Biomedyczne podstawy rozwoju- wykład 1.
Cechą charakterystyczną zjawiska rozwojowego jest zmiana progresywna, postęp uniemożliwiający cofanie się i powrót do pierwotnego stanu wyjściowego.
Rozwój jest to proces ukierunkowanych zmian, w których można wyróżnić następujące po sobie etapy przemian (fazy rozwojowe) danego obiektu, wykazujące różnicowanie się tego obiektu pod określonym względem. Rozwój ma charakter progresywny, jeżeli w jego wyniku powstaje nowa, wyższa jakość.
Ontogeneza, czyli rozwojem osobniczym, określa się proces rozwoju organizmu od momentu zapłodnienia komórki jajowej przez plemnik do kresu życia osobnika.
Przez pojęcie rozwoju fizycznego (somatycznego lub biologicznego) należy rozumieć całokształt procesów biologicznych jakie zachodzą w rozwijającym się organizmie z wyłączeniem sfery psychicznej.
Auksologia (dewelopmentologia) jest nauką o ontogenezie, badająca organizmy żywe w rozwoju osobniczym w zależności od czasu, determinacji genetycznej, wpływów środowiska, zarówno w aspekcie rozwoju biologicznego jak również psychicznego i motorycznego.
Według Eberta:
Różnicowanie- zespół zmian uczestniczących w progresywnym narastaniu odrębności w strukturze
i funkcji komórek.
Wzrost- stały przyrost ogólnej masy.
Morfogeneza- wykształcenie formy i przyjmowanie nowego kształtu.
Według Bonnera:
Na rozwój składają się dwa zespoły procesów: twórczych i hamujących działalność twórczych.
Do procesów twórczych autor zalicza wzrost, morfogenezę i różnicowanie.
Do czynności hamujących- wewnętrzne (aktywizacja i genetyczna determinacja rozwoju) i zewnętrzne
(np. choroby, ilość i jakość diety).
Według Wolańskiego:
Aspekty jakościowe rozwoju:
Wzrastanie- powiększanie się ciała.
Różnicowanie- doskonalenie struktury (cytogeneza, histogeneza i organogeneza).
Dojrzewanie- doskonalenie się funkcji ( specjalizacja i integracja).
Postęp- doskonalenie organizacji organizmu jako systemu.
Aspekty ilościowe rozwoju:
Kinetyka rozwoju- poziom na jakim przebiega rozwój.
Dynamika rozwoju- wielkość przyrostów danej cechy w jednostce czasu.
Rozmach- wielkość zmian względem urodzeniowej lub maksymalnej wielkości cechy.
Rytmiczność rozwoju- różne tempo rozwoju w poszczególnych okresach ontogenezy.
Aspekty energetyczno- informacyjne rozwoju:
Energetyka- wykorzystanie źródeł energii, koszt rozwoju.
Informatyka- źródła, charakter, mechanizmy przekazu informacji.
Metabolika- anabolizm i katabolizm.
Dystrybucja- sposób wykorzystania energii i procesów metabolizmu.
Cechy rozwoju fizycznego:
Kinetyka rozwoju- poziom na jakim przebiega rozwój danego osobnika.
Tempo rozwoju- wielkość zmian badanych cech przypadająca na określoną jednostkę czasu.
Rytmiczność rozwoju- różne tempo rozwoju w poszczególnych okresach ontogenezy.
Samoregulacja procesu ontogenezy
Homeostaza ontogenetyczna- homeroeza, jest to zjawisko polegające na utrzymywaniu równowagi dynamicznej- w ramach normy reakcji osobnika między czynnikami wewnętrznymi organizmu, a ciągle mieniającymi się czynnikami środowiska zewnętrznego.
Normą reakcji w ontogenezie nazywa się indywidualny zakres reakcji fenotypowych.
Pod wpływem środowiska w czasie życia jednostek w trakcie rozwoju osobniczego, zachodzi nabywanie właściwości biologicznych, które nie są utrwalane i przekazywane dziedzicznie. Zjawisko to nosi nazwę adaptabilności, inaczej przystosowalności i dotyczy właściwości fenotypowych. Genotyp zapewnia jednostce plastyczność w stosunku do czynników środowiskowych w ramach normy reakcji, która jest uwarunkowana genetycznie. Norma ta posiada większy zakres u heterozygot niż u homozygot.
Proces samoregulacji ontogenezy sterowany jest według następujących zasad:
Rozwój według programu zdeterminowanego genetycznie.
Rozwój w zależności od środowiska zewnętrznego.
Regulacja rozwoju ontogenetycznego poprzez korygowanie odchyleń i odtwarzanie normalnych reakcji podczas zakłóceń ( Szmalhauzen).
Mechanizm samoregulacji najczęściej jest nazywany giętkością rozwojową lub plastycznością rozwojową (Thodaj) bądź kanalizacją rozwojową lub buforowaniem zjawisk rozwojowych (Waddington).
Mechanizm samoregulacji zabezpiecza rozwój w ramach normy reakcji osobnika, nawet w obecności przypadkowych odchyleń czynników zewnętrznych i wewnętrznych.
Homeostat ontogenetyczny jest właściwością organizmu otrzymaną na drodze genetycznej.
Czynniki rozwoju osobniczego:
Czynniki endogenne genetyczne (determinanty rozwoju).
Czynniki endogenne paragenetyczne i niegenetyczne matki.
Czynniki egzogenne (modyfikatory rozwoju).
Tryb i styl zycia, który wiąże się z uwarunkowaniami genetycznymi i z czynnikami egzogennymi.
W przebiegu ontogenezy genotyp przejawia się w postaci konkretnych cech budowy i czynności organizmu nazywanych fenotypem. Rozwój według Szmalhauzena jest zgodny z programem zadanym przez materiał dziedziczny. Ponieważ każdy człowiek żyje w określonym środowisku, w którym działają na niego różnego rodzaju czynniki, jego rozwój jest uzależniany zarówno od zestawów genów, jak i od środowiska zewnętrznego. Genotyp wybiera taką drogę realizacji swojego potencjału rozwojowego, jaka jest możliwa
w danych warunkach środowiska.
Wszelkie niekorzystne odchylenia od właściwego, genetycznie zdeterminowanego przebiegu rozwoju wywołane przez czynniki środowiska są bardzo szybko korygowane, a normalne funkcje organizmu odtwarzane. Jest to możliwe dzięki sprzężeniu danej właściwości organizmu, czy też cech z dziedziczną podstawą norm reagowania. Przebieg ontogenezy jest dla każdego osobnika specyficzny, określony jego wyposażeniem genetycznym i ma charakter samoregulacyjny.
Mechanizm samoregulacji zabezpiecza rozwój w ramach normy reakcji Sobika nawet wtedy, gdy zachodzą przypadkowe odchylenia czynników wewnętrznych i zewnętrznych. Jest on właściwością organizmu otrzymaną na drodze genetycznej. Dzięki mechanizmowi samoregulacji osobnik ma zdolność do utrzymania równowagi dynamicznej w przebiegu ontogenezy i przywrócenia jej w razie zakłóceń.
Czynniki endogenne genetyczne
Fenotyp jednostki w trakcie rozwoju zależy od genotypu oraz od czynników środowiskowych, modyfikująco wpływają na cechy ilościowe.
Epigeneza to realizacja fenotypu na podłożu określonego genotypu. W tym procesie następuje dostrajanie się funkcjonowania zespołów genów oraz interakcja genotypu ze środowiskiem.
Fenokopia- czynniki egzogenne mogą wywołać fenotypowo efekt podobny do tego, który jest zdeterminowany genetycznie.
Rezystancja- opór stawiany przez rozwijający się organizm w stosunku do czynników środowiska, które mogą odkształcić plastyczne struktury biologiczne ustroju. Organizm człowieka przeciwstawia się zmianom zachodzącym w jego środowisku zewnętrznym i wewnętrznym. Na skutek tego fenotyp może się odpowiednio zmieniać- plastyczność lub pozostaje niezmieniany- kanalizacja.
Teoria limitowanego ukierunkowania rozwoju (Wolański)
Rozwój osobnika przebiega według własnego szlaku rozwojowego w określonym genetycznie kanale rozwojowym.
Genotypy o podobnym lub zbliżonym wyposażeniu genetycznym kształtują swoje cechy w trakcie ontogenezy
w zależności od odziedziczonego, genetycznie zdeterminowanego tempa rozwoju i czasu jego wyhamowania.
Kanał rozwoju danego osobnika zależy od stopnia heterozygotyczności jego genotypu, bowiem heterozygotyczność determinuje granice zakresu zmienności. Nosiciele heterozygotyczności genotypów mają wyższą wartość przystosowawczą w różnych środowiskach. Realizacja właściwego toru rozwojowego określonego osobnika w zdeterminowanym genetycznie kanale rozwojowym jest możliwa wtedy gdy czynniki egzogenne nie wytrącają go z jego ram.
Do czynników zewnętrznych zakłócających rozwój należą między innymi przewlekłe choroby czy też niedobory pokarmowe. Wypadnięcie z właściwego dla osobnika toru rozwojowego zależy od okresu ontogenezy, w którym dany czynnik zadziałał, jego siły i czasu oddziaływania. W zależności od rodzaju czynnika rozwój może być realizowany w niższym lub wyższym kanale rozwojowym.
Ontogeneza wykazuje zróżnicowanie międzyosobnicze, uwarunkowane genetycznie i ekologicznie. Fenotyp jednostki w przebiegu rozwoju zależy od genotypu, który w sposób bezpośredni i niezmienny determinuje cechy jakościowe oraz od czynników środowiska, które modyfikująco wpływają na cechy ilościowe. Cechy ilościowe stanowią wypadkową czynników endogennych i egzogennych.
1