Розділ 4 гомеостаз
РОЗДІЛ 4 ГОМЕОСТАЗ
Тема 4.1. гомеостаз
Гомеостаз (від грец. Homoios - подібний, однаковий і status - нерухомість) - це здатність живих систем протистояти змінам і зберігати сталість складу і властивостей біологічних систем.
Термін «гомеостаз» запропонував У. Кеннон в 1929 р для характеристики станів і процесів, що забезпечують стійкість організму. Ідея про існування фізичних механізмів, спрямованих на підтримання сталості внутрішнього середовища, була висловлена ще в другій половині XIX століття К. Бернаром, який розглядав стабільність фізико-хімічних умов у внутрішньому середовищі як основу свободи і незалежності живих організмів в безперервно мінливого зовнішнього середовища. Явище гомеостазу спостерігається на різних рівнях організації біологічних систем.
Загальні закономірності гомеостазу. Здатність зберігати гомеостаз - одне з найважливіших властивостей живої системи, що знаходиться в стані динамічної рівноваги з умовами зовнішнього середовища.
Нормалізація фізіологічних показників здійснюється на основі властивості дратівливості. Здатність до підтримки гомеостазу неоднакова у різних видів. В міру ускладнення організмів ця здатність прогресує, роблячи їх більшою мірою незалежними від коливань зовнішніх умов. Особливо це проявляється у вищих тварин і людини, що мають складні нервові, ендокринні та імунні механізми регуляції. Вплив середовища на організм людини в основному є не прямим, а опосередкованим завдяки створенню їм штучного середовища, успіхам техніки і цивілізації.
У системних механізмах гомеостазу діє кібернетичний принцип негативного зворотного зв'язку: при будь-якому впливі, що обурює відбувається включення нервових і ендокринних механізмів, які тісно пов'язані між собою.
Генетичний гомеостаз на молекулярно-генетичному, клітинному і організмовому рівнях спрямований на підтримку збалансованої системи генів, що містить всю біологічну інформацію організму. Механізми онтогенетичного (организменного) гомеостазу закріплені в історично сформованому генотипі. На популяціонновідовом рівні генетичний гомеостаз - це здатність популяції підтримувати відносну стабільність і цілісність спадкового матеріалу, які забезпечуються процесами редукційного поділу і вільним схрещуванням особин, що сприяє збереженню генетичного рівноваги частот алелей.
Фізіологічний гомеостаз пов'язаний з формуванням і невпинним підтриманням в клітці специфічних фізико-хімічних умов. Сталість внутрішнього середовища багатоклітинних організмів підтримується системами дихання, кровообігу, травлення, виділення і регулюється нервовою і ендокринною системами.
Структурний гомеостаз грунтується на механізмах регенерації, що забезпечують морфологічну сталість і цілісність біологічної системи на різних рівнях організації. Це виражається у відновленні внутрішньоклітинних і органних структур, шляхом ділення і гіпертрофії.
Порушення механізмів, що лежать в основі гомеостатических процесів, розглядається як «хвороба» гомеостазу.
Вивчення закономірностей гомеостазу людини має велике значення для вибору ефективних і раціональних методів лікування багатьох захворювань.
Мета. Мати уявлення про гомеостазі як властивості живого, що забезпечує самопідтримки стабільності організму. Знати основні види гомеостазу та механізми його підтримки. Знати основні закономірності фізіологічної та репаративної регенерації і стимулюючі її фактори, значення регенерації для практичної медицини. Знати біологічну сутність трансплантації і її практичне значення.
Завдання для студентів
Робота 1. Види гомеостазу
Використовуючи матеріал підручника та лекцій, заповніть таблицю, визначивши біологічну сутність видів гомеостазу на різних рівнях організації біологічних систем.
Збереження атипових клітин, що приводить до злоякісного росту, зниження резистентності до чужорідного агенту
Робота 3. Механізми репарації на прикладі поста відновлення структури ДНК
Репарація або виправлення пошкоджених ділянок однієї з ланцюгів ДНК розглядається як обмежена реплікація. Найбільш вивчений процес репарації при пошкодженні ланцюга ДНК ультрафіолетовим (УФ) випромінюванням. У клітинах існують кілька ферментних систем репарації, що сформувалися в ході еволюції. Оскільки всі організми розвинулися і існують в умовах УФ-опромінення, то в клітинах є окрема система світловий репарації, найбільш вивчена в даний час. При пошкодженні молекули ДНК УФ-променями утворюються тімідіновие димери, тобто «Зшивання» між сусідніми тимінових нуклеотидами. Ці димери не можуть виконувати функцію матриці, тому їх виправляють ферменти світловий репарації, наявні в клітинах. Ексцизійна репарація відновлює пошкоджені ділянки як УФ-опроміненням, так і іншими факторами. Ця система репарації має кілька ферментів: репараційні ендонуклеаза
і екзонуклеаза, ДНК-полімераза, ДНК-лігаза. Постреплікатівной репарація є неповною, тому що йде «в обхід», і пошкоджену ділянку з молекули ДНК не видаляється. Вивчіть механізми репарації на прикладі фотореактивації, ексцизійної репарації і постреплікатівной репарації (рис. 1).
Робота 4. Форми захисту біологічної індивідуальності організму
Вивчіть і перепишіть таблицю.
Робота 5. Гематосаліварний бар'єр
Слинні залози мають здатність до виборчої транспортуванні речовин з крові в слину. Одні з них виділяються зі слиною в більшій концентрації, а інші в меншій концентрації, ніж у плазмі крові. Перехід з'єднань з крові в слину здійснюється так само, як і транспорт через будь-який гисто-гематоліческій бар'єр. Висока селективність переносите речовин з крові в слину дозволяє виділяти гемато-саліварний бар'єр.
Розберіть процес секреції слини в ацинарних клітинах слинної залози на рис. 2.
Робота 6. Регенерація
Регенерація - це сукупність процесів, що забезпечують відновлення біологічних структур; вона є механізмом підтримки як структурного, так і фізіологічного гомеостазу.
Фізіологічна регенерація здійснює відновлення структур, зношених в процесі нормальної життєдіяльності організму. Репаративна регенерація - це відновлення структури після травми або після патологічного процесу. Здатність до регенера-
ції різниться як у різних структур, так і у різних видів живих організмів.
Відновлення структурного і фізіологічного гомеостазу може бути досягнуто шляхом пересадки органів або тканин від одного організму до іншого, тобто шляхом трансплантації.
Заповніть таблицю, використовуючи матеріал лекцій та підручника.
Трансплантація - заміщення втрачених або пошкоджених тканин і органів власними або взятими з іншого організму.
Імплантація - трансплантація органів з штучних матеріалів.
Вивчіть і перепишіть таблицю в робочий зошит.
1. Визначте біологічну сутність гомеостазу і назвіть його види.
2. На яких рівнях організації живого підтримується гомеостаз?
3. У чому полягає генетичний гомеостаз? Розкрийте механізми його підтримки.
4. Яка біологічна сутність імунітету? 9. Що таке регенерація? Види регенерації.
10.На яких рівнях структурної організації організму проявляється регенераційні процес?
11. Що являє собою фізіологічна і репаративна регенерація (визначення, приклади)?
12. Які види репаративної регенерації?
13. Які способи репаративної регенерації?
14. Що є матеріалом для регенераційної процесу?
15. Яким способом здійснюється процес репаративної регенерації у ссавців і у людини?
16. Як здійснюється регуляція репаративного процесу?
17. Які можливості стимуляції відновної здатності органів і тканин у людини?
18. Що таке трансплантація і яке її значення для медицини?
19. Що таке Ізотрансплантація і в чому її відмінність від алло-і ксенотрансплантації?
20. Які проблеми і перспективи пересадки органів?
21. Які існують методи подолання тканинної несумісності?
22. У чому полягає явище тканинної толерантності? Які механізми її досягнення?
23. У чому переваги і недоліки імплантації штучних матеріалів?
Виберіть одну правильну відповідь.
1. НА популяційно-видовий РІВНІ ПІДТРИМУЄТЬСЯ ГОМЕОСТАЗ:
2. ФІЗІОЛОГІЧНА РЕГЕНЕРАЦІЯ ЗАБЕЗПЕЧУЄ:
1. Формування втраченого органу
2. Самовідновлення на тканинному рівні
3. Відновлення тканин у відповідь на пошкодження
4. Відновлення частини втраченого органу
3. РЕГЕНЕРАЦІЯ ПІСЛЯ ВИДАЛЕННЯ ДОЛИ ПЕЧІНКИ
У ЛЮДИНИ ЙДЕ ШЛЯХОМ:
1. компенсаторною гіпертрофією
4. регенераційні гіпертрофії
4. ПЕРЕСАДЖУВАННЯ ТКАНЕЙ ТА ОРГАНІВ ВІД ДОНОРА
До реципієнта ЦЬОГО Ж ВИДУ:
1. Ауто- і Ізотрансплантація
2. алло-і гомотрансплантація
3. ксено-і гетеротрансплантація
4. Імплантація і ксенотрансплантація
Виберіть кілька правильних відповідей.
5. До неспецифічних факторів ІМУННОЇ ЗАХИСТУ У ССАВЦІВ СТАВЛЯТЬСЯ:
1. Бар'єрні функції епітелію шкіри і слизових оболонок
4. Бактерицидні властивості шлункового і кишкового соку
6. КОНСТИТУЦІЙНИЙ ІМУНІТЕТ обумовлено:
2. Відсутністю взаємодії між клітинними рецепторами і антигеном
4. Ферментами, що руйнують чужорідний агент
7. ПІДТРИМКА ГЕНЕТИЧНОГО ГОМЕОСТАЗУ на молекулярному рівні обумовлена:
2. реплікації ДНК
3. репарації ДНК
8. ДЛЯ регенераційні гіпертрофії ХАРАКТЕРНО:
1. Відновлення початкової маси пошкодженого органу
2. Відновлення форми пошкодженого органу
3. Збільшення кількості та розмірів клітин
4. Освіта рубця на місці травми
9. У ЛЮДИНИ ОРГАНАМИ ІМУННОЇ СИСТЕМИ Є:
2. Лімфатичні вузли
3. Пейєрові бляшки
5. Сумка Фабрициуса
10. Типи І СПОСОБИ РЕГЕНЕРАЦІЇ: