Регенерация органов и тканей у высокоорганизованных животных, человека. Её способы и масштабы.
Попытки найти эти способы регенерации (эпиморфоз и морфоллаксис) у высокоорганизованных организмов (птицы и млекопитающие) не увенчались успехом. Единственное исключение - регенерация рогов у оленей (подошвенных бугров у человека) идет путем эпиморфоза. Морфоллаксис у высших животных не встречается. Все это привело к тому, что высшие организмы были исключены из общего круга исследований, посвященных изучению регенерации. Кроме того, был сделан вывод о том, что по мере повышения организации животных регенерационная способность резко падает. Такое положение сохранялось до конца 40-х начала 50-х годов XX века. В эти годы у нас в стране М.А. Воронцова и А.Н. Студитский независимо друг от друга доказали, что высшие организмы не утратили способность к регенерации, но и обладают значительной регенерационной способностью. То есть по мере повышения организации животных не происходит падение регенерационной способности, а имеют место другие способы регенерации.
В лаборатории Студитского А.Н. было доказано, что мышцы млекопитающих обладают способностью к регенерации. До этого большинство ученых считало, что мышцы полностью лишены регенерационной способности, каждое повреждение мышц заканчивалось образованием рубца. В изучение регенерации мышц включились многие ученые по всему миру, и было показано, что мышцы способны образовывать заново большие участки, например, при полной переерезке мышцы и удалении значительной ее части. У некоторых животных (крыс) наблюдалась регенерация мышц после удаления почти всех их ткани, лишь на сухожилиях оставались небольшие участки мышц.
Далее А.Н. Студитским была показана возможность регенерации мышц даже после их измельчения, то есть из мышечной кашицы. Регенерация мышц из мышечной кашицы оказалась возможной как на месте повреждения, так и после пересадки на другое место.
А.Н. Студитский показал также, что кости млекопитающих обладают способностью к регенерации после поднадкостничного вылущивания.
На основании полученных данных был сделан вывод о том, что наружные органы высокоорганизованных организмов регенерируют. Способ регенерации — путем заполнения дефекта. Позднее было показано, что и кожа млекопитающих регенерирует путем заполнения дефекта.
Этот способ регенерации встречается не только у млекопитающих, но и у других животных. Кроме того, он имеет некоторое сходство с эпиморфозом. Это сходство проявляется в том, что наблюдается рост тканей от края раны, то есть регенерация осуществляется как бы путем надставки. Но рост тканей происходит не наружу, как при эпиморфозе, а внутрь раны. Это очень существенное различие, свидетельствующее, что регенерация путем заполнения дефекта - особый способ регенерации.
-
Регенерационная гипертрофия как способ регенерации, молекулярные, клеточные и системные механизмы.
Регенерация внутренних органов протекает особым способом, получившим название “регенерационная гипертрофия”. Для этого способа характерны следующие особенности:
-
восстановление не полное. Форма органа не восстанавливается, восстанавливается только масса органа. Это имеет значение для органов, функция которых не зависит от формы.
-
рост тканей идет не от раневой поверхности, а путем роста остатка органа.
-
восстановление идет не по тканевому, а по органному типу.
-
цитологические механизмы связаны с пролиферацией клеток, и их гипертрофией (полиплоидизация, увеличение количества органелл).
-
масштабы регенерации зависят от условий, в которых она протекает (состояние н/с, эндокринной, иммунной).
Регенерационная гипертрофия характерна для следующих органов: печень, легкие, почки, яичники, слюнные железы, надпочечники.
Печень – быстро регенерирующий орган, масса которого восстанавливается к 10 дню после удаления 2/3 органа.
Восстановительные процессы при репаративной регенерации у млекопитающих происходят на различных уровнях (молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой и органный).
Молекулярный, внутриорганоидный и органоидный уровни составляют внутриклеточную регенерацию.
Очень близким явлением к регенерационной гипертрофии является компенсаторная гипертрофия, когда происходит увеличение сверх нормальных размеров одного из парных органов после удаления другого. В основе компенсаторной гипертрофии лежат те же клеточные процессы, что и при регенерационной гипертрофии (пролиферация и гипертрофия клеток). Но в отличие от регенерационной гипертрофии процесс развивается без наличия повреждения.
Таким образом, доказано, что в процессе эволюции по мере усложнения организмов способность к регенерации не исчезла, она сохранилась, но произошла смена способов регенерации, и у высших организмов сузились масштабы регенерации.
- Тема занятия: Индивидуальное развитие (онтогенез). Общая характеристика эмбрионального развития.
- 2 Стадия – активации гамет, наступает после их контакта. Активация сперматозоида называется акросомная реакция. Активация яйцеклетки – кортикальная реакция.
- Общая характеристика гаструляции. Особенности гаструляции у амфибий и птиц. Гаструляция у высших (плацентарных) млекопитающих.
- Морфогенез (формообразование), его основные процессы:
- 5. Интеграция в развитии, целостность онтогенеза. Роль гормонов в координации процессов развития.
- Генетический контроль роста. Роль нервной и эндокринной системы в регуляции процессов роста.
- Взаимодействие биологического и социального в период детства и молодости.
- Старение как продолжение развития. Программные теории старения.
- Процессы, ведущие к старению на генетическом, молекулярном, тканевом (органном) и системном уровнях организации.
- Масштаб регенерации, его границы у разных видов животных.
- Способы репаративной регенерации: эпиморфоз и морфоллаксис.
- Регенерация органов и тканей у высокоорганизованных животных, человека. Её способы и масштабы.
- Эволюция регенерационной способности.
- Источники регенерационного материала при разных способах восстановления.
- Тема занятия: Гомеостаз. Трансплантация. Биоритмы.
- Организм как открытая саморегулирующая система. Общие (кибернетические) закономерности гомеостаза живых систем.
- 4. Клеточные механизмы гомеостаза.
- Системные механизмы гомеостаза:
- Популяционная структура человечества. Демографические и генетические характеристики популяции людей. Демы, изоляты.
- Дрейф генов и особенности генофондов изолятов.
- Влияние мутационного процесса, миграции, изоляции, популяционных волн на генетическую конституцию людей.
- Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях. Отбор против гетерозигот и гомозигот.
- Отбор и контротбор. Факторы контротбора в отношении признака серповидноклеточности эритроцитов.
- И кровеносной систем хордовых.
- Главные эволюционные характеристики органов и функций:
- 2. Главные принципы эволюции органов и функций:
- Филогенез органов дыхания хордовых
- Филогенез органов кровообращения у хордовых:
- И выделительной систем хордовых.
- Филогенез пищеварительной системы хордовых:
- 2. Филогенез выделительной системы хордовых:
- Определение и структура экологии как науки, ее задачи, место в системе биологических дисциплин.
- Среда как экологическое понятие. Факторы среды: абиотические, биотические, антропогенные. Понятие экологической валентности.
- Понятие экосистемы, биогеоценоза, антропобиогеоценоза. Трофические структуры экосистемы: продуценты, консументы, редуценты.
- Изменение биоценозов во времени. Экологические сукцессии.
- Биосфера как естественноисторическая система. Современные концепции биосферы: биохимическая, биогеоценотическая, термодинамическая, геофизичес-
- Живое вещество: количественная и качественная характеристика. Роль в природе планеты.
- Функции биосферы в развитии природы Земли и поддержка в ней динамических равновесий: окислительно-восстановительная, газообмен, концентрирова-
- Круговорот химических элементов как главная функция биосферы. Круговорот воды, углерода, азота.
- Эволюция биосферы. Основные направления: видообразование и прогрессивное изменение биогеоценозов.
- Возрастающее влияние человека на биосферу. Экологические последствия.
- Возникновение и развитие ноосферы. Понятие биотехносферы.
- Предмет и задачи экологии человека.
- Общая характеристика среды обитания людей.
- Человек как творческий экологический фактор. Основные направления и результаты антропогенных изменений в окружающей среде. Антропогенные экосистемы.
- Адаптация человека к среде обитания: биологические и социальные аспекты.
- Проблемы охраны окружающей среды и рационального природопользования.