Критические периоды онтогенеза человека. Средовые факторы, регулирующие развитие на ранних этапах онтогенеза. Тератогенные факторы
Критические периоды онтогенеза человека - это периоды, когда зародыш наиболее чувствителен вредному воздействию факторов среды. Причем в разные периоды зародыш неодинаково чувствителен к повреждающим факторам. Например, высокая температура вредна в одни периоды, в другие безвредна.
У человека выделяют 3 критических периода:
1. период имплантации (6-7 сутки)
2. период плацентации (конец 2 недели)
3. перинатальный период (роды)
Факторы вызывающие нарушения развития эмбриона называют тератогенными. Тератогенные факторы можно подразделить на 3 большие группы: физические, химические и биологические.
К физическим тератогенам относятся различные виды излучений, температура, влажность, шум, вибрация и т.д. Основные механизмы их действия:
1. Нарушение структуры генов и хромосом;
2. Образование свободных радикалов, которые вступают в химические взаимодействия с ДНК;
3. Разрыв нитей ахроматинового веретена деления;
4. Образование сшивок – димеров.
К химическим тератогенам относятся:
а) природные органические и неорганические соединения (нитриты, нитраты, гормоны, алколоиды, бензол, фенол и т.д., а также алкоголь и наркотики)
б) продукты промышленной переработки природных соединений – угля, нефти (ароматические углеводороды, бензпирен …)
в) синтетические вещества, ранее не встречавшиеся в природе – ксенобиотики (пестициды, инсектициды, никотин, пищевые добавки, консерванты, лекарственные вещества …)
г) некоторые метаболиты организма человека (хлороформ – фосген, парацетамол – яд, повреждающий печень и почки …)
Химические факторы обладают высокой проникающей способностью, способны изменять коллоидное состояние хромосом и вступать в химические реакции с нуклеиновыми кислотами. Часто приводят к заменам азотистых оснований и угнетают синтез нуклеиновых кислот.
Биологические тератогенные факторы – вирусы (встраиваются в ДНК хозяина – человека), бактерии (продукты их метаболизма относятся к химическим мутагенам).
12. Постэмбриональный онтогенез, его периодизация у человека. Основные процессы: рост, формирование дефинитивных структур, половое созревание, репродукция, старение.
Постэмбриональные период.
В развитии человека выделяют дорепродуктивный, репродуктивный, пострепродуктивный периоды. Согласно другой периодизации выделяют следующие периоды постнатального онтогенеза у человека:
1. Новорожденности - 1-10 дней. Это сложный период адаптации к совершенно новым условиям существования.
2. Грудной – 11 дней – 1 год. Ребенок вскармливается молоком матери.
3. Раннего детства – 1-3 года. Ребенок учится ходить, говорить.
4. Первый период детства – 4-7 лет. – Познание окружающего.
5. Второй период детства – девочки – 8 – 11 лет, мальчики – 8-12 лет. Это школьный период.
6. Подростковый – девочки – 12-15 лет, мальчики – 13 – 16 лет. Период полового созревания.
7. Юношеский, девушки – 16-20 лет, юноши – 17-21 год. Период окончания роста, полового и физического созревания.
8. средний возраст (I период) – женщины – 21-35 лет,
мужчины – 22 – 35 лет. Это оптимальный период для деторождения.
9. Зрелый возраст. Женщины – 36-55 лет, Мужчины – 36-60 лет. Период максимального профессионализма. После 35 лет обнаруживаются изменения некоторых физиологических и биохимических реакций обмена, которые предшествуют инволюции, определяющей процесс старения.
10. Пожилой возраст. Женщины – 56-75 лет, мужчины – 61-75 лет.
11. Старческий возраст – 75-90 лет.
12. Долгожители – более 90 лет (доживают преимущественно женщины).
Критические периоды постнатального периода:
1. Новорождения.
2. Полового созревания (12-16 лет)
3. Полового увядания, угасания функций половых желез, у женщин - климакс (около 50 лет)
Старение как закономерный этап онтогенеза. Проявления старения на молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях. Гипотезы, объясняющие механизмы старения.
Старение – это общебиологический процесс увядания организма, свойственный всему живому. Это заключительный естественный этап онтогенеза, заканчивающийся смертью. Наука о старости называется геронтологией. Она изучает основные закономерности старения, проявляющиеся на всех уровнях организации – от молекулярного до организменного. Раздел медицины, изучающий болезни старых людей, называется гериартрией.
Старческие изменения вначале обнаруживаются во внешних признаках: теряется эластичность кожи (образование морщин), изменяется зрение (развивается дальнозоркость, снижение упругости хрусталика приводит к катаракте), снижается слух, меняется осанка, появляется седина, ухудшается память, выпадают зубы. На органном уровне у пожилых понижается физическая сила и выносливость, снижается жизненная емкость легких, повышается артериальное давление, развивается атеросклероз. В клетках снижается количество воды, снижается синтез АТФ, активный транспорт ионов, активность окислительного фосфорилирования, ферментов репликации и репарации ДНК, в соматических клетках накапливаются генные и хромосомные мутации.
Сложный вопрос – когда появляются признаки старения организма? Старческие изменения становятся очевидными в пострепродуктивном периоде онтогенеза. Вместе с тем, ко времени достижения менопаузы у женщин большинство функций и внешних признаков далеко не достигают состояния, характерного для старых людей. С другой стороны, многие изменения начинают проявляться задолго до снижения репродуктивной функции. Например, снижение упругости кожи наблюдается у женщин уже в 30 лет (у мужчин только в 80). То же самое можно сказать о появлении седых волос, развитии дальнозоркости и т.д. У мужчин снижение синтеза мужских половых гормонов, характерное для старого организма, начинается примерно в 25 лет. Но в целом можно констатировать, что в пострепродуктивном периоде, когда происходит инволюция половых желез, все признаки старости нарастают и прогрессируют.
Геронтологии известно не менее 500 гипотез, объясняющих и первопричину, и механизмы старения. Рассмотрим некоторые из них.
Эндокринная (Броун-Секар, 1889). Причина старения – понижение функции половых желез. Они показали, что после инъекции вытяжки из семенников жизненный тонус повышается. Половые гормоны действительно стимулируют жизнедеятельность организма, однако при этом нарушаются физиологические функции, организм работает «на износ», органы выполняют непосильную нагрузку, что ускоряет процесс старения и наступления смерти.
Интоксикационная (Мечников, 1903). Старение наступает под влиянием продуктов гниения в толстом кишечнике, в организме происходит накопление токсичных продуктов азотистого обмена, наступает самоотравление. В настоящее время хорошо известен омолаживающий эффект разнообразных диет, направленных на освобождение организма от шлаков. Они действительно способствуют нормализации функций многих органов и систем, повышению работоспособности и умственному напряжению.
Перенапряжения ЦНС (Павлов, 1912, Селье, 1938). Нервные потрясения и перенапряжение вызывают преждевременное старение.
Генетическая гипотеза. Процесс старения находится под генетическим контролем, который осуществляется при помощи специальных генов или генетических программ. Программные гипотезы основываются на генетической детерминированности процесса старения: в определенное время запускаются гены старения. Хотя время наступления старческих изменений зависит от генетических факторов, этими факторами не являются специальные гены или программы.
Единой гипотезы до сих пор нет. В целом механизм старения заключается в сложных взаимодействиях генетических, регуляторных, трофических изменений. Старение рассматривается как процесс износа биологических структур, а не генетически предопределенное саморазрушение.
Биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть.