściwości jej genotypu. Biotyp matki, cechy jej konstytucji warunkują bowiem specyfikę środowiska, w którym odbywa się rozwój zarodka i płodu. Nie przekazane przez matkę geny szczególnie te, które występują w niej w zestawach heterologicznych oddziaływają na organizm potomny za pośrednictwem właściwości metabolicznych matki. Podnosi się też rolę dziedziczenia niegenetycznego. Chodzi tu mianowicie o to, że ilość cytoplazmy przekazanej przez matkę w komórce jajowej jest znacznie większa od tej, która pochodzi z plemnika ojca. Fakt ten może we wczesnych etapach rozwoju embrionalnego posiada wpływ na specyfikę rozwoju.

Po urodzeniu wpływ metabolizmu matki na dziecko jest przedłużony w przypadku karmienia piersią. Tryb życia matki w czasie trwania ciąży wpływa również na rozwój organizmu potomnego. Tryb ten jest związany z nawykami, sposobem życia, rodzajem pracy, sposobem żywienia, czasem snu, z przeżyciami psychicznymi. Czynniki te w podobny sposób oddziaływają na organizm matki i na organizm potomny. Niedobory pokarmowe, witaminowe, nikotynizm i alkoholizm mogą wpływać np. na przebieg rozwoju w okresie życia wewnątrzmacicznego. Wiek rodziców może wpływać na rozwój dzieci w sensie wpływów biologicznych i społeczno-kulturowych. Niektóre badania sugerują, że stan rozwoju noworodków z matek młodocianych jest gorszy. Podnosi się też znaczenie dla rozwoju dziecka wieku ojca i matki w momencie poczęcia w zależności od środowiska miasto-wieś. W miastach najlepiej rozwijają się dzieci matek w wieku 25-32 lata i ojców o trzy lata starszych od matek. Na wsiach najlepszy rozwój wykazują natomiast dzieci matek 20-25 letnich. Dzieci w tym przypadku wykazują szybsze wyrzynanie się zębów, szybsze kostnienie szkieletu i dojrzewanie płciowe. Gorszy jest rozwój dzieci, gdy ojciec jest młodszy od matki o trzy i więcej lat. Nie bez znaczenia dla rozwoju dziecka jest kolejność urodzenia. W wyniku uprzednich ciąż w organizmie matki zachodzą zmiany anatomiczne i funkcjonalne, które wpływają na rozwój kolejnych dzieci. Utrzymuje się więc, że wraz z kolejnymi ciążami W czasie kolejnych ciąż wzrasta możliwość niezgodności przeciwciał między matką a płodem, co zapewne decyduje o selekcji okołoporodowej i narastaniu po drugiej ciąży liczby defektów urodzeniowych. Wrażliwość organizmu i sposób reakcji na wpływa czynników środowiskowych są uwarunkowane genetycznie i wskazują w procesie rozwoju pewną zmienność. Charakter reakcji organizmu na różnorodne oddziaływanie czynników środowiskowych zależy od rodzaju czynnika, jego intensywności, czasu trwania oraz rezystencji ustroju i jego poszczególnych struktur.

Wiele właściwości fizjologicznych i właściwości rozwoju morfologicznego kształtują cechy klimatu, na które składa się temperatura, wilgotność i ciśnienie powietrza, nasłonecznienie, ruchy powietrza. Powszechnie przyjmuje się, że najodpowiedniejszy dla przebiegu rozwoju biologicznego jest klimat umiarkowanie ciepły o przeciętnych wartościach temperatury powietrza około 18-25oC. W tych warunkach najszybsze jest dojrzewanie biologiczne oraz najdłuższy okres płodności kobiet. Różnice klimatyczne nie powodują jednak zasadniczych różnic w tempie wzrastania i w czasie dojrzewania. W klimacie tropikalnym i zimnym stwierdza się pewną tendencję do opóźnienia rozwoju. U dziewcząt, które pochodzą z krajów europejskich, a zamieszkują strefę klimatu umiarkowanie ciepłego stwierdzono pewne przyśpieszenie wieku wystąpienia menarchy.

Na człowieka wpływa również mikroklimat pomieszczeń, odzieży. Zależności pomiędzy wpływem klimatu na procesy rozwoju wyjaśniają zmiany rytmu wzrastania związane z przemiennością pór roku. Okazuje się, że największe przyrosty wysokości ciała mają miejsce w okresie wiosny – od połowy marca do połowy czerwca; szybsze jest również w tym okresie kostnienie szkieletu. Również urodzone wiosną dzieci są dłuższe. Jesienią obserwuje się natomiast większe przyrosty ciężaru ciała, co również widoczne jest u noworodków. Być może różnice owe są powodowane sezonowymi zmianami żywienia, gospodarki hormonalnej, metabolizmu itp. Również wysokość nad poziom morza wpływa na rozwój człowieka. Na ogół u mieszkańców wysokich gór stwierdza się większą liczbę czerwonych krwinek, niższe wartości ciśnienia tętniczego, zwolnioną pracę serca, większe stężenia Hb, mniejszą liczbę limfocytów i monocytów. Modyfikatory cywilizacyjno-kulturowe powodują zmiany sposobu działania lub konfiguracji modyfikatorów naturalnych. Zalicza się tu takie czynniki, jak pochodzenie społeczne, warunki zamieszkiwanego środowiska, poziom wykształcenia rodziców i poziom ich kultury, tradycje i zwyczaje, formy żywienia; pewien wpływ wywierać przebywanie w zakładach wychowawczych i przeżycia psychiczne.

Wpływ środowiska społecznego na rozwój fizyczny był wielokrotnie badany. Dzieci pochodzące ze środowisk uprzywilejowanych lub inteligenckich wykazują przyśpieszony rozwój biologiczny w stosunku do dzieci wywodzących się z warstw pośrednich, a zwłaszcza z warstw robotniczych i chłopskich. Najwyższe wartości cech somatycznych i najszybsze dojrzewanie występuje u dzieci rodziców posiadających wyższe wykształcenie, którym ustępują dzieci rodziców z wykształceniem średnim, zwłaszcza zaś z podstawowym pełnym i niepełnym.

W rozwoju fizycznym wyraźnie zaznacza się też zależność od zamieszkiwania w środowisku wielkomiejskim, małomiejskim lub wiejskim. Przyspieszone wzrastanie i szybsze dojrzewanie dzieci w środowiskach wielkomiejskich zapewne wynika z lepszej opieki i warunków życia. Podkreśla się tu wpływa bodźców działających na układ nerwowy i narządy zmysłów. Opóźnienie rozwoju dzieci wiejskich wynika zarówno z braków w higienie i opiece lekarskiej, jak i z przeciętnie gorszego, bardziej monotonnego odżywiania, często wczesnego obciążenia pracą fizyczną. W związku z tym, że ma to wpływ na przebieg rozwoju fizycznego dla jego oceny często stosuje się odrębne normy dla dzieci z miast i wsi.

Często za czynnik rozwoju uważa się wielkość rodziny. Wiąże on wpływ kolejności urodzenia, wieku rodziców, odległości czasowej między kolejnymi ciążami, z podziałem dochodu przypadającego na jednego członka rodziny, elementami wyposażenia mieszkania przypadającego na jedną osobę, ze zwiększoną możliwością zakażeń chorobotwórczych, w końcu z możliwością zapewnienia odpowiedniej opieki ze strony rodziców wyrażoną czasem poświęconym dzieciom.. Warto pokreślić, że dzieci pochodzące z rodzin wielodzietnych przeciętnie cechuje gorszy rozwój fizyczny niż dzieci z rodzin małodzietnych. Dotyczy to niższych przeciętnych wysokości i ciężaru ciała oraz innych cech rozwojowych, a także stwierdza się często przeciętnie słabsze wyniki testów zdolności umysłowych. Ćwiczenia fizyczne również należą do grupy czynników związanych z trybem życia. Aktywność ruchowa i wypoczynek są uwarunkowane w mniejszym lub większym stopniu czynnikami genetycznymi, np. temperamentem i właściwościami konstytucjonalnymi, jak również czynnikami biogeograficznymi, np. temperaturą otoczenia, typem pogody. Zorganizowany, ukierunkowany i racjonalny ruch działa bodźcowo na organizm przyśpieszając wzrastanie układu mięśniowego, kostnego, a także doskonalenie innych układów – krwionośnego, oddechowego, nerwowego i wewnątrzwydzielniczego. Zorganizowany i dostosowany do danego wieku ruch w postaci zajęć wychowania fizycznego wpływa na rozwój korzystnie, zaś ćwiczenia siłowe prowadzą do ujemnych skutków (zahamowanie wzrastania, wcześniejsze zakończenie produkcji chrząstek wzrostowych, kształtowanie krępej budowy ciała). Energia uzyskana z pożywienia jest niezbędna dla funkcjonowania organizmu – działania mięśni, normalnego przebiegu rozwoju, zachowania stałej ciepłoty. Czynnik żywieniowy jest w głównej mierze odpowiedzialny za przebieg rozwoju. Braki pokarmowe mogą doprowadzać do opóźnienia rozwoju i dojrzewania i mają wpływ na ostateczne wartości wysokości i ciężaru ciała, nie powodują jednak istotnych zmian w proporcjach budowy ciała. Braki i niedobory pokarmowe mogą przerywać cykle menstruacyjne kobiet i powodować bezpłodność mężczyzn.

Przeżycia psychiczne mogą spowodować zwolnienie tempa rozwoju. Pobyt w żłobku rozluźnia więzy psychiczne z matką, powoduje ograniczenie ruchliwości dziecka. Jedna opiekunka nie może zaspokoić indywidualnych potrzeb wszystkich dzieci. W przeciwieństwie do żłobka przedszkole posiada dodatni wpływ na rozwój dzieci, zapewnia partnerstwo w zabawach, w grupach rówieśniczych. Podobnych kontaktów nie są w stanie zorganizować rodzice dzieci wychowywanych w domu. Przedszkole wyrabia sprawność ruchową, koleżeńskość, rozwija intelekt, wyrównuje różnice kulturowe i środowiskowe. Stymulację rozwoju zapewnia regularność posiłków, właściwa organizacja zajęć. Rozpoczęcie nauki szkolnej przypada na wiek, w którym ma miejsce szybki rozwój motoryczności dzieci. Organizacja zajęć szkolnych winna uwzględniać ów fakt, bowiem ograniczenie ruchliwości w pierwszych klasach powoduje szereg ujemnych skutków – nerwowość dzieci, zaburzenia rozwoju motorycznego, wady postawy. W tym okresie dzieci powinny mieć dużą ilość zajęć ruchowych, odpowiednio dobrany sprzęt szkolny. Dzieci szkolne powinny być pogrupowane w klasy bardziej na zasadach wieku biologicznego niż chronologicznego, co warunkowałoby względnie równoległy przebieg rozwoju fizycznego, motorycznego i umysłowego oraz poprawiałoby stosunek jednostki w grupie. Różnice w czasie dojrzewania chłopców i dziewcząt rodzą niekiedy problemy stanowiące pewne trudności w szkołach koedukacyjnych. Stwierdzono, że tempo wzrastania i ciężaru ciała jest u dzieci i młodzieży szkolnej mniejsze w czasie trwania nauki niż w czasie wakacji. Zjawisko to spowodowane bywa zapewne nadmiernym niekiedy przeciążeniem umysłowym i często złą organizacją zajęć szkolnych.