|
|
Понятие биологической системы. Клетка как открытая система. Организация потоков вещества, энергии и информации в клетках многоклеточного организма. Примеры процессов самообновления, самовоспроизведения и саморегуляции в клетке
65. Генетический контроль в эмбриогенезе. «Гены общего хозяйства» и «Гены роскоши». Эмбриональная регуляция. Тотипотентность и унипотентность.
В генетическом контроле индивидуального развития лежит принцип последовательной дерепрессии генов.
Гены «домашнего хозяйства», конститутивные гены - структурные гены, обеспечивающие основные жизненые функции клетки, экспрессия которых, как правило, не регулируется дополнительными факторами (напр., белком-репрессором), а определяется лишь взаимодействием РНК-полимеразы с промотором, имеющим определенные структурные особенности. Г.«д.х.» работают (активны) постоянно во всех клетках организма и кодируют ферменты общего метаболизма, напр. гликолиза. Экспрессия этих генов слабо зависит от условий окружающей среды и поддерживается на относительно постоянном уровне.
Гены «роскоши» — гены, обеспечивающие осуществление специализированных функций некоторыми типами клеток (напр., гены иммуноглобулинов в В-лимфоцитах или гены глобинов в эритроидных клетках)
Эмбриональныерегуляции - восстановлениенормальной, геометрическиправильнойиполнойструктурыорганизма, несмотрянаудаление, добавлениеилиперемешиваниечастиматериалазародыша.
тотипотентность (англ. totipotency, от лат. totus — весь, целый, совокупный, potentia — сила, мощь, возможность) — способность клетки путем деления дать начало любому клеточному типу организма. Понятие тотипотентности, мультипотентности и плюрипотентности тесно связано с понятиями «потенция к развитию» и «детерминация». Оплодотворенные яйцеклетки животных являются тотипотентными. В течение развития потомки зиготы утрачивают тотипотентность. У большинства животных бластомеры сохраняют тотипотентность в течение определенного количества делений дробления. У животных с детерминированным развитием (например, у круглых червей) первые потомки зиготы уже утрачивают тотипотентность.
Унипотентность — способность формировать клетки одного клеточного типа. Примером таких клеток являются сперматогониальные стволовые клетки ответственные за появлениесперматозоидов.
|
66. геронтология и гериатрия. Старость и старение. Гипотезы, объясняющие механизмы старения. Клиническая и биологическая смерть. Реанимация.
Геронтоло́гия — наука, изучающая биологические, социальные ипсихологические аспекты старения человека, его причины и способы борьбы с ним (омоложение). Возникла около века назад. Составными частями геронтологии являются гериатрия - учение о болезнях, связанных с инволюционными изменениями, а также особенности лечения и профилактики заболеваний в пожилом и старческом возрасте, герогигиена, которая изучает вопросы общей и специальной гигиены людей старших возрастных групп и геронтопсихология, которая изучает психолого-поведенческие особенности людей пожилого и престарелого возраста.
Гериатрия (от др.-греч. γέρων — старик и ἰατρεία — лечение) — частный раздел геронтологии, занимающийся изучением, профилактикой и лечением болезней старческого возраста. Некоторые заболевания часто наблюдаются именно у пожилых людей. Например, болезнь Альцгеймера, как правило, обнаруживается у людей старше 65 лет[1].
Под явлением старения понимаются все морфологические, биохимические, функциональные и психические изменения, возникающие в процессе жизни организма. Это постепенно развивающиеся и необратимые изменения структур и функций живого существа.
Старость — период жизни человека от утраты способности организма к продолжению рода до смерти. Характеризуется ухудшением здоровья, умственных способностей, затуханием функций организма.
В этот период жизни люди, работающие по найму, как правило, имеют право прекращать работу и уходить на пенсию (в Российской Федерации женщины — с 55 лет, мужчины — с 60 лет). Но имеется также некоторый процент работающих из общего числа пожилых людей.
Старость делится на несколько более коротких периодов жизни человека[источник не указан 472 дня]:
Преклонный (пожилой) возраст — 61—74 для мужчин, 56—74 для женщин.
Старческий возраст — 75—90 для мужчин, 75—90 для женщин
Возраст долгожительства — более 90 лет. Затухание функций организма. Заканчивается смертью.
Старение — в биологии процесс постепенного нарушения и потери важных функций организма или его частей, в частности способности кразмножению и регенерации. Вследствие старения организм становится менее приспособленным к условиям окружающей среды, уменьшает и теряет свою способность бороться с хищниками и противостоять болезням и травмам.
Смерть (ги́бель) — прекращение, остановка жизнедеятельности организма. Для одноклеточных живых форм завершением периода существования отдельного организма может являться как смерть, так и митотическое деление клетки. В медицине изучением смерти занимается танатология.
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).
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:
Отсутствие реакции глаза на раздражение (надавливание)
Помутнение роговицы, образование треугольников высыхания (пятен Лярше).
Появление симптома «кошачьего глаза»: при боковом сдавлении глазного яблока зрачок трансформируется в вертикальную веретенообразную щель, похожую на кошачий зрачок.
Реанимация (лат. Reanimatio — дословно «возвращение жизни», «оживление»). Также слово «реанимация» применяется в качeстве жаргонизма в отношении отделений интенсивной терапии, медицинских учреждений и специализированных бригад скорой медицинской помощи. Например: перевели в реанимацию, на аварию выехала реанимация.
В медицинском смысле реанимация может включать в себя сердечно-легочную реанимацию, интенсивную терапию, и комплекс мер, направленных на поддержание жизнедеятельности. Сердечно-легочная реанимация является экстренным мероприятием, необходимость в котором возникает при внезапно развившейся остановке сердца или дыхания.
|
67. Биологические и социальные аспекты старения. Генетические, молекулярные, клеточные, системные механизмы старения. Проблема долголетия.
Старение представляет собой всеобъемлющий процесс, охваты вающий все уровни структурной организации особи —от макромолекулярного до организменного.
Ряд наблюдений легли в основу достаточно распространенной точки зрения о наследуемости продолжительности жизни и, следо вательно, наличии генетического контроля или даже особой генети ческой программы старения. Представ ление о величине наследуемости продолжительности жизни полу чают, определяя коэффициент наследуемости.Результаты оценки степени генетического контроля старения путем расчета коэффициента наследуемости долгожительства ука зывают лишь на отсутствие специальной генетической программы старения. При отсутствии специальных генов или целой программы, прямо определяющих развитие старческих признаков, процесс старения находится тем не менее под генетическим конт ролем путем изменения его скорости. Называют разные пути такого контроля. Во-первых, это плейотропное действие, свойственное многим генам. Во-вторых, со временем в генотипах соматических клеток, особенно в области регуляторных нуклеотидных последовательно стей, накапливаются ошибки(мутации). Следствием этого является нарастающее с возрастом нарушение работы внутриклеточных ме ханизмов, процессов репликации, репарации, транскрипции ДНК. В-третьих, генетические влияния на скорость старения могут быть связаны с генами предрасположенности к хроническим заболе ваниям, таким, как ишемическая болезнь сердца, атеросклероз сосудов головного мозга, гипертония, наследуемым по полигенному типу.
В ис следованиях 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.
Влияние социально-экономических условий на длительность жиз ни может быть оценено путем сравнения названного показателя для одной и той же популяции (например, население страны), но в разные исторические периоды или же путем сопоставления продол жительности жизни в двух популяциях, различающихся по жизнен ному уровню и сосуществующих в одно и то же историческое время.
Молекулярные Существуют свидетельства нескольких важнейших механизмов повреждения макромолекул, которые обычно действуют параллельно один другому или зависят один от другого[39]. Вероятно, любой из этих механизмов может играть доминирующую роль при определённых обстоятельствах.
На первых этапах исследования старения, многочисленные теории рассматривались как конкурирующие в пояснении эффекта старения. Тем не менее, сегодня считается, что многие механизмы повреждения клеток действуют параллельно, и клетки также должны тратить ресурсы на борьбу со многими механизмами. Для исследования взаимодействия между всеми механизмами борьбы с повреждениями был предложен системный подход к старению, который пытается одновременно принять во внимание большое количество таких механизмов. Более того, этот подход может чётко разделить механизмы, которые действуют на разных стадиях жизни организма. Например, постепенное накопление мутаций в митохондриальной ДНК часто приводит к накоплению активных форм кислорода и снижению производства энергии, что в свою очередь приводит к увеличению скорости повреждения ДНК и белков клеток.
По современным представлениям, клетка стареет в результате накопления повреждений. Скорость этого накопления определяется, в первую очередь, генетически определёнными затратами на ремонт и поддержку клеточных структур, которые в свою очередь определяются организмом для удовлетворения своих экологических потребностей. Долгоживущие организмы имеют большие затраты (иногда более длительный метаболизм), что приводит к более медленному накоплению повреждений. Для борьбы с риском, который представляют собой повреждённые клетки, организм создал систему механизмов для борьбы с ними, которые часто включают второй ряд компромиссов.
Наследственность оказывает несомненное влияние на продол жительность жизни, предполагается, что скорость старения контро лируется генетически. Среди людей, у которых родители были дол гожителями, отмечено повышение продолжительности жизни во всех возрастных группах. Предполагается, что первичные механизмы старения связаны со сдвигами в реализации генетической информа ции, что ведет к неравномерному изменению синтеза различных белков, в результате этих процессов нарушается структура и функ ции клеток, приводя к их гибели.
Долголетие — продолжительность жизни выше среднего срока жизни живого существа (растение, животное, человек). Обычно долголетие достигается при здоровом образе жизни и благоприятных условиях окружающей среды.
|
68. Регенерация. Виды регенерации. Физиологическая регенерация, ее значение. Проявление физиологической регенерации на субклеточном, клеточном и тканевом уровнях.
Регенера́ция (восстановление) — способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого организма из его искусственно отделённого фрагмента (например, восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных клеток). У протистов регенерация может проявляться в восстановлении утраченных органоидов или частей клетки.
Бывает физиологическая и репаративная. Регенерацию в процессе нормальной жизнедеятельности организма, обычно не связанную с повреждениями или утратой, называют физиологической. В каждом организме на протяжении всей его жизни постоянно идут процессы восстановления и обновления. У человека, например, постоянно обновляется наружный слой кожи. Птицыпериодически сбрасывают перья и отращивают новые, а млекопитающие сменяют шерстный покров. У листопадных деревьев листья ежегодно опадают и заменяются свежими.
Примеромфизиологическойрегенерациинавнутриклеточномуровнеявляютсяпроцессывосстановлениясубклеточныхструктурвклеткахвсехтканейиорганов. Значениеееособенновеликодлятакназываемых «вечных» тканей, утратившихспособностькрегенерациипутемделенияклеток. Впервуюочередьэтоотноситсякнервнойткани.
Примерамифизиологическойрегенерациинаклеточномитканевомуровняхявляютсяобновлениеэпидермисакожи, роговицыглаза, эпителияслизистойкишечника, клетокпериферическойкровиидр. Обновляютсяпроизводныеэпидермиса — волосыиногти. Этотакназываемая пролиферативная регенерация, т.е. восполнениечисленностиклетокзасчетихделения.
|
69. Регенерация. Виды регенерации. Репаративная регенерация, ее значение. Способы репаративной регенерации (эпиморфоз, морфолаксис). Гомоморфоз, гипоморфоз, гетероморфоз, гиперморфоз. Примеры.
Репаративной называют регенерацию, происходящую после повреждения или утраты какой-либо части тела. Выделяют типичную и атипичную репаративную регенерацию.
При типичной регенерации утраченная часть замещается путём развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела (автотомия), как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага.
При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой, отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может вырасти антенна.
Эпиморфо́з — вариант процесса регенерации органа при потере части органа, характеризующийся, в отличие от морфаллаксиса, отрастанием недостающей части органа без изменения формы и размера оставшейся части органа.
Морфаллаксис (от греч. morphe - вид, форма и allaxis - изменение), один из способов регенерации у животных, при котором образование целого организма или его органа из оставшегося после повреждения участка тела или органа происходит путём перестройки этого участка (ср. Эпиморфоз). М. наблюдается у многих кишечнополостных, плоских и кольчатых червей, членистоногих, а также у оболочников.
Гомоморфоз (полная регенерация, реституция) — завершение процесса регенерации удаленного органа восстановлением идентичного по форме, размерам и функциональности органа.
Гипоморфоз (от гипо... и греч. morphe — форма, вид), путь филогенетического развития организмов, ведущий к упрощению их организации. Имеет место в связи с выпадением смены среды, характерной для онтогенезапредков (например, неотения водных хвостатых земноводных), или упрощением условий существования (например, при паразитизме), при уменьшении размеров тела
Гетероморфо́з (неполная регенерация, реституция) — завершение процесса регенерации удаленного органа восстановлением органа, отличающегося от исходного функциональностью (образование другого органа).
Гиперморфоз (от гипер... и греч. morphe — вид, форма), гипертелия, сверхспециализация, тип филогенетического развития, ведущий к нарушению отношений организма со средой вследствие гипертрофииотдельных органов (например, клыков у ископаемого саблезубого тигра — махайрода, рогов у гигантского оленя, клыков у современного кабана — бабируссы и т.п.). Частный случай Г. — общее увеличение размеров тела, ведущее к нарушению корреляций отдельных органов
|
70. регенерация. Виды регенерации. Репаративная регенерация. Морфолаксис. Эндоморфоз (регенерационная гипертрофия, компенсаторная гипертрофия). Примеры. Проявление регенерационной способности в филогенезе. Применение в медицине. Факторы, влияющие на процесс регенерации.
Эндоморфоз – этовосстановление, идущеевнутриоргана.Приэтомвосстанавливаетсянеформа, а массаоргана.Регенерацияпотипуэндоморфозаначинается с заживленияраны, а затемпроисходитувеличениеоставшейсячастиорганазасчетразмноженияклеток и ихгипертрофии.
Регенерационная гипертрофия относится к внутренним органам. Этот способ регенерации заключается в увеличении размеров остатка органа без восстановления исходной формы. Иллюстрацией служит регенерация печени позвоночных, в том числе млекопитающих. При краевом ранении печени удаленная часть органа никогда не восстанавливается. Раневая поверхность заживает. В то же время внутри оставшейся части усиливается размножение клеток (гиперплазия) и в течение двух недель после удаления 2/3 печени восстанавливаются исходные масса и объем, но не форма. Внутренняя структура печени оказывается нормальной, дольки имеют типичную для них величину. Функция печени также возвращается к норме.
Компенсаторная гипертрофия заключается в изменениях в одном из органов при нарушении в другом, относящемся к той же системе органов. Примером является гипертрофия в одной из почек при удалении другой или увеличение лимфатических узлов при удалении селезенки.
Регенерация в медицине. Различают физиологическую, репаративную и патологическую регенерацию. При травмах и др. патологических состояниях, которые сопровождаются массовой гибелью клеток, восстановление тканей осуществляется за счёт репаративнои (восстановительной) регенерации. Если в процессе репаративной регенерации утраченная часть замещается равноценной, специализированной тканью, говорят о полной регенерации (реституции); если на месте дефекта разрастается неспециализированная соединительная ткань,— о неполной регенерации (заживлении посредством рубцевания). В ряде случаев при субституции функция восстанавливается за счёт интенсивного новообразования ткани (аналогичной погибшей) в неповреждённой части органа. Это новообразование происходит путём либо усиленного размножения клеток, либо за счёт внутриклеточной регенерации— восстановления субклеточных структур при неизменённом числе клеток (сердечная мышца, нервная ткань). Возраст, особенности обмена веществ, состояние нервной и эндокринной систем, питание, интенсивность кровообращения в повреждённой ткани, сопутствующие заболевания могут ослабить, усилить или качественно изменить процесс регенерации. В некоторых случаях это приводит к патологической регенерации. Её проявления: длительно незаживающие язвы, нарушения срастания переломов костей, избыточные разрастания тканей или переход одного типа ткани в другой. Лечебные воздействия на процесс регенерации заключаются в стимуляции полной и предотвращении патологической регенерации.
процесс регенерации зависит не только от уровня организации животного, но и от многих других факторов и характеризуется значит, изменчивостью. Неправильно также утверждение, что способность к регенерации закономерно падает с возрастом; она может и повышаться в процессе онтогенеза, но в период старости часто наблюдают её снижение. За последнюю четверть века показано , что, хотя у млекопитающих и человека целые наружные органы не регенерируют, внутренние их органы, а также мышцы, скелет, кожа способны к регенерации, которую изучают на органном, тканевом, клеточном и субклеточном уровнях.
| |
|
|
Скачать 0.62 Mb.