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23 : Croissance et développement humains - Biologie

23 : Croissance et développement humains - Biologie



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Ce chapitre décrit comment l'organisme humain grandit et se développe de la fécondation à la mort. Les stades suivants de la vie sont décrits en détail : stade germinatif, stade embryonnaire, stade fœtal, enfance, enfance, adolescence et âge adulte.

  • 23.1 : Étude de cas : Comment notre corps change tout au long de la vie
    Au lieu d'utiliser un téléphone pour passer un appel, ce nourrisson l'utilise dans un but plus adapté à son stade actuel de la vie - soulager la douleur de la poussée dentaire. Bien que cela puisse paraître mignon, la tendance qu'ont les nourrissons et les jeunes enfants à mettre des objets dans leur bouche les rend particulièrement vulnérables à l'exposition à des substances toxiques présentes dans leur environnement qui peuvent nuire gravement – ​​et parfois de façon permanente – à leur santé.
  • 23.2 : Stade germinatif
    Ce nouveau-né commence tout juste dans la vie. Elle a toute la vie devant elle ! En fait, ce n'est pas vraiment vrai. Alors que la majeure partie de sa vie est encore devant elle - y compris les étapes de la vie de la petite enfance, de l'enfance, de l'adolescence et de l'âge adulte - ce nouveau-né ne fait pas que commencer dans la vie. Elle a déjà neuf mois, et ce qui lui est arrivé pendant ces neuf mois l'aidera à façonner le reste de sa vie. Certaines des étapes de la vie les plus courtes, mais les plus importantes, surviennent avant la naissance. Ces étapes
  • 23.3 : Stade embryonnaire
    Dans de nombreuses cultures, le mariage, avec la naissance et la mort, est considéré comme l'événement le plus crucial de la vie. Pour le biologiste du développement pionnier Lewis Wolpert, cependant, ces événements de la vie sont surestimés. Selon Wolpert, "Ce n'est pas la naissance, le mariage ou la mort, mais la gastrulation, qui est vraiment le moment le plus important de votre vie." La gastrulation est un événement biologique majeur qui se produit au début du stade embryonnaire du développement humain.
  • 23.4 : Stade fœtal
    Cette future maman tient une image échographique de son fœtus. Elle est enceinte de près de neuf mois, le fœtus est donc pleinement développé et presque prêt à naître. Le fœtus a énormément grandi et changé de bien d'autres façons depuis qu'il n'était qu'un petit embryon sept mois auparavant.
  • 23.5 : Enfance
    La petite enfance fait référence à la première année de vie après la naissance, et un nourrisson est défini comme un être humain entre la naissance et le premier anniversaire. Le terme bébé est généralement considéré comme synonyme de nourrisson, bien qu'il soit couramment appliqué aux jeunes d'autres animaux, ainsi qu'aux humains. Les nourrissons humains semblent faibles et impuissants à la naissance, mais ils naissent en réalité avec une gamme surprenante de capacités. La plupart de leurs sens sont assez développés et ils peuvent également communiquer leurs besoins en pleurant.
  • 23.6 : Enfance
    Les garçons sur cette photo de 1911 ne sont que des enfants. Ils ont tous entre huit et 12 ans, des années que vous avez sans doute passées à l'école primaire et au collège. Pour les garçons sur la photo, ces années ont été passées comme charbonniers dans une mine de Pennsylvanie. Leur travail consistait à séparer les impuretés du charbon à la main. Pendant dix heures par jour, six jours par semaine, ils s'asseyaient sur des sièges en bois, perchés sur des chutes et des tapis roulants, ramassant les impuretés du charbon. L'utilisation de garçons pour faire ce travail a commencé dans le
  • 23.7 : Adolescence et puberté
    L'adolescence est la période de transition entre l'enfance et l'âge adulte. On considère généralement qu'elle commence avec la puberté, au cours de laquelle la maturation sexuelle se produit et les adolescents connaissent une poussée de croissance. Chez de nombreux enfants, cependant, la puberté commence en fait pendant la phase appelée pré-adolescence, qui couvre les âges de 11 à 12 ans. La puberté peut commencer avant l'adolescence, mais elle se poursuit généralement pendant plusieurs années, bien au stade de l'adolescence, qui se termine à la fin de l'adolescence.
  • 23.8 : L'âge adulte
    Ce portrait de famille coloré comprend une femme âgée et sa petite-fille jeune adulte du groupe ethnique Hmong au Laos. La grand-mère et la petite-fille sont toutes deux adultes, mais leur âge est évidemment très éloigné. Quels âges définissent le début et la fin de l'âge adulte ?
  • 23.9 : Conclusion de l'étude de cas : danger du plomb et résumé du chapitre
    Ces membres de la garde nationale du Michigan sont en mission, mais ils défendent les résidents contre un type de menace différent de celui auquel vous pourriez vous attendre : le plomb dans leur eau potable. Cette photo a été prise en janvier 2016 à Flint, dans le Michigan, pendant ce qui est largement connu sous le nom de « crise de l'eau de Flint ». La crise a commencé lorsque la source d'eau de la ville a été remplacée par une nouvelle source d'eau hautement corrosive. L’eau corrosive a entraîné le lessivage du plomb dans les tuyaux dans l’eau potable des résidents. Comme vous apprenez

Vignette : nourrisson de huit mois ; en tant que caractéristique commune, les yeux sont généralement plus grands que le visage. Image utilisée avec autorisation (CC BY-SA 4.0 ; Avsararas).​​​​​


Développement biologique

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Développement biologique, les changements progressifs de taille, de forme et de fonction au cours de la vie d'un organisme par lesquels ses potentiels génétiques (génotype) sont traduits en systèmes matures fonctionnels (phénotype). La plupart des perspectives philosophiques modernes considéreraient que le développement d'une sorte ou d'une autre caractérise toutes choses, à la fois dans les mondes physique et biologique. De tels points de vue remontent aux tout premiers jours de la philosophie.

Parmi les philosophes présocratiques de l'Ionie grecque, un demi-millénaire avant Jésus-Christ, certains, comme Héraclite, croyaient que toutes les choses naturelles sont en constante évolution. En revanche, d'autres, dont Démocrite est peut-être le meilleur exemple, ont suggéré que le monde est composé de combinaisons changeantes d'atomes, qui eux-mêmes restent inchangés, non sujets au changement ou au développement. La première période de la science européenne post-Renaissance peut être considérée comme dominée par cette dernière vision atomistique, qui a atteint son plein développement dans la période comprise entre les lois de la physique de Newton et la théorie atomique de la chimie de Dalton au début du XIXe siècle. Cette perspective n'a jamais été facilement conciliée avec les observations des biologistes, et au cours des cent dernières années, une série de découvertes dans les sciences physiques se sont combinées pour ramener l'opinion vers l'accent héraclétien sur l'importance du processus et du développement. L'atome, qui semblait si inaltérable à Dalton, s'est avéré être divisible après tout, et ne conserver son identité que par des processus d'interaction entre un certain nombre de particules subatomiques constituantes, qui elles-mêmes doivent, à certains égards, être considérées comme des processus plutôt que comme de la matière. La théorie de la relativité d'Albert Einstein a montré que le temps et l'espace sont unis dans un continuum, ce qui implique que toutes choses sont impliquées dans le temps, c'est-à-dire dans le développement.

Les philosophes qui ont tracé la transition du point de vue non développemental, pour lequel le temps était un élément accidentel et non essentiel, étaient Henri Bergson et, en particulier, Alfred North Whitehead. Karl Marx et Friedrich Engels, avec leur insistance sur la différence entre matérialisme dialectique et matérialisme mécanique, peuvent être considérés comme d'autres innovateurs importants de cette tendance, bien que la généralité de leur philosophie ait été quelque peu compromise par le contexte politique dans lequel elle était placée et la rigidité avec laquelle ses derniers disciples l'ont interprété.

Les philosophies de type héraclétien, qui mettent l'accent sur le processus et le développement, fournissent des cadres beaucoup plus appropriés pour la biologie que les philosophies de type atomistique. Les organismes vivants confrontent les biologistes à des changements de divers types, qui pourraient tous être considérés comme développementaux dans un certain sens, cependant, les biologistes ont trouvé pratique de distinguer les changements et d'utiliser le mot développement pour un seul d'entre eux. Le développement biologique peut être défini comme la série de changements progressifs et non répétitifs qui se produisent au cours de l'histoire de la vie d'un organisme. Le noyau de cette définition est d'opposer le développement avec, d'une part, les changements chimiques essentiellement répétitifs impliqués dans le maintien du corps, qui constituent le « métabolisme », et d'autre part, avec les changements à plus long terme, qui, tout en non répétitives, impliquent la séquence de plusieurs ou de nombreuses histoires de vie, et qui constituent l'évolution.

Comme pour la plupart des définitions formelles, ces distinctions ne peuvent pas toujours être appliquées strictement au monde réel. Chez les virus, par exemple, et même chez les bactéries, il est difficile de faire la distinction entre métabolisme et développement, car l'activité métabolique d'une particule virale ne consiste guère plus que le développement de nouvelles particules virales. Dans certains autres cas, la distinction entre développement et évolution s'estompe : le concept d'organisme individuel avec un cycle de vie défini peut être très difficile à appliquer chez des plantes qui se reproduisent par division végétative, la rupture d'une partie pouvant se transformer en une autre plante complète. Les possibilités de débat qui se présentent dans ces cas particuliers n'infirment cependant en rien l'utilité générale des distinctions classiquement faites en biologie.


Croissance humaine et développement

Croissance humaine et développement rassemble des informations provenant d'experts de premier plan dans divers domaines pour créer une ressource en un volume sur les étapes de la croissance humaine, les effets environnementaux et les méthodes de recherche que les scientifiques devraient utiliser. Ce texte promet d'être un excellent guide de planification de cours pour les instructeurs dans divers domaines médicaux et scientifiques, en plus d'une référence approfondie pour des recherches ultérieures.

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Principales caractéristiques

* Approches biologiques et biomédicales du développement humain.
* Chapitres sur les méthodes de recherche de collecte de données de croissance.
* Listes de références annotées pour chaque chapitre.
* Étendue énorme de connaissances au sein d'une seule source.

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* Chapitres sur les méthodes de recherche de collecte de données de croissance.
* Listes de références annotées pour chaque chapitre.
* Étendue énorme de connaissances au sein d'une seule source.


Développement de l'adolescent et biologie de la puberté : résumé d'un atelier sur les nouvelles recherches.

L'adolescence est l'une des transitions les plus fascinantes et les plus complexes de la vie. Son rythme époustouflant de croissance et de changement n'est surpassé que par celui de la petite enfance. Les processus biologiques sont à l'origine de nombreux aspects de cette croissance et de ce développement, le début de la puberté marquant le passage de l'enfance à l'adolescence. La puberté est une période de transition entre l'enfance et l'âge adulte, au cours de laquelle une poussée de croissance se produit, des caractères sexuels secondaires apparaissent, la fertilité est atteinte et de profonds changements psychologiques se produisent.

Bien que la séquence des changements pubertaires soit relativement prévisible, leur calendrier est extrêmement variable. La fourchette normale d'apparition est de 8 à 14 ans chez les femmes et de 9 à 15 ans chez les hommes, les filles connaissant généralement une croissance physiologique caractéristique de l'apparition de la puberté deux ans avant les garçons. La maturation pubertaire est largement contrôlée par des interactions complexes entre le cerveau, l'hypophyse et les gonades, qui à leur tour interagissent avec l'environnement (c'est-à-dire l'environnement social, culturel et ambiant). Un domaine de recherche relativement nouveau lié à la puberté est celui du développement du cerveau. Les preuves suggèrent maintenant que la croissance du cerveau se poursuit jusqu'à l'adolescence, y compris la prolifération des cellules de soutien, qui nourrissent les neurones, et la myélinisation, qui permet un traitement neuronal plus rapide. Ces changements dans le cerveau sont susceptibles de stimuler la croissance et le développement cognitifs, y compris la capacité de raisonnement abstrait.

Bien que la biologie de la croissance physique et de la maturation pendant la puberté soit généralement comprise, les données disponibles sur les médiateurs biochimiques et physiologiques du comportement humain sont extrêmement primitives et leur applicabilité clinique reste obscure. Malgré les limites des données disponibles, un ensemble substantiel de preuves suggère que les variations de l'âge de début de la puberté peuvent avoir des conséquences sur le développement et le comportement pendant l'adolescence. De plus en plus de preuves suggèrent également que les hormones gonadiques, les gonadotrophines et les hormones surrénales influencent et sont affectées par les interactions sociales entre les groupes d'animaux de laboratoire, et qu'elles peuvent également jouer un rôle important dans la régulation du comportement social humain. Des parallèles intéressants et potentiellement informatifs existent entre le processus de maturation chez les êtres humains et chez d'autres animaux, en particulier ceux ayant des structures sociales bien documentées.

Des recherches menées à la fois avec des humains et des primates non humains suggèrent que l'adolescence est une période pour effectuer des tâches de développement cruciales : devenir physiquement et sexuellement mature acquérir les compétences nécessaires pour assumer les rôles d'adulte gagner une autonomie accrue vis-à-vis des parents et réaligner les liens sociaux avec les membres du même et le sexe opposé. Les études de ces points communs soulignent l'importance cruciale de cette partie du parcours de vie dans l'établissement des compétences sociales. Pour de nombreuses espèces sociales, ces compétences sont développées davantage grâce à des interactions orientées vers les pairs qui sont distinctes à la fois des modèles enfants-adultes antérieurs et des couples adultes ultérieurs.

L'adolescence est une période de croissance et de potentiel énormes, mais c'est aussi une période de risques considérables. La plupart des gens diraient qu'être adolescent aujourd'hui est une expérience différente de ce qu'elle était il y a quelques décennies. Tant les perceptions de ce changement que le changement lui-même témoignent de la puissante influence des contextes sociaux sur le développement de l'adolescent. Bon nombre des 34 millions d'adolescents aux États-Unis sont confrontés à des pressions pour consommer de l'alcool, des cigarettes ou d'autres drogues et pour initier des relations sexuelles à un âge plus précoce, ce qui les expose à un risque élevé de blessures intentionnelles et non intentionnelles, de grossesses non désirées et d'infections sexuellement transmissibles. maladies (MST), y compris le virus de l'immunodéficience humaine (VIH). Beaucoup souffrent d'un large éventail de problèmes de santé mentale douloureux et débilitants.

L'une des informations importantes qui se dégage de l'enquête scientifique sur l'adolescence au cours de la dernière décennie est l'influence profonde des milieux sur le comportement et le développement des adolescents. Jusqu'à récemment, les recherches menées pour comprendre le comportement des adolescents, en particulier les comportements à risque, se concentraient sur les caractéristiques individuelles des adolescents et de leurs familles. En 1993, le National Research Council a mené une étude qui a porté un regard critique sur la façon dont les familles, les communautés et d'autres institutions répondent aux besoins des jeunes aux États-Unis. Cette étude a conclu que les adolescents dépendent non seulement de leur famille, mais aussi des quartiers dans lesquels ils vivent, des écoles qu'ils fréquentent, du système de santé et du lieu de travail où ils acquièrent un large éventail de compétences importantes. S'ils sont suffisamment enrichis, l'ensemble de ces milieux et institutions sociales peut aider les adolescents à réussir la transition de l'enfance à l'âge adulte.

Le revenu familial est peut-être le facteur le plus important pour déterminer le cadre dans lequel les adolescents passent leur vie. Le logement, les quartiers, les écoles et les opportunités sociales qui y sont liées sont largement contrôlés par le revenu. Le revenu et la situation professionnelle d'une famille déterminent son accès aux services de santé et influencent fortement la qualité de ces services (National Research Council, 1993). Les possibilités d'éducation et de formation avancées et d'entrée sur le marché du travail sont également étroitement liées au revenu familial. De plus, le revenu est une influence puissante dans la formation de ce qui est sans doute le cadre le plus important, la famille. À ce stade, il est clair que la pauvreté persistante a un prix important sur la santé, le développement, le niveau d'instruction et le potentiel socio-économique des adolescents, même si les relations causales ne sont pas bien comprises dans tous les cas.

Non seulement les recherches actuelles tentent de caractériser plus complètement les mécanismes physiologiques responsables de l'initiation et de la régulation de la maturation neuroendocrinienne et de la croissance somatique, mais elles tentent également de caractériser ces facteurs environnementaux et contextuels qui peuvent interagir avec les facteurs biologiques pour améliorer ou entraver la maturation. Cette recherche tente de répondre à des questions qui pourraient aider à éclairer l'élaboration de politiques et la prestation de services pour les jeunes. Ces questions comprennent : à quoi ressemble l'expérience pubertaire pour les adolescents d'aujourd'hui, et en quoi diffère-t-elle de celle du passé, à la fois aux États-Unis et dans d'autres cultures ? Comment les expériences pubertaires, dans certaines circonstances et pour certains sous-groupes, déclenchent-elles des réponses inadaptées ? Quel rôle jouent les processus pubertaires dans le changement cognitif ? Comment la puberté, en conjonction avec d'autres événements qui surviennent au début de l'adolescence, influence-t-elle l'émergence de la psychopathologie du développement ?


Le rôle de l'iode dans la croissance et le développement humains

L'iode est un composant essentiel des hormones produites par la glande thyroïde. Les hormones thyroïdiennes, et donc l'iode, sont essentielles à la vie des mammifères. La carence en iode est un problème majeur de santé publique dans le monde, on estime que deux milliards d'individus ont un apport en iode insuffisant. Bien que le goitre soit la séquelle la plus visible d'une carence en iode, l'impact majeur de l'hypothyroïdie due à une carence en iode est une altération du développement neurologique, en particulier au début de la vie. Dans le cerveau fœtal, une hormone thyroïdienne inadéquate altère la myélinisation, la migration cellulaire, la différenciation et la maturation. Une carence en iode modérée à sévère pendant la grossesse augmente les taux d'avortement spontané, réduit le poids à la naissance et augmente la mortalité infantile. Les enfants de mères déficientes présentent un risque élevé de déficience cognitive, le crétinisme étant la manifestation la plus grave. On ne sait toujours pas si le développement de la progéniture est affecté par une légère carence en iode maternelle. Une carence en iode modérée à sévère pendant l'enfance réduit la croissance somatique. La correction de la carence en iode légère à modérée chez les enfants d'âge scolaire améliore les fonctions cognitives et motrices. La prophylaxie à l'iode des populations carencées avec une surveillance périodique est une approche extrêmement rentable pour réduire les effets indésirables substantiels de la carence en iode tout au long du cycle de vie.


Chez les animaux

La croissance des animaux est plus limitée dans le temps que celle des plantes, mais la division cellulaire est plus généralement répartie dans tout le corps de l'organisme. Bien que le taux de division cellulaire diffère selon les régions, la capacité de division cellulaire est largement distribuée dans l'embryon en développement. L'augmentation de la taille est rapide pendant la période embryonnaire, se poursuit à un rythme réduit chez les juvéniles, puis est absente. La division cellulaire et l'augmentation de la taille se poursuivent, cependant, même après que l'augmentation de la taille totale du corps ne se produit plus. Parce que ces événements sont équilibrés par la mort cellulaire, l'augmentation post-juvénile du nombre de cellules est principalement un phénomène de remplacement. L'augmentation de la taille chez les mammifères est limitée par l'arrêt de la division cellulaire et le dépôt osseux dans les os longs. La longue période de croissance juvénile chez l'homme est inhabituelle, la plupart des animaux supérieurs atteignant la taille adulte peu après la fin du développement embryonnaire. Certains systèmes d'organes subissent peu de division cellulaire et de croissance après la naissance, par exemple, toutes les cellules germinales (précurseurs des ovules) de la femelle sont formées au moment de la naissance. De même, toutes les cellules nerveuses du cerveau sont formées à la fin de la période embryonnaire. Une augmentation supplémentaire de la taille du système nerveux se produit par l'excroissance des fibres nerveuses et le dépôt d'un matériau isolant gras le long d'elles. Bien que la plus grande augmentation de la taille des cellules nerveuses se produise, comme dans les cellules végétales, après l'arrêt de la division cellulaire, l'excroissance des fibres nerveuses chez les animaux représente une véritable augmentation de la quantité de cytoplasme et de la surface cellulaire et pas seulement une absorption d'eau.

Certains organes conservent le potentiel de croissance et de division cellulaire tout au long de la vie de l'animal. Le foie, par exemple, continue de former de nouvelles cellules pour remplacer les cellules sénescentes et mourantes. Bien que la division et la croissance cellulaires se produisent dans tout le foie, d'autres organes ont une population spéciale de cellules, appelées cellules souches, qui conservent la capacité de division cellulaire. Les cellules qui produisent les globules rouges circulants du sang des mammifères se trouvent uniquement dans la moelle des os longs. Ils forment une population permanente de cellules en division, remplaçant les globules rouges qui meurent continuellement et disparaissent de la circulation.

Les taux de croissance et de division cellulaire peuvent varier considérablement dans différentes parties du corps. Cette augmentation différentielle de la taille est un facteur primordial dans la définition de la forme d'un organisme.


Types et taux de croissance humaine

Différents tissus et différentes régions du corps mûrissent à des rythmes différents, et la croissance et le développement d'un enfant consistent en une série de changements très complexes. C'est comme le tissage d'un tissu dont le motif ne se répète jamais. Les fils sous-jacents, chacun sortant de sa bobine à son rythme, interagissent les uns avec les autres en permanence, de manière toujours très régulée et contrôlée. Les questions fondamentales de la croissance portent sur ces processus de régulation, sur le programme qui contrôle le métier à tisser, un sujet encore peu compris. Pendant ce temps, la hauteur est dans la plupart des cas le meilleur indice de croissance, étant une mesure d'un seul tissu (celui du poids du squelette est un mélange de tous les tissus, ce qui en fait un paramètre moins utile dans un suivi à long terme d'un croissance de l'enfant). Dans cette section, les courbes de taille des filles et des garçons sont considérées dans les trois phases principales de la croissance, c'est-à-dire (brièvement) de la conception à la naissance, de la naissance à la puberté et pendant la puberté. Sont également décrites les façons dont d'autres organes et tissus, tels que la graisse, le tissu lymphoïde et le cerveau, diffèrent de la hauteur dans leurs courbes de croissance. Il y a une brève discussion de certains des problèmes qui assaillent l'enquêteur dans la collecte et l'analyse des données sur la croissance des enfants, des facteurs génétiques et environnementaux qui affectent le taux de croissance et la taille finale, et de la façon dont les hormones agissent aux différentes phases de le processus de croissance. Enfin, il y a un bref aperçu des troubles de la croissance. Tout au long, l'accent est mis sur les façons dont les individus diffèrent dans leurs taux de croissance et de développement.

Les changements de taille de l'enfant en développement peuvent être considérés de deux manières différentes : la taille atteinte aux âges successifs et les augmentations de taille d'un âge à l'autre, exprimées en taux de croissance par an. Si la croissance est considérée comme une forme de mouvement, la hauteur atteinte aux âges successifs peut être considérée comme la distance parcourue et le taux de croissance, la vitesse. La vitesse ou le taux de croissance reflète mieux l'état de l'enfant à un moment donné que la taille atteinte, qui dépend en grande partie de la croissance de l'enfant au cours de toutes les années précédentes. Les concentrations sanguines et tissulaires de ces substances dont les quantités changent avec l'âge sont donc plus susceptibles d'être parallèles à la vitesse plutôt qu'à la courbe de distance. Dans certaines circonstances, en effet, c'est l'accélération plutôt que la courbe de vitesse qui reflète le mieux les événements physiologiques.

En général, la vitesse de croissance diminue dès la naissance (et en fait dès le quatrième mois de la vie fœtale voir ci-dessous), mais cette diminution est interrompue peu avant la fin de la période de croissance. A cette époque, chez les garçons de 13 à 15 ans environ, il y a une accélération marquée de la croissance, appelée poussée de croissance de l'adolescence. De la naissance jusqu'à l'âge de quatre ou cinq ans, le taux de croissance en taille diminue rapidement, puis le déclin, ou la décélération, diminue progressivement, de sorte que chez certains enfants la vitesse est pratiquement constante de cinq ou six ans jusqu'au début de l'adolescence. gicler. On dit parfois qu'une légère augmentation de la vitesse se produit entre six et huit ans environ.

Cette courbe de vitesse générale de croissance en hauteur commence un temps considérable avant la naissance. La vitesse maximale de la longueur est atteinte environ quatre mois après la dernière menstruation de la mère. (L'âge de la période fœtale est généralement calculé à partir du premier jour de la dernière période menstruelle, en moyenne deux semaines avant la fécondation réelle, mais, en règle générale, le seul repère localisable.)

La croissance en poids du fœtus suit le même schéma général que la croissance en longueur, sauf que la vitesse maximale est atteinte beaucoup plus tard, environ 34 semaines après la dernière période menstruelle de la mère.

Il existe de nombreuses preuves qu'à partir d'environ 34 à 36 semaines, le taux de croissance du fœtus ralentit en raison de l'influence de l'utérus maternel, dont l'espace disponible devient alors entièrement occupé. Les jumeaux ralentissent plus tôt, lorsque leur poids combiné est d'environ le poids à 36 semaines d'un seul fœtus. Les bébés ainsi retenus grandissent rapidement dès leur sortie de l'utérus. Ainsi, il existe une association négative significative entre le poids d'un bébé à la naissance et l'augmentation de poids au cours de la première année en général, les bébés plus gros grandissent moins, plus ils sont petits. Pour la même raison, il n'y a pratiquement aucune relation entre la taille adulte et la taille de cette personne à la naissance, mais une relation considérable s'est développée au moment où la personne a deux ans. Ce mécanisme de ralentissement permet à un enfant génétiquement grand se développant dans l'utérus d'une petite mère d'être accouché avec succès. Il opère chez de nombreuses espèces d'animaux dont la démonstration la plus spectaculaire fut en croisant réciproquement un grand cheval Shire et un petit poney Shetland. Le couple dont la mère était une Comté avait un grand poulain nouveau-né, et le couple dont la mère était Shetland avait un petit poulain. Mais les deux poulains avaient la même taille après quelques mois, et à l'âge adulte, les deux étaient à mi-chemin entre leurs parents. La même chose a été montrée dans les croisements de bovins.

De mauvaises conditions environnementales, en particulier de nutrition, entraînent une diminution du poids de naissance de l'être humain. Cela semble être principalement dû à un taux de croissance réduit au cours des deux à quatre dernières semaines de la vie fœtale, car les poids des bébés nés en 36 ou 38 semaines dans diverses parties du monde dans diverses circonstances seraient similaires. Les mères qui, en raison de circonstances défavorables dans leur propre enfance, n'ont pas atteint leur plein potentiel de croissance peuvent produire des fœtus plus petits qu'elles ne l'auraient fait si elles avaient grandi dans de meilleures conditions. Ainsi, deux générations ou même plus peuvent être nécessaires pour annuler l'effet de mauvaises conditions environnementales sur le poids à la naissance.

La grande vitesse de croissance du fœtus par rapport à celle de l'enfant est due en grande partie au fait que les cellules se multiplient encore. La proportion de cellules subissant une mitose (le processus ordinaire de multiplication cellulaire par division) dans n'importe quel tissu diminue progressivement à mesure que le fœtus vieillit, et on pense généralement que peu ou pas de nouvelles cellules nerveuses (à part les cellules du tissu de soutien, ou névroglie) et seule une proportion limitée de nouvelles cellules musculaires apparaissent après six mois postmenstruels, moment où la vitesse dans les dimensions linéaires chute fortement.

Les cellules musculaires et nerveuses du fœtus sont considérablement différentes en apparence de celles de l'enfant ou de l'adulte. Les deux ont peu de cytoplasme (substance cellulaire) autour du noyau. Dans le muscle, il y a une grande quantité de substance intercellulaire et une proportion d'eau beaucoup plus élevée que dans le muscle mature. La croissance fœtale et postnatale ultérieure du muscle consiste principalement à constituer le cytoplasme des cellules musculaires, les sels sont incorporés et les protéines contractiles formées. Les cellules grossissent, la substance intercellulaire disparaît en grande partie et la concentration en eau diminue. Ce processus se poursuit assez activement jusqu'à environ trois ans et lentement ensuite à l'adolescence, il s'accélère à nouveau brièvement, en particulier chez les garçons, sous l'influence des hormones androgènes (sexuelles masculines). Dans les cellules nerveuses, du cytoplasme est ajouté et élaboré, et des extensions se développent qui transportent des impulsions depuis et vers les cellules - les axones et les dendrites, respectivement. Ainsi, la croissance postnatale, pour au moins certains tissus, est principalement une période de développement et d'agrandissement des cellules existantes, tandis que le début de la vie fœtale est une période de division et d'ajout de nouvelles cellules.


Enfance et tout-petit

Figure 5. Un développement majeur se produit au cours des deux premières années de la vie, comme en témoignent ce nouveau-né et son petit frère.

La première année et demie à deux ans de la vie sont marquées par une croissance et des changements spectaculaires. Un nouveau-né, avec de nombreux réflexes involontaires et un sens aigu de l'ouïe mais une mauvaise vision, se transforme en un bambin qui marche et qui parle dans un laps de temps relativement court. De la même manière, les soignants transforment leurs rôles de ceux qui gèrent les horaires d'alimentation et de sommeil en guides et inspecteurs de la sécurité en constante évolution pour les enfants mobiles et énergiques. Le développement du cerveau se produit à un rythme remarquable, tout comme la croissance physique et le développement du langage. Les nourrissons ont leurs propres tempéraments et approches du jeu. Les interactions avec les principaux dispensateurs de soins (et autres) subissent des changements influencés par une éventuelle anxiété de séparation et le développement de styles d'attachement. Les problèmes sociaux et culturels sont centrés sur l'allaitement ou l'alimentation au lait maternisé, le fait de dormir dans des berceaux ou dans le lit avec les parents, l'apprentissage de la propreté et l'opportunité de se faire vacciner ou non.


Les semaines indiquées dans le tableau ci-dessous correspondent à l'âge embryonnaire post-ovulation, pour l'âge gestationnel clinique (Géorgie) mesurée à partir de la dernière période menstruelle, ajouter 2 semaines.

Organiser Jours (environ) Taille (mm) Images
(Pas à l'échelle)
Événements
1 1 (Semaine 1) 0.1 - 0.15 ovocyte fécondé, zygote, pronuclei
2 2 - 3 0.1 - 0.2 division cellulaire morula avec réduction du volume cytoplasmique, formation de blastocystes de la masse cellulaire interne et externe
3 4 - 5 0.1 - 0.2 perte de la zone pellucide, blastocyste libre
4 5 - 6 0.1 - 0.2 fixation du blastocyste
5 7 - 12
(semaine 2)
0.1 - 0.2 implantation
6 13 - 15 0.2 mésoderme extra-embryonnaire, ligne primitive, gastrulation
7 15 - 17 (semaine 3) 0.4 gastrulation, processus notochordal
8 17 - 19 1.0 - 1.5 fosse primitive, canal notochordal
9 19 - 21 1.5 - 2.5 Somitogenèse Somite numéro 1 - 3 plis neuraux, primordium cardiaque, pli de la tête
10 22 - 23 (semaine 4) 2 - 3.5 Somite numéro 4 - 12 fusibles du pli neural
11 23 - 26 2.5 - 4.5 Numéro de somite 13 - 20 le neuropore rostral se ferme
12 26 - 30 3 - 5 Somite numéro 21 - 29 le neuropore caudal se ferme
13 28 - 32 (semaine 5) 4 - 6 Somite numéro 30 bourgeons des jambes, placode du cristallin, arcs pharyngés
Stade 13/14 illustré dans la série de sections d'embryons en série du programme d'embryologie
14 31 - 35 5 - 7 puits de lentille, coupelle optique
15 35 - 38 7 - 9 vésicule du cristallin, fosse nasale, plaque à main
16 37 - 42 (semaine 6) 8 - 11 fosses nasales déplacées ventralement, buttes auriculaires, plaque de pied
17 42 - 44 11 - 14 rayons des doigts
18 44 - 48 (semaine 7) 13 - 17 l'ossification commence
19 48 - 51 16 - 18 redressement du tronc
20 51 - 53 (semaine 8) 18 - 22 membres supérieurs plus longs et pliés au coude
21 53 - 54 22 - 24 mains et pieds tournés vers l'intérieur
Stade 22 illustré dans la série de sections d'embryons en série du programme d'embryologie
22 54 - 56 23 - 28 paupières, oreilles externes
23 56 - 60 27 - 31 tête, corps et membres arrondis
Après cette étape, le développement fœtal se produit jusqu'à la naissance (environ 37 semaines)

Les embryons indiqués dans le tableau proviennent de la collection Kyoto et Carnegie et d'autres sources.


Remodelage et réparation osseuse

Le renouvellement osseux se poursuit après la naissance jusqu'à l'âge adulte. Remodelage osseux est le remplacement du tissu osseux ancien par du nouveau tissu osseux. It involves the processes of bone deposition by osteoblasts and bone resorption by osteoclasts. Normal bone growth requires vitamins D, C, and A, plus minerals such as calcium, phosphorous, and magnesium. Hormones such as parathyroid hormone, growth hormone, and calcitonin are also required for proper bone growth and maintenance.

Bone turnover rates are quite high, with five to seven percent of bone mass being recycled every week. Differences in turnover rate exist in different areas of the skeleton and in different areas of a bone. For example, the bone in the head of the femur may be fully replaced every six months, whereas the bone along the shaft is altered much more slowly.

Figure 2. After this bone is set, a callus will knit the two ends together. (credit: Bill Rhodes)

Bone remodeling allows bones to adapt to stresses by becoming thicker and stronger when subjected to stress. Bones that are not subject to normal stress, for example when a limb is in a cast, will begin to lose mass. A fractured or broken bone undergoes repair through four stages:

  1. Blood vessels in the broken bone tear and hemorrhage, resulting in the formation of clotted blood, or a hematoma, at the site of the break. The severed blood vessels at the broken ends of the bone are sealed by the clotting process, and bone cells that are deprived of nutrients begin to die.
  2. Within days of the fracture, capillaries grow into the hematoma, and phagocytic cells begin to clear away the dead cells. Though fragments of the blood clot may remain, fibroblasts and osteoblasts enter the area and begin to reform bone. Fibroblasts produce collagen fibers that connect the broken bone ends, and osteoblasts start to form spongy bone. The repair tissue between the broken bone ends is called the fibrocartilaginous callus, as it is composed of both hyaline and fibrocartilage (Figure 2). Some bone spicules may also appear at this point.
  3. The fibrocartilaginous callus is converted into a bony callus of spongy bone. It takes about two months for the broken bone ends to be firmly joined together after the fracture. This is similar to the endochondral formation of bone, as cartilage becomes ossified osteoblasts, osteoclasts, and bone matrix are present.
  4. The bony callus is then remodelled by osteoclasts and osteoblasts, with excess material on the exterior of the bone and within the medullary cavity being removed. Compact bone is added to create bone tissue that is similar to the original, unbroken bone. This remodeling can take many months, and the bone may remain uneven for years.

Decalcification of Bones

Question: What effect does the removal of calcium and collagen have on bone structure?

Fond: Conduct a literature search on the role of calcium and collagen in maintaining bone structure. Conduct a literature search on diseases in which bone structure is compromised.

Hypothèse: Develop a hypothesis that states predictions of the flexibility, strength, and mass of bones that have had the calcium and collagen components removed. Develop a hypothesis regarding the attempt to add calcium back to decalcified bones.

Testez l'hypothèse : Test the prediction by removing calcium from chicken bones by placing them in a jar of vinegar for seven days. Test the hypothesis regarding adding calcium back to decalcified bone by placing the decalcified chicken bones into a jar of water with calcium supplements added. Test the prediction by denaturing the collagen from the bones by baking them at 250°C for three hours.

Analysez les données : Create a table showing the changes in bone flexibility, strength, and mass in the three different environments.

Report the results: Under which conditions was the bone most flexible? Under which conditions was the bone the strongest?

Draw a conclusion: Did the results support or refute the hypothesis? How do the results observed in this experiment correspond to diseases that destroy bone tissue?

IN SUMMARY: Bone Growth and Development

Ossification is the process of bone formation by osteoblasts. Intramembranous ossification is the process of bone development from fibrous membranes. Endochondral ossification is the process of bone development from hyaline cartilage. Long bones lengthen as chondrocytes divide and secrete hyaline cartilage. Osteoblasts replace cartilage with bone. Appositional growth is the increase in the diameter of bones by the addition of bone tissue at the surface of bones. Bone remodeling involves the processes of bone deposition by osteoblasts and bone resorption by osteoclasts. Bone repair occurs in four stages and can take several months.


Voir la vidéo: Croissance et développement (Août 2022).