Постэмбриональное развитие. 1. Этапы постэмбрионального развития и их характеристика
 Скачать 1.06 Mb.
|
1.Этапы постэмбрионального развития и их характеристика.Постэмбриональный (постнатальный) период – это период с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и до смерти. Постэмбриональное развитие бывает непрямое и прямое. При прямом развитии новорожденный организм обладает всеми чертами взрослого, но характеризуется недоразвитостью половых желез. (нематоды, головоногие моллюски, большинство позвоночных, человек) При непрямом развитии из яйца выходит личинка, имеющая личиночные органы, которые отсутствуют у взрослого организма. Непрямое бывает полным и неполным. Полное: яйцо, личинка, куколка, имаго. Неполное: яйцо, личинка, имаго. Также выделяют эволютивный (происходит перестройка организма постепенно) и катастрофический метаморфоз (за короткий промежуток времени). Выделяют следующие этапы постэмбрионального развития: Ювенильный (дорепродуктивный) – от рождения до полового созревания. Пубертатный (репродуктивный) период зрелости, - организм способен к самовоспроизведению. Пострепродуктивный (период старения) – заканчивается смертью. Ювенильный период характеризуется продолжением начавшегося ещё в эмбриональный период органогенеза и увеличением размеров тела. Уже к началу этого периода все органы достигают той степени дифференцировки, при которой молодой организм может существовать и развиваться вне организма матери или вне яйцевых оболочек. С этого времени начинают функционировать пищеварительная система, органы дыхания и органы чувств. Нервная, кровеносная и выделительная системы начинают функционировать еще у зародыша. В течение дорепродуктивного периода окончательно складывается видовые и индивидуальные особенности организма, и особь достигает характерных для вида размеров. Ювенильный период называют прогрессивной стадией, т.к. в этот период продолжается рост и развитие организма в условиях прямого воздействия окружающей среды. У человека постнатальный онтогенез отличается более длительным периодом детства. Это имеет большое значение, так как в этот период происходит не только физическое и физиологическое развитие организма, но и становление личности. Пубертатный период (период зрелости) называют стабильной стадией, т.к. организм в этот период функционирует как устойчивая система, способная поддерживать постоянство своего внутреннего состава в изменяющихся условиях внешней среды. В репродуктивный период осуществляется важная функция организма – размножение, от которого зависит воспроизведение численности вида. После периода зрелости наступает период старения, он характеризуется уменьшением интенсивности обмена веществ, ослаблением физиологических, биохимических и морфологических функций – это регрессивный период. Старение приводит к естественной смерти особи. 2. Периодизация постнатального онтогенеза человека.После окончания эмбрионального периода начинается постэмбриональный, в течение которого происходит дальнейшее развитие организма. Продолжительность его у организмов разных видов колеблется от нескольких дней до нескольких десятков лет и является видовым признаком, не зависящим от уровня организации. При внутриутробном онтогенезе он начинается с рождения, при неличиночном - с выходом из зародышевых оболочек, при личиночном - с выходом из яйцевых оболочек. Постэмбриональный онтогенез можно разделить на следующие периоды: 1) ювенильный (до полового созревания, дорепродуктивный); 2) зрелый (репродуктивный, взрослое половозрелое состояние); 3) период старости (старение), (пострепродуктивный), заканчивающийся естественной смертью Периодизация онтогенеза человека является достаточно сложной проблемой, так как кроме морфологических, физиологических и биохимических признаков необходимо учитывать и социальные факторы, связанные, например, с обучением детей или уходом на пенсию лиц, пожилого возраста. Сразу после рождения наступает период, называемый периодом новорожденности. Основанием для его выделения служит тот факт, что в это время имеет место вскармливание ребенка молозивом в течение 8-10 дней. Следующий период – грудной – продолжается до 1 года. Начало его связано с переходом к питанию «зрелым молоком» Во время этого периода наблюдается наибольшая интенсивность роста по равнению со всеми остальными периодами внеутробной жизни. Длина тела увеличивается от рождения до года примерно в 1,5 раза, а вес утраивается. С 6 месяцев прорезываются молочные зубы. Период раннего детства - от 1 до 4 лет. На 2-3 году жизни заканчивается прорезывание молочных зубов. После 2 лет абсолютные и относительные величины приростов размеров тела быстро уменьшаются. Период первого детства – с 4 до 7 лет. Это период небольшого увеличения скорости роста - «первый ростовой скачок». Начиная с 6 лет появляются первые постоянные зубы. Возраст от 1 до 7 лет называется периодом нейтрального детства, поскольку мальчики и девочки не отличаются друг от друга по размерам и формам тела. Период второго детства – с 8 до 12 лет у мальчиков, с 8 до 11лет у девочек – отмечен появлением половых различий в размерах и форме тела, а также началом усиленного роста в длину. Темпы роста у девочек выше, чем у мальчиков, так как половое созревание у девочек начинается примерно на два года раньше. В этот период повышается секреция половых гормонов, в результате чего начинают развиваться вторичные половые признаки. Подростковый период - называют также периодом полового созревания или пубертатным - продолжается у мальчиков с 13 до 16 лет, у девочек с 12 до 15 лет. Датировку этого периода по схеме возрастной периодизации 1965 года нельзя считать окончательной, поскольку по уровню полового развития 13-летние мальчики соответствуют не 12-, а 11-летним девочкам. Поэтому у мальчиков к началу этого периода только начинается половое созревание, а у девочек оно в значительной степени захватывает и предшествующий период. В это период наблюдается пубертатный скачок – увеличение скоростей роста всех размеров тела. К концу подросткового периода размеры тела составляют 90-97% своей окончательной величины. Основные функциональные характеристики подростков приближаются к характеристикам взрослого человека. Окончательно формируются вторичные половые признаки. Юношеский возраст – от 18 до 21 года у юношей, от 17 до 20 лет у девушек. В этот период в основном заканчивается процесс роста и формирования организма, все основные размерные признаки тела достигают дефинитивной (окончательной) величины. В зрелом возрасте форма и строение тела изменяются мало. Однако у 20—30-летних людей еще продолжается рост позвоночного столба за счет отложения новых слоев костного вещества на верхних и нижних поверхностях позвонков. Однако этот рост незначителен, он не превышает в среднем 3—5 мм. Между 30 и 45—50 годами длина тела остается постоянной, а потом начинает уменьшаться. В пожилом и старческом возрасте происходят инволютивные изменения организма. 3. Рассмотрите особенности каждого из этапов постнатального онтогенеза.Выделяют три периода постнатального онтогенеза: Дорепродуктивный (ювенильный) Репродуктивный (зрелый) Пострепродуктивный (период старения) 1) Дорепродуктивный период характеризуется неспособностью особи к половому размножению, в связи с ее незрелостью. В этот период происходят основные анатомические и физиологические преобразования, формируя зрелый в половом отношении организм. В дорепродуктивный период особь наиболее уязвима для неблагоприятных влияний физических, химических и биологических факторов окружающей среды. Этот период, в свою очередь, делится на 4 периода: 1) эмбриональный (зародышевый) период длится от момента оплодотворения яйцеклетки до выхода зародыша из яйцевых оболочек; 2) личиночный период встречается у некоторых представителей низших позвоночных животных, зародыши которых, выйдя из яйцевых оболочек, некоторое время существуют, не имея всех черт зрелой особи; 3) метаморфоз как период онтогенеза характеризуется структурными преобразованиями особи. При этом вспомогательные органы разрушаются, а постоянные органы совершенствуются или новообразуются; 4) ювенильный период. В этот период особь интенсивно растет, происходит окончательное формирование структуры и функции органов и систем. 2.)В репродуктивном периоде особь реализует свою возможность к размножению. В этот период развития она окончательно сформирована и устойчива к действию неблагоприятных внешних факторов. 3) Пострепродуктивный период связан с прогрессирующим старением организма,завершающий этап онтогенеза, заканчивающийся смертью 4. Роль генетических и средовых факторов в формировании показателей физического развития на различных этапах постнатального онтогенеза человека.Роль наследственного, генетического фактора необычайно велика на всех этапах онтогенеза человека. Как показали исследования на близнецах (один из основных методов изучения влияния наследственных и средовых факторов), такие признаки, как размеры и форма тела, распределение подкожного жира, характер роста и т.д., находятся под сильным генетическим контролем. Лучший способ вырасти высоким и крупным — это иметь высоких и крупных родителей. Наследственность определяет не только конечный результат ростового процесса, но и его темпы, так что показатели зрелости — биологического возраста (см. предыдущий раздел) — такие, как скелетный и зубной возраст, половое созревание и т. д., у однояйцевых близнецов всегда высокоскоррелированы, тогда как у разнояйцевых и сильно варьируется. Генетические и средовые факторы Детский организм, развиваясь по сложнейшей наследственно закрепленной программе На протяжении жизни подвергается воздействию множества биологических и социальных факторов Воздействие неблагоприятных экзогенных факторов может привести лишь к задержке развития, но не остановить его При создании оптимальных условий темпы роста нормализуются, ребенок при этом сохраняет относительно устойчивое состояние в окружающей среде, которое достигается за счет физиологических механизмов- системогенеза и саморегуляции физиологических функций 5. Понятие о старении. Характерные черты старения организма.Со временем все организмы, в том числе и человек подвергаются старению. Старение – разрушительный процесс, который развивается в результате нарастающего с возрастом повреждающего действия экзогенных и эндогенных факторов, ведущий к недостаточности физиологических функций организма. Старость – закономерно наступающий заключительный период возрастного развития, рассматриваемый как взаимодействие двух разнонаправленных процессов: разрушительного процесса старения и витаукта (от лат. vita — жизнь, и auctum — увеличивать) — процесса, стабилизирующего жизнедеятельность организма, повышающего его надежность, направленного на предупреждение повреждения живых систем с возрастом и на увеличение продолжительности жизни. Старение - биологический разрушительный процесс, неизбежно развивающийся с возрастом, приводящий к ограничению адаптационных возможностей организма, характеризующийся развитием возрастной патологии и увеличением вероятности смерти. С  уммарный результат старения всего организма заключается в нарастающем снижении жизнеспособности особи, что приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти. На продолжительность жизни человека оказывают влияние такие факторы как предрасположенность к различным заболеваниям, которые ускоряют старение; образ жизни человека; экологическая обстановка, особенности питания и д 6. Типы старения и их характеристика.Естественное (физиологическое, нормальное) старение характеризуется определенным темпом и последовательностью возрастных изменений, соответствующих биологическим, адаптационно-регуляторным возможностям данной человеческой популяции. Замедленное (ретардированное) старение характеризуется более медленным, чем во всей популяции, темпом возрастных изменений. Предельным выражением этого типа старения является феномен долголетия. Преждевременное (патологическое, ускоренное) старение характеризуется более ранним развитием возрастных изменений или же большей их выраженностью в тот или иной возрастной период. Определение и установление преждевременной старости позволяет не только строить индивидуальные программы, но своевременно применять комплекс профилактических мероприятий, основанных на знании эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) механизмов его возникновения. Установление биологического возраста и является методом диагностики синдрома преждевременного старения. Преждевременное старение обусловлено как факторами внешней среды (климатическими, профессиональными, социально-экономическими, экологическими, бытовыми и т.д.), так и выраженным воздействием различных, особенно хронических заболеваний на функции определенных систем и органов человеческого организма. Увеличивающаяся заболеваемость и преждевременное старение представляют одну из самых больших тактических задач современной геронтологии. Борьба с факторами, способствующими преждевременному старению, выдвигается до главной стратегической задачи здравоохранения и социальной геронтологии. 7. Изменение органов и систем органов в процессе старения.Как правило, после 40—50 лет у человека возникают стойкие внешние проявления старения, в частности кожных покровов. Появляются морщины, образующиеся из-за потери подкожной жировой ткани, пигментные пятна, бородавки. Кожа становится сухой и шершавой в связи с уменьшением количества потовых желез, теряется ее эластичность, она становится дряблой. Признаки старения сердечно-сосудистой системы становятся заметными обычно в возрасте после 40 лет. Закономерные изменения наблюдаются в стенках сосудов: в них откладываются липиды, прежде всего холестерин, что наряду с другими структурными превращениями снижает эластичность и искажает ответы на различные стимулы, регулирующие кровообращение. Типичным является разрастание в стенках сосудов и сердца соединительной ткани, замещающей рабочую мышечную ткань. В результате снижается эффективность работы сердца. В итоге нарушается кровоснабжение тканей и органов. Так, кровоток по сосудам головного мозга 75-летнего человека по сравнению с 30-летним уменьшен на В основе функциональных расстройств дыхательной системы лежит разрушение межальвеолярных перегородок, что сокращает дыхательную поверхность, разрастание в легких соединительной ткани, снижает эффективность аэрогематического обмена кислорода. В итоге с возрастом падает жизненная емкость легких, которая к 75 годам достигает всего 56% от уровня в возрасте 30 лет. Легко заметным изменением в системе пищеварения является потеря зубов. Падает эффективность функционирования пищеварительных желез, нарушения двигательной (моторной) функции кишечника нередко приводят к привычным запорам. В процессе старения страдает функция мочевыделительной системы, снижается интенсивность фильтрации в почечных клубочках (на 31% в 75-летнем возрасте по сравнению с 30-летним), так же как и обратное всасывание веществ из фильтрата в почечных канальцах. Ухудшение функции мочевыделения объясняется гибелью с возрастом значительного количества нефронов (до 44% от уровня 30-летнего возраста), представляющих собой структурно-функциональные единицы почек. Специального внимания заслуживают изменения в процессе старения со стороны мышечной системы и скелета. Снижается сила сокращений поперечно-полосатой мускулатуры, быстрее развивается утомление, наблюдается атрофия мышц. Характерная для стареющих людей перестройка костей заключается в разрежении их вещества (старческий остеопороз), что приводит к снижению прочности. В процессе старения организма существенные изменения происходят в репродуктивной системе. При этом они затрагивают обе основные функции главных органов названной системы — половых желез: выработку гамет и образование половых гормонов. У женщин овогенез прекращается по достижении ими менопаузы. Образование функционально полноценныхсперматозоидов в мужском организме возможно, по-видимому, даже в преклонном возрасте. 8. Проявления старения на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях.Следует отметить, что процесс старения происходит на всех уровнях структурной организации особи: · молекулярный (увеличение числа повреждений молекулы ДНК, увеличение числа мутаций, уменьшение транскрипционной активности, снижение интенсивности белкового синтеза и т.д.); · субклеточный (накопление различных веществ, например липофусцина в нервных клетках, сокращение объема шероховатой эндоплазма- тической сети, накопление свободных радикалов, приводящих к быстрому разрушению биологических структур и др.) · клеточный, тканевой (снижение скорости самовосстановления клеток, разрастание соединительной ткани в клетках печени, сосудов, легких и пр.) · органный, системный (возрастные изменения затрагивают все системы органов, такие как сердечно-сосудистую, дыхательную, пищеварительную, мочевыделительную, репродуктивную и т.д.). Молекулярные и клеточные проявления старения многообразны. Они заключаются в изменении показателей потоков информации и энергии, состояния ультраструктур дифференцированных клеток, снижении интенсивности клеточной пролиферации. В дифференцированных клетках млекопитающих животных старение сопровождается в целом снижением транскрипционной активности. Изменение синтеза относится не только к рРНК, не кодирующим структуру белков, но и к мРНК. В сравнении с активным репродуктивным периодом жизни в стареющем организме действительно наблюдается исчезновение в клетках определенных типов мРНК, правда, в это же время регистрируется появление некоторых типов мРНК, не образующихся ранее. Таким образом, речь идет о частичной смене биологической информации, используемой клеткой в разном возрасте. Изменение трансляции в процессе старения изучают по содержанию рРНК (показатель общей белокобразующей способности клетки), мРНК (набор образуемых белков), активности аминоацил-тРНК-синтетаз (ферменты активации аминокислот). Оказалось, что в возрасте от 12 до 70 лет у людей утрачивается до половины генов рРНК, относящихся, как известно, к умеренно повторяющимся нуклеотидным последовательностям, которые продублированы в геноме более 300 раз. Сохраняющееся число генов, по-видимому, способно обеспечить образование требуемого количества рРНК. Интенсивность белкового синтеза в целом снижается в зрелом возрасте. О возрастных изменениях набора образуемых белков судят по содержанию в клетках различных ферментов. Полученные данные трудно оценить однозначно, так как обнаруженные отклонения даже в группах ферментов, сходных по функции, нередко разнонаправленны. Вместе с тем активность ферментов, ответственных за окисление, изменяется в стареющем организме однонаправленно: она снижается. Немаловажное значение при старении имеют изменения энергетики организма, в частности обратная связь между продолжительностью жизни животных различных видов и удельной скоростью обмена веществ отмечена давно. Изменения в процессе старения ультраструктуры клеток затрагивают практически все органеллы как общего, так и специального значения. Одновременно может происходить накопление необычных веществ, иногда структурно оформленных (липофусцин). Наиболее заметна возрастная перестройка постмитотических высокоспециализированных клеток—нейронов, кардиомиоцитов. Для стареющих нервных клеток, например, типично обеднение цитоплазмы мембранами, сокращение объема шероховатой эндоплазматической сети, увеличение содержания в клеточных телах микрофибрилл, что, возможно, связано с нарушением транспорта веществ по отросткам. Еще один пример изменения в ходе старения специальных органелл касается микрофибрилл в клетках сердечной мышцы, в отношении которых начинают преобладать деструктивные процессы. С начала 60-х гг. появились новые взгляды на значение для старения и продолжительности жизни закономерностей клеточной пролиферации. На основании подсчета числа делений фибробластов, высеваемых в культуру ткани от эмбриона человека и от людей в возрастете лет и выше, было сделано заключение о пределе клеточных делений (лимит Хейфлика), которому соответствует видовая длительность жизни. Проверка результатов, о которых идет речь, выявила, что представление об ограниченности числа клеточных делений в индивидуальном развитии является неточным. 9. Зависимость проявления старений от генотипа, условий и образа жизни.Результаты оценки степени генетического контроля старения путем расчета коэффициента наследуемости долгожительства указывают лишь на отсутствие специальной генетической программы старения, но общий вывод заключается в том, что при отсутствии специальных генов или целой программы, прямо определяющих развитие старческих признаков, процесс старения находится тем не менее под генетическим контролем путем изменения его скорости. Называют разные пути такого контроля. 1) Плейотропное действие (Плейотропия— это множественное действие гена; тип наследования, при котором один ген определяет проявление нескольких признаков. Установлено, что плейотропным (множественным) действием обладает большинство генов), свойственное многим генам. Допустим, что один из плейотропно действующих генов оказывает выраженное положительное влияние на ранних стадиях индивидуального развития, но ряд связанных с ним фенотипических проявлений носит отрицательный характер. Для сохранения полезных свойств гена и ослабления вредных в генотипе появляются и закрепляются отбором гены-модификаторы, ослабляющие неблагоприятное действие в раннем онтогенезе. В пострепродуктивном периоде онтогенеза действие модификаторов, уже не поддерживаемое отбором, снижается. Это дает возможность неблагоприятным свойствам гена проявить себя, ускоряя старение. 2) Со временем в генотипах соматических клеток, особенно в области регуляторных нуклеотидных последовательностей, накапливаются ошибки (мутации). Следствием этого является нарастающее с возрастом нарушение работы внутриклеточных механизмов, процессов репликации, репарации, транскрипции ДНК. 3) Генетические влияния на скорость старения могут быть связаны с генами предрасположенности к хроническим заболеваниям, таким, как ишемическая болезнь сердца, атеросклероз сосудов головного мозга, гипертония, наследуемым по полигенному типу. Правда, некоторые формы семейного повышения уровня холестерина в крови, что является фактором риска ишемической болезни сердца, наследуются моногенно. Частота этих форм составляет 6—8 на 1000 человек. Исследования на долгожителях показывают, что их отличает повышенная устойчивость к хроническим заболеваниям, а время наступления названных болезней отсрочено. Так, среди лиц, превысивших 80-летний возрастной рубеж и страдавших атеросклерозом сосудов головного мозга, свыше 86% лиц имели лишь начальную стадию заболевания. В пользу наличия генотипических влияний говорит то, что у родственников долгожителей как бы замедлен темп старения нервной системы: некоторые показатели функционирования этой системы соответствуют на 15—20 лет меньшему возрасту. Об этом свидетельствует повышенная вероятность заболеть ишемической болезнью у родственников (особенно 1-й степени родства) лиц, страдающих этим заболеванием. Условия жизни относятся к категории понятий, отличающихся широтой и некоторой размытостью границ. Если для животных оно включает природно-географические, прежде всего климатические, факторы, то в отношении человека необходимо учитывать также и социально-экономические факторы. Исследование влияний условий жизни на процесс старения проводят несколькими путями. Во-первых, путем изучения скорости соответствующих изменений организмов, проживающих в разных условиях. Во-вторых, путем сопоставления значений смертности или продолжительности жизни в различающихся по условиям жизни популяциях в пределах одного или разных исторических периодов времени. Продолжительность жизни здесь выступает как обобщенный показатель жизнеспособности. В-третьих, свой вклад вносит изучение распределения по планете долгожителей. Оценка влияния условий жизни на скорость старения требует предварительного отбора демонстративных показателей, значения которых закономерно изменяются соответственно возрасту. В исследованиях зависимости скорости старения от условий жизни, проводимых на лабораторных животных, используют следующие признаки: 1) состояние белков соединительной ткани коллагена и эластина; 2) показатели сердечной деятельности и кровообращения; 3) содержание пигмента липофусцина в клетках нервной системы и сердца; 4) показатели произвольной двигательной активности; 5) способность к обучению Существуют химические теории старения. Как считает М. Грмек мнение многих ученых и врачей о причинах старения можно разделить на две группы: - Причина старения заключается в постепенной потере чего-лимбо, что необходимо для поддержания жизни; - Причина старения состоит в накоплении в избытке чего-либо, что вредно для организма. С исторической точки зрения наибольшее значение имеет гипотеза, согласно которой в результате старения происходит постепенная потеря специфической жизненной энергии. Внешне мы замечаем такие признаки старения, как уменьшение роста за счет снижения упругости межпозвоночных и суставных хрящей, снижение веса. Движения стариков становятся замедленными. Как четко подметил великий русский поэт А. Пушкин, «старость ходит осторожно». Понятие «образ жизни» - это широкая категория, включающая индивидуальные формы поведения, активность и реализацию всех возможностей в труде, повседневной жизни и культурных обычаях, свойственных тому или иному социально-экономичному укладу. Под образом жизни понимаются также количество и качество потребностей людей, их взаимоотношения, эмоции и их субъективное выражение. Не вызывает сомнений, что соответствующий образ жизни способен как увеличивать, так и уменьшать продолжительность жизни; как устранять факторы, укорачивающие ее сроки, так и способствовать развитию заболеваний, связанных с возрастом. Следовательно, оптимальный образ жизни может не только устранять отрицательное воздействие на организм, но и совершенствовать адаптационные организмы, возникающие в процессе старения 10. Понятие о регенерации. Виды регенерации.Регенерация — восстановление (возмещение) структурных элементов клеток и тканей взамен утраченных. В биологическом отношении регенерация — важнейшее универсальное свойство всей живой материи, выработанное в ходе эволюции и присущее всем живым организмам Всем клеткам, тканям и органам свойственна регенерация. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ регенерация — восстановление элементов клеток и тканей в результате их естественного отмирания. Физиологическая регенерация интенсивно протекает во всех органах и тканях. На интенсивность и качественные особенности физиологической регенерации влияют возраст, физиологическое состояние, внешние условия. РЕПАРАТИВНАЯ, или восстановительная, регенерация — восстановление структурных элементов клеток и тканей в результате их патологической гибели. РЕГЕНЕРАЦИОННАЯ ГИПЕРТРОФИЯ — возмещение исходной массы органа взамен погибшей за счет увеличения сохранившейся его части или других органов без восстановления формы органа. Утраченная или искусственно удаленная часть органа не восстанавливается, а размножение клеток происходит внутри оставшейся части органа. Эта форма регенерации характерна для многих внутренних паренхиматозных органов: печени, почек, селезенки, легких, миокарда и др. ПАТОЛОГИЧЕСКОЙ регенерацией называется такой вид регенерации, при которой нарушается и даже извращается нормальное течение регенерационного процесса. Причинами атипичного течения являются общие и местные нарушения условий для проявления потенциальных возможностей регенерации. К ним относятся нарушения иннервации, нервной трофики, гормональной, иммунной и функциональной регуляции регенерационного процесса, голодание, инфекционные и инвазионные болезни, радиационные поражения. 11. Биологическое значение, механизмы, фазы физиологической регенерации.Регенерация (от лат. regeneratio – «возрождение, возобновление») - восстановление организмом утраченных или повреждённых органов и тканей, а также восстановление целого организма из его части. Термин «регенерация» предложен в 1712 фр. учёным Р. Реомюром, изучавшим регенерацию ног речного рака. Виды регенерации: Физиологическая - восстановление клеток, тканей и органов, утраченных в процессе жизнедеятельности естественным путем Примеры физиологической регенерации: Субклеточный уровень - поддержание гомеостаза внутри клетки. Клеточный и тканевый уровень замена: - поверхностных слоев кожи, - клеток крови, - кишечного эпителия, - эпителия мочеполовых путей, - замена молочных зубов, - отрастание волос и ногтей Репаративная - от лат. reparatio, «восстановление» тканей, органов и др. структур после их травматического повреждения Способы репаративной регенерации: 1. Эпителизация - восстановление эпителиального покрова при заживлении неглубоких ран. 2. Эпиморфоз - отрастание утраченного органа от раневой поверхности. Бластема – масса клеток под кожей затянувшей рану способная к активной пролиферации – размножению клеток. Сначала она однородна, а затем происходит дифференцировка клеток. Способы репаративной регенерации: 3. Морфоллаксис - восстановление целого организма из части, в результате перестройки и перегруппировки клеток оставшейся части организма. Регенерация гидроидного полипа (тубулярии). Способы репаративной регенерации: 4. Эндоморфоз - восстановление внутренних органов, при котором восстанавливается не форма, а масса органа. Цитологические механизмы: Гипертрофия – восстановление потерянного объема органа за счет роста клеток и межклеточного вещества. Гиперплазия – восстановление объема органа за счет деления оставшихся клеток и увеличения их количества. Регенерация печени лягушки путем гипертрофии Виды репаративной регенерации 1. Гомоморфоз – восстановление органа (ткани), сходного с утраченным (например, восстановление плавников, хвоста ящерицы и др.). 2. Гетероморфоз – восстановление атипичных тканей или органов (например, образование рубца после инфаркта миокарда и др.) Регенерация хвоста вместо конечности у ящерицы. Виды репаративной регенерации 3. Гиперморфоз (суперрегенерация) – образование нескольких типичных органов вместо одного утраченного Регенерация 2-х конечностей вместо одной у лягушки Механизмы регенерации 12. Репаративная регенерация, способы ее осуществления и значение в жизни организма.Репаративная регенерация – восстановление поврежденных тканей и органов после чрезвычайных воздействий. При полной регенерации восстанавливается полное исходное строение ткани после ее повреждения, её архитектура остается неизменной. Распространена у организмов, способных к бесполому размножению. Например, белая планария, гидра, моллюски (если удалить голову, но оставить нервно – узловую структуру). Типичная репаративная регенерация возможна у высших организмов, в т.ч. и человека. Например, при устранении некротических клеток органов. В острой стадии пневмонии происходит деструкция альвеол и бронхов, затем происходит восстановление. При действии гепатотропных ядов возникают диффузные некротические изменения печени. После прекращения действия ядов восстанавливается архитектоника за счет деления гепатоцитов – клеток печеночной паренхимы. Восстанавливается исходная структура Существует несколько способов репаративной регенерации Эпиморфоз — вариант процесса регенерации органа при потере части органа, характеризующийся отрастанием недостающей части органа без изменения формы и размера оставшейся части органа. Примеры: хвост у ящерецы, конечности у тритона регрессивная фаза: заживление раны – остановка кровотечения, сокращение мягких тканей конечности, образование над раневой поверхностью сгустка фибрина и миграция эпидермиса, покрывающего ампутационную поверхность. Одновременно в разрушенные мягкие ткани проникают клетки, участвующие в воспалительном процессе, наблюдается фагоцитоз и местный отек. Раневой эпидермис уже пронизанный регенерирующими нервными волокнами начинает быстро утолщаться. Промежутки ткани заполняются мезенхимоподобными клетками. Скопление этих клеток под раневым эпидермисом – главный показатель регенерационной бластемы. Прогрессивная фаза: характерны процессы роста и морфогенеза. Рост бластемы идет вместе с формированием черт конечности т.е ее морфогенеза. Когда форма сложилась в общих чертах, регенерат все еще меньше нормлаьной конечности. При эпиморфной регенерации не всегда образуется точная копия утраченной структуры – это атипичная регенерация Морфаллаксис — вариант процесса регенерации органа при потере части органа, характеризующийся перестройкой оставшейся части органа (изменение формы и размера органа), в результате которой орган приобретает первоначальную форму и размеры. Пример – регенерация гидры из кольца, вырезанного из середины ее тела Регенерационная гипертрофия — способ регенерации, свойственный внутренним органам животных. Оставшаяся после ампутации часть органа увеличивается в объёме за счёт деления клеток (Гиперплазия) и увеличения их размеров (Гипертрофия). Пример-печень Компенсаторная гипертрофия – изменение в одном из органов при нарушении в другом, относящемся к той же системе органов. Пример - почка Эпителиализация- идет примерно одинаково, независимо от того – будет ли происходить регенерация органа путем эпиорфоза или нет. Эпителий на краю раны утолщается из-за увелечения объема клеток и расширения межклеточных пространств. Сгусток фибрина играет роль субстрата для миграции эпидермиса в глубь раны. В мигрирующих эпителиальных клетках нет миттозов, однако они обладают фагоцитарной активностью. Клетки с противоположных концов вступают в контакт. Затем нступает кератинизация раневого эпидермиса и отделение корки, поркрывающей рану. К моменту встречи эпидермиса противоположных краев в клетках, расположенных вокруг края раны, наблюдается вспышка митозов, которая затем постепенно падает Значение регенерации для организма определяется тем, что на основе клеточного и внутриклеточного обновления органов обеспечивается широкий диапазон приспособительных колебаний их функциональной активности в меняющихся условиях окружающей среды, а также восстановление и компенсация нарушенных под воздействием различных патогенных факторов функций 13. Регуляция регенерационных процессов.1) гуморальные факторы (гормоны, поэтины, фактор роста, кейлоны). Особенно распространенной моделью для изучения этого является регенерирующая печень. После введения нормальным интактным животным сыворотки или плазмы крови от животных, подвергшихся удалению печени, у первых наблюдалась стимуляция митотической активности клеток печени. Напротив, при введении травмированным животным сыворотки от здоровых животных получали снижение количества митозов в поврежденной печени. 2)иммунологические (установлен факт переноса лимфоцитами "регенерационной информации", стимулирующей пролиферативную активность клеток различных внутренних органов) 3) нервные - при тщательной денервации конечности во время ампутации эпиморфная регенерация полностью подавляется и бластема никогда не образуется. Были проведены интересные опыты. Если нерв конечности тритона отвести под кожу основания конечности, то образуется дополнительная конечность. Если его отвести к основанию хвоста — стимулируется образование дополнительного хвоста. Отведение нерва на боковую область никаких дополнительных структур не вызывает. Эти эксперименты привели к созданию концепции регенерационных полей. . 4) функциональные факторы (дозированная функциональная нагрузка). Негативное влияние на процессы регенерации оказывают истощение, гиповитаминоз, нарушение иннервации. 14. Смерть как завершающий этап онтогенеза. Клиническая и биологическая смертьСтарение – естественный физиологический процесс и само по себе не является болезнью. Хотя старение человека и является нормальным процессом, оно сопровождается сложным комплексом возрастных изменений практически во всех органах и системах организма. Постепенно увядает кожа, седеют волосы. Кости становятся хрупкими, суставы теряют подвижность. Слабеет работа сердца, сосуды становятся менее эластичными, замедляется скорость кровотока. Меняется обмен веществ, повышается уровень холестерина, липидов, сахара крови. Нарушается деятельность системы дыхания, пищеварения. Снижается активность иммунной системы. Уменьшается зоркость, слабеет слух, снижается острота других органов чувств. Ослабевает деятельность эндокринной и нервной системы. Возрастные изменения организма хотя и не являются болезнью в медицинском смысле, но вызывают ощущение болезненности, ненужности, немощи. Смерть (гибель) — прекращение, остановка жизнедеятельности организма. Естественная смерть-все виды смерти, не связанные с насилием, аварией, стихийными бедствиями, т. п. Преждевременная смерть - смерть, наступившая раньше положенного срока по каким-либо причинам (Фай Родис едва хватило сил смотреть на замученных раком больных, жалких, дефективных детей, апатичных взрослых; полных сил людей, энергия и жажда деятельности которых привели к износу сердца, неизбежному в условиях нелегкой жизни прошлых времен, и к преждевременной смерти). Клини́ческая смерть — обратимый этап умирания, переходный период между жизнью и смертью. На данном этапе прекращается деятельность сердца и дыхания, полностью исчезают все внешние признаки жизнедеятельности организма. При этом гипоксия (кислородное голодание) не вызывает необратимых изменений в наиболее к ней чувствительных органах и системах. Данный период терминального состояния, за исключением редких и казуистических случаев, в среднем продолжается не более 3-4 минут, максимум 5-6 минут (при исходно пониженной или нормальной температуре тела). Признаки клинической смерти. К признакам клинической смерти относятся: кома, апноэ, асистолия. Данная триада касается раннего периода клинической смерти (когда с момента асистолии прошло несколько минут), и не распространяется на те случаи, когда уже имеются отчетливые признаки биологической смерти. Чем короче период между констатацией клинической смерти и началом проведения реанимационных мероприятий, тем больше шансов на жизнь у больного, поэтому диагностика и лечение проводится параллельно. Кома диагностируется на основании отсутствия сознания и по расширенным зрачкам, не реагирующим на свет. Апноэ регистрируется визуально, по отсутствию дыхательных движений грудной клетки. Асистолия регистрируется по отсутствию пульса на 2 сонных артериях. Биологи́ческая смерть (или истинная смерть) представляет собой необратимое прекращение физиологических процессов в клетках и тканях. См. Смерть. Под необратимым прекращением обычно понимается «необратимое в рамках современных медицинских технологий» прекращение процессов. Со временем меняются возможности медицины по реанимации умерших пациентов, вследствие чего граница смерти отодвигается в будущее. С точки зрения учёных — сторонников крионики и наномедицины, большинство умирающих сейчас людей могут быть в будущем оживлены, если сейчас сохранить структуру их мозга. К ранним признакам биологической смерти относятся: 1.Отсутствие реакции глаза на раздражение (надавливание) 2.Помутнение роговицы, образование треугольников высыхания (пятен Лярше). 3.Появление симптома «кошачьего глаза»: при боковом сдавлении глазного яблока зрачок трансформируется в вертикальную веретенообразную щель, похожую на кошачий зрачок. В дальнейшем обнаруживаются трупные пятна с локализацией в отлогих местах тела, затем возникает трупное окоченение, затем трупное расслабление, трупное разложение. Трупное окоченение и трупное разложение обычно начинаются с мышц лица, верхних конечностей. Время появления и продолжительность этих признаков зависят от исходного фона, температуры и влажности окружающей среды, причины развития необратимых перемен в организме. Биологическая смерть субъекта не означает одномоментную биологическую смерть тканей и органов, составляющих его организм. Время до смерти тканей, составляющих тело человека, в основном определяется их способностью выживать в условиях гипоксии и аноксии. У разных тканей и органов эта способность различна. Наиболее короткое время жизни в условиях аноксии наблюдается у ткани головного мозга, если более точно, у коры головного мозга и подкорковых структур. Стволовые отделы и спинной мозг имеют большую сопротивляемость, вернее устойчивость к аноксии. Другие ткани тела человека обладают этим свойством в более выраженной степени. Так, сердце сохраняет свою жизнеспособность в течение 1,5-2 часов после наступления биологической смерти. Почки, печень и некоторые другие органы сохраняют жизнеспособность до 3-4 часов. Мышечная ткань, кожа и некоторые другие ткани вполне могут быть жизнеспособными в сроки до 5-6 часов после наступления биологической смерти. Костная ткань, являясь самой инертной тканью организма человека, сохраняет свои жизненные силы до нескольких суток. С явлением переживаемости органов и тканей тела человека связана возможность трансплантации их и чем в более ранние сроки после наступления биологической смерти изымаются органы для трансплантации, чем более жизнеспособными они являются, тем больше вероятность их успешного дальнейшего функционирования в новом организме. |