Онтогенез. 1основные концепции в биологии индиведуального развития. Этапы, периоды и стадии онтогенеза
 Скачать 1.62 Mb.
|
|
Другой поток мигрирует в брюшном направлении и образует чувствительные сетчатую ткань, то все клетки отделятся друг от друга, как просеянные сквозь сито. Если затем поместить все эти отдельные клетки в воду и осторожно, тщательно перемешать, полностью разрушив все связи между ними, то спустя некоторое время они начинают постепенно сближаться и воссоединяются, образуя целую губку, сходную с прежней. В этом участвует своего рода «узнавание» на клеточном уровне, о чем свидетельствует следующий эксперимент. Губки трёх разных видов разделяли описанным способом на отдельные клетки и как следует перемешивали. При этом обнаружилось, что клетки каждого вида способны «узнавать» в общей массе клетки своего вида и воссоединяются только с ними, так что в результате образовалась не одна, а три новых губки, подобные трём исходным. Из других животных к восстановлению целого организма из взвеси клеток способна только гидра. , в процессе эволюции регенерационные способности не снижаются, а принимают различные формы. Регенерация органов у млекопитающих. У млекопитающих хорошо срастаются переломы костей. За счет надкостницы восстанавливаются даже вылущенные кости. Удалось достигнуть восстановления значительных участков кости путем постепенного раздвигания ее обломков. Установлено, что у птиц и млекопитающих перерезанные мышцы могут не только срастаться, но и регенерировать в тех случаях, когда мышца удалена не полностью. Изучение регенерации внутренних органов было начато в 80-х годах 19 столетия Подвысоцким. Большой вклад в изучение регенерации внутренних органов был сделан Воронцовой и ее учениками. Она установила, что наиболее часто регенерация внутренних органов млекопитающих (печень, селезенка, поджелудочная железа) идет по типу эндоморфоза. Особенно быстро регенерирует печень. Эндоморфоз может быть использован для нормализации функций патологически измененных органов. Например, после удаления патологически измененной части печени оставшаяся часть берет на себя функции целого органа. Кроме того, наряду с процессом восстановления наблюдается нормализация ее строения. При утрате одного из парных органов (почки, легкие, яичник и т.д.) или его части происходит компенсаторная (викарная) гипертрофия неповрежденного органа. Компенсаторная гипертрофия – увеличение органа или ткани , возникающее в результате повышенной физиологической нагрузки (при удалении одной из почек вторая увеличивается в размерах и испытывает повышенную нагрузку). 42. Формы и способы репаративной регенерации. Репаративная регенерация – это восстановление клеток и тканей взамен погибших из-за различных патологических процессов. Репаративная регенерация может быть полной и неполной. Полная регенерация, или реституция, характеризуется возмещением дефекта тканью, спинномозговые ганглии, симпатические нервные узлы, мозговое вещество надпочечников, парасимпатические ганглии. Клетки из черепного отдела нервного гребня дают начало как нервным клеткам, так и ряду других структур, таких, как жаберные хрящи, некоторые покровные кости черепа. Энтодерма у всех зародышей в конечном счете образует эпителий вторичной кишки и многие ее производные. Сама вторичная кишка всегда располагается под хордой. Таким образом, в процессе нейруляции возникает комплекс осевых органов: нервная трубка, хорда, кишка, представляющих собой характернейшую черту организации тела всех хордовых. Одинаковое происхождение, развитие и взаимное расположение осевых органов выявляют их полную гомологию и эволюционную преемственность. 15.Провизорные органы зародышей позвоночных. Определение,виды, характеристика, биологическое значение. Провизорные (внезародышевые) органы функционируют временно и обеспечивают связь зародыша со средой. К ним относят амнион, хорион, плаценту, аллонтоис, желточный мешок и др. -- зародыш развивается в специальных оболочках- амнион. Клетки амниона секретируют амниотическую жидкость, в которую погружен зародыш. Амниотическая жидкость представляет собой водный раствор белков, углеводов, минеральных солей; содержит также гормоны и мочевину. Амнион защищает зародыш от высыхания, механических воздействий; участвует в обмене веществ. -- Газообмен осуществляется с помощью хориона (ворсинчатой оболочки). Он является самой наружной внезародышевой оболочкой и на поверхности имеет большое число выростов - ворсинок. Ворсинки хориона врастают в слизистую оболочку матки. Место наибольшего разветвления ворсинок и наиболее тесного контакта их со слизистой оболочкой матки у млекопитающих носит название детского места или плаценты. Тело зародыша соединяется с плацентой специфическим провизорным органом - пупочным канатиком, содержащим кровеносные сосуды. Через плаценту плод снабжается питательными веществами, кислородом; освобождается от продуктов обмена. Аллантоис, (мочевой пузырь) является производным заднего отдела кишечной трубки зародыша и представляет из себя большой мешок. У человека и млекопитающих животных– это рудиментарный орган, его зачаток входит в состав пупочного канатика. Желточный мешок. обеспечивает питание зародыша, соединяясь с его средней кишкой. У млекопитающих желточный мешок закладывается на ранних этапах эмбриогенеза, но затем постепенно редуцируется. 16.Планцентарный барьер. Типы планцент, их характеристика, примеры. Плацента – это комплекс тканевых образований, развивающихся из сосудистой оболочки плода и слизистой оболочки матки матери и служит для связи плода с материнским организмом. Плацента делится на две части: – плодная (сосудистая оболочка плода) – материнская (слизистая оболочка матки) Контакт с материнскими тканями хориона различны, поэтому выделяют четыре основных типа плаценты. 1. У низших (у свиней) ворсинки хориона контактируют со всей поверхностью слизистой матки и непосредственно с ее эпителием, и такой тип плаценты которая идентична погибшей. Она развивается преимущественно в тканях, где преобладает клеточная регенерация. Неполная регенерация, или субституция, – дефект замещается соединительной тканью, рубцом. Субституция характерна для органов и тканей, в которых преобладает внутриклеточная форма регенерации, либо она сочетается с клеточной регенерацией. Функция органа возмещается в таких случаях путем гипертрофии или гиперплазии окружающих дефект клеток. Патологическая регенерация проявляется в избыточном или недостаточном образовании регенерирующей ткани (гипер- или гипорегенерация). Примерами ее могут служить образование келоидных рубцов, избыточная регенерации периферических нервов (травматические невромы), избыточное образование косный мозоли при срастании перелома, вялое заживление ран (хронические трофические язвы голени в результате венозного застоя) и др. Различают регенерацию: При гомоморфозе восстанавливается такой же орган, как и утраченный. При гетероморфозе восстановленные органы отличаются от типичных. В ряде случаев при гетероморфозе вместо прежнего органа развивается совершено иной (у рака вместо глаза на месте удалённого вырастает видоизменённая антенна). Существует несколько способов (разновидностей) репаративной регенерации: эпиморфоз, морфаллаксис, регенеративная и компенсаторная гипертрофию. Гипертрофию и гиперплазию клеток органов и тканей, а также возникновение и рост опухолей относят к гипербиотическим процессам – процессам избыточного роста и размножения клеток, тканей и органов. Гипертрофия – увеличение размеров органа или ткани за счет увеличения размера каждой клетки. Выделяют рабочую (компенсаторную), викарную (заместительную) и гормональную (коррелятивную) гипертрофию. рабочая гипертрофия , Причиной ее является усиленная нагрузка, предъявляемая к органу или ткани. Примером рабочей гипертрофии в физиологических условиях может служить гипертрофия скелетной мускулатуры и сердца у спортсменов, Викарная , или заместительная , гипертрофия развивается в парных органах (почки) или при удалении части органа, например, в печени, в легких. Примером физиологической гормональной (коррелятивной) гипертрофии может служить гипертрофия матки при беременности. Эпиморфоз – это отрастание нового органа от ампутационной поверхности. При эпиморфической регенерации утраченная часть тела восстанавливается за счет активности называется эпителиохориальный. При этом эпителий слизистой матки не разрушается. 2. У жвачных десмохориальный тип плаценты. Здесь ворсинки хориона контактируют с соединительной тканью, врастая в эпителий, который при этом разрушается. 3. Третий тип плаценты эндотелиохориальный. Встречается у хищников. Ворсинки хориона подрастают к эндотелию кровеносных капилляров, частично разрушая стенки кровеносных сосудов. 4. У приматов, грызунов встречается гемохориальный вид плаценты. Ворсинки хориона контактируют с материнской кровью. При формировании плаценты разрушается эпителий, затем врастает в соединительную ткань и разрушает ее, также разрушаются кровеносные сосуды. Кровь выходит из кровеносных сосудов, при этом образуется лакуны (озерца) с которыми и контактируют ворсинки. Барьер, разделяющий кровь матери и плода в межворсинчатом пространстве, состоит из эпителия трофобласта, или синцития, покрывающего ворсинки, соединительной ткани ворсинок и эндотелия их капилляров. Обмен газов (кислорода и др.), а также истинных растворов через плацентарную мембрану происходит по законам осмоса и диффузии. Этому способствует разница парциального давления в крови матери и плода. Белки, жиры, углеводы и другие вещества проникают через плацентарный барьер в форме простейших соединений, образующихся под влиянием ферментативной функции плаценты. Плацентарный барьер защищает плод от проникновения вредных веществ лишь частично. Через плаценту могут проникать наркотики, алкоголь, никотин, цианистый калий, сульфаниламиды, хинин, ртуть, мышьяк, йодид калия, антибиотики (пенициллин и стрептомицин), витамины и гормоны. 17.Постэмбриональный период онтогенеза. Определение, виды, характеристика, биологическое значение. Основные механизмы, генетически обуславливающие этот период. Постэмбриональный (постнатальный) онтогенез начинается с момента рождения, при выходе из зародышевых оболочек (при внутриутробном развитии) или при выходе из яйцевых оболочек и заканчивается смертью. Постэмбриональный онтогенез у всех живых существ подразделяется на следующие периоды: 1) Ювенильный (дорепродуктивный) – от рождения до полового созревания. 2) Пубертатный (репродуктивный) период зрелости, - организм способен к самовоспроизведению. 3) Пострепродуктивный (период старения) – заканчивается смертью. Прямое развитие — развитие с постепенным ростом сформировавшегося зародыша без метаморфоза. Прямое развитие — рождение потомства, внешне похожего на взрослый организм. Оно наблюдается у рыб, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих, некоторых видов насекомых. Непрямое развитие — рождение или выход из яйца потомства, отличающегося от взрослого организма по морфологическим признакам, образу жизни (типу питания, характеру передвижения). Пример: из яиц недифференцированных клеток, похожих на эмбриональные. Морфаллаксис – это регенерация путем перестройки регенерирующего участка. При морфаллаксисе другие ткани тела или органа, преобразуются в структуры недостающей части. 43.Источники регенерации: дедифференцированные клетки, региональные стволовые клетки, стволовые клетки из других структур. 1.Малодифференцированные клетки, сохранившиеся в ходе эмбриогенеза(стволовые, камбиальные). Имеется в виду, что регенерацию обеспечивают представители тех же популяций стволовых клеток, которые в ходе эмбриогенеза являются предшественниками клеток, формирующих ткани и органы. Предполагается, что небольшая часть стволовых клеток сохраняется в виде резерва во взрослом организме. Действительно, известны случаи регенерации с участием резервных клеток. Однако отчетливо такой способ регенерации продемонстрирован пока только у низших животных – кишечнополостных и червей. 2.Дедифференцировка и редифференцировка клеток дефинитивных тканей.. Этот способ хорошо продемонстрирован на примере регенерации конечности хвостатых амфибий и во многих других случаях. регенерация конечности идет по типу эпиморфоза. На раневой поверхности образуется конусовидное скопление недифференцированных клеток – бластема, в которой заново дифференцируются скелетные элементы, мышцы, кровеносные сосуды и соединительная ткань. 3.Трансдифференцировка и метаплазия при регенерации.Еще один путь обеспечения регенерационного процесса – превращение одного типа дифференцированных клеток в другие (трансдифференцировка). Крайний случай трансдифференцировки – метаплазия – состоит в превращении производных одного зародышевого листка в производные другого листка. Такие процессы описаны у ряда беспозвоночных животных – кольчатых червей, немертин, кишечнополостных, а также у асцидий. Так немертина Lineus может полностью восстановиться из переднего участка тела, лишенного энтодермы. 44. Трансплантация органов и тканей. Проблема тканевой несовместимости. Трансплантация - пересадка органа или ткани Новинский впервые в мире осуществил гомо- и гетеротрансплантацию опухолей. Трансплантация является патологическим процессом, так как пересаженная ткань (орган) в любом случае становится в неестественные по отношению к ее обычному месту существования условия (гетеротопия Вирхова). Вирхов считал гетеротопию одним из основных видов патологического состояния тканей. Различают три вида трансплантации: аутотрансплантацию, гомотрансплантацию и гетеротрансплантацию. майского жука появляются червеобразные личинки, которые живут в почве и питаются корнями в отличие от взрослых насекомых (живут на поверхности земли или растительности, питаются зелёными частями растений). При непрямом развитии происходит метаморфоз, который может быть полным и неполным. В процессе метаморфоза развиваются или утрачиваются некоторые органы. Стадии непрямого развития насекомых с полным метаморфозом: яйцо, личинка, куколка, взрослая особь. Особенностью жизни животных на стадии яйца и куколки является неподвижность. Стадии непрямого развития насекомых с неполным метаморфозом: яйцо, личинка, взрослое насекомое (имаго). При неполном метаморфозе личинка внешне похожа на взрослое насекомое. 18. Элементарные клеточные механизмы онтогенеза. Пролиферация клеток, стимулы, пробуждающие клетку к делению. К клеточным механизмам относят размножение, перемещения, избирательную сортировку, дифферен- цировку, программированную гибель клеток. Важной особенностью действия этих механизмов является их избирательность, которая означает, что тот или иной механизм реализуется в определенное время развития в определенном месте развивающегося организма с определенной интенсивностью и скоростью и приводит к конкретному качественному и количественному результату. Строгая закономерность действия клеточных механизмов в онтогенезе особи регулируется системными механизмами развития, к которым относят межклеточные взаимодействия, взаимодействия клеточных комплексов, частей и структур зародыша (эмбриональная индукция), нервную и гуморальную регуляцию, образование морфогенетических полей. пролиферация клеток, происходящая после стадии дробления, обеспечивает рост организма. Среди стимулов, побуждающих клетки к делению, значительную часть составляют факторы роста, относящиеся к группе гистогормонов. Они продуцируются неспециализированными клетками, находящимися во всех тканях, и обладают эндокринным (действуют на отдаленные клетки-мишени через кровоток), паракринным (на соседние клетки путем диффузии), аутокринным (на сами клетки-продуценты) и даже интракринным (внутри клетки, не секретируясь, т.е. не выделяясь из клетки- продуцента) действием. 19. Клеточные перемещения в онтогенезе, взаимодействие мигрирующей клетки с компонентами внеклеточного матрикса. В процессе развития особи происходят неоднократные перемещения (миграции) отдельных клеток, их групп, клеточных пластов. Особое значение миграция клеток приобретает на стадии гаструляции, приводя к формированию зародышевых листков. В ходе органогенеза этот механизм важен, например, при формировании крупных пищеварительных желез, производных нервного гребня. Не менее значима его роль и в постэмбриональном развитии. Амебоидное движение макрофагов обеспечивает реализацию реакций иммунитета, перемещения сперматозоидов необходимы для осуществления оплодотворения, миграции клеток эпидермиса приводят к закрытию раневой поверхности Аутотрансплантация Сейчас успешно производят пересадки кожи человека с одного места на другое для лечения ожогов. Пересаживают отрезки тонкого кишечника на место удаленного пищевода одному и тому же больному. Широко применяется аутотрансплантация в целях восстановительной пластики для замещения дефектов лица после ранений. Примером гомотрансплантации является переливание одногруппной крови. Пересадка органов (почки, суставы) от одного человека другому сейчас также широко применяется хирургами. Начата работа по пересадке сердца. Пересадка гетерогенных органов и тканей (гетеротрансплантация) также была предметом интенсивного изучения. В истории медицины известна попытка пересадки мужских половых желез обезьян старикам с целью их омолаживания (Штейнах, Воронов). Пересаженная ткань во всех случаях отторгается и рассасывается. Временный стимулирующий эффект зависит от действия гормонов, всасывающихся из разрушенной пересаженной половой железы. Гетеротрансплантация яичников, селезенки и других органов производится в медицине также с целью так называемой неспецифической стимулирующей терапии в различных ее вариантах, однако она не нашла широкого применения. Проблема тканевой несовместимости: подобрать идеального донора и реципиента невозможно, появляется потребность подавления иммунитета и реакции отторжения органа. Защита организма от микробов и вирусов, обращена против интереса человека в случае пересадки органов и тканей. |