Біологія індивідуального розвитку. Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу.

Лекція №11.

Біологія індивідуального розвитку. Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу.

План

Онтогенез та його періодизація.

Ембріональний період розвитку, його етапи.

Ембріональна індукція. Морфогенез.

Провізорні органі.

Вплив негативних чинників на формування плода.

Постембріональний період онтогенезу.

Регенерація.

8. Трансплантація.

Онтогенез та його періодизація.

Онтогенез – це індивідуальний розвиток особини від її зародження до смерті.

У різних організмів онтогенез має свої особливості, які залежать від способу розмноження. Тривалість онтогенезу може бути різною (від 3000 років у секвої).

При вегетативному розмноженні онтогенез зводиться до диференціації клітин і органів багатоклітинного зачатка та росту. При статевому розмноженні вихідною стадією онтогенезу є зигота.

Онтогенез поділяють на ембріональний та постембріональний періоди.

Для вислих тварин і людини онтогенез поділяють на пренатальний, або антенатальний (до народження), і постнатальний (після народження).

 

Провізорні органі.

По зародкові органі, що функціонують тимчасово і через які здійснюються зв’язок зародка з середовищем, називаються провізорними.

Для тварин з не личинковим типом розвитку, яйця яких багатожовткові, характерний такий провізорний орган, як жовтковий мішок. Тау, у риб він утворюється з клітин трьох зародкових листків, у плазунів і птахів – з енто- та мезодерми, у ссавців з по зародкової частини спланхоплеври (мезодерми).стінки жовткового мішка пронизані кровоносними сосудами, які утворюють поверхню капілярну сітку. Клітини жовткового мішка виділяють ферменти для розщеплення поживних речовин жовтка. Вони проникають у капіляри, а далі в організм зародка. У жовтковому мішку, першому кровотворному органі, розмножуються клітини крові. У ссавців редукований жовтковий мішок входить до складу плаценти.

У типових наземних тварин зародки розвиваються у спеціальних оболонках. Такою оболонкою є амніон, який здійснює функції обміну і захисту зародка від висихання і механічних впливів. Під оболонкою є амніотична рідина – це водний розчин, що містить мінеральні солі, гормони, сечовину. В акушерстві амніотичну рідину називають водами, які відходять перед пологами.

Хребетних, у яких наявний амніон (плазуни, птахи, ссавці), об’єднують у групу амніонів. Хребетних, у яких відсутній амніон, відносять до групи анамній.

У плазунів і птахів також зародковими оболонками є алантоїс і серозна оболонка. Алантоїс утворюється як мішкоподібний виріст задньої кишки зародка і виконує функції ембріональних органів дихання, виділення і живлення. Густа сітка кровоносних судин алантоїса забезпечує газообмін зародка та його зв’язок з організмом матері.

Функції зовнішньої зародкової оболонки виконує хоріон з численними виростами і ворсинками, які вростають у слизову оболонку матки. Місце найбільшого галуження ворсинок хоріона і найтіснішого контакту зі слизовою оболонкою матки називають дитячим місцем, або плацентою. Зв’язок зародка з плацентою здійснює пупковий канатик, через який проходять кровоносні судини. Капіляри тіла зародка галузяться у ворсинках хоріона. Так встановлюється плацентарний кровообіг. Кров матері ніколи не змішується з кров’ю плода; обмін речовин відбувається дифузне. Через плаценту плід отримує поживні речовини, кисень, виділяє продукти життєдіяльності. Епітеліальні клітини хоріона і стінок кровоносних судин утворюють бар’єр, який перешкоджає проникненню мікроорганізмів і шкідливих речовин, чужорідних білків, антитіл. Порушення планетарного бар’єра веде до патологічного розвитку. Проте при резус-конфлікті материнські антитіла можуть проникати у кров’яне русло плода.

 

Регенерація.

Регенерація – відновлення організмом втрачених або ушкоджених органів і тканини, а також цілого організму з його частин.

Морфогенез реферативного процесу складається з двох фаз: проліферації і диференціації.

Під час проліферації розмножуються молоді, недиференційовані клітини (клітини – попередники). Поділ їх триває до того моменту, поки не буде заповнений дефект тканини.

В фазі диференціації молоді клітини дозрівають, відбувається їх структурна і функціональна спеціалізація.

Регенерація буває:

· Фізіологічна, коли відновлюються втрачені клітини та їх комплекси. Наприклад, у людини безперервно відмирають зовнішні шари шкірного епітелію, руйнуються еритроцити. Відмерлі клітини заміщуються новими, які утворюються у результаті поділу. На процес фізіологічної регенерації впливають зовнішні і внутрішні чинники.

Основою регенерації є молекулярно-генетичні і внутрішньоклітинні механізми: реплікація ДНК, синтез білка, нагромадження АТФ, мітоз.

· Репаративна, коли відновлюються втрачені або ушкоджені структури організму. Наприклад, загоювання ран, регенерація втрачених кінцівок у хвостатих земноводних. Репаративна регенерація може бути повною і неповною.

Повна регенерація, або реституція, характеризується заміщенням дефекту тканиною, що ідентична втраченій. Властива переважно тканинам з клітинною регенерацією

При неповній регенерації, або субституції, дефект заміщується сполучною тканиною, рубцем. При даній формі регенерації функція поновлюється шляхом гіпертрофії (збільшення об’єму тканини, органа або його частини) або гіперплазії (надмірне збільшення числа клітин, тканин, органів внаслідок інтенсивного їх розмноження і росту) оточуючих щодо дефекту клітин.

Відмовлення втрачених органів здійснюється такими шляхами:

· Епіморфоз – відростання втраченого органа від поверхні рани або його руйнування.

· Морфолаксис – розростання непошкодженої частини тіла, яка з часом замінить втрачений орган, або організм уцілому.

· Ендоморфоз – регенерація відбувається всередині органа, при цьому відновлюється не форма, а маса органа.

У деяких випадках спостерігається патологічна регенерація – розростання нетипових тканин, які не характерні для даного органа. Наприклад, на місці глибоких стиків масивно розростається щільна сполучна рубцева тканина. Атипова структура шкіри не відновлюється.

 

8. Трансплантація.

Трансплантація – пересаджування клітин, органів і тканин у рослин, тварин та людини в межах одного організму або від одного до іншого.

Пересаджуваний орган або тканину називають трансплантатом. Організм, від якого одержують трансплантат, називають донором, а організм, якому його пересаджують – реципієнтом. Розрізняють:

· аутотрансплантацію – пересадка здійснюється в межах одного організму;

· алотрансплантацію – між організмами одного виду;

· синтрансплантацію – між генетично спорідненими особинами (близнюки одно яйцеві);

· ксенотрансплантацію – між різними видами.

Експериментальна і клінічна практика показала, що успіх трансплантації залежить від імунологічних реакцій організму. Тканини донора і реципієнта відрізняються за білковим складом. Кожний організм має індивідуальну будову білків. Введення в організм чужорідних білків (антигенів), не властивих даній особині, викликає імунні реакції, спрямовані на знищення чужорідного білка і збереження сталості власного білкового складу. Відповідна імунна реакція веде до утворення антитіл у мононуклеарно-фагоцитарній системі й в інфільтраті навколо трансплантата.

Реакція відторгнення трансплантата зумовлена гуморальними і клітинними антитілами. У цьому полягає трансплантаційний імунітет – надійний захист організму від чужорідних білків.

Проте іноді організм може сприймати чужі антигени як свої власні і не виробляти проти них антитіл. Таке явище назване імунологічною толерантністю.

З метою подолання тканинної несумісності при трансплантації використовують методи пригнічення імунітету. Це підбір донора і реципієнта за тканинною сумісністю, групою крові і резус-фактором, виховання толерантності у реципієнта до антигенів донора.

У клінічної практиці найбільш поширення набула пересадка тканин і частин органів, наприклад, м’язів, сухожилок, шкіри, кісткової, хрящової тканин, судин, кісткового мозку.

В офтальмології широко використовують пересадку рогівки для лікування більма (помутніння рогівки).

З числа органів, які трансплантують, найчастіше здійснюють пересадку нирки. Обнадійливі результати отримані при трансплантації ендокринних залоз. У клінічних умовах зроблена трансплантація легень, серця, печінки.

 

 

Лекція №11.

Біологія індивідуального розвитку. Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу.

План