Полная версия

Главная arrow География arrow БИОЛОГИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное развитие начинается с момента выхода развивающегося организма из оболочек яйца или из организма матери. Главной особенностью его является то, что родившийся организм вступает в непосредственный контакт с внешней средой. Он начинает дышать, питаться, реагировать на различные воздействия. Однако и после рождения собственно процесс индивидуального развития продолжается. Главные изменения заключаются в росте, дальнейшей специализации клеток и тканей, регенерации и старении.

3.3.3.1. Непрямое и прямое постэмбриональное развитие

Многие низшие многоклеточные, такие, как губки, кишечнополостные, плоские и кольчатые черви, членистоногие, иглокожие, низшие хордовые (асцидии, ланцетник) и низшие позвоночные (круглоротые, двоякодышащие рыбы и земноводные), выходят из яйцевых оболочек в виде личинки. Личинки по своему строению отличаются от взрослых половозрелых форм соответствующих животных. У них, как правило, не развиты половые железы, часто имеются специальные личиночные органы, обеспечивающие приспособленность к способу существования, отличному от существования взрослой формы. Размеры обычно маленькие, так как они выходят из яиц, содержащих небольшое количество желтка. Самостоятельно питаясь, личинки растут, изменяют свою форму и превращаются в половозрелую особь. В некоторых случаях эти превращения (метаморфоз) бывают разительны. Они заключаются в том, что личиночные органы исчезают и появляются органы взрослой стадии. Такой тип постэмбрионального развития, проходящий с метаморфозом, т. е. с превращением, называется непрямым.

В отношении большинства видов считается, что непрямое развитие исторически первично. Биологическое значение личиночных стадий многообразно. Во-первых, при небольшом запасе желтка в яйцеклетке благодаря самостоятельному питанию личинки обеспечивается дальнейшее развитие более сложно устроенной взрослой стадии. Примером этому служит развитие иглокожих, земноводных. Во-вторых, у некоторых видов, ведущих сидячий образ жизни, и у паразитов свободно живущая личинка обеспечивает расселение вида в пространстве (асцидии, паразитические ракообразные саккулины). В-третьих, вследствие иного способа существования личинок по сравнению с половозрелой стадией, называемой имаго, они как бы выходят из конкуренции за пищу и другие факторы со своими взрослыми стадиями (насекомые). Считают, что у насекомых развитие с метаморфозом вторично. На рис. 3.19 приведены примеры непрямого развития у асцидии, таракана, мухи и лягушки.

Метаморфоз у различных животных

Рис. 3.19. Метаморфоз у различных животных:

А — развитие комнатной мухи (яйцо, личинки, куколка, взрослая муха);

Б — развитие таракана (яйцо, шесть возрастов личинок, взрослое насекомое); В — асцидия (личинка и взрослая форма); Г — развитие лягушки (головастик и последовательные стадии метаморфоза)

Если метаморфоз не имеет выраженного характера и личинка в процессе метаморфоза мало меняется по форме, как, например, у таракана, он называется неполным. При полном метаморфозе строение личинки и имаго очень различаются, в развитии происходят выраженные процессы разрушения одних и новообразования других органов (муха, лягушка). Ход метаморфоза регулируется гормонами. У амфибии, например, большая роль принадлежит гормонам таких желез внутренней секреции, как щитовидная.

В эволюции позвоночных животных наблюдается как бы выпрямление постэмбрионального развития. Благодаря увеличению количества желтка в яйцеклетках или внутриутробному развитию эмбриональный период удлиняется, и организм к моменту выхода из яйцовых оболочек в главных чертах строения напоминает взрослую стадию. Постэмбриональный период в этом случае характеризуется в основном ростом и изменением пропорций тела, приобретением состояния функциональной зрелости органов и систем. Созревает и начинает функционировать половая система.

Такой тип эмбрионального развития, лишенный личиночной стадии, называется прямым. Он характерен для онтогенеза высших позвоночных: пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.

3.3.3.2. Рост организма в онтогенезе

Рост — это увеличение размеров развивающегося организма. Рост всегда связан с увеличением массы, однако не всякое увеличение массы организма обозначается как рост. Например, отложение жира, накопление половых продуктов у некоторых низших животных, беременность у млекопитающих приводят только к увеличению массы тела. О росте судят как по изменению массы, так и по увеличению линейных размеров тела. В эмбриональном и в постэмбриональном периодах до наступления полового созревания изменение обоих показателей идет параллельно и зависит от одних и тех же причин.

У человека рост наиболее выражен в пренатальном и раннем детском возрасте. Если судить о росте по длине тела, то к концу первой трети внутриутробного периода она составляет 10 см, к концу второй трети — 38 см, а к моменту рождения — приблизительно 50 см. В первый год жизни ребенок в среднем прибавляет еще 25 см, во второй год — 11 см, а в третий — еще 8 см. Далее ежегодно рост человека увеличивается на 5—7 см, а в младшем школьном возрасте на 4—5 см. В период полового созревания ежегодная прибавка роста снова составляет около 8 см. Это так называемый пубертатный скачок роста. Человек, как и многие другие организмы, характеризуется ограниченным ростом. Примерно к 25 годам жизни его рост прекращается. В природе встречаются виды с неограниченным ростом, например рыбы.

На фоне роста организма в целом различные органы в разные периоды онтогенеза увеличивают свою массу с неодинаковой скоростью. На протяжении всего периода роста тела человека постепенно изменяется соотношение размеров его частей (рис. 3.20). Так, рост головы, например, наиболее выражен в эмбриональный период, а интенсивность роста конечностей выше после рождения. Непропорциональность роста отдельных частей организма указывает на его тесную связь с другими процессами развития.

Изменение пропорций тела в ходе онтогенеза человека

Рис. 3.20. Изменение пропорций тела в ходе онтогенеза человека

Рост организма происходит в результате увеличения количества клеток, межклеточного вещества и размеров клеток. Регуляция роста организма сложна. У видов с ограниченным ростом масса тела не может превысить определенную величину. Это означает, что рост регулируется генетически. В то же время рост у разных особей одного вида неодинаков. Он плавно изменяется в некоторых пределах. Это объясняется тем, что генетически рост регулируется одновременно несколькими разными генами (см. 3.4.2.4). Масса развивающегося организма зависит также от условий среды, в которой протекает развитие. Понятие «среда» употребляется в данном случае в широком смысле, т. е. подразумеваются как внутренние, так и внешние по отношению к организму условия. Так, особые белки кейлоны подавляют деление клеток тех тканей, в которых они образуются. Еще один белок — фактор роста нервов во много раз усиливает деление клеток, которые затем специализируются в симпатические или чувствительные нервные клетки. В регуляции роста организма активное участие принимают гормон роста, выделяемый гипофизом, а также гормоны щитовидной железы. Результаты некоторых нарушений регуляции роста приведены на рис. 3.21.

На рост оказывают влияние и внешние условия, например количество и качество пищи, свет, температура, социальные факторы, психологические воздействия. При недостатке в рационе некоторых аминокислот и белков рост замедляется.

В период половой зрелости все органы и ткани достигают той степени зрелости, которая свойственна взрослому. Во взрослом организме также происходят определенные изменения клеток, тканей и Органов, но они имеют иной характер. В основном эти изменения отражают функциональное состояние органов. По достижении определенного возраста в организме происходят и накапливаются старческие изменения.

Гигант и карлик (взрослые)

Рис. 3.21. Гигант и карлик (взрослые)

3.3.3.3. Старение и смерть как закономерный этап онтогенеза

Онтогенез закономерно завершается старостью и смертью.

Изучением старения организмов занимаются и биология, и медицина. Биологи изучают механизм старения и факторы, которые регулируют скорость старения. Медицина ищет пути замедления процесса старения и обеспечения здоровья стареющих людей. Процесс старения, показатели смертности представляют большой интерес для социологов. Прогнозы продолжительности жизни и возрастной структуры населения имеют важное значение для экономических и социальных перспектив развития общества.

Старение — это закономерный, нарастающий во времени процесс, ведущий к снижению приспособительных возможностей организма и увеличению вероятности смерти. Нет единого мнения по вопросу о том, с какого момента онтогенеза начинается старение. Согласно одной из крайних точек зрения, старение начинается с момента образования зиготы. Согласно другой точке зрения, важным показателем старения является прекращение функции размножения. Очевидно, что старение начинается еще в период устойчивого функционирования всех систем организма, в том числе и половой. Есть мнение, что снижение некоторых функций начинается по окончании периода роста организма, что для человека соответствует возрасту 20—30 лет.

Проявления старения достаточно очевидны и разнообразны. На организменном уровне это поседение волос, снижение эластичности кожи и сократительной способности мышц, уменьшение дыхательного объема легких, снижение функций пищеварительных, щитовидной и половых желез, остроты зрения и слуха, работоспособности нервных центров. Наряду со снижением ряда показателей некоторые функции не изменяются, а интенсивность отдельных даже повышается. Важнейшие показатели внутренней среды, такие, как уровень сахара в крови, кислотно-щелочное равновесие, состав клеток крови, заметно не изменяются, но при функциональных нагрузках проявляется неспособность организма к быстрому их восстановлению. Содержание холестерина в крови, например, с возрастом повышается. Таким образом, при старении наблюдаются разнонаправленные изменения органов и систем. Время проявления и скорость нарастания этих изменений также неодинаковы. Так, вилочковая железа начинает атрофироваться после достижения половой зрелости, а половые железы у женщин — в 48—52 года. Некоторые люди седеют постепенно, начиная с 25—27 лет, а другие довольно быстро, но в более старшем возрасте.

В процессе старения отмечается уменьшение количества клеток в обновляющихся тканях, таких, как кожный эпителий и кровеносная ткань. Уменьшается также число клеток, образующих антитела, вследствие чего страдает иммунологическая защита организма. В клетках многих тканей и органов снижается уровень энергетических и пластических процессов. В тканях, сохраняющих способность к делению клеток, сокращается количество митозов. В клетках, утративших способность к делению, например нервных, накапливается пигмент «изнашивания» липофусцин.

Процесс старения происходит не только на организменном и клеточном уровнях, но и на молекулярном. Изменяются в неблагоприятную сторону физико-химические свойства белков, что нередко снижает их ферментативную активность. Можно думать, что с некоторых генов перестает считываться информация, падает интенсивность синтеза РНК. Стареющая клетка хуже отвечает на регулирующие воздействия внешнего окружения.

Очень интересно, что в большинстве клеток, тканей и органов проявления старения имеют мозаичный характер. Наряду с измененными органеллами и клетками всегда встречаются такие, строение и функции которых совершенно нормальны. Благодаря этому даже в глубокой старости многие жизненно важные функции протекают на достаточном для поддержания жизни уровне.

В связи с многообразием возрастных изменений к настоящему времени высказано более 200 различных гипотез старения, но ни одна из них пока не стала общепризнанной теорией. Тем не менее все больше исследователей склоняется к признанию первичности изменений в наследственном аппарате клеток. Вместе с тем признается также немалая роль в старении и условий среды. Следует помнить, однако, что в самом онтогенезе кроется биологическая необходимость смерти, которая реализуется через старение. После выполнения функции размножения, обеспечивающей смену поколений и поддержания жизни на видовом и более высоких уровнях организации жизни, организм закономерно стареет, что сопровождается нарастанием несоответствия между его структурно-функциональными возможностями и теми требованиями, которые к нему предъявляются средой обитания. В некоторый момент это несоответствие оказывается настолько значительным, что организм погибает.

С проблемой старения тесно связан вопрос о продолжительности жизни. Установлено, что каждый вид организмов характеризуется своей, типично видовой средней продолжительностью жизни. Типично видовую продолжительность жизни определяют возрастом, до которого доживает 20 % представителей данного вида. Наряду с этим в пределах каждого вида организмы различаются по продолжительности жизни, т. е. существует диапазон долголетия особей внутри вида. Диапазон долголетия определяют как отношение максимальной продолжительности жизни к типично видовой. Максимальной продолжительностью жизни называют предельный возраст, достигаемый отдельными организмами — долгожителями (рис. 3.22).

Максимальная продолжительность жизни (А) и коэффициент долголетия (Б) у животных разных видов и человека

Рис. 3.22. Максимальная продолжительность жизни (А) и коэффициент долголетия (Б) у животных разных видов и человека:

а — мышь; б — крыса; в — кролик; г — муфлон; д — собака; е — лошадь; ж

человек

Обращает на себя внимание, что диапазон долголетия у разных видов достаточно сходен. Таким образом, различия в продолжительности жизни особей внутри вида менее выражены, чем различия в продолжительности жизни организмов разных видов млекопитающих. Это свидетельствует о генетическом контроле продолжительности жизни. Подтверждают это и другие примеры. У долгожителей, проживших 80 лет и более, и родители чаще были долгожителями, чем у людей, умерших до достижения ими 80 лет. Продолжительность жизни у однояйцовых близнецов, как и многие другие признаки, различается гораздо меньше, чем у двуяйцовых. В различных районах мира, у разных народов средняя продолжительность жизни мужчин ниже, чем женщин. Таким образом, роль наследственности в определении продолжительности жизни и развитии возрастных изменений несомненна. Вместе с тем нет оснований думать о существовании особых генов долголетия.

В соответствии с генетическими особенностями вида для человека возраст, когда начинается интенсивное старение, колеблется в пределах ±15 лет. Эти колебания в некоторой степени зависят от условий и образа жизни.

Значение условий жизни подтверждается тем, что средняя продолжительность жизни людей в далеком (палеолит и неолит, Древняя Греция, Римская империя) и даже менее отдаленном (XIII и XIV века нашей эры) прошлом составляла 20—40 лет. В развивающихся странах средняя продолжительность жизни составляет 40—50 лет, что значительно ниже, чем в развитых странах (67—77 лет). Существенный скачок, увеличивший среднюю продолжительность жизни до 73—75 лет, связан с научно-техническим прогрессом XX в. Главными причинами этого является предотвращение эпидемий особо опасных инфекций и снижение детской смертности. В наши дни наиболее частые причины смерти — это сердечно-сосудистые заболевания и злокачественные опухоли, свойственные старшим возрастам, а также травмы.

Возрастной состав человечества сдвигается к более старшему возрасту, «население стареет». По данным на 1980 г., доля населения в возрасте 60 лет и старше во многих развитых в экономическом отношении странах достигла 20 %. Вместе с тем темп роста продолжительности жизни стал замедляться. По мнению некоторых исследователей, это означает, что человечество приблизилось к порогу типично видовой продолжительности жизни. Считают, что даже устранение сердечнососудистых и опухолевых заболеваний прибавит не более 10 лет. Делается вывод о том, что реальная продолжительность жизни человека как вида составляет 80—100 лет. В литературе описаны «рекорды» долголетия. Так, английский крестьянин Томас Парр родился в XV в., а умер в XVII, прожив свыше 152 лет. После смерти его вскрыл великий Гарвей, у которого возраст Парра не вызвал сомнений. Семейная жизнь венгров Джона и Сарры Равель длилась 147 лет: жена умерла в возрасте 164 лет, муж — 172 лет.

В связи с увеличением в общей структуре населения развитых стран доли людей преклонного возраста перед правительствами и медициной ставятся важные задачи. Необходимо, чтобы стареющие и старые люди как можно дольше сохраняли способность к активной жизни и могли приносить обществу посильную пользу. Вот почему сейчас уделяется все больше внимания разработке методов лечения, а главное, способов профилактики преждевременного старения и заболеваний, сопутствующих старости.

Многочисленные эксперименты на животных, а также наблюдения на человеке показывают, что среда обитания и образ жизни влияют на продолжительность жизни отдельных особей в пределах типично видовой продолжительности. Высокая температура, частая смена климатических условий, ионизирующее облучение, переедание, гиподинамия и безделье укорачивают жизнь. Напротив, снижение температуры тела, систематическая мышечная тренировка, разумно ограниченное питание, активная психическая и интеллектуальная деятельность увеличивают продолжительность жизни.

Такие вредные привычки, как курение и употребление алкоголя, неблагоприятно влияют на обмен веществ, на функции клеток и органов, способствуют более быстрому старению.

Смерть — необратимое прекращение всех проявлений жизнедеятельности организма. Она неизбежно завершает индивидуальное развитие любой особи. Правда, одноклеточные организмы могут заканчивать свое существование делением, т. е. образованием новых, дочерних, клеток. Для многоклеточных организмов смерть заключается в нарушении взаимосогласованности процессов синтеза и распада и превращении в труп. Остановка дыхания и сердечной деятельности, считавшиеся ранее необратимыми признаками смерти, в настоящее время могут быть устранены с помощью методов оживления организма. Опыты показали, что остановка сердца и дыхания не сопровождается прекращением всех процессов жизнедеятельности организма. Это состояние, о котором можно сказать, что оно «уже не жизнь, но еще не смерть», получило название клинической смерти. Истинная, биологическая, смерть наступает при необратимом поражении клеток головного мозга. Клетки коры головного мозга погибают через А—6 мин после прекращения кровообращения. Разработка мероприятий, направленных на сохранение жизнедеятельности нервных клеток, восстановление кровообращения и дыхания, составляют содержание науки реанимации.

При изменениях условий внешней среды в неблагоприятную сторону (высыхание, понижение температуры) некоторые организмы могут впадать в состояние анабиоза, при котором видимые появления жизни отсутствуют. В отличие от смерти в состоянии анабиоза процессы обмена веществ не разрегулированы и не прекращены, хотя и очень замедленны. Анабиоз — явление обратимое, и при восстановлении нормальных условий жизнедеятельность организма полностью нормализуется.

3.3.3.4. Регенерация и трансплантация

Регенерацией называют способность организмов восстанавливать внутриклеточные структуры, ткани и органы, разрушенные в процессе нормальной жизнедеятельности или в результате повреждения. Иногда к явлению регенерации относят восстановление целого нового организма из небольшой его части, что напоминает развитие особи во время эмбрионального развития. Различают несколько форм регенерации.

Физиологическая регенерация — это обновление клеток и органов, утрачиваемых в ходе обычной жизнедеятельности, т. е. происходящее как нормальный физиологический процесс. Примерами физиологической регенерации являются закономерная смена поколении клеток в эпителиях кожи, кишечника, отрастание ногтей, волос, сбрасывание и отрастание рогов у оленей.

Скорость обновления клеток в различных тканях неодинакова. В слизистой оболочке тонкой кишки, роговице глаза эпителиальные клетки полностью сменяются в течение 1—2 сут. В эпителиях кожи, пищевода и легких этот процесс длится дольше. О скорости обновления судят по числу делящихся клеток, а также по продолжительности отдельных периодов митотического цикла. Интересно, что в разное время суток число делящихся клеток неодинаково. Таким образом, отмечается суточный ритм клеточного обновления. Митотический индекс (число делящихся клеток на тысячу) позволяет сравнивать митотическую активность тканей.

Репаративной регенерацией в отличие от физиологической называют восстановительные процессы в клетках, органах и тканях в ответ на повреждающие воздействия. Механическая травма, хирургические воздействия, ожоги и обморожения, химические воздействия и болезни вызывают повреждение частей организма. Живым организмам любого вида присуща способность к репаративной регенерации. Формы такой регенерации и ее полнота у представителей разных групп животных существенно различаются. Эти различия обусловлены особенностями эволюции и общего плана строения организмов.

Классическим примером репаративной регенерации является регенерация гидры. Это небольшое, около 0,5 см, примитивное животное способно к восстановлению целого организма из малой его части. За это она и получила свое название по аналогии с мифической лерней- ской гидрой, у которой голова вновь появлялась каждый раз, после того как ее отрубали. Гидру можно обезглавить, ампутируя ротовой конус со щупальцами, а затем он образуется заново (рис. 3.23, Л). Разрезая гидру на части, можно увеличить число гидр, так как каждая часть преобразуется в целую гидру. Значительная регенерационная способность обнаружена у представителей типов плоских и кольчатых червей (рис. 3.23, Б), у морских звезд (рис. 3.23, В). В приведенных примерах наблюдается восстановление значительной части тела организма или даже целого организма из его части. У позвоночных животных — тритонов и головастиков лягушек — развиваются заново ампутированные лапки и хвосты (рис. 3.24). Это пример регенерации внешнего органа, в результате которой восстанавливаются его форма и функция, однако регенерировавший орган отличается уменьшенными размерами.

Несколько иначе происходит регенерация внутренних органов. При удалении у крысы одной или двух долей печени оставшиеся доли увеличиваются в размере и обеспечивают функцию в объеме, который был характерен для нормального органа. Однако форма печени при этом не восстанавливается (рис. 3.25). Процесс, при котором восстанавливаются масса и функция органа, называется регенерационной гипертрофией. Если удалить один из парных органов, например почку или яичник, то оставшийся увеличивается в размерах и выполняет функцию в объеме двух нормальных органов. После удаления лимфатического узла или селезенки оставшиеся лимфатические узлы увеличиваются в размерах. Такое увеличение массы и функции оставшегося органа в ответ на удаление сходного с ним называется компенсаторной заместительной гипертрофией и тоже относится к разряду восстановительных процессов. Термином «гипертрофия» в биологии и медицине обозначают увеличение размеров органов и частей организма.

Регенерация у некоторых видов беспозвоночных животных

Рис. 3.23. Регенерация у некоторых видов беспозвоночных животных:

А — гидра; Б — кольчатый червь; В — морская звезда

Регенерация конечности тритона

Рис. 3.24. Регенерация конечности тритона:

1—7 — последовательные этапы регенерации соответственно через 10, 12, 14, 18, 28, 42, 56 дней после ампутации

С помощью электронного микроскопа был открыт новый способ восстановления функций органов — внутриклеточная регенерация. Она состоит в увеличении количества органелл, таких, как митохондрии, рибосомы, что приводит к интенсификации энергетического и пластического обмена клеток.

Во всех случаях репаративной регенерации происходят сложные закономерные изменения структуры органов. Наиболее заметны эти изменения при восстановлении целого организма из части, при этом на раневой поверхности не происходит значительных формообразовательных процессов. Они развертываются внутри сохраненной части, в результате чего заново формируется целый организм первоначально размером с оставшуюся часть, которая затем растет. Этот способ регенерации называют морфаллаксисом. При регенерации наружных органов чаще всего наблюдается отрастание нового органа от раневой поверхности. Этот способ называется эпиморфозом.

Регенерация у млекопитающих

Рис. 3.25. Регенерация у млекопитающих:

А — регенерационная гипертрофия печени крысы (1 — до операции; 2 — после удаления двух долей; 3 — регенерировавшаяся печень); Б — регенерация мышцы крысы: (J — культи удаленной мышцы; 2 — восстановленная мышца);

В — заживление кожного разреза у человека (I — сгусток фибрина; 2 — перемещение клеток росткового слоя; 3 — образование эпителиального пласта)

Различным формам регенерации после повреждения свойственны некоторые общие черты. Сначала имеют место закрытие раны, гибель некоторой части оставшихся клеток, затем процесс дедифференци- ровки, т. е. потеря клетками специфических черт строения, а затем размножение, перемещение и снова дифференцировка клеток. Для начала процесса регенерации большое значение имеет нарушение прежних пространственных связей и контактов между клетками. В регуляции регенерационных процессов наряду с межклеточными взаимодействиями большая роль принадлежит гормонам и влияниям со стороны нервной системы. С возрастом регенерационные возможности снижаются.

Особый интерес для медицины представляет вопрос о регенерационных способностях млекопитающих, к которым принадлежит и человек. Некоторое время существовало мнение о незначительных возможностях этих животных к регенерации. Такое представление опиралось на невозможность регенерации у млекопитающих наружных органов, например конечностей. Дальнейшие исследования показали, что млекопитающие способны к регенерации внутренних органов. Распространенными способами восстановления внутренних органов у них являются регенерационная и компенсаторная гипертрофия. Хорошо регенерируют кожа (см. рис. 3.25), сухожилия, кости, нервные стволы и мышцы. Правда, для регенерации мышцы важно сохранение хотя бы небольшой ее культи (см. рис. 3.25), а для регенерации кости необходима надкостница. Таким образом, если создать необходимые условия, то можно добиться регенерации многих внутренних органов млекопитающих и человека. Невозможность у млекопитающих, отличающихся активным образом жизни, регенерации конечностей и других наружных органов, вероятно, эволюционно обусловлена. Можно думать, что большее приспособительное значение могло иметь быстрое заживление раневой поверхности, чем длительное существование нежного регенерата на местах, постоянно травмируемых при активном образе жизни.

Многие достижения ученых, изучающих процесс регенерации в опытах на животных, успешно применяются врачами.

Трансплантация, или пересадка клеток, тканей и органов с одного места на другое у одного организма, а также от одного организма к другому, широко используется в современной медицине.

В связи с тем что нередко желательной является пересадка здорового органа одного организма на место пораженного органа другого организма, кроме чисто технических, хирургических задач, возникают задачи биологические, зависящие от иммунологической несовместимости тканей донора с организмом реципиента, а также морально-этические проблемы.

Различают три вида трансплантации: ауто-, гомо- и гетеротрансплантацию. Под аутотрансплантацией понимают пересадку органов и тканей в пределах одного организма. Примерами служат пересадка кожи при ожогах и косметических дефектах, пересадка кишки на место пищевода при ожогах последнего. Под гомотрансплантацией, или аллогенной пересадкой, понимают трансплантацию органов между разными организмами одного вида. Напомним, что в этом случае донор и реципиент отличаются в генетическом отношении. Исключение составляют однояйцовые близнецы. Трансплантация органов между однояйцовыми близнецами значительно более благоприятна, поскольку такие близнецы генетически идентичны. Пересадка тканей между организмами, относящимися к разным биологическим видам, называется гетеротрансплантацией или ксеногенной пересадкой. В зависимости от места пересадки различают ортотопическую (пересадка органа в его естественное место вместо удаленного) и гетерото- пическую (пересадка органа в необычную для него область) трансплантации.

В целях пересадки органов производят хирургическое вмешательство одновременно на доноре и реципиенте либо используют органы, взятые от трупа.

В органе, который должен быть пересажен, нарушается крово- и лимфоток, а также его иннервация. Успех пересадки органов зависит от хирургической подготовки врача, жизнеспособности трансплантата, преодоления иммунологической несовместимости тканей реципиента и донора, т. е. трансплантационного иммунитета.

Иммунитетом называют способность организма защищать себя от живых организмов, клеток и веществ, проникающих в него и отличающихся от него генетически. Различают инфекционный иммунитет, или защитные реакции против микробов и вирусов, и неинфекционный иммунитет, или реакции организма на чужеродные клетки, ткани и органы, например трансплантата. Иммунологические реакции бывают клеточные и гуморальные. Клеточный иммунитет зависит от наличия в организме особых клеток — иммунных лимфоцитов, гуморальный — от наличия антител, особых белков — глобулинов. И те и другие появляются в организме через некоторое время в ответ на чужеродные антигены. Иммунные лимфоциты и антитела распознают чужеродную ткань и вызывают гибель клеток трансплантата, что приводит к его отторжению. С начала 50-х годов XX столетия разработаны и постоянно совершенствуются способы искусственного подавления трансплантационного иммунитета для удлинения срока жизни трансплантата. Таким свойством обладают ионизирующее облучение, некоторые химические вещества. Сохранению трансплантата способствует удаление вилочковой железы — важного органа иммунной защиты. С гомотрансплантатами почек и сердца люди живут месяцы и даже годы.

Трансплантация органов и тканей у человека имеет свою историю. Первые шаги в этом направлении сделали хирурги, искавшие способы сшивания сосудов. В 1934 г. Ю. Ю. Ворожей впервые осуществил пересадку человеку почки, взятой от трупа. В настоящее время пересадка почек в нашей стране осуществляется в нескольких медицинских центрах. Пересадка сердца человеку ведет свою историю с 1964 г., когда Харди предпринял попытку гетеротрансплантации сердца обезьяны человеку. Первая успешная гомотрансплантация сердца осуществлена в 1967 г. К. Бернардом, который пересадил сердце только что умершей 25-летней женщины больному 55 лет.

* * *

В постэмбриональном периоде продолжаются процессы развития и роста организма вплоть до достижения организмом половой зрелости. Многим низшим многоклеточным свойственно развитие с метаморфозом, т. е. с личиночной стадией. Для высших позвоночных, в том числе млекопитающих и человека, характерно прямое постэмбриональное развитие. Рождающийся организм похож на взрослого, но меньших размеров и степени зрелости.

Процесс роста, заключающийся в увеличении массы и линейных размеров организма, протекает особенно интенсивно в начале постэмбрионального периода. Рост происходит за счет размножения клеток, увеличения их размеров и накопления межклеточного вещества. Рост различных частей организма осуществляется неравномерно, и закономерности его подчинены организму как целостной системе.

Период интенсивного роста и полового созревания сменяется периодом стабильного функционирования организма, вслед за которым наступает период старения.

Старение — закономерный этап онтогенеза. В процессе старения происходит постепенное снижение приспособляемости организма к условиям окружающей среды, приводящее к смерти организма.

В связи с увеличением продолжительности жизни в человеческом обществе увеличивается число старых людей. Это ставит перед обществом новые социально-экономические и научные задачи. Биология и медицина призваны найти пути для удлинения периода здорового и работоспособного состояния пожилых людей.

В постэмбриональном периоде имеют место процессы обновления клеток, тканей и органов. При повреждении органов возможно их вторичное развитие — это соответственно физиологическая и репаративная регенерация.

Вопросы для самоконтроля

  • 1. Что такое прямое и непрямое постэмбриональное развитие? Приведите примеры.
  • 2. Какие процессы протекают в постэмбриональном периоде онтогенеза?
  • 3. Что называется ростом организма? Какими клеточными процессами он обеспечивается?
  • 4. Какой рост называется ограниченным? Каковы его закономерности?
  • 5. Что называют регенерацией?
  • 6. В чем заключается биологическое значение физиологической регенерации?
  • 7. Каковы основные формы и значение репаративной регенерации?
  • 8. Правильно ли мнение о том, что млекопитающим не свойственна репаративная регенерация? На чем основано и какое суждение можно ему противопоставить?
  • 9. Правильно ли считать старение и старость болезнью?
  • 10. Каковы основные проявления и закономерности старения?
  • 11. Как объяснить биологическое значение старения и смерти?
  • 12. Можно ли повлиять на темпы старения?
  • 13. В чем заключаются социальные проблемы и задачи, связанные со старением?
  • 14. Что такое биологическая и клиническая смерть?
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>