Слайд 1Гомеостаз и регенерация
1. Общие закономерности гомеостаза
2. Адаптации
3.
Роль нервной, эндокринной и иммунной систем в поддержании гомеостаза
Трансплантология
Уровни регенераторной
реакции
Физиологическая и репаративная регенерация
Проявление регенерации в онто- и филогенезе
Слайд 2«Гомеостаз» В.Кеннонен,1929 г
- греч. homeo – тот же
stasis – состояние
Поддержание постоянства внутренней среды
организма в непрерывно меняющихся условиях существования
Живой организм можно рассматривать как кибернетическую систему (наука о целенаправленном и оптимальном управлении сложными процессами, происходящими в живой природе, человеческом обществе или в промышленности).
С точки зрения кибернетики живой организм-это сложная управляемая система, в которой взаимодействуют множество переменных внешней и внутренней среды
Слайд 3Обратная связь - влияние выходного сигнала на управляющую часть системы
Причина. Стимул.
Следствие. Эффект.
Раздражитель Ответ. Реакция
Отрицательная обратная связь -уменьшает влияние входного воздействия на величину выходного сигнала.
Положительная обратная связь -увеличивает влияние входного воздействия на величину выходного сигнала
Слайд 4Этология - раздел биологии, изучающий поведение животных
типы поведения животных
организмов ограничены их морфологическими и физиологическими особенностями
У человека поведение коррелирует
c типом телосложения
Эктоморфный
Эндоморфный
Мезоморфный
Слайд 5Морфологические и физиологические признаки подвержены естественному отбору
Поведение определяется морфологическими и
физиологическими особенностями, соответственно и поведение подвергается естественному отбору
Поведение адаптивно
и оно наследуется
Поведение повышает приспособленность организма
Типы поведенческих реакций позволяют животным использовать благоприятные аспекты среды и позволяют защитить себя от неблагоприятных воздействий
Примеры: Гигиеническое поведение пчел
Защита от хищников
Репродуктивное поведение
Слайд 6Репродуктивное поведение:
привлечение самцов и самок,
ритуал ухаживания,
забота о потомстве.
Приспособления для встречи партнеров разного пола:
-светляки производят световые вспышки
-насекомые выделяют феромоны
-лягушки квакают (видоспецифично)
Слайд 7Феномены поведения свойственные человеку в разных формах проявляются уже на
низших ступенях эволюции:
Социальная организация
Социальная иерархия
Сложные социальные организации у насекомых
Т.наз. «порядок
клевания» у некоторых рыб, птиц (например у галок) и млекопитающих
Престиж в иерархии (собаки и др.)
Подчинение вожаку (волки)
Инфантильная привязанность к матери (собаки, шакалы)
«брак», проявляющийся уже у рыб цихлид ( пара в течение всей жизни)
«любовь с первого взгляда» (галки, дикие гуси, усатые синицы, утки)
Способность к преднамеренному обману и симуляции и способность распознавать обман( волки, антропоиды)
Психосоматические заболевания и неспособность переносить одиночество (человекообразные обезьяны)
Слайд 8Адаптация на поведенческом уровне
1. Поведение подвержено действию естественного
отбора
2. Поведенческие признаки возникают из анатомии (морфологии) и
физиологии животного и неотделимы от них
3. Формы поведения обычно адаптивны и часто могут передаваться либо генетически, либо в результате обучения
4. У многих биологических видов существуют определенные специфические формы поведения
Слайд 9Генотип и среда обитания
Генотип дает возможность эффективной целенаправленной реализации жизненно
необходимых адаптивных реакций под влиянием среды обитания.
Каждое новое поколение
адаптируется заново к широкому спектру иногда совершенно новых факторов, требующих выработки новых специализированных реакций
Слайд 10Биохимическая адаптация
Если организм не смог справиться с изменившимися условиями среды
на поведенческом уровне, тогда наступает биохимическая адаптация – перестраивается обмен
веществ.
Биохимическая адаптация – это трудный путь. Животному проще найти подходящую нишу путем миграции, чем перестроить обмен веществ.
Слайд 11Типы адаптаций к внешним условиям
( по длительности адаптивного процесса)
эволюционная
адаптация. Это длительный процесс приспособления к среде. Связан с приобретением
новой генетической информации. Новая генетическая информация детерминирует новые адаптивные фенотипические признаки. Такая адаптация для своего завершения требует многих поколений.
акклиматизация – осуществляется в течение жизни индивидуума и для своего завершения требует от нескольких часов до нескольких лет (акклимация-адаптация к искусственным условиям)
немедленная адаптация – изменения среды сопровождаются почти мгновенной адаптивной реакцией
Слайд 12Важнейшие этапы химической и биологической эволюции
Слайд 13Схема клеточного звена адаптации к длительному действию основных факторов внешней
среды
Слайд 14Генетический аспект адаптации
1.-Особенности организации генетического материала, обеспечивающие его собственную структурно-функциональную
организацию, т.е. гомеостаз генотипа
2.-Генетический контроль гомеостаза организма как целого.
З.-Механизмы
длительного поддержания в поколениях относительного постоянства генетических характеристик, т.е. механизмы генетического гомеостаза популяций
Слайд 15В поддержании гомеостаз принимают участие многие системы организма
Нервная сигнализация –
это основной инструмент передачи и оценки раздражителей, которые поступают из
внутренних сфер организма и из внешней среды. За счет этих сигналов может осуществляться регуляция физиологических процессов в пределах нормы реакции.
Эндокринная система. Гормоны участвуют регуляции важных функций и процессов ( поддерживают гомеостаз). Регулируют:
углеводный, белковый, жировой обмен, обмен электролитов и воды, работу почек, кровяное давление, функции ЦНС
Слайд 16Иммунная система и гомеостаз
Функция иммунной системы состоит в защите постоянства
внутренней среды организма от факторов двух основных групп:
От микроорганизмов и
экзогенных факторов, несущих признаки чужеродной информации;
От соматических мутаций. Минимальное генетическое отличие достаточное для иммунного распознавания «чужого» всего 1-2 гена. В результате мутаций клетки начинают синтезировать мутантные белки и становятся как бы « чужими» клетками.
Иммунная система поддерживает генетическое постоянство клеток.
Слайд 17Трансплантационный иммунитет
В связи с бурным развитием трансплантологии остро встал вопрос
о трансплантационном иммунитете.
Трансплантология – это медико-биологическая наука, которая изучает вопросы
заготовки, консервирования и пересадки тканей и органов.
Трансплантационный иммунитет – это отторжение тканей и органов вследствие своеобразной реакции организма реципиента на трансплантат.
Слайд 18МЕЖДУНАРОДНАЯ ТРАСПЛАНТОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ
(Вена, 1967г. Международный симпозиум)
Слайд 201933 год Ю.Вороной 1-я в мире пересадка почки человеку
1937 год В.П.Демихов 1-я
в СССР пересадка сердца собаке
1946 год В.П.Демихов сердце и легкие собаке
1948
год В.Демихов Л.Швековский пересадили печень собаке
1954 год В.П.Демихов вторую голову собаке
1965год Б.В.Петровский 1 -я успешная пересадка почки человеку
1986 год В.Шумаков 1-я в СССР успешная пересадка сердца человеку
1990 год А.Ерамишанцев 1-я в СССР трансплантация печени человеку
1967 год Кристиан Бернард ЮАР -успешная пересадка сердца человеку
Слайд 21Ортотопическая трансплантация сердца с участками соединения
Слайд 22Иллюстрация трансплантации почки
Слайд 23Восстановление кровотока в почечном трансплантате у кошки (из мочеточника выделяется
моча)
Слайд 2422.09.2008 Италия трансплантация 9-месячному младенцу от взрослого (при тяжелой атрезии=отсутствие
желчных путей). Печень взрослого разделили на две части.: 6 часов.
В Италии 90 пересадок печени в год
Слайд 25Трансплантация печени в Германии
Слайд 30Писк моды: трансплантация ресниц
Слайд 31Регенерация
это процесс вторичного развития тканей и органов, вызванный повреждениями какого-либо
органа.
под первичным развитием подразумевается онтогенез
вторичным развитием считается такое развитие, которое
связано не с естественным размножением, а с внешним воздействием на организм. Такое внешнее воздействие вовлекает дефинитивные ткани организма в новый процесс развития
Слайд 32Изменение животных и растений в состоянии одомашнивания, Ч.Дарвин,1868 г
развитие, связанное
с половым размножением, с бесполым размножением и регенерацией это проявление
одной и той же способности у организмов
Слайд 33УРОВНИ РЕГЕНЕРАЦИИ
в
н Молекулярная
у Внутриорганоидная
т
(надмолекулярная)
р
Органоидная (гиперплазия)
и
к л е т о ч н а я р е г е н е р а ц и я
Слайд 34Нормальная ультраструктура печеночной клетки
Ультраструктура печеночной клетки, поврежденной алкоголем
Восстановление ультраструктуры печеночной
клетки после прекращения употребления алкоголя и лечения
Слайд 35Схема ультраструктуры гепатоцита
Нормальная ультраструктура печеночной клетки
Ультраструктура печеночной клетки, поврежденной алкоголем
Восстановление
ультраструктуры печеночной клетки после прекращения употребления алкоголя и лечения
Слайд 37Группы органов в зависимости
от способности к регенераторной реакции
Регенераторная реакция
в форме новообразования клеток: эпителий кожи, костный мозг, костная ткань,
эпителий тонкой кишки, лимфатическая система и др.
Промежуточная форма (деление клеток и внутриклеточная регенерация печень, легкие, почки, надпочечники, скелетная мускулатура.
Доминирует внутриклеточная регенерация: миокард, ЦНС
Слайд 38РЕГЕНЕРАЦИЯ
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕПАРАТИВНАЯ=
=В03МЕЩАЮЩАЯ=
=ПОСТТРАВМАТИЧЕСКАЯ =ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ= =ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ
ТИПИЧНАЯ=полная АТИПИЧНАЯ = неполная
ГОМОМОРФОЗ=
ГЕТЕРОМОРФОЗ
=МОРФОЛАКСИС
Слайд 39Регенерация морской звезды из одного луча
Слайд 41Степень регенерации тканей млекопитающих
Соединительная ткань
(высокая способность- рыхлая соед.ткань,костная ткань, сухожилия,
фасции; менее активно-хрящи; очень слабо-жировая ткань)
Эпителиальная ткань (высокая способность- многослойный
плоский эпителий кожи, роговая оболочка глаза, слизистые оболочки в полости рта, губ, носа,ЖКТ, мочевом пузыре и др.; менее активно-паренхима почек, слюнных желез и др)
Мышечная ткань (регенерация выражена слабее, чем соединительной и эпителиальной)
Нервная ткань (обладает плохой способностью к регенерации). Чувствительные нейроны спинного мозга весьма слабо регенерируют. Наоборот, аксоны нервных клеток (исключая кору и подкорковые узлы) регенерируют лучше. Существенное значение имеют шваноские клетки (леммоциты)-они формируют своеобразные трубочки, в которые врастают регенерирующие волокна поврежденного нерва. В головном мозге, где роль шваноских клеток заменена клетками глии, регенерация нервных волокон отсутствует)
Слайд 42В основе репаратиной регенерации (любой ее формы)
у высших животных
и у человека всегда лежит один и тот же элементарный
процесс – воспроизведение субклеточных структур и их составных частей.
Слайд 43Клетка-сателлит (покоящийся миобласт) лежит у самой поверхности многоядерного мышечного волокна.
Слайд 44Растущий организм
Схема дифференцировки регенерации
в онтогенезе
Слайд 45Регенерация и онтогенез
В начале развития организма регенераторная реакция во всех
органах представлена в основном митотическим делением. Митоз обеспечивает рост организма.
С замедлением роста организма и созреванием органов регенераторная способность дифференцируется – в одних органах митоз и далее остается главной формой регенерации. В других он уступает место внутриклеточной регенерации и постепенно устанавливается разнообразие форм регенерации характерных для взрослого организма.
Слайд 47Регенерация конечности тритона после ампутации
Слайд 48Регенерация сердца у аквариумной рыбки-зебры (данио) без участия стволовых клеток
Слайд 49Этапы регенерации конечности тритона
Слайд 51Фазы регенерации конечности
1-ая фаза «заживление раны»
2-ая фаза «процесс демонтирования»
3-я
фаза «коническая бластема»
4-ая фаза «редифференцировка»
Слайд 53Стадии заживления кожного разреза у человека
Слайд 54Полнота восстановления задней конечности после ампутации на разных стадия развития
у лягушки
Слайд 55 Для регенерации большое значение
имеют стволовые клетки
Свойства стволовых клеток
стволовая клетка
не является окончательно дифференцированной (она скорее детерминирована)
стволовая клетка способна к неограниченному делению
при делении стволовых клеток часть клеток остается стволовыми, а часть дифференцируется
Слайд 56Каждая пролиферативная единица должна всегда содержать по меньшей мере одну
«бессмертную» стволовую клетку, потомки которой будут находиться в этой единице
и в отдаленном будущем.
(Стрелками показано происхождение одних клеток от других. Бессмертная стволовая клетка в каждой клеточной генерации представлена здесь в центральном положении).
Слайд 57Метод регенерации костей черепа (И.И.Полежаев)
у собак удаляли участок черепа площадью
10 см2. Пустоты заполняли костными опилками: -если опилки получены от
костей донора, то их пропитывают кровью реципиента; если опилки получены от костей реципиента, то без пропитывания кровью.
В течение первой недели опилки рассасываются (дедифференцировка), затем появляются островки костных клеток. Через несколько месяцев существенное количество костной ткани (похожа на «губку»). В течение года костные островки сливаются и срастаются с окружающими костями черепа по всему периметру.
Слайд 58Миф о Прометее
И вот «лежит он, распростертый, на высокой скале,
пригвожденный к ней, опутанный оковами. Жгут его палящие лучи солнца,
проносятся над ним бури.... И этих мук мало!
Каждый день громадный орел прилетает, шумя могучими крыльями, на скалу.... Орел рвет своим клювом печень титана... За ночь заживают раны и вновь вырастает печень, чтобы дать новую пищу орлу».
Слайд 60Регенерация тазобедренного сустава
Слайд 61Процессы регенерации в
патологически измененных органах
-регенерация после воздействия токсических веществ
-регенерация после
воздействия вредных физических факторов
-регенерация после заболеваний,
вызываемых микроорганизмами и вирусами
-регенерация после
нарушения кровоснабжения
-регенерация, после голодания,
гипокинезии (обездвиживания), атрофии
-регенерация после повреждений, вызываемых в организме нарушением функций органов
