Особенности эмбрионального развития плацентарных млекопитающих и человека

Сложные взаимоотношения зародыша с организмом матери устанавливаются у плацентарных млекопитающих. У плацентарных млекопитающих яйцеклетки практически лишены желтка и дробятся целиком. Дробление полное неравномерное. Правильной последовательности в увеличении числа бластомеров не наблюдается. Такое нарушение обусловливается очень ранним разделением бластомеров на зародышевые и внезародышевые. У некоторых млекопитающих уже с первых стадий дробления обозначаются более крупные темные зародышевые и светлые внезародышевые бластомеры. Деление зародышевых и внезародышевых бластомеров протекает независимо, в связи с чем нарушается его синхронность.

В результате дробления образуется бластодермический, или зародышевый, пузырек, в котором внезародышевые бластомеры располагаются вокруг зародышевых. Пузырек соответствует бластуле, но по своему строению с ней не сходен. На

этой стадии зародыш внедряется в стенку матки.

Так как зародыш получает питательные вещества от матери, важно, чтобы контакт с ее организмом установился возможно раньше. Этот контакт и осуществляется при участии внезародышевых частей, отделяющихся уже на стадии дробления. В раннем обособлении зародышевого материала от внезародышевого заключается одна из особенностей развития млекопитающих.

У плацентарных млекопитающих «посредником» между зародышем и окружающей средой является организм матери, от которого эмбрион получает питание, кислород, тепло.

В процессе эмбрионального развития человека сохраняются общие закономерности развития и стадии, характерные для позвоночных животных. Вместе с тем появляются особенности, отличающие развитие человека от развития других представителей позвоночных; знание этих особенностей необходимо врачу. Процесс внутриутробного развития зародыша человека продолжается в среднем 280 суток 10 лунных месяцев. Эмбриональное развитие человека можно разделить на три периода: начальный 1-я неделя развития, зародышевый 2-8-я неделя развития, плодный с 9-й недели развития до рождения ребенка. К концу зародышевого периода заканчивается закладка основных эмбриональных зачатков тканей и органов и зародыш приобретает основные черты, характерные для человека.

52)

Постэмбриональный период онтогенеза, его периодизация у человека. Основные процессы: рост, формирование дефинитивных структур, половое созревание, репродукция. Роль эндокринной регуляции в постнатальном периоде

Постэмбриональный онтозенез – период индивидуального развития от рождения выхода из яйцевых оболочек до смерти. В этом периоде завершаются формообразовательные процессы, происходит половое созревание, размножение, старение и смерть.

Рост – увеличение размеров массы тела, вызванное увеличением количества и размеров клеток и накоплением внеклеточных образований.

Различают 2 типа

роста:

Неопределенный – рост в течение всей жизни моллюски, рыбы.

Определенный – рост до определенного периода онтогенеза птицы, млекопитающие.

Период формирования дефинитивного фенотипа от образования зиготы до полового созревания особи.

Половое созревание — процесс изменений в организме подростка, вследствие которых он становится взрослым и способным к продолжению рода. Половое созревание запускается с помощью сигналов из головного мозга к половым железам: яичкам у мальчиков и яичникам у девочек. В ответ на эти сигналы половые железы вырабатывают различные гормоны, стимулирующие рост и развитие мозга, костей, мышц, кожи и репродуктивных органов. Рост тела ускоряется в первой половине пубертатного периода, а полностью заканчивается с завершением полового созревания. В течение периода полового созревания формируются значительные различия в размерах, форме, составе и функции многих структур и систем организма, наиболее очевидные из которых относят к вторичным половым признакам.

Репродукция размножение, физиологическая функция, необходимая для сохранения человека как биологического вида. Процесс размножения у человека начинается с зачатия оплодотворения, т.е. с момента проникновения мужской половой клетки сперматозоида в женскую половую клетку яйцо, или яйцеклетку. Слияние ядер этих двух клеток – начало формирования нового индивида. Человеческий зародыш развивается в матке женщины во время беременности, которая длится 265–270 дней. В конце этого периода матка начинает самопроизвольно ритмически сокращаться, сокращения становятся все сильнее и чаще; амниотический мешок плодный пузырь разрывается и, наконец, через влагалище «изгоняется» зрелый плод – рождается ребенок. Вскоре отходит и плацента.

Роль эндокринных желез в регуляции жизнедеятельности организма в постнатальном периоде очень велика. Важен гормон соматропин, выделяемый гипофизом с момента рождения до подросткового периода. Гормон щитовидной железы — тироксин — играет очень большую роль на протяжении всего периода роста. С подросткового возраста рост контролируется стероидными гормонами надпочечников и гонад. Из факторов среды наибольшее значение имеют питание, время года, психологические воздействия.

2!!!!!! Постэмбриональный период онтогенеза – период с момента выхода из яйцевых оболочек до смерти организма.

Периодизация у человека смотри тетрадь 3, страница 16

Основные процессы:

Рост- проявляется в прогрессивном увеличении массы и размеров организма. Происходит прежде всего впоследствии прироста органического вещества протоплазмы

Установлением дефинитивных окончательных пропорций тела

Половое созревание, пубертатный период -, период в индивидуальном развитии животного организма, в течение которого путём глубоких внутренних перестроек он достигает половой зрелости способности к размножению. У человека П. с. характеризуется ускорением роста отдельных сегментов скелета с последующим установлением окончательных пропорций тела, завершением формирования вторичных половых признаков, половых органов

Репродукция- возможность воспроизводить себе подобных.

Роль эндокринных желез в регуляции жизнедеятельности организма в постнатальном периоде очень велика. Важен гормон соматропин, выделяемый гипофизом с момента рождения до подросткового периода. Гормон щитовидной железы — тироксин — играет очень большую роль на протяжении всего периода роста. С подросткового возраста рост контролируется стероидными гормонами надпочечников и гонад. Из факторов среды наибольшее значение имеют питание, время года, психологические воздействия.

53)

Биологические и социальные аспекты старения и смерти организма. Генетические, молекулярные, клеточные и системные механизмы старения. Проблема долголетия. Понятие о геронтологии и гериатрии.

Теории старенияБИОЛОГИЧЕСКИЕ

Для исследованиявзаимодействия между всеми механизмами борьбы с повреждениями был предложен системный подход к старению, который пытается одновременно принять во внимание большое количество механизмов. этот подход может чётко разделить механизмы, которые действуют на разных стадиях жизни организма. Например, постепенное накопление мутаций в митохондриальной ДНК часто приводит к накоплению активных форм кислорода и снижению производства энергии, что в свою очередь приводит к увеличению скорости повреждения ДНК и белков клеток.

Социальные аспекты

физическая неспособность пожилых людей трудиться имеет относительно небольшую роль, наибольшую роль играет постоянное введение новых технологий, которые требуют непрерывного образования и тренировки, которые в меньшей мере доступны старым людям. Важным фактором в социологии старения является сексуальная и репродуктивная активность.

На уровне индивидуума увеличение продолжительности жизни возможно за счёт правильной диеты, физических упражнений и избегания потенциально токсичных факторов, таких как курение. возможно омоложение тканей с помощью стволовых клеток, замены органов искусственными органами или органами, выращенными для этой цели, например, с помощью клонирования или химическими и другими методами антиоксиданты, гормональная терапия, которые бы оказывали влияние на молекулярный ремонт клеток организма.

Геронтология— наука, изучающая биологические, социальные и психологические аспекты старения человека, его причины и способы борьбы с ним омоложение.

Гериатрия— частный раздел геронтологии, занимающийся изучением, профилактикой и лечением болезней старческого возраста.

54)))))Современные представления о сущности онтогенетических преобразованиях. Клеточная дифференцировка;генетические и негенетические механизмы; стадии. Опыты Д. Гердона по доказательству равных генетических потенций ядер соматических клеток.

Врождённые пороки развития как следствие нарушения данных процессов. Примеры.

В ходе эмбриогенеза изменения наблюдаются на всех уровнях структурной организации зародыша.

К типичным онтогенетическим преобразованиям относятся: пролиферация, миграция, клеточные сгущения, избирательная сортировка клеток.

Клеточная дифференцировка – процесс, в результате которого относительно однородный материал заордыша в ходе эмбриогенеза преобразуется в устойчивые элементы , разнородные по морфологии, биохимическим показателям, функциям и т д.

Генетические основы клеточной дифференцировки объясняет гипотеза дифференциальной активности генов.

Согласно ей различия в спектре белков , образуемых дифференцируемыми клетками , отражают различия в наборе активных генов. В клетках любого направления специализации выделяют как бы 3 группы активных генов:

- контролирующие фундаментальные процессы жизнедеятельности клеток и активные во всех живых клетках

- обусловливающие сходные черты клеток одной ткани

- контролирующие черты специфичные для клеток конкретного типа

Главный механизм клеточной дифференцировки сводится к избирательному блокированию – деблокированию или инактивации – активации отдельных генов или групп. Способы достижения перечисленных состояний геновинтенсивно изучаются, однако все еще далеки от понимания. Большая роль по видимому принадлежит изменению физико-химических свойств хроматина, которое во многом зависит от характера взаимодействия ДНК, гистоновых и негистоновых белков.

Стадии:

Условно можно выделить 3 этапа дифференциации клеток, в ходе которой изменяется степень их детерминированности.

Первый этап — этап тотипотентности сохранения равнонаследственности клеток. Бластомеры видов с радиальным типом дробления сохраняют тотипотентность в течение нескольких поколений клеток у гидромедузы до стадии 32 бластомеров, каждый из которых может развиваться в полноценный организм

Тотипотентность сменяется однозначной детерминированностью постепенно.

На промежуточном втором этапе — этапе зависимой дифференцировки клеточный материал способен к трансдетерминации. Эксплантация зачатка органа, находящегося на втором этапе дифференцировки, в нетипичное окружение приведёт к изменению хода его дифференцировки трансдифференцировке. Например, пересаженный в эктодерму участок мезодермы амфибий развивается далее как эктодерма. Впоследствии возможность развития в нескольких направлениях резко сужается из-за канализации развития.

Третий этап — этап независимой дифференцировки характеризуется тем, что закономерные преобразования клеточного материала ткани, органа продолжаются даже при изменении внешних условий.

Опыты Гердона:

Опыты по пересадке ядер соматических клеток в яйцеклетку впервые были успешно осуществлены в 50-х гг. в США, а в 60—70-х гг. получили широкую известность опыты английского ученого Дж. Гердона. Используя африканскую шпорцевую лягушку Xenopus laevis, он в небольшом проценте случаев получил развитие взрослой лягушки из энуклеированной яйцеклетки, в которую пересаживал ядро из эпителиальной клетки кожи лягушки или кишечника головастика, т.е. из дифференцированной клетки .Энуклеацию яйцеклетки проводили большими дозами ультрафиолетового облучения, что приводило к функциональному удалению ее ядра.

Для доказательства того, что в развитии зародыша участвует пересаженное ядро соматической клетки, применили генетическое маркирование. Яйцеклетку брали из линии лягушек с двумя ядрышками в ядре соответственно двум ядрышковым организаторам в двух гомологичных хромосомах, а ядро клетки донора — из линии, имеющей в ядрах только одно ядрышко вследствие гетерозиготности по делении ядрышкового организатора. Все ядра в клетках особи, полученной в результате трансплантации ядра, имели только одно ядрышко.

Главный вывод, который вытекает из этого опыта, заключается в том, что наследственный материал соматических клеток способен сохраняться полноценным не только в количественном, но и в функциональном отношении, цитодифференцировка не является следствием недостаточности наследственного материала.

55)