№ 2. Регуляція функцій багатоклітинних організмів.

11 Б .01.2020

12/16 .01.2020

13/19 29.01.2020

17 Д-2 24.01.2020

18 А-2 .01.2020

Регуляція функцій багатоклітинних організмів.

1. Статеве та нестатеве розмноження організмів.

2. Будова та утворення статевих клітин.

3. Регуляція функцій у багатоклітинних організмів.

4. Взаємодія регуляторних систем в організмі людини.

Завдання до пари:

Студенти готують основні поняття до Л/р№ 4, та здають їх наступного заняття - письмово, усно, тестово : розмноження, запліднення ( зовнішнє, внутрішнє), партеногенез, подвійне запліднення у рослин, статеві клітини, статеві залози, гаметогенез, сперматогенез, сперматозоїд, овогенез, яйцеклітина, полярні тільця, мітоз, мейоз, акросома.

6 интересных фактов: как иногда «шутит» репродуктивная система

1. По мере роста уровня гормонов, который начинается с завершением менструации, в яичнике формируются 7-8 фолликулов. Примерно на 7-9 день развитие продолжает только один из них – доминантный. Именно из него во время овуляции выходит и попадает в маточную трубу созревшая яйцеклетка, которая может быть в итоге оплодотворена. Остальные фолликулы, подвергаются обратному развитию, однако в некоторых случаях доминантными становятся сразу несколько из них. То есть после овуляции оплодотворенными могут оказаться все сформированные яйцеклетки – так появляются двойняшки, или разнояйцевые близнецы.

2. Две овуляции в одном цикле

Мало кто знает, что на протяжении одного менструального цикла овуляция может произойти сразу в двух яичниках, хотя принято полагать, что «работают» они попеременно. Бывают случаи, когда вслед за первым развивается второй доминантный фолликул с другой стороны. Примечательно, что овуляции могут произойти не одновременно, а с разницей от нескольких часов до недели. С одной стороны, это делает календарный метод контрацепции еще более ненадежным. С другой, дает возможность забеременеть, если при наступлении первой овуляции по каким-то причинам в «нужное время» в маточной трубе не оказалось сперматозоидов. Когда же в обоих случаях все проходит благополучно, у женщины рождаются двойняшки.

3. Однояйцевые близнецы

Зигота, или оплодотворенная яйцеклетка, начинает свой путь из канала маточной трубы в полость матки для дальнейшей имплантации. Одновременно с этим запускается процесс деления – именно так закладываются ткани различных органов и систем, благодаря чему она сначала становится эмбрионом, а позднее, по мере роста, – плодом. Принято полагать, что появление однояйцевых близнецов может быть связано с наследственностью, возрастом родителей или внешними факторами, однако это не совсем так. Зигота в ряде случаев делится на два или более эмбрионов, однако до сих пор достоверно неизвестно, на каком этапе и по какой причине это происходит. То есть предугадать рождение гомозиготных близнецов невозможно. Такие детки обладают практически идентичным набором ДНК, одинаковой группой крови, они удивительно похожи внешне и всегда принадлежат к одному полу. Они зачаты одним сперматозоидом, и во время беременности их развитие обеспечивает одна плацента. Вместе с тем у однояйцевых близнецов разные отпечатки пальцев, а старшим из них считается тот, который родился первым.

4. Сиамские близнецы

Мы все наслышаны о таких детях, однако мало кто знает о причинах, по которым во время многоплодной беременности развивается подобная аномалия. На самом деле это – однояйцевые близнецы, у которых есть общие органы и части тела потому, что процесс деления зиготы начался слишком поздно. Примечательно еще и то, что их тела могут быть сращены на любом участке. Такие дети рождаются крайне редко, преимущественно это – девочки. Своим названием они обязаны паре близнецов из Таиланда (ранее - Сиам), которые гастролировали вместе с цирком. В последние десятилетия врачи провели несколько трудоемких и очень длительных операций по разделению таких деток. К сожалению, показатель их выживаемости очень невысок.

5. Выбирают именно «женщины»

Еще одно распространенное заблуждение заключается в том, что яйцеклетку оплодотворяет тот сперматозоид, который добирается к ней первым. В действительности эта теория верна лишь отчасти. Рассмотрим сам механизм. После овуляции яйцеклетка попадает в маточную трубу. Она захватывается ее фибриями и продвигается к полости матки благодаря реснитчатому эпителию и перистальтической активности трубы. Яйцеклетка неспособна к самостоятельному движению, однако это не означает, что ее участие в процессе зачатия – пассивное. Во-первых, она может оплодотвориться исключительно сперматозоидом своего вида. Во-вторых, группа ученых из Pacific Northwest Research Institute в Сиэтле привела данные, собранные в течение не одного десятилетия. В ходе исследования выяснилось, что яйцеклетка может «считывать» генетическую информацию каждого сперматозоида, отраженную на его поверхностных структурах, и «отвергать» его в случае обнаружения определенных мутаций. Таким образом, «раскрывается» она только для наиболее здорового из многих.

6. Эмбрион может сформироваться из двух яйцеклеток

Мало кто знает, что эмбрион может начать формироваться, если искусственно ввести Х-хромосому из одной яйцеклетки в другую, правда, он рано погибнет, и беременность прервется. Практически все клетки в человеческом организме обладают 46 хромосомами. Исключение составляют только половые – в яйцеклетках и сперматозоидах их только по 23. То есть при слиянии их ядер формируется зигота с 46 хромосомами. Только с таким набором она способна дать жизнь здоровому малышу. Яйцеклетка всегда является носителем Х-хромосом. Пол будущего ребенка определяет именно оплодотворивший ее сперматозоид. Как известно, он может быть носителем хромосомы либо Х (при слиянии клеток рождается девочка), либо У (после оплодотворения развивается мальчик).

Вполне закономерным стал вопрос: что будет, если сформировать зиготу с набором ХХ из двух яйцеклеток? Фактически при «нормальном» оплодотворении с участием сперматозоида (носителя соответствующего генетического материала) пол будущего ребенка также был бы женским. Однако в ходе экспериментов после имплантации созданной путем искусственно введенной в яйцеклетку Х-хромосомы из другой яйцеклетки зиготы беременность произвольно прерывалась на ранних сроках по причине того, что в организме матери (экспериментального животного) не формировалась плацента. Таким образом, был сделан следующий вывод: для полноценной беременности обязательна мужская генетическая информация, независимо от того, заложена она в Х- или в У-хромосому. К тому же, если материнская генетика обеспечивает нормальное развитие для будущего малыша, то отцовская – для формирования плаценты.

Еще один интересный факт. Яйцеклетка «заинтересована» в продолжении рода, но без вреда для себя. Сперматозоид способствует развитию плаценты, которая занимает большую часть матки и обеспечивает плод необходимыми ему веществами, часто в ущерб материнскому организму. Для него важно, чтобы выжил именно носитель его генетического материала.

Несмотря на впечатляющий уровень развития современной науки, даже для опытных ученых некоторые возможности организма становятся сюрпризами. Однако именно благодаря их работе мы постепенно отказываемся от мифов, в которые человечество верило годами, если не веками.

1. Статеве та нестатеве розмноження організмів.

Розмноження — це процес відтворення собі подібних, що забезпечує безперервність і спадковість життя. Існує два основні типи розмноження: статеве і нестатеве.

Наступність поколінь в природі здійснюється дякуючи розмноженню організмів. Розмноження – здатність організму залишати потомство, іншими словами відтворювати собі подібних. В природі існують 2 типи розмноження організмів: нестатеве та статеве.

Нестатеве розмноження – це утворення нового організму із однієї чи групи клітин вихідного материнського організму, в ході якого не утворюються статеві клітини та не відбувається самого статевого процесу. В цьому випадку у розмноженні приймає участь лише одна батьківська особина, яка передає власну спадкову інформацію дочірнім організмам. Процес нестатевого розмноження здійснюється за рахунок мітозу.

В випадку з рослинними організмами часто використовують термін вегетативне розмноження, ним позначають варіант нестатевого розмноження в ході якого не формуються спеціалізовані структури чи органи, а зовсім нові організми утворюються із неспеціалізованих фрагментів організму багатоклітинної рослини.

В випадку простого поділу клітини формують 2 дочірні клітини, які вдвічі дрібніші за материнську. Так, при цьому всі органели материнської клітини рівномірно розподіляються між ними. Коли ж певна органела є в материнській клітині тільки в однині, то тоді вона потрапляє у одну із дочірніх клітин, а от у іншій формується заново. Дочірні клітини, які утворилися, живляться, ростуть та, досягнувши відповідних розмірів, також починають розмножуватися. В ході множинного поділу багаторазово ділиться ядро, завдяки чому материнська клітина стає багатоядерною, а потім ділиться цитоплазма та утворюється відповідна кількість дочірніх клітин.

Цікаво, що здатність до поділу, тобто фрагментації в деяких видів тварин надзвичайно значна. Так, багатощетинковий черв’як під назвою додекацерія може розпадатися на сегменти. Кожен з яких на передньому кінці відновлює передній кінець тіла, а в задньому — хвостовий. Далі ці відновлені ділянки повністю відокремлюються від материнського сегмента та перетворюються у самостійні дочірні особини. Після деякого часу материнський сегмент відділяє від себе ще 2 дочірні особини, та лише після того гине внаслідок закінчення поживних речовин.

В окремих одноклітинних тварин спори являються утворами, які оточені щільною оболонкою. Подібного типу спори утворюють й деякі бактерії (відмінністю являється те, що спори бактерій формуються всередині клітини). Подібні спори не являються формою нестатевого розмноження, тому що слугують тільки для переживання несприятливих періодів та поширення.

Біологічне значення нестатевого розмноження В деяких груп організмів воно являється єдиним способом розмноження. В видів, які здатні до статевого розмноження, таким нестатевим шляхом можуть розмножуватися певні особини, що за тих або інших причин опинилися в ізольованих умовах. Нестатеве розмноження являється більш енергетично вигідним, оскільки організмам не потрібно витрачати власні ресурси на формування 2 статей, із яких нащадків залишає тільки одна.

Види із короткими життєвими циклами дякуючи цим формам розмноження у незначний проміжок часу здатні значно збільшувати власну чисельність.

Окрім того, за нестатевого чи вегетативного розмноження нова особина розвивається швидше, ніж при статевому.

В результаті нестатевого розмноження всі дочірні особини за набором власної спадкової інформації являються точними копіями батьків. Людина застосовує дану особливість в розмноженні культурних рослин, таким чином підтримуючи із покоління у покоління властивості певних сортів.

Статеве розмноження — утворення нового організму за участю двох батьківських організмів. Під час статевого розмноження відбувається злиття статевих клітин — гамет чоловічого і жіночого організму. Новий організм несе спадкову інформацію обох батьків.

Статеві клітини формуються особливим типом поділу, за якого число хромосом в утворених клітинах удвічі менше, ніж у вихідній материнській клітині. Отже, гамети мають удвічі менше число хромосом.

У результаті злиття двох гамет число хромосом у клітині, що утворилася,— зиготі збільшується вдвічі (тобто відновлюється), причому одна половина усіх хромосом є батьківською, інша — материнською.

Статеве розмноження поширене у представників рослинного і тваринного світу (як в одноклітинних, так і в багатоклітинних організмів). Воно пов’язане з утворенням особливих статевих клітин: жіночих — яйцеклітин і чоловічих — сперматозоїдів.

Статеве розмноження відсутнє у бактерій, ціанобактерій, багатьох нижчих грибів, лишайників. Учені вважають, що у ціанобактерій статевого розмноження, мабуть, ніколи не було, а в нижчих грибів і лишайників воно, ймовірно, втрачене в процесі еволюції.

Статеве розмноження є значним еволюційним придбанням організмів і забезпечує оптимальні умови для створення генетичного різноманіття і рекомбінації генетичного матеріалу в межах виду. Безстатеві форми, що успішно виживають у стабільних умовах, менш конкурентоспроможні при нестабільності навколишнього середовища, оскільки швидкість мутацій у них низька. При цьому будь-які негативні мутації призводять до загибелі цілої лінії організмів з однаковим генотипом. Спадкування дочірнім організмом генетичної інформації від двох батьків призводить до комбінативної мінливості, сприяє кращому пристосуванню особин до умов існування.

Отже, перевага статевого розмноження полягає в забезпеченні інтенсивної рекомбінації ознак в умовах дії добору, що швидко змінює свій напрямок.Для людини є характерним тільки статеве розмноження, під час якого відбувається злиття двох статевих клітин (гамет) — жіночої (яйцеклітини) і чоловічої (сперматозоїда), що утворюються і дозрівають у статевих залозах (гонадах).

Статевий процес — це поєднання в одній клітині генетичного матеріалу двох різних клітин. Він може здійснюватись у формах кон’югації та копуляції.Статевий процес у формі кон’югації відбувається у бактерій, деяких одноклітинних тварин, у колоніальних форм водоростей (родина Вольвоксові) та деяких багатоклітинних (спірогіра).

Кон’югація (від латин. conjugatio — сполучення) — це загальна назва кількох форм статевого процесу: 1) у водоростей відбувається злиття вмісту двох зовнішньо схожих вегетативних клітин; 2) в інфузорій — обмін статевими ядрами та наступне їх попарне злиття; 3) у бактерій — перенос генетичного матеріалу від однієї бактеріальної клітини до іншої через прямий міжклітинний контакт.

Бактеріальна кон’югація відносно рідка серед бактерій і часто неправильно розцінюється як бактеріальний еквівалент статевого розмноження або спаровування. Але цей процес не є статевим, оскільки він не залучає злиття статевих клітин і створення зиготи. Це просто передача генетичної інформації від клітини-донору до клітини-одержувача. Для того щоб процес кон’югації відбувся, одна з бактерій, донор, повинна мати певний мобільний генетичний елемент, найчастіше кон’югаторну плазміду. Більшість кон’югаторних плазмід мають системи, які гарантують, що клітина-одержувач не містить подібного елементу.

Це один із механізмів горизонтального переносу генів, як і трансформація та трансдукція, хоча ці механізми не потребують контакту між клітинами.

Перенесена генетична інформація може бути вигідна одержувачу, наприклад, при наданні резистентності до певного антибіотику або перенесенні гену фермента, який сприяє кращому перетравлюванню поживних речовин середовища. Проте ці елементи можуть також розглядатися як генетичні паразити на бактерії, а кон’югація — як механізм, що використовується цим елементом для потрапляння до нових хазяїв. Копуляція (від латин. copulatio — сполучення):

1) з’єднання двох особин під час статевого акту;

2) процес злиття двох статевих клітин (гамет).

Під копуляцією зазвичай розуміють злиття зовнішньо майже (або зовсім) однакових статевих клітин. Якщо чоловіча гамета значно відрізняється від жіночої, то процес їхнього злиття називається заплідненням (сингамія). Однакові вони переважно в нижчих рослин (хламідомонада), відрізняються у вищих рослин, хордових тварин.

2. Будова та утворення статевих клітин.

Основні етапи гаметогенезу

Утворення статевих клітин — гаметогенез — починається під час ембріонального розвитку.

На початку розвитку ембріона в зачатках його статевих залоз накопичуються особливі зародкові клітини — сперматогонїї (у чоловічому організмі) й оогонії (у жіночому). Унаслідок їхнього поділу утворюються клітини-попередниці гамет. Ця стадія зветься стадією розмноження. У період статевого дозрівання в підлітків під дією статевих гормонів починається стадія росту, а слідом за нею — стадія дозрівання клітин-попередниць. На цій стадії з кожної такої диплоїдної клітини утворюються чотири гамети. Ці три стадії гаметогенезу характерні й для чоловічого, і для жіночого організму. Проте утворення сперматозоїдів (сперматогенез) і яйцеклітин (оогенез) мають суттєві відмінності.

Сперматогенез.

У чоловіків розмноження сперматогоніїв після народження гальмується й відновлюється в 11—13 років. Починаючи з цього часу в сім’яниках сперматогонії постійно проходять стадії розмноження, росту й дозрівання.

Так, з кожної клітини-попередниці утворюються чотири сперматозоїди. Вони потрапляють у сім’яні придатки, де набувають характерної для сперматозоїдів форми й властивостей. Термін поділу клітини-попередниці й формування сперматозоїда — близько 70 днів. Упродовж доби сім’яники продукують близько 120 млн гамет.

Сперматогенез триває в чоловіків до старості.

Придаткові статеві залози чоловіків виділяють сім’яну рідину, що містить поживні речовини для сперматозоїдів, та слиз. Сім'яна рідина разом із сперматозоїдами утво­рює сперму.

Сперматозоїди — це дуже дрібні, рухливі чоловічі гамети. Їхня кількість обчислюється мільйонами (1 мл сперми міс­тить 6-105 сперматозоїдів).

Сперматозоїд складається з голівки, шийки і хвоста. Це дрібна клітина завдовжки 50 мкм. На верхівці голівки розміщується органела — акросома, ферменти якої здатні розчиняти оболонку яйцеклітини. У голівці розташоване ядро з одинарним (гаплоїдним) набором хромосом. Хвостик є органом руху гамети.

Овогенез.

У яєчниках жінок розмноження оогоніїв та утворення з них клітин-попередниць яйцеклітин закінчується в ембріональному періоді. Кожна клітина-попередниця розміщується у фолікулі, вона оточена залозистими й епітеліальними клітинами, що забезпечують її розвиток.

Стадія дозрівання клітин-попередниць розпочинається лише через 10—12 років після народження. У яєчниках новонародженої дівчинки налічується 300-400 тис. фолікулів, проте утворити яйцеклітину мають шанс не більше 300 - 500 з них.

У кожному яєчнику почергово дозріває по одній клітині-попередниці. Унаслідок їх поділів утворюються чотири гаплоїдні клітини, але лише одна з них стає гаметою — яйцеклітиною. Три інші менші за ту, що стане гаметою, вони незабаром гинуть — це полярні тільця. 

Отже, весь запас поживних речовин концентрується в яйцеклітині. За рахунок нього живуть і діляться клітини зародка в перші дні розвитку. Яйцеклітина значно більша за сперматозоїд: її діаметр досягає 0,1 мм. Овогенез триває в жінок до 45-55 років.

3. Регуляція функцій у багатоклітинних організмів.

Регуляція життєвих функцій у багатоклітинних тварин

У більшості тварин одночасне функціонування нервової, імунної та ендокринної систем та їхні взаємодії забезпечують нейрогуморальну регуляцію життєвих функцій.

Особливості нервової регуляції

Нервова система керує життєвими функціями за допомогою імпульсів. Нервові імпульси наділені електричною природою, проте у місцях контакту двух сусідніх нейронів, нейронів і м’язових чи інших клітин імпульс передається хімічним шляхом за участі особливих речовин - медіаторів (ацетилхоліну, норадреналіну тощо). Особливі структури, що забезпечують контакти між двома нейронами, називають синапсами. У синалсі закінчення відростків нейронів розділено щілиною. Коїш нервове збудження підходить до закінчення одного нейрона, то вивільняється медіатор, який хімічно змінюється та переносить інформацію до рецепторів іншого нейрона.

І. Під впливом нервового Імпульсу міхурці з медіатором підходять до мембрани нервового закінчення.

II. Міхурці з медіатором виділяються в синоптичну щілину.

III. Медіатор взаємодіє з рецептором у складі мембрани Іншого нейрона І проникає всередину нього. Це викликає потенціал дії і подальше переміщення імпульсу

Після проведення нервового збудження медіатор за участі ферментів руйнується. Синапс передає сигнал тільки в одному напрямку. Різні медіатори можуть прискорювати або гальмувати передачу нервового імпульсу.

Рефлекси

Нервові імпульси прямують від рецепторів до центральної частини нервової системи. Там здійснюються аналіз і синтез отриманої інформації, після чого нові імпульси потрапляють до робочих органів, міняючи їхню діяльність. Завдяки нервовій системі тварини здатні своєчасно сприймати подразники довкілля, а також зміни у власному внутрішньому середовищі та швидко реагувати на них.

Таким чином, рефлекс — це реакція організму у відповідь на подразники зовнішнього та внутрішнього середовища, що здійснюється при участі нервової системи. Основу рефлекторної діяльності складають явища виникнення й гальмування нервового збудження.

І. Центр колінного рефлексу розташований у сірій речовині (І) спинного мозку:

II. При легкому ударі по колінному суглобу збуджуються рецептори, від яких нервовий Імпульс прямує до відповідного центру у спинному мозку;

III. Центр надсилає новий імпульс, який прямує до м'язів, які скорочуються І забезпечують відповідні рухи ноги

Усі різновиди рефлексів І. П. Павлов відніс до безумовних (природжені) та умовних (набуті). Сукупність безумовних і умовних рефлексів забезпечує пристосування до непостійних умов довкілля.

Безумовні рефлекси спадкові та не змінюються протягом життя. Вони відіграють провідну роль у забезпеченні певних реакцій, зокрема одразу після народження, та становлять основу для утворення умовних рефлексів. Деякі безумовні рефлекси (колінний тощо) використовують для встановлення стану нервової системи. Безумовні рефлекси бувають харчові, статеві, орієнтовні, захисні (чхання, кашель, моргання тощо).

Сукупність послідовних безумовних рефлексів, котрі визначають забезпечення будь-якої життєвої функції, називають інстинктом.

Умовні рефлекси виникають і згасають протягом життя на основі безумовних під впливом конкретних чинників зовнішнього середовища. З віком кількість умовних рефлексів зростає в міру накопичення життєвого досвіду. Разом з тим умовні рефлекси, які тривалий час не відтворюються, можуть втрачатись (згасати).

Вища нервова діяльність — функціонування певних відділів центральної нервової системи, котра забезпечує відповідні умовнорефлекторні реакції організму на раптові зміни умов навколишнього довкілля. Так, у людини й хребетних тварин вища нервова діяльність забезпечується корою головного мозку та підкірковими нервовими центрами; у членистоногих — грибоподібними тілами переднього мозку тощо.

Гуморальна регуляція життєвих функцій відбувається завдяки різним біологічно активним сполукам: вітамінам гормонам, нейрогормонам тощо. Важлива роль при цьому належить системі залоз внутрішньої секреції, або ендокринній системі.

Залози внутрішньої секреції позбавлені вивідних проток, їхні клітини виділяють гормони на пряму у кров чи іншу рідину внутрішнього середовища організму.

Окремі нервові клітини (нейросекреторні клітини) виділяють в кров біологічно активні речовини, котрі отримали назву нейрогормони. Принцип їх дії схожий, як і в гормонів.

Адже деякі залози внутрішньої секреції між собою не пов'язані просторово, їхня узгоджена робота відбувається чи дякуючи нервовій регуляції, чи ж під впливом певних гормонів, що виробляються одними залозами, а впливають на роботу інших. Гормони і нейрогормони впливають на діяльність нервової системи. Як ви пригадуєте, гіпофіз — залоза внутрішньої секреції, що виробляє гормони, мають здатність впливати на діяльність інших ендокринних залоз.

Порівняно із роботою нервової системи, дія гормонів та нейрогормонів вирізняється меншою швидкістю, однак справляє триваліший ефект. Під гормональним контролем знаходяться всі етапи індивідуального розвитку й процеси життєдіяльності. В тому числі гормони забезпечують підтримання гомеостазу і регуляцію активності ферментів.

Гуморальна регуляція життєвих функцій теж здатний здійснюватися з допомогою інших біологічно активних речовин. Так наприклад, концентрація вуглекислого газу у крові регулює роль дихального центру головного мозку хребетних тварин, а зміни концентрації йонів Кальцію й Калію — діяльність серця т.п.. Вітаміни приймають участь у обміні речовин та перетворенні енергії переважно як компоненти складних ферментів.

В хребетних тварин є тісний взаємозв'язок між гіпоталамусом, структурою проміжного мозку та гіпофізом (провідна залоза внутрішньої секреції, яка пов'язана із проміжним мозком). Ця система має назву гіпоталамо-гіпофізарної системи. Її функції полягають в саме тому, що утворені клітинами гіпоталамуса нейрогормони по кровоносних судинах надходять в передню частку гіпофіза. Саме там вони стимулюють чи гальмують виробництва гормонів, котрі здійснюють вплив на діяльність інших залоз внутрішньої секреції. Головна біологічна роль гіпоталамо-гіпофізарної системи заключається у здійсненні досконалої регуляції вегетативних функцій і розмноження як реакції на вплив зовнішніх й внутрішніх подразників.

Імунна система відіграє важливу функцію в забезпеченні нормальної діяльності організмів багатоклітинних тварин й людини. До складу імунної системи усіх хребетних тварин та людини входить вилочкова залоза (тимус), селезінка, червоний кістковий мозок, лімфатичні вузли, скупчення лімфоїдної тканини навколо різноманітних частин травної й дихальної систем, а теж переважна кількість різновидів лейкоцитів.

Імунітет — це здатність організму забезпечувати несприйнятливість до різних збудників певних захворювань. Розрізняють гуморальний та клітинний види імунітету.

Гуморальний імунітет

Захист організму від паразитів та чужорідних речовин забезпечують особливі білкові сполуки - антитіла (або імуноглобуліни). Вони присутні в плазмі крові, лімфі, материнському молоці, слині та утворюються в особливих клітинах крові (лімфоцитах) у відповідь на присутність чужорідних хімічних сполук — антигенів. Джерелом антигенів слугують віруси, бактерії, мікроскопічні гриби, одноклітинні тварини та біологічно активні речовини, які потрапили всередину організму ззовні. Вчені відкрили сотні тисяч різних антигенів.

Кожний вид антитіла вступає у хімічний зв’язок лише з відповідним йому антигеном, нейтралізуючи шкідливі властивості останнього. Це один а механізмів гуморального імунітету.

До гуморального імунітету належить і система комплементу. Вона складається з різних білків у складі плазми крові. При специфічній реакції антиген-антитіло вони можуть бути активовані в певній послідовності. Наприклад, ці білки можуть зв'язуватися з рецепторними молекулами у складі оболонки бактеріальної клітини. Це забезпечує виникнення отворів в оболонці бактеріальної клітини, через яку надходять розчини солей. Тиск всередині бактеріальної клітини зростає, що спричиняє її руйнування.

Клітинний імунітет

Видатний український вчений І. Мечников встановив, що здатність певних груп лейкоцитів до фагоцитозу визначає несприйнятливість організму до деяких інфекційних захворювань. Це явище дістало назву клітинного імунітету. Наприклад, макрофаги шляхом фагоцитозу можуть поглинати й знешкоджувати клітини бактерій. Клітинний імунітет забезпечують не лише лейкоцити, а й особливі нерухомі клітини, розташовані в лімфатичних вузлах, селезінці, печінці, кістковому і головному мозку.

Діяльність різноманітних органів й систем органів багатоклітинних тварин направлена на підтримання гомеостазу, що досягається завдяки дії регуляторних механізмів і транспортних систем.

Транспортні (циркуляторні) системи

Транспортні, або циркуляторні, системи організму часто становлять собою рідину, котра заповнює проміжки між тканинами та органами (плоскі та круглі черви). У інших організмів (наприклад, членистоногі, молюски, кільчасті черви, хордові) ці функції (транспорт поживних речовин, біологічно активних сполук і кінцевих продуктів обміну) виконують рідкі тканини — кров, порожнинна (міжклітинна) рідина, лімфа та системи їхнього колообігу.

Взаємодія клітин

Особливостями організації багатоклітинних організмів є взаємодія між його клітинами. Регуляція клітинного поділу, процесів диференціювання клітин, міжклітинних взаємодій, підтримання процесів життєдіяльності окремих клітин забезпечуються складною системою сигнальних шляхів. Цими шляхами зовнішні щодо клітини сигнали передаються всередину неї, а цілі комплекси сигнальних білків доправляють їх до специфічних мішеней у цитоплазмі або ядрі. Таким чином, у багатоклітинних організмів за рахунок міжклітинних взаємодій утворюються складні клітинні комплекси, функціонування яких може підтримуватися різними шляхами. Прикладами таких комплексів є різновиди тих чи інших тканин.

Чим забезпечується цілісність тканин і виконання окремими клітинами специфічних функцій? Численними експериментами доведено здатність клітин розпізнавати одна одну і відповідним чином реагувати. Зазначимо, що взаємодія клітин — це не тільки здатність передавати сигнали від однієї клітини до іншої, але й їхня здатність діяти узгоджено.

Вам уже відомо, що на поверхні кожної клітини розташовані рецептори, завдяки яким клітина розпізнає зовнішні впливи, такі як різні хімічні сполуки. Подібні рецептори дають змогу розпізнавати й іншу, подібну до себе, клітину.

Функціонують ці рецептори згідно з правилом «ключ — замок» (пригадайте, за таким самим принципом взаємодіють і ферменти з речовинами, які вступають у реакцію).

Відомо два основні способи міжклітинної взаємодії: дифузійний та адгезивний.

Дифузійний спосіб — це взаємодія клітин за допомогою міжклітинних каналів, пор у мембранах сусідніх клітин.

Адгезивний спосіб взаємодії (від лат. адгезіо — прилипання, злипання) — механічне з’єднання клітин, тривале і стабільне утримування їх на близькій відстані одна від одної. Вам уже відомі різні види міжклітинних з’єднань (десмосоми, синапси та ін.). Така взаємодія є основою для об’єднання клітин у різні багатоклітинні структури (тканини, органи).

Кожна клітина тканини не тільки з’єднується із сусідніми клітинами, а й взаємодіє з міжклітинною (тканинною) речовиною, отримуючи за її участі поживні речовини, сигнальні молекули (гормони, медіатори) тощо. За допомогою хімічних речовин, що надходять до всіх клітин, тканин та органів тіла, здійснюється гуморальний тип регуляції життєвих функцій. На різні типи клітин людини і тварин, як ви пам’ятаєте, можуть впливати такі біологічно активні речовини, як гормони, нейрогормони, медіатори, а у рослин — фітогормони.

Інший шлях регулювання відбувається за допомогою нервової системи. Нервові імпульси досягають певних клітин, тканин та органів у сотні або тисячі разів швидше, ніж будь-які хімічні сполуки. У людини, хребетних і багатьох безхребетних тварин узгоджена робота клітин і тканин, що входять до складу внутрішніх органів, забезпечується завдяки вегетативній нервовій системі, у нервових центрах якої генеруються нервові імпульси.

Нервовий і гуморальний способи регуляції функцій органів і систем тісно взаємопов'язані між собою. Однак слід пам’ятати, що утворення більшості хімічних регуляторних речовин і виділення їх у кров перебувають під постійним контролем нервової системи.

V. Закріплення знань і вмінь

1. Що таке регуляторні системи?

2. Як відбувається регуляція життєвих функцій у рослин?

3. Що таке фітогормони, фітонциди, алкалоїди?

4. Які їхні функції?

5. Як відбувається регуляція життєвих функцій у багатоклітинних тварин?

6. Які особливості нервової регуляції?

7. Які особливості гуморальної регуляції у тварин?

8. Що таке гормони, нейрогормони, медіатори?

9. Що таке імунітет та імунна система?

V. Надання домашнього завдання

— прочитати параграф, а) Балан б) Кучеренко

— дати відповідь на запитання, підручника Біологія 10 клас Балан П.

https://polymus.ru/ru/pop-science/news/neveroyatno-i-ne-fakt/