Онтогенез, основные этапы, периоды, стадии. Прогенез – предзиготный период.

Онтогенез, основные этапы, периоды, стадии. Прогенез – предзиготный период.

Онтогене́з — индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти.
ПЕРИОДЫ: Предзиготный(прогенез), Эмбриональный период, Постэмбриональный период.
ЭТАПЫ: Этапы развития человека: пренатальный (эмбриогенез), перинатальный, новорожденность(до 1 мес), младенчество(до 1 года), раннее детство(до 4 лет), первое детство(4-7 лет), второе детство(7-12 лет), подростковый возраст(12-16 лет), юность(до 21 года), первая зрелость(21-35 лет), вторая зрелость(до 55-60 лет), пожилой возраст(до 75 лет), старческий возраст(75-90 лет),долгожительство(свыше 90)
ПРОГЕНЕЗ(предзиготный период)- это период образования и созревания половых клеток родителей, которые впоследствии сформируют зиготу. Качество гамет, наличие в них мутантных генов оказывает существенное влияние на здоровье будущих потомков.

 

Сперматогенез, периоды, сущность периодов, особенности сперматогенеза у человека.

ПЕРИОДЫ: Размножение, Рост, Созревание, Формирование.
СУЩНОСТЬ ПЕРИОДОВ:
1)Размножение--увеличение числа сперматогониев(начинается в раннем эмбриональном периоде и наиболее интенсивно с периода полового созревания)

2)Рост--подготовка к мейозу-автосинтетическая интерфаза.(происходит в течение всего репродуктивного периода)

3)Созревание--мейотическое деление сперматоцитов 1го и 2го порядка.(Начинается в период полового созревания и заканчивается образованием 4х сперматид.(из 2n4c получается nc)).

 

4)Формирование--дифференцировка(образование головки, шейки, хвостика, акросомы, концентрация митохондрий в средней части)
ОСОБЕННОСТИ У ЧЕЛОВЕКА: Сперматогенез у человека в норме начинается в пубертатном периоде (около 12 лет) и продолжается до глубокой старости. Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин составляет примерно 73—75 дней.

 

Овогенез, периоды, сущность периодов, особенности у человека.

ПЕРИОДЫ: Размножение, Рост, Созревание.
СУЩНОСТЬ ПЕРИОДОВ:
1) Размножение—увеличение числа овогониев.(Начинается в раннем эмбриональном периоде и наиболее интенсивно между 2-5 месяцами эмбриогенеза)

 

2)Рост-- подготовка к мейозу-автосинтетическая интерфаза.(Начинается на 3м месяце эмбриогенеза, заканчивается к 3му году после рождения. К моменту рождения в яичнике девочки около 100 000 овоцитов 1го порядка).

 

3)Созревание—мейотическое деление овоцитов 1го порядка (и частично 2го порядка, которое завершается в случае оплодотворения).(Начинается на 7ом месяце эмбриогенеза и заканчивается в климатический период)

 

 

Оплодотворение. Внутренняя фаза. Кортикальная реакция. Стадии двух пронуклеусов и синкариона.

Внутренняя фаза начинается после проникновения ядра и центриоли сперматозоида в яйцеклетку. Во внутренней фазе выделяют стадии женского и мужского пронуклеусов, синкариона и синкариогамии.

 

В результате контакта сперматозоида с яйцеклеткой происходит её активация. Далее следует кортикальная реакция - образование мембраны, вследствие отслойки желточной оболочки. Благодаря кортикальной реакции в яйцеклетку проникает только один сперматозоид.

 

После слияния наружных мембран ядро сперматозоида оказывается внутри яйцеклетки. С этого момента ядра яйцеклетки и сперматозоида называются женским и мужским пронуклеусами. В результате того, что яйцеклетка завершает мейоз женский и мужской пронуклеусы приобретают количество наследственного материала n2c. Оба пронуклеуса проделывают сложные перемещения, затем сближаются и сливаются(синкарион).

 

 

Типы гаструляции

Инвагинация или впячивание наблюдается в случае целобластулы. Это наиболее простой способ гаструляции, при котором вегетативная часть впячивается в бластоцель. Вначале появляется небольшое углубление в вегетативном полюсе бластулы. Затем клетки вегетативного полюса все больше и больше впячиваются в полость бластоцеля. В последующем эти клетки доходят до внутренней стороны анимального полюса. Первичная полость, бластоцель, при этом вытесняется и видна только с двух сторон гаструлы в местах изгиба клеток. Зародыш принимает куполообразную форму и становится двухслойным. Его стенка состоит из наружного листка – эктодермы и внутреннего – энтодермы. В результате гаструляции образуется новая полость – гастроцель или полость первичной кишки. Она сообщается с внешней средой с помощью кольцеобразного отверстия – бластопора или первичного рта. Края бластопора называются губами. Различают спинную, брюшную и две боковых губы бластопора.
По последующей судьбе бластопора всех животных разделяют на две большие группы: первично- и вторичноротых. К первичноротым относят животных, у которых бластопор остается постоянным или дефинитивным ртом у взрослой особи (черви, моллюски, членистоногие). У других животных (иглокожие, хордовые) бластопор или превращается в заднепроходное отверстие, или зарастает, а ротовое отверстие возникает заново на переднем конце тела зародыша. Таких животных называют вторичноротыми.

Иммиграция или вселение является наиболее примитивной формой гаструляции. При этом способе происходит перемещение отдельных клеток или группы клеток из бластодермы в бластоцель с образованием энтодермы. Если вселение клеток в бластоцель происходит лишь со стороны одного полюса бластулы, то такая иммиграция называется униполярной, а с различных участков бластулы – мультиполярной. Униполярная иммиграция свойственна некоторым гидроидным полипам, медузам и гидромедузам. В то время, как мультиполярная иммиграция является более редким явлением и наблюдается у некоторых гидромедуз. При иммиграции внутренний зародышевый листок – энтодерма может образовываться сразу в процессе проникновения клеток в полость бластоцеля. В других случаях клетки могут заполнять полость сплошной массой, а затем выстраиваться упорядоченно возле эктодермы и образовывать энтодерму. В последнем случае гастроцель появляется позднее.

Деляминация или расслаивание сводится к расщеплению стенки бластулы. Клетки, которые отделяются внутрь, образуют энтодерму, а наружные – эктодерму. Такой способ гаструляции наблюдается у многих беспозвоночных и высших позвоночных животных.

У некоторых животных в связи с увеличением количества желтка в яйцеклетке и уменьшением полости бластоцеля гаструляция только путем инвагинации становится невозможной. Тогда гаструляция происходит способом эпиболии или обрастания. Этот способ состоит в том, что мелкие анимальные клетки усиленно делятся и обрастают вокруг более крупных вегетативных. Мелкие клетки образуют эктодерму, а клетки вегетативного полюса формируют энтодерму. Такой способ гаструляции наблюдается у круглоротых и земноводных.

Способы образования мезодермы.

У первичноротых животных образование мезодермы осуществляется за счет нескольких крупных клеток, располагающихся во время гаструляции на границе между эктодермой и энтодермой по бокам бластопора. Происхождение этих клеток не выяснено, равно как и отношение их к какому-либо из зародышевых листков, поскольку они обособляются уже на стадии дробления. Дочерние клетки указанных клеток располагаются между эктодермой и энтодермой и формируют третий слой клеток — мезодерму. Поскольку исходные клетки, образующие мезодерму, в течение всего времени располагаются на заднем конце зародыша, то соответственно своей локализации они получили название телобластов, а сам способ образования мезодермы — телобластического. Вторичная полость тела зародыша, или целом, образуется клетками мезодермы вследствие их расслоения.

У вторичноротых, включая низших хордовых, мезодерма образуется из клеток энтодермы. При этом способе образования мезодермы клетки стенки первичной кишки, или энтодермы, интенсивно размножаясь, образуют по бокам первичной кишки мешковидные выпячивания в бластоцель. Эти выпячивания, врастая в бластоцель, располагаются между эктодермой и энтодермой. В дальнейшем энтодермальные выпячивания отшнуровываются от энтодермы, а целостность стенки первичной кишки и энтодермальных выростов восстанавливается путем размножения клеток.

 

Закладка осевых органов.

После обособления хорды и отшнуровывания мезодермальных мешков края энтодермы постепенно сближаются в спинной части зародыша и, смыкаясь, образуют замкнутую кишечную трубку. Вслед за гаструляцией у зародыша возникает комплекс осевых органов, характерный для представителей типа хордовых. Он состоит из хорды, по бокам которой располагаются скопления сегментированной мезодермы — сомиты.

Закладка осевых органов происходит на стадии нейрулы. Нервная трубка ланцетника в передней и задней частях зародыша некоторое время остается открытой. В дальнейшем на задней части тела зародыша эктодерма нарастает на бластопор и закрывает его так, что полость нервной трубки сообщается с кишечной полостью нервно-кишечным каналом, который быстро зарастает. Ротовое отверстие у зародыша ланцетника образуется вторично на переднем конце тела вследствие истончения и прорыва эктодермы.

Третий зародышевый листок, или мезодерма, зародыша ланцетника сегментирована на всем протяжении. Мезодермальные сегменты в дальнейшем разделяются на спинную часть — сомиты и брюшную часть — спланхнотомы. Сомиты остаются сегментированнымн, а спланхнотомы на каждой стороне тела утрачивают первичную сегментацию, сливаются и образуют, расщепляясь на два листка, правую и левую целомические полости.

Периоды постнатального онтогенеза человека. Особенности каждого периода, динамика адаптационных возможностей организма в разные периоды, риск развития различных заболеваний. Окончательное формирование органов человека в постнатальном периоде.

Особенности роста в постнатальном периоде человека, его клеточные механизмы. Понятия ауксентичный, пролиферативный, мультипликативный и аккреционный типы клеточного роста. Свойства роста: аллометрия, эквифинальность, ограниченность, дифференциальность. Скачки роста в постнатальном развитии человека. Факторы, регулирующие рост.

Рост — это увеличение общей массы в процессе развития, приводящее к постоянному увеличению размеров организма.

Механизмы:

1) увеличением размера клеток,

2) увеличением числа клеток

3) увеличением неклеточного вещества, продуктов жизнедеятельности клеток.

Ауксентичный — рост, идущий путем увеличения размеров клеток. Это редкий тип роста, наблюдающийся у животных с постоянным количеством клеток, таких, как коловратки, круглые черви, личинки насекомых.

Пролиферационный — рост, протекающий путем размножения клеток. Он известен в двух формах: мультипликативный и аккреционный.

Мультипликативный рост характеризуется тем, что обе клетки, возникшие от деления родоначальной клетки, снова вступают в деление. только в эмбриогенезе.

Аккреционный рост заключается в том, что после каждого последующего деления лишь одна из клеток снова делится, тогда как другая прекращает деление. При этом число клеток растет линейно. Такой рост характерен для органов, где происходит обновление клеточного состава.

Свойства роста

Аллометрический роста. Его биологический смысл состоит в том, что организму в ходе роста надо сохранить не геометрическое, а физическое подобие, т.е. не превышать определенных отношений между массой тела и размерами опорных и двигательных органов.

Дифференциальность - Это означает, что скорость роста неодинакова, во-первых, в различных участках организма и, во - вторых, на разных стадиях развития.

Эквифинальность - особь стремится достичь типичного видового размера. Как дифференциальность, так и эквифинальность роста указывают на проявление целостности развивающегося организма.

Скорость роста организма в постнатальном онтогенезе постепенно снижается к четырехлетнему возрасту, затем некоторое время остается постоянной, а в определенном возрасте опять делает скачок, называемый пубертатным скачком роста. Это связано с периодом полового созревания.

Факторы:
1. Генетическая информация заключена в определенных генах, детерминирующих длину тела, а также в других генах, взаимодействующих между собой.

2. Реализация всей информации в значительной мере обусловлена посредством действия гормонов. Соматотропин, выделяемый гипофизом с момента рождения до подросткового периода. Гормон щитовидной железы — тироксин.С подросткового возраста рост контролируется стероидными гормонами надпочечников и гонад. Из факторов среды наибольшее значение имеют питание, время года, психологические воздействия.

Практикум стр 149

В постнатальном онтогенезе в критических периодов развития принадлежит период новорожденности (первый год жизни ребенка), период полового созревания (11-16 лет),период второй зрелости (55-60)

Повреждающее действие на организм, особенно в критические периоды его развития, могут осуществлять химические вещества (в том числе лекарственные средства), ионизирующее излучение (в том числе рентгеновское с диагностической целью), гипоксия, голодание, наркотические средства (в том числе никотин и алкоголь), вирусы, бактерии.

Изменения в процессе старения на молекулярном, клеточном, органном и организменном уровнях. Гетерохроничность, гетерокинетичность и гетеротопность процессов старения. Болезни старости. Понятие о хронологическом и биологическом возрасте.

Организменный уровень:

Как правило, после 40—50 лет у человека возникают стойкие внешние проявления старения, в частности кожных покровов. Появляются морщины, образующиеся из-за потери подкожной жировой ткани, пигментные пятна, бородавки.

Признаки старения сердечно-сосудистой системы становятся заметными обычно в возрасте после 40 лет. Закономерные изменения наблюдаются в стенках сосудов: в них откладываются липиды, прежде всего холестерин. Разрастание в стенках сосудов и сердца соединительной ткани, замещающей рабочую мышечную ткань. В результате снижается эффективность работы сердца.

В основе функциональных расстройств дыхательной системы лежит разрушение межальвеолярных перегородок, что сокращает дыхательную поверхность, разрастание в легких соединительной ткани, снижает эффективность аэрогематического обмена кислорода. В итоге с возрастом падает жизненная емкость легких.

Легко заметным изменением в системе пищеварения является потеря зубов. Падает эффективность функционирования пищеварительных желез, нарушения двигательной (моторной) функции кишечника нередко приводят к привычным запорам.

В процессе старения страдает функция мочевыделительной системы, снижается интенсивность фильтрации в почечных клубочках (на 31% в 75-летнем возрасте по сравнению с 30-летним), так же как и обратное всасывание веществ из фильтрата в почечных канальцах.

Со стороны мышечной системы и скелета. Снижается сила сокращений поперечно-полосатой мускулатуры, быстрее развивается утомление, наблюдается атрофия мышц. Характерная для стареющих людей перестройка костей заключается в разрежении их вещества (старческий остеопороз), что приводит к снижению прочности.

Репродуктивня система При этом они затрагивают обе основные функции главных органов названной системы — половых желез: выработку гамет и образование половых гормонов. У женщин овогенез прекращается по достижении ими менопаузы. Образование функционально полноценных сперматозоидов в мужском организме возможно, по-видимому, даже в преклонном возрасте.

Изменения в процессе старения функций эндокринной системы носят объективно сложный характер. Изменения в стареющем организме функции щитовидной железы. Обнаружено, что к старости падает содержание в крови трииодтиронина и тироксина, в связи с изменением белков плазмы крови ухудшается перенос гормонов к тканям, в клетках уменьшается количество рецепторов, узнающих гормоны, а чувствительность рецепторов повышается.

Молекулярные и клеточные проявления старения многообразны. Они заключаются в изменении показателей потоков информации и энергии, состояния ультраструктур дифференцированных клеток, снижении интенсивности клеточной пролиферации. В дифференцированных клетках млекопитающих животных старение сопровождается в целом снижением транскрипционной активности.

Наиболее заметна возрастная перестройка постмитотических высокоспециализированных клеток—нейронов, кардиомиоцитов. Для стареющих нервных клеток, например, типично обеднение цитоплазмы мембранами, сокращение объема шероховатой эндоплазматической сети, увеличение содержания в клеточных телах микрофибрилл, что, возможно, связано с нарушением транспорта веществ по отросткам.

1) гетерохронность – разное время появления признаков старения в различных тканях, органах и системах;

2) гетерокинетичность – разная скорость развития в тканях различных возрастных изменений;

3) гетеротопность – неодинаковая выраженность процессов старения в разных органах и тканях.

 

Различают хронологический и биологический (физиологический) возраст. Людей, хронологический возраст которых достиг 60—74 лет, называют пожилыми, 75—89 лет —старыми, свыше 90 лет —долгожителями. Точное определение биологического возраста затруднено тем, что отдельные признаки старости проявляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Кроме того, возрастные изменения даже одного признака подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям.

 

 

Целостность онтогенеза. Детерминация развития различных структур организма. Роль презумптивных участков в детерминации. Мозаичные и регуляционные яйцеклетки, определяющие тип развития. Динамика детерминации по мере развития зародыша. Эмбриональная регуляция и её роль в эмбриогенезе.

Детерминацией (от лат. determinatio — ограничение, определение) называют возникновение качественных различий между частями развивающегося организма, которые предопределяют дальнейшую судьбу этих частей прежде, чем возникают морфологические различия между ними. Детерминация предшествует дифференцировке и морфогенезу.

Главным содержанием проблемы детерминации является раскрытие факторов развития, за исключением генетических. Исследователей обычно интересует, когда наступает детерминация и чем она обусловлена.

Исторически явление детерминации было обнаружено и активно обсуждалось в конце XIX в. В. Ру в 1887 г. укалывал горячей иглой один из первых двух бластомеров зародыша лягушки. Убитый бластомер оставался в контакте с живым. Из живого бластомера развивался зародыш, но не до конца и только в виде одной половины. Из результатов опыта Ру сделал вывод о зародыше как мозаике бластомеров, судьба которых предопределена. В дальнейшем стало ясно, что в описанном опыте Ру убитый бластомер, оставаясь в контакте с живым, служил препятствием для развития последнего в целый нормальный зародыш.

В 90-х гг. прошлого столетия О. Гертвиг и другие исследователи показали, что при полном разделении двух бластомеров амфибий из каждого развивается целый нормальный зародыш.

У многих беспозвоночных, например у гребневиков, круглых червей, спирально дробящихся кольчатых червей и моллюсков, а также у ящериц, изолированные бластомеры дают такие же зачатки, какие получаются из них при нормальном развитии. Они как бы обладают способностью к самодифференцировке.

Яйца таких животных назвали мозаичными. Очень четко это показано у гребневиков, обладающих в норме восемью рядами гребных пластинок. При развитии зародыша из 1/2 яйца получается четыре ряда гребных пластинок, из 1/4, - только два, из 1/8 — один ряд. На этом основании предположили, что у подобных форм в период овоплазматической сегрегации достигается жесткая, необратимая расстановка структур.

У многих других видов, например у гидромедуз, морского ежа и всех позвоночных, включая человека, отдельные изолированные бластомеры на стадии '/в и даже меньшей части зародыша могут развиваться в нормальную по строению особь. Яйцеклетки этих животных были названы регуляционными. Развитие из мозаичных и регуляционных яиц отличается также и в случаях удаления одного или группы бластомеров из развивающегося зародыша. У первых удаление одного из 24 бластомеров приводит к дефектному развитию, а у вторых — к совершенно нормальному строению зародыша.

Детерминация предшествует дифференцировке и морфогенезу, которые обычно начинаются после дробления, а именно в периоде гаструляции и органогенеза. Детерминация имеет место и на этих, более продвинутых фазах эмбрионального развития, но уже в значении более узкого предопределения конкретного зачатка органа или его части. Если в фазе яйца, зиготы или бластулы важнейшим фактором детерминации выступает овоплазматическая сегрегация, то начиная с периода гаструляции и дальше главное место занимают межклеточные и межзачатковые взаимодействия. Надо помнить тем не менее, что взаимодействие клеток начинается со стадии двух бластомеров. В основе взаимодействий лежат химические, физические и биологические процессы и явления (изменение в среде концентрации ионов, обмен молекулами, выделение в среду продуктов жизнедеятельности, электрические и механические взаимодействия, излучения, действия поля, контакты клеточных мембран).

Главным в понятии детерминации, по сути, есть проблема соотношения целостности организма и автономности, или способность к самодифференцировке, его частей в онтогенезе.

Сохранение нормального хода развития целого зародыша после его нарушения, естественного или искусственного, получило название эмбриональной регуляции, а достижение нормального конечного результата развития разными путями — эквифинальности.

Наличие периода развития, когда потенции элементов зародыша шире, чем реализующиеся при обычном развитии, т.е. когда детерминация не носит окончательного, необратимого характера, лежит в основе эмбриональных регуляций. Эмбриональные регуляции были открыты немецким эмбриологом Г.Дришем (1908). Таким образом, детерминация и эмбриональная регуляция являются противоположными свойствами и теснейшим образом взаимосвязаны в системе целостного развивающегося зародыша.

Детерминация, как правило, идет от целого к частям: сначала детерминируется целый зачаток зародыша, но судьба отдельных его элементов (клеток) еще не определена, затем постепенно или скачкообразно детерминируются отдельные элементы. Обычно детерминация сменяется дифференциацией и специализацией частей организма, усиливается взаимная зависимость их друг от друга, возрастают интегрированность, целостность организма. Исключение составляют виды, у которых взрослые формы устроены проще личинок. Способность к эмбриональной регуляции в ходе онтогенеза соответственно падает, но не абсолютно, так как и у взрослого организма существует, например, способность к регенерации, т.е. к восстановлению утраченных или поврежденных частей.

Вероятно гибкий регуляторный характер развития имеет существенные адаптивные преимущества: если какое-либо одно звено будет подавлено или полностью выпадает, сохраняются шансы на достижение нормального конечного результата. С другой стороны, в экстремальных условиях резерв изменчивости может стать источником эволюционных преобразований. Эти предположения вполне согласуются с фактом регуляционного типа яиц у позвоночных и с тем, что вообще способность к эмбриональной регуляции у них выражена сильнее, чем у многих беспозвоночных

 

 

Онтогенез, основные этапы, периоды, стадии. Прогенез – предзиготный период.

Онтогене́з — индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти.
ПЕРИОДЫ: Предзиготный(прогенез), Эмбриональный период, Постэмбриональный период.
ЭТАПЫ: Этапы развития человека: пренатальный (эмбриогенез), перинатальный, новорожденность(до 1 мес), младенчество(до 1 года), раннее детство(до 4 лет), первое детство(4-7 лет), второе детство(7-12 лет), подростковый возраст(12-16 лет), юность(до 21 года), первая зрелость(21-35 лет), вторая зрелость(до 55-60 лет), пожилой возраст(до 75 лет), старческий возраст(75-90 лет),долгожительство(свыше 90)
ПРОГЕНЕЗ(предзиготный период)- это период образования и созревания половых клеток родителей, которые впоследствии сформируют зиготу. Качество гамет, наличие в них мутантных генов оказывает существенное влияние на здоровье будущих потомков.