Information

Spädbarnsvävnader, organ, kroppsdelar eller reflexer i en vuxen organism

Spädbarnsvävnader, organ, kroppsdelar eller reflexer i en vuxen organism


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Vad är fenomenet när en normal användbar vävnad, organ, kroppsdel ​​eller en medfödd reflex eller instinkt existerade i spädbarnsorganismen och normalt borde försvinna eller åtminstone helt förlora sin funktion i den vuxna organismen men det kommer den inte att göra? Atavism och rudimentalitet verkar inte vara de rätta termerna. Finns det något specifikt ord som refererar till fenomenet?


"Rest" är den närmaste termen jag kan komma på; "rest" används också. Du kan hitta båda används för att beskriva foramen ovale till exempel, som vanligtvis stänger vid födseln (och har tjänat sitt syfte vid den tidpunkten), men förblir patenterade hos en betydande del av vuxna, vilket ibland orsakar symtom.

Dessa termer är dock naturligtvis inte specifika för den omständighet du beskriver; Jag känner inte till någon det vill säga.


11.5: Centrala nervsystemet

  • Bidragit av Suzanne Wakim & Mandeep Grewal
  • Professorer (Cell Molecular Biology & Plant Science) vid Butte College

Figur (PageIndex<1>) är en mycket udda ritning och kallas en homunculus. Massan representerar en tvärsnittskil av den mänskliga hjärnan. Ritningen visar några områden i hjärnan som är associerade med olika delar av kroppen. Som du kan se är större delar av hjärnan i denna region förknippade med händer, ansikte och tunga än ben och fötter. Med tanke på vikten av tal, fingerfärdighet och sociala interaktioner ansikte mot ansikte hos människor är det inte förvånande att relativt stora delar av hjärnan behövs för att kontrollera dessa kroppsdelar. Hjärnan är det mest komplexa organet i människokroppen och en del av det centrala nervsystemet.

Figur (PageIndex<1>): Hjärn-kroppskarta. Det finns en karta över din kropp på din hjärns cortex, men kartan är inte proportionell mot det faktiska utrymmet. Känsliga delar som ansikte och fingrar representeras av fler områden än mindre känsliga delar som benen eller ryggen


De viktigaste processerna som är involverade i den embryonala utvecklingen av djur är: vävnadsmönster (via regional specifikation och mönstrad celldifferentiering) vävnadstillväxt och vävnadsmorfogenes.

    hänvisar till de processer som skapar rumsliga mönster i en boll eller ett ark av initialt liknande celler. Detta involverar i allmänhet verkan av cytoplasmatiska determinanter, belägna inom delar av det befruktade ägget, och av induktiva signaler som emitteras från signalcentra i embryot. De tidiga stadierna av regional specifikation genererar inte funktionella differentierade celler, utan cellpopulationer som har åtagit sig att utvecklas till en specifik region eller del av organismen. Dessa definieras av uttrycket av specifika kombinationer av transkriptionsfaktorer. relaterar specifikt till bildandet av funktionella celltyper såsom nerver, muskler, sekretoriska epitel etc. Differentierade celler innehåller stora mängder specifika proteiner associerade med cellfunktionen. hänför sig till bildandet av tredimensionell form. Det handlar främst om orkestrerade rörelser av cellblad och individuella celler. Morfogenes är viktig för att skapa de tre groddskikten i det tidiga embryot (ektoderm, mesoderm och endoderm) och för att bygga upp komplexa strukturer under organutveckling. involverar både en total ökning av vävnadsstorleken, och även den differentiella tillväxten av delar (allometri) som bidrar till morfogenesen. Tillväxt sker mestadels genom cellproliferation men också genom förändringar av cellstorlek eller avsättning av extracellulära material.

Utvecklingen av växter involverar liknande processer som djurens. Växtceller är dock mestadels orörliga så morfogenes uppnås genom differentiell tillväxt, utan cellrörelser. De induktiva signalerna och de inblandade generna skiljer sig också från de som styr djurens utveckling.

Celldifferentiering Redigera

Celldifferentiering är den process där olika funktionella celltyper uppstår under utveckling. Till exempel är neuroner, muskelfibrer och hepatocyter (leverceller) välkända typer av differentierade celler. Differentierade celler producerar vanligtvis stora mängder av ett fåtal proteiner som krävs för deras specifika funktion och detta ger dem det karakteristiska utseendet som gör att de kan kännas igen under ljusmikroskopet. Generna som kodar för dessa proteiner är mycket aktiva. Typiskt är deras kromatinstruktur mycket öppen, vilket tillåter åtkomst för transkriptionsenzymer, och specifika transkriptionsfaktorer binder till regulatoriska sekvenser i DNA för att aktivera genuttryck. [1] [2] Till exempel är NeuroD en nyckeltranskriptionsfaktor för neuronal differentiering, myogenin för muskeldifferentiering och HNF4 för hepatocytdifferentiering. Celldifferentiering är vanligtvis det sista utvecklingsstadiet, som föregås av flera engagemangstillstånd som inte är synligt differentierade. En enda vävnad, bildad av en enda typ av progenitorcell eller stamcell, består ofta av flera differentierade celltyper. Kontroll av deras bildning involverar en process av lateral hämning, [3] baserat på egenskaperna hos Notch-signalvägen. [4] Till exempel, i embryots neurala platta fungerar detta system för att generera en population av neuronala prekursorceller i vilka NeuroD är mycket uttryckt.

Regenerering Redigera

Regenerering indikerar förmågan att återväxa en saknad del. [5] Detta är mycket utbrett bland växter, som visar kontinuerlig tillväxt, och även bland koloniala djur som hydroider och ascidianer. Men det mesta intresset av utvecklingsbiologer har visat sig för regenerering av delar i fritt levande djur. I synnerhet fyra modeller har varit föremål för mycket undersökning. Två av dessa har förmågan att regenerera hela kroppar: Hydra, som kan regenerera vilken del av polypen som helst från ett litet fragment, [6] och planära maskar, som vanligtvis kan regenerera både huvud och svans. [7] Båda dessa exempel har kontinuerlig cellomsättning som matas av stamceller och åtminstone i planaria har åtminstone några av stamcellerna visat sig vara pluripotenta. [8] De andra två modellerna visar endast distal regenerering av bihang. Dessa är insektsbihangen, vanligtvis benen på hemimetabolösa insekter som syrsan, [9] och lemmar på urodele amfibier. [10] Betydande information finns nu tillgänglig om regenerering av amfibielemmar och det är känt att varje celltyp regenererar sig själv, förutom bindväv där det finns en betydande omvandling mellan brosk, dermis och senor. När det gäller mönstret av strukturer styrs detta av en återaktivering av signaler som är aktiva i embryot. Det pågår fortfarande debatt om den gamla frågan om huruvida regenerering är en "orörd" eller en "adaptiv" egenskap. [11] Om det förra är fallet, med förbättrad kunskap, kan vi förvänta oss att kunna förbättra regenerativ förmåga hos människor. Om det sistnämnda, så antas varje fall av regenerering ha uppstått genom naturligt urval under omständigheter som är speciella för arten, så inga generella regler kan förväntas.

Spermierna och ägget smälter samman under befruktningsprocessen och bildar ett befruktat ägg, eller zygot. [12] Detta genomgår en period av delningar för att bilda en boll eller ett ark av liknande celler som kallas blastula eller blastoderm. Dessa celldelningar är vanligtvis snabba utan tillväxt så dottercellerna är hälften så stora som modercellen och hela embryot förblir ungefär lika stort. De kallas klyvningsdelningar.

Urkönsceller från musepiblast (se figur: "De första stadierna av mänsklig embryogenes") genomgår omfattande epigenetisk omprogrammering. [13] Denna process involverar genomomfattande DNA-demetylering, kromatinomorganisation och epigenetisk avtrycksradering som leder till totipotens. [13] DNA-demetylering utförs genom en process som använder DNA-basexcisionsreparationsvägen. [14]

Morfogenetiska rörelser omvandlar cellmassan till en treskiktad struktur bestående av flercelliga ark som kallas ektoderm, mesoderm och endoderm. Dessa ark är kända som groddlager. Detta är processen för gastrulation. Under klyvning och gastrulation inträffar de första regionala specifikationshändelserna. Förutom bildandet av själva de tre bakterielagren genererar dessa ofta extraembryonala strukturer, såsom däggdjursplacentan, som behövs för stöd och näring av embryot, [15] och etablerar även skillnader i engagemang längs den anteroposteriora axeln (huvud, bål). och svans). [16]

Regional specifikation initieras av närvaron av cytoplasmatiska determinanter i en del av zygoten. Cellerna som innehåller determinanten blir ett signalcentrum och avger en inducerande faktor. Eftersom den inducerande faktorn produceras på ett ställe, diffunderar bort och sönderfaller, bildar den en koncentrationsgradient, hög nära källcellerna och låg längre bort. [17] [18] De återstående cellerna i embryot, som inte innehåller determinanten, är kompetenta att svara på olika koncentrationer genom att uppreglera specifika utvecklingskontrollgener. Detta resulterar i att en serie zoner upprättas, anordnade på ett progressivt större avstånd från signalcentralen. I varje zon är en annan kombination av utvecklingskontrollgener uppreglerad. [19] Dessa gener kodar för transkriptionsfaktorer som uppreglerar nya kombinationer av genaktivitet i varje region. Bland andra funktioner styr dessa transkriptionsfaktorer uttryck av gener som ger specifika vidhäftnings- och rörlighetsegenskaper till cellerna i vilka de är aktiva. På grund av dessa olika morfogenetiska egenskaper rör sig cellerna i varje groddlager för att bilda ark så att ektodermen hamnar på utsidan, mesodermen i mitten och endodermen på insidan. [20] [21] Morfogenetiska rörelser förändrar inte bara embryots form och struktur, utan genom att föra cellark till nya rumsliga relationer möjliggör de också nya faser av signalering och svar mellan dem.

Tillväxt i embryon är mestadels autonom. [22] För varje territorium av celler styrs tillväxthastigheten av kombinationen av gener som är aktiva. Fritt levande embryon växer inte i massa eftersom de inte har någon extern matförsörjning. Men embryon som matas av en placenta eller extraembryonal äggula kan växa mycket snabbt, och förändringar i relativ tillväxthastighet mellan delar i dessa organismer hjälper till att producera den slutliga övergripande anatomin.

Hela processen behöver koordineras i tid och hur detta styrs är inte förstått. Det kan finnas en masterklocka som kan kommunicera med alla delar av embryot som styr händelseförloppet, eller så kan timingen helt enkelt bero på lokala orsakssekvenser av händelser. [23]

Metamorfos Edit

Utvecklingsprocesser är mycket tydliga under metamorfosprocessen. Detta förekommer hos olika typer av djur. Välkända exempel ses på grodor, som vanligtvis kläcks som en grodyngel och förvandlas till en vuxen groda, och vissa insekter som kläcks som en larv och sedan ombildas till vuxen form under ett puppstadium.

Alla utvecklingsprocesser som anges ovan inträffar under metamorfos. Exempel som har studerats särskilt väl är svansförlust och andra förändringar i grodans grodyngel Xenopus, [24] [25] och biologin hos de imaginala skivorna, som genererar flugans vuxna kroppsdelar Drosophila melanogaster. [26] [27]

Växt utveckling är den process genom vilken strukturer uppstår och mognar när en växt växer. Det studeras i växtanatomi och växtfysiologi samt växtmorfologi.

Växter producerar ständigt nya vävnader och strukturer under hela sitt liv från meristemer [28] som ligger vid organspetsarna, eller mellan mogna vävnader. Således har en levande växt alltid embryonala vävnader. Däremot kommer ett djurembryo mycket tidigt att producera alla kroppsdelar som det någonsin kommer att ha i sitt liv. När djuret föds (eller kläcks ur sitt ägg) har det alla sina kroppsdelar och kommer från den punkten bara att växa sig större och mognare.

Organisationsegenskaperna som ses i en växt är framväxande egenskaper som är mer än summan av de enskilda delarna. "Sammansättningen av dessa vävnader och funktioner till en integrerad flercellig organism ger inte bara egenskaperna hos de separata delarna och processerna utan också en helt ny uppsättning egenskaper som inte skulle ha varit förutsägbara på basis av undersökning av de separata delarna." [29]

Tillväxt Edit

En kärlväxt börjar från en encellig zygot, bildad genom befruktning av en äggcell av en spermiecell. Från den punkten börjar det dela sig för att bilda ett växtembryo genom embryogenesprocessen. När detta händer kommer de resulterande cellerna att organisera sig så att ena änden blir den första roten, medan den andra änden bildar spetsen på skottet. Hos fröväxter kommer embryot att utveckla ett eller flera "fröblad" (hjärtblad). I slutet av embryogenesen kommer den unga plantan att ha alla delar som behövs för att börja sitt liv.

När embryot gror från dess frö eller moderväxt, börjar det producera ytterligare organ (löv, stjälkar och rötter) genom processen för organogenes. Nya rötter växer från rotmeristem som ligger i spetsen av roten, och nya stjälkar och blad växer från skottmeristem som ligger i spetsen av skottet. [30] Förgrening uppstår när små klumpar av celler som lämnats kvar av meristemet, och som ännu inte har genomgått celldifferentiering för att bilda en specialiserad vävnad, börjar växa som spetsen på en ny rot eller ny skott. Tillväxt från något sådant meristem vid spetsen av en rot eller ett skott kallas primär tillväxt och resulterar i att roten eller skottet förlängs. Sekundär tillväxt resulterar i vidgning av en rot eller skott från celldelningar i ett kambium. [31]

Förutom tillväxt genom celldelning kan en växt växa igenom cellförlängning. [32] Detta inträffar när enskilda celler eller grupper av celler växer längre. Inte alla växtceller kommer att växa till samma längd. När celler på ena sidan av en stam växer längre och snabbare än celler på andra sidan, kommer stammen att böjas åt sidan av de långsammare växande cellerna som ett resultat. Denna riktningstillväxt kan ske via en växts svar på en viss stimulans, såsom ljus (fototropism), gravitation (gravitropism), vatten (hydrotropism) och fysisk kontakt (thigmotropism).

Växts tillväxt och utveckling förmedlas av specifika växthormoner och växttillväxtregulatorer (PGR) (Ross et al. 1983). [33] Endogena hormonnivåer påverkas av växtålder, köldhärdighet, viloläge och andra metaboliska förhållanden fotoperiod, torka, temperatur och andra yttre miljöförhållanden och exogena källor till PGRs, t.ex. externt applicerade och av rhizosfäriskt ursprung.

Morfologisk variation Redigera

Växter uppvisar naturlig variation i form och struktur. Medan alla organismer varierar från individ till individ, uppvisar växter ytterligare en typ av variation. Inom en enskild individ upprepas delar som kan skilja sig i form och struktur från andra liknande delar. Denna variation är lättast att se i bladen på en växt, även om andra organ som stjälkar och blommor kan visa liknande variation. Det finns tre primära orsaker till denna variation: positionseffekter, miljöeffekter och ungdom.

Evolution av växtmorfologi Redigera

Transkriptionsfaktorer och transkriptionella regulatoriska nätverk spelar nyckelroller i växtmorfogenes och deras evolution. Under växtlandning uppstod många nya transkriptionsfaktorfamiljer och är företrädesvis kopplade till nätverken av multicellulär utveckling, reproduktion och organutveckling, vilket bidrar till mer komplex morfogenes av landväxter. [34]

De flesta landväxter delar en gemensam förfader, flercelliga alger. Ett exempel på utvecklingen av växtmorfologi ses hos karofyter. Studier har visat att karofyter har egenskaper som är homologa med landväxter. Det finns två huvudteorier om växtmorfologins utveckling, dessa teorier är den homologa teorin och den antitetiska teorin. Den allmänt accepterade teorin för växtmorfologins utveckling är den antitetiska teorin. Den antitetiska teorin säger att de multipla mitotiska divisionerna som äger rum före meios, orsakar utvecklingen av sporofyten. Då kommer sporofyten att utvecklas som en oberoende organism. [35]

Mycket av utvecklingsbiologisk forskning under de senaste decennierna har fokuserat på användningen av ett litet antal modellorganismer. Det har visat sig att det finns mycket bevarande av utvecklingsmekanismer över hela djurriket. I tidig utveckling använder olika ryggradsdjursarter alla i huvudsak samma induktiva signaler och samma gener som kodar för regional identitet. Även ryggradslösa djur använder en liknande repertoar av signaler och gener även om kroppsdelarna som bildas är signifikant olika. Modellorganismer har var och en några särskilda experimentella fördelar som har gjort det möjligt för dem att bli populära bland forskare. I en mening är de "modeller" för hela djurriket, och i en annan mening är de "modeller" för mänsklig utveckling, vilket är svårt att studera direkt av både etiska och praktiska skäl. Modellorganismer har varit mest användbara för att klarlägga den breda naturen hos utvecklingsmekanismer. Ju mer detaljer som eftersträvas, desto mer skiljer de sig från varandra och från människor.

  • Groda: Xenopus (X.laevis och tropicalis). [36][37] Bra embryotillgång. Särskilt lämplig för mikrokirurgi. : Danio rerio. [38] Bra embryotillgång. Väl utvecklad genetik.
  • Kyckling: Gallus gallus. [39] Tidiga stadier som liknar däggdjur, men mikrokirurgi lättare. Låg kostnad.
  • Mus: Mus musculus. [40] Ett däggdjur med väl utvecklad genetik.
  • Fruktfluga: Drosophila melanogaster. [41] Bra embryotillgång. Väl utvecklad genetik.
  • Nematod: Caenorhabditis elegans. [42] Bra embryotillgång. Väl utvecklad genetik. Låg kostnad.

Även populära för vissa ändamål har varit sjöborrar [43] och ascidianer. [44] För studier av regenerering av urodele amfibier såsom axolotl Ambystoma mexicanum används, [45] och även planarmaskar som t.ex Schmidtea Mediterranea. [7] Organoider har också visat sig vara en effektiv modell för utveckling. [46] Växtutvecklingen har fokuserat på krasse Arabidopsis thaliana som modellorganism. [47]


Skelettet stödjer kroppen och ger den form. Utan de stela benen i skelettsystemet skulle människokroppen bara vara en påse med mjuka vävnader, som beskrivits ovan. Skelettets ben är mycket hårda och ger skydd åt inre organs ömtåliga vävnader. Till exempel omsluter och skyddar skallen hjärnans mjuka vävnader, och kotpelaren skyddar ryggmärgens nervvävnader. Kotan, bröstkorgen och bröstbenet (bröstbenet) skyddar hjärtat, lungorna och de stora blodkärlen. Att ge skydd åt dessa senare inre organ kräver att benen kan expandera och dra ihop sig. Revbenen och brosket som förbinder dem med bröstbenet och kotor kan göra små förskjutningar som tillåter andning och andra inre organrörelser.

Skelettets ben ger fästytor för skelettmusklerna. När musklerna drar ihop sig drar de på och flyttar benen. Figur 11.2.5 visar till exempel musklerna fästa vid benen vid armbågen och axeln. De hjälper till att stabilisera leden och låter armen böjas vid dessa två leder. Benen i lederna fungerar som spakar som rör sig vid en stödpunkt, och musklerna som är fästa vid benen utövar den kraft som behövs för rörelse.


Människokroppens strukturella organisation

Innan du börjar studera människokroppens olika strukturer och funktioner är det bra att överväga dess grundläggande arkitektur, det vill säga hur dess minsta delar är sammansatta till större strukturer. Det är bekvämt att överväga kroppens strukturer i termer av grundläggande organisationsnivåer som ökar i komplexitet: subatomära partiklar, atomer, molekyler, organeller, celler, vävnader, organ, organsystem, organismer och biosfär ((Figur)).

Organisationsnivåerna

För att studera den kemiska organisationsnivån överväger forskare de enklaste byggstenarna i materia: subatomära partiklar, atomer och molekyler. All materia i universum är sammansatt av ett eller flera unika rena ämnen som kallas grundämnen, vilka är välbekanta exempel på väte, syre, kol, kväve, kalcium och järn. Den minsta enheten av något av dessa rena ämnen (grundämnen) är en atom. Atomer är uppbyggda av subatomära partiklar som proton, elektron och neutron. Två eller flera atomer kombineras för att bilda en molekyl, såsom vattenmolekyler, proteiner och sockerarter som finns i levande varelser. Molekyler är de kemiska byggstenarna i alla kroppsstrukturer.

En cell är den minsta självständigt fungerande enheten i en levande organism. Även bakterier, som är extremt små, självständigt levande organismer, har en cellulär struktur. Varje bakterie är en enda cell. Alla levande strukturer i mänsklig anatomi innehåller celler, och nästan alla funktioner i mänsklig fysiologi utförs i celler eller initieras av celler.

En mänsklig cell består vanligtvis av flexibla membran som omsluter cytoplasma, en vattenbaserad cellvätska tillsammans med en mängd små fungerande enheter som kallas organeller. Hos människor, som i alla organismer, utför celler alla livets funktioner. En vävnad är en grupp av många liknande celler (men ibland sammansatta av ett fåtal relaterade typer) som arbetar tillsammans för att utföra en specifik funktion. Ett organ är en anatomiskt distinkt struktur av kroppen som består av två eller flera vävnadstyper. Varje organ utför en eller flera specifika fysiologiska funktioner. Ett organsystem är en grupp organ som arbetar tillsammans för att utföra viktiga funktioner eller tillgodose kroppens fysiologiska behov.

Den här boken täcker elva distinkta organsystem i människokroppen ((Figur) och (Figur)). Att tilldela organ till organsystem kan vara oprecis eftersom organ som "tillhör" ett system också kan ha funktioner som är integrerade i ett annat system. Faktum är att de flesta organ bidrar till mer än ett system.

Organismnivån är den högsta organisationsnivån. En organism är en levande varelse som har en cellulär struktur och som självständigt kan utföra alla fysiologiska funktioner som är nödvändiga för livet. I flercelliga organismer, inklusive människor, arbetar alla celler, vävnader, organ och organsystem i kroppen tillsammans för att upprätthålla organismens liv och hälsa.

Kapitelgranskning

Människokroppens livsprocesser upprätthålls på flera nivåer av strukturell organisation. Dessa inkluderar kemisk, cellulär, vävnad, organ, organsystem och organismnivå. Högre organisationsnivåer byggs från lägre nivåer. Därför kombineras molekyler för att bilda celler, celler kombineras för att bilda vävnader, vävnader kombineras för att bilda organ, organ kombineras för att bilda organsystem, och organsystem kombineras för att bilda organismer.

Granska frågor

Den minsta självständigt fungerande enheten i en organism är en (n) ________.

En samling liknande vävnader som utför en specifik funktion är en ________.

Det kroppssystem som ansvarar för strukturellt stöd och rörelse är ________.

  1. kardiovaskulära systemet
  2. endokrina systemet
  3. muskelsystem
  4. skelettet

KRITISKT TÄNKANDE FRÅGOR

Nämn de sex nivåerna av organisering av människokroppen.

Kemisk, cellulär, vävnad, organ, organsystem, organism.

De kvinnliga äggstockarna och de manliga testiklarna är en del av vilket kroppssystem? Kan dessa organ vara medlemmar av mer än ett organsystem? Varför eller varför inte?

De kvinnliga äggstockarna och de manliga testiklarna är delar av reproduktionssystemet. Men de utsöndrar också hormoner, liksom det endokrina systemet, därför fungerar äggstockar och testiklar inom både det endokrina och reproduktiva systemet.

Ordlista


Specialiserade celltyper och stamceller

Som en biologistudent kommer du att vara välkänd att varje specialiserad cell i kroppen kommer från liknande ursprungsvävnad per typ av organism består av specialiserade celler: stamcellsgruppen, som bygger det tidigaste stadiet av ett embryo. Stamceller är den unika cellen eftersom det är en omogen cell i avsaknad av specialisering kan den övervaka en utvecklingsmässig “blåkopia” för att växa i hundratals unika celltyper i kroppen.

Däremot finns det olika typer av stamceller, som delas upp utifrån den totala vävnaden de kan utveckla. Stamcellerna som finns i ett embryo kan förbättras till vilken typ av vävnad som helst.

Vuxna stamceller från typ av organism består av specialiserade celler, till exempel är stamceller huvudsakligen belägna i benmärgen. Dessa stamceller hjälper till att utveckla mogna celltyper. Men kärnan är att varje stamcell är icke-specialiserade “precursor”-celler som i allmänhet bygger minst en mogen celltyp.


Bakgrund

Oavsett om det var meningen, när Charles Darwin uttalade att "oändliga former som vackraste och mest underbara har utvecklats och håller på att utvecklas" fångade han elegant hur mycket av mångfalden vi observerar mellan organismer som uppstår eftersom de skiljer sig i form [1] (Fig. 1). Denna enkla observation har inspirerat över hundra års forskning om hur formen förändras mellan populationer, arter och taxa. På senare tid har forskare börjat undersöka de genetiska mekanismer som ger upphov till kropps- och organform [2,3,4]. Detta är naturligtvis inte en enkel uppgift eftersom de genetiska vägarna som styr hur formen utvecklas är varierande och komplexa och kanske inte bevaras över organismer. Trots det kan vi genom att jämföra organismer potentiellt identifiera gemensamma egenskaper mellan de cellulära och genetiska vägarna som bygger kroppsformen.

Mycket av den morfologiska mångfalden som ses i flercelliga organismer beror på förändringar i kropps- och organform. Djur, växter och andra flercelliga organismer skiljer sig åt i sina kroppsformer. Denna mångfald av kroppsformer genereras genom att modifiera kroppsformen – eller den relativa storleken på organ jämfört med resten av kroppen, eller genom att ändra organform – den tredimensionella konfigurationen av ett organs egenskaper oberoende av dess storlek

Ett sätt att börja identifiera gemensamma egenskaper är att definiera vad vi menar med kroppsform. Definitionerna av kroppsform kan sorteras, ganska brett, i två överlappande kategorier [5]. Den första kännetecknar kroppsformen genom den relativa storleken på deras beståndsdelar (fig. 1). Mönstren som beskrivs av förändringar i relativ storlek mellan organ är kända för specialister inom detta område som allometri [6, 7]. Allometriska mönster kännetecknar inte bara storleken på organ i förhållande till varandra, utan hur förändringar i storleken på ett organ skalar med ett annat [8] (Fig. 2a). Som sådan ger mått på allometri en metod för att karakterisera hela kroppsformen.

Verktyg för att kvantifiera organform med hjälp av allometri (a) eller geometrisk morfometri (b). a visar skalförhållandet mellan genomsnittlig egenskapsstorlek (vingstorlek) och kroppsstorlek. Egenskaper är isometriska när α = 1. Hypoallometri beskriver ett samband där α < 1 och egenskap y visar liten eller ingen förändring i storlek med ökande kroppsstorlek. För hyperallometriska samband (α > 1) ökar egenskap y oproportionerligt med ökande kroppsstorlek. b visar hur formen på vingen kan mätas med hjälp av det rumsliga förhållandet mellan diskreta landmärkespunkter (visas i rött). Placeringen av dessa kartesiska koordinater kan ändras för att producera nya vingformer oberoende av vingstorlek

Utövare skiljer sig åt i hur de definierar allometri, och dessa skillnader är uppdelade i två huvudinriktningar. Huxley-Jolicoeur-skolan beskriver allometri som variation mellan egenskaper som beror på skillnader i deras storlek [6, 9]. Däremot skiljer Gould-Mosimann-skolan konceptuellt form från storlek och mäter skillnaden i form som variationen av proportioner oberoende av storlek [5, 7, 10]. Denna recension kommer att definiera allometri i termer av hur egenskaper skiljer sig i sin relativa storlek (Huxley-Jolicoeur definition). Men vi kommer att återkomma till hur organform varierar med organstorlek när vi diskuterar hur och när mekanismerna som reglerar var och en kan överlappa varandra.

Det andra sättet att tänka på kroppsform är att beakta alla geometriska egenskaper hos en kroppsdel, men att utesluta dess storlek [11, 12]. De geometriska egenskaperna hos organform beskrivs vanligtvis med hjälp av den relativa positionen för morfologiska egenskaper som lätt kan identifieras över prover, kända som landmärken, samtidigt som man tar hänsyn till storlek, orientering och position (Fig. 1, [13]). Att beskriva organs geometri på detta sätt – känd som geometrisk morfometri – ger ett sofistikerat mått på organformen (Fig. 2b).

Otaliga exempel beskriver hur organform förändras när organ ökar i storlek [14,15,16], vilket visar att form och storlek sannolikt delar utvecklingsregulatorer. Studier under de senaste tjugo åren, främst från insekter, har belyst viktiga genetiska vägar som krävs för att reglera kroppsstorlek och relativ organstorlek [2, 4, 17, 18, 19, 20]. Dessa studier har gett ny insikt i de molekylära mekanismer som ligger till grund för skillnaderna i tillväxt mellan organ som är ansvariga för att generera allometriska mönster. Parallellt har studier på växter och djur börjat fastställa de molekylära mekanismerna som resulterar i organform [21,22,23,24,25]. I den här recensionen kommer vi först att beskriva de olika metoderna som används för att karakterisera kropps- och organform, innan vi går in i den senaste litteraturen som beskriver genetiska vägar som reglerar var och en. Slutligen kommer vi att lyfta fram bevis som visar i vilken utsträckning de mekanismer som ger upphov till kropps- och organform överlappar varandra, med sikte på framtida forskningsvägar. Medan de flesta av våra exempel uppstår genom insikter från de allmänt studerade Drosophila melanogaster, ger vi även exempel från andra djur, såväl som från växter.


Kapitelgranskning

Människokroppen innehåller mer än 200 typer av celler som alla kan klassificeras i fyra typer av vävnader: epitelial, bindväv, muskel och nervös. Epitelvävnader fungerar som beläggningar som styr rörelsen av material över ytan. Bindväv integrerar de olika delarna av kroppen och ger stöd och skydd till organ. Muskelvävnad gör att kroppen kan röra sig. Nervvävnader sprider information.

Studiet av formen och arrangemanget av celler i vävnad kallas histologi. Alla celler och vävnader i kroppen härrör från tre groddlager i embryot: ektoderm, mesoderm och endoderm.

Olika typer av vävnader bildar membran som omsluter organ, ger en friktionsfri interaktion mellan organ och håller ihop organ. Synovialmembran är bindvävsmembran som skyddar och fodrar lederna. Epitelmembran bildas av epitelvävnad fäst vid ett lager av bindväv. Det finns tre typer av epitelmembran: slemhinnor som innehåller serösa körtlar som utsöndrar vätska och hud som utgör huden.


Vävnadsskada och åldrande

Vävnader av alla slag är känsliga för skador och, oundvikligen, åldrande. I det förra fallet kan förståelse för hur vävnader reagerar på skador vägleda strategier för att underlätta reparation. I det senare fallet kan förståelse av effekterna av åldrande hjälpa till i sökandet efter sätt att minska dess effekter.

Vävnadsskada och reparation

Inflammation är kroppens standard, initiala svar på skada. Oavsett om det är biologiska, kemiska, fysikaliska eller strålande brännskador, leder alla skador till samma sekvens av fysiologiska händelser. Inflammation limits the extent of injury, partially or fully eliminates the cause of injury, and initiates repair and regeneration of damaged tissue. Necrosis , or accidental cell death, causes inflammation. Apoptosis is programmed cell death, a normal step-by-step process that destroys cells no longer needed by the body. By mechanisms still under investigation, apoptosis does not initiate the inflammatory response. Acute inflammation resolves over time by the healing of tissue. If inflammation persists, it becomes chronic and leads to diseased conditions. Arthritis and tuberculosis are examples of chronic inflammation. The suffix “-itis” denotes inflammation of a specific organ or type, for example, peritonitis is the inflammation of the peritoneum, and meningitis refers to the inflammation of the meninges, the tough membranes that surround the central nervous system

The four cardinal signs of inflammation—redness, swelling, pain, and local heat—were first recorded in antiquity. Cornelius Celsus is credited with documenting these signs during the days of the Roman Empire, as early as the first century AD. A fifth sign, loss of function, may also accompany inflammation.

Upon tissue injury, damaged cells release inflammatory chemical signals that evoke local vasodilation , the widening of the blood vessels. Increased blood flow results in apparent redness and heat. In response to injury, mast cells present in tissue degranulate, releasing the potent vasodilator histamine . Increased blood flow and inflammatory mediators recruit white blood cells to the site of inflammation. The endothelium lining the local blood vessel becomes “leaky” under the influence of histamine and other inflammatory mediators allowing neutrophils, macrophages, and fluid to move from the blood into the interstitial tissue spaces. The excess liquid in tissue causes swelling, more properly called edema. The swollen tissues squeezing pain receptors cause the sensation of pain. Prostaglandins released from injured cells also activate pain neurons. Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) reduce pain because they inhibit the synthesis of prostaglandins. High levels of NSAIDs reduce inflammation. Antihistamines decrease allergies by blocking histamine receptors and as a result the histamine response.

After containment of an injury, the tissue repair phase starts with removal of toxins and waste products. Clotting (coagulation) reduces blood loss from damaged blood vessels and forms a network of fibrin proteins that trap blood cells and bind the edges of the wound together. A scab forms when the clot dries, reducing the risk of infection. Sometimes a mixture of dead leukocytes and fluid called pus accumulates in the wound. As healing progresses, fibroblasts from the surrounding connective tissues replace the collagen and extracellular material lost by the injury. Angiogenesis, the growth of new blood vessels, results in vascularization of the new tissue known as granulation tissue. The clot retracts pulling the edges of the wound together, and it slowly dissolves as the tissue is repaired. When a large amount of granulation tissue forms and capillaries disappear, a pale scar is often visible in the healed area. A primary union describes the healing of a wound where the edges are close together. When there is a gaping wound, it takes longer to refill the area with cells and collagen. The process called secondary union occurs as the edges of the wound are pulled together by what is called wound contraction . When a wound is more than one quarter of an inch deep, sutures (stitches) are recommended to promote a primary union and avoid the formation of a disfiguring scar. Regeneration is the addition of new cells of the same type as the ones that were injured ((Figure)).

Watch this video to see a hand heal. Over what period of time do you think these images were taken?

Tissue and Aging

According to poet Ralph Waldo Emerson, “The surest poison is time.” In fact, biology confirms that many functions of the body decline with age. All the cells, tissues, and organs are affected by senescence, with noticeable variability between individuals owing to different genetic makeup and lifestyles. The outward signs of aging are easily recognizable. The skin and other tissues become thinner and drier, reducing their elasticity, contributing to wrinkles and high blood pressure. Hair turns gray because follicles produce less melanin, the brown pigment of hair and the iris of the eye. The face looks flabby because elastic and collagen fibers decrease in connective tissue and muscle tone is lost. Glasses and hearing aids may become parts of life as the senses slowly deteriorate, all due to reduced elasticity. Overall height decreases as the bones lose calcium and other minerals. With age, fluid decreases in the fibrous cartilage disks intercalated between the vertebrae in the spine. Joints lose cartilage and stiffen. Many tissues, including those in muscles, lose mass through a process called atrophy . Lumps and rigidity become more widespread. As a consequence, the passageways, blood vessels, and airways become more rigid. The brain and spinal cord lose mass. Nerves do not transmit impulses with the same speed and frequency as in the past. Some loss of thought clarity and memory can accompany aging. More severe problems are not necessarily associated with the aging process and may be symptoms of underlying illness.

As exterior signs of aging increase, so do the interior signs, which are not as noticeable. The incidence of heart diseases, respiratory syndromes, and type 2 diabetes increases with age, though these are not necessarily age-dependent effects. Wound healing is slower in the elderly, accompanied by a higher frequency of infection as the capacity of the immune system to fend off pathogen declines.

Aging is also apparent at the cellular level because all cells experience changes with aging. Telomeres, regions of the chromosomes necessary for cell division, shorten each time cells divide. As they do, cells are less able to divide and regenerate. Because of alterations in cell membranes, transport of oxygen and nutrients into the cell and removal of carbon dioxide and waste products from the cell are not as efficient in the elderly. Cells may begin to function abnormally, which may lead to diseases associated with aging, including arthritis, memory issues, and some cancers.

The progressive impact of aging on the body varies considerably among individuals, but Studies indicate, however, that exercise and healthy lifestyle choices can slow down the deterioration of the body that comes with old age.

Tissues and Cancer Cancer is a generic term for many diseases in which cells escape regulatory signals. Uncontrolled growth, invasion into adjacent tissues, and colonization of other organs, if not treated early enough, are its hallmarks. Health suffers when tumors “rob” blood supply from the “normal” organs.

A mutation is defined as a permanent change in the DNA of a cell. Epigenetic modifications, changes that do not affect the code of the DNA but alter how the DNA is decoded, are also known to generate abnormal cells. Alterations in the genetic material may be caused by environmental agents, infectious agents, or errors in the replication of DNA that accumulate with age. Many mutations do not cause any noticeable change in the functions of a cell. However, if the modification affects key proteins that have an impact on the cell’s ability to proliferate in an orderly fashion, the cell starts to divide abnormally. As changes in cells accumulate, they lose their ability to form regular tissues. A tumor, a mass of cells displaying abnormal architecture, forms in the tissue. Many tumors are benign, meaning they do not metastasize nor cause disease. A tumor becomes malignant, or cancerous, when it breaches the confines of its tissue, promotes angiogenesis, attracts the growth of capillaries, and metastasizes to other organs ((Figure)). The specific names of cancers reflect the tissue of origin. Cancers derived from epithelial cells are referred to as carcinomas. Cancer in myeloid tissue or blood cells form myelomas. Leukemias are cancers of white blood cells, whereas sarcomas derive from connective tissue. Cells in tumors differ both in structure and function. Some cells, called cancer stem cells, appear to be a subtype of cell responsible for uncontrolled growth. Recent research shows that contrary to what was previously assumed, tumors are not disorganized masses of cells, but have their own structures.

Watch this video to learn more about tumors. What is a tumor?

Cancer treatments vary depending on the disease’s type and stage. Traditional approaches, including surgery, radiation, chemotherapy, and hormonal therapy, aim to remove or kill rapidly dividing cancer cells, but these strategies have their limitations. Depending on a tumor’s location, for example, cancer surgeons may be unable to remove it. Radiation and chemotherapy are difficult, and it is often impossible to target only the cancer cells. The treatments inevitably destroy healthy tissue as well. To address this, researchers are working on pharmaceuticals that can target specific proteins implicated in cancer-associated molecular pathways.

Kapitelgranskning

Inflammation is the classic response of the body to injury and follows a common sequence of events. The area is red, feels warm to the touch, swells, and is painful. Injured cells, mast cells, and resident macrophages release chemical signals that cause vasodilation and fluid leakage in the surrounding tissue. The repair phase includes blood clotting, followed by regeneration of tissue as fibroblasts deposit collagen. Some tissues regenerate more readily than others. Epithelial and connective tissues replace damaged or dead cells from a supply of adult stem cells. Muscle and nervous tissues undergo either slow regeneration or do not repair at all.

Age affects all the tissues and organs of the body. Damaged cells do not regenerate as rapidly as in younger people. Perception of sensation and effectiveness of response are lost in the nervous system. Muscles atrophy, and bones lose mass and become brittle. Collagen decreases in some connective tissue, and joints stiffen.

Interaktiva länkfrågor

Watch this video to see a hand heal. Over what period of time do you think these images were taken?

Watch this video to learn more about tumors. What is a tumor?

A mass of cancer cells that continue to grow and divide.

Granska frågor

Which of the following processes is not a cardinal sign of inflammation?

When a mast cell reacts to an irritation, which of the following chemicals does it release?

Atrophy refers to ________.

  1. loss of elasticity
  2. loss of mass
  3. loss of rigidity
  4. loss of permeability

Individuals can slow the rate of aging by modifying all of these lifestyle aspects except for ________.

Frågor om kritiskt tänkande

Why is it important to watch for increased redness, swelling and pain after a cut or abrasion has been cleaned and bandaged?

These symptoms would indicate that infection is present.

Aspirin is a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) that inhibits the formation of blood clots and is taken regularly by individuals with a heart condition. Steroids such as cortisol are used to control some autoimmune diseases and severe arthritis by down-regulating the inflammatory response. After reading the role of inflammation in the body’s response to infection, can you predict an undesirable consequence of taking anti-inflammatory drugs on a regular basis?

Since NSAIDs or other anti-inflammatory drugs inhibit the formation of blood clots, regular and prolonged use of these drugs may promote internal bleeding, such as bleeding in the stomach. Excessive levels of cortisol would suppress inflammation, which could slow the wound healing process.

As an individual ages, a constellation of symptoms begins the decline to the point where an individual’s functioning is compromised. Identify and discuss two factors that have a role in factors leading to the compromised situation.

The genetic makeup and the lifestyle of each individual are factors which determine the degree of decline in cells, tissues, and organs as an individual ages.

Discuss changes that occur in cells as a person ages.

All cells experience changes with aging. They become larger, and many cannot divide and regenerate. Because of alterations in cell membranes, transport of oxygen and nutrients into the cell and removal of carbon dioxide and waste products are not as efficient in the elderly. Cells lose their ability to function, or they begin to function abnormally, leading to disease and cancer.

Referenser

Emerson, RW. Old age. Atlanten. 1862 [cited 2012 Dec 4] 9(51):134–140.

Ordlista


Frankenstein’s monkey

Some say yes, this is a monstrous idea. These scientists have clearly never seen any science fiction movie. The story will either end badly for the chimeras, who will live short miserable lives in organ farms so that we can extend ours a little longer. Or the chimeras will break free, reproduce in the wild and take revenge on their creators. We should not play God and meddle with nature.

Others say no, we shouldn’t confuse medical progress with science fiction. From hybrid fruit likes clementines to animal crosses like mules, humans have been engineering nature for millennia. Scientists are nowhere near making a race of superintelligent apes. The current research is about a small number of human cells in a laboratory that could help cure disease and save lives.


Titta på videon: Babymassage för hela kroppen (Juli 2022).


Kommentarer:

  1. Maujar

    Ja Attraktiva kvinnor är distraherande. Precis - Trött på kritiska dagar - byt kön !!!!! Rolig bildtext: "Ass. Framifrån ”Sju barnflickor har ... fjorton bröst - kul Det stämmer - Oavsett hur mycket vodka du tar, springer du fortfarande två gånger! (visdom). Han skrämde lite. Vad är det från? Intereno som dricker sju gånger - drick en gång! om platsen för lavemanget kan ändras. Flickor saknar kvinnlighet och kvinnor saknar oskuld. Det här är exakt den skulpturala gruppen: Herkules som river munnen på en kissande pojke. Detta coola märke på en 150-kilos man ha Progress gjorde uttag otillgängliga för de flesta barn - den mest begåvade tärningen. ))) Min väns fru är inte en kvinna för mig ... Men om hon är vacker. ... ... han är inte min vän)))

  2. Kir

    Ledsen för att du har avbrutit dig, men jag erbjuder att gå på ett annat sätt.

  3. Remi

    Det här är inte exakt vad jag behöver.

  4. Cy

    Jag är äntligen, jag är ledsen, men jag erbjuder att gå på ett annat sätt.

  5. Adolf

    Du har helt rätt. I det är det också något som är bra, jag stöder.

  6. Alpha

    att vi skulle klara oss utan din märkliga fras

  7. Merewood

    Vilka ord ... den fenomenala frasen, utmärkt

  8. Toussnint

    Denna gåva passerar inte honom.



Skriv ett meddelande