Коллоквиум 4. 1. Регенерация. Физиологическая регенерация, ее значение Репаративная регенерация, ее значение. Способы репаративной регенерации
 Скачать 1.2 Mb.
|
|
1 Оглавление 1. Регенерация. Физиологическая регенерация, ее значение. ...................................................................... 2 2. Репаративная регенерация, ее значение. Способы репаративной регенерации. ..................................... 2 3. Проявление регенерационной способности в филогенезе. Молекулярно-генетические, клеточные и системные механизмы регенерации. ................................................................................................................. 3 4. Биологическое и медицинское значение проблемы регенерации. Проявление регенерационной способности у человека....................................................................................................................................... 3 5. Регенерация патологически измененных органов и обратимость патологически измененных органов. Регенерационная терапия. .................................................................................................................................. 4 6. Понятие о гомеостазе. Общие закономерности гомеостаза живых систем. ............................................. 4 7. Генетические, клеточные и системные основы гомеостатических реакций организма. .......................... 5 8. Адаптация на поведенческом, биохимическом уровнях. Типы адаптации в зависимости от длительности адаптивного процесса. ........................................................................................................................................ 5 9. Клиническая и биологическая смерть. Реанимация. .................................................................................. 6 10. Проблемы трансплантации органов и тканей. Ауто-, алло- и ксено-трансплантация, трансплантация жизненно важных органов. Иммунобиологическая реакция. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления. Искусственные органы. ................................................................................................................ 7 11. Биологические ритмы. Хронобиология и хрономедицина. .................................................................... 8 12. Филогенез наружных покровов хордовых животных. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития наружных покровов у человека. .......................................................................................................... 9 13. Сравнительный обзор скелета позвоночных животных. Скелет головы. Осевой скелет. Скелет конечностей. Основные тенденции прогрессивной эволюции. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития скелета у человека. .............................................................................................................................11 14. Филогенез пищеварительной системы хордовых. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития пищеварительной системы у человека. .............................................................................................14 15. Филогенез дыхательной системы хордовых. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития дыхательной системы у хордовых. ....................................................................................................................14 16. Филогенез кровеносной системы хордовых животных. Филогенез артериальных жаберных дуг. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития сердца и кровеносных сосудов у человека. ...........18 17. Филогенез выделительной и половой систем позвоночных. Связь выделительной и половой систем у позвоночных. Эволюция почки. Эволюция половых желез. Эволюция мочеполовых протоков. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития почек, половых желез и мочеполовых протоков у человека..............................................................................................................................................................21 18. Филогенез нервной системы позвоночных. Этапы развития головного мозга позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития нервной системы у человека. .................................23 19. Филогенез эндокринной системы. Гормоны. Эволюционные преобразования желез внутренней секреции у хордовых животных. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития эндокринной системы у человека. ...........................................................................................................................................25 20. Филогенез иммунной системы. ..............................................................................................................27 2 1. Регенерация. Физиологическая регенерация, ее значение. Важнейшая проблема медицины – восстановление поврежденных тканей и органов и возвращение им их функций. Регенерация – процесс вторичного развития органа или ткани, вызванный повреждениями какого – либо рода. Первичное развитие – онтогенез. Вторичное – развитие, связанное не с естественным размножением, а с внешними воздействиями. Внешнее воздействие вовлекает дефинитивные органы и ткани в процесс развития. Регенерация происходит на всех уровнях материи. В процессе жизнедеятельности изменяется структура ДНК – молекулярная регенерация. Регенерация может происходить внутри органоидов – внутриорганоидная регенерация. Восстанавливаются кристы митохондрий, цистерны комплекса Гольджи, части ЭПР и др. Возможна регенерация целых органелл - органоидная. Восстанавливается число митохондрий, лизосом и других органоидов – гиперплазия. Все вместе эти 3 уровня регенерации составляют внутриклеточную регенерацию. Клеточная регенерация – увеличение количества клеток. По способности к регенерации выделяют 3 группы тканей и органов: 1. Регенераторная реакция в форме новообразования клеток: эпителий кожи, костный мозг, костная ткань, эпителий тонкой кишки, лимфатическая система. 2. Промежуточная форма. Происходит деление клеток и внутриклеточная регенерация. Печень, легкие, почки, надпочечники, скелетная мускулатура. 3. Преобладает внутриклеточная регенерация. Клетки центральной нервной системы, миокарда. Регенерация присуща всем организмам. С потерей или отсутствием способности к бесполому размножению теряется способность к соматической регенерации. Регенерация может быть физиологической и репаративной. В свою очередь репаративная регенерация бывает нескольких видов: - возмещающая; - посттравматическая; - восстановительная; - патологическая. По степени восстановления репаративная репарация может быть типической (полной) – гомоморфоз, морфолаксис и атипическая - неполная, гетероморфоз. Физиологическая регенерация – восстановление частей организма, износившихся в процессе жизнедеятельности, обновление функционирующих структур организма. Действует на протяжении всего онтогенеза, поддерживает постоянство структур, несмотря на гибель клеток. Интенсивные процессы физиологической регенерации при восстановлении клеток крови, эпидермиса, слизистых оболочек. Примерами могут быть линька птиц, рост зубов у грызунов. Физиологическая регенерация происходит не только в тканях с интенсивно делящимися клетками, но и там, где клетки делятся незначительно. 25 гепатоцитов из 1000 погибают и столько же восстанавливаются. Физиологическая регенерация – динамический процесс, который включает в себя клеточное деление и другие процессы. Обеспечение функций лежит в основе нормального функционирования организма. 2. Репаративная регенерация, ее значение. Способы репаративной регенерации. Репаративная регенерация – восстановление поврежденных тканей и органов после чрезвычайных воздействий. 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. Восстанавливается исходная структура. Гомоморфоз – восстановление структуры в том виде, в котором она существовала до разрушения. Неполная репаративная регенерация – регенерированный орган отличается от удаленного - гетероморфоз. Исходная структура не восстанавливается, а иногда вместо одного органа развивается другой орган. Например, глаз у рака. При удалении в некоторых случаях развивается антенна. У млекопитающих могут регенерировать все 4 вида ткани. 3 1. Соединительная ткань. Рыхлая соединительная ткань обладает высокой способностью к регенерации. Лучше всего регенерируют интерстициальные компоненты – образуется рубец, замещающийся тканью. Костная ткань – аналогично. Основные элементы, восстанавливающие ткань – остеобласты (малодифференцированные камбиальные клетки костной ткани); 2. Эпителиальная ткань. Обладает выраженной регенерационной реакцией. Эпителий кожи, роговая оболочка глаза, слизистые оболочки полости рта, губ, носа, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря, слюнные железы, паренхима почек. При наличии раздражающих факторов могут происходить патологические процессы, приводящие к разрастанию тканей, что приводит к раковым опухолям. 3. Мышечная ткань. Значительно меньше регенерирует, чем эпителиальная и соединительная ткани. Поперечная мускулатура – амитоз, гладкая – митоз. Регенерирует за счет недифференцированных клеток – сателлитов. Могут разрастаться и регенерировать отдельные волокна, и даже целые мышцы. 4. Нервная ткань. Обладает плохой способностью к регенерации. В эксперименте показано, что клетки периферической и вегетативной нервной системы, двигательные и чувствительные нейроны в спинном мозге мало регенерируют. Аксоны хорошо регенерируют за счет Шванновских клеток. В головном мозге вместо них - глия, поэтому регенерация не происходит. При регенерации миокарда и центральной нервной системы сначала образуется рубец, а затем идет регенерация за счет увеличения размеров клеток, внутриклеточная регенерация также имеет место. Клетки миокарда митозом не делятся. Разница происходит из-за развития в эмбриональном периоде. У взрослых организмов очень мощно функционирует ЭПР и это тормозит клеточное деление. 3. Проявление регенерационной способности в филогенезе. Молекулярно- генетические, клеточные и системные механизмы регенерации. Регенерационные процессы реализуются на разных уровнях организации - молекулярно-генетическом, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном. *На молекулярно-генетическом уровне осуществляется репликация ДНК, ее репарация, синтез новых ферментов, молекул АТФ и т.д. Все эти процессы входят в обмен веществ клетки. *На субклеточном уровне происходит восстановление структур клетки за счет образования новых структурных единиц и сборки органелл или деления сохранившихся органелл. *Клеточный уровень регенерации подразумевает восстановление структуры и, в некоторых случаях, функций клетки. К примерам такого рода относится восстановление отростка нервной клетки нейрона. У млекопитающих этот процесс идет со скоростью 1 мм в сутки. Восстановление функций клетки может осуществляться за счет гиперплазии - увеличения количества внутриклеточных органелл (внутриклеточная регенерация). *На тканевом или клеточно-популяционном - происходит восполнение теряемых клеток определенного направления дифференцировки. Происходят перестройки в пределах клеточных популяций, и их результатом становится восстановление функций ткани. *Органный уровень регенерации предполагает восстановление функции или структуры органа. На этом уровне наблюдаются не только преобразования клеточных популяций, но также и морфогенетические процессы. При этом реализуются те же механизмы, что и при формировании органов в эмбриогенезе. Такая регенерация может осуществляться путем эпиморфоза, морфолаксиса, регенерационной гипертрофии. На организменном уровне возможно в отдельных случаях воссоздание целостного организма из одной или группы клеток. 4. Биологическое и медицинское значение проблемы регенерации. Проявление регенерационной способности у человека. При разрезе в рану устремляется кровь, лейкоциты которой запускают воспалительный процесс. Клетки прилежащей эпителиальной ткани делятся и образуют «струп» (рубец). Потом начинается процесс заживления. В настоящее время интенсивно изучаются проблемы регенерации, особенно связанные с медициной. Стволовые клетки обладают свойствами: - стволовая клетка не является окончательно дифференцированной (она скорее детерминирована); - стволовая клетка способна к неограниченному делению; - при делении часть клеток остается стволовыми, другая часть дифференцируется. Центров по применению стволовых клеток очень мало, в России существует только 2 таких центра. Однако стволовые клетки есть везде. Для лечения и экспериментов берется пуповинная кровь с целью получения стволовых клеток. 4 Кости черепа в норме не регенерируют. Под руководством Полежаева происходило удаление уч. 10х10 см черепа собаки. Из кости получали костные опилки, которые помещали на рану. Через неделю происходило рассасывание опилок, а к концу 1 года рана зарастала. Большое значение имеет регенерация после радиоакт. облучения. Малые дозы стимулируют, а большие, наоборот ингибируют данный процесс. Если провести механическое раздавливание культи или помещение ее в кислоту – регенерация идет в 50% случаев. Елизаров проводил ломку и удлинение костей. Им были созданы уникальные аппараты, благодаря которым было возможно раздвижение костей скелета и коррекция их формы. Остро стоит проблема регенерации печени. При циррозе печени приходится проводить ее частичное удаление. Регенерацию можно стимулировать антикейлоном, витамином В12, АТФ, РНК. 5. Регенерация патологически измененных органов и обратимость патологически измененных органов. Регенерационная терапия. Выделяют типы регенерации в патологически измененных органах. 1. Регенерация после воздействия токсических веществ. 2. Регенерация после воздействия вредных физических факторов. 3. Регенерация после заболеваний, вызываемых микроорганизмами и вирусами. 4. Регенерация после нарушения кровоснабжения. 5. Регенерация после голода, гипокинезии (обездвиживании), атрофии. 6. Регенерация после повреждений, вызываемых в организме нарушением функции органов. Патолог Б. Фрэнк разработал способ омоложения, который назвал регенерационной или РНК-терапией. Молек. РНК, находящ. в каждой клетке, отвечают за синтез множества необходимых для жизни белков. По мнению некоторых исследователей, по мере старения человек постепенно теряет способность вырабатывать РНК в достаточном количестве, вследствие чего клетки перестают нормально функционировать. Фрэнк предположил, что некоторые пищевые вещества, усваиваемые в достаточно высоких концентрациях, могут одновременно и возмещать, и предотвращать эти потери РНК. РНК-терапия, разработанная учеными, по его мысли, должна поставлять свежую РНК в человеческий организм. Фрэнк утверждает Старики выглядели лет на десять моложе, чем до лечения, а более молодые (от 30 до 60) сбрасывали пяток-десяток лет. 6. Понятие о гомеостазе. Общие закономерности гомеостаза живых систем. Термин «гомеостаз» был предложен для понимания постоянства состава лимфы, крови и тканевой жидкости. Гомеостаз характерен для любой системы, это своего рода обобщение множества частных проявлений стабильности системы. Как же организм сохраняет постоянство?? Гомеостаз – поддержание постоянства внутренней среды организма в непрерывно изменяющихся условиях внешней среды. Т.к. организм – многоуровневый саморегулирующийся объект, его можно рассматривать с точки зрения кибернетики. Тогда, организм – сложная многоуровневая саморегулирующаяся система с множеством переменных. Переменные входа: - причина; - стимул; - раздражение. Переменные выхода: - эффект; - ответ; - реакция; - следствие. Причина – отклонение от нормы реакции в организме. Решающая роль принадлежит обратной связи. Отрицательная обратная связь уменьшает действие входного сигнала на выходной. Положительная обратная связь увеличивает действие входного сигнала на выходной эффект действия. Адаптация – поддержание переменных показателей на поведенч., анатомич., биохимич. и других уровнях. Этология – наука, изуч. поведение животных и человека. У человека есть зависимость поведения от типа сложения. Существуют 3 типа сложения: эндоморфный; эктоморфный; мезоморфный. Животные могут совершенствовать свои движения за счет информации, кроме того, они имеют возможность регулировать их. Поведенческие признаки обладают не только адаптивными свойствами, но могут также и наследоваться, что обусловливает естественный отбор. Не все типы поведения получаются при передаче с генами, они могут приобретаться – благоприобретенные. примеры генетических свойств. Хорея Гентингтона – наследственное 5 заболевание, «танец», поражает ЦНС, у больных также нарушена пространственная ориентация. Другой пример, дауны бывают благожелательными, ласковыми, подражают действиям здоровых людей Итак, важные свойства поведенческих реакций: 1) поведение подвержено действию естественного отбора; 2) поведенческие признаки возникают из анатомии, морфологии и физиологии животного неотделимы о них; 3) формы поведения обычно адаптивны и часто могут передаваться либо генетически, либо в результате обучения; 4) у многих биологических видов существуют определенные формы поведения. Процесс адаптации бывает по времени: - эволюционная адаптация; - акклиматизация; - немедленная адаптация. Эволюционная адаптация – длительный процесс, приобретение новой генетической информации, изменяется генотип, следовательно, изменяется и фенотип. Для своего завершения подобная адаптация требует многих поколений. Акклиматизация – адаптации, которые происходят в процессе жизни в естественных условиях. Акклимация– адаптации, происходящие в искусственных условиях. Происходит в течение нескольких часов – лет (зима – лето). Смена часовых поясов, перевод времени. |