Вопрос 2. Диалектико-материалистическое определение сущности жизни. Качественные особенности обмена веществ.
Семинар №1
Вопрос 1. Место биологии в системе медицинского образования.
А) Биология - это, прежде всего, основа медицины. «Медицина, взятая в план е теории, - это прежде всего общая биологи.»(И.В. Давыдовский). Успехи медицины связаны с биологическими исследованиями, поэтому врач должен быть всегда осведомлен о новейших достижениях биологии. Достаточно привести несколько примеров из истории науки, чтобы доказать насколько важна роль биологии в медицине.
Исследования Луи Пастера, опубликованные в 1862г. И доказавшие невозможность самозарождения жизни в современных условиях, открытие микробного происхождения процессов гниения и брожения обеспечило развитие хирургии (антисептики, асептики).
Изучение физиологических и биохимических закономерностей, открытие клетки и изучение микроскопического строения организмов позволило глубже понять причины возникновения болезненного процесса, способствовали внедрению в практику новых медов лечения и диагностики (нов. Исследования в области деления клеток имеют большое значение для проблемы регенерации органов, и для борьбы с онкологическими заболеваниями).
Изучение И.И. Мечниковым процессов пищеварения у низших многоклеточных привело к открытию фагоцитоза и способствовало объяснению явлений иммунитета ( раскрытие механизмов иммунитета необходимо для восстановительной хирургии, трансплантации органов).
Исследования И.И. Мечникова по межвидовой борьбе у микроорганизмов привело к открытию антибиотиков, используемых для лечения многих болезней.
Структуры и функции человеческого организма – результат длительных эволюционных преобразований предшествующих форм. Поэтому в основе патологических процессов так же лежат общебиологические закономерности.
Большое число болезней имеет наследственную природу. Профилактика и лечение их требует знание генетики. Многие врожденные аномалии возникают из-за воздействия неблагоприятных условий внешней среды. Это все упирается опять же в биологию развития организмов.
Здоровье людей в большей мере зависит от состояния окружающей среды. Знание биологических закономерностей необходимо для научно обоснованного отношения к природе, охране и использованию ее ресурсов, в том числе и с целью лечения и профилактики заболеваний.
Б) Методы исследования в биологии:
Научный метод (от греч. Methodos – путь исследования) – совокупность приемов и операций, используемых при построении системы научных знаний.
1) Описательный метод .
В основе его лежит наблюдение. Самый древний метод исследования. Он не потерял своего значения и сейчас. Например, он используется при открытии новых видов или изучении клеток с помощью современных методов исследования.
2)Сравнительный метод.
Заключается в сравнении многообразия живых форм, их анализе, систематике, синтезе и обобщении. В наше время этот метод так же широко применяется в различных отраслях биологии.
3)Исторический метод.
Изучение филогенеза, исторического развития организмов, их жизнедеятельности, эволюции. Этот метод позволяет осмыслить полученные данные, сопоставить их с ранее известными результатами. Этот метод позволил превратить биологию из науки описательной в науку, объясняющую, как произошли и как функционируют живые системы.
4)Экспериментальный метод.
Постановка опытов, моделирование процессов в живых системах. Важно соблюдение точных условий эксперимента – его воспроизводимость другими учеными. В ХХ веке экспериментальный метод стал ведущим в биологии. Это стало возможно благодаря появлению новых приборов для биологических исследований ( электронный микроскоп, томограф, и др.). Этот метод расширил познавательные возможности биологии и открыл новые пути для использования биологических знаний во всех сферах человеческой деятельности.
Методы познания:
1)Индуктивный.
От частного к общему. Метод используется в естествознании и естестествоиспытании. Так создаются гипотезы, концепции, теории и законы.
2)Дедуктивный.
От общего к частному. Широко используется в профессиональной деятельности, в том числе врачами и провизорами.
В)Биологическое мышление – разновидность предметно-специфического мышления в ходе которого формируется биологическая картина мира на основе установления закономерностей биосистем при рассмотрении конкретного фактического материала (взаимосвязи строения органов и функций, обмена веществ, эволюции органического мира)
Г)Уровни организации живого:
1)Молекулярно-генетический.
Представлен молекулами органических веществ – белков, нуклеиновых кислот, углеводов липидов, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул. На молекулярном уровне исследуется роль важнейших биологических соединений в росте и развитии организмов, хранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках и других явлениях.
2)Клеточный.
Представлен клетками. Клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей всех живых организмов. На этом уровне наука изучает вопросы морфологической организации клетки, специализации клеток в ходе развития, функции клеточной мембраны, механизмы деления клеток.
3)Тканевый.
Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным тканям, составляют органы. В состав организма входят 5 основных тканей, в состав растения – 6. На этом уровне изучают строение и функции тканей организма.
4)Органный.
Представлен органами и системами органов. На этом уровне изучается строение и функционирование систем органов и органов в отдельности.
5)Организменный (онтогенетический).
Представлен как одноклеточными, так и многоклеточными организмами. На этом уровне изучается организм как целое, со свойственными ему механизмами согласованного функционирования его органов в процессе жизнедеятельности.
6)Популяционно-видовой.
Представлен популяциями видов. На этом уровне изучают факторы, влияющие на динамику численности особей и возрастного состава популяций, проблемы сохранения исчезающих видов, действие факторов микроэволюции.
7)Экосистемный.
Представлен системой популяций разных видов в их взаимосвязи между собой и окружающей средой. На этом уровне изучаются взаимоотношения организмов и среды, условия определяющие продуктивность экосистем, их устойчивость, а также влияние на них деятельности человека.
8)Биосферный.
Высшая форма организации живой материи, объединяющая все экосистемы планеты. На этом уровне изучается протекание глобальных биохимических циклов, влияние на них деятельности человека.
Д)Эволюционный подход – теоретическое направление ищущее причины социального поведения в физических и психологических склонностях, помогавших нашим предкам выжив и производить потомство.
Системный анализ – методологическое решение крупных проблем основанное на концепции систем. Методология общей теории систем, заключающаяся в исследовании любых объектов посредствам представления их в качестве систем, проведение их структуризации и послед анализа.
Вопрос 8. Гаметогенез.
Гаметогенез – процесс формирования половых клеток.
А) Сперматогенез – формирование сперматозоидов. Образуется 4 полноценных сперматозоида. Выделяют 3 стадии: размножение, рост, созревание.
Б) Овогенез – формирование яйцеклеток. Образуется 1 полноценная яйцеклетка и 3 направительных тельца. Выделяют 3 стадии: размножение, рост, созревание.
Г)Мейоз - особый вид деления клетки, при котором число хромосом при половом размножении.
В результате первого деления мейоза образуется две гаплоидные клетки, каждая из которых продолжает деление. Фазы первого деления мейоза:
1)Интерфаза 1. Редупликация ДНК.
2)Профаза 1. В ней различают 5 стадий.
- Лептонема. Стадия длинных, тонких, слабоспирализованных хромосом, на которых видны хромомеры.
- Зигонема. Стадия попарного соединения гомологичных хромосом, происходит конъюгация.
- Пахинема. Стадия толстых нитей. Гомологичные хромосомы образуют биваленты. Происходит кроссинговер.
- Диплонема. Стадия, когда гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга.
- Диакинез. Стадия максимально спирализованных, укороченных и утолщенных хромосом.
3)Метафаза 1 – анафаза 1. Попарное размещение и последующее разделение гомологичных хромосом, расхождение их к полюсам.
4)Телофаза 1. Образование клеток, имеющих гаплоидный набор хромосом.
Второе деление мейоза представляет собой обычный митоз и включает в себя стадии:
1)Профаза 2 – метафаза 2. Расположение хромосом в экваториальных плоскостях.
2)Анафаза 2. Разделение хроматид, их перемещение к полюсам.
3)Телофаза 2. Образование новых ядерных мембран и ядер. Разделение цитоплазмы.
Г)Биологическое значение мейоза:
1) Этот механизм обеспечивает поддержание постоянства числа хромосом.
2) При мейозе образуется большое количество различных новых комбинаций негомологичных хромосом.
3) В процессе кроссинговера происходит рекомбинация генетического материала.
4) Мейоз лежит в основе комбинативной изменчивости.
E- энергия,
M – масса,
С – скорость света.
И) Митохондрия – самостоятельный «организм». Она состоит из наружной мембраны, внутренней мембраны, крист и матрикса (митозоль). Они участвуют в процессе клеточного дыхания и запасании для клетки энергии в виде молекул АТФ.
Эндосимбиотическая теория возникновения митохондрий:
Митохондрии – бывшие прокариоты, вступившие в симбиоз с древними эукариотическими клетками.
К) Все энергетические превращения в организме переходят в тепло. Для человека свойственна гомойотермия – сохранение относительно постоянной температуры тела. Температурный гомеостаз = тепловой гомеостаз. Температурный гомеостаз имеет существенные особенности на разных этапах онтогенеза.
Человек – термодинамическая открытая система, находящаяся в постоянном термодинамическом неравновесии со средой.
Центральным звеном, ответственным за терморегуляцию считают гипоталамус.
Энергетический гомеостаз организма человека представляет собой колебательную ритмическую систему.
Проблемы:
1) Снижение уровня температурного гомеостаза и его суточного ритма. Обусловлено снижением энергетического потенциала в клетках организма.
2) Отклонение от энергетического оптимума организма. Ведет к снижению неравновесности биосистемы в целом.
3) Рост энтропии. Изменение важнейшего показателя уровня жизнеспособности – амплитуды суточного ритма.
4) Снижение уровня обмена веществ.
5) Снижение амплитуды суточного ритма интенсивности теплопродукции. Обусловлено уровнем траты энергии на синтез белков, углеводов и липидов, уровнем активности транспорта ионов через мембраны клеток.
6) В процессе онтогенеза по мере удаления от зрелого возраста доля амплитуды суточного ритма к доле амплитуд биоритмом других спектров уменьшается, т.е. удаляется от Золотого сечения в сторону уменьшения порядка и роста энтропии в спектральном составе биоритмов температуры тела.
Семинар №1
Вопрос 1. Место биологии в системе медицинского образования.
А) Биология - это, прежде всего, основа медицины. «Медицина, взятая в план е теории, - это прежде всего общая биологи.»(И.В. Давыдовский). Успехи медицины связаны с биологическими исследованиями, поэтому врач должен быть всегда осведомлен о новейших достижениях биологии. Достаточно привести несколько примеров из истории науки, чтобы доказать насколько важна роль биологии в медицине.
Исследования Луи Пастера, опубликованные в 1862г. И доказавшие невозможность самозарождения жизни в современных условиях, открытие микробного происхождения процессов гниения и брожения обеспечило развитие хирургии (антисептики, асептики).
Изучение физиологических и биохимических закономерностей, открытие клетки и изучение микроскопического строения организмов позволило глубже понять причины возникновения болезненного процесса, способствовали внедрению в практику новых медов лечения и диагностики (нов. Исследования в области деления клеток имеют большое значение для проблемы регенерации органов, и для борьбы с онкологическими заболеваниями).
Изучение И.И. Мечниковым процессов пищеварения у низших многоклеточных привело к открытию фагоцитоза и способствовало объяснению явлений иммунитета ( раскрытие механизмов иммунитета необходимо для восстановительной хирургии, трансплантации органов).
Исследования И.И. Мечникова по межвидовой борьбе у микроорганизмов привело к открытию антибиотиков, используемых для лечения многих болезней.
Структуры и функции человеческого организма – результат длительных эволюционных преобразований предшествующих форм. Поэтому в основе патологических процессов так же лежат общебиологические закономерности.
Большое число болезней имеет наследственную природу. Профилактика и лечение их требует знание генетики. Многие врожденные аномалии возникают из-за воздействия неблагоприятных условий внешней среды. Это все упирается опять же в биологию развития организмов.
Здоровье людей в большей мере зависит от состояния окружающей среды. Знание биологических закономерностей необходимо для научно обоснованного отношения к природе, охране и использованию ее ресурсов, в том числе и с целью лечения и профилактики заболеваний.
Б) Методы исследования в биологии:
Научный метод (от греч. Methodos – путь исследования) – совокупность приемов и операций, используемых при построении системы научных знаний.
1) Описательный метод .
В основе его лежит наблюдение. Самый древний метод исследования. Он не потерял своего значения и сейчас. Например, он используется при открытии новых видов или изучении клеток с помощью современных методов исследования.
2)Сравнительный метод.
Заключается в сравнении многообразия живых форм, их анализе, систематике, синтезе и обобщении. В наше время этот метод так же широко применяется в различных отраслях биологии.
3)Исторический метод.
Изучение филогенеза, исторического развития организмов, их жизнедеятельности, эволюции. Этот метод позволяет осмыслить полученные данные, сопоставить их с ранее известными результатами. Этот метод позволил превратить биологию из науки описательной в науку, объясняющую, как произошли и как функционируют живые системы.
4)Экспериментальный метод.
Постановка опытов, моделирование процессов в живых системах. Важно соблюдение точных условий эксперимента – его воспроизводимость другими учеными. В ХХ веке экспериментальный метод стал ведущим в биологии. Это стало возможно благодаря появлению новых приборов для биологических исследований ( электронный микроскоп, томограф, и др.). Этот метод расширил познавательные возможности биологии и открыл новые пути для использования биологических знаний во всех сферах человеческой деятельности.
Методы познания:
1)Индуктивный.
От частного к общему. Метод используется в естествознании и естестествоиспытании. Так создаются гипотезы, концепции, теории и законы.
2)Дедуктивный.
От общего к частному. Широко используется в профессиональной деятельности, в том числе врачами и провизорами.
В)Биологическое мышление – разновидность предметно-специфического мышления в ходе которого формируется биологическая картина мира на основе установления закономерностей биосистем при рассмотрении конкретного фактического материала (взаимосвязи строения органов и функций, обмена веществ, эволюции органического мира)
Г)Уровни организации живого:
1)Молекулярно-генетический.
Представлен молекулами органических веществ – белков, нуклеиновых кислот, углеводов липидов, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул. На молекулярном уровне исследуется роль важнейших биологических соединений в росте и развитии организмов, хранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках и других явлениях.
2)Клеточный.
Представлен клетками. Клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей всех живых организмов. На этом уровне наука изучает вопросы морфологической организации клетки, специализации клеток в ходе развития, функции клеточной мембраны, механизмы деления клеток.
3)Тканевый.
Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным тканям, составляют органы. В состав организма входят 5 основных тканей, в состав растения – 6. На этом уровне изучают строение и функции тканей организма.
4)Органный.
Представлен органами и системами органов. На этом уровне изучается строение и функционирование систем органов и органов в отдельности.
5)Организменный (онтогенетический).
Представлен как одноклеточными, так и многоклеточными организмами. На этом уровне изучается организм как целое, со свойственными ему механизмами согласованного функционирования его органов в процессе жизнедеятельности.
6)Популяционно-видовой.
Представлен популяциями видов. На этом уровне изучают факторы, влияющие на динамику численности особей и возрастного состава популяций, проблемы сохранения исчезающих видов, действие факторов микроэволюции.
7)Экосистемный.
Представлен системой популяций разных видов в их взаимосвязи между собой и окружающей средой. На этом уровне изучаются взаимоотношения организмов и среды, условия определяющие продуктивность экосистем, их устойчивость, а также влияние на них деятельности человека.
8)Биосферный.
Высшая форма организации живой материи, объединяющая все экосистемы планеты. На этом уровне изучается протекание глобальных биохимических циклов, влияние на них деятельности человека.
Д)Эволюционный подход – теоретическое направление ищущее причины социального поведения в физических и психологических склонностях, помогавших нашим предкам выжив и производить потомство.
Системный анализ – методологическое решение крупных проблем основанное на концепции систем. Методология общей теории систем, заключающаяся в исследовании любых объектов посредствам представления их в качестве систем, проведение их структуризации и послед анализа.
Вопрос 2. Диалектико-материалистическое определение сущности жизни. Качественные особенности обмена веществ.
Жизнь –качественно особая форма существовании материи, высшая по сравнению с физической и химической формами ее существования, представляющая собой биологическую форму движения материи.
А) Организмы существуют как открытые системы. Обмен веществ в них с окружающей средой является условием существования. Обмен веществ в живых организмах приводит к восстановлению разрушенных компонентов, заменяя их новыми, подобными им, то есть к самообновлению, самовоспроизведению, построению тела живого организма за счет усвоения веществ из окружающей среды.
В любой живой клетке постоянно происходят сложные обмены веществ, необходимые для того, чтобы обеспечить постоянство условий внутренней среды как в самой клетке, так и в многоклеточном организме. Постоянство внутренней среды биологических систем получило название гомеостаза.
Гомеостаз (homoios – неизменный, stasis – состояние)- сложившаяся в ходе эволюции уравновешенная и сбалансированная система организма, направленная на поддержание относительного постоянства внутренней среды.
Здоровье – естественное состояние организм, характеризующиеся его уравновешенностью с окружающей средой и отсутствием каких либо болезненных изменений.
Норма – показатели и их количество, характеризующие биологический процесс, а так же состояние, функционирование, строение органов, систем органов и всего организма, которые резко не отличаются от общепринятых средних величин.
Б) Виды гомеостаза:
1) Молекулярно-генетический
2)Клеточный
3)Биохимический
4)Физиологический
5)Системный
6)Эволюционный
7)Биосферный
В) Биоритмы – регулярные качественные и обусловленные ими количественные изменения параметров жизнедеятельности на всех уровнях организации живого.
А так как гомеостаз является одним из важнейших параметров жизнедеятельности, то изменения биоритмов непосредственно скажутся на гомеостазе, а значит и на организме в целом. Гомеостаз находятся в прямой зависимости от биоритмов.
Г)Хронобиология – отрасль науки, объективно исследующая и количественно оценивающая механизмы биологической временной структуры, включая ритмические проявления жизнедеятельности. Наука, изучающая закономерности организации жизнедеятельности биосистем во времени.
Хронобиология имеет большое значение для медицины. Хронобиология разрабатывает методы и средства для восстановления и гармонизации нарушенных биоритмов. Также аспекты хронобиологии используются для диагностики и лечения некоторых заболеваний.
Хронопатология – изменение биологической временной структуры индивидуума, предшествующие функциональным расстройствам или органическим заболеваниям и зависящим от времени проявления болезни.
Хронофармокология и хронотерапия – лечения на основе индивидуального подхода(индивидуальные биоритмы).
Хронодиагностика – обследование и прогнозирование, предотвращение различных заболеваний на основе биоритмических показателей.
Хроном (введен Ф. Хальбергом, chronos – время, nomos – правило) – комплексная временная организация живых систем не зависимо от их уровня организации и сложности. Элементы хронома: биоритмы, тренды(линейные изменения функции, описываемые простейшим линейным уравнением), шумы(не имеют закономерной природы и с тудом поддаются математическому анализу).
Эпифиз и супрахиазматические ядра гипофиза являются регуляторными центрами организма. Поэтому они играют главную роль в синхронизации (восстановлении) циркадианных ритмов.
Д) Десинхронизация – состояние двух или более, ранее синхронизированных, ритмических переменных, переставших показывать те же частоты и акрофазные взаимоотношения и демонстрирующие изменение временных взаимосвязей:
Внутренняя – десинхронизация одного от другого из двух или более ритмов в биосистеме путем появление ранее отсутствовавших отличий в частоте и изменения во временном отношении двух ритмов с той же частотой.
Внешняя – десинхронизация биоритмов о т циклов окружающей среды.
Десинхроноз – патологическое состояние, вызванное внешней или внутренней десинхронизацией биоритмов.
Е) Здоровье – система биоритмов, находящаяся в гармонии, взаимной синхронизации между собой и условиями внешней среды.
Труд необходимо организовывать так, чтобы не происходили нарушения циркадианных ритмов, в противном случае десинхронизация приведет к различным заболеваниям. Также десинхронизацию, а следовательно и десинхроноз вызывает алкоголь.