22) Регенерация как свойство живого к самообновлению и восстановлению. Физиологическая и репаративная регенерация. Биологическое и медицинское значение регенерации.

Основным свойством жизни является обмен веществ, который, осуществляясь непосредственно на молекулярном уровне, представляет собой основу постоянного обновления в процессе жизнедеятельности структурных элементов организма. В условия патологии или воздействия травмирующих факторов разрушительные процессы в клетках, тканях и органах нередко интенсифицируются, однако в этом случае наблюдается та или иная степень восстановления структур. Совокупность процессов, направленных на восстановление снашиваемых или разрушаемых биологических структур называется регенерацией.

Различают: физиологическую, репаративную, патологическую.

Физиологическая регенерация свойственна всем организмам, связана с восстановлением утраченных структур в процессе обычной жизнедеятельности организма. Может проявляться на клеточном, тканевом и органном уровне. Ex. Линька членистоногих, слущивание кожного эпителия, смена эритроцитов. В нервных клетках физиологическая регенерация осуществляется на субклеточном и ультраструктурном уровне, что обеспечивает длительность жизни этих клеток

Репаративная регенерация — это воостановление части тела организма отторгнутый насильственным путем. Способность к репаративной регенерации выражена по-разному. Репаративная регенерация может быть типичной (гомоморфоз) и атипичной (гетероморфоз). В случае типичной регенерации восстанавливаются такие же органы, как и утраченные. Атипичная регенерация, когда на месте утраченных органов восстанавливаются другие органы. Ex. Антена вместо глаза у членистоногих.

Патологическая регенерация происходит разрастание тканей, не идентичных здоровым тканям в этом органе. На месте глубоких ожогов разрастается плотная соединительная рубцовая ткань.

Проблемы регенерации имеют первостепенное значение в медицине, особенно для восстановительной хирургии.

23) Репаративная регенерация и способы ее осуществления. Проявление регенерационной способности в филогенезе.

Репаративная регенерация — это воостановление части тела организма отторгнутый насильственным путем. Способность к репаративной регенерации выражена по-разному. Репаративная регенерация может быть типичной (гомоморфоз) и атипичной (гетероморфоз). В случае типичной регенерации восстанавливаются такие же органы, как и утраченные. Атипичная регенерация, когда на месте утраченных органов восстанавливаются другие органы. Ex. Антена вместо глаза у членистоногих.

Способы:

1) эпиморфоз – отрастание утраченного органа от раневой поверхности. Начинается процесс с рассасывания тканей, прилегающих к ране и интенсивного размножения клеток, из которых образуется регенерационный зачаток, далее идет дифференцировка клеток и восстановление органа, главное условие успешной регенерации – сохранение раневой поверхности.

2) морфаллаксис – происходит перегруппировка оставшейся части организма, наблюдается разрастание оставшейся части и образование целого организма или органа, новая особь (орган) сначала меньше исходной, в дальнейшем увеличивается в размерах.

3) эндоморфоз – (регенерационная гипертрофия) восстановление идущее внутри органа. Восстанавливается масса органа, а не форма. Начинается с заживления раны, далее происходит увеличение оставшейся части органа, за счет размножения клеток, восстанавливающийся в размерах органа сохраняет форму культи. Восстановление тканей проходит хорошо. Полное восстановление возможно при не больших повреждениях.

4) патологическая – происходит разрастание тканей не идентичных здоровым тканям в этом органе.

5) регенерация путем индукции – вызвана искусственным путем, разработан гистологом Полежаевым на тканях взрослого организма, которые не восстанавливаются. Внутрь поврежденного органа вводиться специальный индуктор, который стимулирует регенерационный процесс.

24)Проблема трансплантации органов и тканей. Ауто-, алло- и гетеротрансплантация. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления. Иммуногенетический гомеостаз.

Пересадка органов или тканей от одного животного другому называется трансплантацией. Организм, служащий источник пересаживаемого материла – донор, организм, которому пересаживают материал – реципиент. Трансплантируемый материал – трансплантат.

В зависимости от видовой принадлежности донора и реципиента различают алло- и гетеротрансплантацию. В первом случае реципиент получает трансплантат от особи того же вида, во втором – от особи другого. Аутотрансплантацией -пересадка тканей в пределах 1го организма.

В силу наличия механизмов иммунологической защиты у высших позвоночных и человека гетеротрансплантация заканчивается рассасыванием трансплантата, а аллотрансплантация проходит успешно лишь у однояйцовых близнецов, которые генетически идентичны. Сущность иммунологической реакции несовместимости заключается в том, что в ответ на введение в организм человека чужеродных белков (антигенов) последний отвечает образованием антител. Применение фармакологических препаратов, подавляющих иммунные реакции, повышает вероятность успеха в случае аллотрансплантации органов.

Проблема тканевой несовместимости: подобрать идеального донора и реципиента невозможно, появляется потребность подавления иммунитета и реакции отторжения органа. Защита организма от микробов и вирусов, обращена против интереса человека в случае пересадки органов и тканей

IV. Популяционно-видовой уровень организации живых систем

1)Современный период синтеза дарвинизма и генетики. Учение о микроэволюции – центральный раздел современной синтетической теории эволюции.

1. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями,

2. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

3. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Первый шаг на пути объединение дарвинизма и генетики – закон Харди-Вайнберга. Они показали, что в популяции при свободном скрещивании отсутствие мутаций данного гена, отсутствие отбора по данному признаку соотношение генотипов АА:Аа:аа постоянно. Эти выводы позволили им сформулировать закон: «Частоты генов в бесконечно большой панмектической (свободно скрещивающейся) популяции без давления каких-либо внешних факторов стабилизируются уже после одной смены поколений». Значение закона заключается в том, что накопленные изменения в генофонде популяции бесследно не исчезают. Исходя из закона Харди-Ваинберга, С.С. Четверков показал, что в результате спонтанного мутационного процесса во всех популяциях создается гетерогенность. Он также показал, что популяция насыщена мутациями «как губка». Мутации служат основой эволюционного процесса, идущего под действием естественного отбора. Комплекс представлений, сложившийся в 30-е годы 20 века на основе синтеза Дарвинизма и генетики назвали синтетической теории эволюции. В настоящее время эволюционное учение – это наука об общих законах развития органической природы.

Синтетическая теория эволюции — современный дарвинизм — возникла в начале 40-х годов XX в. Она представляет собой учение об эволюции органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма. Термин «синтетическая» идет от названия книги известного английского эволюциониста Дж. Хаксли «Эволюция: современный синтез» (1942). В разработку синтетической теории эволюции внесли вклад многие ученые.

Основные положения синтетической теории эволюции в общих чертах можно выразить следующим образом:

1. Материалом для эволюции служат наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.

2. Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

3. Наименьшей единицей эволюции является популяция.

4. Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов.

5. Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

6. Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц — подвидов и популяций.

7. Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями («поток генов»),

8. Макроэволюция на более высоком уровне, чем вид (род, семейство, отряд, класс и др.), идет путем микроэволюции. Согласно синтетической теории эволюции, не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюции. Иными словами, для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.

9. Любой реальный (а не сборный) таксон имеет монофилети-ческое происхождение.

10. Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.

Синтетическая теория эволюции вскрыла глубинные механизмы эволюционного процесса, накопила множество новых фактов и доказательств эволюции живых организмов, объединила данные многих биологических наук. Тем не менее синтетическая теория эволюции (или неодарвинизм) находится в русле тех идей и направлений, которые были заложены Ч. Дарвином.

Микроэволюция - это совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида, приводящих к изменениям генофондов этих популяций и образованию новых видов. Микроэволюция происходит на основе мутационной изменчивости под контролем естественного отбора. Мутации - единственный источник появления новых признаков. Естественный отбор - единственный творческий фактор микроэволюции, направляющий элементарные эволюционные изменения по пути формирования адаптации организмов к изменяющимся условиям внешней среды.

Микроэволюция ведёт либо к изменению всего генофонда биологического вида как целого (филетическая эволюция), либо, при изоляции каких-либо популяций, к их обособлению от родительского вида в качестве новых форм - подвида (географической расы), а затем и вида