Procesele de restaurare se desfășoară în mod constant și la diferite niveluri structurale și funcționale ale organizării individului - organism molecular-genetic, subcelular, celular, țesut, organ.
La apare genetic replicarea ADN-ului la nivel molecular (repararea sale moleculare, sinteza enzimelor si proteinelor din celula care transportă funcția cealaltă (non-catalitice), moleculele de ATP, de exemplu, mitocondriile, etc. Multe dintre aceste procese sunt incluse în conceptul de substanțe ale metabolismului celular.
La nivel subcelular este restabilit diferite structuri intracelulare (cea mai mare parte este o organelle citoplasmatic) prin neoplasme (cytolemma membrane), ansamblul de subunități (microtubuli), divizare (mitocondrii).
La nivelul următor - o populație de țesut sau celulă (nivelul sistemelor celulare de țesut. - vezi 3.2) Există realimentarea celulelor pierdute filiatie specifice. O astfel de reaprovizionare este determinată de schimbările în materialul celular în cadrul populațiilor de celule (sisteme de țesut celular), rezultând o restabilire a funcțiilor țesuturi și organe. De exemplu, la om, durata de viață a celulelor epiteliului intestinal sostavlyaet- 4-5 zile, trombocite - 5-7 zile, celulele roșii din sânge - 120-125 zile. La aceste rate de distrugere a celulelor roșii din sânge în corpul uman, de exemplu, în fiecare secundă a distrus aproximativ 1 milion de celule roșii din sânge, dar, de asemenea, aceeași cantitate este produsă în măduva osoasă din nou. Abilitatea de a restabili purtat departe în timpul activității de viață sau a pierdut un prejudiciu vsedstvie sau otrăvirea procesul patologic celule furnizate de faptul că, chiar și în țesuturile unui organism stocate mature celule cambiale capabile mitozei urmat citodiferentiere. Aceste celule sunt acum denumite celule stem regionale sau reziduale (vezi 3.1.2 și 3.2). Deoarece acestea sunt comise, ele sunt capabile să ducă la apariția unuia sau mai multor tipuri celulare specifice. Cu toate acestea, diferențierea lor într-un anumit tip de celule este determinată de semnalele venite din exterior: local, din mediul imediat (natura interacțiunilor celulă-celulă) și Distant (hormoni), care induce exprimarea selectivă a genelor specifice. Astfel, în epiteliul intestinului subțire, celulele cambiale se găsesc în zonele de criptografie inferioară. În anumite acțiuni sunt în măsură să dea naștere la celule „limbic“ epiteliu de aspirare și unele glande unicelulare ale corpului.
Regenerarea la nivel de organ are sarcina principală de restabilire a funcției unui organ cu sau fără reproducerea structurii sale tipice (macroscopice, microscopice). În procesul de regenerare, nu numai transformările în populațiile celulare (sisteme de țesut celular) apar la nivelul numit, ci și procesele morfogenetice. Aceasta include aceleași mecanisme ca și în formarea de organe în embriogeneza (perioada de dezvoltare a fenotipului definitiv). Acest drept oferă posibilitatea de a considera regenerarea drept o variantă specială a procesului de dezvoltare.
55. Regenerarea tipică și atipică. Reglarea regenerării. Stimularea proceselor regenerative. Sursele celulare de regenerare. Caracteristicile proceselor de restaurare la mamifere. Importanța regenerării pentru biologie și medicină.
În cazul unei regenerări tipice, partea restrânsă a structurii corecte (homomorfism) este restabilită. Apariția unei structuri diferite în locul pierderii - heteromorfismului sau regenerării atipice. Se poate manifesta sub forma regenerării homeostaziei. constând în apariția unei antene sau membre în locul ochiului la artropode. O altă opțiune pentru recuperare este hipomorfoza. sau regenerare cu înlocuirea parțială a structurii amputate. De exemplu, într-o șopârlă, în loc de un membru, apare o structură sublată.
Cazurile de regenerare atipică includ cazuri de modificare a polarității structurii. Astfel, dintr-un scurt fragment al planarului, este posibil să se obțină în mod stabil plania bipolară. Există formarea structurilor suplimentare sau regenerarea excesivă. După tăierea ciornei cu amputarea capului planarului, apare regenerarea a două capete sau mai multe (figurile 8-84).
În prezent, există trei surse posibile de material celular utilizate pentru a restabili materialul pierdut. Mai întâi, celula diferențiată revine într-o stare în care este din nou capabilă să împartă și, prin urmare, să reprogrameze aparatul său genetic. În al doilea rând - este prezent în organism matur (histologia clasic cambiale) regional sau rezident celule stem, prezența care este setat în prezent în multe țesuturi și organe (aproape toate). În al treilea rând - este de celule stem regionale sau rezidente din alte structuri (cel mai adesea numit stroma măduvei osoase), migrarea la un loc de regenerare prin apariția de deteriorare a structurii în vatra de probleme.
Mecanisme de reglare a reglării:
1) factorii umorali - ceilonii, care sunt glicoproteine și produc celule mature și nedeteriorate (celule epiteliale, celule sanguine etc.). Aceste substanțe sunt eliberate în sânge și inhibă proliferarea, cresc sinteza ADN și reduc activitatea mitotică. Antichiozele (factorul mezenchimal) sunt produse în țesutul conjunctiv (conțin proteine și acizi sialici);
2) factori hormonali:
a) hormonul de creștere al glandei pituitare stimulează proliferarea și regenerarea activă;
b) stimulează minerocorticoizii, iar glucocorticosteroizii restrâng efectul asupra regenerării;
c) hormonii tiroidieni stimulează procesul de regenerare;
3) factori imuni - limfocitele îndeplinesc un rol informativ, limfocitele T stimulează efectul vindecător, iar limfocitele B scad;
4) mecanismele nervoase de reglementare sunt asociate în primul rând cu funcția trofică a sistemului nervos;
5) mecanisme funcționale - cu o rezervă funcțională a unui organ și (sau) țesuturi.
Regenerarea regenerativă la mamifere este unică. Pentru regenerarea unor organe externe sunt necesare condiții speciale. Limba și urechea, de exemplu, nu se regeneră cu pagube marginale. Dacă provocăm un defect prin întreaga grosime a organului, restaurarea se realizează bine. Regenerarea organelor interne poate fi foarte activă. Dintr-un mic fragment din ovar, întregul organ este restabilit. Există speculații că incapacitatea de a regenera membrele și alte organe externe la mamifere este adaptativ în natură și datorită selecție ca morfogenetic activ stil de viață licitație procesele specifice pentru a restabili integritatea la exteriorul structurii, de exemplu, cu siguranță ar fi împiedicat existența indivizilor într-un habitat natural. Există o opinie că organismele inițial au avut două căi de vindecare de la răni - acțiunea sistemului imunitar și regenerarea. Dar pe parcursul evoluției ei au devenit incompatibili unul cu altul. Deși regenerarea poate părea o alegere mai bună, celulele T ale sistemului imunitar sunt mai importante pentru noi - principala armă împotriva tumorilor. Regenerarea membrelor devine lipsită de sens dacă celulele canceroase se dezvoltă rapid în organism. Probabil, sistemul imunitar, care ne protejează de infecții și de cancer, în același timp ne suprimă capacitatea de a recupera.
56. Manifestarea homeostaziei la diferite niveluri de organizare a sistemelor biologice.
Homeostazia (din homoiosul grecesc - imobiliar similar, identic și de stare) este abilitatea sistemelor vii de a rezista schimbărilor și de a menține constanța compoziției și a proprietăților sistemelor biologice.
Termenul "homeostazie" a fost propus de W. Cannon în 1929 pentru a caracteriza stările și procesele care asigură stabilitatea organismului. Ideea existenței unor mecanisme fizice menite să mențină un mediu intern constant a fost exprimat în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, Claude Bernard, care a examinat stabilitatea condițiilor fizice și chimice în mediul intern ca bază de libertate și independență a organismelor care trăiesc într-un mediu în continuă schimbare. Fenomenul homeostaziei se observă la niveluri diferite de organizare a sistemelor biologice.
Modele generale de homeostazie. Abilitatea de a menține homeostazia este una dintre cele mai importante proprietăți ale unui sistem viu care se află într-o stare de echilibru dinamic cu condițiile de mediu.
Normalizarea parametrilor fiziologici se efectuează pe baza proprietății iritabilității. Abilitatea de a menține homeostazia variază de la diferite specii. Ca complexitate a organismelor, această capacitate progresează, făcându-le mai independente de fluctuațiile condițiilor externe. Acest lucru este evident mai ales la animalele mai mari și la oameni, cu mecanisme complexe de reglementare nervoasă, endocrină și imună. Influența mediului asupra corpului uman nu este directă, ci mediată de crearea unui mediu artificial, de succesele tehnologiei și civilizației.
În mecanismele sistemice ale homeostaziei, principiul cibernetic al feedback-ului negativ acționează: pentru orice acțiune perturbantă, includerea mecanismelor nervoase și endocrine este strâns legată.
Homeostazia genetică la nivelurile molecular-genetice, celulare și de organism are scopul de a menține un sistem echilibrat de gene conținând toate informațiile biologice ale organismului. Mecanismele de homeostazie ontogenetică (organică) sunt fixate în genotipul dezvoltat istoric.
La nivelul speciei homeostazia genetic populațională - capacitatea de a menține o relativă stabilitate a populației și integritatea materialului ereditar, care prevede un proces de meiozei și indivizilor liberi de împerechere, ceea ce contribuie la menținerea echilibrului frecvențelor alelice genetice.
Homeostazia fiziologică este asociată cu formarea și întreținerea continuă a unor condiții fizico-chimice specifice în celulă. Constanța mediului intern al organismelor multicelulare este menținută de sistemele de respirație, circulație, digestie, secreție și este reglementată de sistemele nervoase și endocrine.
Homeostazia structurală se bazează pe mecanismele de regenerare, asigurând constanța morfologică și integritatea sistemului biologic la diferite niveluri ale organizației. Aceasta se manifestă prin restaurarea structurilor intracelulare și a organelor, prin divizare și hipertrofie.
Încălcarea mecanismelor care stau la baza proceselor homeostatice este considerată o "boală" a homeostaziei.
Studiul legilor homeostaziei umane este de o mare importanță pentru alegerea metodelor eficiente și raționale de tratare a multor boli.
În homeostaza sistemelor vii, există:
- Endurance - abilitatea de a transfera schimbările în mediu fără a încălca proprietățile de bază ale sistemului;
- elasticitatea - capacitatea de a reveni rapid la starea normală de la instabilitate, care a apărut ca urmare a efectelor negative externe asupra sistemului.
Principiul general al homeostaziei este principiul comunicării inverse (cibernetice). Homeostazia este asigurată de o funcționare echilibrată, în mod clar coordonată a tuturor elementelor sistemului biologic. Încălcări în funcționarea unui sistem viu - apariția în canalul de feedback a "interferenței" sau a "zgomotului".
Manifestări ale homeostaziei la diferite niveluri de organizare a sistemelor vii:
- celulară: condiții fizico-chimice specifice, altele decât mediul;
- organism: menținerea unei temperaturi constante a corpului, a compoziției chimice, a presiunii interne etc.
- populația: consistența structurii, densitatea, menținerea polimorfismului genetic;
- biocenotic: coerența compoziției și a numărului de populații, relația stabilă dintre specii;
- ecosistem: consistența ciclurilor biotice;
- biosferic: menținerea constanței compoziției geosferelor - atmosfera, hidrosfera, litosfera.
Trimiteți-le prietenilor: