Biologia_Rukovodstvo_1
.pdfРис.12. Развитие движений у детей в первые два года жизни
Вопросы для самоконтроля знаний:
1.Какие основные закономерности роста и развития характерны для представителей животного мира??
2.В каждом периоде постнатального развития человека можно выделить факторы среды, негативно влияющие на функционирование организма и приво-
дящие к возникновению различных патологических состояний. Приведите примеры.
3.В медицинской практике показатели нормы учитывают возрастные и половые особенности организмов. С чем это связано? Приведите примеры.
4.Что означает термин «пубертатный скачок»?
91
5. Какие существуют гипотезы акселерации?
6. Какие причины приводят к преждевременному старению организма? 7. Почему опухоли относят к группе генетических заболеваний?
Темы учебно-исследовательской работы студентов:
1.Старение: патологическое состояние, болезнь или закономерный этап онтогенеза. Современные теории старения.
2.Биологические, медицинские и юридические аспекты трансплантации.
3.Медицинская хронобиология.
Словарь терминов Аллотрансплантат – орган или ткань, пересаженная генетически отличающемуся представителю того же вида.
Акселерация – ускорение роста и развития детей и подростков по сравнению с предшествующими поколениями.
Антионкогены – гены, тормозящие пролиферацию клеток.
Аутотрансплантат – ткань (или орган), пересаженная в пределах одного организма.
Биоритмы – периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений; общее свойство живого, появляющееся на всех уровнях организации.
Геронтология – наука, изучающая биологические, социальные и психологические аспекты старения человека, его причины и способы борьбы с ним. Гериатрия – раздел геронтологии, изучающий особенности болезней старческого возраста, а также методы их лечения и предупреждения. Гетеротрансплантат (ксенотрансплантат) – орган или ткань, пересаженная от представителя одного вида представителю другого вида.
Гистосовместимость – свойство органа, ткани или клеток донора не отторгаться организмом реципиента; т.е. донор не содержит антигенов, отсутствующих у реципиента.
Канцерогенез – процесс образования опухолей.
Онкогены – гены, обусловливающие превращение нормальных клеток эукариот в злокачественные.
Прогерия — преждевременное старение организма.
Протоонкогены – гены, в норме присутствующие в генотипе клеток и участвующие в их пролиферации и дифференцировке; мутации протоонкогенов приводят к появлению в клетке онкогенов.
Ревитализация – комплекс медицинских мероприятий, направленный на возрождение естественных функций организма, которые были утрачены с возрастом или вследствие болезни.
Реплантация – восстановление целостности отторгнутой части тела.
Опухоль (новообразование, неоплазия) – патологический процесс, представленный новообразованной тканью, в которой изменения генетического аппарата клеток приводят к нарушению регуляции их роста и дифференцировки.
92
Смерть биологическая – необратимое прекращение физиологических процессов в клетках и тканях организма.
Смерть клиническая – обратимый этап умирания; состояние характеризуется полным отсутствием внешних признаков жизни: прекращается деятельность сердца и дыхания, угнетаются функции центральной нервной системы, однако в тканях ещё происходят реакции метаболизма.
Старение физиологическое – постепенное развитие характерных для данного вида старческих изменений, ограничивающих способность организма к адаптации к факторам среды.
Хронобиология – наука, которая изучает закономерности осуществление процессов жизнедеятельности во времени.
* * * * *
Тема следующего занятия: «Гомеостаз»
Вопросы для самостоятельной подготовки:
1.Гомеостаз как свойство живого. Общие закономерности и биологические проявления гомеостаза.
2.Генетический гомеостаз и механизмы его поддержания.
3.Структурный гомеостаз. Проявление структурного гомеостаза на клеточном, тканевом, органном и организменном уровне.
4.Физиологический гомеостаз. Нервные и эндокринные механизмы поддержания гомеостаза. Понятие о гистогематических барьерах.
5.Иммунные механизмы гомеостаза. Органы иммунной системы. Взаимодействие клеток в иммунном ответе.
Рекомендуемая литература:
1. |
Лекционный материал. |
2. |
Биология /Под редакцией В.Н.Ярыгина. В 2-ч т. М.: Высшая школа, 2006. – |
Кн.1. , с. 372-381.
93
Занятие № 16 Тема занятия: «Гомеостаз»
Цель занятия:
-определить роль гомеостаза в функционировании открытых биологических систем;
-разобрать уровни поддержания и механизмы генетического гомеостаза;
-рассмотреть значение различных форм регенерации в поддержании структурного гомеостаза;
-рассмотреть роль нервной и эндокринной систем в поддержании физиологического гомеостаза;
-определить функции и биологическое значение гистогематических барьеров;
-углубить знания об элементах иммунной системы и механизмах формирования иммунного ответа.
Самостоятельная аудиторная работа
Гомеостаз – уникальное свойство живого, которое заключается в способности организмов сохранять относительное динамическое постоянство внутренней среды при постоянно изменяющихся внешних условиях. При этом под термином «внутренняя среда» предполагаются все свойства и признаки, которые характеризуют любую биологическую систему: геном, химический состав клеток и жидкостей организма, многочисленные физиологические показатели, количественный и качественный клеточный состав организма и др.
Механизмы гомеостаза достаточно многочисленны и реализуются на всех уровнях организации живого: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, органной, организменном. И, в конечном итоге, направлены на адаптацию организма к условиям среды обитания.
Работа 1. Генетический гомеостаз
Гомеостаз конкретного организма индивидуален и определяется его генотипом, но при этом реализуется в пределах диапазона, характерного для особей данного вида. Любой современный вид является результатом длительной биологической эволюции, в ходе которой сформировался оптимальный генофонд, обеспечивающий выживание. А генофонд популяции формируют гены отдельных организмов. Поэтому можно выделить следующие направления действия генетического гомеостаза:
-сохранение стабильности генотипа конкретного организма;
-обеспечение передачи наследственной информации при смене поколений;
-поддержание сбалансированной системы генов в популяции.
Проанализируйте приведенные ниже таблицу и схему, сформулируйте возможные последствия нарушений на каждом уровне поддержания генетического гомеостаза.
94
Уровни поддержания генетического гомеостаза
|
Молекулярно- |
|
Клеточный |
|
Организменный |
|
|
генетический |
|
|
|
|
|
|
|
Механизмы поддержания |
|
|
||
|
- ферментативные и |
|
- репликация ДНК; |
|
- мейоз; |
|
|
антиоксидантные |
|
- митоз |
|
- оплодотворение |
|
|
системы клетки; |
|
|
|
|
|
|
- репарация ДНК; |
|
|
|
|
|
|
- апоптоз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Молекулярно-генетический уровень
Мутагенные факторы Внедрение ДНК вирусов Ошибки репликации ДНК
-экзогенные
-эндогенные
Нарушения ДНК
-разрывы цепи нуклеотидов
-замена нуклеотидов
-присоединение к азотистым основаниям химических радикалов
-образование связей между азотистыми основаниями одной цепи
-добавление нуклеотидных последовательностей
Работа 2. Структурный гомеостаз
Структурный гомеостаз направлен обновление или восстановление субклеточных и клеточных структур, которые были утрачены в процессе нормальной жизнедеятельности организма или в результате воздействия различных факторов среды. В этом процессе основную роль играют механизмы регенерации.
Регенерация в широком смысле слова - это и нормальное обновление органов и тканей, и восстановление утраченного, и ликвидация повреждений, и, наконец, реконструкция (воссоздание) органа. С биологической точки зрения регенерация представляет собой приспособительный процесс, возникший в ходе эволюции и свойственный всему живому. Способность восстанавливать поврежденные структуры организма в значительной степени повышает жизнеспособность любого вида. И в идеальном варианте должна восстановиться не только клеточная структура ткани или органа, но и их функция.
95
Все ткани и органы млекопитающих обладают способностью к регенерации, различия заключаются только ее формах. Внутриклеточная регенерация является универсальной, поскольку характерна для всех тканей, и осуществляется за счет гиперплазии или гипертрофии.
Для осуществления клеточной регенерации организм обладает следующими возможностями:
-образование новых клеток из регионарных стволовых клеток;
-временная дедифференцировка клеток в ответ на регенеративный стимул, когда дифференцированные клетки утрачивают признаки специализации, а затем снова дифференцируются в тот же клеточный тип;
-метаплазия – превращение в клетки другого типа: например, хондроцит трансформируется в миоцит или наоборот.
Врегуляции процессов регенерации основную роль играют биологически активные вещества – гормоны, поэтины, специфические факторы роста, кейлоны и др.
Виды регенерации
Физиологическая |
Репаративная |
Формы регенерации
Внутриклеточная: |
|
Клеточная: |
|
Внутриклеточная + |
- миокардиоциты; |
|
- эпидермис; |
|
клеточная: |
- клетки ЦНС; |
|
- кости; |
|
- печень; |
- палочки, колбочки |
|
- эпителий ЖКТ, |
|
- почки; |
|
|
дыхательных путей; |
|
- легкие; |
|
|
- кроветворная ткань; |
|
- гладкие мышцы: |
|
|
- рыхлая соединитель- |
|
- эндокринные |
|
||||
|
|
ная ткань |
|
железы |
|
|
|
|
|
Работа 3. Физиологический гомеостаз
Физиологический гомеостаз направлен на поддержание биологических констант, т.е. устойчивых количественных показателей, характеризующих нормальное состояние организма: температура тела, физико-химические показатели крови, межклеточной жидкости и гиалоплазмы клеток, поддержание буферных систем и т.д. Осуществляется физиологический гомеостаз благодаря согласованной деятельности дыхательной, пищеварительной, выделительной и кро-
96
веносной систем, при этом основную регулирующую роль играют нервная и эндокринная системы организма.
Кибернетические основы регуляции гомеостаза
Сигнал |
Обратная связь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входной |
|
Блок |
|
|
Исполнитель- |
|
|
Выходной |
|
блок |
|
управления |
|
|
ный |
|
|
блок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рецепторы |
нервная система |
система органов |
изменение |
||||||
|
эндокринная система |
|
орган |
показателя |
|||||
|
|
|
|
|
клетка |
|
|
|
|
|
Примеры физиологического гомеостаза |
|
|
|
|||||
Углеводы пищи |
|
Физическая нагрузка |
|||||||
Увеличение содержания |
|
увеличение концентрации |
|||||||
глюкозы в крови |
|
СО2 в крови |
|
|
|
||||
Глюкорецепторы |
|
Рецепторы СО2 |
|||||||
Центры ВНС |
|
Центры ВНС |
|||||||
|
|
|
|
|
- дыхательный |
||||
|
|
|
|
|
- сердечно-сосудистый |
Стимуляция секре- ции инсулина Учащение дыхания,
тахикардия
Снижение содержания |
|
Снижение концентрации |
глюкозы в крови |
|
СО2 в крови |
|
Используя схемы, приведите собственные примеры физиологического гомеостаза с обозначением взаимосвязи нервной и эндокринной систем в регуляции функций организма.
97
Вопросы для самоконтроля знаний:
1.Какие органоиды клетки принимают участие в обезвреживании токсических веществ?
2.Какие природные вещества обладают антиоксидантными свойствами?
3.Нарушения ферментных систем репарации ДНК являются причиной наследственных заболеваний человека. Приведите примеры.
4.Какие факторы влияют на активность репаративной регенерации у человека?
5.Какие особенности репаративной регенерации у человека?
6.Каким образом осуществляется взаимосвязь нервной и эндокринной систем в поддержании физиологического гомеостаза?
7. Что относится к неспецифическим факторам иммунной защиты у человека? 8. Что означают термины «клеточный и гуморальный иммунитет»?
9. Какие последствия могут возникнуть при нарушениях гистогематических барьеров?
Словарь терминов
Антигены – вещества, несущие признаки генетически чужеродной наследственной информации и вызывающие в организме развитие специфических иммунологических реакций.
Антигенная детерминанта – участок белковой или полисахаридной молекулы, обладающей способностью вызывать образование антител данной специфичности.
Антитела – белки, относящиеся в классу иммуноглобулинов, специфически взаимодействующее со своим антигеном; проявляются в сыворотке крови и жидкостях организма в результате антигенной стимуляции.
Гипертрофия регенерационная – увеличение размера остатка органа за счет пролиферации клеток (клеточная гиперплазия) или увеличения размеров клеток (клеточная гипертрофия) без восстановления исходной формы.
Гетероморфоз – появление иной структуры на месте утраченной.
Иммунитет – способ защиты организма от объектов, имеющих признаки чужеродной генетической информации.
Интерфероны – гликопротеины, вырабатываемые различными клетками (лимфоцитами, фибрабластами и др.) под действием соответствующих стимулов и имеющие антивирусную активность.
Метаплазия – стойкое превращение одного типа ткани в другой, отличающийся от исходного морфологически и функционально.
Реакция аутоиммунная – состояние, при котором в организме появляются антитела или иммунные клетки (лимфоциты) против нормальных антигенов собственного тела.
Регенерация компенсаторная – увеличение размера остатка органа за счет пролиферации клеток без восстановления исходной формы.
98
Регенерация репаративная – восстановление структур организма (клеток, тканей, органов), поврежденных каким-либо патологическим процессом. Регенерация физиологическая – непрерывное обновление внутриклеточных структур и восстановление численности клеток, утраченных в процессе нормальной жизнедеятельности организма; происходит в течение всей жизни. Толерантность иммунологическая – естественное или индуцированное отсутствие иммунного ответа на конкретный антиген при сохранении иммунореактивности на все прочие антигены.
Эмбриогенез соматический – восстановление целого организма из его части (группы соматических клеток).
Эпиморфоз – отрастание утраченного органа от раневой поверхности.
99
100