Клеточная теория старение

Важным вопросом старения на уровне клеток и ткани является клеточный ответ на повреждения. Из-за стохастической природы повреждений отдельные клетки стареют, например в связи с достижением границы Хейфлика, быстрее остальных клеток. Такие клетки потенциально могут угрожать здоровью всей ткани. В наибольшей мере такая угроза проявляется среди стволовых клеток, у которых происходит быстрое деление, таких как клетки костного мозга или эпителия кишечника, в связи с большим потенциалом таких тканей в создании мутантных, возможно раковых, клеток. Известно, что именно клетки этих тканей быстро отвечают на повреждения инициацией программы апоптоза. Например, даже низкие дозы радиации (0,1 Gy) вызывают апоптоз в клетках эпителия кишечника, а даже слабый химический стресс вызывает апоптоз стволовых клеток старых мышей.

Как правило, в таких тканях массовый апоптоз является признаком возрастания числа повреждений клеток. С другой стороны, в других тканях ответом на возрастание уровня повреждений может быть арест клеток на определённой стадии клеточного цикла для прекращения деления. Баланс между апоптозом и арестом повреждённых клеток наиболее важен как компромисс между старением и раком. То есть, или организм должен убить повреждённые клетки, или дать им возможность существовать, увеличивая риск возникновения рака. Таким образом, р53 и сокращение теломер, важные факторы в вызывании апоптоза клеток, могут рассматриваться как пример антигонистической плейотропии, как было указано выше.

35 билет.

1 вопрос.

Генетика—наука, изучающая наследственность и изменчивость, а также закономерности передачи наследственных признаков от поколения к поколению.

Наследственность — это способность организмов сохранять и передавать особенности своего строения, функции и развития своему потомству.

- это свойство организмов, обеспечить материальную и функциональную преемственность в ряду поколений, а также характер индивидуального развития при постоянно меняющихся условиях среды.

Методы исследования: гибридологический анализ — система скрещиваний, которая позволяет проследить в ряду поколений закономерности наследования и изменения признаков.

Цитологический, близнецовый, онтогенетический (проявление действия генов в онтогенезе) и другие. Широко применяются математическая статистика и анализ.

К методам, широко используемым при изучении генетики че­ловека, относятся генеалогический, популяционно-статистический, близнецовый, метод дерматоглифики, цитогенетический, биохими­ческий, методы генетики соматических клеток.

Генеалогический метод - составление и анализ родословных. При составлении родо­словных исходным явля­ется человек—пробанд, родословную которого изучают. Обычно это или больной, или носитель определенного признака, на­следование которого необ­ходимо изучить. При составлении родословных таблиц используют условные обозначения. Поколения обозначают римскими цифрами, индивидов в данном поколении—арабскими.

С помощью метода установляется наследственная обусловленность изучаемого признака, тип его наследования. При анализе родословных по нескольким признакам выявляется сцепленный характер их наследования, что исполь­зуют при составлении хромосомных карт. Метод позволяет изучать интенсивность мутационного процесса, оценить экспрес­сивность и пенетрантность аллеля. Используется в медико-генетическом консультировании для прогнозирования по­томства. Генеалогический анализ существенно осложняется при малодетности семей.

Близнецовый метод. Этот метод заключается в изучении закономерностей наследо­вания признаков в парах одно- и двуяйцевых близнецов. Применение: изучение наслед­ственности и изменчивости у человека для определения соотноси­тельной роли наследственности и среды в формировании различных признаков, как нормальных, так и патологических, оценить эффективность действия на организм неко­торых внешних факторов (лекарственных препаратов, обучения, воспитания).

При половом размножении в процессе оплодотворения объеди­няются геномы (Геномом называют всю совокупность наследственного материала, заключенного в гаплоидном наборе хромосом клеток данного да организмов) двух родительских половых клеток, образуя генотип нового организма. Все соматические клетки такого организма об­ладают двойным набором генов, полученных от обоих родителей. Таким образом, генотип — это генетическая конституция организ­ма, представляющая собой совокупность всех наследственных за­датков его клеток, заключенных в их хромосомном наборе — кариотипе (Кариотип —диплоидный набор хромосом, свойственный сома­тическим клеткам организмов данного вида, являющийся видоспецифическим признаком и характеризующийся определенным чис­лом и строением хромосом).

Наследственность — это свойство живых организмов переда­вать свои признаки потомкам в поколениях. Этим обеспечивает­ся преемственность и связь в популяциях между разными поко­лениями. Наследственность является одним из главных факто­ров эволюции. Материалом, обеспечивающим наслед­ственность организмов, является ДНК, образующая конкретный генотип организма и генофонд популяции и вида в целом.

В процессе эволюции наследуются в целом генотипы, являющиеся но­сителями этих и других признаков. Основными носителями ге­нов в клетке и организме эукариот являются хромосомы, состоя­щие из ДНК и белков. Хромосомы находятся в ядре, имеющем гаплоидный или диплоидный (реже полиплоидный) набор хро­мосом.

Некоторые признаки могут наследоваться без участия ядерно­го аппарата. Это касается так называемой цитоплазматической наследственности. Некоторые кле­точные структуры (митохондрии, пластиды) имеют свою автоном­ную кольцеобразную ДНК и способны делиться сравнительно автономно от клетки. Поэтому некоторые признаки, связанные с эти­ми структурами (окраска плодов, цветков и листьев, высокая ак­тивность клеточного дыхания и ряд др.) могут передаваться дочер­ним поколениям, но только по материнской линии или при веге­тативном размножении (так как спермин не несут пластид и последние передаются с клетками материнского организма). Совокупность генов, расположенных в цитоплазматических мо­лекулах ДНК, называют плазмоном. Он определяет цитоплазматическую наследственность.

Ответ №2.

Биотические факторы окружающей среды (Биотические факторы; Биотические экологические факторы; Biotic factors; Biological factors; от греч. Biotikos — жизненный) — факторы живой среды, влияющие нажизнедеятельность организмов.

Беклемишев В.Н. разделил биотические факторы на 4 группы:

§ топические — по изменению среды (разрывание почвы)

§ трофические — пищевые отношения (продуценты, консументы, редуценты)

§ фабрические — по жилищу (паразитические черви используют организм как среду обитания)

§ форические — по переносу (рак отшельник переносит актинию)

Действие биотических факторов выражается в форме взаимовлияний одних организмов на жизнедеятельность других организмов и всех вместе на среду обитания. Различают прямые и косвенные взаимоотношения между организмами.

Внутривидовые взаимодействия между особями одного и того же вида складываются из группового и массового эффектов и внутривидовой конкуренции.

Межвидовые взаимоотношения значительно более разнообразны. Возможные типы комбинации отражают различные виды взаимоотношений:

§ нейтрализм — взаимоотношения между организмами не приносят друг другу ни вреда, ни пользы

§ синойкия (квартирантство) — сожительство, при котором особь одного вида использует особь другого вида только как жилище, не принося своему «живому дому» ни пользы, ни вреда. Например, пресноводная рыбка горчак откладывает икринки в мантийную полость двухстворчатых моллюсков. Развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска, но они безразличны для хозяина и не питаются за его счет.

§ конкуренция — антагонистические отношения между организмами (видами), связанные борьбой за пищу, самку, место обитания и другие ресурсы

§ мутуализм (взаимовыгодный симбиоз) — совместное сожительство организмов разных видов, приносящее взаимную пользу. Например, лишайники являются симбиотическими организмами, тело которых построено из водорослей и грибов. Нити гриба снабжают клетки водоросли водой и минеральными веществами, а клетки водорослей осуществляют фотосинтез и, следовательно, снабжают гифы грибов органическими веществами.

§ протокооперация (кооперация) — это полезные взаимоотношения организмов, когда они могут существовать друг без друга, но вместе им лучше. Например, рак-отшельник и актиния, акулы и рыбы-прилипалы.

§ комменсализм — совместное сожительство организмов разных видов, при котором один организм использует другой как жилище и источник питания, но не причиняет вреда партнеру. Например, некоторые морские полипы, поселяясь на крупных рыбах, в качестве пищи используют их испражнения. В желудочно-кишечном тракте человека находится большое количество бактерий и простейших, питающихся остатками пищи и не причиняющих вреда хозяину.

§ аменсализм — это взаимоотношения между организмами, при которых один несет ущерб, а другому они безразличны. Например, гриб пеницилл выделяет антибиотик, убивающий бактерий, но вторые на гриб никак не влияют.

§ паразитизм — это форма антагонистического сожительства организмов, относящихся к разным видам, при котором один организм (паразит), поселяясь на теле или в теле другого организма (хозяина), питается за его счет и причиняет вред. Болезнетворное действие паразитов слагается из механического повреждения тканей хозяина, отравления его продуктами обмена, питания за его счет. Паразитами являются все вирусы, многие бактерии, грибы, простейшие, некоторые черви и членистоногие. В отличие от хищника паразит использует свою жертву длительно и далеко не всегда приводит ее к смерти. Нередко вместе со смертью хозяина погибает и паразит. Связь паразита с внешней средой осуществляется опосредованно через организм хозяина.

§ хищничество.

Антагонистические взаимоотношения паразитов и хищников со своими жертвами поддерживают численность популяции одних и других на определенном относительно постоянном уровне, что имеет большое значение в выживании видов.

Экологическая пирамида — графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников, видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.

Правило экологической пирамиды

Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую.

Биогеоценоз- это сообщество разных видов микроорганизмов, растений и животных, заселяющие определенные места обитания и устойчиво поддерживающие биогенный круговорот веществ. Поддержание круговорота в конкретных геогр-их условиях – ос­новная функция биогеоценоза.

Основные характеристики биоценоза:

список видов – видовое разнообразие:

многообразие – число видов на единицу площади;

выравненность – характеризует какой вид как представлен (крайняя вырав­ненность – каждый вид представлен одинаковым числом особей);

2) обилие вида – число особей вида на единицу площади или объема. Напри­мер, шкала Друде (глазомерная оценка), бальная оценка – от полного отсутствия до боль­шого обилия.

3)постоянство – определяется по встречаемости вида в разных пробах. Если вид встреча­ется более чем в 50% проб  постоянный; если в 25-50% - добавочный вид; менее чем в 25% - случайный. Постоянные виды определяют структуру биоценоза.

4)доминирование. Доминантный вид – тот вид, который определяет всю жизнь биоценоза, руководитель. Принцип доминантности сформирован Раменским в геоботанике. Он пока­зал, что существуют виды, определяющие всю жизнь сообщества.

Развитие биоценозов, при котором имеет место замещение во времени одного сообщества другим, называют экологической сукцессией. В большинстве случаев процессы сукцессии занимают временные промежутки, измеряемые годами и десятилетиями. Известны вековые изменения экосистем, отражающие общие пути эволюции биосферы.

Динамика сообществ - изменения во времени — естественное свойство экологических сообществ. Первопричиной смены фитоценозов он считал изменение отдельных климатических факторов или их комплекса, а реакция экосистем в виде смены последовательного ряда сообществ представляет адаптивный ответ на экосистемном уровне. Сукцессия, по Ф. Клементсу, завершается формированием сообщества, наиболее адаптированного по отношению к комплексу климатических условий. Такое сообщество он называл «климакс-формация», или просто климакс.

Таким образом, концепция климакса подразумевает, что в пределах региона, характеризующегося более или менее однородным климатом, фитоценозы, завершившие сукцессионный процесс, образуют климаксовое сообщество независимо от того, с какого типа начиналась сукцессия. Смены растительности, начинающиеся от разных сообществ и заканчивающиеся климаксом, называют сукцессионными сериями. Сукцессионные серии в зависимости от условия влажности делят на гидросерии (исходными являются сообщества влажных местообитаний) и ксеросерии (начинаются от сухих сообществ). Процесс сукцессии меняет их на ассоциации промежуточных по влажности местообитаний (мезосерии), которые существуют в динамическом равновесии с региональным климатом. Ф. Клементе полагал, что все серии сукцессионных смен сообществ могут быть только прогрессивными.

Современная концепция экологических сукцессии: климакс как завершающая формация есть тоже лишь временное состояние; в процессе вековых изменений климата и других свойств среды имеют место «крупномасштабные» изменения экосистем. Кроме того, многообразие влияний на ход сукцессии приводит к тому, что устойчивым (равновесным) в данных географических условиях могут быть несколько типов биоценозов (гипотеза «поликлимакса») или даже мозаика таких сообществ. В определенных условиях сукцессия может быть регрессивной, направленной на обеднение и упрощение сообществ. Особенно часто сукцессии такого рода (дигрессии) возникают в результате антропогенных воздействий на биоценоз, нарушающих оптимальность условий существования тех или иных видов.

Ответ № 3.

Человек - единственный вид на Земле, распространившийся во всех частях её суши и ставший поэтому экологическим фактором с глобальным влиянием. Биогеоценозы вытесняются антропобиогеоценозами, абсолютно доминирующим экологическим фактором которых является человек.

Среда обитания людей включает естественную и искусственную среду (биоприродный и социально-культурный компоненты). Тем не менее и в естественной, и в искусственной среде человек представлен как социальное существо.

Среда обитания человека представляет собой сложное переплетение взаимодействующих естественных и антропогенных экологических факторов, набор которых различается в разных природно-географических и экономических регионах планеты. В таких условиях необходим единый интегральный критерий качества среды с точки зрения её пригодности для обитания человека

Паразитизм как экологический феномен.

Паразитизм широко распространен в природе. Паразитическими организмами являются все вирусы, многие бактерии и грибы. Среди высших растений также встречаются паразитические, поселяющиеся на других растениях. Из животных паразитический образ жизни ведут многие простейшие, черви, членистоногие.

Основной средой обитания для паразитов является хозяин, но паразиты так же связаны и со средой, окружающей хозяина (среда второго порядка), которая действует на паразитов опосредованно, через тело хозяина. Совокупность всех паразитов, одновременно обитающих в каком – либо организме называется паразитоценозом. А совокупность паразитов вместе с организмом хозяина – симбиоценоз. Симбиоценоз является источником патологических процессов в организме хозяина.

Вопрос 3. Учение академика Е.Н. Павловского о природно-очаговых заболеваниях.

Е.Н. Павловский выделил особую группу болезней, характеризующихся природной очаговостью. Природно-очаговыми называются болезни, связанные с комплексом природных условий. Они существуют в определенных биогеоценозах независимо от человека, но когда люди попадают в эти биогеоценозы, то могут подвергнутся заражению. Возбудители природно-очаговых болезней циркулируют среди диких животных и являются сочленами в естественных биогеоценозов.

Существование очагов таких болезней обусловлено наличием трех групп организмов:

4) Организмов, возбудителей болезни.

5) Организмов, являющихся хозяевами возбудителя

6) Организмов – переносчиков возбудителя болезни, если данное заболевание распространяется трансмиссивным путем.

С позиции переносчика заболевания делятся на:

1) Трансмиссивные: облигатно-трансмиссивные (обязательно нужен переносчик), факультативно-трансмиссивные (переносчик может быть, а может и не быть).

2) Нетрансмиссивные.

Морфологическая диагностика, цикл развития карликового цепня.

Группа: Vermes

Тип: Platodes

Класс: Cestoidea

Отряд: Cyclophyllidea

Вид: Hymenolepis nana

Морфологические особенности: имеет длину 1-5 см, в стробиле 2оо и более члеников. На грушевидном сколексе 4 присоски и хоботок с венчиком из крючьев.

Жизненный цикл: человек является и основным и промежуточным хозяином. Из кишок человека выделяются зрелые яйца. Если яйца проглочены, то под действием пищеварительных соков из них выходят онкосферы, внедряющиеся в ворсинки кишок. Здесь развиваются цистицеркоиды. Через несколько дней ворсинки разрушаются, и цистицеркоиды попадают в просвет кишки. Через 14-15 дней они достигают половой зрелости. Молодые цепни прикрепляются к слизистой оболочке кишок и достигают половой зрелости. Продолжительность жизни 1-2 месяца.