Презентація "Ріст та розвиток. Старіння та смерть клітин"

Тема: Ріст та розвиток. Старіння та смерть клітин. Виконала: Патока В. В.

Проблема: парадокс Тесея Згідно з давньогрецьким міфом, переказаним Плутархом, корабель, на якому Тесей повернувся з Криту до Афін, зберігався афінянами до епохи Деметрія Фалерського і щорічно відправлявся зі священним посольством на Делос. При лагодженні в ньому поступово замінювали дошки доти, поки серед філософів не виник спір, чи це той самий корабель, чи вже інший, новий? Крім того, виникає питання: в разі спорудження зі старих дощок другого корабля, який з них буде справжнім?Корабель Тесея, парадокс Тесея— парадокс, який можна сформулювати так: «Якщо всі складові частини вихідного об'єкта були замінені, чи залишається він тим самим об'єктом?» У нашому організмі цими «дошками» є органи та клітини. 

ПЛАНРіст і розвиток клітин та фактори, які на нього впливають. Поняття про проліферацію і диференціацію клітин. Старіння та смерть клітин. Причини порушушення клітинного циклу

РІСТ ТА РОЗВИТОК КЛІТИНЦитогенез — це ріст й розвиток клітин.1. Ріст - кількісні зміни  → збільшення розмірів, маси та об'єму клітин. анаболізм > катаболізмвпливають:  чинники росту, to, р. Н середовища, наявність поживних речовин й води... Чинники росту - білки, що стимулюють процеси росту. 2. Розвиток - сукупність якісних змін, що ведуть до появи відмінностей.результат → новий стан клітини

РОЗВИТОК ОРГАНІЗМУРозвиток організму відбувається завдяки двом процесам: клітинної проліферації — розростанню тканин унаслідок багаторазового поділу клітин та диференціації — утворенню різних клітин з початково однорідних.

ПРОЛІФЕРАЦІЯПроліферація забезпечує ріст і диференціювання тканин у процесі індивідуального розвитку, забезпечує безперервне відновлення клітин і внутрішньоклітинних структур. У разі ушкоджень органів і тканин за допомогою проліферації усувається утворений дефект і нормалізується порушена функція. Іноді проліферація може виникати внаслідок порушень гормональних впливів і призводить до збільшення органа. Внаслідок проліферації клітин, що втратили здатність диференціюватися в клітини того чи іншого органа, розвивається пухлина. Проліферація клітин

РІСТ КЛІТИНРіст клітин живих організмів може відбуватися з різною швидкістю. Ця швидкість залежить від особливостей будови самої клітини (клітини прокаріотів діляться швидше) та умов зовнішнього середовища.

Межі росту клітин також можуть бути різними. У більшості випадків клітини ростуть тільки до певного розміру і цей розмір є невеликим. Але в деяких випадках ріст клітини може бути практично необмеженим. Такий ріст часто спостерігається у грибів, які здатні утворювати гігантські багатоядерні міцелії. Міцелій гриба

Розвиток клітин. Поділ еукаріотичних клітин (у тому числі клітин людини) в більшості випадків здійснюється шляхом мітозу. Після поділу доля утворених клітин може бути різною. На ранніх стадіях ембріогенезу людини клітини після поділу знову діляться.

Диференціація клітин. Диференціація (від лат. відмінність) - утворення різних клітин із початково однорідних.визначає → диференціальна активність генів. Стовбурові клітини - клітини людини і тварин, здатні до диференціації.категорії:1) тотипотентні → можуть диференціюватися в будь-який тип клітин організму, новий організм (зигота, бластомери);2) плюрипотентні → можуть дати початок кожному типу клітин, але не організму (мезенхімні  → клітини крові, хрящової, кісткової та гладкої м'язової тканин);3) уніпотентні  → можуть перетворюватися лише на клітини одного типу ( клітини епітелію шкіри, сперматогоніїв).

Пізніше починається диференціація клітин і здатність до поділу зберігають лише деякі з них. Такі клітини, що зберігають здатність до поділу і залишаються недиференційованими, називають стовбуровим клітинами.

СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ Джерелом проліферації є недиференційовані (стовбурові) клітини тканини, які, періодично зазнаючи розподілу і подальшого диференціювання, поступово перетворюються на специфічні клітини цієї тканини і виконують характерну для неї функцію. Стовбурові клітини наявні в усіх тканинах під час їх ембріонального розвитку і зберігаються в багатьох тканинах зрілих організмів.

Диференціація клітин Диференціація - це процес утворення спеціалізованих клітин, які отримують певні риси будови, які дають їм можливість виконувати потрібні функції з високою ефективністю. Досягається диференціація клітин за рахунок регуляції роботи генів. Геном клітини в цілому залишається незмінним, але активно працює у ньому лише певний комплекс генів. Диференціація клітин в організмі людини є необоротним процесом.

Диференціація клітин із стовбурових (A) у прогеніторні (B) і в решті решт у зрілі диференційовані клітини (C). 1 — симетричний поділ (мітоз), 2 — асиметричний поділ клітин, 3 — прогеніторний поділ, 4 — кінцевий поділ клітин, які виходять у G0 фазу клітинного циклу.

ДЕТЕРМІНАЦІЯ КЛІТИНДетермінація клітин - процеси, які спрямовують розвиток клітин.чинники:1. Диференціальна активність генів.механізмами:а) генетичні → на рівні транскрипції, процесингу РНК, трансляції і післятрансляційної модифікації білківб) епігенетичні → РНК-інтерференція, метилювання, регуляція на рівні хроматину.2. Сегрегація →  якісно відмінні ділянки цитоплазми зиготи потрапляють в різні дочірні клітини. 3. Ембріональна індукція — взаємовпливи поруч розміщених клітин.4. Інтеграція клітин — процеси, що забезпечують існування клітин у сталих комплексах для виконання певних функцій.

СТАРІННЯ КЛІТИНСтаріння - природний процес вікових змін клітин, що спричиняє зниження їхніх адаптивних можливостей.1965 р. - Л. Гейфлік гіпотези:1.молекулярно-генетичні → вікові зміни є спадково запрограмованими2.теломерна → скорочення теломер після кожного подвоєння хромосом і втрата здатності до поділу3.вільних радикалів → шкідливі впливи вільних радикалів4.виснаження стовбурових клітин →  уповільнюють свій поділ5.порушення білкового гомеостазу → накопичення пошкоджених й змінених білків...

Чому ми старіємо? Чи можливе безсмертя?Чи повинні ми старіти та помирати?Перегляд інформації за покликанням з циклу «Цікава наука»https://www.youtube.com/watch?v=_is. C1 UDj. Mf. AЧи невідворотні старіння та смерть? Перегляд нформації за покликангням з циклу «Цікава наука»https://www.youtube.com/watch?v=u. UNsn. VRu_Pg

Ознаками старіння клітин організму людини є:1) Морфологічні ознаки: зменшення й ущільнення ядра; стирання меж між клітинами; утворення вакуолей у цитоплазмі; збільшення кількості амітозів.2) Фізико-хімічні ознаки: збільшення дисперсності колоїдів цитоплазми та ядра; збільшення в’язкості цитоплазми та каріоплазми; більш легка коагуляція внутрішньоклітинних білків після дії на них спирту, розчинів солей.3) Біохімічні ознаки: накопичення в цитоплазмі оранжево-жовтого пігменту ліпофусцину — продукту окиснення ненасичених ліпідів; зменшення вмісту води в клітині; зниження активності ферментів; збільшення вмісту холестерину; зменшення вмісту білка лецетину.4) Функціональні ознаки: знижується інтенсивність внутрішньоклітинного дихання; пригнічується біосинтез білка; зміна здатності реагувати на зовнішні стимули (ефект дії факторів росту та гормонів зменшується, дія токсинів, антибіотиків, радіації, теплового шоку — збільшується).

Причини порушення клітинного циклу та їхні наслідки. Найпоширенішими порушеннями клітинного циклу є такі: АМІТОЗ ЕНДОМІТОЗ ПОЛІТЕНІЯ:

АМІТОЗ1) Амітоз (прямий поділ клітини) — ядро має вигляд як у інтерфазі, не зникають ядерце та ядерна оболонка, реплікація ДНК та спіралізація не відбувається. Клітина зберігає функціональну активність. Поділяється лише ядро, без утворення веретена поділу. Спадковий матеріал розподіляється випадково Утворюються двоядерні клітини, що не здатні в подальшому поділятися мітозом. За повторного амітозу утворюються багатоядерні клітини. Відбувається у клітинах, що старіють, або патологічно змінених клітинах.

ЕНДОМІТОЗ2) Ендомітоз — процес подвоєння кількості хромосом у ядрах клітин без руйнування ядерної оболонки та утворення веретена поділу. За повторних ендомітозів кількість хромосом у ядрі може ще більше зростати наслідком цього є поліплоїдія.

ПОЛІТЕНІЯ3) Політенія — поява в ядрі деяких соматичних клітин величезних багатонитчастих (політенних) хромосом, у сотні разів більших за звичайні. Є результатом численних реплікацій хромосом без наступного поділу клітини або її ядра.

Старіння та смерть клітин. З часом клітини в організмі гинуть. Ця загибель може бути викликана зовнішніми (висока чи низька температура, механічні пошкодження тощо) внутрішніми (старіння) причинами. Старіння клітин є важливим способом стабілізації кількості клітин в організмі. Регулюється воно складними молекулярно-генетичними механізмами. Тривалість життя окремих клітин в організмі людини є дуже різною.

Так, клітини епітелію травного тракту живуть кілька діб, еритроцити — три місяці, а нейрони головного мозку - десятки років. У багатоклітинних живих організмів (у тому числі й людини) вирізняють два основні способи загибелі клітин — апоптоз і некроз

ШЛЯХИ ЗАГИБЕЛІ КЛІТИН

АПОПТОЗАпоптоз — це запрограмована загибель клітин. Він ініціюється спеціальними молекулярними сигналами й відбувається за певним алгоритмом подій в клітині. У випадку апоптозу клітинна мембрана не руйнується.

Після надходження сигналу до ядра клітини вона починає синтезувати білки, потрібні для руйнування її власних структур. У результаті апоптозу з клітин утворюються так звані апоптозні тільця, які поглинаються макрофагами або сусідніми клітинами.

ПОРУШЕННЯ АПОПТОЗУНеповне розділення пальців через порушення апоптозу

НЕКРОЗНекроз — це випадкова або патологічна загибель клітин. Він може відбуватися під дією фізичних, хімічних або біологічних факторів і є менш упорядкованим, ніж апоптоз. Під час некрозу клітинна мембрана руйнується й уміст клітини потрапляє в зовнішнє середовище. Це часто стає причиною розвитку запалення. Некроз стебла томату. Некроз стопи

Отже, тепер ми знаємо: Якими можуть бути межі росту клітини?Що таке диференціація клітин?Які існують способи загибелі клітин в організмі людини?Яке значення для організму має старіння клітин?

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ: Опрацювати параграф параграфи 46 та 47 Виконати міні-проєкт: «Чи можливе безсмертя?»