Процесс эволюции. История становления эволюционной идеи. Сущность представлений Ч. Дарвина о механизмах органической эволюции. Современный период синтеза дарвинизма и генетики

Старение как закономерный этап онтогенеза. Генетические, молекулярные и клеточные механизмы старения. Влияние генетических факторов, условий и образа жизни на процесс старения. Закономерности старения. Гипотезы старения. Проблемы долголетия. Геронтология. Гериатрия.

Постэмбриональное развитие как процесс реализации генетических программ организма. Периодизация постэмбрионального развития. Постнатальная периодизация онтогенеза человека.

Постэмбриональный онтогенез:

· При внутриутробном развитии начинается с рождения.

· При неличиночном развитии- с выхода из зародышевых оболочек.

· При личиночном развитии- с выходом из яйцевых оболочек.

Стадии постэмбрионального развития:

1. Ювенильный период - до полового созревания.

2. Зрелый период – взрослое половозрелое состояние.

3. Старость – заканчивается естественной смертью.

Онтогенез- это индивидуальное развитие организма, совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от момента его зарождения до конца жизни.

Старение - заключительный этап онтогенеза. Старение - это закономерный процесс возрастных изменений организма, ведущей к изменению его адаптивной возможности и к увеличению вероятности смерти. Старение, закономерно возникающие в процессе развития особи возрастные изменения, начинающиеся задолго до старости и приводящие к постепенно нарастающему сокращению приспособительных возможностей организма.

Для старения характерны гетерохронность (различие во времени наступления старения отдельных органов и тканей), гетеротопность (неодинаковая выраженность старения в различных органах), гетерокинетичность (развитие возрастных изменений с различной скоростью), гетерокатефтентность (разнонаправленность возрастных изменений клеток и органов).

Во многих клетках отмечается уменьшение ядерно-цитоплазматического контраста; уменьшение числа митохондрий, их набухание, разрушение, спирализация; нарушение целостности ЭПР, атрофия канальцев ЭПР; уменьшение числа рибосом, появление вакуолей, ограниченных мембраной; разрывы в плазматической мембране. Гибель клеток, уменьшение их числа неодинаково выражено в различных органах, в пределах различных клеточных популяций.

Старение как стохастический процесс возрастного накопления «ошибок», неизбежно случающихся в ходе обычных процессов жизнедеятельности, а также повреждений биологических механизмов под действием внутренних (спонтанные мутации) или внешних (ионизирующее облучение) факторов.

К рассматриваемому направлению относятся также гипотезы, усматривающие первооснову старения в нарастающем с возрастом износе структур в диапазоне от макромолекул до организма в целом, приводящем в конце концов к состоянию, не совместимому с жизнью.

Второе направление представлено генетическими или программными гипотезами, согласно которым процесс старения находится под прямым генетическим контролем.

15. Регенерация как свойство живого: способность к самообновлению и восстановлению. Типы регенерации. Биологическое и медицинское значение проблемы регенерации.

Регенерация — восстановление организмом утраченных частей. Это фундаментальное свойство живого. Проблема регенерации представляет интерес для медицины, особенно для восстановительной хирургии. Различают физиологическую, репаративную и паталогическую регинерацию. Физиологическая регенерация свойственна всем организмам, связана с восстановлением утраченных структур в ПРОЦЕССЕ ОБЫЧНОЙ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА. Может проявляться на клеточном, тканевом и органном уровне. Ex. Линька членистоногих, слущивание кожного эпителия, смена эритроцитов. В нервных клетках физиологическая регенерация осуществляется на субклеточном и ультраструктурном уровне, что обеспечивает длительность жизни этих клеток. Репаративная регенерация — это воостановление части тела организма отторгнутый насильственным путем. Способность к репаративной регенерации выражена по-разному. Репаративная регенерация может быть типичной (гомоморфоз) и атипичной (гетероморфоз). В случае типичной регенерации восстанавливаются такие же органы, как и утраченные. Атипичная регенерация, когда на месте утраченных органов восстанавливаются другие органы. Ex. Антена вместо глаза у членистоногих. Репаративная регенерация осуществляется путем эпиморфоза, морфоллаксиса и эндоморфоза, а также регенерации путем индукции. Репаративная регенерация в разных тканях проявляется по-разному. В соединительной ткани, коже, слизистых оболочках происходит восстановление ткани подобной утраченной, хорошо регенерирует костная ткань, у нервных клеток способностью к регенерации обладают периферические нервы, отростки нервных волокон. Патологическая регенерация происходит разрастание тканей, не идентичных здоровым тканям в этом органе. На месте глубоких ожогов разрастается плотная соединительная рубцовая ткань.

16. Репаративная регенерация. Способы репаративной регенерации: эпиморфоз, морфаллаксис, эндоморфоз и регенерация путем индукции. Восстановление по типу компенсаторной гипертрофии – важный приспособительный процесс у млекопитающих. Проявление регенерационной способности в филогенезе.

Репаративная регенерация — это восстановление части тела организма отторгнутый насильственным путем.

Эпиморфоз - способ регенерации, заключающийся в отрастании нового органа от ампутационной поверхности.

Морфаллаксис - образование целого организма или его органа из оставшегося после повреждения участка тела или органа происходит путём перестройки этого участка (регенерация гидры из кольца, вырезанного из середины тела).

Восстановление по типу компенсаторной гипертрофии (эндоморфоза) важный приспособительный процесс. Сравнительно быстро восстанавливается масса органа без восстановления его первоначальной формы. Ex. Регенерация печени. Предполагают, что невозможность регенерации конечностей является приспособлением и обусловлено отбором. При активном образе жизни в наземно-воздушной среде нежные морфогенетические процессы затрудняли бы существование.

Установлено, что регенерирующие ткани приближаются к эмбриональным. В обоих случаях клетки мало дифференцированы, при регенерации в соматических клетках прекращается синтез специфических белков (белков роскоши), т.е. имеет место дедифференцировка клеток.

регенерация путем индукции – вызвана искусственным путем. Внутрь поврежденного органа вводиться специальный индуктор, который стимулирует регенерационный процесс

17. Физиологическая регенерация: сущность, биологическое значение, уровни. Влияние факторов среды на регенерацию.

Физиологическая регенерация - процесс обновления функционирующих структур организма. Благодаря физиологической регенерации поддерживается структурный гомеостаз и обеспечивается возможность постоянного выполнения органами их функций. Является проявлением такого важнейшего свойства жизни, как самообновление.

Может проявляться на внутриклеточном, клеточном, тканевом и органном уровне.

Физиологическая регенерация на внутриклеточном уровне -процессы восстановления субклеточных структур в клетках всех тканей и органов. Физиологическая регенерация на клеточном и тканевом уровнях - обновление эпидермиса кожи, роговицы глаза, эпителия слизистой кишечника, клеток периферической крови и др.

18. Понятие о гомеостазе. Регуляторные гомеостатические механизмы: на молекулярно-генетическом, клеточном, органном, организменном и надорганизменном уровнях. Нарушение гомеостатических механизмов как причина патологических состояний человека, отдельных экосистем и биосферы в целом.

ГОМЕОСТАЗ- свойство живого организма сохранять относительное динамичное постоянство внутренней среды. Гомеостаз выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотическом давлении, устойчивости основных физиологических функций. Гомеостаз специфичен и обусловлен генотипом.

Молекулярно-генетический: репарация ДНК, регуляция работы оперона и транскриптона.

Клеточный: внутриклеточная регенерация, изменение внутриклеточного синтеза.

Тканевой: соотношение деления и дифференцировки клеток.

Органный: регулируется центрами спинного мозга и ядрами головного мозга, гормонами желез внутренней секреции.

Организменный: нейрогуморальная регуляция и организующая роль нервной системы.

Надорганизменный: действие закона Харди-Вайнберга, саморегуляция численности популяции, круговорот веществ.

19. Проблема трансплантации органов и тканей. Ауто-, алло– и гетеротрансплантация. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления.

Пересадка органов или тканей от одного животного другому называется трансплантацией. Организм, служащий источник пересаживаемого материла – донор, организм, которому пересаживают материал – реципиент. Трансплантируемый материал – трансплантат.

В зависимости от видовой принадлежности донора и реципиента различают ауто- алло- и гетеротрансплантацию.

- Аутотрансплантация — реципиент трансплантата является его донором для самого себя. Например, аутотрансплантация кожи с неповреждённых участков на обожжённые широко применяется при тяжёлых ожогах.

- Аллотрансплантация — донором трансплантата является генетически и иммунологически отличающийся человеческий организм.

- Гетеротрансплантация (ксенотрансплантация) — трансплантация органов от животного другого вида.

Тканевая несовместимость — комплекс иммунных реакций организма к трансплантируемым чужеродным клеткам, тканям или органам.

При пересадке тканей или органов истинного приживления их никогда не наступает. Исключение составляет пересадка тканей или органов у однояйцовых близнецов.

Пересадка тканей не близнеца сопровождается развитием в организме реципиента реакции несовместимости тканей. В одних случаях она резко выражена и пересаживаемая ткань при этом обычно отторгается, в других – она менее выражена и достигается положительный эффект от операции.

Сущность иммунологической реакции несовместимости заключается в том, что в ответ на введение в организм человека чужеродных белков (антигенов) последний отвечает образованием антител

Пути преодоления тканевой несовместимости:

1) Изучение изосерологических особенностей (группы крови, резус- принадлежности и др.) тканей донора и реципиента.

2) Устранение или снижение реакции тканевой несовместимости при аллотрансплантации. Этот путь основан на изменении (главным образом на подавлении) иммунологической реакции организма реципиента.

3) Воздействие различных факторов непосредственно на трансплантат. Многие физические (тепло, холод, лучевые факторы), химические (формалин, спирт, цитотоксические средства), биологические (воспитание трансплантата в плазме реципиента) и другие факторы, воздействующие на трансплантат, ослабляют его тканевую активность.

Биологи́ческая эволю́ция — естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Гераклит 6-5 в. до н. э. сформулировал положение о постоянно происходящих в природе изменениях. Эмпедокл 5 в. до н. э. выдвинул одну из древнейших теорий эволюции. Аристотель выстроил все известные ему организмы в ряд по мере их усложнения. Шарль Бонне – «лестница природы». Жан Батист Ламарк предположил что в течении жизни каждая особь изменяется приспосабливаясь к окружающей среде. Приобретенные ее на протяжении всей жизни новые признаки передаются потомству. Его ошибки: приобретенные признаки не наследуются; организмы усложняются, потому что стремятся к совершенству. Основоположник современной теории эволюции – Чарльз Дарвин.

Сущность эволюционного учения заключается в следую­щих основных положениях:

1. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенство­вались в соответствии с окружающими условиями,

2. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также постоянно происходящий в природе естественный от­бор. Естественный отбор осуществляется через сложное вза­имодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

3. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Первый шаг на пути объединение дарвинизма и генетики – закон Харди-Вайнберга. Они показали, что в популяции при свободном скрещивании отсутствие мутаций данного гена, отсутствие отбора по данному признаку соотношение генотипов АА:Аа:аа постоянно. Эти выводы позволили им сформулировать закон: «Частоты генов в бесконечно большой панмектической (свободно скрещивающейся) популяции без давления каких-либо внешних факторов стабилизируются уже после одной смены поколений». Значение закона заключается в том, что накопленные изменения в генофонде популяции бесследно не исчезают. Исходя из закона Харди-Ваинберга С.С. Четверков показал, что в результате спонтанного мутационного процесса во всех популяциях создается гетерогенность. Он также показал, что популяция насыщена мутациями «как губка». Мутации служат основой эволюционного процесса, идущего под действием естественного отбора. Комплекс представлений, сложившийся в 30-е годы 20 века на основе синтеза Дарвинизма и генетики назвали синтетической теории эволюции. В настоящее время эволюционное учение – это наука об общих законах развития органической природы.

Дата добавления: 2015-04-23