Коллоквиум 4. 1. Регенерация. Физиологическая регенерация, ее значение Репаративная регенерация, ее значение. Способы репаративной регенерации
 Скачать 1.2 Mb.
|
|
Немедленная адаптация сопровождается почти мгновенной адаптивной реакцией (психогенное воздействие, переход из тепла в холод). Кратковременная реакция. Любая адаптация возникает в результате взаимодействия генетических факторов и факторов внешней среды. 7. Генетические, клеточные и системные основы гомеостатических реакций организма. Генные механизмы гомеостаза. Все явления гомеостаза организма генетически детерминированы. В наследственной программе индивидуального развития организма предусмотрено формирование видоспецифических характеристик не в постоянных, а в меняющихся условиях среды, в пределах наследственно обусловленной нормы реакции. С генетической точки зрения можно различать элементарные и системные проявления гомеостаза. Примерами элементарных проявлений гомеостаза могут служить: генный контроль факторов свертывания крови, генный контроль гистосовместимости тканей и органов, позволяющий возможность трансплантации (пересадки органов и тканей и их приживление). Пересаженный участок называется трансплантатом. Организм, у которого берут ткань для пересадки - донор, которому пересаживают - реципиент. Успех трансплантации зависит от иммунологических реакций организма. Различают аутотранспл., сингенную, аллотраспл. и ксенотрансплантацию. Клеточные механизмы гомеостаза направлены на восстановление клеток тканей, органов в случае нарушения их целостности. Совокупность процессов, направленных на восстановление разрушаемых биологических структур называется регенерацией. Генетический аспектгомеостаза рассматривают с 3 позиций: - гомеостаз генотипа; - гомеостаз организма как целого. Контроль за единством генотипа всего организма. Поддержание гомеостаза осуществляется при гибели видоизмененных клеток. - гомеостаз популяции. Закон генетической стабильности в популяции. В поддержании гомеостаза участвуют различные системы. Нервная сигнализация– основной инструмент передачи и оценки сигналов из внутренней и внешней среды. Гормоны принимают участие в регуляции гомеостаза. Регулируют обмен веществ, воды, белков, липидов, углеводов, энергии, электролитов. Контролируют работу всех органов, в том числе почек, печени, ЦНС. Иммунная система ащищает постоянство внутренней среды организма от факторов 2-х групп: - микроорганизмов и экзогенных факторов с признаками чужеродной генетической информацией; - соматических мутаций. Достаточно изменений в 1-2 генах, чтобы сработала иммунная система. 8. Адаптация на поведенческом, биохимическом уровнях. Типы адаптации в 6 зависимости от длительности адаптивного процесса. Адапта́ция ( лат. adapto — приспособляю) — процесс приспособления к изменяющимся условиям внешней среды. *Поведенческая адаптация связана с определенным аспектом жизнедеятельности животного. Типичный пример – зимний сон у медведя. *Биохимические адаптации обеспечивают оптимальное течение биохимических реакций в клетке, В длительном адаптационном процессе условно можно выделить четыре периода. 1. Первый продолжается до полугода и сопровождается выраженной дестабилизацией физиологических функций. 2. Второй занимает 2,5–3 года и характеризуется относительными стабилизацией и синхронизацией регуляторных и гомеостатических процессов. В это время в организме наряду с функциональной перестройкой происходят изменения на клеточно-молекулярном уровне. 3. Третий период – стабилизации, или адаптированности, – длится 12–15 лет. Это новый уровень функционирования организма. Его поддержание требует постоянного напряжения систем регуляции. В этот период отмечаются стойкие изменения в биохимических показателях крови, повышение устойчивости мембран эритроцитов. Изменяется проницаемость капилляров. Однако в этот период довольно часто развиваются патологические процессы, особенно в сердечно-сосудистой и легочной системах. Поэтому считают, что происходит ускорение старения организма. 4. Четвертый период сопровождается все большим истощением резервных возможностей организма, что приводит к появлению и обострению различных хронических заболеваний. Полагают, что в это время имеет место истощение и недостаточность глубинных клеточно-генетических резервов здоровья. Виды адаптации. Все адаптации делят на аккомодации и эволюционные адаптации. Аккомодации представляют собой обратимый процесс, возникают при резком изменении условий среды. Например, при переселении животные попадают в новую для них обстановку, но постепенно привыкают к ней. Эволюционная адаптация необратима и возникшие изменения генетич. закрепляются. Сюда относят все приспособления, на которые действует естественный отбор (покровительственная окраска, быстрый бег. Приспособления также делят на организменные и видовые. Организменные адаптации в свою очередь подразделяются на морфологические, физиологические, биохимические и этологические. Морфологические адаптации проявляются в преимуществах строения, покровительственной окраске, предостерегающей окраске, мимикрии, маскировке, приспособительном поведении. Преимущества строения – это оптимальные пропорции тела, расположение и густота волосяного или перьевого покрова и т.п. У животных, ведущих скрытный, затаивающийся образ жизни, полезным оказываются приспособления, придающие им сходство с предметами окружающей среды. Покровительственная окраска позволяет быть незаметным среди окружающего фона. Мимикрия – это результат гомологичных мутаций у разных видов, которые помогают выжить незащищённым животным. Маскировка – приспособления, при которых форма тела и окраска животных сливаются с окр. предметами. Например, в тропич. лесах многие змеи неразличимы среди лиан, морской конёк похож на водоросль. Приспособительное поведение – принятие определённых поз покоя, либо, наоборот, демонстративное поведение, отпугивающее хищников. Физиологические адаптации - приобретение специфических особенностей обмена веществ в разных усл. среды. Они обеспечивают функц. преимущества организма. Их условно разделяют на статические (постоянные физиологические параметры — температура, водно-солевой баланс, концентрация сахара) и динамические (адаптации к колебаниям действия фактора — изменение температуры, влажности) 9. Клиническая и биологическая смерть. Реанимация. Смерть у организмов состоит из 2-х этапов: 7 - клиническая смерть. Потеря сознания, прекращение дыхания, сердцебиения, отсутствие рефлексов, гомеостаз не нарушен и реанимация возможна. - биологическая смерть. Прекращается обмен веществ, происходят аутолитические изменения, неупорядоченные биохимические реакции, идет нарушение гомеостаза. Через 5-8 минут погибает кора больших полушарий головного мозга. Через 24 часа – сердечная мышца, Смерть – завершающий этап онтогенеза. Реанимация при клинической смерти Проведение сердечно-легочной реанимации направлено на выведение больного из терминального состояния, восстановление нарушенных жизненно важных функций. Выбор метода и тактика реанимации определяются механизмом наступления смерти и часто не зависят от характера основного заболевания, которое на догоспитальном этапе оказания экстренной помощи может остаться нераспознанным. Основными реанимационными мероприятиями являются массаж сердца и искусственная вентиляция легких. Последовательность действий оказывающего помощь, согласно рекомендациям Американской ассоциации кардиологов, следующая: 1. Констатация отсутствия реакции на внешние раздражители. 2. Вызов помощников и реанимационной бригады. 3. Правильное укладывание больного на твердую, ровную поверхность и обеспечение проходимости дыхательных путей. 4. Проверка наличия самостоятельного дыхания. 5. При отсутствии самостоятельного дыхания – искусственная вентиляция легких (2 медленных полных вдоха «рот в рот»). 6. Проверка наличия пульса. 7. Непрямой массаж сердца в сочетании с искусственной вентиляцией легких до прибытия реанимационной бригады. Прибывшая реанимационная бригада приступает к специализированным реанимационным мероприятиям (требующим лекарственной терапии, специального оборудования), включая электрическую дефибрилляцию, электрическую стимуляцию сердца и др., однако без выполнения основных реанимационных мероприятий все более сложные специализированные вмешательства будут неэффективными. 10. Проблемы трансплантации органов и тканей. Ауто-, алло- и ксенотрансплантация, трансплантация жизненно важных органов. Иммунобиологическая реакция. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления. Искусственные органы. Трансплантология – медико-биологическая наука, изучающая вопросы заготовки, консервирования и пересадки органов и тканей. Трансплантационный иммунитет – своеобразная реакция организма на трансплантацию, проявляющаяся в отторжении пересаженных органов и тканей. Трансплантат – пересаживаемая ткань или орган. Реципиент – тот, кому пересаживается орган или ткань. Донор – тот, от кого берут трансплантат. Изотрансплантация (изотрансплантат) - пересадка тканей и органов между организмами, идентичными по генетическим признакам. Эксплантация (эксплантат) – пересадка небиологического материала. Комбинированная пересадка (комбинированный трансплантат). Аутотрансплантация - пересадка тканей у одного и того же организма. При этом белки (антигены) трансплантата не отличаются от белков реципиента. Иммунологическая реакция не возникает. Сингенная трансплантация проводится у однояйцовых близнецов, имеющих один генотип. Аллотрансплантация пересадка тканей от одной особи к другой, относящихся к одному виду. Донор и реципиент отличаются по антигенам, поэтому у высших животных наблюдается длительное приживление. Ксенотрансплантация - донор и реципиент относятся к разным видам. Этот вид трансплантации удается у некоторых беспозвоночных, но у высших животных такие трансплантанты рассыпаются. При трансплантации большое значение имеет явление иммунологической талерантности (терпимости) к чужеродным клеткам вследствие реакции отторжения. Подавление иммунитета в случае пересадки тканей достигается: подавлением акт. иммунной системы, облучением, введением антилимфотической сыворотки, гормонов коры надпочечников, химических препаратов - антидепрессантов (имуран). Осн. задача подавить не просто иммунитет, а трансплантационный иммунитет. Трансплантационный иммунитет определяется генетической конституцией донора и реципиента. Гены, ответственные за синтез антигенов, вызывающих реакцию на пересаженную ткань, называются генами тканевой несовместимости. 8 Остро стоят 2 проблемы: сохранение органов и тканей с их неизмененными свойствами. Другая проблема – преодоление трансплантационного иммунитета. Разные методы консервации. 1) Охлаждение (недолговременное). 2) Замораживание. 3) Лиофилизации. Заморозка может разорвать ткань, что приводит к гибели ткани. Но сперматозоиды способны жить. Состояние анабиоза некоторых животных. Кровь заменяют криопротекторами, после разморозки производят обратную замену. Метод лиофилизации – заморозка высушиванием в воздухе. Хранение замороженных людей. Существуют банки тканей, банки органов на научной основе. 2 проблема более сложна. Живые организмы многие миллионы лет были индивидуальными т.к. одни индивиды не смешивались с другими, поэтому преодолеть эту проблему весьма сложно, но паразиты не отторгаются организмом. В трансплантологии сначала считали, что отторжение происходит из-за различного макроскопического и микроскопического строения тканей. Однако теперь выяснилось, что реципиент и донор различаются набором специфических белков и антигенов. Аллогенные и ксеногенные органы и ткани, содержащие трансплантационные гены, в организме вызывают защитную реакцию – выработку антител. Защита направлена на уничтожение пересаженных органов и тканей у реципиента и состоит из нескольких сложнейших иммунно-биологических реакций. Человек ощущает эти процессы с 7 дня, максимум процесса достигается на 14-21 сутки. Преодоление тканевой несовместимости – работа хирургов, иммунологов, физиологов и других специалистов. Целое медицинское направление - иммунодепрессивная терапия – направлено на решение этой проблемы. Используют химические, физические и биологические факторы воздействия на организм реципиента. Физические методы – радиоактивное излучение, рентгеновские лучи. Химические методы – введение препаратов, снижающих иммунитет. Они сильно влияют на жизненно важные органы. Биологические методы – введение антитоксических сывороток, антибиотиков. Принцип действия - нейтрализация трансплантационных антител. Наиболее перспективный метод. В настоящее время пересаживают практически все: и органы, и ткани. История трансплантологии в России. 1933 – Ю.воронов – первая в мире пересадка почки. 1937 год – Демихов - первая в СССР пересадка сердца собаке. 1946 – Демихов – пересадил сердце и легкие собаке. 1948 – Демихов, Швековский – пересадка печени собаке. 1954 – Демихов пересадил вторую голову собаке. 1965 – Петровский – первая успешная пересадка почки. 1986 – Шумаков – первая в СССР пересадка сердца человеку.(1967 – Кристиан Бернард – ЮАР – успешная пересадка сердца человеку). 1990 – Ерамишанцев – первая в СССР пересадка печени человеку. В Воронеже существует центр по пересадке почек. В клинике Шарите в Германии ежегодно делаются 60- 100 операций по пересадке печени. В 2005 году в Англии произведена успешная операция по пересадки печени от одного донора – ребенку и взрослому человеку. Несмотря на заслуги, трансплантология ограничена законодательством, кроме того, многие органы являются «дефицитными». 11. Биологические ритмы. Хронобиология и хрономедицина. Биологический ритм - это колебательный процесс, приводящий к воспроизведению биологического явления или состояния биологической системы через приблизительно равные промежутки времени. Прогрессивное развитие учения о биологических ритмах провело к возникновению новой междисциплинарной фундаментальной науки - хронобиологии, которая изучает закономерности 9 осуществления процессов жизнедеятельности организма во времени. Учение о биологических ритмах стало составной частью хронобиологии. Хрономедицина ставит целью использовать закономерности биоритмов для улучшения профилактики, диагностики и лечения болезней человека. Важная роль принадлежит методологии и методическим подходам, основывающимся на представлении о живом организме и текущих в нем процессах в плане изменений всех функций во времени. К главным разделам хрономедицины относятся хронопатология, хронофармакология, хронодиагностика и хронотерапия. В последние годы в хронобиологии и хрономедицине большое значение приобрело понятие хронобиологической нормы. Хронобиологическая норма. Хронобиологическая норма отражает совокупность морфофизиологических показателей организма, характеризующих его состояние в целом и отдельных систем на основе данных изучения динамики биоритмов и определения среднепериодических величин этих показателей. В понятие хронобиологической нормы включается не только состояние биоритмов организма в условиях его обычного существования, но и те изменения, которые в качестве реакций имеют место при перемене условий среды или воздействии на организм химическими и физическими факторами. Иными словами, хронобиологическая норма, с одной стороны, обусловливается внутренними регуляциями в организме, в том числе генетич. механизмами, а с другой, определяется вз-ем организма со средой. Выражением первого положения, по-видимому, надо считать тот или иной хронотип организма. Чаще всего хронотип, например организма человека, определяется по положению на протяжении суток активной фазы биоритма сон - бодрствование («жаворонки», «совы» и «голуби»). Однако можно думать, что индивидуальность присуща и всевозможным другим биоритмам организма. Поэтому определение хронотипа организма может представлять известные трудности и будет в какой-то мере относительным. Что же касается вз-я организма и среды и его отношения к хронобиологич. норме, то результаты этого вз-я дают возможность оценить лабильность хронобиологического статуса организма, его хронореактивность и способность к хроноадаптации. Эти моменты представляют специальный интерес для медицины, особенно в части терапии геморроя , так как это заболевание показывает значительную хронозависимость. Различные отрезки периода биоритма неравнозначны по ответу биологического процесса на то или иное воздействие. В одних интервалах периода ритма процесс может не реагировать на него, тогда как в других отвечать усилением или ослаблением. Знание механизмов этих реакций чрезвычайно важно для управления биоритмами извне, а следовательно, и для проведения целенаправленной коррекции биоритмов функций организма при возникновении патологии. Отрезок периода ритма, когда функция проявляет реакцию, был назван временем потенциальной готовности. Оно начинается с того момента, когда воздействие способно вызвать переход функции из одного состояния в другое, и заканчивается, когда изменения в ритме вновь становятся спонтанными. К сожалению, механизмы этого явления остаются неизвестными, но их выяснение необходимо для понимания хронобиологических закономерностей действия лекарств и других лечебных средств на организм. 12. Филогенез наружных покровов хордовых животных. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития наружных покровов у человека. Покровы любых животных всегда выполняют функцию восприятия внешних раздражении, а также защищают тело от вредных воздействий среды. Интенсификация первой функции покровов приводит в процессе эволюции многоклеточных животных к возникновению нервной системы и органов чувств. Интенсификация второй функции сопровождается дифференцировкой. Характерно также расширение функций, в результате чего кожа как орган защиты участвует также в газообмене, терморегуляции и выделении, выкармливании потомства. Это связано с усложнением строения слоев кожи, появлением и дальнейшим преобразованием многочисленных придатков и желез. У всех хордовых кожа имеет двойное —экто- и мезодермальное — происхождение. Из эктодермы развивается эпидермис, из мезодермы — дерма. Для бесчерепных характерна слабая степень дифференцированности обоих слоев кожи. Эпидермис однослойный цилиндрический, содержащий одноклеточные слизистые железы, дерма рыхлая, содержит небольшое количество соединительнотканных клеток. В подтипе Позвоночные эпидермис становится многослойным, причем в нижнем слое клетки постоянно 10 размножаются, а в верхних слоях — дифференцируются, гибнут и слущиваются. В дерме появляются соединительнотканные волокна, придающие покровам прочность. Кожа образует придатки, многообразные в зависимости от образа жизни и уровня организации, а также железы, выполняющие различные функции. У рыб в эпидермисе железы одноклеточные. Как и у ланцетника, они выделяют слизь, облегчающую движения в воде. Тело рыб покрыто чешуей, имеющей разное строение в зависимости от их систематического положения. Чешую хрящевых рыб называют плакоидной. Она имеет форму шипа и состоит из дентина, покрытого снаружи эмалью. Дентин мезодермального происхождения, он образуется за счет функционирования соединительнотканных клеток, выпячивающихся снаружи в виде сосочка. Эмаль, представляющая собой более твердое, чем дентин, неклеточное вещество, формируется сосочком эпидермиса и покрывает плакоидную чешую снаружи. Вся поверхность тела хрящевых рыб, а также ротовая полость, слизистая оболочка которой происходит из эктодермы, покрыты плакоидной чешуей. Естественно, что функции чешуи в ротовой полости связаны с захватом и удержанием пищи, поэтому они сильно увеличены и являются зубами. У костных рыб чешуя иного типа. Она имеет вид тонких круглых костных пластинок, покрытых тонким слоем эпидермиса. Костная чешуя развивается полностью за счет дермы, но по происхождению связана с примитивной плакоидной. Кожа примитивных вымерших земноводных — стегоцефалов — соответствовала покровам рыб и тоже была покрыта чешуей. Современные амфибии имеют тонкую гладкую кожу без чешуи, принимающую участие в газообмене. Этому способствует наличие большого количества многоклеточных слизистых желез, секрет которых постоянно увлажняет покровы и обладает бактерицидными свойствами. Некоторые кожные железы ряда земноводных дифференцировались в органы-продуценты токсинов, защищающих их от врагов. Пресмыкающиеся, перешедшие полностью к наземному существованию, имеют сухую кожу, не участвующую в дыхании. Верхний слой эпидермиса ороговевает. Роговые чешуйки у некоторых рептилий тонки и эластичны, у других—сливаются вместе, образуя, как у черепах, мощный роговой панцирь. Большинство пресмыкающихся по мере роста линяют, сбрасывая периодически свой роговой покров. Современные пресмыкающиеся не имеют кожных желез. Кожные покровы млекопитающих построены наиболее сложно в связи с выполнением ими многообразных функций. Характерны различные производные кожи: волосы, когти, рога, копыта, а также потовые, сальные и млечные железы. Более примитивные млекопитающие — насекомоядные, грызуны и некоторые другие — наряду с волосяным покровом сохранили также роговые чешуи на хвосте. Волосы у них растут в промежутках между чешуйками, группами по 3—7. У более прогрессивных млекопитающих, утративших чешуи, сохраняется такое же расположение волос, покрывающих практически все тело, кроме некоторых участков, например подошв и ладоней у человека. Волосы многих млекопитающих дифференцированы на типичные, служащие для терморегуляции, и большие, или вибриссы, основания которых связаны с чувствительными нервными окончаниями. У большинства млекопитающих вибриссы расположены в области рта и носа, у приматов они редуцированы в связи с усилением осязательной функции передних конечностей, у многих яйцекладущих и сумчатых — разбросаны по всему телу. Этот факт может свидетельствовать о том, что волосяной покров предков млекопитающих первично выполнял осязательные функции, а затем, по мере увеличения количества волос, стал принимать участие в терморегуляции. В онтогенезе человека закладывается большее количество волосяных зачатков, но к концу эмбриогенеза наступает редукция большинства из них. Потовые железы млекопитающих гомологичны кожным железам амфибий. Их секрет может быть слизистым, содержать белки и жир. Некоторые потовые железы дифференцировались у ранних млекопитающих в млечные железы. У яйцекладущих (утконос, ехидна) млечные железы сходны с потовыми по строению и развитию. По краям развивающегося соска молочной железы можно обнаружить последовательные переходы от типичных потовых к млечным железам. Количество млечных желез и сосков коррелирует с плодовитостью (от 25 до одной пары), но в эмбриогенезе всех млекопитающих на брюшной поверхности закладываются «млечные линии», тянущиеся от подмышечной впадины до паха. Впоследствии на этих линиях дифференцируются соски, большая часть которых затем подвергается редукции и исчезает. Так, в эмбриогенезе человека закладывается вначале пять пар сосков, а впоследствии остается лишь одна. Сальные железы образуются в коже только у млекопитающих. Их секрет, смазывая волосы и поверхность 11 кожи, придает им несмачиваемость и эластичность. Онтогенез покровов и придатков кожи млекопитающих и человека отражает их эволюцию по типу архаллаксиса. Действительно, ни зачатки роговых чешуи, характерных для пресмыкающихся, ни более ранние формы придатков кожи в их эмбриогенезе не рекапитулируют. При этом на стадии вторичного органогенеза развиваются сразу зачатки волосяных фолликулов. Нарушения раннего онтогенеза кожных покровов человека могут вызвать возникновение некоторых малосущественных атавистических пороков развития: гипертрихоз (повышенное оволосение), полителию (увеличенное количество сосков), полимастию (увеличенное количество млечных желез). Все они связаны с нарушением редукции избыточного количества этих структур и отражают эволюционную связь человека с наиболее близкими предковыми формами — млекопитающими. Именно поэтому у человека и других млекопитающих невозможно рождение потомства с атавистическими признаками кожных покровов, характерными для более отдаленных предков. Одним из самых известных признаков недоношенности новорожденных является повышенноеоволосение кожи. Вскоре после рождения избыточные волосы обычно выпадают, а их фолликулы редуцируются. 13. |