Биология. ИТОГ БИО. Вопрос 1. Биология. Предмет, цели, задачи. Новые биологические дисциплины
 Скачать 2.54 Mb.
|
|
Иммунитет – это специализированные реакции иммунной системы на генетически чужеродные агенты, живые организмы, злокачественные клетки Конституциональный иммунитет Генетически предопределенная устойчивость отдельных видов, популяций и особей к возбудителям определенных заболеваний или агентам молекулярной природы, обусловленная несоответствием чужеродных агентов и рецепторов клеточных мембран, отсутствием в организме определенных веществ, без которых чужеродный агент не может существовать; наличие в организме ферментов, уничтожающих чужеродный агент Клеточный Появление повышенного количества избирательно реагирующих с данным антигеном Т-лимфоцитов Гуморальный Образование циркулирующих с кровью специфических антител к определенным антигенам Аминь леч фак (+ к карме) Регенерация — это совокупность процессов, направленных на восстановление организмом утраченных или поврежденных частей тела, органов или биологических структур. Способность к регенерации — это биологическое явление, присущее всему живому, один из важнейших факторов существования и приспособительного развития организмов во внешней среде. Без этой способности сохранение жизни на земле было бы невозможно, т. к. любое незначительное повреждение или заболевание привело бы к гибели животного. Например , пресноводную гидру, планарию можно разрезать на 100 и более частей, каждая из которых способна регенерировать целый организм. Способность животных самопроизвольно отторгать части тела с последующим восстановлением называется автотомией. Например, способность ящерицы оставлять свой хвост в руках поймавшего и потом восстанавливать его; кузнечик, схваченный за ногу, отрывает ее. Виды регенерации: • физиологическая регенерация — восстановление частей клеток и тканей, происходящее в процессе нормальной физиологической деятельности организма. Примером может служить восстановление слущивающегося эпителия кожи, слизистой оболочки ЖКТ и т. д. В процессе жизнедеятельности обязательно происходит утрата и восстановление отдельных структур организма. У млекопитающих и человека непрерывно отмирают и слущиваются наружные слои кожного эпителия, эпителия кишечника. Продолжительность жизни клеток кишечного эпителия составляет всего несколько дней. Быстро сменяются клетки крови. Средняя продолжительность жизни эритроцита около 125 дней. Каждую секунду в организме человека разрушаются от 2 до 10 млн. эритроцитов и одновременно в костном мозге образуется столько же. На течение физиологической регенерации влияют внешние и внутренние факторы. Например, понижение атмосферного давления вызывает увеличение количества эритроцитов в крови. Поэтому у людей, живущих в горах, содержание эритроцитов выше, чем у живущих в долине. • регенерация , проявляющаяся при утрате частей организма, при повреждении или поражении в результате заболевания, называется репаративной Очень разнообразна по факторам, вызывающим повреждения, по объемам повреждения, по способам восстановления. Например, механическая травма, оперативное вмешательство, лучевые воздействия, голодания и т. п. - это повреждающие факторы. Объем повреждения и последующее восстановление бывают весьма различными. Крайним вариантом является восстановление всего организма из отдельной малой его части, фактически из группы соматических клеток. Среди животных такое восстановление возможно у губок и кишечнополостных. Типы регенерации. • Внутриклеточная регенерация охватывает процессы восстановления клеточных органелл (цитоплазматической мембраны. Митохондрий, ЭПС и др.). Она свойственна клеткам всех органов без исключения и является универсальной формой восстановления. • Примером регенерации тканей может быть восстановление мышечной, костной и эпителиальной тканей. • Восстановление целого органа со всеми составляющими его тканями, например печени, которая состоит из эпителиальной и соединительной ткани, является органной регенерацией. • Восстановление целого организма из части , например, гидры из кусочка, будет составлять организменный уровень регенерации. В основе механизма физиологической и репаративной регенерации любой ткани и органа лежат клеточные реакции — пролиферация, дифференцировка и адаптация . За счет этих процессов Аминь леч фак (+ к карме) восстанавливается количество функционирующих клеток. Восстановление может осуществляться путем гипертрофии, т. е. увеличения числа клеток или их объема за счет полиплоидии и внутриклеточной регенерации. В некоторых тканях источником регенерации могут быть камбиальные клетки. Это малодифференцированные клетки с большими потенциями к развитию, служащие источником образования специализированных клеток. Например, клетки мальпигиевого слоя кожи, летки эпителия крипт кишечника и т. п. Регенерация может осуществляться следующими способами: • Эпиморфоз — отрастание утраченного органа от раневой поверхности. Например, ампутированная конечность тритона. • Морфолаксис — перегруппировка клеток оставшейся части органа и перемещение его в целый орган, но меньших размеров. Например, восстановление оторванной лапки таракана, восстановление целой планарии из части. • Регенерационная гипертрофия или эндоморфоз — восстановление, идущее внутри органа. При этом восстанавливается не форма, а масса органа. При этом масса органа увеличивается за счет пролиферации специфических клеточных элементов диффузно или мелкими очагами. Раневая поверхность закрывается рубцом. • Регенерация путем индукции — восстановление дефекта путем внесения в него измельченных тканей. Например, при регенерации костей свода черепа у собак определяющим явлением индукции кости в области дефекта черепа из мигрировавших незрелых клеток соединительной ткани под влиянием веществ, выделяющихся из пересаженных костных опилок. • Рубцевание — закрытие раны происходит без восстановления утраченного органа. Типы регенерации: • Эпиморфоз и морфолаксис относятся к типичной регенерации (гомоморфоз). При этом восстановление утраченного органа или его части происходит полностью. • Другие способы относятся к атипичной регенерации , когда вместо утраченного органа развивается соединительно-тканый рубец. После перелома кости при отсутствии совмещения обломков ее нормальное строение не восстанавливается, а разрастается хрящевая ткань, образуя ложный сустав. Вопрос №43. Трансплантация органов и тканей. Ауто-, гомо-, алло- и ксенотрансплантация. Проблемы трансплантации, связанные со способностью организма поддерживать гомеостаз. Имплантация. Трансплантация – замещение утраченных или поврежденных тканей и органов собственными либо взятыми из другого организма. Имплантация – трансплантация органов из искусственных материалов. Вид трансплантации Материал для пересадки Препятствия к пересадке Пути преодоления тканевой несовместимости Изо- (или ауто-) трансплантация Ткани и органы собственного или генетически идентичного организма Отсутствуют Алло- (или гомо-) трансплантация Ткани и органы доноров (или трупов)этого же вида Тканевая несовместимость Подбор совместимых доноров и реципиентов. Иммунодепрессивная терапия Создание искусственной толерантности путем перехвата антигенов Ксено- (или гетеро-) трансплантация Ткани и органы организмов другого вида Тканевая несовместимость Аминь леч фак (+ к карме) Вопрос №44. Стволовые клетки и из роль в регенерационном процессе Стволовы́е кле́тки — недифференцированные (незрелые) клетки, имеющиеся у многих видов многоклеточных организмов. Стволовые клетки способны самообновляться, образуя новые стволовые клетки, делиться посредством митоза и дифференцироваться в специализированные клетки, то есть превращаться в клетки различных органов и тканей. Развитие многоклеточных организмов начинается с одной стволовой клетки, которую принято называть зиготой. В результате многочисленных циклов деления и процесса дифференцировки образуются все виды клеток, характерные для данного биологического вида. Стволовые клетки сохраняются и функционируют и во взрослом организме, благодаря им может осуществляться обновление и восстановление тканей и органов. Тем не менее, в процессе старения организма их количество уменьшается. В современной медицине стволовые клетки человека трансплантируют , то есть пересаживают в лечебных целях. Например, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток производится для восстановления процесса гемопоэза (кроветворения) при лечении лейкозов и лимфом. Все стволовые клетки обладают двумя неотъемлемыми свойствами: • Самообновление , то есть способность сохранять неизменный фенотип после деления (без дифференцировки). • Потентность (дифференцирующий потенциал) , или способность давать потомство в виде специализированных типов клеток. Существуют два механизма, поддерживающих популяцию стволовых клеток в организме: 1) Асимметричное деление, при котором продуцируется одна и та же пара клеток (одна стволовая клетка и одна дифференцированная клетка). 2) Стохастическое деление: одна стволовая клетка делится на две более специализированные. Выделяют два типа стволовых клеток: • Первые - эмбриональные стволовые клетки , из которых состоит эмбрион. • Другие называются взрослыми или соматическими стволовыми клетками - их происхождение в настоящий момент достоверно не известно. Можно только сделать предположение, что это остатки эмбриональных стволовых клеток, по какой-то причине оставшихся в тканях недифференцированными. Изучение свойств стволовых клеток и их влияния на репаративные процессы в организме - одна из наиболее актуальных задач современной клеточной биологии. Особая значимость исследований в данной области связана с применением клеточных технологий для лечения человека . В последние десятилетия были разработаны различные методы выделения и обогащения кроветворных стволовых клеток из периферической крови, костного мозга и пуповинной крови, являющейся наиболее перспективным источником получения кроветворных стволовых клеток. В России вслед за странами Западной Европы и США создаются банки кроветворных стволовых клеток, в которых последние не только находятся на хранении, но и могут использоваться для аллогенных трансплантаций и генной терапии. Они относятся к "высоким медицинским технологиям" и направлены на восстановление компенсаторных возможностей организма человека. В основу этих методов положен принцип избирательного биологического стимулирования утраченной или прогрессивно утрачиваемой функции органов, тканей или их систем. Имплантация Органы или их части из искусственных материалов Тканевая несовместимость толерантности путем перехвата антигенов антителами Аминь леч фак (+ к карме) Преимуществом применения тканевых и клеточных биопрепаратов является то, что пациент получает ряд биологически активных, сбалансированных соединений естественного происхождения, способных оказывать влияние на различные стороны метаболизма целостного организма, а также клетки, способные выполнять заместительные функции. Стволовые клетки являются хорошим инструментом в экспериментальной медицине, их изучению необходимо уделять больше внимания, так как это расширяет перспективы их применения. Действие новых лекарственных препаратов, которое ранее тестировали на животных, в будущем станут изучать на стволовых клетках. Стволовые клетки таят в себе невиданные возможности: от регенерации поврежденных органов и тканей до лечения заболеваний, не поддающихся лекарственной терапии. Кроме восстановления утраченных функций органов и тканей, стволовые клетки способны тормозить неконтролируемые патологические процессы, такие как воспаления, аллергии, онкологические процессы, старение и многие другие. Клеточные технологии являются основой генной терапии, с которой связаны надежды на разработку индивидуальных схем лечения пациентов с самыми тяжелыми заболеваниями, в том числе наследственными. Клеточные технологии и генная терапия представляют собой наиболее универсальные современные подходы к лечению. В настоящее время разработано множество методик применения стволовых клеток для лечения самых различных заболеваний. ПОКАЗАНИЯ К ТРАНСПЛАНТАЦИИ КОСТНОГО МОЗГА Аллогенная трансплантация костного мозга: 1) острые лейкозы; 2) хронический миелолейкоз; 3) тяжелая апластическая анемия; 4) гемоглобинопатии; 5) врожденные иммунодефициты и нарушения метаболизма. Аутологичная трансплантация костного мозга: 1) злокачественные лимфомы; 2) некоторые солидные опухоли; 3) аутоиммунные заболевания. Вопрос №44. Дайте современное определение жизни и охарактеризуйте её свойства. Назовите формы жизни. Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственна иерархическая организация, способность к самовозобновлению, обмен веществ и тонко регуляторный процесс. Свойства живого: • Самовозобновление, которое связано с постоянным обменом вещества и энергии, и в основе которого лежит способность хранить и использовать биологическую информацию в виде уникальных информационных молекул: белков и нуклеиновых кислот. • Самовоспроизведение, которое обеспечивает преемственность между поколениями биологических систем. • Саморегуляция, которая основана на потоке вещества, энергии и информации. • Большинство химических процессов в организме находятся не в динамичном состоянии. • Живые организмы способны к росту. Признаки живого: 1. Обмен веществом и энергией 2. Обмен веществ – особый способ взаимодействия живых организмов со средой Аминь леч фак (+ к карме) 3. Обмен веществ требует постоянного притока некоторых веществ и энергии из вне и выделения некоторых продуктов диссимиляции во внешнюю среду. Организм является открытой системой 4. Раздражимость – заключается в передаче информации от внешней среды к организму; на основе раздражимости осуществляется Саморегуляция и гомеостаз 5. Репродукция – воспроизведение себе подобных 6. Наследственность – поток информации между поколениями в результате чего обеспечивается преемственность 7. Изменчивость – появление новых признаков в процессе репродукции; основа эволюции 8. Онтогенез – индивидуальное развитие, реализация индивидуальной программы 9. Филогенез – историческое развитие, эволюционное развитие осуществляется в результате наследственной изменчивости, естественного отбора и борьбы за существование 10. Организмы включены в процесс эволюции Формы жизни: 1. клеточные (про- и эукариот) 2. неклеточные (вирусы) Вопрос №45. Назовите эволюционно-обусловленные уровни организации биологических систем 1. Молекулярный 2. Клеточный 3. Тканевый 4. Огранный 5. Системный 6. Организменный 7. Биогеоцианотический 8. Ноосфера Вопрос №46. Каковы основные положения клеточной теории Шлейдона и Шванна? Какие дополнения внёс в эту теорию Вирхов? Современное состояние клеточной теории Положения клеточной теории Шлейдена-Шванна: 1. Все животные и растения состоят из клеток. 2. Растут и развиваются растения и животные путём возникновения новых клеток. 3. Клетка является самой маленькой единицей живого, а целый организм — это совокупность клеток. Немецкий биолог Рудольф Вирхов спустя 20 лет внес очень важное дополнение в клеточную теорию. Он доказал, что количество клеток в организме увеличивается в результате клеточного деления, т.е. клетка происходит только от клетки. Современное состояние клеточной теории: 1. Клетка – элементарная единица всех существующих биосистем. 2. Клетки возникают из клеток путем митоза. Митоз есть универсальный способ клеткообразования у всех организмов на земле. 3. Все клетки у всех имеющихся в природе организмов являются гомологичными образованиями, т. к. для них характерен единый план строения и путь образования. 4. Важным доказательством гомологичности клеток является принципиальное сходство в них метаболических, энергетических процессов, а также информационной взаимодействие, в частности и генетического кода. Генетический код универсален. Аминь леч фак (+ к карме) 5. Клетка является важным этапом в развитии биологических систем из небиологических компонентов, от неживого к живому. 6. Клетки обладают важным свойством – способностью к многоклеточности, что служит основой для возникновения организменного уровня организации. 7. В процессе фило- и онтогенеза клетки гомологичны, но постепенно перестают быть аналогичными, следствием чего является дифференциация и специализация клеток. 8. Дифференциация и специализация клеточных структур это один из основных механизмов индивидуального развития биосистем, в т. ч. организма. 9. Несмотря на дифференциацию и специализацию клеток многоклеточный организм представляет собой сложноорганизованную интегрированную систему, состоящую из функционирующих и взаимодействующих между собой клеток. 10. Организм не представляет собой простую сумму клеток, а их единство в целом. Свойства организма не объясняются свойствами составляющих его клеток. 11. В жизнедеятельности клеток принимают участие ядро и цитоплазма. Но в жизни клеток очень важная роль принадлежит компартментации ее содержимого. 12. Разнокачественные клетки в организме образуют структурно-функциональные единицы органов и тканей, выполняющих органные и тканевые функции. 13. В генетическом аппарате клетки находятся единицы наследственности (гены). 14. Существование в природе вирусов подтверждают универсальность клеточного строения организма, т. к. вирусы неспособны к самостоятельному функционированию, они ведут паразитический образ жизни. 15. Изучение общей ультраструктурной организации клеток и ее процессов, а также закономерностей клеткообразования, взаимодействия между клетками, клеточного гомеостаза существенно укрепило значение клеточной теории. |