1. Молекулярно-генетический

   • необратимые изменения ДНК, синтеза РНК, белков

   • изменения транспорта энергии

   • снижение активности систем антиоксидантного и микросомального окисления

   • снижение активности процессов синтеза

2. Клеточный

   • деградация и гибель клеток

   • снижение митотической активности

   • изменения числа органоидов

   • изменения электрических свойств мембран

   • дегидратация цитоплазмы

   • падение мобильности клеток

Несколько теорий старения:

Митохондриальная теория

Важность связи между молекулярным стрессом и старением была предположена, основываясь на наблюдениях за эффектом накопления мутаций в митохондриальной ДНК (мтДНК). Эти данные были подкреплены наблюдением увеличения с возрастом числа клеток, которым не хватает цитохром-с-оксидаза (COX), что ассоциировано с мутациями мтДНК. Такие клетки часто имеют нарушения в производстве АТФ и клеточном энергетическом балансе.

Теория накопление изменённых белков

Также важен для выживания клеток кругооборотбелков, для которого критично появление повреждённых и лишних белков. Окисленные белки являются типичным результатом влияния активных форм кислорода, которые образуются в результате многих метаболических процессов клетки и часто мешают корректной работе белка. Тем не менее, механизмы репарации не всегда могут распознать повреждённые белки и становятся менее эффективными с возрастом за счёт снижения активности протеосомы. В некоторых случаях белки являются частью статических структур, таких как клеточная стенка, которые не могут быть легко разрушены. Кругооборот белков зависит также и от белков-шаперонов, которые помогают белкам получать необходимуюконформацию. С возрастом наблюдается снижение репарирующей активности, хотя это снижение может быть результатом перегрузки шаперонов (и протоасомы) повреждёнными белками.

37. Регенерация как свойство живого к самообновлению и восстановлению. Физиологическая регенерация, ее биологическое значение.

Регенерация – процесс восстановления организмом утраченных или поврежденных структур. Регенерация поддерживает строение и функции организма, его целостность. Физиологическая регенерация - восстановление органов, тканей, клеток или внутриклеточных структур после разрушения их в процессе жизнедеятельности организма.

Физиологическая регенерация представляет собой процесс обновления функционирующих структур организма. Поддерживается структурный гомеостаз, обеспечивается возможность постоянного выполнения органами их функций. Является проявлением свойства жизни, как самообновление (обновление эпидермиса кожи, эпителия слизистой кишечника).

38. Репаративная регенерация и способы ее осуществления. Проявление регенеративной способности в филогенезе. Соматический эмбриогенез. Аутосомия.

Репаративная регенерация – восстановление структур после травмы или действия других повреждающих факторов. При регенерации происходят такие процессы, как детерминация, дифференцировка, рост, интеграция и др., сходные с процессами, имеющими место в эмбриональном развитии.

Соматический эмбриогенез, т. е. развитие нового организма из отдельных соматических клеток или комплексов их, близко соприкасается с вегетативным размножением. Еще Дарвин говорил о большом схрдстве этих явлений. Оба они подчиняются одной закономерности: чем проще организация тех или иных организмов, тем чаще у них встречается бесполое размножение и тем легче у них получить экспериментально соматический эмбриогенез.

39. Биологическое и медицинское значение проблемы регенерации. Проявление регенерационной способности у человека. Регенерация патологически измененных органов и обратимость патологических изменений. Регенерационная терапия.

Регенерация — способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого организма из его искусственно отделённого фрагмента (например, восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных клеток). У протистов регенерация может проявляться в восстановлении утраченных органоидов или частей клетки.

У человека хорошо регенерирует эпидермис, к регенерации способны также такие его производные, как волосы и ногти. Способностью к регенерации обладает также костная ткань (кости срастаются после переломов). С утратой части печени (до 75 %), щитовидной или поджелудочной железы клетки оставшихся фрагментов начинают усиленно делиться и восстанавливают первоначальные размеры органа. Нервные клетки также обладают такой способностью.

Патолог Бенджамин Фрэнк, учившийся в Швейцарии и имеющий частную практику в Нью-Йорке, разработал еще один способ омоложения, который назвал регенерационной или РНК-терапией. Молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты), находящиеся в каждой клетке нашего организма, отвечают за синтез множества необходимых для жизни белков.

По мнению некоторых исследователей, по мере старения человек постепенно теряет способность вырабатывать РНК в достаточном количестве, вследствие чего клетки перестают нормально функционировать. Фрэнк предположил, что некоторые пищевые вещества усваиваемые в достаточно высоких концентрациях, могут одновременно и возмещать и предотвращать эти потери РНК. РНК-терапия, разработанная учеными, по его мысли, должна поставлять свежую РНК в человеческий организм.

40. Понятие о гомеостазе. Общие закономерности гомеостаза живых систем. Генетические, структурные, кибернетические основы гомеостатических реакций организма. Роль эндокринной и нервной систем в обеспечении гомеостаза и адаптивных изменений. Стресс. Общий адаптационный синдром.

Гомеостаз — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

• Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.

• Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.

• Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

• Регуляция количества минеральных веществ и воды в теле — осморегуляция. Осуществляется в почках.

• Удаление отходов процесса обмена веществ — выделение. Осуществляется экзокринными органами — почками, лёгкими, потовыми железами и желудочно-кишечным трактом.

• Регуляция температуры тела. Понижение температуры через потоотделение, разнообразные терморегулирующие реакции.

• Регуляция уровня глюкозы в крови. В основном осуществляется печенью, инсулином и глюкагоном, выделяемыми поджелудочной железой.

Стресс - общая реакция организма на воздействие, нарушающее его гомеостаз, а также соответствующее состояние нервной системы организма (или организма в целом). В медицине, физиологии, психологии выделяют положительную (эустресс) и отрицательную (дистресс) формы стресса. По характеру воздействия выделяют нервно-психический, тепловой или холодовый, световой, антропогенный и другие стрессы.

Общий адаптационный синдром – физиологический стресс. Селье выделил 3 стадии общего адаптационного синдрома:

• реакция тревоги (мобилизация адаптационных возможностей — возможности эти ограничены)

• стадия сопротивляемости

• стадия истощения

Для каждой стадии описаны характерные изменения в нервно-эндокринном функционировании.

41. Проблема трансплантации органов и тканей. Ауто- алло- и гетеротрансплантация. Трансплантация жизненно важных органов. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления. Искусственные органы.

Тканевая несовместимость, явление, обусловленное генетическим своеобразием (уникальностью) каждой особи и заключающееся в отторжении органа или ткани, пересаженных от одного организма другому. Определяется различием в антигеном составе клеток донора и реципиента. Преодоление тканевой несовместимости лежит в основе успешной пересадки органов и тканей.

Трансплантация, пересадка органов и тканей человека и животных. Как хирургический метод известна с глубокой древности. Используется трансплантация кожи, мышц, нервов, роговицы глаза, жировой и костной ткани, костного мозга, сердца, почек и др. Особый вид трансплантации - переливание крови. При экспериментах на животных и в клинической медицине применяют ауто - (трансплантация собственных тканей), гомо-(трансплантация от донора того же вида) и гетеротрансплантацию (трансплантация от донора другого вида, например собаке от кролика). Проблемы трансплантации изучает трансплантология.

Пересадка тканей. Еще один важный иммунологический феномен, связанный с изоантителами, наблюдается при трансплантации тканей. Гомотрансплантаты, т.е. ткани одного и того же организма или однояйцовых близнецов (например, при пересадке кожи или пластических операциях), обычно хорошо приживляются на новом месте. Иммунологическая реакция не развивается, так как гены и кодируемые ими белки в пересаженной ткани и клетках реципиента абсолютно одинаковы. Если же ткань взята от донора, не связанного с реципиентом близким родством, она может сохраняться на месте пересадки некоторое время, но затем отторгается. Следующий трансплантат от нового донора отторгается еще быстрее. Такое отторжение имеет иммунологическую природу – об этом свидетельствует успех трансплантации в случае сходной антигенной специфичности тканей донора и реципиента. Подбор донора по тканевой совместимости с реципиентом имеет жизненно важное значение при пересадках сердца, почек и других органов. Гены, ответственные за приживляемость или отторжение пересаженной ткани, образуют т.н. «главный комплекс гистосовместимости». Они кодируют синтез не только тканевых антигенов, определяющих успех или неуспех трансплантации, но и некоторых рецепторов на поверхности T-клеток. Определение продуктов этих генов помогает заранее определить, будет ли организм реагировать на специфические антигены пересаженной ткани.

42. Биологические ритмы. Классификация биоритмов. Мультиосцилляторная модель регуляции биологических ритмов. Медицинское значение хронобиологии. Принципы хронотерапии.

Биологи́ческие ри́тмы — (биоритмы) периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Они свойственны живой материи на всех уровнях ее организации — от молекулярных и субклеточных до биосферы. Являются фундаментальным процессом в живой природе. Одни биологические ритмы относительно самостоятельны (например, частота сокращений сердца, дыхания), другие связаны с приспособлением организмов к геофизическим циклам.

Классификация биоритмов по Ю. Ашоффу (1984 г.) подразделяется:

• по их собственным характеристикам, таких как период;

• по их биологической системе, например популяция;

• по роду процесса, порождающего ритм;

• по функции, которую выполняет ритм.

Хронобиология (от др.-греч. χρόνος — «время») — область науки, которая исследует периодические (циклические) феномены, протекающие у живых организмов во времени, и их адаптацию к солнечным и лунным ритмам.

Под хронотерапией понимают проведение терапевтических мероприятий в соответствии с ритмом физиологических функций организма и их временной чувствительностью к лечебным воздействиям. Основная задача хронотерапии — оптимизация лечения с учетом временного фактора.

Хронотерапия может осуществляться двумя путями: 1) подбор времени воздействия исходя из представлений о нормальном ритме функций и тех его изменений, которые наступают в данной группе больных (групповая хронотерапия); 2) подбор времени воздействия на основе изучения ритмов конкретного больного (индивидуальная хронотерапия).

43. Жизнь тканей и органов вне организма. Значение метода культуры тканей в биологии и медицине. Клиническая и биологическая смерть. Реанимация.

Старение приводит к прогрессивному повышению веро­ятности смерти. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть организма. Последняя же представляет собой универсальный способ ограни­чить участие многоклеточного организма в размножении.

При прекращении работы сердца и остановке дыхания наступает смерть. Организму не хватает кислорода; недостаток кислорода обусловливает отмирание мозговых клеток. В связи с этим при оживлении основное внимание следует сосредоточить на деятельности сердца и легких.

Смерть состоит из двух фаз - клинической и биологической смерти. Во время клинической смерти, человек уже не дышит, сердце перестает биться, однако необратимые изменения в клетках головного мозга не происходят. Клиническая смерть – это переходное состояние от жизни к смерти.

Различные органы человеческого тела сохраняют способность жить после смерти разное время. Предельный срок клинической смерти 5–6 минут, т.е. время, в течение которого сохраняет жизнедеятельность кора головного мозга. После этого срока наступает биологическая смерть. Если клиническая смерть является обратимым явлением, то биологическая смерть в настоящее время необратима. Реанимация – (от лат. animatio - оживление) восстановление резко нарушенных или утраченных жизненно важных функций организма. Проводится при терминальных состояниях, в том числе при клинической смерти. Реанимация включает: массаж сердца, искусственное дыхание, нагнетание крови в артерии и др. меры.

Клеточные и тканевые культуры позволяют исследовать такие важные для медицины проблемы, как перерождение нормальных клеток в опухолевые, всесторонне изучать их свойства, чувствительность клеток к физическим и химическим факторам, в т. ч. к лекарствам, а также определять потенциальную мутагенность и канцерогенно-сти этих факторов, т. е. их способность вызывать мутации и опухоли. Разработка методов длительного культивирования позволяет формировать банки клеточных линий, обладающих определёнными генетическими и биохимическими свойствами.

44. Раздражимость. Анабиоз. Гипотермия.

Раздражимость — способность реагировать на внешнее воздействие изменением своих физико-химических и физиологических свойств. Раздражимость проявляется в изменениях текущих значений физиологических параметров, превышающих их сдвиги при покое. Раздражимость является универсальным проявлением жизнедеятельности всех биосистем. Таким образом, раздражимость - это способность организмов реагировать на биологически значимые внешние воздействия некими изменениями.

Анабиоз — cостояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.

Гипотермия — состояние организма, при котором температура тела падает ниже, чем требуется для поддержания нормального обмена веществ и функционирования. У теплокровных животных, в том числе, человека, температура тела поддерживается приблизительно на постоянном уровне благодаря биологическому гомеостазу. Но, когда организм подвергается воздействию холода, его внутренние механизмы могут оказаться не в состоянии пополнять потери тепла.