Строение и функции двумембранных органоидов цитоплазмы.

Митохондрии- микроскопические двумембранные полуавтономные органоиды общего назначения, обеспечивающие клетку энергией, Митохондрии

Митохондрии – это структуры округлой или палочковидной формы. Обычно митохондрии скапливаются в тех тканях, где велика потребность в АТФ, например, в мышечной ткани. Митохондрии покрыты двумя липопротеидными мембранами: наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует многочисленные складки – кристы. Пространство, ограниченное внутренней мембраной, называется матриксом.

Митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки. Источником энергии в клетке могут быть белки, жиры и углеводы, однако единственным субстратом, который немедленно включается в энергетические процессы, является глюкоза. В цитоплазме клеток происходит их окисление анаэробным путем (гликолиз), при этом глюкоза и гликоген расщепляются не до конечных продуктов, а до пировиноградной и молочной кислот (ПВК и МК). При этом выделяется небольшое количество энергии (2 АТФ). В дальнейшем в матриксе митохондрий происходит аэробное окисление органических веществ до углекислого газа и воды (окисление ПВК и МК называется циклом Кребса – это ключевой цикл дыхания) и выделяется большое количество энергии (36 АТФ). Образующаяся энергия частично выделяется в виде тепла, но большая часть кумулируется на кристах митохондрий в удобной для транспортировки и хранения форме – в виде молекул АТФ. Синтез АТФ происходит из АДФ и фосфорной кислоты, поэтому называется фосфорилированием. В здоровых клетках фосфорилирование сопряжено с окислением. При заболеваниях сопряженность может разобщаться, субстрат окисляется, а фосфорилирование не происходит, энергия переходит в тепло, а содержание АТФ в клетках снижается. В результате повышается температура и падает функциональная активность клеток. Процесс высвобождения энергии называется дефосфорилированием.

Энергия АТФ используется: 1) для биосинтеза веществ, 2) для транспортировки, 3) для механической работы – сокращение мышц, 4) для деления клеток, 5) рассеивается в виде тепла.

В матриксе митохондрий имеются мтДНК (от 2 до 10 кольцевых молекул). Присутствие в митохондриях мтДНК обеспечивает участие органелл в синтезе РНК и специфических белков, а также указывает на существование цитоплазматической наследственности. Размер мтДНК невелик – около 15 тыс. пар нуклеотидов.

Образование митохондрий происходит путем саморепродукции.

Пластиды

Это двумембранные органеллы, присутствующие в растительных клетках. В матриксе пластид имеются телокоиды, расположенные стопкой – граны. Различают три вида пластид: хлоропласты (содержат пигмент зеленого цвета, участвуют в фотосинтезе), хромопласты (пигмент красного и желтого цвета), лейкопласты (бесцветный пигмент). Пластиды могут переходить друг в друга. Наличие в пластидах собственной ДНК, как и в митохондриях, обеспечивает возможность саморепродукции.

Охрана природных экосистем – важнейшее условие сохранения жизни на Земле. Понятие об экологической безопасности. Медицинская экология и экологически зависимые болезни. Формы природоохранной деятельности человека.

Эффективная адаптация человека к климату необходима для обеспечения состояния комфорта, выполнения физической работы и обеспечения нормальных условий роста и развития. При попадании человека в экстремальные условия процесс адаптации будет зависеть от индивидуальных свойств конституции. Так при анализе популяций строителей БАМа по способности к адаптации были выделены три типа: стайеры (слабо приспосабливающиеся к мощным коротким нагрузкам, но способные переносить длительные воздействия), спринтеры (способны выдерживать сильные короткие нагрузки, но длительные воздействия переносят трудно), миксты (средние адаптационные способности). Все биологические и социальные аспекты адаптации человека направлены на сохранение здоровья как индивида. Определение здоровья индивида впервые было дано в Уставе Всемирной Организации Здравоохранения: «Здоровье является состоянием полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствия болезней и физических дефектов» (Женева, 1968).

Используя ресурсы природы, человек может наносить вред окружающей среде. В настоящее время ученые ожидают возникновение экологического кризиса, т.е. такого состояния среды, которое непригодно для жизни людей.

Наиболее острыми из проблем современности являются:

1. Проблема быстрого роста населения Земли.

Ежегодный прирост населения в абсолютном исчислении достигает 60-70 млн человек. Растущее население Земли должно быть обеспечено пищей. Состояние природных ресурсов в большой мере зависит от деятельности людей. Современное человечество следует принципу научно обоснованного рационального природопользования.

2. Изменение состава атмосферы и климата, за счет накопления тепловой энергии и загрязнителей. Загрязнители – это вещества, нарушающие биологические процессы в природе. Например, это угарный газ, метан, хлорфторуглероды, диоксид и др. Использование инсектицида ДДТ привело к гибели тысяч животных. Считая с 1600 г. человеком было истреблено более 160 видов и подвидов птиц, около 100 видов млекопитающих. Накопление тепла и «парниковый эффект» приводит к повышению температуры на планете, следствием чего являются таяния ледников, наводнения, лесные пожары, движения земной коры и т.д.

Деятельность экологов направлена на решение задач, связанных с мерами защиты человека от неблагоприятных факторов среды. Особая ответственность возлагается на работников медицины, которые должны владеть информацией по экологической ситуации. Необходимо обучить население мерам безопасного проживания на загрязненных территориях. Путь к решению экологических проблем – это достижение сбалансированного развития человечества. Сбалансированное развитие «Международная комиссия по охране окружающей среды и развитию» ООН характеризует как путь социального, экономического и политического прогресса, позволяющего удовлетворить нужды настоящего, не в ущерб будущих поколений. Среди них важнейшие – сдерживание роста населения, развитие новых технологий и поиск источников энергии, позволяющих избежать загрязнения окружающей среды.

и других факторов.

Малярийный плазмодий: систематическое положение, географическое распространение, цикл развития. Способ инвазии и локализация в организме человека, патогенное действие. Лабораторная диагностика и профилактика малярии. Распространенность в Республике Башкортостан.

Кровяные споровики паразитируют в эритроцитах позвоночных животных. Переносчиками и окончательными хозяевами являются членистоногие. Наибольшее медицинское значение имеет малярийный плазмодий, возбудитель малярии. В организме окончательного хозяина (комара рода Anopheles) малярийный плазмодий размножается половым путем. В промежуточном хозяине (человеке) плазмодий размножается бесполым путем. Природные очаги малярии связаны с географическим распространением комаров рода Anopheles.

Малярия

У человека паразитируют 4 вида малярийных плазмодиев:

Plasmodium vivax – возбудитель трехдневной малярии,

Plasmodium malariae – возбудитель четырехдневной малярии,

Plasmodium falciparum – возбудитель тропической малярии

Plasmodium ovale – возбудитель овале-малярии.

Инвазионная стадия – спорозоиты. Фактор передачи – слюна комара.

Способ заражения человека - трансмиссивный. Заражение человека происходит при укусе самки малярийного комара (Заражение возможно при переливании крови больного и трансплацентарно).

Жизненный цикл плазмодия делится на 3 периода шизогония (1), гаметогония и половой процесс (2) и спорогония (3) (рис.83):

1. Шизогония

· преэритроцитарная или тканевая (в клетках печени человека)

При укусе комара со слюной в кровь попадают спорозоиты. Током крови спорозоиты заносятся в клетки печени, селезенки, где переходят к внутриклеточному паразитированию: растут, превращаются в трофозоитов. Трофозоиты размножаются путем шизогонии с образованием тканевых мерозоитов.Процесс длится 15 дней и соответствует инкубационному периоду болезни.

· эритроцитарная шизогония (в эритроцитах человека)

После разрушения печеночных клеток тканевые мерозоиты поступают в кровь и быстро проникают в эритроциты. Процесс проникновения паразитов в клетки хозяина своеобразен. Мерозоит своим передним концом прикрепляется к эритроциту. Это соединение обеспечивается различием поверхностного заряда этих мембран. Затем начинается внедрение: поверхностная мембрана эритроцита впячивается, мерозоит погружается в образующееся углубление и оказывается заключенным внутри замкнутой вакуоли. Мембрана малярийного плазмодия, таким образом, образуется непосредственно от поверхностной мембраны клетки хозяина. Мерозоит, проникает в эритроцит, и начинает там расти. В своем развитии он проходит стадии кольцевидного шизонта (в центре мерозоита образуется вакуоль, оттесняющая к периферии цитоплазму и ядро). Питаясь гемоглобином эритроцитов, шизонты растут, превращаясь в амебовидных (Р. vivax), или лентовидных (Р. malariae) шизонтов. На следующей стадии шизонт округляется. Его ядро многократно делится, в результате образуется морула. Они растут, разрывают оболочку эритроцита и в плазму крови выходят с мерозоитами и продукты их метаболизма. С выходом мерозоитов в плазму крови и всасыванием продуктов распада эритроцита и паразитов связан приступ малярии. Далее мерозоиты проникают в новые эритроциты.

Продолжительность развития трофозоитов между двумя периодами шизогонии у разных видов плазмодиев различна: для P. vivax и P. ovale – 48 ч, P. malariae – 72 ч, P. falciparum – вначале приступы развиваются через разные промежутки времени, а позже – через 24 ч.

2. Гаметогонияиполовой процесс (начинается в эритроцитах человека, заканчивается в желудке комара). Помимо бесполых стадий - мерозоитов, в части эритроцитов развиваются мужские и женские половые формы – гамонты (микро и макрогамонты), дальнейшее развитие которых может происходить только в организме комара.

Половой процесс – копуляция – происходит в организме комара.

Комар, нападая на зараженного человека, вместе с кровью заглатывает эритроциты, содержащие гамонты. В желудке комара они превращаются в зрелые половые клетки – гаметы (женские и мужские). Далее происходит их слияние – подвижная микрогамета целиком проникает в макрогамету, в результате образуется диплоидная зигота, которая преобразуется в оокинету (подвижная стадия). Оокинета проникает через стенку желудка комара, на его наружней поверхности инцистируется и превращается в ооцисту.

3. Спорогония (в организме комара)

Ооциста растет, содержимое ее многократно делится путем спорогонии и при этом образуются тысячи спорозоитов. Оболочка зрелой ооцисты разрывается и спорозоиты оказываются в гемолимфе комара. Они мигрируют и скапливаются в слюнных железах. Весь процесс развития плазмодия в теле комара в зависимости от внешней температуры длится 7 - 45 сут.

Клиника. У человека малярия характеризуется периодическими приступами повышения температуры Приступы продолжаются от 6 до 12 час., межприступный период длится 48 час. (при четырехдневной малярии -72 час.). Число приступов может достигать 10-15, после чего они прекращаются из-за формирования иммунитета, но паразиты в крови остаются, и человек становится паразитоносителем (опасен как резервуарный хозяин).

Диагностика малярии основана на лабораторном исследовании крови больного, как в тонких мазках, так и в толстой капле, окрашенных по Романовскому-Гимзе.Различные стадии развития малярийного плазмодия в эритроцитах обнаруживаются при исследовании крови во время приступа или сразу после него.

Профилактика. Для успешной борьбы с малярией необходима комплексная система противомалярийных мероприятий. Такая система осуществляется в двух направлениях: 1) выявление и излечение всех больных малярией (т.е. ликвидация источников инвазии); 2) уничтожение комаров (ликвидация переносчика). В нашей стране малярия, как массовое заболевание, ликвидирована. В РФ встречаются эпизодические случаи малярии.

Экзаменационный билет 7.