23.Постэмбриональное развитие и его периоды.

Постэмбриональное развитие начинается с выхода новой особи из яйцевых оболочек или (при живорождении) из организма матери. Оно подразделяется на три периода — ювенилъный, пубертатный и период старения.

Первый период, ювенилъный, продолжается до окончания полового созревания.

Ювенильный период практически всегда сопровождается ростом организма. С одной стороны, процесс роста запрограммирован генетически, а с другой — зависит от условий существования. В маленьком аквариуме рыбы никогда не достигнут тех размеров, до которых они вырастают в природных условиях. При этом если во время ювенильного периода рыб из маленького аквариума пересадить в большой, то такие рыбы вырастут больше, чем те, которые остались в маленьком аквариуме. У человека рост контролируется целым рядом гормонов, выделяемых гипоталамусом, гипофизом, щитовидной и половыми железами.

Второй период постэмбрионального развития — пубертатный (т. е. период зрелости).

У большинства позвоночных животных он занимает, как правило, большую часть жизни.

Третий период — старение.

Старение — это общебиологическая закономерность, свойственная живым организмам, В определенном для каждого вида возрасте в организме начинаются изменения, снижающие возможности этого организма к приспособлению к изменяющимся условиям существования.

24.В постнатальном развитии выделяются три периода:

1) период роста, когда происходит формирование всех особенностей организма (морфологических, физиологических, биохимических);

2) период зрелости, в течение которого все эти особенности достигают полноценного развития и остаются в основном неизменными;

3) период старости, характеризующийся уменьшением размеров тела, постепенным ослаблением физиологических функций.

Факторы роста бывают экзо- и эндогенные.

Экзогенные факторы это: питание, витамины.

Для нормального развития необходимо нормальное питание, наличие витаминов. Витамин А — оказывает влияние на остроту зрения (входит в состав родопсина), развитие эпителия, рост организма. Витамин Д — регулирует обмен кальция и фосфора. Витамин Е влияет на гаметогенез, С — на рост организма, прочность сосудистых стенок, витамины В1и В6 — на нервную систему, В2 и РР — на развитие слизистых оболочек, кожу, В12 — на кроветворение.

Эндогенными факторами являются гормоны, регулирующие ростовые процессы, образующиеся в железах внутренней секреции. Центральной эндокринной железой является гипофиз. Передняя доля вырабатывает тропные гормоны: тиреотропный, регулирующий функцию щитовидной железы, адренокортикотропный – функцию надпочечников, гонадотропные — функцию яичников и семенников (фолликулостимулирующий и лютеинизирующий). Собственный гормон этой доли — соматотропин влияет на синтез белка, что обеспечивает размножение клеток, следовательно, рост и накопление биомассы. Гипофункция приводит к возникновению карликовости, гипер — гигантизма. Гиперфункция в зрелом возрасте приводит к развитию заболевания акромегалии. Гормоны щитовидной железы (тироксин и 3-йодтиронин) усиливают окислительные процессы в митохондриях. Врожденная недостаточность приводит к кретинизму, гиперфункция вызывает тиреотоксикоз.

1 . Новорожденные

1-10 дней

2. Грудной возраст

10 дней – 1 год

3. Раннее детство

1 – 3 года

4. Первое детство

4 – 7 лет

5. Второе детство

8 – 12 лет (мальчики)

8 – 11 лет (девочки)

6. Подростковый возраст

13 – 16 лет (мальчики)

12 – 15 лет (девочки)

7. Юношеский возраст

17 – 21 год (юноши)

16 – 20 лет (девушки)

8. Зрелый возраст, I период

22 – 35 лет (мужчины)

21 – 35 лет (женщины)

Зрелый возраст, II период

36 – 60 лет (мужчины)

36 – 55 лет (женщины)

9. Пожилой возраст

61 – 74 года (мужчины)

56 – 74 года (женщины)

10. Старческий возраст

75 – 90 лет (мужчины и женщины)

11 . Долгожители

90 лет и выше

25. .На рост и развитие в постэмбриональный период большое влияние ока-зывают факторы среды. Для растений решающими факторами являются свет, влажность, температура, количество и качество питательных веществ в почве. Для животных первостепенное значение имеет полноценное кормление (нали-чие в корме белков, углеводов, липидов, минеральных солей, витаминов, мик-роэлементов). Важны также кислород, температура, свет (синтез витамина Д).

Рост и индивидуальное развитие животных организмов подвержены ней-рогуморальной регуляции со стороны гуморальных и нервных механизмов ре-гуляции. У растений обнаружены гормонопо-добные активные вещества, полу-чившие название фитогормонов. Последние влияют на жизненно важные отправления растительных организмов.

В клетках животных в процессе жизнедеятельности синтезируются хими-чески активные вещества, влияющие на процессы жизнедеятельности. Нервные клетки беспозвоночных и позвоночных вырабатывают вещества, получившие название нейросекретов. Железы эндокринной, или внутренней, секреции так-же выделяют вещества, которые получили название гормонов. Эндокринные железы, в частности, те, которые имеют отношение к росту и развитию, регулируются нейросекретами. У членистоногих регуляция роста и развития очень хорошо показана на примере влияния гормонов на линьку. Синтез личиночного секрета клетками регулируется гормонами, накапливающимися в мозге. В особой железе у ракообразных вырабатывается гормон, тормозящий линьку. Уровни этих гормонов определяют периодичность линек. У насекомых установлена гормональная регуляция созревания яиц, протекание диапаузы.

У позвоночных железами внутренней секреции являются гипофиз, эпифиз, щитовидная, паращитовидная, поджелудочная, надпочечники и половые железы, которые тесно связаны одна с другой . Гипофиз у позвоночных вырабатывает гонадотропный гормон, стимулирующий дея-тельность половых желез. У человека гормон гипофиза влияет на рост. При недостатке развивается карликовость, при избытке — гигантизм. Эпифиз продуцирует гормон, который влияет на

сезонные колебания в половой активности животных. Гормон щитовид-ной железы влияет на метаморфоз насекомых и земноводных. У млекопитаю-щих недоразвитие щитовидной железы ведет к задержке роста, недоразвитию половых органов. У человека из-за дефекта щитовидной железы задерживается окостенение, рост (карликовость), не наступает полового созревания, останав-ливается психическое развитие (кретинизм). Надпочечники продуцируют гор-моны, оказывающие влияние на метаболизм, рост и дифференци-ровку клеток. Половые железы продуцируют половые гормоны, которые определяют вторич-ные половые признаки. Удаление половых желез ведет к необратимым измене-ниям ряда признаков. Например, у кастрированных петухов прекращается рост гребня, теряется половой инстинкт. Кастрированный мужчина преобрета-ет внешнее сходство с женщиной (не растет борода и волосы на коже, отлагается жир на груди и в области таза, сохраняется тембр голоса и т. д.).

Фитогормонами растений являются ауксины, цитокинины и гиб-береллины. Они регулируют рост и деление клеток, образование новых корней, развитие цветков и другие свойства у растений.

26. Ограниченный рост свойствен организмам, которые растут лишь ограниченное время жизни, как например, насекомые и млекопитающие. Неограниченны рост характерен для организмов, которые растут всю жизнь (моллюски, рыбы, земноводные, рептилии). В случае непрямого развития организмы претерпевают метаморфозы, которые представляют собой видоизменения организмов в процессе развития. Неполный метаморфоз – это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек выходит организм, имеющий строение, сходное со строением взрослого организма, но намного меньшим размером. Такой организм называют личинкой. В процессе роста и развития размеры личинок увеличиваются, но их хитинизированный покров мешает дальнейшему прибавлению массы тела, что приводит к линьке т. е. сбрасыванию покрова, под которым находится мягкая кутикула. Последняя расправляется, и размеры животного увеличиваются . После несколько линек организм достигает зрелости.

27. Механизмы роста

В первом случае говорят о пролиферативном росте. Рост большинства тканей у животных происходит путем митотических делений клеток, например, рост кожи. В органах, состоящих из функциональных единиц, таких, как печень (печеночная балка, долька), почки (нефрон), легкие (альвеола), также наблюдается пролиферативный рост. Количество нефронов в почке и альвеол в легком закладывается в раннем детстве Рост эти.х органов происходит за счет добавления клеток к уже существующим структурам. В ткани печени возможно не только размножение клеток, но и формирование новых структур, например, долек печени. Скорость роста определяется соотношением между пролиферацией клеток и их гибелью.

Аккреционный пролиферативный 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 тканей, где происходит обновление клеточного состава. Например клетки эпителия кишечника, дыхательных путей — одна дочерняя клетка делится, а другая дифференцируется и после выполнения функций погибает (состояниетерминальной дифференцировки).

Второй механизм роста характеризуется увеличением размеров клеток без изменения их количества — ауксентичный рост. К увеличению размера клетки может приводить возрастание объема цитоплазмы, что обычно сопровождается ростом количества органоидов, соматическая полиплоидия .Такой рост характерен для коловраток, личинок насекомых, некоторых круглых червей, у которых число клеток тела фиксировано. В организме человека этот вариант роста встречается, например, у неделящихся дифференцированных нервных и мышечных клеток. Увеличение размеров мышечных волокон, количества содержащихся в них ядер происходит при слиянии волокон с сателлитными клетками. Рост нейронов происходит за счет увеличения размеров тел (перикарионов) и ветвления отростков.

В третьем случае рост базируется на увеличении количества межклеточного вещества. Так происходит в кости и хряще, где основная масса ткани приходится на экстрацеллюлярную часть. В межклеточном веществе при данном механизме роста могут происходить процессы минерализации, накапливаться метаболиты, увеличиваться содержание воды.

Пространственная организация роста сложна и закономерна. Она обеспечивает нормальное функционирование организма на протяжении онтогенеза. Клетки развивающейся особи должны получать питательные вещества, метаболизировать их и выделять конечные продукты обмена. Необходимость реализации этих процессов накладывает строгие ограничения на характер роста животного. Одно из основных ограничений — соотношение площади поверхности тела к его объему (массе). Если особь становится крупнее, но сохраняет свою старую форму, то площадь ее поверхности, имеющая большое значение для поглощения кислорода и питательных веществ, уменьшается по отношению к ее новому объему. Метаболические потребности растущего организма при этом возрастают.

Аллометрический (дифференциальный) тип роста характеризуется тем, что скорость роста неодинакова, во-первых, в различных участках организма и, во-вторых, на разных стадиях развития. Дифференциальный рост оказывает огромное влияние на морфогенез. Благодаря ему достигаются типичные для вида размеры и пропорции тела и его частей. Наглядный пример такого типа роста представлен на рис. 8-68. Самец манящего краба Uca pugnax первоначально на первой паре ног имеет клешни, каждая из которых составляет 8% от общей массы тела. По мере роста краба одна клешня увеличивается гораздо быстрее другой, и у взрослого самца достигает 38% его массы. Она служит ему для защиты и угрозы. У самок этого вида масса клешни по-прежнему составляет примерно 8% от массы тела.

Наряду с этой классификацией, различают рост:

• изометрический – размеры органов увеличиваются с такой же скоростью, как и все тело (рыбы, насекомые);

• аллометрический – органы растут с различной скоростью, и поэтому пропорции тела изменяются (человек, млекопитающие).

Типы роста клеток:

• ауксентичный – увеличение размеров клеток (коловратки, круглые черви, личинки насекомых);

• пролиферативный – увеличение числа клеток:

а) аккреционный – после каждого деления в новый митотический цикл вступает только одна из двух дочерних клеток;

б) мультипликативный – многократное деление всех клеток.

Процесс роста характеризуется рядом закономерностей, которые были сформулированы русским ученым И.И. Шмальгаузеном:

• интенсивность роста наиболее высока в начале онтогенеза, а затем снижается, и в разные периоды она не одинакова;

• в онтогенезе происходит чередование периодов роста и дифференцировки;

• дифференцировка ведет к качественным изменениям клеток, обуславливающих уменьшение или полную потерю ими способности к размножению (например, нервные клетки).

Все эти закономерности присущи и человеку. Самый интенсивный рост наблюдается на 1-м году жизни – 23-25 см; на 2-м – 10-11 см; на 3-м – 8 см. В период с 4 до 7 лет годичный прирост составляет 5-7 см, с 7 до 10 лет – 4-5 см/год. С 11-12 лет у девочек и с 13-14 у мальчиков наблюдается увеличение скорости роста до 7-8 см/год. Это так называемый "пубертатный скачок", соответствующий периоду полового созревания.