Современные представления
Спор между вышеприведенными учениями, беспредметен. Развитие происходит из специализированной клетки – яйцеклетки. Клетки несут гены, на них влияют внешние условия. Онтогенез – совокупность механизмов, обеспечивающих возникновение и динамику во времени организма. Зигота содержит всю необходимую информацию, первые бластомеры тоже, на определенном этапе происходит дифференциация. Это явление – тотипотентность. Для объяснения дифферинцировки – гипотеза дифференциационной активности генов. Согласно ей в разное время работают разные гены, причина – первичная неоднородность цитоплазмы яйцеклетки. В хромосомах эукариот ДНК покрыта гистонами, снятие этой блокады веществами цитоплазмы на начальных этапах. В зиготе все гены репрессированы, в конце периода освобождаются гены общего метаболизма и деления. В конце гаструляции активизируются гены тканеспецифические – обр. клоны стволовых клеток.
Т.о., роль генов – первичная, пусковая.
Эмбриональная индукция.
Взаимодействие частей зародыша изучал Шпеман (Германия). Одни закладки влияют на другие посредством специальных веществ – индукторов. Участки-индукторы определяют развитие других участков – реакторов; их метаболизм активнее. Пример: дорсальная губа бластопора – индуктор осевых органов. Индукторы и реакторы могут меняться местами. Систему взаимодействия зачатков создал Филатов (СССР) на основе открытия организационных центров в разных местах. Принцип – прямая и обратная связь. Позднее открыты Репрессия и Депрессия генов гормонами, происходящая после начала гистогенеза. Развитие нейрогуморальной регуляции.
Позиционная информация – информация клеток об пространственном положении: при ее искажении – нарушения онтогенеза. Информация о поляризации клеток, мембранах, антигенной системе – свидетельство зрелости иммунной системы. Все развитие носит гетерохронный характер, то есть раньше развиваются те органы, которые раньше начинают работать. В головном мозге раньше – низшие отделы, высшие – позже.
В течении жизненного цикла встре-чаются критические периоды – резкая чувствительность к внешним воздействиям эмбриона или плода.
I общие критические периоды (у человека и плацентарных):
- имплантации
- плацентации
- родов
II частные критические периоды:
- момент закладок отдельных систем органов (2-2,5мес.)
Некоторые лекарства могут вызывать нарушения развития, особенно в критические периоды (талидамид – нарушения закладки трубчатых костей). ВОЗ принята обязательная проверка лекарственных средств на тератогенность.
Пороки развития. Настоящих уродств очень мало, небольшие отклонения называют аномалиями. Пример: рождения близнецов, 75% - разнозиготные (развитие из двух яйцеклеток), реже – однозиготные (развитие из двух бластомеров) с одинаковым генотипом.
Пороки возникают в результате нарушения закладок:
- отсутствие органа – аплазия
- недоразвитие его – гипоплазия
- изменение обычной локализации – гетеротопия
- сужение полых органов – стеноз (пищевод)
- отутствие отверстия – атрезия
- расщепление зачатков – (полидактилия)
- слияние зачатков (циклопы, сирены)
- несращение зачатков (заячья губа, волчья пасть)
- пороки близнецов
Причины аномалий и уродств:
I пороки генетики
II влияние внешних факторов
III совместное действие и того, и другого.
Для предотвращения – профилактика (охрана женского труда и другое.).
‡ Регенерация и трансплантация
План.
1. Регенерация как свойство живого. Физиологическая и репаративная регенерация.
2. Формы репаративной регенерации.
3. Значение проблемы регенерации для биологии и медицины.
4. Учение о трансплантации, основные термины.
5. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления.
Регенерация – восстановление в норме поврежденных или утраченных органов.
Это свойство только живого.
Физиологическая регенерация осуществляется в ходе обычной жизнедеятельности: старые, погибшие клетки постоянно заменяются новыми. Эти клетки эпидермиса, желудочно-кишечного тракта, крови, мочевого пузыря. В сухожилиях, нервных стволах медленнее, хуже всего –нервные клетки, они делятся в эмбриональном периоде и меньше у новорожденного, а затем только выполняют свои функции в течение всей жизни. Их восстановление – внутриклеточной регенерацией.
Репаративная – восстановление части органа. При этом происходит восстановительная регенерация – образование ткани. Возможности этой регенерации тесно связанно со способностью к физиологической регенерации. Пример: восстановление кожных покровов, трубчатых костей происходит быстро.
Различные организмы имеют разную способность к регенерации (гидры восстанавливаются из 1/200 части тела).
Гемоморфоз – репарационная (репаративная) регенерация утраченного органа.
Гетероморфоз – неполное восстановление или замена на другой орган.
Виды репарации:
- эпиморфоз,
- морфолаксис,
- эндоморфоз,
- возможно, индукция.
1. Эпиморфоз – репарация идет от раневой поверхности органа или ткани. Суть процесса: сначала рассасывание поврежденных тканей, затем интенсивное деление и рост клеток; образуется их скопление – регенерационный зачаток.
2. Морфолаксис – преобразование части тела в целый организм. Сюда же относится образование организма из бластомера (части зародыша). Чем проще организация и чаще бесполое размножение, тем легче происходит морфолаксис. Соматический эмбриогенез – развитие организма из отдельных соматических клеток или комплексов. По мнению Дарвина сходен с вегетативным размножением.
3. Эндоморфоз – атипическая регенерация, характерна для млекопитающих. Пример: при удалении части печени восстанавливается масса органа, но не его форма, т.е. происходит размножение клеток и их гипертрофия (регенерационная гипертрофия). Такой же процесс и в других органах. Описано Воронцовым.
4. Индукция (описана Полежаевым, Ленинград) подобна эмбриональной индукции. В качестве объекта – ткани, в норме не регенерирующие: крыша черепа (костные опилки), глия сердца (раздавленная), дентин зуба (опилки). В качестве индуктора используют вещества, выделенные из раздробленного материала. Эти вещества влияют на незрелые клетки, которые дифференцируются, т.е. происходит регенерация.
Формы регенерации изменялись в процессе филогенеза:
У низших беспозвоночных выражена способность к морфолаксису и эпиморфозу. У более развитых (тритон, членистоногие) морфолаксис ограничен, чаще эпиморфоз. У высших морфолаксиса нет, эпиморфоз резко ограничен (трубчатые кости), используется эндоморфоз и индукция.
Факторы, влияющие на регенерацию: а) внешняя среда (t0, P, состав пищи); б) нервная и эндокринная системы.
В эволюции регенерация – приспособительное явление, лучше развито в тканях и органах, чаще подверженным повреждению. Пример: регенерация хвоста у ящерицы.
Воровская регенерация: хищные черви поедают гидр, а их стрекательные клетки используют для защиты.
В процессе эволюции регенерация не ухудшается, а приобретает другие формы. Врачу необходимо знать возможность и способность к регенерации органов человека.
Трансплантация – пересадка органов и тканей. Донор – отдающий организм. Реципиент – принимающий организм. Трансплантат – пересаживаемый участок.
1. Аутотрансплантация: донор и реципиент – один и тот же организм.
2. Гомо- или Аллотрансплантация: донор и реципиент одного вида.
3. Гетеро- или Ксенотрансплантация: донор и реципиент разных видов.
Наиболее успешна первая, т.к. белки не чужеродны. Большой вклад – Филатов, в гомотрансплантации предложил пересадки роговицы, крови. Юдин – предложил переливание крови от трупа (не позже 6 часов). В настоящее время заготавливают кровь, кожу, фасции, кости, надкостницу. Пересаженные ткани со временем рассасываются, но до этого оказывают заместительное действие и выделяют вещества-индукторы.
Ксеногенная трансплантация: трубчатые кости от жеребят и телят, их клапаны, печень свиней для экстракорпорального кровообращения
1. Изотрансплантация – пересадка между однозиготными близнецами.
В настоящее время можно пересадить практически любой орган.
Тканевая несовместимость – следствие возникшей в эволюции способности защищаться от вторжения чужих белков. Обусловлена трансплантационным иммунитетом: клеточным и гуморальным. Обеспечение – лейкоциты (Т- и В-лимфоциты и др.), они скапливаются вокруг трансплантата, инкапсулируют его и отторгают.
Способы преодоления:
- воздействие на трансплантат с целью подавить его антигенные свойства, через некоторое время эти свойства восстанавливаются;
- подавление защиты организма реципиента;
- выработка иммунологической толерантности (терпимости) путем введению ещё эмбриону соответствующего набора антигенов. Результат: после трансплантат воспринимается как своя ткань;
- подбор наиболее похожих тканей для пересадки, в настоящее время созданы банки органов и тканей, их можно сравнивать по 30 показателям.