Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Систем в регуляции генетических процессов
Представления о взаимодействии нервной и эндокринной систем в регуляции генетических процессов на уровне целого организма сло- жились в 50-60-х годах в исследованиях видного отечественного ге- нетика М.Е. Лобашева и его последователей В.В. Пономаренко и Н.Г. Лопатиной [98]. Согласно данным представлениям, каждый ге- нетический процесс в организме, начиная с клетки, протекает не изолированно, а в тесной зависимости от других сопряженных с ним процессов. Иначе говоря, он всегда находится под контролем ряда соподчиненных систем, начиная от генной системы клетки, в кото- рой этот процесс происходит, и далее — систем клеток, ткани, орга- на и, наконец, организма. Каждая из систем реагирует на внешние по отношению к ней факторы как целое. В результате такого контроля протекание различ- ных генетических процессов в разных клетках организма в пределах созданных в эволюции механизмов оказывается адаптивным по отно- шению к внешней среде и взаимосвязанным для разных клеток и си- стем организма. Ведущую роль в установлении взаимосвязи генетических процес- сов на уровне целостного организма играет взаимодействие нервной и эндокринной систем. Это взаимодействие настолько согласованно, что иногда говорят о единой нейроэндокринной системе, подразуме- вая объединение нервной и эндокринной систем в процессах регуля- ции жизнедеятельности организма. Нейроэндокринная регуляция есть результат взаимодействия нервной и эндокринной систем. Она осуществляется благодаря влиянию высшего веге- тативного центра мозга — гипоталамуса — на расположенную в мозге желе- зу — гипофиз, образно именуемую «дирижером эндокринного оркестра». Ней- роны гипоталамуса выделяют нейрогормоны (рилизинг-факторы), которые, поступая в гипофиз, усиливают (либерины) или тормозят (статины) биосин- тез и выделение тройных гормонов гипофиза. Тройные гормоны гипофиза, в свою очередь, регулируют активность периферических желез внутренней сек- реции (щитовидной, надпочечников, половых), которые в меру своей активно- сти изменяют состояние внутренней среды организма и оказывают влияние на поведение.
Гипотеза нейроэндокринной регуляции процесса реализации ге-
нетической информации предполагает существование на молекуляр- ном уровне общих механизмов, обеспечивающих как регуляцию ак- тивности нервной системы, так и регуляторные воздействия на хро- мосомный аппарат. При этом одной из существенных функций нервной системы является регуляция активности генетического аппарата по принципу обратной связи в соответствии с текущими нуждами орга- низма, влиянием среды и индивидуальным опытом. Другими слова- ми, функциональная активность нервной системы может играть роль фактора, изменяющего активность генных систем. Экспериментальные доказательства в пользу гипотезы были получены в опытах на мышах. В частности, было установлено, что изменение генной ак- тивности в клетках роговицы глаза может возникать по условно-рефлектор- ному принципу, т.е. в ответ на условный сенсорный стимул, ранее связанный с болевым раздражителем. Схема эксперимента была такова. У мышей вырабатывали оборонитель- ный условный рефлекс на световой сигнал, подкрепляемый электрическим током. Под действием электрического тока в роговице глаза уменьшается частота делений ядра клетки (митозов) и вызванных рентгеновским излуче- нием структурных изменений (аберраций) хромосом. После выработки ус- ловного рефлекса изолированное действие условного раздражителя (свето- вого стимула) вызывало изменения показателей, характеризующих уровень митозов в клетке и частоту хромосомных аберраций, аналогичные действию тока. Предъявление дифференцировочного раздражителя (стимула, близкого по своим параметрам к условному) не оказывало влияния ни на частоту ми- тозов, ни на частоту хромосомных аберраций [98]. Регулирующую роль нервной активности в реализации генети- ческой информации подтвердили также исследования Л.В. Крушинс- кого с сотрудниками [87]. Они установили, что проявление ряда ге- нетически детерминированных поведенческих актов зависит от уров- ня возбуждения ЦНС. Экспериментально была выявлена отчетливая положительная связь между общей возбудимостью животного, про- явлением и степенью выраженности генетически обусловленных обо-
ронительных рефлексов у собак. Иначе говоря, при низкой возбуди- мости нервной системы определенные генетически детерминирован- ные формы поведения могут и не обнаруживаться, но они проявляются по мере повышения нервной возбудимости. О регулирующем влиянии уровня активности мозга на процессы реализации генетической информации свидетельствуют, кроме того, прямые корреляции между содержанием РНК в нейронах и уровнем возбуждения нервной системы. Во многих исследованиях было пока- зано, что сенсорная стимуляция, обучение, двигательная тренировка и другие воздействия, повышающие возбудимость нервной системы, сопровождаются увеличением содержания РНК в нервной ткани. Ус- тановлено также, что экспрессия генов у животных может меняться в зависимости от степени информационного разнообразия окружаю-
щей среды: она тем выше, чем более обогащенной в ходе развития является среда (28]. Таким образом, имеются основания полагать, что нервное воз- буждение, вызванное воздействиями среды, может существенно вли- ять на активность генов клеток, тканей, органов и организма в целом. Главным, хотя, возможно и не единственным, звеном, осуществ- ляющим взаимодействие между ЦНС и генетической системой, явля- ются гормоны. Во-первых, уровень активности гормонов зависит от функционального состояния ЦНС. Как уже отмечалось, взаимодей- ствие гипоталамуса и гипофиза обеспечивает ЦНС возможность вли- ять на уровень гормонов, которые производятся железами внутренней секреции (надпочечниками, щитовидной, половыми). Во-вторых, гор- моны рассматриваются как специфические индукторы функциональ- ной активности генов [34, 105]. Экспериментально установлена воз- можность гормональной регуляции экспрессии и активности генов. Гормоны выступают в качестве посредников в регуляции транскрип- ции генов. Иначе говоря, гормоны, хотя, возможно, и не только они, служат материальным связующим звеном между ЦНС (мозгом) и ген- ной системой организма. Особенно наглядно роль гормонов в регуляции генной активности выступает в исследованиях влияния эмоционального стресса на гене- тические процессы. Стресс представляет собой неспецифическую реакцию, обусловливаю- щую привлечение энергетических ресурсов для адаптации организма к но- вым условиям. При действии стрессогенного стимула сигналы из анализа- торных отделов коры поступают в гипоталамус. Гипоталамус передает сиг- нал гипофизу, в результате чего возрастает синтез гормонов и их выброс в кровь. Существуют три основные «эндокринные оси», участвующие в реакци- ях такого типа: адрено-кортикальная, соматотропная и тироидная. Они связа- ны с активизацией надпочечников и щитовидной железы. Показано, что эти оси могут быть активизированы посредством многочисленных и разнообраз- ных психологических воздействий. В работах видного генетика Д. К. Беляева и его сотрудников [11, 12] установлено, что у мышей под воздействием эмоционального иммо- билизационного стресса, т.е. стресса, вызванного ограничением дви- жения, существенно изменяется способность к воспроизведению по- томства. Причем, как оказалось, мыши различных генетических ли- ний по-разному реагируют на стресс. Об этом свидетельствует тот факт,
что при сравнении показателей воспроизводства в обычных условиях и при стрессе меняются ранги животных разных генотипов в отноше- нии воспроизводительной функции. Иными словами, животные, бо- лее продуктивные в обычных условиях, становятся менее продуктив- ными при стрессе, и наоборот. Следовательно, стресс изменяет внут- рипопуляционную генетическую изменчивость, и селективная ценность
животных разных генотипов в нормальных условиях и при стрессе оказывается неодинаковой. Установлено также, что эмоциональный стресс влияет на частоту рекомбинационного процесса, а также на индукцию доминантных аллелей. В прямых исследованиях продемонстрировано влияние гор- монов коры надпочечников (кортикостероидного комплекса) на экс- прессивность и проявляемость (пенетрантность) некоторых конкрет- ных генов у мышей. Имеются также доказательства влияния некото- рых гормонов, в первую очередь стероидов, на активность генома в мозге. Исследователи полагают, что возникшие при стрессе под влия- нием гормонов изменения генной активности могут наследоваться. По мнению Д. К. Беляева, совокупность этих данных свидетель- ствует о наличии прямой и обратной связи между мозгом и генами. Ключевая роль здесь принадлежит стрессу, играющему роль внутрен- него механизма регуляции наследственной изменчивости и эволюци- онного процесса. По отношению к организму как к целому стресс выступает в качестве фактора, изменяющего активность генома. Стрес- сирование модифицирует и интегрирует деятельность четырех уров- ней: генного, эндокринного, нервного и психического. С точки зре- ния Д.К. Беляева, эмоциональный стресс является важнейшим регу- лятором активности генов не только в индивидуальном развитии, но и в эволюции.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 184; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.204.65.189 (0.044 с.) |