30. Гаметогенез. Мейоз: цитологическая и цитогенетическая характеристика.

Гаметогенез:

Гаметогенез - процесс образования (созревания) половых клеток, обычно выделяют оогенез и сперматогенез.

Сперматогенез – процесс образования мужских половых клеток. Овогенез – процесс образования женских половых клеток.

Особенности строения:

1. Сперматогенез включает также стадию формирования (ее нет при овогенезе). Сперматозоиды проходят дополнительную четвертую стадию для того, чтобы приобрести своеобразную форму и сформировать аппарат движения.

2. Из сперматоцита I порядка получается четыре половых клетки, а из ооцита I порядка получается одна полноценная половая клетка.

3. Яйцеклетки образуются циклически, процесс повторяется через 21-35 дней (менструальный цикл). После гибели яйцеклетки изменившийся гормональный фон дает толчок к созреванию другой яйцеклетки. 4. Взрослый мужчина производит 30 миллионов спермиев в день, а женщина - порядка 500 зрелых яйцеклеток за всю свою жизнь.

5. Стадия размножения при сперматогенезе идет постоянно, а при овогенезе заканчивается после рождения.

6. Стадия роста при сперматогенезе короче, чем при овогенезе.

7. Стадия созревания при овогенезе имеет особенности, которые заключаются в неравномерности делений при созревании, что приводит к выделению полярных телец, что отсутствует при сперматогенезе.

8. Сперматогенез более подвержен влиянию внешней среды, нежели овогенез, что связано с различием в расположении половых органов - семенники находятся вне брюшной полости.

Мейоз: цитологическая и цитогенетическая характеристика:

Мейоз — это способ деления клеток, в результате которого из одной диплоидной материнской клетки образуются четыре гаплоидные дочерние клетки. Мейоз происходит во время гаметогенеза в период созревания.

Стадии мейоза аналогичны митозу. Из всех фаз наиболее продолжитель¬на и сложна по протекающим в ней процессам профаза I. В ней различают 5 последовательных стадий:

• Лептонема — стадия длинных, тонких, слабо спирализованных хромосом, на которых видны утолщения — хромомеры.

• Зигонема — стадия попарного соединения гомологичных хромосом, при котором хромомеры одной гомологичной хромосомы точно прикладываются к соответствующим хромомерам другой (это явление называется конъюгацией, или синапсисом).

• Пахинема — стадия толстых нитей. Гомологичные хромосомы соединены в пары — биваленты. Число бивалентов соответствует гаплоидному набору хромосом. На этой стадии каждая из хромосом, входящих в бивалент, состоит уже из двух хроматид, поэтому каждый бивалент включает в себя четыре хроматнды. В это время конъюгирующие хромосомы переплетаются, что приводит к обмену участками хромосом (происхо¬дит так называемый перекрест, или кроссинговер).

БИОЛОГИЧЕСКИЙ СМЫСЛ КРОССЕГНОВЕРА: молекулярная основа комбинативной изменчивости, в результате рекомбинаций могут появляться новые полезные признаки и их сочетания.

• Диплонема — стадия, когда гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга, но в ряде участков, где происходит кроcсинговер, они продолжают быть еще связанными.

• Диакинез — стадия, на которой отталкивание гомологичных хромосом продолжается, но они еще остаются соединенными в биваленты своими концами, образуя характерные фигуры — кольца и кресты (хиазмы). На этой стадии хромосомы максимально спирализованы, укорочены и утолщены. Непосредственно после диакинеза ядерная оболочка растворяется.\

БИОЛОГИЧЕСКИЙ СМЫСЛ МЕЙОЗА:

• Уменьшение числа хромосом в процессе редукционного деления приводит к сохранению постоянства числа хромосом вида и предопределяет видовую специфичность потомства.

• Гаметы содержат по одному гомологу из каждой пары хромосом. Поддерживаются цитологические основы чистоты гамет.

• Определяется разнообразие гамет за счѐт равновероятных комбинаций хромосом из разных аллельных пар во время анафазы I деления (комбинативная изменчивость) и за счѐт кроссинговера (рекомбинативная изменчивость).

31. Биологические и социальные аспекты старения и смерти. Современные теории старения. Молекулярные и клеточные проявления старения. Понятие о биологическом возрасте. Причины и механизмы старения. Витаукт.

Биологические и социальные аспекты старения и смерти:

СТАРЕНИЕ – неизбежно возникающий, закономерно развивающийся разрушительный процесс адаптационных возможностей организма; увеличения вероятности смерти; сокращения продолжительности жизни, способствующий развитию возрастной патологии.

Сущность старения - это снижение жизнеспособности организма в течение жизни.

продолжительность жизни определяется балансом двух процессов: старения и антистарения

СМЕРТЬ - завершающая фаза индивидуального существования каждого организма. Неизбежность смерти вытекает из противоречивой сущности жизни.

В процессе жизнедеятельности организма непрерывно происходит отмирание клеток; так же непрерывно осуществляется восстановление отмирающих структур. При нарушении согласованных процессов обмена в организме, а также между организмом как целым и средой наступает смерть. Причиной смерти могут быть нарастающие старческие изменения, патологический процесс или воздействия внешней среды, насильственно обрывающие жизнь. Таким образом, смерть является завершающим этапом индивидуального развития.

• Геронтология – наука о старости, выясняет основные закономерности старения, начиная от молекулярного и клеточного уровня до целостного организма.

• Гериатрия изучает особенности развития, течения, лечения и предупреждения заболеваний у людей старческого возраста. В состав геронтологии входят также герогигие-на и геронтопсихология.

Современные теории старения:

Существует 2 класса теорий старения:

1)старение - это процесс генетически запрограммированный;

2) старение - это случайный процесс, обусловленный "изнашиванием" организма в результате самоотравления продуктами жизнедеятельности и/или повреждения, наносимого постоянно действующими вредными факторами среды.

Адаптационно-регуляторная теория возрастного развития – В возрастных изменениях особое значение имеют сдвиги на двух уровнях:

а) изменения в регуляции работы генов, в которых заключен код построения белков,

б) изменения в нервной и гормональной регуляции.

Все варианты "генетических" теорий старения проистекают из концепции Августа Вейсмана (Weismann, 1881), классика цитологии

1. Естественная смерть организма, обеспечивая выгодную для вида смену поколений, появляется как адаптивный признак вследствие отбора, направленного на сокращение длительности жизни особи;

2. Максимальная продолжительность жизни детерминирована генетически в виде числа поколений соматических клеток многоклеточного организма. Рост у соматических клеток способность путем деления не вечна, а ограничена.

Молекулярные и клеточные проявления старения:

На клеточном уровне можно отметить уменьшение содержания воды в протоплазме, изменение активного транспорта ионов, что сказывается на важнейших физиологических свойствах клетки, снижений ее электрического потенциала. В стареющих клетках возрастает значение процесса гликолиза и относительно уменьшается активность процесса окислительного фосфо-рилирования, в связи с этим в протоплазме снижается содержание АТФ, креатинфосфата, особенно в сердце, мозге, скелетных мышцах. Изменяется структура эндоплазматической сети, нередко она фрагментируется, отдельные ее участки неравномерно расширены.

В клетках старого организма уменьшается активность ряда ферментов, снижается интенсивность синтеза ДНК и.РНК. Возникают ошибки присчиты-вании информационной РНК, вследствие чего нарушается синтез необходимых белков. В цитоплазме накапливаются свободные радикалы. Вследствие этого ассимиляция уже полностью не восполняет потерь, связанных с диссимиляцией. Снижается митоти-ческая активность клеток. Усиливается процесс возникновения хромосомных аберраций в некоторых соматических клетках (анеуплоидии, склеивание хромосом).

Смерть - завершающая фаза индивидуального существования каждого организма. Неизбежность смерти вытекает из противоречивой сущности жизни.

В процессе жизнедеятельности организма непрерывно происходит отмирание клеток; так же непрерывно осуществляется восстановление отмирающих структур. При нарушении согласо-ванных процессов обмена в организме, а также между организмом как целым и средой

Сами по себе соматические клетки не стареют: в подходящих условиях могут жить и делиться бесконечно долго. Старение- свойство только сложного организма; плата за многоклеточность

Понятие о биологическом возрасте:

Различают хронологический и биологический (физиологически и) возраст. Согласно современной классификации 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 появляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Кроме того, изменения даже одного параметра, коррелирующего с возрастом, подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям. Так, если исходить из такого показателя, как упругость кожи, то один и тот же биологический возраст достигается женщиной примерно в 30 лет, а мужчиной в 80. С целью определения биологического возраста, что необходимо для суждения о скорости старения, пытаются использовать «батареи тестов» — совокупность многих характеристик, закономерно изменяющихся в процессе жизни. Основу таких «батарей» составят, по-видимому, сложные функциональные показатели, зависящие от согласованной деятельности нескольких систем организма. В этом убеждают результаты поисков тестов старения. Например, скорость прохождения нервного импульса, которая зависит от состояния нервного волокна, снижается в интервале 20—90 лет на 10%, тогда как жизненная емкость легких, определяемая координированной работой нервной и мышечной систем, — на 50%.

Причины и механизмы старения:

Атеросклероз одна из причин преждевременного старения. Скопление холестерина перекрывает просвет артерии.

Наиболее распространенной причиной старения организма сегодня является адинамия - отсутствие мышечной активности. Адинамия является следствием научно-технического прогресса, избавившего человечество от необходимости трудиться.

1. Стресс-фактор, который способен не только запустить, но и ускорить процесс старения. В результате стрессов у человека преждевременно появляются морщины, седеют или выпадают волосы, появляются пигментные пятна на коже, изменяется гормональный фон, скорость метаболических процессов.

2. Хронические и тяжелые заболевания, вредные привычки вызывают изменения осанки, нарушения координации, скорости движений, подвижности суставов. Такие заболевания, как сахарный диабет, язва, туберкулез, иммунная недостаточность, склероз сосудов и мн. др. способны повлиять на состояние кожи, волос, появление других признаков дряхления.

3. Синдром хронической усталости считается одним из самых «эффективных» методов ускоренного старения. Усталость, которая со временем может перерастать в переутомление и депрессию, приводит к дисбалансу основных физиологических функций организма, расходованию внутренних энергетических потенциалов и резервов человека.

4. Дефицит двигательной активности вызывает у человека хроническую усталость, ослабление тонуса мышц, ожирение, заболевания органов дыхания сердечно-сосудистой системы.

5. Недостаток мозговой активности, отсутствие умственной деятельности – клетки мозга постепенно отмирают и атрофируются.

6. Большое влияние на ускорение процесса старения оказывают влияние проблемы экологии, социальные условия (материальное благополучие, медицинское обеспечение, проблемы в семье и на работе, отношения с друзьями, коллегами, уровень сервисного обслуживания и др.), эндогенные факторы (дисбаланс обмена веществ, интоксикация, иммунные сбои, наследственность).

Витаукт:

Витаукт - механизм, определяющий устойчивость и продолжительность существования живой системы

Существует ряд механизмов, направленных на сохранение жизнеспособности: восстановление; компенсация, когда клетки, органы и системы, не пострадавшие от действия повреждающих факторов, берут на себя функцию поврежденных; репарация, когда происходит "ремонт" отдельных клеточных структур, и др. Все они — частные механизмы процесса витаукта, который и определяет надежность и длительность их функционирования. До тех пор, пока поддерживается высокий уровень процесса витаукта, живая система сохраняет свои адаптационные возможности. Однако когда старение начинает преобладать над процессами витаукта, когда нарушаются механизмы витаукта, бурно прогрессирует возрастная деградация организма. Мы выделяем два типа проявлений витаукта — генотипический и фенотипический. Генотипические проявления витаукта генетически запрограммированы, их реализация зависит от передачи наследственной информации