Виды  организмов,  будучи  представлены  смертными   особями,  благодаря  смене   поколений  не  только  сохраняют   и  передают  потомкам  основные  черты своего  строения  и функционирования,  но  и изменяются.  Наследственные  изменения организмов  в ряду  поколений приводят  к изменению вида  или к возникновению новых видов.

   Обычно  различают   два  основных  типа  размножения:  бесполое  и  половое.  Половое   размножение  характеризуется обменом генетической  информации  между женскими  и мужскими  особями.  Оно связано с образованием  и  слиянием (оплодотворением)  особых  гаплоидных  половых клеток  -  гамет (характерно  для большинства эукариотов), образованием  зиготы  и  дальнейшим  её  развитием.  У  разных  видов  животных  и  растений  половые  клетки  имеют  различные  размеры,  форму,  строение  и  развитие.  Бесполое  размножение  не  связано  с  образованием  гамет,  характеризуется  тем,  что  дочерние  клетки  по  содержанию  наследственной  информации,  морфологическим,  анатомическим  и  физиологическим  особенностям  полностью  идентичны  родительским. 

   Индивидуальное  развитее  организма,  или онтогенез,  -  это совокупность  последовательных  морфологических,  физиологических и биохимических преобразований,  претерпеваемых  организмом  от  момента его зарождения  до  смерти.  В онтогенезе  происходит  реализация  наследственной  информации,  полученной  организмом  от  родителей.

   В онтогенезе  выделяют  два основных  периода -  эмбриональный и постэмбриональный.   В   эмбриональном   у   животных     формируется 

эмбрион,  у  которого  закладываются  основные  системы  органов.  В  постэмбриональном  периоде  завершаются  формообразовательные  процессы,  происходит  половое  созревание,  размножение,  старение  и  смерть.

   Эмбриональный   период  состоит  из  нескольких  этапов,  имеющих  свои  названия.

1. Дробление.  Его  характер  зависит  от  запаса  питательных  веществ  в    яйцеклетке.  Оплодотворенная  яйцеклетка  (зигота)  делится  на  2,  4,  8  и  т.  д.  клеток,  называемых  бластомерами.  Интерфазы  деления  короткие,  и  бластомеры  не  растут.  Завершается  дробление  образованием  полой  шарообразной  бластулы.  В  ней  по  периферии  в  один  слой  располагаются  клетки,  а  внутри  находится  полость.
2. Образование  зародышевых  листков  у  разных  животных  протекает  не  одинаково.  Например,  у  ланцетника  один  из  участков  бластулы  прогибается  внутрь  и  соприкасается  с  противоположной  стороной,  образуя  двухслойную  структуру -  гаструлу.  Наружный  слой  гаструлы  называют  эктодермой,  внутренний  -  энтодермой.  В дальнейшем  между ними  возникает третий  слой  -  мезодерма.  Эти три слоя  называют  зародышевыми  листками. 
3. Формирование  органов.  Из  эктодермы  формируется  кожа,  хорда,  нервная  трубка,  из  которой  позднее  образуются  спинной  и  головной  мозг  и  органы  чувств;  из  энтодермы  -  пищеварительный  канал,  печень,  легкие;  из  мезодермы  -  скелет,  мышцы,  кровеносная  и  выделительная  системы.

   ДНК  всех  клеток  зародыша,  развившихся  из  одной  зиготы,  несет  одинаковую  генетическую  информацию  о   его  развитии.  Дифференциация  клеток,  образование  органов  и  тканей  происходят  за  счет  функционирования  на  разных  клетках  и  тканях  неодинаковых  генов.  Стимулируют  деятельность  генов  специфические  для  каждого  из  них  веществ  -  индукторы.  В  начале  развития  зародыша  эти  вещества  выделяются  разнородными  участками  цитоплазмы  яйцеклетки,  а  при  образовании  органов  и  тканей  индукторы  выделяются  определенными  частями  зародыша.  Например,  опытным  путем  доказано,  что  развитие  нервной  трубки  совершается  под  воздействием  мезодермы.  Аналогичное  влияние  установлено  на  развитие  других  органов.

   Постэмбриональное   развитие  бывает  двух  типов:  прямое,  при  котором  родившиеся    потомки  во  всем  сходны  со  взрослыми  организмами

(у  птиц,  млекопитающих,  человека  и  др.);  непрямое,  при  котором  новый  организм  появляется  на  свет  в  виде  личинки,  претерпевающей  в  своем  развитии  ряд  превращений  -  метаморфозов  (у  амфибий,  насекомых  и  др.).  Непрямое  развитие  (с  метаморфозом)  имеет  определенное  биологическое  значение.  Личинки  и  взрослые  организмы  приспособлены  к  жизни  в  разных  условиях  среды,  таким  путем  они  избегают  конкуренции  за  пищу  и  места  обитания,  что  способствует  сохранению  и  процветанию  вида.

   Индивидуальное  развитие  живых  организмов  завершается   старением  и  смертью.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА  4.  СОВРЕМЕННЫЕ  ПРОБЛЕМЫ  ЦИТОЛОГИИ

 

15 марта  2007 г.  в   британском  посольстве  в   Москве  состоялось  совещание   «Стволовые  клетки:  законодательство,  исследование  и  инновации.  Международные   перспективы   сотрудничества»,  в  котором   приняли  участие  представители   России,  Великобритании  и   Европейского  союза.  Совещание   должно  было  помочь  биологам,  медикам,  юристам  и  государственным   деятелям  рассказать  друг  другу   о  своих  возможностях  и   пожеланиях.  Ведь,  как  известно,  лишь  половина  нерешенных  проблем   связана  с  неразгаданными  тайнами  природы,  а  остальные   проблемы  были  бы  решены,  если  бы  мы  вовремя  узнали  что-то,  уже  известное  другим.

   Стволовые  клетки  -  это  незрелые  клетки,  способные  к  самообновлению  и  развитию  в  специализированные  клетки  организма.  В  ходе  эмбриогенеза  оплодотворенная   яйцеклетка  делится  и  дает  начало  клеткам,  у  которых   одна  функция  -  передача  генетического   материала  в  следующие   клеточные  поколения.  Это   эмбриональные  стволовые   клетки,  которые  дают  начало  всем  остальным  клеткам   организма. 

   Эмбриональные   стволовые  клетки  можно   получить  только  из  бластоцисты,  в  частности  при  экстракорпоральном  (вне  организма  женщины)  оплодотворении.  Правда,  работа  с  эмбриональными  клетками  в  большинстве  стран   запрещена  или  ограничена  по  религиозным  и  этическим   мотивам.

   Во  взрослом  организме   стволовые  клетки  находятся   в  основном  в  костном   мозге  и  в  очень   небольших  количествах  -  во  всех  органах  и  тканях.  Они  не  только  поддерживают  их  жизнедеятельность,  но  и   оказывают  экстренную  помощь:  если  в  организме  случается   «авария», 

они  получают  сигнал  и  спешат  к  пораженной  зоне.  При  этом  они  не  только  сами  начинают  делиться,  чтобы  заместить  погибшие  клетки,  но 

воздействуют  на  активность  локальных  стволовых  клеток.

   Помимо  костного  мозга  основными  источниками  неэмбриональных  стволовых  клеток  являются:  периферическая   кровь,  фетальный  (абортный)  материал  и  пуповинная  кровь.  Забор  стволовых  клеток  из  взрослого  организма  -  болезненная  и  дорогая  процедура,  использование  абортного  материала  может  быть  ограничено  этическими  соображениями,  поэтому  самым  оптимальным  вариантом,  по  мнению  специалистов,  оказывается  получение  стволовых  клеток  из  пуповинной  крови.

   Многочисленные  эксперименты  ученых  показывают,  что  стволовые   клетки  можно  использовать  для  лечения  самого  широкого  спектра  заболеваний,  в   том  числе  тех,  которые   пока  не  поддаются  традиционным  методам.  Устойчивые  результаты  получены  при  лечении  сердечно-сосудистых  заболеваний  и  восстановлении  кроветворной  системы  при   лечении  онкологических  заболеваний,  нервных  и  аутоиммунных  расстройствах.  Исследователи   возлагают  большие  надежды   на  возможности  генной  инженерии,  когда  в  клетку  внедряется  нужный  ген,  который  по  тем  или  иным  причинам  не  работает  в  организме.

Самые  стволовые  клетки  -  эмбриональные  (ЭСК).  Их  добывают  из  эмбриона  на  ранней  стадии  развития,  когда  он  представляет  собой  бластоцисту  -  шарик,  внутри  которого  находится  клеточная  масса  (100-200  клеток).  Из  этой  массы  и  берут  клетки  для  культивирования.  Но  заставить  стволовую  клетку  превратиться  в  нужный  исследователю  клеточный  тип  непросто,  а  неправильно  дифференцированная  клетка,  пусть  даже  одна  на  миллион,  в  организме  образует  тератомы  -  злокачественные  опухоли.  (И  вообще,  нельзя  предсказать,  куда  именно 

попадет  и  как  поведет  себя  стволовая  клетка  в  организме.)  Пересаженные  ЭСК,  как  и  всякий  трансплантат,  вызывают  у  реципиента 

реакцию    отторжения.     Кроме    того,    линии    ЭСК      нельзя      долго

культивировать  -  это  приводит  к  многочисленным  мутациям.

  Чтобы  избежать  этих  проблем,  специалисты   пытаются  освоить  терапевтическое   клонирование,  которое  при   необходимости  позволит  получить  свеженькую  линию  ЭСК  самого  пациента.  Именно  так,  эмбриональных   клеток  взрослого  человека.  В  упрощенном  виде  процедура   выглядит  следующим  образом:  ядро  из  культуры  соматических  клеток  пациента  пересаживают  в  лишенную  собственного  ядра  яйцеклетку,  а  та  образует  бластоцисту,  из  которой   берут  клетки  для  культивирования.  Но  проблемы  подстерегают  и   здесь:  клоны  получаются  крайне  редко,  к  тому,  же  у   подавляющего  большинства  нарушена  работа  многих  сотен  генов,  а  отличить  на  глазок  «нормальную»  бластоцисту  от  мутантной   нельзя.  Из  тканей  9-12-недельных   эмбрионов  выделяют  фетальные   стволовые  клетки.  Они   менее  универсальны,  чем   эмбриональные,  но  их  поведение   более  предсказуемо.  С   помощью  фетальных  клеток  исследователи  пробуют  создавать   «искусственные  органы»  -  носители,  заселенные,  например,  клетками  эмбриональной  печени.  При   использовании  ФСК,  к  сожалению,  тоже  не  исключен  иммунный  конфликт.

   Большие  надежды   ученые  возлагают  на  стволовые   клетки,  взятые  из  эмбрионального  мозга  (нейтральные  стволовые   клетки):  они  могут  образовать  все  типы  клеток  центральной   нервной  системы  человека.  Пересаживая  эти  клетки  в  поврежденные  участки,  медики  пробуют  лечить  травмы  головного   и  спинного  мозга,  повреждения   сетчатки  и  нейрогенеративные   заболевания  (болезни  Альцгеймера   и  Паркинсона).  Но  панацеей  этот метод не станет.  К  примеру, при   лечении хореи 

Гентингтона,  наследственном  заболевании,  которое  проявляется  двигательными  нарушениями,  изменением  поведения  и  прогрессирующим 

слабоумием,  специалисты  отмечали  улучшение  и  стабилизацию  у  трех 

пациентов    из     пяти  в    течение  шести    лет.  К  сожалению,    остановить

нейродегенерацию  с  помощью  клеточной  терапии  невозможно  именно  потому,  что  болезнь  вызвана  генетическим  дефектом.  Вдобавок  оказалось,  что  метод  облегчает  жизнь  не  всем,  и  пока  неясно,  по  каким  критериям  отбирать  пациентов.

   Но  пожалуй,  самая   сложная  проблема  -  где   брать  клетки  для  подобной  терапии.  Ведь  чтобы  метод   применялся  не  в  лаборатории,  а  в  клинике,  придется  поставить  получение  здоровых  абортусов  на  конвейер,  и   здесь  уже  начинаются  юридические   и  этические  проблемы.  Получить  клетки  один  раз,  а  потом  вечно  культивировать  -  как  уже  говорилось,  рискованно  из-за  возможного  накопления  мутаций.  Сейчас  фетальные  стволовые  клетки  используют  только  в  некоторых   частных  клиниках.  В  России  их  применение  не  запрещено,  хотя  и  не  разрешено.

   При  пересадке   красного  костного  мозга  -  обычной  процедуре  при   лечении  раков  крови  -  у  многих  пациентов  возникает   реакция  «трансплантант  против  хозяина».  Подавить  её  удается   далеко  не  всегда,  она   может  даже  убить  пациента.  Недавно  специалисты  обнаружили,  что,  если  трансплантант  обогащен  стволовыми  мезенхимными  клетками,  реакция  «трансплантант  против  хозяина»  не  развивается.  Мезенхимные   стволовые  клетки  стали   специально  добавлять  к   трансплантанту,  чтобы  подавить  реакцию,  а  потом  появились   сообщения  о  том,  что   эта  добавка  вызывает  у   донора  яростный  иммунный  ответ. 

  Как  разобраться   с  этими  и  многими   другими  неувязками?  Критерий  истины  -  практика,  на  которую   нужно  время.  Поэтому  большие   надежды  и  связанная   с  ними  спешка  могут   быть  очень  опасными.  Не