Детекция и уничтожение (деградация) белков. 6 страница

3. Органогенез и гистогенез

Механизмы онтогенеза

Выявление механизмов клеточных и системных процессов пространственных и временных преобразований в жизненном цикле организма составляет основную проблему современной биологии развития. Современная биология развития рассматривает следующие механизмы онтогенеза:

1. Деление клеток играет важную роль: 1) из одноклеточной стадии развивается многоклеточный организм; 2) деление обеспечивает рост структур организма; 3) обеспечиваются морфогенетические процессы в эмбриогенезе, а у взрослых - различные формы регенерации.

2. Миграция клеток. Перемещения клеток имеют большое значение, начиная с процесса гаструляции. Клетки мезенхимного типа мигрируют одиночно или группами, а эпителия - пластом. Клетки нервного гребня, мигрируя, образуют два потока: поверхностный - включается в эпидермис, где дифференцируется в пигментные клетки; второй поток мигрирует в брюшном направлении, образуя чувствительные спинномозговые, симпатические и парасимпатические ганглии. Первичные половые клетки перемещаются из желточной энтодермы в зачаток половой железы. Нарушение миграции ведет к недоразвитию органов, нарушению нормальной локализации и возникновению пороков развития. Например, нарушение миграции нейробластов ведет к микрогирии и полигирии - аномальному расположению извилин в коре больших полушарий. Механизм миграции - амебоидные движения клеток по типу хемотаксиса или вследствие контактных взаимодействий со структурированным субстратом.

3. Сортировка клеток. Клетки не только перемещаются, но и узнают друг друга. Клетки экто-, энто- и мезодермы сегрегируют, собираются в группы. Это явление объясняется адгезией - избирательной слипаемостью клеток одного типа вследствие различий в поверхностном заряде мембран. Контактные взаимодействия основаны также на антигенных свойствах мембран.

4. Гибель клеток. Яркие примеры разрушений связаны с метаморфозом земноводных, насекомых. У человека закладка ребер у 7-го шейного позвонка подвергается некрозу.

5. Дифференцировка клеток - процесс приобретения специализации. Клетка приобретает химические, морфологические, функциональные особенности. Первые химические и морфогенетические различия между клетками обнаруживаются в период гаструляции. Зародышевые листки - пример ранней дифференцировки. Таким образом клетки, обладающие одинаковым кариотипом и генотипом дифференцируются в определенном направлении, соответственно виду организмов. В настоящее время общепринятой является точка зрения о дифференциальной экспрессии генов как основного механизма цитодифференцировки.

19) Онтогенез как жизненный цикл особи. Общая характеристика онтогенеза. Периодизация онтогенеза: биомедицинский, акушерско-педиатрический и социологический подходы.

Жизненный цикл (организма, клетки) – совокупность закономерных, детерминированных по времени видоспецифичных событий или состояний, происходящих на временном отрезке от возникновения живого объекта как отдельности до прекращения его существования – физического (смерть) или в прежнем качестве (бесполое размножение путем деления организма-клетки); жц многоклеточных эукариот с половым

Размножением представлен гапло- (n) и диплофазой (2n), то есть включает гаметогенез;

Онтогенез или индивидуальное развитие (организма, особи) – совокупность закономерных определенных по

Времени событий или состояний от момента возникновения до смерти или прекращения существования в прежнем качестве;

Нередко термины “жизненный цикл” и “онтогенез” используют как синонимы; против этого трудно возражать, если речь идет о соматической клетке многоклеточного организма, которая делится митозом; если речь идет о многоклеточных организмах, размножающихся половым путем, то смысловое наполнение названных терминов может различаться, в частности тем, что в онтогенезе всегда легко выделяется фаза с присущими ей проявлениями самоорганизации, дифференциацией и прогрессивным усложнением структур и функций; в классической биологии понятие “жизненный цикл” относительно понятия “онтогенез” представлялось как более широкое

Индивидуальное развитие отдельного организма от рождения до смерти называется онтогенезом, а развитие организмов в ходе эволюции - филогенезом. Совокупность онтогенезов, т.е. гологенез, лежит в основе эволюции. Процесс индивидуального развития особи от начала ее выделения в самостоятельный организм до конца жизни называется онтогенезом (греч. on - род. падеж от ontos - сущее и genes - рождающий, рожденный). Онтогенез одноклеточных организмов заключается в том, что в возникших при делении материнской клетки двух дочерних особях происходит не просто пополнение половинного набора органелл до исходного состояния, а и разрушение органоидов материнского происхождения и замена их на вновь образованные. В ходе онтогенеза одноклеточные организмы растут, у них наблюдаются изменения в синтезе белков, меняется чувствительность к различным факторам внешней среды.

Онтогенез многоклеточных организмов более сложен. В нём можно выделить зародышевый, или эмбриональный (греч - embryon - зародыш), период развития, период пост: эмбрионального развития и стадию взрослого организма. Заканчивается онтогенез старением и смертью организма. Иногда в составе онтогенеза рассматривают стадию предзародышевого развития, включающую образование половых клеток и их слияние. Различные периоды онтогенеза по-разному выражены у разных многоклеточных. Например, у грибов, водорослей и лишайников зародыш отсутствует. Относительная продолжительность различных периодов онтогенеза у разных видов также может отличаться. Так, у млекопитающих наиболее продолжительным является период, когда организм находится во взрослом состоянии. У многих насекомых наоборот, стадия взрослого организма самая короткая. Иногда насекомое во взрослом состоянии живет всего несколько часов (например, поденки) При половом размножении развитие начинается с зиготы (греч. zygota - соединенная в пару). Зигота обычно возникает в результате слияния мужской и женской половых клеток.

Биомедицинский подход:

1. биомедицинский, экологический –

1) пренатальный,

2) интранатальный,

3) постнатальный;

2. биомедицинский, собственно

биологический –

1) становление дефинитивного фенеотипа (пренатальный, ранний постнатальный – до 18 лет),

2) активный репродуктивный (зрелости),

3) пострепродуктивный;

Акушерско-эмбриологический подход:

1. Собственно зародышевый (1 нед., зигота→бластоциста – координатная сетка, сегментация тела, морфогенетическая компартментация, активны элементарные клеточные факторы развития);

2. эмбриональный (2-6 нед., три зародышевых листка комплекс осевых органов, дифференциация частей организма, органогенезы);

3. эмбриофетальный (7-8 нед., закладки всех внутренних и наружных органов);

4. фетальный (ранний 9-28 нед. И поздний 29-40 нед., рост и дифференцировка органов, признаки пола, лицо);

Педиатрический подход:

1. Период новорожденности (неонатальный) -

· Неонатальный, ранний (1-7 дней),

· Неонатальный, поздний (8-28 дней);

2. Детство

· Раннее детство (ясельный возраст), 1-2 годa,

· Первое детство (дошкольный возраст), 3-6 лет,

· Второе детство (ранний школьный), 7-12 лет,

· Подростковый (старший школьный), 13-16 лет,

3. Юношеский, 16-21 год,

4. Зрелый 1-ый, 22-35 лет, зрелый 2-ой, 36-60 лет,

5. Пожилой, 61-74 года, старческий, 75-90 лет, долгожитель, 90 лет и более;

Социологический подход:

1. Возраст несовершеннолетний,

2. Возраст совершеннолетний (гражданской зрелости),

3. Возраст трудовой,

4. Возраст пенсионный,

5. Возраст призыва в состав вс,

6. Возраст опеки со стороны государства или попечителя;

20) Основные концепции в биологии развития (гипотезы преформизма и эпигенеза). Современные представления о механизмах эмбрионального развития. Соотношение онто- и филогенеза. Биогенетический закон.

Развитие организма (онтогенез) заключается в постепенной реализации наследственной информации, полученной от родителей.

Сформировалось 3 основных концепций онтогенеза.

Первая - преформизм – учение о том, что организм полностью сформирован (преформирован) в половых клетках в уменьшенном виде, а после оплодотворения начинается его рост. Возникло в античности, Гиппократ – основоположник. Отрицание развития, метафизическое учение. Наиболее популярно в 17-18 веках.

Вторая - эпигенез – противоположное преформизму учение, признающее только развитие и отрицающее рост; яйцеклетка бесструктурна и однородна, все органы возникают как новообразование.

В 1828 году Карл Бэр доказал, что содержимое яйца неоднородно (учение о зародышевых листках) и степень неоднородности возрастает с развитием зародыша, выявил преемственность развития у разных классов животных и предложил рассматривать онтогенез как преобразование структур (третья концепция). Это основа современных представлений об онтогенезе как единстве роста и развития.

Особое внимание следует обратить на следующие понятия. Рост – это увеличение количества, размеров и массы клеток (т.е. количественные изменения). Развитие – качественные изменения в организме, обусловленные дифференцировкой клеток (разделением по морфологическим, биохимическим, функциональным признакам) и их ростом.

Онтогенез – целостный и непрерывный процесс, в котором отдельные события увязаны между собой в пространстве и времени. Онтогенез контролируется генами, т.е. детерминирован генетически, и тесно связан со средой.

Теория зародышевого сходства К. Бэра. Большой вклад в изучение взаимосвязи онтогенеза и филогенеза внес академик К.Бэр. К. Бэр является основоположником современной эмбриологии. Основной труд Бэра носит заглавие: "О развитии животных. Наблюдения и размышления". К. Бэром сформулирован закон зародышевого сходства, согласно которому зародыши различных позвоночных животных на ранних этапах эмбрионального развития очень сходны. Он показал, что у зародышей в процессе развития возникают вначале общие признаки типа, далее появляются признаки класса, позже – отряда, семейства, рода, вида и, наконец, индивидуальные признаки.

Онтогенез – индивидуальное развитие организма.

Филогенез – историческое развитие любой биологический системы.

Зародышевое сходство, наблюдаемое в большой группе родственных органов, отражает факт их генетического родства. Связь между филогенезом и онтогенезом отражается в Биогенетическом законе Ф. Мюллера, Э. Геккеля и трудах А. Н. Северцова.

Биогенетичекий закон – Ф. Мюллер (1864) и Э. Геккель (1866)

Онтогенез всякого организма есть краткое и быстрое повторение филогенеза.

Касаясь эмбрионального развития человека, Геккель указал, что яйцевая клетка соответствует простейшему организму, стадия гаструлы имеет сходство с кишечнополостными, более поздняя — с червеобразными животными; далее у зародыша человека появляются жаберные щели и дуги, свойственные рыбам. Геккель различал палингенезы — эмбриональные повторения признаков, унаследованных от отдаленных предков (например, жаберные щели зародыша человека), и ценогенезы — признаки, развивающиеся как приспособление к эмбриональной жизни (например, амнион, аллантоис, хорион зародышей высших наземных позвоночных и человека).

В качестве доказательства справедливости закона используют примеры рекапитуляций — повторении у зародышей в процессе онтогенеза признаков предков по филогенезу. Так, в эмбриогенезе человека эпидермис кожи сначала представлен однослойным цилиндрическим эпителием, затем многослойным, неороговевающим, многослойным слабо ороговевающим и типичным ороговевающим эпителием.

21) Критические периоды в онтогенезе человека. Аномалии и пороки развития. Классификация пороков развития. Значение нарушений частных и интегративных механизмов онтогенеза в формировании врожденных пороков развития. Тератогенез. Канцерогенез.

В онтогенезе человека существуют критические периоды. Они характеризуются особой чувствительностью организма к различным воздействиям окружающей среды.

В онтогенезе человека к критическим периодам относят:

1. оплодотворение;

2. имплантацию (7-8-е сутки эмбриогенеза);

3. развитие осевого комплекса зачатков органов и плацентацию (3-8-я недели);

4. развитие головного мозга (15-20-я недели);

5. формирование основных систем организма, в том числе половой (2024-я недели);

6. рождение;

7. период до 1 года;

8. половое созревание (11-16 лет).

Врожденными пороками развития называют такие структурные нарушения, которые возникают до рождения (в пренатальном онтогенезе), выявляются сразу или через некоторое время после рождения и вызывают нарушение функции органа. Последнее отличает врожденные пороки развития органов от аномалий, при которых нарушение функции обычно не наблюдается. Врожденные пороки развития являются причиной приблизительно 20% смертей в неонатальном периоде, а также занимают значительное место в практике акушерства и гинекологии, медицинской генетике детской хирургии и ортопедии, патологической анатомии. В связи с этим знания по вопросам профилактики, этиологии, патогенеза, лечения и прогнозирования врожденных пороков развития имеют большое значение.

В зависимости от причины все врожденные пороки развития делят на наследственные, экзогенные (средовые) и мультифакториальные.

Наследственными называют пороки, вызванные изменением генов или хромосом в гаметах родителей, в результате чего зигота с самого возникновения несет генную, хромосомную или геномную мутацию. Генетические факторы начинают проявляться в процессе онтогенеза последовательно, путем нарушения биохимических, субклеточных, клеточных, тканевых, органных и организменных процессов. Время проявления нарушений в онтогенезе может зависеть от времени вступления в активное состояние соответствующего мутированного гена, группы генов или хромосом. Последствия генетических нарушений зависят также от масштаба и времени проявления нарушений.

Экзогенными называют пороки, возникшие под влиянием тератогенных факторов (лекарственные препараты, пищевые добавки, вирусы, промышленные яды, алкоголь, табачный дым и др.), т.е. факторов внешней среды, которые, действуя во время эмбриогенеза, нарушают развитие тканей и органов.

Историческими вехами являются работы Ц. Стоккарта в начале XX в., впервые показавшего тератогенное действие алкоголя, и работы офтальмолога Н. Грегга, открывшего тератогенное действие вируса краснухи (1941). Очень страшное событие имело место в 1959—1961 гг., когда после применения беременными талидомида в ряде стран Запада родились несколько десятков тысяч детей с тяжелыми врожденными пороками.Поскольку средовые экзогенные факторы в конечном итоге оказывают влияние на биохимические, субклеточные и клеточные процессы, механизмы возникновения врожденных пороков развития при их действии такие же, как при генетических причинах. В результате фенотипическое проявление экзогенных и генетических пороков бывает весьма сходным, что обозначается термином фенокопия. Для выявления истинных причин возникновения пороков в каждом конкретном случае следует привлекать множество различных подходов и критериев.

Мультифакториальными называют пороки, которые развиваются под влиянием как экзогенных, так и генетических факторов. Вероятно, скорее всего бывает так, что экзогенные факторы нарушают наследственный аппарат в клетках развивающегося организма, а это приводит по цепочке ген — фермент — признак к фенокопиям. Кроме того, к этой группе относят все пороки развития, в отношении которых четко не выявлены генетические или средовые причины.

Нарушения, происходящие в пренатальном онтогенезе, подразделяют на:

· гаметопатии (нарушения развития проявляются на стадии зигот),

· бластопатии(нарушения развития проявляются на стадии бластулы),

· эмбриопатии(нарушения, возникшие в период от 15 сут до 8 нед эмбрионального развития) составляют основу большинства тяжелых врожденных пороков.

· Фетопатии нарушения, возникшие после 10 нед внутриутробного развития,приводящие к врожденным порокам, представляют собой такие патологические состояния, для которых, как правило, характерны не грубые морфологические нарушения, а отклонения общего типа.

Наиболее распространенной классификацией врожденных пороков является классификация, в основу которой положен анатомофизиологический принцип деления тела человека на системы органов (ВОЗ, 1995 г.).

A. Врожденные пороки развития органов и систем.

1. Пороки ЦНС и органов чувств.

2. Пороки лица и шеи.

3. Пороки сердечнососудистой системы.

4. Пороки дыхательной системы.

5. Пороки органов пищеварения.

6. Пороки костномышечной системы.

7. Пороки мочевой системы.

8. Пороки половых органов.

9. Пороки эндокринных желез.

10. Пороки кожи и ее придатков.

11. Пороки последа.

12. Прочие пороки.

B. Б. Множественные врожденные пороки.

1. Хромосомные синдромы.

2. Генные синдромы.

3. Синдромы, обусловленные экзогенными факторами.

4. Синдромы неустановленной этиологии.

5. Множественные неуточненные пороки.

Значение нарушений частных и интегративных механизмов онтогенеза в формировании врожденных пороков развития.

Существует обоснованное мнение, что чем раньше в развивающемся зародыше возникает повреждение, тем грубее и массивнее бывают пороки развития. Одно из объяснений - феномен эмбриональной индукции. Особое значение имеет то, что, во-первых, первичная эмбриональная индукция охватывает весь зародыш, и. во-вторых, каскадный характер индукционных процессов. В соответствии с отмеченным, действие тератогенных факторов в эмбриональном периоде (с 3 до 8 нед внутриутробного развития) может привести к врожденным уродствам, тогда как их действие в фетальном периоде вызывает относительно малые морфологические изменения, задержку роста и дифференцировки, гипотрофию в связи с недостаточностью питания плода и др.

Факторы, оказывающие повреждающее действие, не всегда представляют собой чужеродные для организма вещества или воздействия. Ими могут быть закономерные влияния среды, обеспечивающие нормальное развитие, но действующие в других концентрациях, с другой силой, в другое время. К ним относят, в частности, кислород, питание, температуру, гормоны, индукторы, давление, растяжение, электрический ток, проникающее излучение, характеристики соседних клеток.

Тератогенез – развитие уродств под действием тератогенных факторов (алкоголь, наркотики, лекарства, бактерии, вирусы, паразиты, излучение).

Канцерогенез — сложный патофизиологический процесс зарождения и развития опухоли. Канцерогенез — сложный многоэтапный процесс, ведущий к глубокой опухолевой реорганизации нормальных клеток организма.

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 179; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!