Понятие о гомеостазе. Общие кибернетические закономерности гомеостаза. Значение механизмов положительных и отрицательных обратных связей живого организма. Механизмы регуляции гомеостаза.

Гомеостаз - относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивости основных физиологических функций организма. Кибернетика — наука о целенаправленном и оптимальном управлении сложными процессами, происходящими в живой природе, в человеческом обществе или в промышленности. Общим для всех систем является наличие определенных входных переменных, которые преобразуются в ней в соответствии с ее функциями в выходные переменные. Зависимость выходных переменных от входных определяется законом поведения системы. В биологии входные переменные характеризуются понятиями: причина, стимул, раздражитель, а выходные - следствие, эффект, ответ, реакция и т.д. В процессах саморегуляции решающую роль играет обратная связь, т.е. влияние выходного сигнала на управляющую часть системы. Различают отрицательную (-) и положительную (+) обратную связь. Отрицательная обратная связь уменьшает влияние входного воздействия на величину выходного сигнала. Положительная обратная связь, наоборот, увеличивает действие входного сигнала. Отрицательная обратная связь способствует восстановлению исходного уровня, тогда как положительная связь чаще всего уводит систему все дальше от исходного состояния. Выделяют следующие уровни механизмов гомеостаза: генные, клеточные и системные.

96. Генные механизмы гомеостаза в жизнедеятельности организма. Трансплантация органов и тканей, ее виды. Биоэтические аспекты трансплантации органов (донорство, определение смерти, коммерциализация донорства).

Генные механизмы гомеостаза. Все явления гомеостаза организма генетически детерминированы. Уже на уровне первичных генных продуктов существует прямая связь – «один структурный ген - одна полипептидная цепь». Причем между первичной структурной ДНК полипептидной цепи существует колинеарное соответствие. В наследственной программе индивидуального развития организма предусмотрено формирование видоспецифических характеристик не в постоянных, а в меняющихся условиях среды, в пределах наследственно обусловленной нормы реакции. Двуспиральность ДНК имеет существенное значение в процессах ее репликации и репарации. И то и другое имеет непосредственное отношение к обеспечению стабильности стабильности функционирования генетического материала.

С генетической точки зрения можно различать элементарные и системные проявления гомеостаза. Примерами элементарных проявлений гомеостаза могут служить: генный контроль тринадцати факторов свертывание крови, генный контроль гистосовместимости тканей и органов, позволяющий возможность трансплантации (пересадки органов и тканей и их приживление).

Пересаженный участок называется трансплантатом. Организм, у которого берут ткань для пересадки, является донором, которому пересаживают - реципиентом. Успех трансплантации зависит от иммунологических реакций организма. Различают аутотрансплантацию, сингенную, аллотрасплантацию и ксенотрансплантацию.

Аутотрансплантация - пересадка тканей у одного и того же организма. При этом белки (антигены) трансплантата не отличаются от белков реципиента. Иммунологическая реакция не возникает.

Сингенная трансплантация проводится у однояйцовых близнецов, имеющих один генотип.

Аллотрансплантация пересадка тканей от одной особи к другой, относящихся к одному виду. Донор и реципиент отличаются по антигенам, поэтому у высших животных наблюдается длительное приживление.

Ксенотрансплантация - донор и реципиент относятся к разным видам. Этот вид трансплантации удается у некоторых беспозвоночных, но у высших животных такие трансплантанты рассыпаются.

При трансплантации большое значение имеет явление иммунологической талерантности (терпимости) к чужеродным клеткам вследствие реакции отторжения. Подавление иммунитета в случае пересадки тканей (иммунодепрессия) достигается: подавлением активности иммунной системы, облучением, введением антилимфотической сыворотки, гормонов коры надпочечников, химических препаратов - антидепрессантов (имуран). Основная задача подавить не просто иммунитет, а трансплантационный иммунитет.

Трансплантационный иммунитет определяется генетической конституцией донора и реципиента. Гены, ответственные за синтез антигенов, вызывающих реакцию на пересаженную ткань, называются генами тканевой несовместимости.

У человека главной генетической системой гистосовместимости является система HLA (Human Leucocyte лейкоцит человека, система А). Антигены достаточно полно представлены на поверхности лейкоцитов и определяются с помощью антисывороток. План строения системы у человека и животных одинаков. Принята единая терминология для описания генетических локусов и аллелей системы HLA. Антигены обозначаются: HLA - A₁; HLA - A₂ и т.д. Новые антигены, окончательно не идентифицированные обозначают - W (Work). Антигены системы HLA делят на 2 группы: SD и LD.

Антигены группы SD определяются серологическими методами и детерминируются генами 3-х сублокусов системы HLA: HLA - A; HLA - B; HLA -C.

LD - антигены контролируются сублокусом HLA -D шестой хромосомы, и определяются методом смешанных культур лейкоцитов.

Каждый из генов, контролирующих HLA - антигены человека, имеет большое число аллелей. Так сублокус HLA - A - контролирует 19 антигенов; HLB - 20; HLC - 5 «рабочих» антигенов; HLA - D - 6. Таким образом, у человека уже обнаружено около 50 антигенов.