Компенсаторный рост (организм)
Компенсаторный рост , известный как догоняющий рост и компенсаторный прирост , представляет собой ускоренный рост организма после периода замедленного развития, особенно в результате дефицита питательных веществ . [ 1 ] [ 2 ] Рост может быть относительно веса или длины (или роста у людей). [ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Например, масса тела животных, испытывающих ограничение в питании, часто со временем становится такой же, как у животных, не испытавших такого стресса. [ 1 ] Высокие компенсаторные темпы роста могут привести к гиперкомпенсации, когда вес организма превышает нормальный и часто наблюдается избыточное отложение жира. [ 9 ]
Организм может восстановиться до нормального веса без дополнительного времени. [ 1 ] Иногда, когда ограничение питательных веществ является серьезным, период роста продлевается для достижения нормального веса. [ 1 ] Если ограничение питательных веществ достаточно серьезное, организм может иметь постоянную задержку роста и никогда не достигнет нормального веса. [ 1 ] Обычно у животных углеводов и белков . происходит полное восстановление после ограничения [ 9 ]
Компенсаторный рост наблюдался у ряда организмов, включая человека . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] другие виды млекопитающих , [ 10 ] птицы , [ 10 ] рептилии , [ 11 ] рыба , [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] растения (особенно травы и молодые саженцы и саженцы деревьев ), [ 15 ] грибы , [ 16 ] микробы , [ 17 ] свиньи , [ 18 ] и стрекозы . [ 19 ]
История
[ редактировать ]В 1911 году Ханс Арон провел первое исследование роста после периодов недоедания. [ 20 ] Он недокормил собаку и обнаружил, что она все еще способна быстро набирать вес, хотя и не достигла конечного веса собаки, которую кормили нормально. [ 20 ] [ 21 ] В 1915 году Осборн и Мендель первыми продемонстрировали, что крысы, которых кормили после ограничения роста, имели ускоренный темп роста. [ 10 ] [ 20 ] [ 22 ] В 1945 году Броуди развил идею «гомеостаза роста» в книге «Биоэнергетика и рост » . [ 10 ] [ 20 ] [ 23 ] В 1955 году Верле Боман был первым, кто использовал термин «компенсаторный рост» в статье, посвященной мясному скоту . [ 10 ] [ 24 ]
Механизм
[ редактировать ]У животных гомеостатические и гомеоретические в аномально высоких темпах роста участвуют процессы. Гомеостатические процессы обычно влияют на компенсаторный рост в краткосрочной перспективе, тогда как гомеоретические процессы обычно имеют долгосрочный эффект.
снижение основного обмена Во-первых, при питательном голодании происходит . Ткани кишечника являются первыми тканями, вес и активность которых снижается. Затем, во время фазы реализации (повторного питания), увеличение количества корма позволяет использовать больше пищевого белка и энергии для роста тканей вместо основного метаболизма. Ткани кишечника увеличиваются в весе первыми, за ними следуют мышечная ткань и, наконец, жировая ткань.
Точные биологические механизмы компенсаторного роста остаются плохо изученными. Однако известно, что в период ограничения уровень гормона роста (ГР) повышается в гипофизе , а количество рецепторов ГР снижается. [ 25 ] Также наблюдается снижение инсулиноподобного фактора роста (IGF-1). [ 25 ] Когда это ограничение является серьезным, аминокислоты высвобождаются из мышечных клеток и циркулируют катаболические гормоны, инициирующие глюконеогенеза . процессы [ 25 ] Затем, когда начинается компенсация, уровень гормона роста продолжает оставаться высоким, в то время как уровень инсулина резко возрастает, что позволяет использовать гормон роста для процессов роста. [ 25 ] Сначала наращивается мышечная масса, но через несколько недель возобновления питания в организме начинает накапливаться жир. [ 25 ] С другой стороны, IGF-1 и гормоны щитовидной железы достигают нормального уровня гораздо раньше. [ 25 ] Возможно, именно поэтому у животных часто наблюдается повышенное отложение жира после периода возобновления кормления.
Эффекты компенсаторного роста
[ редактировать ]Компенсаторный рост организма может оказывать влияние на поведение организма и развитие мышц. [ 14 ] Эти изменения могут произойти во время или после периода компенсации и могут привести к изменениям в поведении, движениях и составе тела. [ 14 ] Во время компенсации у животных могут наблюдаться изменения в потреблении пищи, составе тела (увеличение количества жира и уменьшение мышечной массы), обмене веществ и работе эндокринной системы. [ 26 ] Было замечено, что у животных, подвергающихся компенсаторному росту, наблюдается нарушение развития мышц после возобновления роста, что приводит к нарушениям локомоции и побега. [ 14 ] Поведенческие воздействия, такие как повышенное принятие риска и агрессия, также наблюдались как во время, так и после отрастания. [ 14 ] У животных часто наблюдаются нарушения движений из-за замедленного развития мышц, однако замечено, что они тратят время на кормление, несмотря на риск длительного времени, затрачиваемого на еду. [ 14 ] Было замечено, что кумжа ( Salmon trutta ), которую лечили гормоном роста после периода лишения, увеличила скорость своего роста, но уменьшила ее реакцию против хищников, например, плавание в водах, более доступных для хищников. [ 14 ] Повышенная агрессия и снижение сексуальных проявлений также наблюдались у животных, подвергающихся компенсаторному росту. [ 14 ]
Исследования роста пациентов с анорексией
[ редактировать ]Нервная анорексия может иметь серьезные последствия, если ее продолжительность и тяжесть значительны и если начало заболевания происходит до завершения роста, полового созревания или до достижения пиковой костной массы. [ 27 ] Как прибавка в росте, так и пубертатное развитие зависят от высвобождения гормона роста и гонадотропинов (ЛГ и ФСГ) гипофизом. Часто документируется подавление гонадотропинов у пациентов с нервной анорексией. [ 27 ] В некоторых случаях, особенно когда начало заболевания приходится на препубертатный период, физические последствия, такие как задержка роста и полового созревания, обычно полностью обратимы. [ 3 ] Потенциал роста обычно сохраняется, если продолжительность и тяжесть нервной анорексии незначительны и/или если заболевание сопровождается задержкой костного возраста (особенно до достижения костного возраста примерно 15 лет), поскольку гипогонадизм может свести на нет вредные последствия недостаточного питания. на рост, обеспечивая более длительную продолжительность роста по сравнению с контролем. [ 4 ] В таких случаях соответствующее раннее лечение может сохранить потенциал роста и даже помочь увеличить его у некоторых постанорексических субъектов из-за вышеупомянутых причин в дополнение к таким факторам, как долгосрочное снижение уровней жировой ткани , продуцирующих эстроген , по сравнению с преморбидными уровнями. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Факторы, влияющие на компенсаторный рост
[ редактировать ]В 1960 году Уилсон и Осборн в обзорной статье выделили шесть факторов, которые могут повлиять на компенсаторный рост. [ 2 ] [ 10 ] Важность каждого, некоторых или всех этих факторов не совсем понятна. [ 9 ] Эти факторы заключаются в следующем: [ 2 ] [ 9 ] [ 10 ]
- Природа ограниченной диеты
- Степень тяжести недостаточности питания
- Продолжительность периода недостаточного питания
- Стадия развития в начале недостаточного питания
- Относительная скорость зрелости вида
- Схема повторного переселения
Факторы животного, которые могут повлиять на компенсаторный рост, могут включать уровень зрелости и долю жира в организме животного на момент лишения питательных веществ, генотип, пол и метаболические изменения. [ 2 ] Стадия развития животного, на которой происходит ограничение питательных веществ, сильно влияет на состав его тела. [ 1 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г Дэвид Э. Джеррард; Алан Л. Грант (сентябрь 2002 г.). Принципы роста и развития животных . Кендалл Хант. стр. 204–208. ISBN 978-0-7872-9147-1 . Проверено 5 июня 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д Тони Леонард Джон Лоуренс; В. Р. Фаулер (ноябрь 2002 г.). Выращивание сельскохозяйственных животных . КАБИ. стр. 229–254. ISBN 978-0-85199-484-0 . Проверено 6 июня 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с «Основные мероприятия по лечению и ведению нервной анорексии, нервной булимии и связанных с ними расстройств пищевого поведения» (PDF) . Национальный сотрудничающий центр психического здоровья . 2004.
- ^ Jump up to: а б с Прабхакаран, Р.; Мисра, М.; Миллер, К.К.; Кручек, К.; Сундаралингам, С.; Херцог, Д.Б.; Кацман, ДК; Клибански, А. (2008). «Детерминанты роста у девочек-подростков с нервной анорексией». Педиатрия . 121 (6): e1517–e1523. дои : 10.1542/пед.2007-2820 . ПМИД 18519455 . S2CID 9306846 .
- ^ Jump up to: а б с Нельсон Л.Р., Булун С.Е. (2001). «Производство и действие эстрогена». Дж. Ам. акад. Дерматол . 45 (3 Приложения): S116–24. дои : 10.1067/mjd.2001.117432 . ПМИД 11511861 .
- ^ Jump up to: а б с Картер, Ши Л. (2008). Генетическая основа роста человека: роль эстрогена . КУТ (доктор философии).
- ^ Jump up to: а б с «Нервная анорексия, возможно, не задерживает рост в краткосрочной перспективе» . Рейтер . 06.06.2008.
- ^ Jump up to: а б с Пфайффер, Р.Дж.; Лукас, Арканзас; Ильструп, DM (1986). «Влияние нервной анорексии на линейный рост». Клин Педиатр (Фила) . 25 (1): 7–12. дои : 10.1177/000992288602500101 . ПМИД 3943254 . S2CID 6647609 .
- ^ Jump up to: а б с д основы современного сельского хозяйства . Тейлор и Фрэнсис. стр. 279–280. GGKEY:BP74C846RC5 . Проверено 6 июня 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Уилсон, П.; Осборн, Д. (1960). «Компенсаторный рост после недостаточного питания у млекопитающих и птиц». Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 35 (3): 324–363. дои : 10.1111/j.1469-185x.1960.tb01466.x . ПМИД 13785698 .
- ^ Раддер, РС; Уорнер, округ Колумбия; Шайн, Р. (2007). «Компенсация неудачного старта: догоняющий рост молодых ящериц (Amphibolurus muricatus, agamidae)». Журнал экспериментальной зоологии. Часть A: Экологическая генетика и физиология . 307А (9): 500–508. дои : 10.1002/jez.403 . ПМИД 17620280 .
- ^ Джеймс С. Диана (2004). Биология и экология рыб . Biological Sciences Press, подразделение Cooper Pub. Группа. п. 66. ИСБН 978-1-884125-98-0 . Проверено 6 июня 2011 г.
- ^ Туркмен, Серхат (2012). «Компенсаторная реакция роста европейского морского окуня (Dicentrarchus labrax L.) в условиях циклического голодания и ограничения скорости кормления». Исследования аквакультуры . 43 (11): 1643–1650. дои : 10.1111/j.1365-2109.2011.02970.x .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Альварес, Д. (01.01.2011), «ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ | Влияние компенсаторного роста на поведение рыб» , Фаррелл, Энтони П. (редактор), Энциклопедия физиологии рыб , Сан-Диего: Academic Press, стр. 752–757, ISBN. 978-0-08-092323-9 , получено 7 декабря 2022 г.
- ^ Дэвид М. Оркатт; Эрик Т. Нильсен (2000). Физиология растений в условиях стресса: почвенные и биотические факторы . Джон Уайли и сыновья. стр. 277–278. ISBN 978-0-471-17008-2 . Проверено 6 июня 2011 г.
- ^ Бретертон, С.; Тордофф, генеральный менеджер; Джонс, TH; Бодди, Л. (2006). «Компенсаторный рост мицелиальных систем Phanerochaete velutina, пораженных Folsomia candida (Collembola)» . ФЭМС Микробиология Экология . 58 (1): 33–40. дои : 10.1111/j.1574-6941.2006.00149.x . ПМИД 16958906 .
- ^ Микола Дж. и Х. Сетала (1998), «Нет доказательств существования тропических каскадов в экспериментальной пищевой сети, основанной на микробах», Ecology , 79 : 153–164, doi : 10.2307/176871 , JSTOR 176871.
- ^ Скиба, Г. (21 июня 2005 г.). «Физиологические аспекты компенсаторного роста свиней» . Журнал наук о животных и кормах . 14 (Приложение 1): 191–203. дои : 10.22358/jafs/70362/2005 . ISSN 1230-1388 .
- ^ Дмитриев, К.; Роу, Л. (2004). «Ограничение ресурсов, риск хищничества и компенсаторный рост стрекоз». Экология . 142 (1): 150–154. дои : 10.1007/s00442-004-1712-2 . ПМИД 15372227 . S2CID 30377416 .
- ^ Jump up to: а б с д CJK Генри; Стэнли Дж. Улияшек (1996). Долгосрочные последствия раннего окружения: рост, развитие и перспективы развития на протяжении всей жизни . Издательство Кембриджского университета. стр. 124–138. ISBN 978-0-521-47108-4 . Проверено 6 июня 2011 г.
- ^ Арон, Х. (1911). «Питание и рост». Филиппинский научный журнал, раздел B (медицинские науки) . 6 :1–52.
- ^ Осборн, ТБ; Мендель, Л.Б. (1915). «Возобновление роста после длительного отсутствия роста» . Журнал биологической химии . 23 (2): 439–454. дои : 10.1016/S0021-9258(18)87585-8 .
- ^ С. Броуди (1945). Биоэнергетика и рост . Рейнхольд.
- ^ Бохман, В.Р. (1955). «Компенсаторный рост мясного скота: влияние спелости сена». Журнал зоотехники . 14 (1): 249–255. дои : 10.2527/jas1955.141249x .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Хорник, Дж. Л.; Ван Энэме, C; Жерар, О; Дюфран, я; Истассе, Л. (1 августа 2000 г.). «Механизмы редуцированного и компенсаторного роста» . Эндокринология домашних животных . Физиология субоптимального роста: обзорные статьи, представленные на 50-м ежегодном собрании Европейского общества животноводства. 19 (2): 121–132. дои : 10.1016/S0739-7240(00)00072-2 . ISSN 0739-7240 . ПМИД 11025191 .
- ^ Скиба, Г. (21 июня 2005 г.). «Физиологические аспекты компенсаторного роста свиней» . Журнал наук о животных и кормах . 14 (Приложение 1): 191–203. дои : 10.22358/jafs/70362/2005 . ISSN 1230-1388 .
- ^ Jump up to: а б Николлс, Даша; Стэнхоуп, Ричард (2000). «Медицинские осложнения нервной анорексии у детей и подростков». Европейский обзор расстройств пищевого поведения . 8 (2): 170–180. doi : 10.1002/(SICI)1099-0968(200003)8:2<170::AID-ERV338>3.0.CO;2-Y .