Различают следующие основные виды гомеостаза: Генетический гомеостаз обусловлен геномным уровнем организации наследственного материала. Молекула ДНК определяет генетическую стабильность клеток и организмов на протяжении всей жизни. Она хранит, реплицирует наследственную информацию и участвует в ее реализации в процессе транскрипции в реакциях матричного синтеза. ДНК состоит из 2-х полинуклеотидных цепей и отличается устойчивостью к внешним воздействиям. В процессе репликации и транскрипции, а также под действием эндогенных и экзогенных химических соединений и физических факторов могут происходить ошибки, нарушения структуры молекулы ДНК. В клетках под действием системы репарирующих ферментов (ДНК-полимеразы, редактирующей эндонуклеазы) происходит исправление ошибок репликации. Механизм репарации основан на наличии 2-х цепей, искажение последовательности нуклеотидов одной из них обнаруживается специфическими ферментами, затем соответствующий участок удаляется и заменяется новым, синтезированным на второй комплементарной цепи. Если количество повреждений остается высоким, в клетке блокируются процессы репликации, клетка не делится, т. е. не передает, возникшие изменения потомству. Т.о., набор ферментов репарации осуществляет осмотр ДНК, удаляя поврежденные участки, способствует поддержанию стабильности наследственного материала.
Важным механизмом сохранения генетического гомеостаза является диплоидность соматических клеток у эукариот. Двойная генетическая программа подавляет фенотипическое проявление большинства рецессивных мутаций. В стабилизации генотипа важное значение имеют разные виды взаимодействия генов. Фактором защиты является триплетность генетического кода, что допускает минимальное число замен внутри триплета, ведущих к искажению информации, 64% замен 3-го нуклеотида не дает изменений смыслового значения.
Структурный гомеостаз - это постоянство морфологической организации на всех уровнях различных биологических систем. Таким образом, целесообразно выделить гомеостаз клетки, ткани, органа, системы органов, организма. Клетка - это элементарная единица, которой свойственна саморегуляция. Важное значение имеют мембранные структуры, через которые осуществляется рецепция, транспорт. Особенностью регуляции структурного гомеостаза является положительная обратная связь, когда гомеостаз нижележащих структур является основой их жизнедеятельности и обеспечивает морфологическое постоянство вышестоящих структур. Универсальным механизмом регуляции является физиологическая и репаративная регенерация.
Иммунные механизмы гомеостаза обеспечивают сохранение биологической индивидуальности, когда организм распознает «свое» и «чужое» и обеспечивает защиту от чужеродного агента. Иммунитет понимается как способ защиты организма от чужеродных агентов, несущих в себе признаки генетически чужеродной информации. Чужеродную генетическую информацию чаще всего несут вещества - антигены-белки, мукополисахариды, нуклеиновые кислоты. В эволюции организмов постепенно сформировалось две формы иммунитета клеточный и гуморальный. Различают три вида Т-лимфоцитов: киллеры, хелперы, супрессоры. Они определяют трансплантационный, противоопухолевый, противовирусный иммунитет. В-клетки участвуют в гуморальном иммунитете, выделяя антитела - иммуноглобулины, которые обладают специфической активностью против антигенов, оказывают агглютинирующее или лизирующее действие. Примерами нарушений иммунного гомеостаза служат аутоиммунные болезни (множественный склероз).
Системный гомеостаз - гомеостаз жидкой части внутренней среды организма определяет постоянство состава крови, лимфы, тканевой жидкости, осмотического давления, общей концентрации электролитов и концентрации отдельных ионов, содержания в крови питательных веществ и т.д. Эти показатели даже при значительных изменениях условий внешней среды удерживаются на определенном уровне.
19. Какие виды регенераций Вам известны? Важнейшая проблема медицины – восстановление поврежденных тканей и органов и возвращение им их функций. Проблема медицинская, но основа ее биологическая.
Регенерация – процесс вторичного развития органа или ткани, вызванный повреждениями какого – либо рода.
Регенерация происходит на всех уровнях материи.
В процессе жизнедеятельности изменяется структура ДНК – молекулярная регенерация.
Регенерация может происходить внутри органоидов – внутриорганоидная регенерация. Восстанавливаются кристы митохондрий, цистерны комплекса Гольджи, части ЭПР и др.
Все вместе эти 3 уровня регенерации составляют внутриклеточную регенерацию.
Клеточная регенерация – увеличение количества клеток.
По способности к регенерации выделяют 3 группы тканей и органов:
Регенераторная реакция в форме новообразования клеток: эпителий кожи, костный мозг, костная ткань, эпителий тонкой кишки, лимфатическая система.
Промежуточная форма. Происходит деление клеток и внутриклеточная регенерация. Печень, легкие, почки, надпочечники, скелетная мускулатура.
Преобладает внутриклеточная регенерация. Клетки центральной нервной системы, миокарда.
Регенерация присуща всем организмам. С потерей или отсутствием способности к бесполому размножению теряется способность к соматической регенерации (из участка тела организм не образуется, но регенеративная функция отдельных частей организма сохраняется).
Регенерация может быть физиологической и репаративной. В свою очередь репаративная регенерация бывает нескольких видов:
- возмещающая;
- посттравматическая;
- восстановительная;
- патологическая.
По степени восстановления репаративная репарация может быть типической (полной) – гомоморфоз, морфолаксис и атипическая - неполная, гетероморфоз.
Физиологическая регенерация – восстановление частей организма, износившихся в процессе жизнедеятельности. Действует на протяжении всего онтогенеза, поддерживает постоянство структур, несмотря на гибель клеток. Интенсивные процессы физиологической регенерации при восстановлении клеток крови, эпидермиса, слизистых оболочек. Примерами могут быть линька птиц, рост зубов у грызунов. Физиологическая регенерация происходит не только в тканях с интенсивно делящимися клетками, но и там, где клетки делятся незначительно. 25 гепатоцитов из 1000 погибают и столько же восстанавливаются. Физиологическая регенерация – динамический процесс, который включает в себя клеточное деление и другие процессы. Обеспечение функций лежит в основе нормального функционирования организма.
Репаративная регенерация – восстановление поврежденных тканей и органов после чрезвычайных воздействий. При полной регенерации восстанавливается полное исходное строение ткани после ее повреждения, её архитектура остается неизменной. Распространена у организмов, способных к бесполому размножению. После прекращения действия ядов восстанавливается архитектоника за счет деления гепатоцитов – клеток печеночной паренхимы. Восстанавливается исходная структура. Гомоморфоз – восстановление структуры в том виде, в котором она существовала до разрушения. Неполная репаративная регенерация – регенерированный орган отличается от удаленного - гетероморфоз. Исходная структура не восстанавливается, а иногда вместо одного органа развивается другой орган. У млекопитающих могут регенерировать все 4 вида ткани.
1. Соединительная ткань. Рыхлая соединительная ткань обладает высокой способностью к регенерации. Лучше всего регенерируют интерстициальные компоненты – образуется рубец, замещающийся тканью. Костная ткань – аналогично. Основные элементы, восстанавливающие ткань – остеобласты (малодифференцированные камбиальные клетки костной ткани);
2. Эпителиальная ткань. Обладает выраженной регенерационной реакцией. Эпителий кожи, роговая оболочка глаза, слизистые оболочки полости рта, губ, носа, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря, слюнные железы, паренхима почек. При наличии раздражающих факторов могут происходить патологические процессы, приводящие к разрастанию тканей, что приводит к раковым опухолям.
3. Мышечная ткань. Значительно меньше регенерирует, чем эпителиальная и соединительная ткани. Поперечная мускулатура – амитоз, гладкая – митоз. Регенерирует за счет недифференцированных клеток – сателлитов. Могут разрастаться и регенерировать отдельные волокна, и даже целые мышцы.
4. Нервная ткань. Обладает плохой способностью к регенерации. В эксперименте показано, что клетки периферической и вегетативной нервной системы, двигательные и чувствительные нейроны в спинном мозге мало регенерируют. Аксоны хорошо регенерируют за счет Шванновских клеток. В головном мозге вместо них - глия, поэтому регенерация не происходит.
На клеточном уровне выделяют несколько фаз регенерации конечности:
фаза заживления раны;
процесс демонтирования;
фаза « конической бластемы»;
фаза редифференцировки.
Фаза заживления раны. В этот период происходит обрастание клетками раны на культе, возникает апикальная «шапочка» (если контакт нарушен – регенерации не будет).
Процесс демонтирования. После заживления, в тканях, прилежащих к культе, происходит рассасывание ткани. Мышечные волокна утрачивают упорядоченность, становятся «растрепанными». В костной ткани утрачивается надкостница, появляются гигантские фагоцитирующие клетки, имеющие не менее 3-х ядер. Эти клетки захватывают матрикс и освобождают место для роста новой кости и хряща, удаляя ненужный материал. Концевая часть культи становится отечной и выпячивается.
Фаза редифференцировки. Конечность удлиняется, начинается редифференцировка, и процесс регенерации подходит к концу. Если денервировать конечность - регенерация не произойдет т.к. нервная ткань выполняет эндокринную, проводящую функции. Кроме того, нервная ткань осуществляет секрецию белкового гормона, под контролем которого осуществляется регенерация.
Елизаров проводил ломку и удлинение костей. Им были созданы уникальные аппараты, благодаря которым было возможно раздвижение костей скелета и коррекция их формы.
Остро стоит проблема регенерации печени. При циррозе печени приходится проводить ее частичное удаление. Иногда подобная операция проводится несколько раз, печень быстро регенерирует без сохранения формы, сохраняя функцию и общую массу.
Регенерацию можно стимулировать антикейлоном, витамином В12, АТФ, РНК.
20. Что такое трансплантация? Какие виды трансплантации различают? Трансплантация — в медицине пересадка какого-либо органа или ткани, например, почки, сердца, печени, лёгкого, костного мозга, стволовых гемопоэтических клеток, волос.
Организм, от которого берут органы или ткани для пересадки, называют донором.
Организм, которому пересаживают ткани или органы, называют реципиентом.
Аутотрансплантаты - собственные ткани реципиента. Использование таких трансплантатов не вызывает иммунного ответа донора. Как правило, это кожа, сухожилия, кости, отдельные участки поджелудочной железы, сосуды. Например, вены могут заменять артерии и при этом со временем уплотняться, "артериализоваться".
Аллотрансплантаты - донорские органы, пересаженные реципиенту от особи одного с ним вида. Именно их используют в большинстве трансплантаций: от роговицы до сердца. Пересадка сопровождается реакцией отторжения и требует постоянного приема иммуносупрессоров для подавления иммунного ответа донора. Кроме трупного донорства в России также существует родственное. Так пересаживают почку, долю легкого, тонкой кишки, печени, поджелудочной железы. В некоторых странах живым донором может стать супруг (так называемое эмоциональное донорство).
Ксенотрансплантаты
- донорские органы, пересаженные реципиенту от особи иного вида. Довольно распространена практика замены клапанов человеческого сердца свиными (или из бычьего перикарда). При такой пересадке трансплантаты полностью деиммунизируются (очищаются от донорских клеток), используются только механические свойства ткани. Именно поэтому иммунной реакции отторжения у реципиента не возникает.
Имплантаты (протезы) - искусственно созданные трансплантаты. Нередко заменой кровеносных сосудов становятся синтетические протезы из дакрона, тефлона, тефлон-фторлона, политетрафторэтилена и др. В качестве клапанов сердца также используют механические трансплантаты из металла, углерода и/или синтетических материалов. Замена сердца, трахеи, почки и других органов искусственными - лишь временная мера, позволяющая дождаться донорского органа.
Биоимплантаты - органы, выращенные из собственных клеток реципиента, что позволяет предотвратить возникновение иммунной реакции отторжения. Сейчас во многих клиниках и научных центрах проводятся исследования по выращиванию сердца, почек, легких, печени, менисков, сосудов на основе деиммунизированных каркасов. Но пока речь только об экспериментах на животных.
21. Смерть как завершение онтогенеза. Клиническая и биологическая смерть. Смерть – универсальный способ ограничить участие многоклеточного организма в размножении. Без смерти не было бы смены поколений – одного из главных условий эволюционного процесса.
Наступлению биологической смерти нередко предшествует состояние клинической смерти, при котором клетки и ткани сохраняют достаточный уровень жизнеспособности, чтобы организм с помощью определённых воздействий мог быть возвращен к жизни – реанимация.
Признаком клинической смерти служит прекращение важнейших жизненных функций: потеря сознания, отсутствие сердцебиения и дыхания. Биологическая смерть наступает лишь постепенно, связана с прекращением самообновления, химические процесс становятся неупорядоченными, в клетках происходит аутолиз (самопереваривание) и разложение. Эти процессы происходят в различных органах с неодинаковой скоростью, которая определяется степенью чувствительности тканей к недостатку кислорода. Нервные клетки коры головного мозга – наиболее чувствительны (5-6 минут).
Реанимация – возвращение к жизни из состояния клинической смерти. Возможно, если не повреждены жизненно важные органы. В случае смерти от рака, туберкулёза и т. д. период клинической смерти так же существует и оживление теоретически возможно, но организм настолько разрушен, что не будет жизнеспособным.
В процессе умирания обычно выделяют несколько стадий – преагонию, агонию, клиническую смерть, биологическую смерть.
Преагональное состояние характеризуется дезинтеграцией функций организма, критическим снижением артериального давления, нарушениями сознания различной степени выраженности, нарушениями дыхания.
Вслед за преагональным состоянием развивается терминальная пауза – состояние, продолжающееся 1-4 минуты: дыхание прекращается, развивается брадикардия, иногда асистолия, исчезают реакции зрачка на свет, корнеальный и другие стволовые рефлексы,
По окончании терминальной паузы развивается агония. Одним из клинических признаков агонии является агональное дыхание с характерными редкими, короткими, глубокими судорожными дыхательными движениями, иногда с участием скелетных мышц.
Дыхательные движения могут быть и слабыми, низкой амплитуды. В обоих случаях эффективность внешнего дыхания снижена. Агония, завершающаяся последним вдохом, переходит в клиническую смерть. При внезапной остановке сердца агональные вдохи могут продолжаться несколько минут на фоне отсутствующего кровообращения.
Клиническая смерть. В этом состоянии при внешних признаках смерти организма (отсутствие сердечных сокращений, самостоятельного дыхания и любых нервнорефлекторных реакций на внешние воздействия) сохраняется потенциальная возможность восстановления его жизненных функций с помощью методов реанимации.
Основными признаками клинической смерти являются:
1. Отсутствие сознания
2. Отсутствие самостоятельного дыхания
3. Отсутствие пульсации на магистральных сосудах
Дополнительными признаками клинической смерти являются:
1. Широкие зрачки
2. Арефлексия (нет корнеального рефлекса и реакции зрачков на свет)
3. Бледность, цианоз кожного покрова.
Биологическая смерть. Выражается посмертными изменениями во всех органах и системах, которые носят постоянный, необратимый, трупный характер.
Посмертные изменения имеют функциональные, инструментальные, биологические и трупные признаки:
1. Функциональные: - отсутствие сознания
- отсутствие дыхания, пульса, артериального давления
- отсутствие рефлекторных ответов на все виды раздражителей
2. Инструментальные: - электроэнцефалографические
- ангиографические
3. Биологические: - максимальное расширение зрачков
- бледность и/или цианоз, и/или мраморность (пятнистость) кожных покровов
- снижение температуры тела
4. Трупные изменения: - ранние признаки
- поздние признаки
Констатация смерти человека наступает при биологической смерти человека (необратимой гибели человека) или при смерти мозга.
Базовые реанимационные мероприятия включают в себя следующий перечень навыков:
обеспечение проходимости дыхательных путей,
непрямой массаж сердца,
искусственная вентиляция лѐгких (ИВЛ) без использования специальных устройств за исключением защитных приспособлений;
применение автоматического наружного дефибриллятора (до 2000 года относилось к специализированным реанимационным мероприятиям). 22. Проблемы реанимации.
Реанимация (оживление организма) — дающий жизнь, термин введен В.А. Неговским) — совокупность мероприятий по оживлению человека, находящегося в состоянии клинической смерти, восстановление резко нарушенных или утраченных жизненно важных функций организма. В качестве жаргонизма или на бытовом уровне слово «реанимация» часто используется также в отношении отделений интенсивной терапии, медицинских учреждений и специализированных бригад скорой медицинской помощи.
В медицинском смысле реанимация может включать в себя сердечно-легочную реанимацию, интенсивную терапию, и комплекс мер, направленных на поддержание жизнедеятельности. Сердечно-легочная реанимация является экстренным мероприятием, необходимость в котором возникает при внезапно развившейся остановке сердца или дыхания. При восстановлении кровообращения и дыхания к больному применяется комплекс мер интенсивной терапии, направленных на устранение негативных последствий остановки дыхания и/или сердцебиения, и устранение или облегчение патологического состояния, приведшего к развитию подобных опасных для жизни нарушений. При сохраняющейся неспособности полноценно поддерживать гомеостаз к больному помимо интенсивной терапии применяются так же меры поддержание жизнедеятельности, в большинстве случаев это ИВЛ, но также возможна установка ЭКС и ряд других мероприятий.