Цикало А.Л., Чухрій Ю.П. Біологія. Навчальний посібник. Частина 2

Подождите немного. Документ загружается.

особливої тканини-хоріона, яка проникає такими ворсинками в тіло матки. Так

утворюється специфічний клітинний плацентарний бар’єр, як спосіб захисту

плоду. Однак, цей бар’єр є проникним для багатьох лікарських препаратів,

наркотиків, харчових отрут, хімічних речовин-ксенобіотиків, антитіл, білків.

19.4. Критичні періоди розвитку

В житті зародка і плоду існують такі критичні періоди розвитку, коли він

особливо чутливий до ушкоджуючих факторів, які можуть порушувати

нормальний розвиток. Критичні періоди – це періоди найменшої резистентності

зародка до чинників зовнішнього середовища.

Так в розвитку риб виявляють три критичних періоди: на початку дробіння, на

початку гаструляції, в період формування осьових органів. Однак, чутливість

до дії різноманітних ушкоджуючих факторів в різні періоди неоднакова. Це

пояснюється тим, що в такий час різко змінюється метаболізм, підсилюється

дихання, змінюється вміст РНК, уповільнюються темпи росту. Розрізняють

також:

 критичні періоди в розвитку окремих органів;

 критичні періоди загальні для усього організму.

Зазначені періоди співпадають з активним морфологічним диференціюванням,

переходом від одного періоду розвитку до іншого, із зміною умов існування

зародка, коли він повинен пристосовуватися до нових умов. Це викликає

перебудову організму із зміною характеру взаємозв’язків між органами.

В розвитку людини особливо великого значення набувають такі критичні

періоди:

Тіло матки

Хоріон

Ворсинки

Циркуляція

крові матері

Циркуляція

крові зародка

Малюнок 19.4.1. Плацентарний кровообіг

 імплантації зародка в стінку матки (6-7 діб після запліднення);

 плацентації (кінець другого тижня вагітності);

 перинатального періоду (пологи).

В ембріогенезі необхідна охорона материнського організму, особливо в перші

тижні вагітності. Умови існування зародка в цей час помітно впливають на його

розвиток, отже, і на усе подальше життя. Припускають, що різні гени

починають функціонувати в тих фазах онтогенезу, які співпадають з

критичними періодами. Відомо також, що несприятливі чинники, які діють на

майбутній материнський організм навіть в період статевого дозрівання,

настільки змінюють його фізіологічний стан, що це відбивається на ході

ембріогенезу і визначає якість потомства.

19.5. Тератогенні фактори середовища

Фактори середовища, здатні викликати порушення розвитку, каліцтва, наз.

тератогенами.

На хід ембріонального розвитку впливають як фізичні фактори, так і хімічні

сполуки, які потрапляють до материнського організму. Хінін, алкоголь,

отруєння токсикантами, гіпоксія можуть порушувати нормальний хід розвитку

різних органів і в першу чергу нервової системи. Інколи народжуються

мікроцефали або з повною відсутністю головного мозку. Нестача вітамінів

групи В викликає морфологічні каліцтва, в тому числі і внутрішніх органів:

серця, печінки. Виникають також функціональні аномалії, наприклад,

порушення функцій нервової системи. Паразити присутні в організмі матері,

виділяють токсини, які можуть бути причиною вад в розвитку (наприклад,

токсоплазми). Тератоген надзвичайної потужності – це іонізуючі

випромінювання. Тератогенну дію можуть виявляти фармакологічні препарати.

Хрестоматійним став приклад застосування препарату «Талідомід».

19.6. Цілісність онтогенезу

В кінцевому результаті, організм розвивається як цілісна система в єдності з

умовами середовища. Існує три групи факторів, що детермінують розвиток

організму: генетичні, взаємодія частин зародку, дія зовнішніх чинників на

зародок. Їх дія, навіть короткотермінова, може набути значення у формуванні

органів і усього організму.

20. ПОСТЕМБРІОНАЛЬНИЙ РОЗВИТОК

20.1. Періодизація постембріонального розвитку

Постембріональний період розвитку як етап онтогенезу, в ході якого

відбувається подальший розвиток організму, починається після виходу із

зародкових оболонок або народження. Тривалість життя особин – це

індивідуальна видова ознака, що не залежить від рівня організації.

Онтогенез людини можна розділити на такі періоди:

 ювенільний (до статевого дозрівання);

 зрілий ( дорослий, статево зрілий стан);

 період старості, який закінчується смертю.

Крім того, необхідно враховувати, що у двох людей одного віку фізіологічний

стан організму може суттєво відрізнятися, тому використовують поняття

хронологічного (календарного) і біологічного віку. Біологічний вік

визначається сукупністю обмінних, структурних, функціональних особливостей

організму, включаючи його пристосувальні можливості. Біологічний вік може

не відповідати календарному віку.

20.1.1. Ювенільний період

Ювенільний період (juvenilis – юний, молодий) в залежності від типу

онтогенезу протікає з прямим і непрямим розвитком.

При прямому розвитку неличинкового або утробного типу, новонароджені, що

вийшли із зародкових оболонок або утроби, відрізняються від дорослих особин

розмірами, пропорціями тіла, недорозвиненими органами. В таку групу входять

тварини і людина.

При непрямому розвитку личинка зазнає метаморфозу і може різко відрізнятися

морфологічно від дорослої форми. У неї можуть бути відсутні органи дорослої

особини і присутні провізорні органи.

Метаморфоз явище широко розповсюджене в тваринному світі, він

зустрічається, як у безхребетних: кишковопорожнинних, плоских і круглих

червів, молюсків, членистоногих, так і у хордових, наприклад, земноводних.

Розвиток з метаморфозом з’явився в ході еволюції як одне з пристосувань до

умов існування і нерідко пов’язане із зміною середовища перебування (комахи,

земноводні).

20.1.2. Ріст

Ріст – це найхарактерніша риса онтогенезу, коли відбувається збільшення

розмірів організму, що розвивається. За характером росту тварини складають

дві групи: з обмеженим і необмеженим ростом.

Необмежений ріст спостерігається протягом усього життя, наприклад, у

молюсків, ракоподібних, риб, рептилій, земноводних.

Обмежений ріст характерний для організмів, які при досягненні певного віку

припиняють зростати: птахи, комахи, ссавці. Найінтенсивніший ріст

характерний для початкових стадій онтогенезу, далі інтенсивність зростання

поступово зменшується. Відбувається чергування періодів депресії росту,

пов’язаних з диференціюванням, яке далі призупиняється і швидкість росту

збільшується. В єдності процесів диференціювання і росту організм досягає

зрілості, після цього зростання припиняється або остаточно уповільнюється.

20.2. Постнатальний онтогенез і процес росту людини

Вікові періоди у дітей відбивають етапи дозрівання кісткової, нервової і

статевої систем. Людина від інших приматів відрізняється більшим періодом

дитинства, що пов’язано із становленням її як особистості, тобто реалізується

соціальне успадкування. Численні фізичні ознаки формуються як спосіб

виконання певних специфічних функцій. Так хребет має відмінну форму у

немовляти і дорослої людини. В процесі зростання і розвитку в хребетному

стовпі формуються :

 лордози – два вигини, спрямовані вперед (шийний, поперековий);

 кіфози – два вигини назад (грудний, крижовий).

Дитина відрізняється від дорослого більш короткими ногами, більш довгим

тулубом, більшою головою, тобто виявляються інші пропорції тіла.

Найінтенсивніше зростання відбувається у перший рік життя, далі ріст

уповільнюється. Останній спалах росту відбувається у дівчаток в 11-12 років, а

у хлопчиків – в 13-14 років, які зростають до 17-18 років.

Процес росту взаємопов’язаний з низкою екзогенних та ендогенних чинників.

Для нормального росту і розвитку людина потребує, як будь-яка інша тварина,

повноцінного якісного і кількісного живлення. Особливо це стосується

амінокислотного складу їжі. Відсутність незамінних амінокислот призводить до

порушення процесів росту і розвитку, може призвести навіть до загибелі

організму. Важлива роль належить вітамінам, особливо ретинолу (вітаміну А),

кальціферолу (вітаміну D), вітамінам групи В, необхідні мінеральні солі та

мікроелементи. Суттєві чинники середовища: оксиген, температура, освітлення,

яке стимулює синтез кальфіферолу.

20.2.1. Гормональна регуляція росту характерна для усіх тварин з вищим

типом організації, включаючи людину.

В передній частині гіпофізу синтезується соматотропний гормон, який

стимулює процеси росту. Зниження функцій цієї частини гіпофізу призводить

до гіпофізарної карликовості. Пропорції тіла при цьому зберігаються, однак,

гонади залишаються недорозвиненими, в результаті нестачі статевих гормонів у

карликів дитячі риси обличчя і слабко виявлені вторинні статеві ознаки.

Підвищення функції цієї частини гіпофізу призводить до гігантизму ( у

чоловіків зріст понад 200 см). Якщо соматотропний гормон продовжує

секретуватися у зрілому віці, то це призводить до акромегалії – розростанню

кісток стопи, кисті, патологічному збільшенню інших органів.

Для оптимальної взаємодії гормонів необхідна наявність гормонів щитовидної

залози, які стимулюють аеробне дихання і підсилюють енергетичний обмін.

Тироксин підсилює споживання тканинами глюкози з крові. Недостатність

функцій щитовидної залози у людей в дитинстві призводить до кретинізму.

За прийнятою періодизацією онтогенезу людини, дозрілий вік настає у

чоловіків в 22 роки, у жінок – в 21 рік. Перший зрілий вік триває до 35 років,

другий зрілий вік триває у чоловіків до 60 років, а у жінок – до 55 років. Літній

вік настає у чоловіків з 61 року, а у жінок – з 56 років. Старість обох статей

починається у 75 років. Після 45 років в організмі починаються відчутні

ендокринні зміни, що визначають процеси старіння. Старість – це заключний

етап онтогенезу, який настає із значними структурними, функціональними і

біохімічними змінами в організмі, які обмежують його пристосувальні

можливості.

20.3. Видова тривалість життя

Одноклітинні рослини і тварини животь декілька годин. Більшість трав’янистих

рослин живуть 1 рік, плодоносять і вмирають. Деревні рослини плодоносять

багаторазово, живуть десятки і сотні років (вишня – 100, біла акація – 200, дуб

– 2000, секвоя – декілька тисяч років).

Серед тварин такі довгожителі відсутні. Навіть у споріднених груп тривалість

життя суттєво відрізняється. У кишковопорожнинних, наприклад, актинія живе

50 років,, а гідра – 1-2 роки. В групі кільчастих червів: п’явка живе 25-30 років,

а дощовий черв’як – у 3 рази менше. Більші за розмірами тварини як правило

живуть довше, порівняно з меншими тваринами, але і тут повна кореляція

відсутня.

Вчені не знаходять загальних закономірностей у відношенні тривалості життя,

але природний добір підтримує таку його тривалість, які забезпечує досягнення

статевої зрілості і підтримання певної чисельності потомства, що необхідне для

підтримання сталого існування виду.

На початку 19 сторіччя Ж. Бюффон підрахував, що тривалість життя перевищує

період зростання у 5-7 разів. В численних випадках такий збіг наявний, але

коефіцієнт також не універсальний. Виходячи з цього, тривалість життя

людини повинна становити 120-150 років. Статистичними методами визначено,

що жінки живуть довше порівняно із чоловіками, причому різниця у тривалості

життя весь час збільшується. В 1897 році різниця становила 2 роки, а в 1926-

1927 роках – уже 5 років, а в 1970-1971 роках – досягла 9 років. Подібні явища

спостерігаються і житті багатьох видів птахів, комах, птахів, ссавців.

Припускають, що фізіологічні причини явища пов’язані з особливостями

нейрогуморальної регуляції , а також із соціальними чинниками, включаючи

шкідливі звички.

20.4. Основні теорії старіння організму

Теорія Мечникова. Вчений вважав, що з віком в організмі підсилюються

процеси самоотруєння в наслідок нагромадження продуктів азотного обміну і

гниття у товстих кишках. Інтоксикація сильніше уражає специфічні

паренхіматозні тканини – клітини печінки, мозку, в той час, як клітини

сполучної тканини навпаки, сильніше розмножуються і заміщують собою

життєво важливі типи клітин. Тривалість життя залежить від виконання низки

умов, які об’єднані у вчення про ортобіоз. Основа ортобіозу – дотримання

правил гігієни, працелюбність, помірність в житті, без надмірностей.

Однак, процеси розглянуті Мечниковим - лише одна з причин старіння.

Академік Богомолець основну причину старіння вбачав в порушенні

міжтканинних системних співвідношень в організмі. Роль сполучної тканини

особлива тому, що вона регулює трофіку в організмі. Людина «має біологічний

вік своєї сполучної тканини». Старіння протоплазми клітин є наслідком

дозрівання клітинних колоїдів з утворенням інертних комплексів. Цю теорію

доповнюють сучасні уявлення про проникність судин і ролі сполучної тканини

в процесах роботи імунної системи.

Вчення Павлова про інтегруючу і регулюючу роль центральної нервової

системи в життєдіяльності організму також має значення для розуміння

процесів старіння., Доведено, що нервове напруження викликає передчасну

старість. Безпосереднє значення має процес попереджувального гальмування,

як способу періодичного відновлення властивостей нервової системи. Тому

необхідним є повноцінний фізіологічний сон.

В наш час комплекс фізіологічних теорій старіння доповнюється низкою

молекулярних теорій, які намагаються встановити біохімічні механізми

старіння.

Для старечого стану організму характерне погіршення процесів самооновлення

протоплазми, що призводить до зниження рівня синтезу білка,

супроводжується появою білків з низькім метаболізмом. В процесі

диференціювання клітини виявляються перевантаженими білками, у той час, як

вміст нуклеїнових кислот зменшується.

В клітинах, що старіють, зменшується швидкість синтезу ДНК, виникають

різноманітні аберації в генетичному апараті. У людей віком 75-90 років

виявлена збільшена частота хромосомних аберацій. Цей факт став основою

теорії старіння, за якою такий процес пов’язують з якісними і кількісними

змінами в нуклеотидних комплексах, що призводить до зменшення

інтенсивності їх самовідновлення і здатності до синтезу білка.

Суттєвого значення у пошкодженнях генетичного апарату вчені надають

вільним радикалам – ОН, ООН, Н. Частинки виявляють дуже високу хімічну

активність і можуть ушкоджувати ДНК, клітинні мембрани з їх частковим

руйнуванням.

До нашого часу не існує загальної теорії старіння організму. Старіння клітин в

складі цілісного організму – це складний результат взаємодії їх власних вікових

змін і регуляторних трофічних впливів. Починаючи із зрілого віку можливості

імунної системи організму поступово зменшуються. З таких причин у літніх

людей зменшуються можливості захисних механізмів, послаблюється їх дія як

проти інфекцій, так і проти власних мутантних клітин. Відомі порушення

роботи імунної системи, що призводять до аутоімунних реакцій, які руйнують

власні антигени і клітини.

Старіння характеризується зменшенням надійності систем регуляції

гомеостазу, а тут важливу роль виконують нервова і ендокринна системи

організму. Гіпоталамічні центри визначають такі важливі функції, як ритм сну і

пильнування, харчову поведінку, кровообіг, активність залоз внутрішньої

секреції. В нервовій системі відбувається потужні регуляторні і компенсаторні

процеси, які забезпечують її функціонування. В нервовій системі відносно

пізно проявляються старечі зміни, але стають вирішальним чинником розладів

гомеостазу і старіння організму.

ЛІТЕРАТУРА

Основні підручники

1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т.-М.: Мир, 1990.

2. Слюсарев А. А., Жукова С. В. Биология-К.: Высш. шк.., 1887. -115с.

Додаткова література

3.Георгиевский А.Б. Дарвинизм: Учебное пособие для студентов

биол. и хим. спец. педин-тов. – М.: Просвещение, 1985. – 271 с.

4.Общая микробиология ⁄ Под ред. проф. А.Е. Вершигоры. – К.:

Вища школа, 1988. – 347 с.

5.Общая генетика: Учебн. для студ. биол. спец. ун-тов ⁄

С.И. Алиханян, А. П. Акифьев, Л.С. Ченин. – М.: Высш. шк.,

1985. – 448 с.

6.Химическая эволюция ⁄М. Кальвин. Пер. с англ. – М.: Мир, - 1971.

– 240 с.

7.От клеток к атомам: Иллюстрированное введение в молекулярную

биологию ⁄ Рис Э., Стернберг М. Пер. с англ.- М.: Мир, 1988.

- 144 с.

8.Хржановский В. Г., Пономаренко С. Ф. Ботаника. – 2-е изд. – М.:

Агропромиздат, 1988. – 383 с.

9. ВахченкоД.В., Гарнизоненко Т.С., Колесников В.В. Биология с

основами экологии. Учебник. Ростов на Дону: Феникс, 2003.

10. Тупикин Е.И. Общая биология с основами природоохранной

деятельности. М.: 1999.

Цикало А.Л, Чухрій Ю.П

Б І О Л О Г І Я

Навчальний посібник

Частина 2

Підписано до друку 2010 р. Формат 60х84 1/16.

Умовн. друк. 3,5 арк.. Наклад 50 прим.

Надруковано видавницьким центром ОДАХ.

65082, Одеса, вул. Дворянська, 1/3