Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций

Неофибролифтинг

Неофибролифтинг — методика физиологического омоложения кожи лица и тела, в основе которой лежит инъекционное введение в дерму уникального «коктейля» из культивированных аутофибробластов и собственной плазмы пациента, обогащенной тромбоцитами. Процедура разработана и запатентована специалистами украинского Института пластической хирургии «Виртус».

Неофибролифтинг состоит из двух этапов, на первом из которых врач проводит ряд мероприятий, направленных на увлажнение кожных покровов (биоревитализацию препаратами гиалуроновой кислоты), а на втором – вводит коктейль из фибробластов и очищенной плазмы крови пациента на глубину мезодермы. Забор плазмы специалист проводит за 30 минут до проведения процедуры, затем он очищает ее от примесей и смешивает с культивированными аутофибробластами (в равном количестве). Тромбоциты улучшают процесс перехода фибробластов активную фазу, в результате чего они начинают вырабатывать коллаген уже на следующий день после инъекции (укола). Эффект от проведения неофибролифтинга становится заметным через две недели.

Что это такое?

Фибробласт – это клеточный элемент соединительной ткани, находящийся в среднем слое кожи (дерме).

Фибробласты происходят из стволовых клеток, имеют круглую или овальную форму с отростками, которые впоследствии дифференцирования становятся фиброцитами – менее активные созревшие клеточные мембраны.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций

Типы фибробластов

Активные фибробласты подразделяют на разные структурно-функциональные типы, которые отличаются по своим функциям:

  1. Малодифференцированные – активно растут и размножаются.
  2. Юные – считаются более дифференцированными, способны к размножению, могут вырабатывают коллаген и гликозаминогликаны.
  3. Зрелые – образуются из юных фибробластов, практически не делятся и не размножаются, бывают 3-х подвидов:
  • Фиброкласты — разрушают коллаген.
  • Коллагенобласты — производят коллаген.
  • Миофибробласты — отвечают за уменьшение фиброзной (плотной) ткани при заживлении ран.

Факторы роста фибропластов:

  • Основной фактор роста фибробластов bFGF – отвечает за синтез коллагеновых волокон и выработку компонентов внеклеточного матрикса.
  • Эпидермальный фактор роста EGF – стимулирует деление и миграцию кератиноцитов.
  • Трансформирующий ростовой фактор TGF-альфа – повышает скорость регенерации поврежденных участков кожи.
  • a-NGF – контролирует ангиогенез (образование сосудов).

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций
Строение фибробластов

Функции фибробластов

Они участвуют в процессе регенерации клеток эпителия, вырабатывая тканевые белковые гормоны, отвечающие за клеточный рост.

Основные функции фибропластов в организме человека:

  • Эпителизация и заживление повреждений на коже за счет активизации кератиноцитов.
  • Синтез коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты.
  • Участие в процессе заживления ран, перемещение фагоцитов.
  • Обновление эпидермиса.
  • Ускорение пролиферации и дифференцировки клеток.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций

Кроме того, фибробласты продуцируют и белки:

  • Тинасцин – участвует в распределении эластинов и коллагенов в тканях.
  • Пептиды нидоген и ламинин – содержатся в составе базальной кожной мембраны кожи и выступают для нее строительным материалом.
  • Протеогликаны – участвуют во взаимодействии клеток.
  • Другие.

Из-за негативного воздействия свободных радикалов и других факторов коллагеновые и эластиновые волокна стареют и изнашиваются, а затем расщепляются на составные элементы коллагеназой, которая синтезируется фибропластами и эластазой.

Старение тканей организма начинается примерно с 25-30 лет и распространяется на все живые клетки, в т.ч. и кожные.

С возрастом активность фибробластов снижается, из-за чего дерма утончается и обезвоживается, появляются морщины и снижается эластичность кожи.

Особенности популяционно-видового уровня жизни

Напомним, что популяция — это внутривидовая группировка особей определенного вида, существующая в течение достаточно длительного времени в виде большого числа поколений и занимающая определенное пространство. Популяция характеризуется экологическим, морфофизиологическим и генетическим единством. Благодаря популяциям с их бесчисленными поколениями особей вид приобретает «опыт» процесса развития в условиях постоянно изменяющейся среды. Этот опыт закрепляется в соответствующих структурах и функциях биосистемы «вид» и проявляется в особых вещественно-энергетических функциях в биогеоценозе.

Проявление свойств популяции прямо отражается в свойствах вида (как части по отношению к целому), поэтому данный структурный уровень живой материи называют популяционно-видовым.

В природе существует колоссальное разнообразие видов. Они могут быть представителями того или иного царства живой природы. Однако все они отражают свойства одного и того же структурного уровня организации жизни — популяционно-видового.

Как и другие уровни, популяционно-видовой уровень представляет собой специфический, непрерывно развертывающийся во времени и пространстве процесс существования живой материи. В отличие от биосферного и биогеоценотического уровней, популяционно-видовой структурный уровень характеризуется новыми, особыми, надорганизменными качествами. Чтобы оценить их, надо определить: какова структура данного уровня жизни, какие процессы ему свойственны, что его организует и какова его роль в существовании живой материи.

Структура популяционно-видового уровня выражает законы групповой, или надорганизменной, формы жизни. Поэтому при характеристике явлений и законов этого уровня особи как организмы лишь поясняют, иллюстрируют картину групповой жизни популяции и вида, но не отражают ее сущность. Групповая форма жизни проявляется в таких характеристиках, как плодовитость, рождаемость, смертность, выживаемость, плотность, численность, структурность (половая, возрастная, поведенческая, территориальная), а также информационность, функционирование в природе и др.

Многообразие групп организмов в популяции обеспечивает своеобразие движения живой материи на данном структурном уровне. Оно связано с взаимодействием особей в популяции, благодаря чему в процессе скрещивания и возникновения мутаций создается общая морфогенетическая структура, обеспечивающая принципиальную возможность широкого генетического разнообразия популяции и ее дивергенции.

Основные процессы, свойственные популяционно-видовому уровню — свободное скрещивание, создание многообразия генотипов и обновление генофонда, выработка путем естественного отбора приспособительных свойств организмов в изменяющихся внешних условиях, а также освоение новых территорий («растекание» по земной поверхности). На этом уровне в череде поколений внутри каждой популяции и вида реально осуществляется процесс исторического изменения форм организмов, приводящий к видообразованию и эволюции

То есть в недрах этого уровня, на материале его компонентов происходит огромной важности событие в движении живой материи — эволюция, выражающая исторический ход развития и преобразования всего органического мира и всей биосферы в целом

На данном уровне совершился антропогенез, обеспечивший появление уникального вида — Человек разумный.

Организация популяционно-видового уровня обеспечивается многообразием и сложностью типов внутривидовых связей. Это служит главной организующей силой поддержания единства данного уровня жизни. Многообразие связей, выработанных видом и популяциями в историческом процессе своего становления, направлено на их самосохранение в течение как можно более длительного времени вплоть до бесконечности, на поддержание устойчивости системы, репродукцию и способность к генетическому изменению в связи с внешней сменой условий.

Применение в косметологии

Эксперты по генной инженерии разработали SPRS-терапию – инновационный метод инъекционного омоложения кожи с применением фибробластов.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций
SPRS-терапия в процессе

Метод основывается на трансплантацию внутрь кожи аутофибробластов – клеточных структур, забор которых врач осуществляет у пациента перед самой терапией.

Благодаря этой процедуре улучшается процесс пролиферации (разрастания) новых клеток соединительной ткани, стимулируется выработка эластина, коллагена и других биологических компонентов, из-за чего происходит разглаживание морщин, повышается тонус и эластичность эпидермиса, и нормализуется работа всех остальных структур кожи.

Омоложение аутофибробластами дает более эффективный результат, чем Ботокс, который при частом применении может повредить нервные окончания и нарушить питание кожи.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций

Список показаний

Процедура рекомендована при:

  • Повышенной сухости кожи,
  • Наличии морщин,
  • Тусклом цвете лица,
  • Увядающей коже,
  • Рубцах, следах от акне,
  • Первых признаках птоза,
  • Лечении долго не заживающих ран,
  • Для профилактики раннего старения,
  • Для омоложения кожи в области лица, шеи, зоны декольте и рук.

Как получают аутофибробласты?

Биоматериал для выполнения процедуры забирают из небольшого размером участка кожи (биоптата) пациента, обычно из области пупка или предплечья.

Биоптат сначала промывают физрастворов, после чего клетки фибропластов отделяются от клеточного матрикса, осаждают, очищают от ферментов, помещают в питательную среду и подвергают инкубации для увеличения численности клеток на протяжении 4-8 недель.

После того, как было получено нужное количество фибробластов, их сразу можно использовать для выполнения инъекционного омоложения кожи или заморозить.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций
Результат терапии фибробластами: до и после — картинка

Для хранения в криобанке по мнению специалистов подходит клеточный материал, взятый у пациентов в возрасте 20-30 лет, т.к. с возрастом количество способных к делению фибропластов уменьшается.

Популяция – структурная единица вида и элементарная единица эволюции

Биологический вид — целостная система, устойчивая при сохранении местообитания, условий среды. Особи одного вида неравномерно размещены по территории. В одних местах более распространены, в других не могут жить.

Популяция — совокупность совместно обитающих особей одного вида. Устойчивое во времени образование может исчезнуть в случае природных катастроф или в результате хищнического истребления. Две разнополые особи — минимальная популяция. Однако такое образование неустойчиво из-за недостаточного разнообразия генофонда.

Связи между организмами в пределах одной популяции:

  • общность происхождения;
  • забота о потомстве;
  • местообитание;
  • защита от врагов;
  • совместный поиск пищи.

Организмы в одной популяции бывают полностью изолированными. Так происходит при наличии географических преград (горных цепей, рек, озер). Неизолированные организмы обитают на однородной территории (Рис. 5). Изоляция бывает не только пространственной, но и физиологической, репродуктивной, экологической.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функцийРис.5. Популяции копытных животных в саванах и полупустынях не изолированные

Экологическая характеристика популяций включает 5 признаков:

  1. Численность особей (периодически меняется).
  2. Рождаемость — количество индивидов, появившихся на свет за единицу времени.
  3. Смертность — число умерших или погибших за единицу времени.
  4. Плотность — сколько приходится особей одного вида на единицу площади территории, объема почвы или воды.
  5. Биомасса — масса особей, которая приходится на единицу площади или объема.

Структура популяции:

  • Половая — соотношение количества особей разных полов. 
  • Возрастная — различия по возрастному признаку.
  • Пространственная — территориальное распределение в среде обитания.
  • Этологическая — особенности поведения.

Живые организмы в популяциях ведут одиночное или групповое существование. Совместное проживание дает возможность лучше защищаться от врагов, размножаться, обучать молодняк. Группы животных называют стаями, колониями, табунами.

Одни популяции относятся к оседлым. Для них характерно длительное проживание на одной и той же территории. Кочевые популяции перемещаются в поисках корма, во время зимовки. Мигрирующие сменяют местообитания по одним и тем же маршрутам. Птицы летят на зимовку в теплые регионы и возвращаются к гнездам.

Численность и плотность популяции изменяются постоянно. Чаще всего так происходит под влиянием условий среды (бескормицы или обилия пищи, инфекций). Резкие колебания численности особей одной популяции происходят при воздействии одного или группы факторов. Подобное явление русский ученый С. С. Четвериков назвал популяционными волнами (Табл. 2).

Таблица 2 

«Волны жизни»

Виды

Причины

Сезонные

Особенности жизненных циклов, сезонные изменения климатических факторов.

Несезонные

Нехватка корма, засуха, очень низкие температуры воздуха и почвы, стихийные бедствия.

Обмен генетическим материалом между особями одной популяции происходит намного чаще, чем между представителями разных популяций. Популяционные волны способны привести к резкому изменению генофонда.

Сохранение многообразия видов как основа устойчивости биосферы

Жизнь на Земле разнообразна (Рис. 6). В настоящее время зарегистрировано более 1,4 миллиона различных видов живых существ. По разным оценкам, общее число видов на планете может достигать 8–100 млн. Наиболее богатыми в плане видового разнообразия считаются тропические леса. Именно здесь обитает максимальное количество видов, в том числе неизвестных науке.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функцийРис.6. Разнообразие растений, грибов, животных

Все причины угасания, гибели видов в прошлом и сейчас до сих пор неизвестны. Основными факторами этого процесса в далекие геологические эпохи были разломы земной коры, вулканизм, горообразование, резкие изменения климата.

Исчезновение видов обусловлено не только физическим уничтожением растений и животных. Большой урон видовому разнообразию наносят стихийные бедствия (пожары, наводнения, извержения вулканов). Одной из причин исчезновения значительного числа видов является деятельность человека (распашка земель, вырубка лесов, осушение болот, строительство).

Нарушение мест обитания ведет к сокращению численности, вымиранию растений и животных. Процесс начался вместе с появлением человеческого общества и приобрел наибольший размах в последние столетия. Более уязвимыми оказались виды, приспособленные к одному местообитанию, одному виду пищи (амурский тигр, панда, коала). Как подсчитали ученые, в XXI веке мир теряет в течение часа 10 видов.

Международный организация союз охраны природы (МСОП) собирает и обрабатывает информацию о редких и находящихся под угрозой исчезновения видах растений и животных. В 1966 году собранные МСОП сведения вошли в первое издание «Красной книги». Спасение одних видов уже невозможно без проведения специальных природоохранных мероприятий. Например, такие меры требуются для сохранения амурского тигра, красивоцветущего венерина башмачка (Рис. 7).

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функцийРис.7. Краснокнижный венерин башмачок

Изданы национальные (государственные) и региональные (областные, краевые) варианты «Красной книги». В России редкими и исчезающими признаны более 600 видов растений, более 240 видов животных. Популяции некоторых восстановлены (зубр, европейский бобр).

Сохранение видового многообразия подразумевает охрану редких видов, запрет на их уничтожение, создание искусственной среды (зоопарков), генетических банков. Сохранению местообитаний в значительной мере способствует организация ботанических садов, заказников, заповедников, национальных парков. Различия между ними заключаются в степени разрешенного вмешательства в природную среду, запрещенных видах деятельности человека на охраняемых территориях.

Биоразнообразие необходимо сберечь во имя настоящих и будущих поколений.

Общее строение мембраны

Строение плазматической мембраны изучалось еще с XVIII века. Именно тогда впервые была обнаружена ее способность выборочно пропускать или задерживать вещества. С развитием микроскопии исследование тонкой структуры и строения мембраны стало более возможным, и поэтому на сегодняшний день о ней известно практически все.

Синонимом ее основному названию является плазмалемма. Состав плазматической мембраны представлен тремя основными видами ВМС:

  • белки;
  • липиды;
  • углеводы.

Соотношение этих соединений и расположение может варьироваться у клеток разных организмов (растительной, животной или бактериальной).

Органеллы клетки

Органеллами называются мельчайшие структурные части, находящие внутри клетки и обеспечивающие ее строение и жизнедеятельность. К ним относится множество разных представителей:

  1. Плазматическая мембрана.
  2. Ядро и ядрышки с хромосомным материалом.
  3. Цитоплазма с включениями.
  4. Лизосомы.
  5. Митохондрии.
  6. ЭПС (эндоплазматический ретикулум).
  7. Комплекс Гольджи.
  8. Рибосомы.
  9. Вакуоли и хлоропласты, если клетка растительная.

Каждая из перечисленных структур имеет свое сложное строение, сформирована ВМС (высокомолекулярными веществами), выполняет строго определенные функции и принимает участие в комплексе биохимических реакций, обеспечивающих жизнедеятельность всего организма в целом.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций

Вид, его критерии

Видом называют группу особей с наследственным сходством признаков (Рис. 1). Для них характерна возможность скрещивания между собой. Появившееся потомство тоже плодовито. Особи одного вида обитают в определенной географической области, которую называют ареалом.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функцийРис.1. Виды животных

Нередко, особи приобретают устойчивые отличия от представителей других частей того же вида. Это происходит под воздействием условий внешней среды и других факторов. Возникают географические и экологические обособленные части вида — подвиды.

Не следует путать подвиды с появлением разной окраски и неодинаковыми размерами тела самцов и самок одного и того же биологического вида. Различия во втором случае обусловлены половым диморфизмом (Рис. 2).

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функцийРис.2. Пример полового диморфизма. Самец и самка сокола

Критерии вида, разработанные биологами, надо рассматривать в комплексе (Табл. 1).

Таблица 1

Критерии вида

Название

Описание

Морфологический

Проявляется в сходстве внешнего вида и анатомического строения особей одного вида. Часто у близкородственных видов появляются похожие морфологические черты, поэтому одного критерия недостаточно для определения.

Физиологический

Наблюдается сходство в протекании процессов жизнедеятельности у особей, принадлежащих к одному виду. Близкородственные виды настолько похожи в плане физиологии, что могут скрещиваться и давать потомство.

Биохимический

Химический состав клеток и тканей, процессов жизнедеятельности сходны у особей одного вида. Тождественность белков позволяет идентифицировать виды даже на молекулярном уровне.

Этологический

Существует генетически обусловленное сходство поведения (инстинктов) представителей одного вида животных. По словам К. Лоренца, «этология — это морфология поведения животного».

Экологический

Возникает приспособление особей одного вида к определенному питанию, похожим условиям обитания. Поэтому они занимают одни и те же экологические ниши и экосистемы.

Географический

Популяции обычно приурочены к ареалу. Однако границы этих природных участков у разных видов могут совпадать. Встречаются живые существа-космополиты, обитающие на огромных пространствах. Таким образом, и географический критерий не способен стать единственным «маркером» для идентификации вида.

Гигантский борщевик встречается в разных природных зонах на больших территориях. Такие растения космополиты угрожают существованию других видов, наносят экологический и экономический ущерб(Рис. 3).

Амброзия полыннолистная — злостный сорняк. Пыльца растения вызывает аллергию у людей. Ареал обитания амброзии за последние десятилетия значительно расширился.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функцийРис.3. Виды-космополиты: борщевик, амброзия

Главным критерием вида считается генетический. Принадлежащие к одному виду особи обладают одинаковым кариотипом (набором хромосом), нуклеотидным составом ДНК. Между ними возможно скрещивание. Появившееся потомство обладает плодовитостью.

Обеспечивает «чистоту» видов репродуктивная изоляция. Так называют невозможность появления потомства при скрещивании особей разных видов. Либо дочерние организмы не плодовиты. Устойчивость видов, как генетических единиц, постоянно сохраняется и поддерживается биологическое разнообразие (Рис. 4).

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функцийРис.4. Видовое разнообразие жуков и цветковых растений

Полностью идентичные особи в природе не встречаются. Например, в одной популяции божьих коровок в окраске крыльев преобладает красный цвет, в других — черный. Один этот признак — не решающий в вопросе принадлежности насекомых к виду Coccinella septempunctata. Важен весь комплекс признаков.

Вид, критерии видов. Популяция

Раздел ЕГЭ: 6.1. Вид, его критерии. Популяция — структурная единица вида и элементарная единица эволюции. Микроэволюция. Образование новых видов. Способы видообразования. Сохранение многообразия видов как основа устойчивости биосферы

Вид — совокупность особей, имеющих наследственное сходство морфологических, физиологических и биохимических особенностей, способных свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство, занимающих определённый ареал и одинаково изменяющихся под влиянием факторов внешней среды.

Чтобы отнести особей к одному и тому же или к разным видам, их сравнивают по критериям — эволюционно устойчивым диагностическим признакам, характерным для одного вида, но отсутствующим у других.

Основные критерии видов:

  • Морфологический. Комплекс морфологических признаков, отличающих один вид от другого. Исключение — виды-двойники.
  • Физиологический. Сходство всех процессов жизнедеятельности у особей, прежде всего — сходство размножения.
  • Географический. Территориальные различия. Каждый вид занимает определённую территорию или акваторию (ареал). Ареалы разных видов могут перекрываться.
  • Экологический. Каждый вид характеризуется своим собственным отношением со средой обитания.
  • Генетический. Для каждого характерен определённый набор хромосом, сходных по размерам, форме и составу.
  • Этологический. Особенности поведения особей, выявляемые при определении видовой принадлежности организма.

Подвид — географически или экологически обособленная часть вида, особи которой под влиянием факторов среды приобрели устойчивые особенности, отличающие ее от других особей того же вида; особи разных подвидов могут свободно скрещиваться в природе.

Развитие представлений о виде

Карл Линней Виды реально существуют. Виды не изменяются.
Ж.-Б. Ламарк В природе реально существуют лишь группы особей. Вид — категория не существующая, а введенная человеком. Любое изменение условий приводит к изменению особей.
Ч. Дарвин Виды реально существуют как совокупности особей. Виды изменяются вследствие эволюции.

Экологическая ниша — пространственное и трофическое место вида в биогеоценозе (экосистеме), комплекс его связей с другими видами и требований к физической среде обитания.

Популяция — совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, длительно существующих на определённой части ареала и относительно обособленных от других совокупностей. Термин «популяция» ввёл датский биолог В. Иогансен в 1903 г.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций

Каждая популяция характеризуется плотностью (количество особей на единицу площади), численностью (общее количество особей популяции), возрастным составом (соотношение молодых, зрелых и старых особей), половой структурой (соотношение самок и самцов), пространственной структурой (характер размещения особей).

Типы пространственного распределения особей:

  • Пятнистое (групповое) распределение встречается чаще всего, Связано с неоднородностью среды или склонностью организмов образовывать группы.
  • Случайное (диффузное) распределение характерно для однородной среды при отсутствии сильного взаимодействия особей.
  • Регулярное (равномерное) распределение связано с острой конкуренцией между разными особями.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций

Популяции (по характеру использования территории):

  • оседлые — длительное время занимают одну и ту же территорию,
  • кочевые — недалеко перемещаются в поисках корма и во время зимовки (это способ избегания неблагоприятных условий и лучшего приспособления к сезонным явлениям)
  • мигрирующие — закономерная смена местообитания по определенным маршрутам.

Численность популяции, ее плотность могут периодически и не периодически изменяться под влиянием разнообразных факторов. Такие колебания численности популяции называются популяционными волнами, или «волнами жизни». Это понятие ввел русский биолог С. С. Четвериков.

Дермальные фибробласты. общие понятия. разнообразие популяции и особенности функций

«Волны жизни» могут резко изменить генофонд популяции за счет дрейфа генов.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Вид, критерии видов. Популяция». Выберите дальнейшее действие:

  • Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
  • Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии
Ссылка на основную публикацию