Слайд 1Молекулярно-генетические механизмы Постэмбриональный онтогенез
Морфогенез
Дорепродуктивный период
3. Репродуктивный период
4. Старение и
старость
Слайд 2Белки определяют строение и специализированные функции клеточных систем
Клетки различных типов
отличаются друг от друга потому, что помимо белков, необходимых всем
клеткам для поддержания жизнедеятельности, клетки каждого типа синтезируют свой собственный набор специализированных белков
Слайд 4Бластомеры тотипотентны=мультипотентны
Слайд 5Ядра всех бластомеров, ядра всех дифференцированных клеток
одного и того же
организма содержат одно и тоже количество ДНК. ДНК во всех
клетках имеет один и тот же нуклеотидный состав, одну и ту же последовательность нуклеотидов.
Дифференцировка связана с активностью разных генов одного и того же генома. В клетках специализированных тканей одновременно осуществляется транскрипция примерно с 5-10% генов
Слайд 6Пересадка ядер из клеток кишечника
головастика в безъядерную яйцеклетку
Слайд 7На функционирование генов в онтогенезе оказывают влияние сложные и непрерывные
взаимодействия ядра и цитоплазмы и межклеточные взаимодействия
Регуляция на уровне транскрипции:
система оперона, участие гистоновых и негистоновых белков
Регуляция на уровне трансляции ( весь белковый синтез на ранних стадиях эмбриогенеза обеспечивается матрицами, созданными под управлением материнского генома еще до оплодотворения, без участия генома отца)
Слайд 8Сроки начала транскрипции у разных биологических видов
У амфибий
иРНК
начинает синтезироваться после 10-го деления дробления (на стадии 1 000-клеточного
зародыша);
тРНК – на стадии поздней бластулы
рРНК – на стадии гаструлы
У человека
иРНК включается после второго деления дробления ( после стадии 4-х бластомеров)
Не все молекулы иРНК присутствующие в зиготе, одновременно используются для синтеза полипептидных цепей, часть из них некоторое время почему-то «молчит»
Слайд 9гетерохрония
Закономерность, которая предполагает неодновременное развитие
Пример: голова, а вместе с ней
головной мозг, уши, нос в своем развитии опережают другие части.
Затем лидер меняется. В каждый определенный момент онтогенеза разные зачатки находятся в различном состоянии – в одних происходит процесс размножения клеток, в других – рост и дифференцировка, в третьих происходит движение клеточных масс.
Слайд 10 В периоде органогенеза основное значение в депрессии генов имеют
уже межклеточные взаимодействия.
На более поздних этапах эмбриогенеза регуляция экспрессии генов
осуществляется еще и через гормональные связи
Слайд 11Опыты Г. Шпемана.
Характер регуляции и ее ограничения
Бластула тритона
Бластула
тритона
Бластула тритона
Гаструла тритона
Слайд 12Клетки дорсальной губы бластопора обладают способностью организовывать или запускать развитие
зародыша и никакие другие клетки не обладают такой способностью
Дорсальная губа
бластопора индуцирует в эктодерме образование головного и спинного мозга, а сама дифференцируется в хорду и сомиты
Слайд 13Индукционные сигналы
функцию индукционных сигналов выполняют химические соединения разных классов. Эти
соединения функционируют как гормоны местного действия.
Они индуцируют:
рост,
дифференцировку,
тормозят рост,
служат факторами хемотаксиса
Слайд 14Морфогенез
Буквально означает образование или принятие новой формы.
Морфогенез происходит в
результате дифференцированного роста. Морфогенез связан с организованным движением клеток или
групп клеток. В результате перемещений клетки попадают в новую среду, т.е. морфогенез может идти при перераспределении клеток во времени и пространстве (в начале дробления бластомеры зародыша представляют собой непрерывно меняющиеся клетки в непрерывно изменяющейся среде).
Слайд 15Деление замедляется тогда, когда число клеток достигает миллионов
Каждая клетка, кроме
того, что сама формируется, она еще находит и занимает правильное
положение среди других клеток, появившихся к этому времени.
Каждая клетка помогает формировать и конструировать весь организм
Слайд 16Дифференцированные клетки не могут существовать самостоятельно -
они должны кооперироваться
с другими клетками, образуя многоклеточные системы (ткани, органы)
В образовании тканей
и органов основное значение имеет поведение клеток, которое зависит от клеточных мембран, которые осуществляют:
межклеточные контакты,
адгезию,
агрегацию
Слайд 17Межклеточные контакты, адгезия, агрегация
межклеточные контакты – возникают когда подвижные клетки
приходят в соприкосновение друг с другом и расходятся
адгезия – возникает
тогда, когда пришедшие в контакт клетки остаются тесно прижатыми друг к другу
агрегация – возникает тогда, когда между адгезированными клетками возникают специальные соединительнотканные или сосудистые структуры (для формирования органа необходимо присутствие в определенном месте всех клеток, обладающих общим органным сродством)
Слайд 18Распределение и гистогенез клеток в смешанных агрегатах (узнавание и слипание
является важным свойством дифференцированных клеток)
Эктодерма Нервная трубка Энтодерма
Слайд 19Механизм узнавания
развиваясь в различных участках многоклеточного организма, клетки синтезируют специфические
белки клеточной поверхности. Специфические белки узнают друг друга и образуют
комплексы между собой, а не с другими белками.
Слайд 20Критические периоды
(НИИ педиатрии РАМН)
1. Критические периоды внутриутробного развития
2. Перинатальный
= неонатальный период
( переход к внеутробному существованию)
3. Период грудного
возраста
4. Дошкольный возраст
5. Пубертатный период (половое созревание)
Слайд 21Схема расположения желез внутренней секреции у человека
Гипоталамус
Гипофиз
Эпифиз
(Шишковидная железа)
Щитовидная
железа
Паращитовидная
железа
Тимус
(вилочковая железа)
Надпочечник
Поджелудочная
железа
Половые
железы
Слайд 22Иммунная система
способствует зарождению и сохранению жизни
соединяет
огромное множество клеток и тканей в единый сложный организм
управляет индивидуальностью организма
контролирует генетическое постоянство организма
контролирует функции во время стремительного роста
Слайд 23Изменение размеров зобной железы с возрастом
Слайд 24Развитие организма и процессов его жизнедеятельности регулируется гуморальными и нервными
механизмами
гуморальные регуляторы – железы внутренней секреции (эндокринные железы), которые выделяют
биологически активные вещества (гормоны)
нервные механизмы регуляции - нейросекреты (нейрогормоны), вещества выделяемые клетками нервной системы (главным образом гипоталамусом). Нейросекреты, в свою очередь регулирует деятельность ряда эндокринных желез, стимулирующих рост и развитие
Слайд 28Развитие многоклеточного организма предполагает не только увеличение размеров и массы,
но и клеточное деление, детерминацию клеток, дифференцировку, морфогенез, гибель клеток
Слайд 29Возрастная периодизация жизни человека
Слайд 30Дорепродуктивный период
-увеличение числа и размеров клеток;
-дифференцировка клеток;
-формирование органов;
-увеличение размеров органов и всего организма;
-развитие функций
Слайд 33Пубертатный скачок роста
ускорение роста в конце дорепродуктивного периода.
Максимальная скорость роста
длины тела может достигать у мальчиков 10 см в год
(у мальчиков пубертатный скачок роста происходит в среднем между 12.5-15.5 годами. У девочек на 2 года раньше)
Слайд 34Кривые роста различных тканей и органов
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 2 4 6 8
10 12 14 16 18 20 лет
Лимфоидный
тип: тимус, лимф. узлы;
Мозговой (головной) тип :мозг, глаз, голова, ухо;
Общий тип: тело в целом, органы дыхания, ЖКТ, почки и др.;
Репродуктивный тип
Слайд 35мозговой = головной тип
-мозг, а вместе с ним череп, глаз,
ухо, нос, развиваются раньше любой другой части тела.
У новорожденного мозг
достигает 25% своего дефинитивного веса
У 5-летнего ребенка – 90%
У 10-летнего ребенка – 95%
Пубертатный скачок роста практически отсутствует
Слайд 36Пропорции черепа новорожденного и взрослого ( к моменту рождения размеры
лица ближе к дефинитивным, чем длина тела)
Слайд 37Лимфоидный тип
лимфотическая ткань миндалин, червеобразного отростка, кишечника, селезенки достигает
максимального развития еще до наступления подросткового периода.
Под
действием половых гормонов подвергается некоторому «обратному развитию», так называемая инволюция
Слайд 38Подкожный жировой слой
отложение подкожного жира начинается на 3-ей неделе и
продолжается до рождения и затем 8-9 месяцев после рождения. Затем
постепенно уменьшается до 6-8 летнего возраста.
С 6-8 – летнего возраста увеличивается отложение жира и у мальчиков (у мальчиков на конечностях количество жира уменьшается до 20 с лишним лет) и у девочек (отложение жира на конечностях слегка приостанавливается, но не уменьшается, а количество жира на туловище все время возрастает вплоть до 14 лет)
Слайд 39Репродуктивный период
Организм способен воспроизводить себе подобных.
Индивиды, достигшие половой зрелости, способствуют сохранению, выживанию и эволюции
вида.
В репродуктивном периоде перестраиваются структуры и изменяются функции
Слайд 40Скорость воспроизведения наиболее велика вначале репродуктивного периода
чем больше производится потомства
или чем выше скорость воспроизведения, или короче время генерации, тем
меньше максимальная продолжительность жизни
Пример
Мыши размножаются быстрее, чем крупные млекопитающие (слон, человек) и продолжительность жизни:
мышей – 42 месяца
человека -1380 месяцев
слона (инд.) -980 месяцев
Слайд 41Люди обоего пола достигают половой зрелости в возрасте около
12 лет
у женщин способность к воспроизведению заканчивается около 45 лет
Ростовые
процессы продолжаются и в репродуктивном периоде:
позвоночный столб - растет до 20-30 летнего возраста (за счет отложения новых слоев костного вещества) длина тела в среднем увеличивается на 3-5 см
между 30 и 45-50 годами длина тела остается постоянной
После 45-50 лет длина тела начинает уменьшаться.
Большая часть размеров головы и лица увеличивается до 60-летнего возраста ( прибавка размеров головы за 40 лет (между 20 и 60 годами) составляет 2-4% от 20-летнего возраста)
Слайд 42Количественные показатели
роста печени
Слайд 43Возрастные изменения массы почки (по Simon, 1964)
Слайд 447-летние дети ( на рост и развитие существенно влияют социально-экономические
факторы)
Слайд 45Средняя прибавка у европейских детей и мужчин
с 1870 по 1980
гг.
Слайд 46Старение и старость
Старость – это следствие старения.
Старение и старость –
это причина и следствие.
Ф.Энгельс «Диалектика природы»
« Мы должны рассматривать
старение и смерть, как естественный завершающий этап индивидуального развития. Жить – значит умирать»
Слайд 47Возрастные нарушения некоторых физиологических функций человека
Слайд 48Разница в продолжительности жизни сохраняется даже в том случае, если
условия среды сходные
Максимальная продолжительность жизни:
Мышь
3 года
Собака 20 лет
Лошадь 40 лет
Человек 123 года
Слайд 49Продолжительность жизни животных
Слайд 50Продолжительность жизни животных
Слайд 51Продолжительность жизни животных
Слайд 52Продолжительность жизни -
это видовая биологическая индивидуальность, сложившаяся в ходе эволюции.
Находится под генетическим контролем.
Индивидуальные отклонения составляют 25-50% от свойственной для
вида продолжительности жизни.
Максимальная продолжительность жизни человека 110-112 лет (123 года).
Слайд 53Смертность в месяцах, %
Возраст, месяцы
100
10
1
0.1
4 8 12 16
20 24 26
Смертность мышей
Гибель нейронов
Взаимосвязь смертности мышей
и гибели нейронов
Слайд 54При старении происходят компенсаторные процессы :
увеличивается число ядер (многоядерность)
полиплоидизация
Общим биохимическим показателем старения клеток является увеличение активности лизосомальных ферментов
Слайд 55Старение клетки
это не сумма старения ее органелл – это
новый уровень их связи и внутриклеточной регуляции.
Слайд 56Прогерия (Синдром Хатчинсона-Джилфорда)
Слайд 57Теории старения (некоторые)
Теория соматических мутаций ( с возрастом происходит накопление
мутаций)
Теория катастрофы ошибок = Теория ошибок в синтезе белка (предполагается,
что ошибки в белоксинтезирующей системе клеток сами по себе достаточны для возникновения эффектов старения)
Существование гена старения.
Гипотеза была высказана в СССР в Киевском НИИ геронтологии в 70-х годах 20 века)
Слайд 58Долгожители (официально зарегистрированный рекорд)
Пьер Жубер (Квебек, Канада)- родился в 1761
г. и умер в 1874 г. (113 лет и 100
дней)
Генрикье ван Андел-Схиппер (Голландия)- родилась в 1890 г и скончалась в 2005 (115 лет)
( сотрудники Свободного Университета Амстердама расшифровали геном голландки, скончавшейся без признаков старческого слабоумия и завещавшей свое тело науке)
Шигешио Изуми (Япония)- родился в 1865 г. и умер в 1988 г. (123 года)
Воронежская обл 2010 г 134 (115 женщин) чел. более 100 лет
Слайд 59«Искусство продлить жизнь – это искусство не сократить ее»
Человек мало
двигается, переедает, потребляет много очищенных углеводов, пьет алкоголь, курит ….
«Телевизионные
ноги»- атрофия мышц особенно у пожилых людей, часами просиживающих у телевизора
Возможен и «телевизионный мозг» -телевизионная информация навязывается, воспринимается пассивнее, чем общение, книги, живопись
Слайд 60Общая смертность на 1000 человек, ведущих разный образ жизни
Слайд 61Ожидаемая продолжительность жизни
Слайд 62Контрастные группы территорий по уровню демографического развития
Качество жизни населения Воронежской
области
Слайд 63Среднюю продолжительность жизни на Земле определяют факторы:
1-развитие производительных сил
2-условия жизни людей
3-войны
4-инфекционные и другие болезни
Слайд 64Демографический вестник ООН
в большинстве стран продолжительность жизни женщины больше,
чем продолжительность жизни мужчины, что подчиняется биологическому закону – средняя
продолжительность жизни самцов меньше, чем самок ( у 89% исследованных видов животных: нематоды, моллюски, ракообразные, паукообразные, рептилии, птицы, млекопитающие)
Слайд 65 Полагают, что эволюционный прессинг работает на отбор таких сроков жизни,
которые бы давали возможность организму оставить потомство и сохранить его
до репродуктивного периода.