Регенерация

Продолжительность жизни

Сравнение данных о продолжительности жизни представителей флоры и фауны показывает, что среди растений и животных различные организмы живут разное время. Например, травянистые расте­ния (дикие и культурные) живут в течение одного или нескольких лет. Древесные растения характеризуются большей продолжительно­стью жизни.

Рыбы многих видов живут 55 – 80 лет, лягушки – 16 лет, кро­кодилы – 50 – 60 лет, птицы некоторых видов – до 100 лет. Продолжительность жизни млекопитающих является меньшей. Например, мелкий рогатый скот живет 20 – 25 лет, крупный рогатый скот – 30 лет и более, лошади – до 30 лет, собаки – 20 лет и более, волки – 15 лет, медведи – 50 лет, слоны – 100 лет.

Среди млеко­питающих долгожителем является человек. Некоторые люди доживают до 115 – 120 лет и более. На среднюю продолжительность жизни людей оказывает влияние ряд факторов (снижение детской смертности, эффективность борьбы с инфекциями, успехи хирургии, улучшение питания и общих усло­вий жизни). Главнейшие причины снижения продолжительности жизни заключаются в смертности от голода, болезней, недостаточной медицинской помощи. В России в последние годы отмечается снижение рождаемости и высокая смертность.

На всех периодах онтогенеза организмы способны к восстанов­лению утраченных или поврежденных частей тела. Это свойство организмов носит название регенерации. Регенерация бывает физиологи­ческой и репаративной.

Физиологическая регенерация — это замена утерянных частей тела в процессе жизнедеятельности организма. Регенерации этого типа очень распространены в животном мире. Например, у членистоногих физиологическая регенерация представлена линькой, которая связана с ростом организма. У рептилий регенерация выражается в замещении хвоста и чешуи, у птиц — перьев, когтей и шпор. У млекопитающих примером физиологической регенерации может быть ежегодное сбрасывание оленями рогов. Это так называемая пролиферативная регенерация – восполнение численности клеток за счет их деления. Во многих тканях существуют специальные камбиальные клетки и очаги их пролиферации – крипты в эпителии тонкой кишки, костный мозг, пролиферативные зоны в эпителии кожи. Интенсивность клеточного обновления в перечисленных тканях очень велика. Такие ткани называют «лабильными». Например, эпителий тонкой кишки полностью сменяется за 2 суток. Клетки паренхиматозных органов (печени, почек, надпочечников) обновляются значительно медленнее. Ткани этих органов условно считают «стабильными».

В физиологической регенерации выделяют 2 фазы: разрушительную и восстановительную. Полагают, что продукты распада части клеток стимулируют пролиферацию других. Большую роль в регуляции клеточного обновления играют гормоны.

Процесс физиологической регенерации присущ всем тканям. Наиболее универсальной его формой является внутриклеточная регенерация. Высокая ее интенсивность обеспечивает продолжительность жизни клеток, соответствует времени жизни всего организма. Физиологическая регенерация сохраняет целостность и нормальную жизнедеятельность отдельных тканей, органов и всего организма.

Репаративная регенерация — это восстановление части тела организ­ма, отторгнутой насильственным путем. Повреждающими факторами являются механические травмы, действие ядов, ожоги, обморожения, лучевые воздействия, голодание, действие бактериальных организмов.

Регенерация этого типа воз­можна у многих животных, но ее проявления различны. Объем повреждения и последующее восстановление бывают весьма различными. Крайним вариантом является восстановление целого организма из отдельной малой его части, например, у губок и кишечнополостных. Известны примеры восстановления больших участков организма, состоящих из комплекса органов, например, восстановление ротового конца у гидры, морской звезды из одного луча. Широко распространена регенерация отдельных органов, например, конечности у тритона, хвоста у ящерицы, глаз у членистоногих. У человека достаточно высокой регенеративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.

Существует несколько способов репаративной регенерации: заживление эпителиальных ран, эпиморфоз, морфаллаксис, регенерационную и компенсаторную гипертрофии.

Эпидермальное заживление раны у млекопитающих происходит, когда поверхность раны заживает с образованием корки, покрывающей рану.

Эпиморфоз представляет собой наиболее очевидный способ регенерации, заключающийся в отрастании нового органа от ампутационной поверхности. Выделяют регрессивную и прогрессивную фазы регенерации. Для первой характерны заживление раны и разрушение поврежденных структур. Прогрессивная фаза сопровождается процессами роста и морфогенеза. При эпиморфозе не всегда образуется точная копия удаленной структуры. Такую регенерацию называют атипичной. Есть несколько разновидностей атипичной регенерации. Гипоморфоз – регенерация с частичным замещением ампутированной структуры. Например, у взрослой шпорцевой лягушки возникает шиповидная структура вместо конечности. Гетероморфоз – появление иной структуры на месте утраченной. Например, у членистоногих на месте антенны могут развиться конечность или глаз. Встречается образование дополнительных структур, или избыточная регенерация. Например, после надреза культи при ампутации головного отдела планарии возникает образование двух голов или более.

Морфаллаксис – регенерация путем перестройки регенерирующего участка. Пример – восстановление целой планарии из одной двадцатой ее части.

Регенерационная гипертрофия заключается в увеличении размеров остатка органа без восстановления исходной формы. Пример – регенерация печени млекопитающих.

Компенсаторная гипертрофия заключается в изменениях в одном из органов при нарушении в другом, относящемся к той же системе органов. Например, гипертрофия в одной из почек при удалении другой или увеличение лимфоузлов при удалении селезенки.

Последние два способа отличаются местом регенерации, но механизмы их одинаковы: гиперплазия и гипертрофия.

Восстановление отдельных мезодермальных тканей (мышечная и скелетная) называют тканевой регенерацией. Для регенерации мышцы важно сохранение хотя бы небольших ее культей на обоих концах, а для регенерации кости необходима надкостница. Регенерация путем индукции происходит в определенных мезодермальных тканях в ответ на действие специфических индукторов, которые вводят внутрь поврежденной области. Этим способом удается получить полное замещение дефекта костей черепа после введения в него костных опилок.

Физиологическая и репаративная регенерации не являются обособленными, независимыми друг от друга. Репаративная регенерация развертывается на основе физиологической. Репаративная регенерация отличается лишь большей интенсивностью проявлений.

Установлено, что низко организованные животные обладают лучшей способностью к регенерации наружных органов, например, гидры, планарии, кольчатые черви, иглокожие, асцидии. Из позвоночных наилучшей регенерационной способностью обладают хвостатые земноводные. Способность же к регенерации внутренних органов значительно выше у теплокровных животных.

Растения многих видов также способны к регенерации. Регенерация у растений может происходить на месте утраченной части (реституция) или на другом месте тела (репродукция). Например, весеннее восстановление листьев, опавших осенью - естественная регенерация типа репродукции. Широкое распространение регенерации в царстве растений обусловлено сохранением у них меристем (тканей, состоящих из делящихся клеток) и недифференцированных тканей. В большинстве случаев регенерация у растений – это, в сущности, одна из форм вегетативного размножения.

Данные о регенерации имеют большое значение не только в био­логии. Их широко используют в сельском хозяйстве, в медицине, в частности в хирургии.

Вопросы для самоконтроля

1. Понятие «онтогенез», его периоды и этапы.

2. Проэмбриональное развитие, его особенности.

3. Особенности спермато- и овогенеза. Строение сперматозоида и яйцеклетки.

4. Сущность процесса оплодотворения.

5. Дифференциация половых различий.

6. Стадии эмбриогенеза и их характеристика.

7. Дробление, его характеристика, типы дробления яйцеклетки. Бластула и ее типы.

8. Гаструла, строение и способы образования.

9. Способы образования мезодермы.

10. Рост, его типы. Дифференцировка клеток, этапы дифференцировки клеток.

11. Гистогенез и органогенез. Производные зародышевых листков. Формирование систем органов.

12. Провизорные органы зародыша.

13. Особенности эмбрионального развития человека.

14. Критические периоды эмбриогенеза. Аномалии развития и факторы, их вызывающие.

15. Факторы среды, влияющие на эмбриогенез.

Тестовые задания

1. Период жизни особи от момента оплодотворения яйцеклетки и до смерти называется: а) филогенез; б) постэмбриональный онтогенез; в) гаметогенез; г) онтогенез.

2. Эмбриональный период развития не включает: а) дробление; б) гистогенез; в) гаметогенез; г) образование зиготы.

3. Для животных с алецитальными яйцеклетками характерно дробление: а) дискоидальное; б) неполное равномерное; в) полное равномерное; г) поверхностное.

4. Стадия дробления оплодотворенного яйца завешается образованием: а) первичных тканей; б) плаценты; в) бластулы; г) первичных органов.

5. Смена личиночных органов на структуры, характерные для взрослого животного – это: а) эмбриогенез; б) метаморфоз; в) гаметогенез; г) филогенез.

6. Для животных с телолецитальными яйцеклетками характерен тип дробления: а) равномерное полное; б) равномерное неполное; в) поверхностное; г) дискоидальное.

7. Факторы среды, вызывающие морфологические нарушения в развитии эмбриона, называют: а) мутагенными; б) канцерогенными; в) тератогенными; г) паталогическими.

8. Провизорный орган, характерный для млекопитающих: а) плацента; б) аллантоис; в) подскорлуповая оболочка; г) серозная оболочка.

9. Процесс формирования различных специализированных клеточных структур и тканей называется из относительно однородного клеточного материала зародыша – это: а) дифференцировка; б) деляминация; в) интеграция; г) рекомбинация.

10. Яйцеклетки, для которых характерно неравномерное распределение желтка по цитоплазме: а) изолецитальные; б) телолецитальные; в) центролецитальные.

11. В процессе эмбрионального развития у позвоночных животных из эктодермы образуется: а) кровеносная система; б) скелет; в) пищеварительные железы; г) органы зрения.

12. Тип онтогенеза, характерный для млекопитающих: а) развитие с полным метаморфозом; б) внутриутробное развитие; в) развитие с неполным метаморфозом.

13. Образование половой системы происходит в эмбриогенезе из: а) эктодермы; б) мезодермы; в) зачатковых путей; г) энтодермы.

14. В эмбриональном периоде возникает бластула, представляющая собой: а) многоклеточный однослойный зародыш; б) одноклеточный зародыш; в) многослойный зародыш с осевыми органами; г) зародышевые оболочки.

15. Индивидуальное развитие организма в эмбриональном периоде: а) зависит от способа размножения; б) отличается от исторического развития вида; в) зависит от способа оплодотворения; г) кратко повторяет историческое развитие вида.

16. В процессе эмбрионального развития у хордовых животных из мезодермы формируется: а) печень; б) покровы тела; в) кровеносная система; г) нервная система.

17. Реализация индивидуальной наследственной информации, полученной от родительских организмов, называется: а) филогенез; б) сперматогенез; в) овогенез; г) онтогенез.

18. В какой последовательности происходит эмбриональное развитие хордовых животных: а) дифференцировка зародышевых листков; б) органогенез; в) дробление; г) образование зиготы; д) гаструляция.

19. Установите соответствие между способом постэмбрионального развития и организмом, для которого он характерен: 1) прямое развитие; 2) непрямое развитие; а) комнатная муха; б) зеленая жаба; в) обыкновенный уж; г) махаон; д) шимпанзе.

20. В какой последовательности происходит развитие бабочки павлиний глаз: а) личинка; б) яйцо; в) имаго; г) куколка.

21. От количества и распределения желтка в цитоплазме яйцеклетки зависит: а) тип дробления; б) образование зародышевых листков; в) тип онтогенеза; г) неоднородность цитоплазмы в яйцеклетке.

22. Среднее количество желтка, который равномерно распределен по цитоплазме, характерно для яйцеклеток: а) центролецитальных; б) изолецитальных; в) телолецитальных; г) алецитальных.

23. Первые морфологические различия между клетками появляются на стадии: а) зиготы; б) бластулы; в) гаструлы; г) нейрулы.

24. Периоды наибольшей чувствительности зародыша к воздействию факторов внешней среды называются __________________ периодами.

25. Временные органы у зародыша, исчезающие в процессе его развития называются ________________________.

26. Процесс образования нервной трубки у зародыша называется: а) эпиболия; б) деляминация; в) нейруляция; г) дифференциация.

27. Яйцо – личинка – взрослая особь – это: а) прямое развитие; б) непрямое развитие с неполным метаморфозом; в) непрямое развитие с полным метаморфозом; г) внутриутробное развитие.

28. Тип гаструляции, когда образование гаструлы идет за счет обрастания вегетативного полюса микромерами – это: а) инвагинация; б) иммиграция; в) деляминация; г) эпиболия.

29. Период с момента оплодотворения и заканчивающийся рождением или выходом из яйца – это: а) дорепродуктивный период; б) стадия зиготы; в) эмбриональный период; г) период созревания половых клеток.

30. Период образования и созревания половых клеток – это: а) пострепродуктивный период; б) эмбриональный период; в) предзиготный период; г) пубертатный период.

31. Характеристика пострепродуктивного периода онтогенеза: а) относительная устойчивость к воздействиям внешней среды; б) ослабление или прекращение размножения; в) осуществление функций размножения; г) стабильное функционирование органов и их систем.

32. Онтогенез – это: а) эволюция биологического вида; б) индивидуальное развитие организма от оплодотворения яйцеклетки и до смерти; в) период образования и созревания половых клеток; г) период старения организма.

33. Появление уродств и врожденных пороков развития в результате нарушения нормального течения онтогенеза называется _________________________.

34. Аплазия – это врожденный порок развития, при котором: а) отсутствует орган или его часть; б) происходит сужение полого органа; в) отсутствует канал или отверстие; г) орган развивается в необычном месте.

35. Многоклеточный зародыш, состоящий из одного слоя клеток – это: а) гаструла; б) нейрула; в) личинка; г) бластула.

36. Процесс дифференциации на зародышевые листки – это: а) дробление; б) гаструляция; в) нейруляция; г) органогенез.

37. Тип гаструляции, при котором происходит впячивание определенного участка бластодермы внутрь – это: а) инвагинация; б) эпиболия; в) деляминация; г) иммиграция.

38. У позвоночных животных первичный гисто- и органогенез начинается с: а) образования зачатка нервной системы; б) образования зачатка пищеварительной системы; в) образования кожного эпителия; г) образования скелета.

Глава II. Старение, старость, смерть

Дата добавления: 2015-07-13