Пішак_Медична біологія_2004. Лауреат и но белівсь ко ї прем І ї мечников І
 Скачать 14.51 Mb.
|
|
г) 261 Уст. в багатьох країнах відзначають приско- рення соматичного, статевого і психічного розвитку, що отримало назву акселерація (від лат. acceleratio прискорення). Термін запропонував німецький педіатр Ц. Кох (р) Причини акселерації повністю не вив- чені і навряд чи їх можна зводити до якогось одного фактора. Цей процес суперечливий. Складність поля гає в тому, що виникає протиріччя у становленні осо- бистості через невідповідність темпів біологічного і суспільного розвитку. Дисгармонія в розвитку різних систем цілісного організму може бути однією з причин виникнення захворювань в акселеративних дітей. процеси (ріст і диференціація) завжди супроводжу- ють один одного. Можна говорити тільки про пере- вагу то одного, то іншого процесу. Крім того, тоді, коли водному органі переважає ріст, в іншому про- цеси диференціації, і навпаки. Диференціація спри- чинює певні якісні зміни клітин, які зумовлюють зниження або повну втрату її здатності до розмно- ження. Так, високодиференційовані нервові клітини не здатні розмножуватися. Єдність двох процесів росту і диференціації, зрештою призводить до того, що організм досягає зрілості. • співвідношення процесів росту та диференціювання у постнатальному періоді Швидкість росту різних органів і тканин неодна кова, що призводить до певних диспропорцій тіла людини в ембріогенезі і після народження. Регуляція росту складна. Важливе значення ма ють генетична конструкція і фактори зовнішнього середовища. Майже в кожного виду є генетичні лінії, які характеризують граничні розміри особин. Реалі- зація ж генетичної інформації значною мірою зале- жить від дії гормонів. Найбільш важливим гормоном є соматотропін, який виробляється гіпофізом з моменту народження до підліткового віку. Гормон шитоподібної залози тироксин також відіграє важливу роль впродовж усього періоду росту. По- чинаючи з підліткового віку ріст контролюється сте- роїдними гормонами наднирників і гонад. З факторів зовнішнього середовища найбільше значення ма- ють харчування, пори року, психологічні впливи. Швидкість росту організму в постнатальному онтогенезі поступово знижується до чотирирічного віку, потім деякий час залишається сталою, а в пев- ному віці дає "стрибок", який називається пубер- татним стрибком росту. Цепов язано з періодом статевого дозрівання. Періоди депресії росту характеризуються поси- леною диференціацією. Необхідно відзначити, що ці 1.3.3.11 Нейрогуморальна регуляція процесів росту і розвитку 1.3.3.12 Системні механізми гомеостазу в людини на рівні організму Розділ 1. Біологічні основи життєдіяльності людини функціональну стабільність (сталість) у межах нор- ми реакції на зміни навколишнього середовища. Генетична сталість внутрішнього середовища підтримується генетичним гомеостазом, який ре- гулює специфічні і неспецифічні захисні механізми, цілісність морфологічної організації тощо. Серед системних механізмів регуляції гомеостазу людини вирішального значення набуває гіпотала мо гіпофізарна ланка (рис. 1.171), яка забезпечує сталість крові, регулює поведінку, відчуття голоду, спраги. У гіпоталамусі знаходяться центри агресії, страху, гніву й емоцій. Це головний контрольно коор- динаційний центр вегетативної нервової системи, за участі якого регулюється робота серця, легень, підтримується нормальний кров'яний тиск та ін. 1.3.3.13 Особливості постнатального періоду розвитку людини у зв'язку з її біосоці альною організацією В ембріальному періоді закладка, диференцію- вання і розвиток органів та систем знаходиться під домінуючим генним контролем з досить обмеже- ним впливом зовнішньосередовищних чинників через материнський організм. Постнатальний період розвитку людини розпо чинається з моменту її народження і забезпечуєть ся гомеостатичними механізмами. Після народжен ня дитини збільшується модулюючий вплив чинникі зовнішнього середовища, насамперед факторів хар чування, виховання, позитивних і негативних впливів на дитячий організм. У цей період інтенсивно утво рюються клітини, які забезпечують реакції клітин ного (Т лімфоцити) і гуморального (В лімфоцити) імунітету. Співвідносна роль генетичного і нейро ендокринного контролю змінюється в напрямку виз наченої переваги нервової й ендокринної регуляції над геномною, при цьому в певні періоди розвитку генні впливи зростають. У постнатальному розвитку критичні періоди або фази розділяють окремі етапи онтогенезу. Виділен ня постнатальних критичних періодів розвитку було запропоновано Ю. Є. Вельтіщевим [21]. При цьому взято за основу об'єктивні і добре відомі прояви репресії генів і генного переключення (табл. 1.20) Ювенільний період (від лат. juvenilis юний) виз начається часом від народження організму до ста- тевої зрілості. Тут відбувається функціональне до зрівання різних систем організму, зокрема нервової імунної, ендокринної і репродуктивної. Пубертатний період супроводжується розвитком вторинних статевих ознак, настає статева зрілість. ТАБЛИЦЯ 1.20. ОЗНАКИ ИОСТНЛТЛ.ІЬНИХ КРИТИЧНИХ ІШРІОДЇВ"' 262 Віковий інтервал Неонатальний 3 6 місяців Другий рік життя 6 років Пубертатний період Ознаки генних впливів Поєднання процесів анаеробного гліколізу й окиснювального фосфорилування, включення власних систем терморегуляції, зовнішнього дихання, травлення, регуляція гомеостазу, перехрест L формули, фізіологічна імуносупресія. Інтенсивна швидкість росту, мієлінізація провідних шляхів і нейронів, "фізіологічна" імунна недостатність: первинний характер імунної відповіді (перевага lgM антитіл). Сповільнення темпів росту розвиток мови; повна заміна фетального гемоглобіну F на гемоглобін дорослих А переключення імунної відповіді на "зрілий" тип (перевага lgG 1 антитіл); фізіологічний дефіцит субкласів lgG 2 lgG 3 заміна субпопуляції Th 1 на Th 2 ; незрілість системи місцевого імунітету. »· Перше витягування; другий перехрест в лейкоцитарній формулі крові з перевагою нейтрофілів у наступні періоди життя; завершення процесів дозрівання імунної системи. Пубертатний спурт розвиток вторинних статевих ознак; зміна чутливості рецепторів тканин до статевих гормонів; інволюція тимуса. 1.3. Онтогенетичний рівень організації життя Рис 1.171 Гіпофіз центральна ланка регуляції гомеостазу. 263 Розділ 1. Біологічні основи життєдіяльності людини організму. Органи досягають максимального розвит- ку за дії гуморальної і ендокринної нейрорегуляції. Період зрілості характеризується найбільш на- дійними механізмами гомеостазу. Період старості супроводжується зниженням ефек- тивності генетичних і структурних механізмів регуляції. 1.3.3.14 Старість як завершальний етап онтогенезу людини • сучасні теорії старіння • клінічна та біологічна смерть Однією із особливостей онтогенезу людини є подовження життя. За останні десятиліття спосте- рігається зростання середньої тривалості життя в економічно розвинених країнах, де демографічне старіння характеризується зростанням кількості людей літнього і старечого віку. У цих країнах част- ка людей, старших 60 років, перевищує 12 %. За- значене явище має важливе біологічне, медичне і соціально економічне значення. З біологічного погляду, старіння універсальний і закономірний процес, якому властива поступовість, неухильне прогресування, що призводить до знижен- ня адаптаційних можливостей та життєздатності індивідуума. Старіння торкається всіх рівнів організації: від моле- кулярних структур до цілісного організму (рис. 1.172). До найбільш характерних зовнішніх ознак нале- жать зменшення росту (на 0,5 1,0 см зап ятиліття після 60 років), зміна форми тіла (згладжування кон- турів, посилення кіфозу, перерозподіл жирового компоненту, зниження амплітуди рухів грудної клітки, зменшення розмірів обличчя внаслідок втрати зубів і редукції альвеолярних відростків щелеп, збільшення обсягу мозкової частини черепа, ширини носа і рота, зміни у шкірі (зменшення кількості сальних залоз, товщини епідермісу, сосочкового шару шкіри, поси- віння волосся). Для процесу старіння характерні зміни у функ- ціонуванні важливих систем організму, зокрема ре- гуляторних. Так, у центральній нервовій системі спостерігаються структурні (зменшення маси моз- ку, величини і щільності нейронів) і функціональні (зниження працездатності нейронів, зміни в ЕЕГ). Відбувається також зниження гостроти зору, функції слухового апарату, смаку, частини шкірної чутливості. Для ендокринної регуляторної системи характер- не зменшення маси залоз, зниження їх гормоноут ворювальної функції (щитоподібної, статевих залоз). Зміни виникають в інших системах. Так, зни- жується секреторна активність травних органів, життєва ємність легень, основних ниркових функцій, скорочувальна цілісність міокарда, сповільнюється ритмічна діяльність серця. Різко знижується імунний гомеостаз, кількість і функціональна активність Т лімфоцитів. Зниження активності системи імунітету призводить до роз- витку аутоімунних процесів, зростання можливості утворення пухлин. Рис. 1.172 Старіння орган і з м у . 264 7.3. Онтогенетичний рівень організації життя Рис. 1.173 Атеросклероз одна з причин предчасного старіння. Скупчення холестерину перекриває просвіт вінцевої артерії: а мікрофотог рафія; б схема 1 стінка артерії; 2 скупчення холестерину. На тлі регуляторних і функціональних порушень спостерігається зниження основного обміну, спо- вільнюється біосинтез білка, збільшується вміст жиру у крові, тканинах, знижується функціональна активність клітин, порушується проникність мембран, зростає частота генних і хромосомних аберацій. У процесі старіння відбувається не тільки зни- ження функцій систем і їх дезінтеграція, але і вклю- чення протидіючих компенсаторних механізмів. Так, при зниженні рівня секреції деяких гормонів підви- щується чутливість клітин до їх дії. Як і початкові етапи онтогенезу, старіння пере- стає нерівномірно. Атрофія первинного органа іму- нітету тимуса розпочинається в 13 15 років, гонаду жінок уроки. Зрушення в кістковій сис- темі можуть починатися рано, але розвиватися дуже довго. У центральній нервовій системі ніяких змін не вдається спостерігати, але, якщо вони виникли, то розвиваються дуже швидко. Отже, старіння тривалий процес, останнім етапом якого є старість. Час настання старості залежить від багатьох причин. На даний час чітких показників, за якими можна визначити цей період онтогенезу, немає. Тривалість життя людини залежить від багатьох причин, але вона, яку будь якого іншого біологічно го виду, має свої межі. Під видовою тривалістю розуміють той вік, до якого потенційно можуть до- --ти 80 % представників виду. Але цене точна цифра, а діапазон коливань. Французький біолог Ж. Бюффон розрахував, що тривалість життя людини повинна перевищувати тривалість її росту в 6 7 разів і складає близько 90 100 років. Всі наступні розрахунки за різними кри- теріями були близькі до цієї цифри. Передбачаєть- ся, що максимальна тривалість життя людини до- сягає 130 років. Важливе для науки значення має спостережен- ня за довгожиттєвими популяціями. Встановлено, що в цих популяціях уповільнені темпи соматично- го і статевого дозрівання, у них менш виражена віко- ва еволюція скелета, основний обмін у зрілому віці нижчий. Придається значення і конституції людей, генетичним механізмам. На тривалість життя істотно впливає іонізуюча радіація, хімічні мутагени й інші ушкоджуючі фак- тори. Значна роль стресу у швидкому настанні ста- рості. На даний час запропоновано більше 200 гіпо- тез, що пояснюють причини і механізми старіння, серед них теорія маргінотомії, вільнорадикальна теорія старіння, обмеження калорійності їжі, термо- динамічна теорія старіння, імунологічна теорія ста- ріння, елеваційна теорія старіння, роль шишкоподіб- ного тіла в механізмах старіння тощо. У цілому їх можна звести до концепцій. Перша концепція розглядає старіння як процес, що викликає нагромадження в організмі ушкодже- них молекул, які накопичуються і порушують нор- мальне функціонування організму (рис. 1.173). 265 Розділ 1. Біологічні основи життєдіяльності людини Згідно з другою концепцією, старіння це зако- номірний, генетично запрограмований процес, що за- вершує диференційований ріст, дозрівання. Швидше за все, ці дві концепції необхідно поєдна- ти, тому що вони доповнюють одна одну. Існує погляд, що властиве людині, тай іншим приматам, еволюційне зростання тривалості життя за- лежить від зниження швидкості процесів старіння, підвищення ефективності захисних і репаративних процесів, що повязано з дією регуляторних генщ. Актуальною залишається проблема уповільнен- ня процесів біологічної, психологічної і соціальної інволюції і подовження активного довголіття. Наука, яка вивчає механізми старіння, геронтологія, а геріатрія вивчає особливості розвитку, перебігу, лікування і попередження захворювань у людей літнього віку. Завершальною фазою онтогенезу є смерть. У людини розрізняють природну (фізіологічну) смерть, що настає внаслідок старіння, а також передчасну (патологічну) смерть, що настає під дією захворю- вань або внаслідок нещасного випадку. Смерть це процес, який можна розділити на два етапи. Перший етап клінічна смерть. Для неї характерні: втрата свідомості, припинення дихання і серцебиття. Але більша частина органів продов- жує активно функціонувати. Стан клінічної смерті поступово змінюється біо- логічною смертю. Вона настає не одночасно у всіх органах, що залежить від чутливості клітин до кис- невого голодування. Найбільш чутливі до нестачі кисню нервові клітини кори головного мозку. Незво ротні порушення в них настають через 6 7 хв. Для подовження стану клінічної смерті без переходу в біологічну використовують гіпотермію зниження температури тіла шляхом його охолодження. Розділ медицини, що займається оживленням людей, які знаходяться в стані клінічної смерті, на- зивається реанімацією (оживлення). На даний час розроблені основні принципи реанімації, створені від- ділення реанімації, що дозволяє врятувати життя великій кількості людей. Смерть є завершальним етапом онтогенезу. Клінічна смерть характеризується втратою свідо- мості, припиненням серцевої діяльності клітин і ди- хання, проте більшість клітин і органів все ж зали- шаються живими. Продовжується оновлення клітин, • геронтологія та геріатрія Тривалість життя будь якого організму обмеже- напевною, характерною для кожного виду, часовою межею. Наприклад, тривалість життя вишні 100 років, дуба 2000 років, сосни до 3000 років Серед тварин довгожителями є деякі види птахів до 100 років, слони живуть близько 100 років. Щодо людини, то розрізняють природну тривалість життя і середню тривалість життя. Під природною тривалістю життя розуміють кількість років, трива- ліше яких людина не може жити, навіть за ідеальних умов довкілля. Вважають, що природна тривалість життя становить 120 150 років, проте до 100 річноге віку доживають лише окремі індивіди. Вона є кіль- кісною видовою ознакою і залежить від генотипу. Середня тривалість життя певної групи, яка пе- реривається смертністю, є показником здоров'я нації. Середня тривалість життя людини в економічно розвинутих країнах становить близько 70 років, тоді як на початку кам'яного віку вона не перевищува- ла 18 років. Такому збільшенню сприяло поліпшен- ня гігієнічних умов життя, зменшення дитячої смерт- ності, значні успіхи медицини в боротьбі з інфекція- ми, досягнення хірургії, зниження загальної смерт- ності та ін. Тривалість життя є однією з ознак орга- нізму, яка залежить від генів та від умов середови- ща, в яких ці гени проявляють свою дію. Процес прогресуючого зниження функціональнх здатностей організму після досягнення ним зрілості називають старінням. Починаючи з 30 40 літнього віку, у людини зни- жується швидкість нервової провідності, змен 266 триває перистальтика кишок. Цей стан організму зворотний за умов застосування заходів по онов ленню (реанімації) організму. Біологічна смерть характеризується тим, що вона незворотна. Спочатку гине кора великих півкуль головного мозку, потім клітини серця, кишок, легень, печінки. 1 . 3 . 3 . 1 5 Тривалість життя та проблеми довголіття 1.3. Онтогенетичний рівень організації життя шується кількість крові, яка протікає через нир- ки, знижується фізіологічна активність серцевого м'яза, зазнають змін колагенові й еластичні волокна, у тканинах накопичується холестерин, солі кальцію і т. п. Клітини і тканини втрачають здатність до біохі міччної та морфологічної регенерації. Важливою демографічною проблемою більшості економічно розвинутих країн є поступове постарін- ня людства Землі. Припускається, що у світі в 2025 р. чисельність людей віком 60 років і старших у порівнянні з 1950 р. зросте в 5 разів, а людей старших років у 7 разів. Хворі старшого віку ста новлять значну частину контингенту лікувальних ус- танов. У багатьох країнах кількість старих людей перевищує 15 %, а в деяких країнах навіть 20 % і має тенденцію до подальшого зростання. Збільшен ня частки літніх людей викликало інтерес до герон тології, перш за все до вивчення первинних ме ханізмів старіння організмів і популяцій та чинників, які визначають тривалість життя. Геронтологія (від грец. γέρων (γέροντος) старий і λόγος вчення) вивчає закономірності ста ріння живих істот, зокрема людини, вікові біологічні зміни різних структур головного мозку, особливості взаємозв'язків між ендокринними органами, харак- терні для старіння зміни імунної системи, процеси старіння сполучної тканини та ін. Вперше термін був запропонований І.І. Мечниковим у 1903 р. В Україні і далеко за її межами відомі наукові досягнення Інституту геронтології АМН України м. Київ). г Геріатрія це галузь медицини, наука про хворо би осіб літнього і старечого віку. її завданням є зат римка явища старіння, розробка способів нормалі зації функцій організму при старінні, вивчення фак- торів ризику, які викликають передчасне старіння. Одне з ключових питань геронтології встано вити роль генетичних чинників у старінні. Існує група спадкових хвороб, за яких передчасне старіння основна нозологічна ознака. Ці хвороби називають- ся "прогерії". Розрізняють прогерію дітей (синдром Хатчинсона Гілфорда) і прогерію дорослих синдром Вернера). У процесі старіння важливого значення набува- ють не тільки генетичний механізм, але і його взає- модія зі стохастичними пошкодженнями. • фізіологічна і репаративна • рівні регенерації: внутрішньо- клітинний та надклітинний шляхи регенерації Регенерація (від лат regeneration відроджен- ня) відновлення структур організму в процесі жит- тєдіяльності і відновлення тих структур, що були втрачені внаслідок патологічних процесів. Явища регенерації було знайоме людям ще з гли- бокої давнини, але особливо інтенсивні досліджен- ня регенерації стали проводити з кінця XIX сторіччя, коли в біологію широко увійшов метод експеримен- тальних досліджень. Проблема регенерації має пер- шорядне значення для медицини, особливо для відновлювальної хірургії. Фізіологічна регенерація — явище універсаль- не, властиве всім живим організмам, а також органам, тканинам, клітинам і субклітинним структурам. Прийнято поділяти клітини тканин тваринних організмів і людини натри основні групи: лабільні, стабільні і статичні. До лабільних відносять клітини, що швидко і легко поновлюються в процесі нормальної життєдіяль- ності організму. Це клітини крові, епітелію слизової оболонки шлунково кишкового тракту, епідермісу. Доля клітин, що загинули в процесі життєдіяльності, неоднакова. Клітини зовнішніх покривів після заги- белі злущуються. Клітини слизової оболонки кишок, багаті на ферменти, після злущування входять до складу кишкового соку і беруть участь у травленні. До стабільних клітин відносять клітини печін- ки, підшлункової залози, слинних залоз та ін. Вони мають обмежену спроможність до розмноження, що виявляється при ушкодженні органа. До статичних клітин відносять клітини попе- речносмугастої м'язової і нервової тканин. Клітини статичних тканин, як вважає більшість дослідників, не діляться. Проте процеси фізіологічної регенерації в нервових клітин здійснюються на субклітинному, ультраструктурному рівнях. Щодо м'язової ткани- ни, останнім часом погляд дещо змінився. Були 267 / 1.3.3.16 Регенерація та її види |