logo
Лекции по биологии (2 семестр)

Процессы, ведущие к старению на генетическом, молекулярном, ткане­вом (органном) и системном уровнях организации.

Генетический уровень

причины

следствия

  1. Действие внутренних факторов (продуктов обмена, в частности свободных радикалов).

  2. Действие внешних факторов (ионизирующее излучение, температурный фактор, химические вещества и т.д.), липиды и другие биомолекулы.

  1. В результате стохастических процессов при действии внутренних и внешних факторов происходит повреждение структуры и функции генетического материала (повреждение оснований ДНК, нарушение репликации и возникновение мутаций).

  2. Изменяются свойства белков хроматина, увеличивается прочность связывания гистонов и ДИК.

  3. Нарушение функции репарационных ферментов (ошибки репарационных ферментов)

Молекулярный уровень

причины

следствия

  1. Действие внутренних и внешних факторов на белки.

  2. Нарушение транскрипции и трансляции вещества, изменения состояния ДНК.

  1. Нарушения структуры и функции белков, липидов (в частности белков и липидов мембран клеток).

  2. Нарушение структуры и функций белков-ферментов и вследствие этого нарушение течения ферментативных реакций.

  3. Повреждение коллагена.

  4. Нарушение структуры кодируемых молекул.

Клеточный уровень

причины

следствия

  1. Нарушение состояния липидов и т.д.) биологических мембран.

  2. Нарушение состояния белков цитоплазмы и ядра.

  3. Нарушение ферментативных реакций,

  1. Снижение способности клеток к делению.

  2. Уменьшение числа функциональных клеток.

  3. Увеличение объема клеток.

  4. Изменение формы ядра клеток, наличие неровной поверхности ядерных оболочек.

  5. Расширение перинуклеарного пространства, расширение ядерных пор.

  6. Нарушение структуры митохондрий (набухание, разрушение крист и внутренней мембраны). Появление гигантских митохондрий.

  7. Повреждение мембран лизосом и выход ферментов.

  8. Нарушение структуры рибосом.

Тканевой и органный уровень

причины

следствия

  1. Изменение структуры и ф-й органелл, клеток и в целом нарушение состояния клеток различных тканей и органов.

  1. Избыточное развитие и качественные изменения соединительной ткани.

  2. Атрофические и дистрофические изменения в отдельных клетках тканей и органов.

  3. Уменьшение количества клеток паренхиматозных органов.

  4. Ухудшение работы тканей и органов.

Системный уровень

причины

следствия

  1. Нарушение структуры и функции тканей и органов.

  1. Снижение эффективности различных систем организма в обеспечении нормальной жизнедеятельности (нервной, эндокринной, иммунной, сердечно-сосудистой и т.д.).

  1. Продолжительность жизни людей, проблема долголетия.

С точки зрения медицины старение – патологическое состояние, т.к. увеличивается частота заболеваний с.с.с. и злокачественных опухолей.

Гериатрия – наука, изучающая болезни старческого возраста.

Направления, по которым работают ученые с целью замедлить старение организма и продлить жизнь весьма разнообразны.

  1. Показано, что антиоксиданты (вит. Е) обезвреживают свободные радикалы и этим увеличивают продолжительность жизни.

  2. Выделение генов высокоактивных репарирующих ферментов и введение их в организм с помощью методов генной инженерии.

Продолжительность жизни в 2008г.

Страна

Место

Муж.

Женщ.

Затраты на здравоохранение (дол/чел/год)

Япония

1

79

86 (7)

2.470

Канада

10

78

83 (5)

3.450

Россия

123

59

73 (14)

560

  1. Биологические аспекты смерти. Смерть клиническая и биологическая.

Смерть – это однократное событие в жизни организма, это не одномоментный процесс. Выделяют клиническую и биологическую смерть.

Клиническая смерть характеризуется потерей сознания, отсутствием дыхания, остановкой сердца. Тем не менее, большинство клеток и органов остаются живыми, их метаболизм ещё упорядочен. В таком состоянии организм может находится 5- 7 минут не более.

Биологическая смерть характеризуется резким нарушением обмена веществ, прекращением процесса самообновления клеток, наступлением автолиза клеток. При автолизе происходит выход ферментов из лизосом и растворение клеток. Запускает автолиз недостаточное снабжение клеток кислородом. Наиболее чувствительны к недостатку кислорода нервные клетки, поэтому некроз клеток КБП наступает через 5-6мин.

Иногда после этого периода удаётся восстановить дыхание и сердечную деятельность, но сознание не возвращается.

ТЕМА ЗАНЯТИЯ:

Восстановительные процессы в организме. Регенерация ор­ганов и тканей. Медицинское значение.

  1. Регенерация, определение, классификация.

Под регенерацией понимают совокупность процессов, которые направлены на восстановление и обновление биологических структур, снашиваемых или разру­шенных в процессе жизнедеятельности.

Принято различать регенерацию: физиологическую и репаративную.

  1. Физиологическая регенерация.

Физиологическая регенерация - совокупность процессов, направленных на вос­становление биологических структур, изнашиваемых в процессе нормальной жизне­деятельности. Физиологическая регенерация протекает на протяжении всей жизни организма и является основой структурного гомеостаза. Физиологическая регенера­ция протекает в организме на различных уровнях: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом и органном.

Молекулярный уровень - обновление и восстановление молекулярных структур клетки (белков, нуклеиновых кислот и др.).

Субклеточный уровень (или внутриклеточный) - для него характерно обновление и образование заново различных органелл клетки.

Клеточный уровень - это процесс деления клеток (пролиферация).

Пример: у человека в течение суток обновляется 1% эритроцитов, полное обнов­ление их происходит за 120 суток. В организме человека достаточно быстро обнов­ляется эпителий кишечника (1,5-2 суток), клетки кожи обновляются за 7-11 дней. Физиологическая регенерация имеет место и во внутренних органах; например, в печени - на 10-20 тысяч гепатоцитов приходится 1 делящаяся клетка.

Тканевой уровень является продолжением клеточного уровня регенерации. Про­является обновлением эпидермиса кожи, роговицы глаза, эпителия слизистой ки­шечника и др.

Органный - регенерация печени

Необходимо сказать, что физиологическая регенерация - это закономерный про­цесс индивидуального развития организма, так как в геноме клетки запрограммиро­вана продолжительность ее жизни, и, по-видимому, органелл клетки. После выпол­нения своей функции клетка или органелла погибает, и на ее место должны прихо­дить новые. Таким образом, физиологическая регенерация обеспечивает постоянст­во клеточного состава организма (1013 - 1014).

  1. Репаративная регенерация как процесс вторичного развития, ее биоло­гическая сущность.

Репаративная регенерация - это процесс вторичного развития, в результате кото­рого частично или полностью восстанавливаются поврежденные организмы, орга­ны, ткани, клетки или их органеллы. То есть при регенерации происходят такие процессы, как детерминация, дифференцировка, рост, интеграция и др., сходные с процессами, имеющими место в эмбриональном развитии. Однако при регенерации все они идут уже вторично, т.е. в уже сформированном организме.

Особенности репаративной регенерации:

  1. Вторичность развития - характерный признак репаративной регенерации. Регене­рация, как свидетельствует даже сам термин, сводится к образованию заново, т. е.

к развитию. Это развитие происходит вне связи с онтогенезом, поскольку однаж­ды этот орган уже развился.

  1. Наличие повреждения. Повреждение может быть результатом действия различ­ных факторов (t°, кислоты, щелочи, радиационное излучение, механические трав­мы). У животных возможна автотомия.

  2. В регенерационный процесс может вовлекаться большая или меньшая часть орга­на, организма, то есть масштаб регенерации может быть различным. Например, у плоских червей целый организм может восстановиться из части, в этом случае масштаб регенерации большой.

Восстановленный орган, как правило, повторяет своё первичное развитие на 100%

  1. Характерные признаки репаративной регенерации, атипичная рег-ция.

Поскольку регенерация - процесс вторичного развития, она не всегда полностью повторяет течение индивидуального развития (первичного развития). Хотя в части клеточных механизмов есть много общего. Однако в некоторых случаях регенери­ровавший орган количественно или качественно отличался от удаленного органа. Степень отличия может быть различна. Например, вместо одного органа развивает­ся совсем другой - это атипичная регенерация (гетероморфоз)

Гомоморфоз - если на месте удаленного органа развивается тот же самый орган (при удалении глаза у рака развивается глаз).

В 1901 году Т. Морган выделил два способа репаративной регенерации: эпиморфоз и морфаллаксис. Позднее (50-60гг. 20 века) были открыты еще 2 способа репаратив­ной регенерации: заполнения дефекта и регенерационная гипертрофия.