ответы экзамена по биологии 2018- 2019 / биология 2019- леч- вгма - [e-mail]

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

Методы пренатальной диагностики Инвазивные (получение плодного материала):

Амниоцентез (1322 неделя, пункция через брюшную стенку, забор амниотической жидкости);

Биопсия хориона (810 недель, исследование такое же);

Фетоскопия (1622 недель, осмотр плода эндоскопом, введенным в амниотическую полость через переднюю стенку матки);

Кордоцентез (2022 неделя, взятие крови плода из сосудов пуповины под контролем УЗИ);

Определение маркеров (альфафетопротеин, хорионический гонадотропин и др.)

Неинвазивные:

УЗИ (начиная с 1822 недели);

Определение сывороточных маркеров (в сыворотке крови матери)

59. Общие подходы к лечению наследственных заболеваний человека.

Лечение различных наследственных болезней может включать как традиционные в медицине подходы (лекарственные препараты, специфические диеты, хирургическую коррекцию и др.), так и воздействия на наследственные структуры, «повинные» в развитии болезни. Уровни, на которые направлено терапевтическое воздействие, во многом определяются состоянием знаний о первичном генетическом дефекте, его клинических проявлениях, взаимодействии с факторами среды и пониманием путей, на которых возможно исправление дефекта. Обобщенная схема точек приложения лечебных воздействий приведена на рис. 10.1.

В настоящее время благодаря успехам генетики в целом и существенному прогрессу теоретической и клинической медицины можно

Рис. 10.1.Принципиальная схема «мишеней» для лечения наследственных болезней

утверждать, что уже многие наследственные болезни успешно лечатся. Такая установка должна быть у врача.

Общие подходы к лечению наследственных болезней сходны с подходами к лечению болезней любой другой этиологии. При наследственных болезнях полностью сохраняется принцип индивидуализированного лечения, ведь врач и при наследственной патологии лечит не просто болезнь, а болезнь конкретного человека. Возможно, что при наследственной патологии принцип индивидуализированного лечения должен соблюдаться еще строже, потому что гетерогенность наследственных болезней далеко не расшифрована, а, следовательно, одну и ту же клиническую картину могут вызвать разные наследственные болезни с различным патогенезом. В зависимости от условий пре- и постнатального онтогенеза, а также от всего генотипа человека фенотипические проявления мутаций у конкретного человека могут модифицироваться в ту или другую сторону. Следовательно, необходима разная коррекция наследственной болезни у разных пациентов.

Как и при лечении других хорошо изученных болезней (например, инфекционных), можно выделить 3 подхода к лечению наследственных болезней и болезней с наследственной предрасположенностью: симптоматический, патогенетический, этиотропный. Применительно к наследственным болезням в отдельную группу можно выделить хирургические методы, поскольку иногда они выполняют функции симптоматической терапии, иногда - патогенетической, иногда - и той, и другой.

Генотерапия

Генотерапия — совокупность генноинженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппаратсоматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Это новая и бурно развивающаяся область, ориентированная на исправление дефектов, вызванныхмутациями (изменениями) в структуре ДНК, или придания клеткам новых функций.

Генная терапия развивается в направлении лечения наследственных заболеваний, приобретенных заболеваний таких, как рак или атеросклероз и инфекционных заболеваний, таких как СПИД.

60. Онтогенез как процесс реализации наследственной информации в определенных условиях среды.

31

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, осуществляется на основе наследственной программы, получаемой через вступившие в оплодотворение половые клетки родителей. При бесполом размножении эта программа заключена в неспециализированных клетках единственного родителя, дающего потомство. В ходе реализации наследственной информации в процессе онтогенеза у организма формируются видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства, иными словами — фенотип. В процессе развития организм закономерно меняет свои характеристики, оставаясь тем не менее целостной системой.

Ведущая роль в формировании фенотипа принадлежит наследственной информации,заключенной в генотипе организма. При этом простые признаки развиваются как результат определенного типа взаимодействия соответствующих аллельных генов (см. разд. 3.6.5.2). Вместе с тем существенное влияние на их формирование оказывает вся система генотипа (см. разд. 3.6.6). Формирование сложных признаков осуществляется в результате разнообразных взаимодействий неаллельных генов непосредственно в генотипе либо контролируемых ими продуктов. Стартовая программа индивидуального развития зиготы содержит также так называемую пространственную информацию, определяющую передне-задние и спинно-брюшные (дорзовентральные) координаты для развития структур.

Наряду с этим результат реализации наследственной программы, заключенной в генотипе особи, в значительной мере зависит от условий, в которых осуществляется этот процесс. Факторы внешней по отношению к генотипу среды могут способствовать или препятствовать фенотипическому проявлению генетической информации, усиливать или ослаблять степень такого проявления

61. Основные концепции в биологии развития.

Онтогенез – «онтос» - существо, «генес» - развитие

При половом размножении онтогенез начинается с развития зиготы и продолжается до смерти организма. При бесполом размножении: начинается с процесса деления материнского организма или специальных клеток, а заканчивается смертью или делением.

Онтогенез – реализация генетической информации, происходящая на всех стадиях. Онтогенез – генетически контролируемый процесс. В ходе онтогенеза реализуется генотип и формируется фенотип.

1966 год. Эрлих, Хомис (?) Онтогенез – непрерывно меняющаяся реакция данного комплекса генетического материала на данную среду. Онтогенез начинается с зиготы.

Эмбриология восходит к Аристотелю (4 век до нашей эры). Аристотель в своем труде о возникновении животных высказал идею: « Развитие

организма – цепь последовательных новообразований из неорганизованного зародышевого материала» - теория эпигенеза («после развития»). Гиппократ: « В теле матери уже заложен маленький, но вполне сформировавшийся организм, который растет, лишь увеличивая размеры» - теория преформизма. Наибольшее развитие обеих теорий в XVII – XVIII веках. Обе гипотезы – метафизические. Преформизм отрицал развитие, эпигенез предполагал развитие, но не указывал на связи между предшественниками.

Каспар Фридрих Вольф в 1759 году издал труд «Теории развития». Там он пишет: «Каждое отдельное тело или его часть возникает первоначально без органической структуры. Развитие происходит с листов, затем формируются органы»,

Начало ХIX века. Христиан Иванович Пандер и Карл Бэр провели эксперименты, описали эмбриогенез, начиная с яйцеклетки (Карл Бэр открыл яйцеклетку), получили большое количество данных о развитии организмов. Карл Бэр открыл: яйцеклетку. Оболочки плода, стадию бластулы, сходство зародышей и т.д. Открыто явление зародышевого сходства (эмбрионы всех позвоночных схожи на определенных стадиях развития).

А.Ковалевский и Мечников: «Развитие всех многоклеточных организмов происходит через стадию трех зародышевых листков, на следующих стадиях развиваются органы. Листки не только сходны между собой по типу происхождения, но и по производным этих листков». В настоящее время накопилось большое количество описательного материала, общих закономерностей выявлено мало, мало объяснений, как из одной клетки образуются все клетки организма. Решить проблему можно только зная законы молекулярной генетики, которые пока не открыты.

Наука, изучающая онтогенез – биология развития (название общепринято с 1960 года). Она находится на стыке эмбриологии, молекулярной биологии, генетики, биологии клетки.

62. Типы эмбриогенеза.

Тип эмбриогенеза - совокупность признаков, которые обеспечивают развивающемуся организму связь со средой.

Свободный личиночный тип характерен для животных, откладывающих небольшие яйца с маленьким количеством желтка. Наличие личинки – особой формы, отличающейся от взрослого организма. Личинка после метаморфоза превращается во взрослую особь. У многих морских животных,

32

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

у сосальщиков и других паразитов.

Неличиночный тип – яйца крупные, желтка много. Зародыши долгое время находятся под защитой яйцевых оболочек, используя запасы питательных веществ, отложенных в яйцеклетке. Акулы, скаты, круглые и плоские черви, многие насекомые и рептилии, птицы и яйцекладущие млекопитающие.

Вторично личиночный тип – яйца мелкие, из яиц выходят подвижные зародыши, способные питаться. Развитие происходит под защитой специальных образований (капсул), в случае живорождения – в организме матери. Живорождение характерно для плацентарных, тропических

скорпионов, сумчатых млекопитающих и некоторых рыб и насекомых.

63. Периодизация онтогенеза: зигота, дробление (стимуляция дробления, функции, типы), гаструляция, типы гаструляции, гистогенез и органогенез.

Эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом развивающегося организма из яйцевых или зародышевых оболочек или рождением. По отношению к млекопитающим и человеку этот период называют антенатальным. Развивающийся организм в эмбриональный период питается за счет питательных веществ, накопленных яйцеклеткой, или за счет материнского организма.

1.Зигота – одноклеточная стадия развития зародыша. Образуется в результате слияния отцовской и материнской гамет. Имеет диплоидный набор хромосом, анимальный и вегетативный полюса, билатеральную симметрию. На этой стадии наблюдается активация обмена веществ с использованием энергии жиров и углеводов. Происходит дифференцировка цитоплазмы на участки, которые определяют развитие бластомеров в нужном направлении при формировании зародышевых листков и зачатков тканей и органов (цитоплазматическая сегрегация).

2.Дробление – ряд последовательных делений зиготы, заканчивающихся образованием многоклеточного однослойного зародыша - бластулы. Клетки, образующиеся в ходе делений, называются бластомеры. В основе деления бластомеров лежит митоз, однако в период интерфазы они не растут, поэтому размеры зародыша на стадии дробления соответствуют размерам зиготы.

У различных видов животных дробление происходит по-разному. Характер дробления зависит от количества желтка и его распределения в цитоплазме яйцеклетки.

Классификация яйцеклеток А. По количеству желтка: Алецитальные (млекопитающие, в том числе и человек) – практически лишены желтка,

Олиголецитальные (ланцетник) – содержат небольшое количество желтка, Мезолецитальные (амфибии и некоторые рыбы) – содержат среднее количество желтка, Полилецитальные (пресмыкающиеся и птицы) – содержат много желтка.

Б. По распределению: Изолецитальные (ланцетник, черви) – содержат небольшое количество равномерно распределенного желтка, Умеренно телолецитальные (амфибии) – содержат среднее количество желтка, который сосредоточен на одном полюсе клетки; на другом полюсе располагается ядро, Резко телолецитальные (птицы) – содержат много желтка, занимающего почти весь объем цитоплазмы, Центролецитальные (насекомые) – содержат много желтка, который окружает ядро толстым слоем. Типы дробления и типы бластул:

1)Полное (голобластическое): равномерн синхронное-> целобластула (ланцетник), . неравномерн асинхронное-> амфибластула (лягушка), неравномерн асинхронноe-> бласто-циста (человек)

2)Неполное (меробластическое): дискоидальное асинхронное -> дискобластула (птицы), поверхностное cинхронное->перибластула (насекомые).

Слой клеток, образующих стенку бластулы, называется бластодерма. Внутри бластулы имеется полость – бластоцель. У ланцетника бластула содержит 128 бластомеров.

3.Гаструляция – процесс преобразования однослойного зародыша (бластулы) в многослойный (двухили трехслойный) –

гаструлу.

Гаструляция подразделяется на два этапа:

1.Образование двухслойного зародыша.

2.Образование трехслойного зародыша.

1 этап. Преобразование однослойного зародыша в двухслойный в природе может осуществляться четырьмя способами: инвагинация – впячивание клеток вегетативного полюса в бластоцель

(ланцетник); эпиболия – обрастание: клетки одного из полюсов делятся быстрее, поэтому они обрастают бластулу с поверхности (птицы); иммиграция – выселение клеток бластодермы в бластоцель и их размножение (кишечнополостные); деляминация – расслоение: клетки бластодермы синхронно делятся, образуя два слоя (насекомые).

2 этап – образование трехслойного зародыша. Формирующиеся при гаструляции слои клеток называются зародышевыми листками. Наружный слой клеток – эктодерма, внутренний – энтодерма. Между ними располагается мезодерма. Полость гаструлы называется гастроцель. Вход в полость – первичный рот (бластопор).

Существует два способа образования мезодермы: телобластический и энтероцельный.

Телобластический – в области губ бластопора образуются крупные клетки – телобласты. Они делятся, и между эктодермой и энтодермой образуется третий зародышевый листок – мезодерма. Такой способ характерен для беспозвоночных. Энтероцельный – по бокам от первичной кишки образуются выпячивания – карманы. Затем эти выпячивания отделяются от первичной кишки и разрастаются между эктодермой и энтодермой, образуя мезодерму. Такой способ характерен для хордовых. 4. Гисто - и органогенез – формирование из зародышевых листков тканей и органов:

-из эктодермы образуются: эпидермис кожи и его производные, нервная система, рецепторы органов чувств, эмаль зубов;

-из энтодермы – хорда, эпителий средней кишки, органов дыхания, пищеварительные железы, мочеполовая система.

-из мезодермы – скелет, мышцы, дерма кожи, кровеносная система, выделительная система, надпочечники и половые железы. Жизнедеятельность зародыша в эмбриональный период обеспечивается провизорными органами.

У водных животных провизорным органом является желточный мешок, выполняющий кроветворную и питательную функции. У наземных животных: желточный мешок (кроветворная и питательная функции); амнион с амниотической жидкостью (функция защиты и газообмена); аллантоис (первичный мочевой пузырь); серозная оболочка (функция защиты и газообмена). У млекопитающих провизорными органами являются: пупочный канатик, плацента, ворсинчатый хорион.

В эмбриогенезе зачатки различных органов и тканей закладываются неодновременно. Существует следующая закономерность: раньше закладываются зачатки тех органов, которые раньше начинают функционировать.

33

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

Примеры. У хордовых головной конец тела раньше закладывается, чем хвостовой; спинной мозг раньше головного. У человека: верхние конечности закладываются раньше, чем нижние.

64. Особенности эмбрионального развития человека. Периодизация эмбриогенеза человека. 66. Развитие зародыша, эмбриона и плода.

В эмбриогенезе человека выделяют 4 периода.

1.Начальный (1 неделя развития, до момента имплантации зародыша в слизистую матки).

2.Эмбриональный (2-8 недели).

3.Предплодный (9-12 недели).

4.Плодный (13 неделя – рождение).

В эмбриональном периоде происходят гаструляция, бластуляция, нейруляция. В предплодном имеет место интенсивный органогенез, анатомическая закладка органов. Плодный период характеризуется созданием плода под защитой плодных оболочек.

На начальном периоде имеется зигота – 1 клетка зародыша, в ней определяются отдельные участки цитоплазмы, происходят синтез ДНК, белков. Зигота обладает бисимитрическим строением. Постепенно происходит нарушение соотношения ядра и цитоплазмы, в результате происходит стимуляция процесса деления – дробления Стадия дробления – период интенсивных клеточных делений. Размер

зародыша не увеличивается, а синтетические процессы идут активно. Происходит интенсивный синтез ДНК, РНК, гистоновых и других белков. Дробление выполняет функции:

-образуется достаточное количество клеток, необходимых для формирования тканей и органов.

-перераспределение желтка и цитоплазмы между дочерними клетками. 1 и 2 борозды деления идут по меридиану, а 3 по экватору. Ближе к анимальному полюсу.

-определяется план зародыша – спинно-брюшная ось, переднее-задняя ось.

-нормализуются ядерно-цитоплазматические отношения. Количество ядер растет, объем и масса сохраняются.

Постепенно деление замедляется.

У женщины через сутки после оплодотворения во второй трети яйцевода начинается дробление. Одновременно с этим процессом зигота перемещается по яйцеводу к полости матки. Образуются клетки 2 типов: более мелкие, в последствии они дают вспомогательную ткань – трофобласт, и более крупные клетки – эмбриобласт – «зачаток зародыша», дадут начало всем клеткам организма и клеткам некоторых вспомогательных частей.

На 6-7 день после оплодотворения человеческий зародыш имеет размер 0,5 мм и состоит из 200 клеток. Он начинает прикрепляться к внутренней стенке матки, внедряется в слизистую матки, происходит имплантация. В

течение суток погружается наполовину, спустя еще сутки – полностью. Затем мощно развивается трофобласт – образуются ворсинки, выросты, соприкасающиеся с кровью матери, получая питательные вещества и снабжая ими зародыша.

На 2 неделе разрастаются внезародышевые части, т.е. те части, которые образованы зародышем, но играют сначала вспомогательную роль – амнион, хорион, желточный мешок. Это провизорные органы – ценогенетические структуры, не принимающие участие в формировании взрослого организма. Клеточный материал, из которого развивается зародыш – зародышевый щиток. На ранних этапах идет подготовительная работа, развивается не сам зародыш, а части, создающие необходимые условия для существования зародыша и обеспечивающие функции дыхания, питания, выведения продуктов метаболизма, создающие жидкую среду вокруг зародыша для защиты его.

3 неделя – формируется плацента, греч. «Лепешка». Состоит из 2 частей

– зародышевой и материнской. Зародышевая – трофобласт и некоторые другие ткани (хорион – греч. «оболочка, послед»). Материнская – сильно видоизмененная слизистая оболочка матки. В ней разрушаются сосуды, разрыхляется соединительная ткань, разрушается и эпителий. Ворсинки хориона «купаются» в материнской крови. Площадь плацентарного сплетения 5 квадратных метров, а общая длина ворсинок хориона – 5 км. Материнский и зародышевый организмы не имеют общего кровотока, кровь не смешивается. Питательные вещества идут через стенки хориона. У 3 недельного зародыша появляются пупочные сосуды, врастающие в стенки хориона и выполняющие функции. Питания.

34

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

4 неделя. Размеры зародыша вместе с хорионом 5-7 мм. Начинается новый этап. Тело зародыша обособляется от внезародышевых частей. Зародыш приподнимается над амниотической жидкостью, с которой он

связан затем только пупочными сосудами. В ходе эмбрионального развития у человека рано возникает желточный мешок - первый орган кроветворения, выполняющий запасание и переработку желтка, первый орган дыхания, питания. Первичные половые клетки начинают формироваться в желточном мешке. Имеется слепо замкнутый с 2 сторон кишечник. Печень – орган кроветворения. Бьется сердце. К концу 4 недели есть зачаток дыхательной системы. Размеры до 30мм.

Кишечник растет в длину, в выпрямленном состоянии не помещается и начинает изгибаться. К концу 4 недели появляются лопаточки на боках. В них врастают нервы и мышцы – будущие руки и ноги. К концу недели существует дифференциация на части, к 5 неделе по бокам задней части головы и шеи впячиваются участки зародыша – образуются 4 пары жаберных щелей, изнутри выпячиваются части передней кишки, формируют 4 жаберных кармана. Между жаберными щелями и жаберными карманами нет связи. Из 1 пары жаберных щелей формируется среднее ухо. Из остальных – щитовидная и зобная железы.

С 4 недели начинает формироваться нервная система. Образование нервной трубки (нервна пластинка – нервный желобок – нервная трубка). На переднем конце нервной пластинки возникают 3 мозговых пузыря, на 6 неделе уже имеются 5 мозговых пузырей, которые соответствуют отделам мозга, появляются слуховые пузырьки, глазные бокалы, обонятельные ямки. Происходит дифференциация мезодермы. Образуется хвост (34 день) до 10 мм.

На 2 месяце закладываются первичные половые железы, куда мигрируют первичные половые клетки из желточного мешка.

На 8 неделе происходит быстрое развитие амниотической оболочки и накопление жидкости.

9-10неделя – формирование почек, нефроны образуются в течение всего эмбриогенеза и еще 20 дней после рождения.

7 неделя – формирование зубных пластинок.

Начало 3 месяца. Формируется плод. В течение месяца исчезает хвост (гибель клеток под действием лизосомальных ферментов), остаются рудиментарные позвонки. Голова в развитии опережает туловище, затем пропорции восстанавливаются.

Начало 4 месяца. Размеры 20-22см. мышечная система сформирована, начинают двигаться.

5 месяц. Все тело покрыто волосяным покровом.

Верхние конечности растут быстрее нижних и появляются раньше

65. Периоды дробления, имплантации, формирование внезародышевых частей (провизорные органы) и их функции.

Провизорные органы – временные органы, необходимые для жизнедеятельности зародыша. Время их формирования зависит от яйцеклетки и условий среды.

Наличие или отсутствие провизорных органов лежит в основе деления позвоночных на группы: Anamnia и Amniota.

Кгруппе анамниев относятся эволюционно более древние животные, которые развиваются в водной среде и не нуждаются в доп.водных и других оболочках зародыша (круглоротые, рыбы, земноводные).

Кгруппе амниот относятся первичноназемные позвоночные, эмбриональное развитие которых протекает в наземных условиях (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Провизорные органы.

Амнион — временный орган, обеспечивающий водную среду для развития зародыша. В эмбриогенезе человека он появляется на второй стадии гаструляции сначала как небольшой пузырек, дном которого является первичная эктодерма (эпибласт) зародыша. Амниотическая оболочка образует стенку резервуара, заполненного амниотической жидкостью, в которой находится плод. Основная функция амниотической оболочки — выработка околоплодных вод, обеспечивающих среду для развивающегося организма и предохраняющих его от механического повреждения. Эпителий амниона, обращенный в его полость, не только выделяет околоплодные воды, но и принимает участие в обратном всасывании их. В амниотической жидкости поддерживаются до конца беременности необходимый состав и концентрация солей. Амнион выполняет также защитную функцию, предупреждая попадание в плод вредоносных агентов.

Желточный мешок — орган, депонирующий питательные вещества (желток), необходимые для развития зародыша. У человека он образован внезародышевой энтодермой и внезародышевой мезодермой (мезенхимой). Желточный мешок является первым органом, в стенке которого развиваются кровяные островки, формирующие первые клетки крови и первые кровеносные сосуды, обеспечивающие у плода перенос кислорода и питательных веществ.

Аллантоис небольшой отросток в отделе зародыша, врастающий в амниотическую ножку. Он является производным желточного мешка и состоит из внезародышевой

35

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

энтодермы и висцерального листка мезодермы. У человека аллантоис не достигает значительного развития, но его роль в обеспечении питания и дыхания зародыша все же велика, так как по нему к хориону растут сосуды, располагающиеся в пупочном канатике. Хорион, или ворсинчатая оболочка, развивается из трофобласта и внезародышевой мезодермы. Трофобласт представлен слоем клеток, образующих первичные ворсинки. Они выделяют протеолитические ферменты, с помощью которых разрушается слизистая оболочка матки и осуществляется имплантация.

Плацента (детское место) человека относится к типу дискоидальных гемохориальных ворсинчатых плацент. Плацента обеспечивает связь плода с материнским организмом, создает барьер между кровью матери и плода.

Функции плаценты: дыхательная; транспорт питательных веществ, воды, электролитов; выделительная; эндокринная; участие в сокращении миометрия.

67. Взаимодействие развивающегося организма с материнским.

Тесная связь зародыша с организмом матери начинает формироваться с момента имплантации, т.е. на седьмой день эмбрионального развития. Однако наиболее тесная связь двух организмов устанавливается с момента образования плаценты (плацентация) и перехода к гемотрофному (из крови матери) типу питания.

ПЛАЦЕНТА. Плацента выполняет такие функции:

1.Трофическая. Через плаценту поступают все необходимые для развития зародыша в-ва.

2.Депонирующая. В плаценте депонируются многие необходимые для организма соединения: макро- и микроэлементы, витамины С, A, D, Е и др.

3.Плацента — орган дыхания плода. Через нее из крови матери к плоду поступает кислород, в противоположном направлении выделяется углекислый газ.

4.Экскреторная—выделение из орга-ма плода в кровь матери конечных продуктов обмена.

5.Эндокринная: начиная с 4 месяца эмбриогенеза желтое тело ослабляет свои функции, и плацента берет на себя выработку многих гормонов, регулирующих развитие плода и протекание беременности. Местом синтеза плацентарных гормонов является симпластотрофобласт. Эти гормоны такие: — прогестерон и релаксин;

— эстрогены;

—хориогонический гонадотропин-1) способствует сохранению беременности за счет стимуляции желтого тела. 2) подавление ф-ции лимфоцитов матери, в результате не происходит иммунологическая реакция на ткани плода со стороны материнского организма;

—соматомаммотропин (плацентарный лактоген), стимул. рост ацинусов молочной железы;

—фактор роста фибробластов;

—трансферрин, связывающий необходимое для нормального эмбриогенеза железо, а также участвующий в предотвращении иммунологического конфликта (см. ниже);

—кортиколиберин. Предполагают, что этот гормон может предопределять срок наступления родов;

—плацента синтезирует (а возможно, просто депонирует) ряд гормонов типа гипофизарных: тиротропин, адренокортикотропин, мелантотро-пин. Очевидно, эти гормоны участвуют в регуляции развития собственного гипофиза плода;

—плацента синтезирует андрогены и кортикоиды.

6.Плацента регул. процессы свертывания и фибринолиза крови, кот. омывает ее ворсины.

7. Барьерно-защитная, детоксикационная и иммунологическая функции плаценты.

Ряд веществ не проходит через плаценту из крови матери к плоду. Однако барьерная роль плаценты не абсолютна, зависит от свойства повреждающего вещества, срока беременности и состояния организма матери. В последнее время установлено, что в течение всей беременности мать и плод отличаются друг от друга по антигенам. При этом между ними возникают иммунные взаимоотношения, которые не переходят в иммунный конфликт. Таким образом, плацента формирует иммунный барьер между организмом матери и организмом плода. Механизмы этого барьера будут рассмотрены позднее.

68. Взаимодействие ядра и цитоплазмы. Избирательная активность генов в развитии. Регуляция на уровне транскрипции и на уровне трансляции.

36

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

На функционирование генов в процессе развития многоклеточного организма оказывают влияние сложные и непрерывные взаимодействия ядра и цитоплазмы и межклеточные взаимодействия.

Регуляция дифференцировки происходит на уровне транскрипции и на уроне трансляции.

Уровни регуляции дифференцировки клеток.

1.На уровне транскрипции. - система оперона

-участие белков – гистонов, которые образуют комплекс с ДНК. Участки ДНК, покрытые гистоном, неспособны к транскрипции, а участки без гистоновых белков транскрибируются. Таким образом, белки участвуют в контроле над считываемыми генами.

Гипотеза дифференциальной активности генов: « Предположение о том, что в разных генах дифференцированных клеток репрессированы (закрыты

для считывания) разные участки ДНК и поэтому синтезируются разные виды м-РНК».

2.На уровне трансляции.

На ранних стадиях эмбрионального развития весь белковый синтез обеспечивается матрицами, созданными в яйцеклетке до оплодотворения под управлением ее генома. Синтез и-РНК не происходит, меняется

характер синтеза белка. У разных животных синтез включается поразному. У амфибий синтез и-РНК после 10 деления, синтез т-РНК на стадии бластулы. У человека синтез и-РНК после 2го деления. Не все молекулы и-РНК, находящиеся в яйцеклетке одновременно используются для синтеза полипептидов, белков. Часть из них некоторое время молчит.

Известно, что во время развития организма закладка органов происходит одновременно.

69. Этапы развития многоклеточного организма (необходимые условия развития): пролиферация, детерминация, дифференцировка клеток, морфогенез, апоптоз.

Основные процессы в онтогенезе:

-Пролиферация (деление)

- Миграция кл-к

-Сортировка кл-к

-Апоптоз (структуры возникновения)

-Дифференцировка

-Детерминация (развитие)

Пролиферация-деление клеток имеет важнейшую роль в процессе роста и развития, в процессе регенерации и онтогенеза. Благодаря пролиферации организм из одноклет превр в многоклет., обеспечиваются рост и морфогенез организма.

Деление кл-к регулируется тканево-специфическими факторами.

-стимуляторы (гормоны)

-ингибиторные (кейлоны)

Число клеточных цыклов в процессе онтогенеза предопределено.

Нарушение процессов пролиферации может привести к уродствам ( недоразвитию и чрезмерному развитию отдельных органов и частей организма.

Миграция кл-к- начинается со стадии гаструлы, продолжается на протяжении всего морфогенеза.

Кл-ки мигрируют одиночно или группами ( мезонхориально), пластами (эпителий).

Способы клеточной миграции. Миграция клеток подвержена генетическому контролю и осуществляется благодаря дистантному взаимодействию и контактному взаимодействию между соседними клетками.

Дистантное взаимодействие по типу хемотаксиса.

Контактное ориентирование клеток со структурированным субстратом.

Контактное взаимодействие между соседними клетками-контактное ингибирование движения

37

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

Нарушение процессов миграции клеток приводит к врожденным порокам развитиянедоразвитию органа или или развитие органа или ткани в другом месте.

Бластулa -> начало гаструляции à образ гаструляции à кл-ки предшественники мезодермы инволируют через бластопор à гаструляция заканчивается с образованием зародышевого листка.

Сортировка клеток находиться процессе гаструляции образуя зародышевые листки.

Условия сортировки:

-степень подвижности кл-к

-особенности их мембран

-кл-ки будущей эктодермы слипаются и образуют сплошной слой под мезодермой и эктодермой находящейся поблизости комок кл-к.

-Кл-ки эктодермы относительно неподвижны

-агрегацию кл-к зародышевого листка объясняют способностью к избирательному слипанию (адгезии) кл-к одного типа между собой на основе их определённых св-в или различия в подвижности зарядке их мембран.

-нарушения процесса сортировки и избирательности смешанных кл-к может быть причиной злокачественной опухоли.

Апоптоз- запрограммированная избирательная гибель клеткиестественно эволюционно обусловленный и генетически контролируемый механизм морфогенеза.

Апоптоз способствует достижению характерных для определенного вида черт его морфофизиологической организации.

Генетический контроль апоптоза геном Р53. Белок, контролируемый этим геном, обладает способностью при определенных условиях блокировать клеточное деление и запустить механизм апоптоза. Мутации в этом гене приводят к развитию опухоли.

Дифференцировка называется процесс развития специализированных клеточных типов из 1-ого оплодотворённого яйца.

Детерминация– определение пути дифференцировки той или иной клетки.

Она может быть:

-генетически запрограммированной

-может определять взаимодействие соседних кл-к

-взаимодействие гормонов или различных внешних факторов

Детерминация:

-Окончательная (стабильная)

-Изменяться в ходе эхмбриогенеза (лабильная)

70. Взаимодействие частей развивающегося организма. Эмбриональная индукция. Опыт Шпемана.

Эмбриональная индукция — взаимодействие между частями развивающегося организма у многоклеточных беспозвоночных и всех хордовых.

Важную роль в эмбриогенезе играют контактные и дистантные взаимодействия. Контактные взаимодействия – контакт как минимум 2х бластомеров, являются условием для нормального развития зародыша. Обуславливают дальнейшую судьбу бластомеров, определяя направление перемещения клеточных слоёв, миграцию, подавление деления и т.д. (Сосед определяет судьбу рядом лежащих бластомеров). Дистантные взаимодействия: в процессах эмбриональной индукции. Взаимодействие частей зародыша, при котором 1 участок определяет судьбу другого, побуждая его к делению. Явление эмбриональной индукции – опыты Грегора Шпемана на амфибиях

(1924 г.).

Г. Шпеман и его сотрудница Х. Мангольд открыли у зародышей амфибий «организатор». Контрольный эксперимент был проведен Хильдой Мангольд в 1921 году. Она вырезала кусочек ткани из дорсальной губы бластопора гаструлы гребенчатого тритона со слабопигментированным зародышем, и пересадила ее в вентральную область другой гаструлы близкого вида, тритона обыкновенного, зародыш которого характеризуется обильной пигментацией. Эта естественная разница в пигментации позволила различить в химерном зародыше ткани донора и реципиента. Клетки дорсальной губы при нормальном развитии образуют хорду и мезодермальные сомиты (миотомы). После пересадки у гаструлыреципиента из тканей трансплантата развивалась

38

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

вторая хорда и миотомы. Над ними из эктодермы реципиента возникала новая дополнительная нервная трубка. В итоге это привело к образованию осевого комплекса органов второго головастика на том же зародыше.

(опыт из рабочей тетради №3)

!!! Межклеточные взаимодействия чрезвычайно важны в развитии и являются одним из механизмов, обеспечивающих интегрированность развития особи. Этот механизм действует на протяжении всего онтогенеза, но особую значимость имеет на ранних этапах эмбриогенеза, а именно, в период дробления.

Так, уже на 2клеточной стадии зародыш представляет собой не совокупность отдельных клеток, а единый организм. Это может быть показано с привлечением результатов ряда экспериментов. Немецкий эмбриолог Вильгельм Ру разрушал одну из клеток зародыша лягушки на стадии 2 бластомеров раскаленной иглой. В ходе дальнейшего развития из оставшегося неповрежденными бластомера формировалась только половина зародыша полунейрула с полным набором структур правой или левой стороны. Однако, как известно, на стадии дробления клетки большинства хордовых тотипотентны. И

действительно, если повторить описанный эксперимент и сразу отделить убитый бластомер от неповрежденного, то из последнего сформируется абсолютно полноценный организм. Аномальное развитие зародыша в опыте В. Ру наблюдалось вследствие

контакта бластомеров. Неповрежденный бластомер, благодаря наличию межклеточных влияний, «определял» себя только как часть целого организма и развивался в соответствии с полученной информацией. При отделении этого бластомера сигналов к нему от погибшей клетки не поступало, и он давал начало полноценной особи. Таким образом, уже начиная со стадии 2 бластомеров, каждый из них развивается как часть единого организма в соответствии с сигналами, полученными от своего окружения.

Со стадии гаструляции, если в эксперименте у зародыша амфибии взять дорзальную губу бластопора и пересадить её другому зародышу амфибии, но не на спинную, а на вентральную (брюшную) сторону, то развивается 2я нервная трубка (на брюшной стороне). Вывод: Дорзальная губа бластопора гаструлы у амфибии в норме индуцирует закладку нервной трубки (в норме на спинной/дорзальной стороне).

Для осуществления эмбриональной индукции необходимо:

наличие индуктора;

наличие индуцируемой структуры, отвечающей на действие индуктора;

наличие состояния компетентности (способности воспринимать этот стимул).

Виды эмбриональной индукции:

первичная: обнаруживается первой, при закладке нервной трубки;

вторичная: проявляется на более поздней стадии, чем гаструляция, при закладке всех структур зародыша.;

последующая: при закладке глазного яблока, почек; каждая новая структура последовательно играет роль индуктора;

взаимная: при закладке конечностей.

71. Целостность онтогенеза. Эмбриональная регуляция в разные периоды эмбриогенеза

Целостность организма — его внутреннее единство, относительная автономность, несводимость его свойств к свойствам отдельных его частей, подчиненность частей целому — проявляется в течение всех стадий онтогенеза. Таким образом, онтогенез представляет собой упорядоченное единство последовательно чередующихся состояний целостности. В целостности индивидуального развития проявляется органическая целесообразность.

Целостность онтогенеза базируется на действии системнорегуляторных факторов: цитогенетических, морфогенетических, морфофизиологических, гормональных, а у большинства животных также нейрогуморальных. Эти факторы, действуя по принципу обратной связи, координируют ход развития и жизнедеятельность организма как активного целого в тесной связи с условиями окружающей среды.

Эмбриональная регуляция – явление восстановления нормального хода развития зародыша после естественного или искусственного его [развития] нарушения.

Регуляция эмбриогенеза осуществляется на всех уровнях биологической организации организма: надклеточном, клеточном и молекулярно-генетическом.

Надклеточный уровень. Большое значение в управлении ходом эмбриогенеза придается организационным центрам (организаторам). Впервые их роль была установлена в 1924 году немецким ученым Г. Шпеманом. Он проводил свои опыты на зародышах тритона. В норме у зародыша тритона из эктодермы на спинной стороне формируется нервная трубка.

Однако если на стадии ранней гаструлы удалить верхнюю губу бластопора, то нервная трубка не сформируется. Если верхнюю губу бластопора пересадить под эктодерму брюшной стороны, то нервная трубка сформируется на брюшной стороне. Если добавить зародышу еще одну губу, то сформируется две нервные трубки. Из проведенных опытов следует, что верхняя губа бластопора направляет развитие эктодермы по пути формирования нервной трубки. Участок верхней губы бластопора Шпеман назвал организационным центром, или индуктором, а само явление получило название – эмбриональная индукция. Ткань, отвечающая на действие индуктора, – компетентная ткань. В последующем были установлены многочисленные примеры взаимовлияния зачатков в ходе эмбриогенеза. Причем деление зачатков на индукторы и компетентную ткань является относительным. Так, при закладке глаза вырост мозгового пузыря вызывает развитие из эктодермы зачатка хрусталика, а зачаток хрусталика - развитие зачатка роговицы.Исходя из учения Шпемана, ход эмбриогенеза можно представить как цепочку, состоящую из пар:

39

Я могу говорить по-русски

[e-mail]

индуктор компетентная ткань (индуктор) компетентная ткань и т.д.

Клеточный уровень. В эмбриогенезе наблюдается пять типов клеточных реакций: 1.Пролиферация.

2.Клеточные перемещения.

3.Гибель клеток.

4.Избирательная сортировка.

5.Дифференцировка.

Пролиферация – размножение клеток митозом. Имеет место при формировании любого органа.

Клеточные перемещения – миграция отдельных клеток развивающегося организма. Например, перемещение нервных клеток ганглиозной пластинки к местам закладки рецепторного аппарата органов чувств.

Гибель клеток – запрограммированный процесс на завершающем этапе формообразования органа. Например, гибель клеток в межпальцевых промежутках кисти человека. Если она не произойдет, то ребенок родится со сросшимися пальцами (синдактилия).

Избирательная сортировка – выделение из смеси однотипных клеток и образование между ними прочных контактов. Дифференцировка клеток – процесс образования специализированных типов клеток. Можно выделить три этапа на пути дифференцировки клеток:

1)тотипотентность (равнонаследственность) – путь развития клетки еще не определен. Это стадия зиготы и начало ее дробления (2-8 бластомеров). У гидромедузы клетки тотипотентны до стадии 32 бластомеров;

2)трансдетерминация – переопределение намеченного пути дифференцировки. Клетка теряет тотипотентность, но способна изменить направление намеченного пути развития (опыты Шпемана);

3)детерминация – клетка имеет строго определенный путь своего развития.

Таким образом, в ходе эмбриогенеза число возможных путей развития каждой клетки уменьшается в конечном счете до одного. Молекулярно-генетический уровень. Ранние этапы эмбриогенеза (дробление) управляются веществами (РНК, белки), накопленными яйцеклеткой в ходе оогенеза. Они находятся в цитоплазме. Доказательством этого служат опыты английского ученого Д. Гердона, проведенные им в 1962-1972 гг. Он брал яйцеклетку лягушки, удалял из нее ядро и помещал туда ядро специализированной клетки эпителия кишечника. В последующем из такой клетки развивалась нормальная лягушка. Этим опытом было доказано:

1)все специализированные клетки имеют полный набор генов;

2)ранние стадии эмбриогенеза управляются не ядром, а цитоплазмой.

Для объяснения механизмов регуляции эмбриогенеза на молекулярно-генетическом уровне была предложена гипотеза дифференциальной активности генов: в ходе эмбриогенеза наблюдается последовательная смена активности генов, т.е. гены функционируют поочередно. Включение и выключение генов происходит за счет продуктов деятельности самих генов, т.е. путем саморегуляции.

Экспрессия отдельных генов регулируется на уровне транскрипции негистоновыми белками и гормонами. Различают пептидные гормоны (инсулин) и стероидные (эстрогены и андрогены). Молекулы пептидных гормонов из-за крупных размеров не могут проникнуть в клетку, и поэтому их эффект осуществляется через белки-рецепторы, локализованные в мембранах клетокмишеней. Стероидные гормоны проникают через мембрану и связываются там с рецепторными белками, образуя комплекс: гормон+белок-рецептор. Затем этот комплекс связывается с негистоновыми белками, которые соединены с промоторными районами специфических генов. При этом промотор освобождается для действия РНК-полимеразы и начинается процесс транскрипции.

Доказательства справедливости гипотезы дифференциальной активности генов:

1)в ходе эмбриогенеза (онтогенеза) наблюдается смена локализации пуффов политенных хромосом у двукрылых насекомых. Пуфф - область интенсивного синтеза иРНК;

2)в онтогенезе человека имеет место смена нескольких видов гемоглобинов:

	Стадия	Гемоглобин
		Gover I
	Эмбрион	Gover II
		Portland I
	Плод	Гемоглобин F
	Взрослый	Гемоглобин А
		Гемоглобин А2

Процесс дифференцировки сопровождается уменьшением числа активных генов. Например, у морского ежа из 40 тысяч генов функционируют:

-на стадии бластулы – 30 тысяч;

-на стадии гаструлы – 15-20 тысяч;

-у взрослой особи – 3-5 тысяч генов

72. Критические периоды в онтогенезе человека.

Критические периоды развития.

Критический период – период, который связан с изменением обмена веществ (переключение генома).

В онтогенезе человека выделяют:

1.развитие половых клеток

2.оплодотворение

3.мплантация (7-8 неделя)

4.развитие осевых органов и формирование плаценты(3-8 недели)

5.стадия роста головного мозга (15-20 недели).

6.формирование основных функциональных систем организма и дифференцировка полового аппарата(10-14 недели).

7.рождение(0-10 дней)

8.период грудного возраста – максимальная интенсивность роста, функционирование системы энергопродукции и др.

40