Конформный рост

Приложение к анализу ростовых процессов метода трансформации координат Д^,Арси-Томпсона позволило С.В. Петухову (1981) выявить еще один своеобразный тип роста – конформный. При конформном росте каждый достаточно малый элемент тела сохраняет геометрическое подобие, в то время как все тело это подобие утрачивает и его форма изменяется. При конформных преобразованиях подобие сохраняется в малом, но утрачивается в большом. Если изобразить конформный рост в системе трансформирующихся координат, то углы между координатными линиями остаются теми же самыми при всех трансформациях. Конформный рост связан с наличием ростовых градиентов. По-видимому, конформность обусловлена наличием в растущих организмах достаточно прочного остова, отдельные звенья которого могут растягиваться, но углы между ними сохраняют прежние значения. У растений этот остов может возникать на основе целлюлозных оболочек клеток, у животных – на основе волокон межклеточного матрикса или костного вещества. Так растет множество органов и зачатков от плодового тела грибов до черепа человека.

ФАКТОРЫ РОСТА

У большинства изученных видов имеются генетические линии, характеризующиеся предельными размерами: карлики и гиганты. Обнаружены гены, которые детерминируют длину тела, причем не единичные, а действующие в совокупности с другими, т.е. рост – это полигенный признак. Реализация генетического потенциала роста зависит от средовых (экзогенных) и эндогенных факторов. К средовым факторам относятся: природно-климатические условия, питание, физические нагрузки психологическое воздействие (депривация, социальные взаимоотношения), и пр. К эндогенным – различные заболевания (соматические, эндокринные, генетические). Они также могут быть опосредованы экзогенными факторами.

С точки зрения клеточно-молекулярных механизмов факторы роста – это, прежде всего, факторы контроля клеточных делений. Существует два уровня такого контроля:

· Внешний (рост органа зависит от фактора, источником которого являются другие ткани и органы);

· Внутренний (саморегуляция).

Внешний контроль – гормональный. Посредством гормональных факторов реализуется генетическая информация. У человека (и других позвоночных) координированный рост всего тела регулируется действием соматотропина (СТГ)(гормона гипофиза). Этот гормон имеет двоякий механизм действия:

· непосредственное влияние на определенные клеточные типы (костные и хрящевые, а также клетки других органов), в результате чего происходит гармоничный рост;

· опосредованное, через соматомедины – пептиды, секретируемые печенью в ответ на СТГ. Это инсулиноподобные факторы роста, действующие на определенные стадии клеточного цикла.

СТГ определяет процессы роста организма с момента рождения до полового созревания. Кроме него на процессы роста влияют и другие гормоны. Тироксин (гормон щитовидной железы) действует на протяжении всего периода роста. С подросткового возраста подключаются стероидные гормоны надпочечников и гонад.

Кроме гормонов на пролиферацию (и другие клеточные процессы) действует многочисленная группа веществ, так и называемых – факторы роста. Факторы роста обычно представляют собой небольшие полипептиды, которые стимулируют или ингибируют пролиферацию определенных типов клеток. Как правило, они секретируются одними клетками и действуют на другие клетки, хотя иногда бывает так, что они действуют на те же клетки, которые их секретируют. Эти факторы важны для процессов развития эмбриона и также для поддержания клеточного баланса у взрослого организма, например, для уравновешенного обновления клеток кожи, кишечника и кроветворной системы.

Как и гормоны, факторы роста взаимодействуют с соответствующими рецепторами клеточных мембран и могут инициировать множественные эффекты: от процессов регуляции роста, дифференцировки и экспрессии генов до инициирования апоптоза. Эффекты факторов роста, в отличие от гормонов, могут продолжаться в течение лишь нескольких дней.

Одним из первых был открыт тромбоцитарный фактор роста, (PDGF) – полипептид с молекулярной массой 30 кД, обладающий митогенными свойствами. Он стимулирует деление мышечных клеток, фибробластов, глиальных клеток. Хорошо известен эпидермальный фактор роста (EGF),который стимулирует деление эпителиев, в том числе эпидермиса, молочных желез, глотки и рта. Это пептид из 53 аминокислот используется как средство для приостановки старения, и даже омоложения кожи. Обнаружены также фактор роста фибробластов (FGF), фактор роста гепатоцитов (HGF), целое семейство инсулиноподобных факторов роста (IGF) плацентарный фактор роста (PLGF) и т.д. Это примеры стимуляторов роста. К ингибиторам роста относится, например, β-интерферон, подавляющий пролиферацию клеток, металлопротеазы, трансформирующий фактор роста- β (TGF - β) который не только ингибирует рост, но и трансформирует нормальные клетки в опухолевые.