Механізми клітинного старіння
Клітинне, старіння визначається трьома процесами: Неможливістю поділу, зниженням "працездатності" клітин, яким не належить ділитися (більшість нервових і м'язових клітин), або зниження "працездатності" клітин, які втратили здатність ділиться, а також старіння клітин в результаті різних генетичних мутації
Молекулярні механізми старіння
Погіршення функціонування в результаті трансформації молекул усередині клітин це старіння на молекулярному уровне.Однім з основних факторів, що викликають молекулярні пошкодження в живих клітинах являютсясвободние радикали >>> Іншою істотною причиною такого старіння є виникнення зшивок молекул в клітинах. Під впливом глюкози білкові молекули зчіплюються або склеюються один з одним (злиття у формі перехресного зв'язування) і втрачають здатність до виконання своїх функцій. Було доведено що відбувається збільшення таких зв'язків з віком. Негативний ефект при цьому відбувається не тільки від модифікації білків, але і від відбуваються внаслідок цього ушкоджень вільними радикалами, а також з-за прямого пошкодження ДНК, що призводить до мутацій які також накопичуються. В даний час вивчають підходи до попередження впливу гликозилирования на білки, за допомогою фармакологічних засобів (група антидіабетичні бігуаніди). Заходи проти сшивок або зчеплення молекул: низькокалорійне харчування, що веде до зниження цукру в крові; використання цукрозамінників.
Питання №60: регеніраціі як властивість живого до самооновлення і відновленню. Фізіологічна регенерація, її біологічне значення.
Регенерація - процес відновлення організмом втрачених або пошкоджених структур. Регенерація підтримує будову і функції організму, його цілісність. Фізіологічна регенерація - відновлення органів, тканин, клітин або внутрішньоклітинних структур після руйнування їх в процесі життєдіяльності організму.
Репаративна регенерація - відновлення структур після травми або дії інших факторів. При регенерації відбуваються такі процеси, як детермінація, диференціювання, зростання, інтеграція та ін. Подібні з процесами, що мають місце в ембріональному розвитку.
Фізіологічна регенерація являє собою процес оновлення функціонуючих структур організму. Підтримується структурний гомеостаз, забезпечується можливість постійного виконання органами їх функцій. Є проявом властивості життя, як самовідновлення (оновлення епідермісу шкіри, епітелію слизової кишечника).
Репаративна регенерація. І способи її осущетсвленія. Прояв регенераційної здатності в філогенезі. Соматичний мбріогенез. Аутотомія.
Регенерація - процес відновлення організмом втрачених або пошкоджених структур. Регенерація підтримує будову і функції організму, його цілісність.
Репаративна регенерація - відновлення структур після травми або дії інших факторів. При регенерації відбуваються такі процеси, як детермінація, диференціювання, зростання, інтеграція та ін. Подібні з процесами, що мають місце в ембріональному розвитку.
Існує кілька способів (різновидів) репаративної регенерації. До них відносять Епіморфоз, морфаллаксіс, регенераційні та компенсаторну гіпертрофію. Гіпертрофію і гіперплазію клітин органів і тканин, а також виникнення і зростання пухлин відносять до Гіпербіотіческіе процесам - процесам надмірного зростання і розмноження клітин. тканин і органів.
Гіпертрофія - збільшення розмірів органа або тканини за рахунок збільшення розміру кожної клітини. Виділяють робочу (компенсаторну), вікарну (замісну) і гормональну (корелятивну) гіпертрофії.
Найчастішим видом гіпертрофії є робоча гіпертрофія, яка зустрічається як в нормальних фізіологічних умовах, так і при деяких патологічних станах. Причиною її є посилене навантаження, до органу або тканини. Прикладом робочої гіпертрофії в фізіологічних умовах може служити гіпертрофія скелетної мускулатури і серця у спортсменів, а також осіб, зайнятих важкою фізичною працею. Робоча гіпертрофія спостерігається в тканинах, що складаються з стабільних клітин, в яких адаптація до підвищеного навантаження не може бути реалізована шляхом збільшення кількості клітин.
Вікарна, або замісна гіпертрофія розвивається в парних органах (нирки) або при видаленні частини органу, наприклад, в печінці, легенях. Прикладом фізіологічної гормональної (корелятивної) гіпертрофії може служити гіпертрофія матки при вагітності.
Розвиток в органі гіпертрофії, безсумнівно, має позитивне значення, оскільки дозволяє зберегти функцію органу в різко змінених умовах (захворювання, втрата частини органу і т.п.). Цей період називається стадією компенсації. Надалі, коли в органі виникають дистрофічні зміни, відбувається ослаблення функції, і в кінцевому рахунку, коли адаптаційні механізми вичерпані, настає декомпенсація органу.
Виходячи з частин органу (клітин), залучених в процес гіпертрофії, її поділяють на дійсну і помилкову. Справжня гіпертрофія -збільшення обсягу тканини або органу і підвищення їх функціональної здатності внаслідок розростання основних (відповідальних за функцію) клітин, а також інших елементів. Прикладом є гіпертрофія гладеньких м'язів матки у вагітних тварин, а також гіпертрофія серця при фізичній роботі. Хибна гіпертрофія - збільшення обсягу органу при розростання сполучної або жирової тканини. Кількість основних клітин при цьому залишається без змін або навіть зменшується, а функціональна здатність органу знижується (наприклад, гіпертрофія молочної залози за рахунок жирової тканини).
У тварин розрізняють два основних способи регенерації: Епіморфоз і морфаллаксіс.
Епіморфоз полягає в отрастании нового органу від ампутаційної поверхні. При епіморфіческой регенерації втрачена частина тіла відновлюється за рахунок активності недиференційованих клітин, схожих на ембріональні. Вони накопичуються під пораненим епідермісом у поверхні розрізу. де утворюють зачаток, чи бластів (рис. 129). Клітини бластеми поступово розмножуються і перетворюються в тканини нового органу або частини тіла. Регенерація шляхом освіти бластеми широко поширена у безхребетних, а також відіграє важливу роль в регенерації органів амфібій.
Існує дві теорії походження бластемних клітин: 1) клітини бластеми відбуваються з «резервних клітин», тобто клітин, що залишилися невикористаними в процесі ембріонального розвитку і розподілити по різних органах тіла; 2) тканини, цілісність яких була порушена в області розрізу (травми), «дедіфференціруются» (втрачають спеціалізацію) і перетворюються в окремі бластемние клітини. Таким чином, відповідно до теорії «резервних клітин», бластема утворюється з клітин, що залишалися ембріональними, які мігрують з різних ділянок тіла і скупчуються біля поверхні розрізу, а відповідно до теорії «де-диференційованої тканини», бластемние клітини походять з клітин пошкоджених тканин.
Морфаллаксіс - це регенерація шляхом перебудови регенеруючого ділянки. При морфаллаксісе інші тканини тіла або органу перетворюються в структури відсутньої частини. У гідроїдних поліпів регенерація відбувається головним чином шляхом морфаллаксіса, а у планарії в ній одночасно мають місце як Епіморфоз, так і морфаллаксіс.
Соматичний ембріогенез, т. Е. Розвиток нового організму з окремих-них соматичних клітин або комплексів їх, близько стикається з вегетативним розмноженням. Обидва вони підпорядковуються одній закономірності: чим простіше організація тих чи інших організмів, тим частіше у них зустрічається безстатеве розмноження і тим легше у них отримати експериментально соматический ембріогенез.Організація рослин простіше, ніж тварин, тому як вегетатів-ве розмноження, так і соматичний ембріогенез у них більш широко поширені. При оранці поля коріння осоту та інших бур'янів ока-ни опиняються розірваними, але кожен відрізок кореня здатний дати цілу рослину. Гілка верби, посаджена у вологий грунт, виростає в нове дерево. У бегонії повноцінне рослина може розвинутися з окремого листа. У тварин, що стоять на нижчому щаблі організації, соматичний ембріогенез - явище нерідке. Прісноводна губка бодяга і Незнач-які види морських губок здатні після протирання через сито образо-вивать нові цілі особини з окремих грудочок клітин. У гідри вос-станавливаются цілий організм з 1/200 її частини. Кільчастого хробака Lumbriculus variegatus можна розрізати на кілька частин, і кожна з них відновить недостатній їй органи і утворює цілий організм, У морської зірки відновлюються не тільки відламані промені, але і цілий організм з одного променя. У таких випадках утворюється «кометний форма», що складається з великого старого променя і чотирьох маленьких, новостворених (рис, 87).
Підводячи підсумок розглянутого явища, відзначимо, що соматичний ембріогенез характерний тільки для організмів, що володіють здатністю до безстатевого розмноження. У таких організмів. мабуть, окремі частини тіла і їх клітини більш рівноцінні, ніж у розмножуються виключно статевим шляхом. Соматичному ембріогенезу обов'язково передує виключення клітинних систем зі звичайних корелятивних зв'язків з іншими органами і цілим організмом.
Автотомії, аутотомія (від авто. І грец. Tome - відсікання), мимовільне відкидання кінцівок, хвоста або ін. Частин тіла, що спостерігається у мн. тварин при різкому її роздратування, напр, при схоплюванні хижаком. А. властива мн. безхребетним: нек-риє гідроїдних поліпів і актинії можуть відкидати щупальця, немсртіни і кільчасті черви - кінець тіла, морські лілії, морські зірки і ін. голкошкірі - промені, молюски - сифони, ракоподібні - клішні і цілі кінцівки. З хребетних А. спостерігається лише у деяких ящірок, к-які можуть відкидати хвіст. А.- захисна реакція, в основі к-рій лежить рефлекторний процес. У ящірок, напр. А. управляється нервовим центром, розташованим в спинному мозку, а відділення хвоста відбувається при різкому скороченні м'язів в тому місці хребта, де знаходиться поперечна хрящова пластинка. А. зазвичай пов'язана зі здатністю відновлювати втрачені частини тіла - регенерацією, к-раю найлегше відбувається в місці А.
62 Біологічне та медичне значення проблем регенерації. Прояв регенераційної здатності у людини. Регенерація патолгіческі змінених органів і оборотність патологічних змін. Регенераційна терапія
63 Поняття про гомеостаз. Загальні закономірності гомеостазу живих систем. Генетичні клітинні і системні основи гомеостатических реакцій орган изма. Роль ендокринної нервової та імунної систем в забезпеченні гомеостазу і адпатівних змін.
Гомеостаз в класичному значенні цього слова фізіологічне поняття, що означає стійкість складу внутрішнього середовища, сталість компонентів її складу, а так же баланс биофизиологические функцій будь-якого живого організма.Основой такої біологічної функції, як гомеостаз, є здатність живих організмів і біологічних систем протистояти змінам середовища; при цьому організми користуються автономними механізмами захисту.
1. Здатність зберігати гомеостаз - властивість живої системи, що знаходиться в стані динамічної рівноваги з умовами зовнішнього середовища. Ця здатність неоднакова. В міру ускладнення організму вона стає все більш незалежною від умов зовнішнього середовища: так, людина має складні нервові. ендокринні, імунні механізми регуляції.
2. Молекулярно-генетичний рівень гомеостазу забезпечується процесами редуплікаціі ДНК, репарації на рівні клітини - компенсаторне відновлення ряду органоидов при підвищенні функції.
3. Контроль за генетичним постійністю здійснюється імунною системою. 4. У системних механізмах гомеостазу діє кібернетичні принципи негативного зворотного зв'язку: при будь-якому впливі, що обурює - вплив нервових і ендокринних механізмів.
5. Нормалізація фізіологічних показників здійснюється на основі властивості дратівливості, у вищих організмів - інстинкти, умовні рефлекси, елементи розумової діяльності, абстрактне мислення.
6. Кожен віковий період характеризується специфічними особливостями обміну речовини, енергії, механізмами гомеостазу:
- ювенільний період - механізми гомеостазу не дозріли - порушення фізіологічних процесів, хворобливі процеси;
- зрілий - вдосконалення обмінних процесів. Система відновлення гомеостазу забезпечує компенсацію;
- старечий - надійність механізму підтримки гомеостазу послаблюється.
7. На підтримання гомеостазу спрямовані адаптивні реакції організму до навколишніх умов: на клітинному рівні - зміна порога чутливості і метаболізму, на організмовому - перебудова фізіологічних функцій і поведінки. У ссавців і людини найважливішу роль відіграють нервові механізми, гіпоталамо гіпофізарна і симпатико-адреналової системи. Фізіологічна адаптація - сукупність реакцій, які сприяють пристосуванню організму до зміни навколишніх умов і спрямованих на збереження гомеостазу. (Прімерром генералізованого відповіді на незвичайні впливу з боку окружаюющей середу розгортається на основі взаємодії нервової і ендокринної систем - стан стресу) При дії сильних подразників - неспецифічна відповідь у вигляді стресу. В реакції стресу 3 стадії:
1) тривоги: рецептор --- симпато-адреналової системи --- виділення адреналіну мозковим речовиною надниркових залоз --- підвищення цукру в крові, посилення серцевих скорочень, підвищення артеріального тиску;
2) стадія резистентності (стійкого пристосування): адреналін через гіпоталамус --- нейрогормон ліберинів (специфічні клітини) --- передня частка гіпофіза виділяє адренокортикотропний гормон --- посилення продукції гормонів кори надниркових залоз, які підвищують стійкість організму до стресу (збільшення глюкози, амінокислот .);
3) виснаження --- кора наднирників не може дати необхідну кількість гормону, що може привести до стресу. Адаптаційний синдром є фізіологічною мірою проти виникнення хвороби.
Перші 2 стадії відповідають збереженню стану гомеостазу, третя означає зрив механізмів гомеостазу.
8. Біоритми - ритмічні процеси життєдіяльності (хронобіологія), результат природного відбору. Виробився ендогенний ритм організму. синхронний з періодичними процесами зовнішнього середовища. Зоофункція у людини має періодичність: t тіла змінюється протягом доби - max о 18 годині, вночі знижується, min з 1часа до 5 годин, вдень підвищується - залежить від швидкості біохімічних процесів. Добові: мітоз - 5 годин - найактивнішу розподіл, тромбоцити - вночі менше, згортання вище днем, адреналіну більше вранці - min о 18 годині, активність фізіологічних процесів підвищується вранці, знижується вночі. Сезонні: зміна довжини світлового дня є важливим фактором для перебудови діяльності за участю гіпоталамо-гіпофізарної системи. Загострення хронічних захворювань - наслідок неузгодженості біоритмів: серцевих, дихальних. Зміна сонячної активності - психіатричні захворювання, серцево-судинні.