Послідовні стадії розвитку зародка людини

Час після зачаття, діб (приблизно)	Події
0-8	Дроблення
	Імплантація
	Нейруляція
	Початок розвитку нервової та травної систем та кровоносних судин
28-35	Зародок особливо чутливий до медикаментів, алкоголю, а також до вірусу краснухи
	Диференціація сім’яників у зародків чоловічої статі
	Перший мейотичний поділ ооцитів І-го порядку в зародків жіночої статі
	Сформовано усі основні системи органів, але розміри їх ще дуже малі
	Пологи

7.4 Диференціація

В ембріональній тканині, наприклад у меристемі в рослин або регенераційній бластемі у тварин, всі клітини однакові; всі вони спеціалізовані на тому, щоб інтенсивно синтезувати різні речовини, особливо білки, рости й ділитися. Пізніше вони вступають на різні шляхи розвитку (поділ функцій); така поява розходжень між клітинами називають диференціацією. При цьому ембріональна клітина перетворюється в клітину з іншою спеціалізацією (диференційовану клітину).

7.4.1 Омніпотентність

Всі процеси в клітині, у тому числі її диференціація відбуваються відповідно до наявної в клітині генетичної інформації. Запліднена яйцеклітина містить повний набір генів, а з ними й всю інформацію, тобто має всі потенції майбутнього організму; вона омніпотентна. У результаті мітозів і диференціації з неї утворяться всі клітини тіла. Під час мітозів вся спадкоємна інформація передається всім дочірнім клітинам. Всі живі клітини організму за складом ДНК, тобто за своєю генетичною інформацією, однакові з яйцеклітиною та між собою й, отже, омніпотентні.

7.4.2 Диференціальна експресія генів

Морфологічні та фізіологічні розходження між генетично однаковими клітинами однієї особини пов'язані з реалізацією різних потенцій. Наприклад, у рослинній клітині, що набуває зелене фарбування, «включаються» гени, відповідальні за синтез ферментів, які беруть участь у побудові хлорофілу, а у дерев'яніючій клітині – гени, відповідальні за синтез лігніну. Таке включення однієї інформації при одночасному вимиканні іншої (придушенні відповідних потенцій) називається диференціальною експресією генів.

7.4.3 Детермінація

Детермінація – це визначення шляхів диференціації тієї або іншої клітини. При цьому робиться вибір з великої кількості потенцій (генів, інформації), обумовлений диференціальною експресією генів.

Детермінація клітини може бути генетично запрограмована, може визначатися впливом сусідніх клітин, гормонів або різних зовнішніх факторів, а також піддаватися їхньому впливу. Детермінація може бути дефінітивна (остаточна), тобто стабільна, або ж лабільна, що піддається перебудові.

7.4.4 Регенерація

Більшість організмів здатна заміняти (регенеруватися)втрачені клітини, тканини або органи. Така втрата може бути періодичною або безперервною, у результаті «зношування» (тоді вона відшкодовується шляхом фізіологічної регенерації ), а може також бути наслідком випадкового ушкодження або експерименту (тоді регенерацію називають репаративною). Прісноводну гідруможна розрізати на 100 і більше частин, кожна з яких буде здатна регенерувати цілий організм. У морської зірки відновлюються не тільки відламані промені, але й повноцінний організм може вирости з окремого променя (рис. 7.16).

Таким же чином рослини можуть розмножуватися черешками. Цілі рослини можуть регенеруватися навіть із окремих клітин. У хребетних регенераційна здатність обмежена внутрішніми органами та фізіологічною регенерацією; у нематод (кульових черв’яків), п'явок та морських їжаків вона зовсім відсутня. Регенерація може відбуватись за рахунок клітин, що залишились ембріональними – клітин камбію (у рослин), археоцитів (у губок). Ці клітини мігрують (у тварин) до місця поранення і утворюють бластему, яка потім проходить крізь періоди

А	Б	В

Рис. 7.16. Регенерація морської зірки

А, Б, В – послідовні стадії регенерації

зростання і диференціювання. Справжнє передиференціювання (метаплазія) розповсюджена у рослин: клітини постійної тканини дедиференцюються у ембріональну калусну тканину (калус поранення), яка, знову диференціюючись, регенерує усі втрачені тканини. У рослин та багатьох тварин процеси регенерації знаходяться під гормональним контролем.

7.5 Біологічне старіння

Плин людського життя від народження до смерті, включаючи фази швидкого росту, статевого дозрівання, дорослу стадію й період старості, очевидно, запрограмовано генетично. Хоча середня очікувана тривалість життя в результаті успіхів медицини за останні сто років в розвинених промислових країнах майже подвоїлася й росте далі, максимальна тривалість життя залишилася майже.

Процес старіння найбільш вивчений у ссавців. Він супроводжується дуже різноманітними змінами в тканинах й органах. Відповідно до кальцієвої теорії,старіння значною мірою пов'язане з порушенням обміну кальцію. Високі дози вітаміну D або паратгормону в пацюків можуть викликати відкладення кальцію, який витягається з костей, у стінках судин, шкірі, кришталику тощо разом з іншими симптомами старіння. З іншого боку, вміст кальцію в артеріях у дуже старих коней (30 років) відповідає такому в 30-річного парубка. Інші теорії підкреслюють роль нагромадження волокнистого білка колагену (у шкірі, судинах тощо, де він потім із часом ущільнюється) або ліпофусцину (пігмент старіння, що накопичується, наприклад, у серцевому м'язі й нервовій тканині). Однак м'язи, що теж старіють, не накопичують колагену. А під час експериментів, коли у молодих пацюків викликали прискорене утворення «пігментів старіння» (створюючи недостачу СО₂, вітаміну Е тощо), очікувана тривалість життя не зменшувалася. Тому відкладення кальцію, нагромадження колагену або ліпофусцину – це скоріше симптоми, чим причини старіння.

Наразі найбільш обґрунтована теорія соматичних мутацій. У соматичних клітинах (клітинах тіла), так само як й у статевих, можуть спонтанно відбуватися мутації, які, як правило, негативно впливатимуь на функціонування клітини. Нагромадження таких мутацій веде до порушення функцій організму та, зрештою, до смерті.

7.6 Гормони

7.6.1 Класифікація гормонів

Інтеграція, тобто об'єднання частин в одне гармонічне ціле, у багатоклітинних організмів здійснюється в першу чергу за допомогою двох комунікаційних систем – нервової системи (вона є тільки у тварин) і гормональної системи (яка є й у рослин).

Гормони (інкрети) – це органічні сполуки, які утворюються в спеціалізованих клітинах, вивільняються в невеликих кількостях (внутрішня секреція), транспортуються по організму (у тварин – з рідинами тіла, у рослин в основному через живі клітини) і специфічно управляють функціями інших клітин («клітин-мішеней») або органів, які значно віддалені від місця їхнього утворення.

У людини (та інших ссавців) відомі наступні залози внутрішньої секреції: система гіпофіз – гіпоталамус, епіфіз, щитовидна залоза, паращитовидні залози, острівці Лангерганса в підшлунковій залозі, наднирниковики (кора й мозкова речовина), гонади (яєчники, сім’яники) і плацента (рис. 7.21). Гормони можна розділити на три функціональні групи (табл. 7.3).

Рис. 7.17. Залози внутрішньої секреції

1 – гіпофіз, 2 – щитоподібдна залоза, 3 – надниркова залоза, 4 – епіфіз, 5 – зобна залоза, 6 – підшлункова залоза, 7 – статеві залози

Таблиця 7.2

Фізіологічна дія гормонів ссавців (за Дженкіном)

Функціональна група	Дія на орган-мішень	Гормон	Місце синтезу
Кінетич-на дія	Скорочення мускулатури судин	Норадреналін	МН
Скорочення мускулатури матки	Окситоцин	Гіпоталамус
Концентрування пігменту меланіну	Мелатонін	Гіпофіз
Стимуляція секреції певних гормонів	Ліберини	Гіпоталамус
Тиреотропін	ПДГ
Адренокортикотропний гормон (АКТГ)	ПДГ
Лютеїнезуючий гормон	ПДГ
Пролактин	ПДГ
	Гальмування секреції певних гормонів	Антагоністи ліберинів	Гіпоталамус
Метабо-лічна дія	Підвищення інтенсивності метаболізму	Тироксин	Щитоподібдна залоза
Зниження рівня цукру в крови	Інсулін	Островки Лангерганса
Підвищення рівня цукру в крові	Глюкагон	Островки Лангерганса
Адреналін	МН
Кортизол	КН
Стимуляція синтезу білків	Соматотропін	ПДГ
Регуляція водного обміну	Вазопресин	ЗДГ
Регуляція обміну електролітів	Альдостерон	КН
Підвищення рівня Са^2+ в крові	Паратгормон	Паращитоподібні залози
Зниження рівня Са^2+ в крові	Кальцитонін	Щитоподібдна залоза
Морфогенетична дія	Стимуляція росту	Соматотропін	ПДГ
Дозрівання гонад	Фолікулостимулюючий гормон	ПДГ
Утворення жовтого тіла	Лютеїнізуючий гормон	ПДГ
Розвиток первинних та вторинних жіночих полових ознак	Естрадіол	Яєчник, плацента
Развиток первинних та вторинних чоловічих статевих ознак	Тестостерон	Сім’яники (клітини Лейдига)

ЗДГ – задня частка гіпофіза; ПДГ – передня частка гіпофіза; МН –мозкова речовина надниркових залоз; КН – кора надниркових залоз

7.6.2 Хімічна будова гормонів

Гормони відносяться до різних груп хімічних сполук. Серед них є:

а) похідні амінокислот;

б) пептиди або білки (всі гормони гіпофіза, інсулін та ін.);

в) ізопреноїди: дитерпеноїди (гібереліни рослин) і стероїди;

г) похідні аденіну (цитокініни рослин).

Нейросекреція – це вироблення та виділення гормону нервовими (нейросекреторними) клітинами.

Запитання для самоперевірки

1. До яких основних форм організації привів розвиток первинних одноклітинних організмів?

2. Які властивості одноклітинних прокаріотів вам відомі?

3. Які одноклітинні еукаріоти використовуються для індикації забруднення водойм?

4. Багатоклітинні рослини та тварини без справжніх тканин.

5. Тканини рослин і тварин.

6. Основні принципи організації рослинного організму.

7. Основні принципи організації тваринного організму.

8. Основні стадії ембріогенезу багатоклітинної тварини.

9. Основні органи, що утворюються з ектодерми, мезодерми та ендодерми.

10. Що таке диференціація?

11. Особливості первинної й вторинної регенерації.

12. Основні теорії старіння організму.

13. Залози внутрішньої секреції.

14. Назвіть основні класи гормонів.

15. Хімічний склад гормонів.

Лекція 13

ГЛАВА 8

Дата добавления: 2015-05-24