Е. А. Козлова, Н. С. Курбатова

Загальна біологія: конспект лекцій

«Загальна біологія: конспект лекцій»: ЕКСМО; Москва; 2007

Анотація

Конспект лекцій з загальної біології призначений для студентів медичних ВНЗ або коледжів. У ньому висвітлено питання будови клітини, дані характеристики всіх її компонентів, описані основні класи збудників захворювань, розглянуті проблеми екології. Використовуючи даний конспект при підготовці до іспиту, студенти зможуть у стислі строки систематизувати знання з даного предмету, сформулювати план відповідей на питання екзаменатора.

Зміст

ЛЕКЦІЯ № 1. Введення

1. Клітинна теорія (КТ) Передумови клітинної теорії

2. Визначення життя на сучасному етапі розвитку науки

3. Фундаментальні властивості живої матерії

4. Рівні організації життя

ЛЕКЦІЯ № 2. Хімічний склад живих систем. Біологіческаяроль білків, полісахаридів, ліпідів і АТФ

1. Огляд хімічної будови клітини

2. Біополімери Білки

ЛЕКЦІЯ № 3. Нуклеїнові кислоти. Біосинтез білка

1. ДНК

2. РНК

3. Біосинтез білка

ЛЕКЦІЯ № 4. Основні клітинні форми

1. Прокаріоти

2. Загальні відомості про еукаріотичної клітці

3. Функції і будова цитоплазматичної мембрани

4. Будова та функції клітинного ядра

5. Будова і функції напівавтономних структур клітини: мітохондрій і пластид

6. Будова та функції лізосом і пероксисом. Лізосоми

7. Будова і функції ендоплазматичного ретикулума, комплексу Гольджі

8. Будова і функції НЕМЕМБРАННИХ структур клітини

9. Гіалоплазма - внутрішнє середовище клітини. Цитоплазматичні включення

ЛЕКЦІЯ № 5. Неклітинні форми життя - віруси, бактеріофаги

ЛЕКЦІЯ № 6. Будова і функції статевих клітин (гамет)

1. Загальні властивості гамет

2. Будова і функції яйцеклітини

3. Будова і функції сперматозоїдів

4. Запліднення

ЛЕКЦІЯ № 7. Безстатеве розмноження. Форми і біологічна роль

1. Біологічна роль безстатевого розмноження

2. Форми безстатевого розмноження

3. Вегетативна форма розмноження

ЛЕКЦІЯ № 8. Статеве розмноження. Його форми та біологічна роль

1. Еволюційний сенс статевого розмноження

2. Види статевого розмноження

3. Відмінності між гаметами

4. Нетипове статеве розмноження

ЛЕКЦІЯ № 9. Життєвий цикл клітини. Мітоз

1. Поняття про життєвий цикл

2. Біологічне значення життєвого циклу

3. Мітоз. Характеристика основних етапів

4. Нетипові форми мітозу

ЛЕКЦІЯ № 10. Мейоз: характеристика, біологічне значення

1. Стадії мейозу

2. Біологічне значення мейозу

ЛЕКЦІЯ № 11. Гаметогенез

1. Поняття гаметогенезу

2. Стадії гаметогенезу

ЛЕКЦІЯ № 12. Онтогенез

1. Поняття про онтогенез

2. Ембріональний розвиток

ЛЕКЦІЯ № 13. Закони спадкування

1. Закони Г. Менделя

2. Ді-і полігібрідного схрещування. Незалежне спадкування

3. Взаємодії алельних генів

4. Спадкування груп крові системи АВО

ЛЕКЦІЯ № 14. Спадковість

1. Неалельних гени

2. Генетика статі

ЛЕКЦІЯ № 15. Спадковість і мінливість

1. Види мінливості

2. Гетероплоїдія - зміна числа окремих хромосом в каріотипі

3. Методи вивчення спадковості людини Генеалогічний метод

ЛЕКЦІЯ № 16. Структура і функції біосфери

1. Поняття про ноосферу. Вплив людини на біосферу

2. Паразитизм як екологічний феномен

ЛЕКЦІЯ № 17. Загальна характеристика найпростіших (Protozoa)

1. Огляд будови найпростіших

2. Особливості життєдіяльності найпростіших

ЛЕКЦІЯ № 18. Різноманіття найпростіших

1. Загальна характеристика класу саркодових (корененіжки)

2. Патогенні амеби

ЛЕКЦІЯ № 19. Патогенні жгутиконосци

1. Трихомонади (Trichomonas vaginalis) і Т. hominis

2. Лямблії (Lamblia intestinalis)

3. Лейшманіі (Leishmaniae)

4. Тріпаносоми (Tripanosoma)

5. Загальна характеристика класу Споровики

6. Токсоплазмоз: збудник, характеристика, цикл розвитку, профілактика

7. Малярійний плазмодій: морфологія, цикл розвитку

ЛЕКЦІЯ № 20. Клас Інфузорії (війчасті)

1. Огляд будови інфузорій

2. Балантидий (Balantidium coli)

ЛЕКЦІЯ № 21. Тип Плоскі черви (Plathelminthes)

1. Характерні риси організації

2. Клас Сисуни. Загальна характеристика

3. Клас Сисуни. Його представники

4. Загальна характеристика класу Стрічкові черв'яки

5. Ціп'яки

ЛЕКЦІЯ № 22. Тип Круглі черви (Nemathelminthes)

1. Особливості будови

2. Круглі черви - паразити людини Аскарида

ЛЕКЦІЯ № 23. Тип Членистоногі

1. Різноманітність і морфологія членистоногих

2. Кліщі

3. Кліщі - мешканці житла людини

4. Сімейство Іксодові кліщі

5. Представники сімейства Іксодові кліщі. Морфологія, патогенний значення

6. Представники сімейства Аргазовие кліщі. Морфологія, цикл розвитку

ЛЕКЦІЯ № 24. Клас Комахи (тип Членистоногі, підтип Трахейнодишащіе)

1. Морфологія, фізіологія, систематика

2. Загін Воші

3. Загін Блохи

4. Особливості біології розвитку комарів роду Аnopheles, Аеdеs, Culex

ЛЕКЦІЯ № 25. Отруйні тварини

1. Отруйні павукоподібні

2. Отруйні хребетні

ЛЕКЦІЯ № 26. Екологія

1. Предмет і завдання екології

2. Загальна характеристика середовища проживання людей. Екологічна криза

Список використаної літератури

ЛЕКЦІЯ № 1. Введення

1. Клітинна теорія (КТ) Передумови клітинної теорії

Передумовами створення клітинної теорії були винахід і удосконалення мікроскопа і відкриття клітин (1665 р., Р. Гук - при вивченні зрізу кори коркового дерева, бузини та ін.) Роботи відомих мікроскопістов: М. Мальпігі, Н. Грю, А. ван Левенгука - дозволили побачити клітини рослинних організмів. А. ван Левенгук виявив у воді одноклітинні організми. Спочатку вивчався клітинне ядро. Р. Браун описав ядро ​​рослинної клітини. Я. Е. Пуркине ввів поняття протоплазми - рідкого драглистого клітинного вмісту.

Німецький ботанік М. Шлейден першим прийшов до висновку, що в будь-якій клітині є ядро. Засновником КТ вважається німецький біолог Т. Шванн (спільно з М. Шлейденом), який в 1839 р. опублікував працю «Мікроскопічні дослідження про відповідність в структурі і зростанні тварин і рослин». Його положення:

1) клітина - головна структурна одиниця всіх живих організмів (як тварин, так і рослинних);

2) якщо в будь-якому освіті, видимому під мікроскопом, є ядро, то його можна вважати кліткою;

3) процес утворення нових клітин обумовлює зростання, розвиток, диференціювання рослинних і тваринних клітин. Додатки в клітинну теорію вніс німецький вчений Р. Вірхов, який в 1858 р. опублікував свою працю «Целлюлярная патологія». Він довів, що дочірні клітини утворюються шляхом ділення материнських клітин: кожна клітина з клітини. В кінці XIX ст. були виявлені мітохондрії, комплекс Гольджі, пластиди в рослинних клітинах. Після фарбування діляться клітин спеціальними барвниками були виявлені хромосоми. Сучасні положення КТ

1. Клітина - основна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів, є найменшою структурною одиницею живого.

2. Клітини всіх організмів (як одно-, так і багатоклітинних) подібні за хімічним складом, будовою, основним проявам обміну речовин і життєдіяльності.

3. Розмноження клітин відбувається шляхом їх розподілу (кожна нова клітина утворюється при розподілі материнської клітини); в складних багатоклітинних організмах клітини мають різні форми і спеціалізовані відповідно до виконуваних функцій. Подібні клітини утворюють тканини, з тканин складаються органи, які утворюють системи органів, вони тісно взаємопов'язані і підпорядковані нервовим і гуморальним механізмами регуляції (у вищих організмів).

Значення клітинної теорії

Отало ясно, що клітина - найважливіша складова частина живих організмів, їх головний морфофизиологический компонент. Клітина - це основа багатоклітинного організму, місце протікання біохімічних і фізіологічних процесів в організмі. На клітинному рівні в кінцевому підсумку відбуваються всі біологічні процеси. Клітинна теорія дозволила зробити висновок про подібність хімічного складу всіх клітин, загальному плані їх будови, що підтверджує Філогенетичне єдність всього живого світу.

2. Визначення життя на сучасному етапі розвитку науки

Досить важко дати повне і однозначне визначення поняття життя, враховуючи величезну різноманітність її проявів. У більшості визначень поняття життя, які давалися багатьма вченими і мислителями протягом століть, враховувалися провідні якості, що відрізняють живе від неживого. Наприклад, Аристотель говорив, що життя - це «харчування, ріст і постаріння» організму; А. Л. Лавуазьє визначав життя як «хімічну функцію»; Г. Р. Тревіранус вважав, що життя є «стійке однаковість процесів при відмінності зовнішніх впливів» . Зрозуміло, що такі визначення не могли задовольнити вчених, так як не відображали (і не могли відображати) всіх властивостей живої матерії. Крім того, спостереження свідчать, що властивості живого не виняткові і унікальні, як це здавалося раніше, вони окремо виявляються і серед неживих об'єктів. А. І. Опарін визначав життя як «особливу, дуже складну форму руху матерії». Це визначення відображає якісну своєрідність життя, яке не можна звести до простих хімічним або фізичним закономірностям. Однак і в цьому випадку визначення носить загальний характер і не розкриває конкретного своєрідності цього руху.

Ф. Енгельс у «Діалектиці природи» писав: «Життя є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є обмін речовиною та енергією з навколишнім середовищем».

Для практичного застосування корисні ті визначення, в яких закладені основні властивості, в обов'язковому порядку властиві всім живим формам. Ось одне з них: життя - це макромолекулярная відкрита система, якій властиві ієрархічна організація, здатність до самовідтворення, самозбереження і саморегуляції, обмін речовин, тонко регульований потік енергії. Згідно з цим визначенням життя являє собою ядро ​​впорядкованості, що поширюється в менш впорядкованої Всесвіту.

Життя існує у формі відкритих систем. Це означає, що будь-яка жива форма не замкнута тільки на себе, але постійно обмінюється з навколишнім середовищем речовиною, енергією та інформацією.

3. Фундаментальні властивості живої матерії

Ці властивості в комплексі характеризують будь-яку живу систему і життя взагалі:

1) самовідновлення. Пов'язано з потоком речовини і енергії. Основу обміну речовин складають збалансовані і чітко взаємопов'язані процеси асиміляції (анаболізм, синтез, утворення нових речовин) і дисиміляції (катаболізм, розпад). У результаті асиміляції відбуваються відновлення структур організму і утворення нових його частин (клітин, тканин, частин органів). Дисиміляція визначає розщеплення органічних сполук, забезпечує клітку пластичним речовиною і енергією. Для утворення нового потрібний постійний приплив необхідних речовин ззовні, а в процесі життєдіяльності (і дисиміляції, зокрема) утворюються продукти, які потрібно вивести в зовнішнє середовище;

2) самовідтворення. Забезпечує спадкоємність між змінюються генераціями біологічних систем. Ця властивість пов'язана з потоками інформації, закладеної в структурі нуклеїнових кислот. У зв'язку з цим живі структури постійно відтворюються і оновлюються, не втрачаючи при цьому схожість з попередніми поколіннями (незважаючи на безперервне оновлення речовини). Нуклеїнові кислоти здатні зберігати, передавати і відтворювати спадкову інформацію, а також реалізовувати її через синтез білків. Інформація, збережена на ДНК, переноситься на молекулу білка за допомогою молекул РНК;

3) саморегуляція. Базується на сукупності потоків речовини, енергії та інформації через живий організм;

4) подразливість. Пов'язана з передачею інформації ззовні в будь-яку біологічну систему і відображає реакцію цієї системи на зовнішній подразник. Завдяки подразливості живі організми здатні вибірково реагувати на умови зовнішнього середовища і отримувати від неї тільки необхідне для свого існування. З подразливістю пов'язана саморегуляція живих систем за принципом зворотного зв'язку: продукти життєдіяльності здатні надавати гальмівний або стимулюючий вплив на ті ферменти, які стояли на початку довгого ланцюга хімічних реакцій;

5) підтримання гомеостазу (від гр. Homoios - «подібний, однаковий» і stasis - «нерухомість, стан») - відносного динамічного сталості внутрішнього середовища організму, фізико-хімічних параметрів існування системи;

6) структурна організація - певна впорядкованість, стрункість живої системи. Виявляється при дослідженні не тільки окремих живих організмом, але і їх сукупностей у зв'язку з навколишнім середовищем - біогеоценозів;

7) адаптація - здатність живого організму постійно пристосовуватися до мінливих умов існування в навколишньому середовищі. В її основі лежать подразливість і характерні для неї адекватні відповідні реакції;

8) репродукція (відтворення). Так як життя існує у вигляді окремих (дискретних) живих системи (наприклад, клітин), а існування кожної такої системи строго обмежена в часі, підтримання життя на Землі пов'язане з репродукцією живих систем. На молекулярному рівні відтворення здійснюється завдяки матричному синтезу, нові молекули утворюються за програмою, закладеною в структурі (матриці) раніше існуючих молекул;

9) спадковість. Забезпечує наступність між поколіннями організмів (на основі потоків інформації).

Тісно пов'язана з ауторепродукціей життя на молекулярному, субклітинному і клітинному рівнях. Завдяки спадковості з покоління в покоління передаються ознаки, які забезпечують пристосування до середовища проживання;

10) мінливість - властивість, протилежне спадковості. За рахунок мінливості жива система набуває ознак, раніше їй невластиві. У першу чергу мінливість пов'язана з помилками при репродукції: зміни в структурі нуклеїнових кислот приводять до появи нової спадкової інформації. З'являються нові ознаки і властивості. Якщо вони корисні для організму в даному середовищі проживання, то вони підхоплюються і закріплюються природним відбором. Створюються нові форми і види. Таким чином, мінливість створює передумови для видоутворення і еволюції;

11) індивідуальний розвиток (процес онтогенезу) - втілення вихідної генетичної інформації, закладеної в структурі молекул ДНК (тобто в генотипі), в робочі структури організму. У ході цього процесу проявляється така властивість, як здатність до зростання, що виражається в збільшенні маси тіла і його розмірів. Цей процес базується на репродукції молекул, розмноженні, зростанні та диференціювання клітин та інших структур тощо;

12) Філогенетичне розвиток (закономірності його встановлені Ч. Р. Дарвіном). Базується на прогресивному розмноженні, спадковості, боротьбі за існування і відборі. У результаті еволюції з'явилося, величезна кількість видів. Прогресивна еволюція пройшла ряд ступенів. Це до-клітинні, одноклітинні і багатоклітинні організми аж до людини.

При цьому онтогенез людини повторює філогенез (тобто індивідуальний розвиток проходить ті самі етапи, що і еволюційний процес);

13) дискретність (переривчастість) і в той же час цілісність. Життя представлена ​​сукупністю окремих організмів, або особин. Кожен організм, в свою чергу, також дискретний, оскільки складається із сукупності органів, тканин і клітин. Кожна клітина складається з органел, але в той же час автономна. Спадкова інформація здійснюється генами, але жоден ген окремо не може визначати розвиток тієї чи іншої ознаки.

4. Рівні організації життя

Жива природа - це цілісна, але неоднорідна система, якій властива ієрархічна організація. Ієрархічної називається така система, в якій частині (або елементи цілого) розташовані в порядку від вищого до нижчого. Ієрархічний принцип організації дозволяє виділити в живій природі окремі рівні, що вельми зручно при через вченні життя як складного природного явища. Можна виділити три основні ступені живого: мікросистеми, мезосістеми і макросистеми.

Мікросистеми (доорганізменная ступінь) включають в себе молекулярний (молекулярно-генетичний) і субклітинний рівні.

Мезосістеми (організмовому ступінь) включають в себе клітинний, тканинний, органний, системний, організменний (організм як єдине ціле), або онтогенетичний, рівні.

Макросистеми (надорганизменная ступінь) включають в себе популяційно-видовий, біоценотіческій і глобальний рівні (біосферу в цілому). На кожному рівні можна виділити елементарну одиницю і явище.

Елементарна одиниця (ЕЕ) - це структура (або об'єкт), закономірні зміни якої (елементарні явища, Ея) складають її внесок у розвиток життя на даному рівні.

Ієрархічні рівні:

1) молекулярно-генетичний рівень. ЕЕ представлена ​​геном. Ген - це ділянка молекули ДНК (а у деяких виру-сов-молекули РНК), який відповідальний за формування якого - або однієї ознаки. Інформація, закладена в нуклеїнових кислотах, реалізується за допомогою матричного синтезу білків;

2) субклітинний рівень. ЕЕ представлена ​​будь-якої субклітинних структур, тобто органели, що виконує властиві їй функції і вносить свій внесок у роботу клітини в цілому;

3) клітинний рівень. ЕЕ - це клітина, яка є самостійно функціонуючої елементарної біологічною системою. Тільки на цьому рівні можливі реалізація генетичної інформації і процеси біосинтезу. Для одноклітинних організмів цей рівень збігається з організмовому. Ея - це реакції клітинного метаболізму, що складають основу потоків енергії, інформації та речовини;

4) тканинний рівень. Сукупність клітин з однаковим типом організації становить тканину (ЕЕ). Рівень виник з появою багатоклітинних організмів з більш-менш диференційованими тканинами. Тканина функціонує як єдине ціле і має властивості живого;

5) органний рівень. Утворений спільно з функціонуючими клітинами, які належать до різних тканин (ЕЕ). Всього чотири основні тканини входять до складу органів багатоклітинних організмів, шість основних тканин утворюють органи рослин;

6) організменний (онтогенетичний) рівень. ЕЕ - це особина в її розвитку від моменту народження до припинення її існування в якості живої системи. Ея - це закономірні зміни організму в процесі індивідуального розвитку (онтогенезу). У процесі онтогенезу в певних умовах середовища відбувається втілення спадкової інформації в біологічні структури, тобто на основі генотипу особини формується її фенотип;

7) популяційно-видовий рівень. ЕЕ - це популяція, тобто сукупність особин (організмів) одного виду, що населяють одну територію і вільно схрещуються між собою. Популяція володіє генофондом, тобто сукупністю генотипів усіх особин. Вплив на генофонд елементарних еволюційних факторів (мутацій, коливань чисельності особин, природного відбору) призводить до еволюційно значимих змін (Ея);

8) біоценотіческій (екосистемний) рівень. ЕЕ - біоценоз, тобто історично склалося стійке співтовариство популяцій різних видів, пов'язаних між собою і з навколишнім неживою природою обміном речовин, енергії та інформації (круговоротами), які і є Ея;

9) біосферний (глобальний) рівень. ЕЕ - біосфера (область поширення життя на Землі), тобто єдиний планетарний комплекс біогеоценозів, різних за видовим складом та характеристикою абіотичним (неживої) частини. Біогеоценози обумовлюють всі процеси, що протікають у біосфері;

10) носферний рівень. Це нове поняття було сформульовано академіком В. І. Вернадським. Він заснував вчення o ноосферу як сферу розуму. Це складова частина біосфери, яка змінена завдяки діяльності людини.

ЛЕКЦІЯ № 2. Хімічний склад живих систем. Біологіческаяроль білків, полісахаридів, ліпідів і АТФ

1. Огляд хімічної будови клітини

Всі живі системи містять в різних співвідношеннях хімічні елементи і побудовані з них хімічні сполуки, як органічні, так і неорганічні.

За кількісним вмістом у клітці всі хімічні елементи ділять на 3 групи: макро-, мікро-і ультрамікроелементи.

Макроелементи складають до 99% маси клітини, з яких до 98% припадає на 4 елементи: кисень, азот, водень та вуглець. У менших кількостях клітини містять калій, натрій, магній, кальцій, сірку, фосфор, залізо.

Мікроелементи - переважно іони металів (кобальту, міді, цинку тощо) і галогенів (йоду, брому та ін.) Вони містяться в кількостях від 0,001% до 0,000001%.

Ультрамікроелементи. Їх концентрація нижче 0,000001%. До них відносять золото, ртуть, селен та ін

Хімічне з'єднання - це речовина, в якому атоми одного або декількох хімічних елементів з'єднані один з одним за допомогою хімічних зв'язків. Хімічні сполуки бувають неорганічними і органічними. До неорганічних відносять воду і мінеральні солі. Органічні сполуки - це сполуки вуглецю з іншими елементами.

Основними органічними сполуками клітини є білки, жири, вуглеводи і нуклеїнові кислоти.

2. Біополімери Білки

Це полімери, мономерами яких є амінокислоти. В основному вони складаються з вуглецю, водню, кисню та азоту. Молекула білка може мати 4 рівні структурної організації (первинна, вторинна, третинна і четвертичная структури).

Функції білків:

1) захисна (інтерферон посилено синтезується в організмі при вірусній інфекції);

2) структурна (колаген входить до складу тканин, бере участь в утворенні рубця);

3) рухова (міозин бере участь у скороченні м'язів);

4) запасна (альбуміни яйця);

5) транспортна (гемоглобін еритроцитів переносить поживні речовини і продукти обміну);

6) рецепторна (білки-рецептори забезпечують впізнавання клітиною речовин та інших клітин);

7) регуляторна (регуляторні білки визначають активність генів);

8) білки-гормони беруть участь в гуморальній регуляції (інсулін регулює рівень цукру в крові);

9) білки-ферменти каталізують всі хімічні реакції в організмі;

10) енергетична (при розпаді 1 г білка виділяється 17 кДж енергії).

Вуглеводи

Це моно-і полімери, до складу яких входить вуглець, водень і кисень в співвідношенні 1: 2: 1.

Функції вуглеводів:

1) енергетична (при розпаді 1 г вуглеводів виділяється 17,6 кДж енергії);

2) структурна (целюлоза, що входить до складу клітинної стінки у рослин);

3) запасаються (запас поживних речовин у вигляді крохмалю в рослин і глікогену у тварин).

Жири

Жири (ліпіди) можуть бути простими і складними. Молекули простих ліпідів складаються з трехатомного спирту гліцерину та трьох залишків жирних кислот. Складні ліпіди є сполуками простих ліпідів з білками і вуглеводами.

Функції ліпідів:

1) енергетична (при розпаді 1 г ліпідів утворюється 38,9 кДж енергії);

2) структурна (фосфоліпіди клітинних мембран, що утворюють ліпідний бислой);

3) запасаються (запас поживних речовин в підшкірній клітковині та інших органах);

4) захисна (підшкірна клітковина і шар жиру навколо внутрішніх органів оберігають їх від механічних пошкоджень);

5) регуляторна (гормони і вітаміни, що містять ліпіди, регулюють обмін речовин);

6) теплоізолююча (підшкірна клітковина зберігає тепло). АТФ

Молекула АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти) складається з азотистої основи аденіну, пятиуглеродного цукру рибози і трьох залишків фосфорної кислоти, з'єднаних між собою макроергічних зв'язків. АТФ утворюється в мітохондріях в процесі фосфорилювання. При її гідролізі вивільняється велика кількість енергії. АТФ є основним макроергів клітини - акумулятором енергії у вигляді енергії високоенергетичних хімічних зв'язків.

ЛЕКЦІЯ № 3. Нуклеїнові кислоти. Біосинтез білка

Нуклеїнові кислоти - це фосфорсодержащие біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Ланцюги нуклеїнових кислот включають від декількох десятків до сотень мільйонів нуклеотидів.

Існує 2 види нуклеїнових кислот - дезоксирібо-нуклеїнова кислота (ДНК) і рибонуклеїнова кислота (РНК). Нуклеотиди, що входять до складу ДНК, містять вуглевод, дезокси-рибозу, до складу РНК - рибозу.

1. ДНК

Як правило, ДНК являє собою спіраль, що складається з двох компліментарних полінуклеотидних ланцюгів, закручених вправо. До складу нуклеотидів ДНК входять: азотистих основ, дезоксирибоза і залишок фосфорної кислоти. Азотисті основи ділять на пуринові (аденін і гуанін) і піримідинові (ти-мін та цитозин). Два ланцюги нуклеотидів з'єднуються між собою через азотисті основи за принципом комплементарності: між аденіном і тиміном виникають дві водневі зв'язку, між гуаніном і цитозином - три.

Функції ДНК:

1) забезпечує збереження і передачу генетичної інформації від клітини до клітини і від організму до організму, що пов'язане з її здатністю до реплікації;

2) регуляція всіх процесів, що відбуваються в клітині, що забезпечується здатністю до транскрипції з подальшою трансляцією.

Процес самовідтворення (авто-репродукції) ДНК називається реплікацією. Реплікація забезпечує копіювання генетичної інформації і передачу її з покоління в покоління, генетичну ідентичність дочірніх клітин, що утворюються в результаті мітозу, і сталість числа хромосом при мітоті-зації діленні клітини.

Реплікація відбувається в синтетичний період інтерфази мітозу. Фермент репликазу рухається між двома ланцюгами спіралі ДНК і розриває водневі зв'язки між азотистими підставами. Потім до кожної з ланцюжка за допомогою ферменту ДНК-полімерази за принципом комплементарності добудовуються нуклеотиди дочірніх ланцюжків. В результаті реплікації утворюються дві ідентичні молекули ДНК. Кількість ДНК у клітині подвоюється. Такий спосіб подвоєння ДНК називається напівконсервативний, тому що кожна нова молекула ДНК містить одну «стару» і одну знову синтезовану полінуклеотидних ланцюг.

2. РНК

РНК - одноцепочечной полімер, до складу якого входять мономерів пуринові (аденін, гуанін) і піримідинові (урацил, цитозин) азотисті основи, вуглевод рибоза і залишок фосфорної кислоти.

Розрізняють 3 види РНК: інформаційну, транспортну і рибо-сомальную.

Інформаційна РНК (і-РНК) розташовується в ядрі і цитоплазмі клітини, має найдовшу полінуклеотидних ланцюг серед РНК і виконує функцію перенесення спадкової інформації з ядра в цитоплазму клітини.

Транспортна РНК (т-РНК) також міститься в ядрі і цитоплазмі кліть-ки, її ланцюг має найбільш складну структуру, а також є найкоротшою (75 нуклеотидів). Т-РНК доставляє амінокислоти до рибосом в процесі трансляції - біосинтезу білка.

Рибосомальная РНК (р-РНК) міститься в полісом і рибосомах клітини, має ланцюг середньої довжини. Усі види РНК утворюються в процесі транскрипції відповідних генів ДНК.

3. Біосинтез білка

Біосинтез білка в організмі еукаріот відбувається в кілька етапів.

1. Транскрипція - це процес синтезу і-РНК на матриці ДНК. Ланцюги ДНК в області активного гена звільняються від ги-стогонів. Водневі зв'язки між комплементарними азотистими підставами розриваються. Основний фермент транскрипції РНК-полімераза приєднується до промотор - спеціальному ділянці ДНК. Транскрипція проходить тільки з одного (кодоген-ної) ланцюга ДНК. У міру просування РНК-полімерази по кодо-генної ланцюга ДНК рибонуклеотиди за принципом комплементарності приєднуються до ланцюжка ДНК, в результаті утворюється незріла про-і-РНК, яка містить як кодують, так і Некодиних-ючий нуклеотидні послідовності.

2. Потім відбувається процесинг - дозрівання молекули РНК. На 5-кінці і-РНК формується ділянку (КЕП), через який вона з'єднується з рибосомою. Ген, тобто ділянка ДНК, що кодує один білок, містить як кодують послідовності нуклеотидів - екзонів, так і некодуючі - інтрони. При про-цессінге інтрони вирізують, а екзонів зшиваються. В результаті на 5-кінці зрілою і-РНК знаходиться кодон-ініціатор, який першим увійде в рибосому, потім слідують кодони, що кодують амінокислоти поліпептиду, а на 3-кінці - кодони-термінато-ри, що визначають кінець трансляції. Цифрами 3 та 5 позначаються відповідні вуглецеві атоми рибози. Кодоном називається послідовність з трьох нуклеотидів, що кодує якусь амінокислоту - триплет. Рамка зчитування нуклеїнових кислот передбачає «слова»-триплети (кодони), що складаються з трьох «літер»-нуклеотидів.

Транскрипція і процесинг відбуваються в ядрі клітини. Потім зріла і-РНК через пори в мембрані ядра виходить в цитоплазму, і починається трансляція.

3. Трансляція - це процес синтезу білка на матриці і РНК. На початку і-РНК 3-кінцем приєднується до рибосоме. Т-РНК доставляють до акцепторному ділянці рибосоми амінокислоти, які з'єднуються в поліпептидний ланцюг відповідно з шифром їх кодонами. Зростаючий поліпептидний ланцюг переміщається в донорний ділянку рибосоми, а на акцепторний ділянку приходить нова т-РНК з амінокислотою. Трансляція припиняється на кодонах-термінатора. Генетичний код

Це система кодування послідовності амінокислот білка у вигляді певної послідовності нуклеотидів в ДНК і РНК.

Одиниця генетичного коду (кодон) - це триплет нуклеоті-дов в ДНК або РНК, що кодує одну амінокислоту.

Всього генетичний код включає 64 кодони, з них 61 кодує і 3 некодирующих (кодони-термінатори, що свідчать про закінчення процесу трансляції).

Кодони-термінатори в і-РНК: УАА, УАГ, УГА, в ДНК: АТТ, АТЦ, АЦТ.

Початок процесу трансляції визначає кодон-ініціатор (АУГ, в ДНК - ТАЦ), що кодує амінокислоту метіонін. Цей кодон першим входить в рибосому. Згодом метіонін, якщо він не передбачений в якості першої амінокислоти даного білка, відщеплюється.

Генетичний код має характерні властивості.

1. Універсальність - код однаковий для всіх організмів. Один і той же триплет (кодон) в будь-якому організмі кодує одну й ту ж амінокислоту.

2. Специфічність - кожен кодон шифрує тільки одну амінокислоту.

3. Виродженість - більшість амінокислот можуть кодуватися кількома кодонами. Виняток становлять 2 амінокислоти - метіонін і триптофан, що мають лише по одному варіанту кодону.

4. Між генами є «знаки пунктуації» - три спеціальних триплета (УАА, УАГ, УГА), кожен з яких позначає припинення синтезу поліпептидного ланцюга.

5. Всередині гена «знаків пунктуації» немає.

ЛЕКЦІЯ № 4. Основні клітинні форми

1. Прокаріоти

Всі живі організми на Землі прийнято поділяти на до-клітинні форми, які не мають типового клітинної будови (це віруси і бактеріофаги), і клітинні, мають типове клітинну будову. Ці організми в свою чергу поділяють на дві категорії:

1) доядерние прокаріоти, які не мають типового ядра. До них відносять бактерії та синьо-зелені водорості;

2) ядерні еукаріоти, які мають типове чітко оформлене ядро. Це всі інші організми. Прокаріоти виникли набагато раніше еукаріот (в архейську еру). Це дуже маленькі клітини розміром від 0,1 до 10 мкм. Іноді зустрічаються гігантські клітини до 200 мкм.

Типова бактеріальна клітина зовні оточена клітинною стінкою, основою якої є речовина муреин (полісахарид - складний вуглевод). Клітинна стінка визначає форму бактеріальної клітини. Поверх клітинної стінки є слизова капсула, або слизовий шар, який виконує захисну функцію.

Під клітинною стінкою розташовується плазматична мембрана (див. її будова у еукаріот). Вся клітина всередині заповнена цитоплазмою, яка складається з рідкої частини (гіалоплазми, або матриксу), органел та включень.

Гіалоплазма являє собою колоїдний розчин біомолекул, який може існувати в двох станах: золю (у сприятливих умовах) і гелю (при поганих умовах, коли збільшується щільність гіалоплазми). Спадковий апарат: одна велика «гола», позбавлена ​​захисних білків, молекула ДНК, замкнута в кільце, - нуклеоїд. У гіалоплазме деяких бактерій є також короткі кільцеві молекули ДНК, не асоційовані з хромосомою або нуклеоидом, - плазміди.

Мембранних органел у прокаріотів клітинах мало. Є Мезосома - внутрішні вирости плазматичної мембрани, які вважаються функціональними еквівалентами мітохондрій еукаріот. В автотрофних Прокаріоти - ціанобактеріях та інших - виявляють ламелі і ламелосоми - фотосинтетичні мембрани. На них знаходяться пігменти хлорофіл і Фіко-ціанін.

Виявляється багато НЕМЕМБРАННИХ органел. Рибосоми, як і у еукаріотів, складаються з двох субодиниць: великої і малої. Вони мають маленькі розміри, розміщені безладно в гіалоплаз-ме. Рибосоми відповідальні за синтез бактеріальних білків.

Деякі бактерії мають органели руху - джгутики, які побудовані з мікрофіламентів. Бактерії мають органел-ли впізнавання - пили (фімбрії), які розташовані зовні клітини і являють собою тонкі волосоподібні вирости.

У гіалоплазме також є непостійні включення: гранули білка, краплі жирів, молекули полісахаридів, солі.

2. Загальні відомості про еукаріотичної клітці

Кожна еукаріотичних клітина має відокремлене ядро, в якому укладено відмежований від матриксу ядерною мембраною генетичний матеріал (це головна відмінність від прокаріотів клітин). Генетичний матеріал зосереджений переважно у вигляді хромосом, які мають складну будову і складаються з ниток ДНК і білкових молекул. Розподіл клітин від-ходить за допомогою мітозу (а для статевих клітин - мейозу). Серед еукаріотів є як одноклітинні, так і багатоклітинні організми.

Існує кілька теорій походження еукаріотіче-ських клітин, одна з них - ендосімбіонтіческая. У гетеротрофну анаеробну клітку проникла аеробна клітина типу бактеріо-подібної, яка послужила базою для появи мітохондрій. У ці клітини почали проникати спірохетоподобние клітини, які дали початок формуванню центріолей. Спадковий матеріал відгородився від цитоплазми, виникло ядро, з'явився мітоз. В деякі еукаріотичні клітини проникли клітки типу синьо-зелених водоростей, які поклали початок появі хлоропластів. Так згодом виникло царство рослин.

Розміри клітин тіла людини варіюються від 2-7 мкм (у тромбоцитів) до гігантських розмірів (до 140 мкм у яйцеклітини).

Форма клітин обумовлена ​​виконуваної ними функцією: нервові клітини - зірчасті за рахунок великої кількості відростків (аксона і дендритів), м'язові клітини - витягнуті, тому що повинні скорочуватися, еритроцити можуть міняти свою форму при просуванні по дрібних капілярах.

Будова еукаріотичних клітин тварин і рослинних організмів в чому схоже. Кожна клітина зовні обмежена клітинної оболонкою, або плазмалеммой. Вона складається з цито-плазматичної мембрани і шару глікокаліксу (товщиною 10-20 нм), який покриває її зовні. Компоненти Глік-калікс - комплекси полісахаридів з білками (глікопротеїни) і жирами (гліколіпіди).

Цитоплазматична мембрана - це комплекс бислоя фосфо-ліпідів із протеїнами і полісахаридами.

У клітці виділяють ядро ​​і цитоплазму. Клітинне ядро ​​складається з мембрани, ядерного соку, ядерця і хроматину. Ядерна оболонка складається з двох мембран, розділених пери-нуклеарних простором, і пронизана порами.

Основу ядерного соку (матриксу) складають білки: нитчасті, або фібрилярні (опорна функція), глобулярні, гетероядер-ні РНК і мРНК (результат процесингу).

Ядро - це структура, де відбувається утворення і дозрівання рибосомальних РНК (р-РНК).

Хроматин у вигляді грудочок розсіяний в нуклеоплазмі і є інтерфазних формою існування хромосом.

У цитоплазмі виділяють основну речовину (матрикс, гіало-плазму), органели та включення.

Органели можуть бути загального значення та спеціальні (у клітках, що виконують специфічні функції: мікроворсинки всмоктуючого епітелію кишечника, міофібрили м'язових клітин і т. д.).

Органели загального значення - ендоплазматична мережа (гладка і шорстка), комплекс Гольджі, мітохондрії, рибосоми і полісоми, лізосоми, Пероксисома, мікрофібрил і мікротрубочки, центріолі клітинного центру.

У рослинних клітинах є ще й хлоропласти, в яких протікає фотосинтез.

3. Функції і будова цитоплазматичної мембрани

Елементарна мембрана складається з бислоя ліпідів у комплексі з білками (глікопротеїни: білки + вуглеводи, ліпопротеїни: жири + білки). Серед ліпідів можна виділити фосфоліпіди, холестерин, гліколіпіди (вуглеводи + жири), ліпопротеїни. Кожна молекула жиру має полярну гідрофільну головку і неполярний гідрофобний хвіст. При цьому молекули орієнтовані так, що головки звернені назовні і всередину клітини, а неполярні хвости - всередину самої мембрани. Цим досягається виборча проникність для речовин, що надходять в клітину.

Виділяють периферичні білки (вони розташовані тільки по внутрішній або зовнішній поверхні мембрани), інтегральні (вони міцно вбудовані в мембрану, занурені в неї, здатні змінювати своє положення в залежності від стану клітини). Опції мембранних білків: рецепторна, структурна (підтримують форму клітини), ферментативна, адгезивна, антигенна, транспортна.

Схема будови елементарної мембрани рідинно-мозаїчний-ва: жири становлять рідкокристалічний каркас, а білки мозаїчно вбудовані в нього і можуть змінювати своє положення.

Найважливіша функція: сприяє компартментаціі - підрозділу вмісту клітини на окремі осередки, що відрізняються деталями хімічного або ферментного складу. Цим досягається висока впорядкованість внутрішнього вмісту будь еукаріотичної клітини. Компартментація сприяє просторовому розділенню процесів, що протікають в клітині. Окремий компартмент (осередок) представлений будь-якої мембранної органели (наприклад, лізосомах) або її частиною (кристами, відмежованими внутрішньою мембраною мітохондрій).

Інші функції:

1) бар'єрна (відмежування внутрішнього вмісту клітини);

2) структурна (надання певної форми клітинам відповідно до виконуваних функцій);

3) захисна (за рахунок виборчої проникності, рецепції і антигенності мембрани);

4) регуляторна (регуляція виборчої проникності для різних речовин (пасивний транспорт без витрати енергії за законами дифузії або осмосу і активний транспорт з витратою енергії шляхом піноцитозу, ендо-і екзоціто-за, роботи натрій-калієвого насоса, фагоцитозу));

5) адгезивна функція (всі клітини зв'язані між собою за допомогою специфічних контактів (щільних і нещільних));

6) рецепторна (за рахунок роботи периферичних білків мембрани). Існують неспецифічні рецептори, які сприймають кілька подразників (наприклад, холодові і теплові терморецептори), і специфічні, які сприймають тільки один подразник (рецептори световос-приймаючої системи ока);

7) електрогенний (зміна електричного потенціалу поверхні клітини за рахунок перерозподілу іонів калію і натрію (мембранний потенціал нервових клітин становить 90 мВ));

8) антигенна: пов'язана з глікопротеїнами і полісахаридами мембрани. На поверхні кожної клітини є білкові молекули, які специфічні тільки для даного виду клітин. З їх допомогою імунна системи здатна розрізняти свої і чужі клітини.

4. Будова та функції клітинного ядра

Ядро є в будь еукаріотичної клітці. Ядро може бути одне, або в клітині можуть бути кілька ядер (залежно від її активності та функції).

Клітинне ядро ​​складається з оболонки, ядерного соку, ядерця і хроматину. Ядерна оболонка складається з двох мембран, розділених перінуклеарним (околоядерном) простором, між якими знаходиться рідина. Основні функції ядерної оболонки: відокремлення генетичного матеріалу (хромосом) від цитоплазми, а також регулювання двосторонніх взаємин між ядром і цитоплазмою.

Ядерна оболонка пронизана порами, які мають діаметр близько 90 нм. Область пори (порові комплекс) має складну будову (це вказує на складність механізму регулювання взаємовідносин між ядром і цитоплазмою). Кількість пір залежить від функціональної активності клітини: чим вона вища, тим більше часу (в незрілих клітинах пір більше).

Основа ядерного соку (матриксу, нуклеоплазми) - це білки. Сік утворює внутрішнє середовище ядра, грає важливу роль в роботі генетичного матеріалу клітин. Білки: нитчасті або фібрилярні (опорна функція), гетероядерних РНК (продукти первинної транскрипції генетичної інформації) і мРНК (результат процесингу).

Ядро - це структура, де відбуваються утворення і дозрівання рибосомальних РНК (р-РНК). Гени р-РНК займають певні ділянки декількох хромосом (у людини це 13-15 і 21-22 пари), де формуються ядерцеві організатори, в області яких і утворюються самі ядерця. У метафазних хромосомах ці ділянки називаються вторинними перетяжками і мають вигляд звужень. Електронна мікроскопія виявила нитчастий і зернистий компоненти ядерець. Нитчастий (фібрилярний) - це комплекс білків і гігантських молекул-попередниць р-РНК, які дають в подальшому більш дрібні молекули зрілих р-РНК. При дозріванні фібрили перетворюються в рібонуклеопротеіновие гранули (зернистий компонент).

Хроматин отримав свою назву за здатність добре фарбуються основними барвниками; у вигляді грудочок він розсіяний в нуклеоплазмі ядра і є інтерфазних формою існування хромосом.

Хроматин складається в основному з ниток ДНК (40% маси хромосоми) і білків (близько 60%), які разом утворюють нуклеопротеїдні комплекс. Виділяють гістонових (п'ять класів) і негістоновие білки.

Гістонів (40%) належать регуляторна (міцно з'єднані з ДНК і перешкоджають зчитування з неї інформації) та структурна функції (організація просторової структури молекули ДНК). Негістоновие білки (більше 100 фракцій, 20% маси хромосоми): ферменти синтезу і процесингу РНК, репарації редуплікації ДНК, структурна і регуляторна функції. Крім цього, в складі хромосом виявлені РНК, жири, полісахариди, молекули металів.

Залежно від стану хроматину виділяють еухроматі-нові і гетерохроматіновие ділянки хромосом. Еухроматин відрізняється меншою щільністю, і з нього можна робити зчитування генетичної інформації. Гетерохроматин більш компактний, і в його межах інформація не зчитується. Виділяють конститутивний (структурний) і факультативний гетерохро-Матін.

5. Будова і функції напівавтономних структур клітини: мітохондрій і пластид

Мітохондрії (від гр. Mitos - «нитка», chondrion - «зернятко, крупинка») - це постійні мембранні органели округлої або палочковидной (нерідко ветвящейся) форми. Товщин - 0,5 мкм, довжина - 5-7 мкм. Кількість мітохондрій у більшості тварин клітин - 150-1500; в жіночих яйцеклітинах - до кількох сотень тисяч, в сперматозоїдах - одна галактика мітохондрія, закручена навколо осьової частини джгутика.

Основні функції мітохондрій:

1) відіграють роль енергетичних станцій клеткок. У них протікають процеси окисного фосфорилювання (ферментативного окислення різних речовин з подальшим накопиченням енергії у вигляді молекул аденозинтрифосфату - АТФ);

2) зберігають спадковий матеріал у вигляді мітохондріаль-ної ДНК. Мітохондрії для своєї роботи потребують білків, закодованих в генах ядерної ДНК, так як власна мітохондріальна ДНК може забезпечити мітохондрії лише кількома білками.

Побічні функції - участь в синтезі стероїдних гормонів, деяких амінокислот (наприклад, глютамінової). Будова мітохондрій

Мітохондрія має дві мембрани: зовнішню (гладку) і внутрішню (твірну вирости - листоподібні (Крісті) і трубчасті (тубуло)). Мембрани розрізняються за хімічним складом, набору ферментів і функцій.

У мітохондрій внутрішнім вмістом є матрік - колоїдне речовина, в якому за допомогою електронного мікроскопа були виявлені зерна діаметром 20-30 нм (вони накопичують іони кальцію і магнію, запаси живильних речовин, наприклад, глікогену).

У матриксі розміщується апарат біосинтезу білка органели: 2-6 копій кільцевої ДНК, позбавленої гістонових білків (як у прокаріот), рибосоми, набір т-РНК, ферменти редуплікації, транскрипції, трансляції спадкової інформації. Цей апарат в цілому дуже схожий на такий у прокаріот (за кількістю, структурою і розмірами рибосом, організації власного спадкового апарату тощо), що служить підтвердженням сімбіотов-чеський концепції походження еукаріотичної клітини.

У здійсненні енергетичної функції мітохондрій активно беруть участь як матрикс, так і поверхня внутрішньої мембрани, де розташована ланцюг перенесення електронів (цитохром-ми) і АТФ-синтаза, що каталізує поєднане з окисленням фосфорилювання АДФ, що перетворює його в АТФ.

Мітохондрії розмножуються шляхом перешнуровкі, тому при діленні клітин вони більш-менш рівномірно розподіляються між дочірніми клітинами. Так, між мітохондріями клітин послідовних генерацій здійснюється спадкоємність.

Таким чином, мітохондрій властива відносна автономність всередині клітини (на відміну від інших органоїдів). Вони виникають при розподілі материнських мітохондрій, мають власної ДНК, яка відрізняється від ядерної системою синтезу білка та акумулювання енергії.

Пластиди

Це напівавтономні структури (можуть існувати відносно автономно від ядерної ДНК клітини), які присутні в рослинних клітинах. Вони утворюються з пропластид, які є у зародка рослини. Відмежовані двома мембранами.

Виділяють три групи пластид:

1) лейкопласти. Мають округлу форму, не пофарбовані і містять поживні речовини (крохмаль);

2) хромопласти. Містять молекули барвників і присутні в клітинах забарвлених органів рослин (плодах вишні, абрикоса, помідорів);

3) хлоропласти. Це пластиди зелених частин рослини (листя, стебел). За будовою вони багато в чому схожі з мітохондріями клітин тварин. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня має вирости - ламелосоми, які закінчуються потовщеннями - тилакоїди, що містять хлорофіл. У стромі (рідкої частини хлоропласта) містяться кільцева молекула ДНК, рибосоми, запасні поживні речовини (зерна крохмалю, краплі жиру).

6. Будова та функції лізосом і пероксисом. Лізосоми

Лізосоми (від гр. Lysis - «розкладання, розчинення, розпад» і soma - "тіло") - це бульбашки діаметром 200-400 мкм. (Звичайно). Мають одномембранную оболонку, яка зовні іноді буває покрита волокнистим білковим шаром. Містять набір ферментів (кислих гідролаз), які здійснюють при низьких значеннях рН гидролитическое (у присутності води) розщеплення речовин (нуклеїнових кислот, білків, жирів, вуглеводів). Основна функція - внутрішньоклітинний перетравлювання різних хімічних сполук і клітинних структур.

Виділяють первинні (неактивні) і вторинні лізосоми (у них протікає процес перетравлення). Вторинні лізосоми утворюються з первинних. Вони поділяються на гетеролізосоми і аутолізосоми.

У гетеролізосомах (або фаголізосомах) протікає процес перетравлення матеріалу, який надходить у клітину ззовні шляхом активного транспорту (піноцитозу і фагоцитозу).

У аутолізосомах (або цитолізосоми) піддаються руйнуванню власні клітинні структури, які завершили своє життя.

Вторинні лізосоми, які вже перестали перетравлювати матеріал, називаються залишковими тільцями. У них немає гідро-лаз, міститься неперетравлений матеріал.

При порушенні цілісності мембрани лізосом або при захворюванні клітини гідролази надходять всередину клітини з лізосом та здійснюють її самопереваріваніе (автолиз). Цей же процес лежить в основі процесу природної загибелі всіх клітин (апоптозу).

Мікротільця

Мікротільця складають збірну групу органел. Вони являють собою бульбашки діаметром 100-150 нм, відмежовані однієї мембраною. Містять дрібнозернистий матрикс і нерідко білкові включення.

До таких органел можна віднести і пероксисоми. У них містяться ферменти групи оксидаз, які регулюють освіту пероксиду водню (зокрема, каталаза).

Так як пероксид водню - токсична речовина, вона піддається розщепленню під дією пероксидази. Реакції освіти і розщеплення пероксиду водню включені в багато метаболічні цикли, особливо активно протікають в печінці та нирках.

Тому в клітинах цих органів кількість пероксисом досягає 70-100.

7. Будова і функції ендоплазматичного ретикулума, комплексу Гольджі

Ендоплазматична мережа

Ендоплазматичнийретикулум (ЕРС) - система сполучених або окремих трубчастих каналів і сплощені цистерн, розташованих по всій цитоплазмі клітини. Вони відмежовані мембранами (мембранними органелами). Іноді цистерни мають розширення у вигляді бульбашок. Канали ЕПС можуть з'єднуватися з поверхневою або ядерної мембранами, контактувати з комплексом Гольджі.

У даній системі можна виділити гладку і шорстку (гранулярную) ЕПС.

Шорстка ЕПС

На каналах шорсткою ЕПС у вигляді полісом розташовані рибосоми. Тут протікає синтез білків, переважно продукуються клітиною на експорт (видалення з клітки), наприклад, секретів залізистих клітин. Тут же відбуваються утворення липи-дов і білків цитоплазматичної мембрани і їх складання. Щільно упаковані цистерни і канали гранулярних ЕРС утворюють шарувату структуру, де найбільш активно протікає синтез білка. Це місце називається ергастоплазмой.

Гладка ЕПС

На мембранах гладкої ЕПС рибосом немає. Тут протікає в основному синтез жирів і подібних до них речовин (наприклад, стероїдних гормонів), а також вуглеводів. По каналах гладкою ЕРС також відбувається переміщення готового матеріалу до місця його упаковки в гранули (в зону комплексу Гольджі). У печінкових клітинах гладка ЕРС приймає участь в руйнуванні і знешкодженні ряду токсичних і лікарських речовин (наприклад, барбітуратів). У поперечно-смугасту мускулатуру канальці і цистерни гладкою ЕРС депонують іони кальцію.

Комплекс Гольджі

Пластинчастий комплекс Гольджі - це пакувальний центр клітини. Являє собою сукупність диктиосом (від декількох десятків до сотень і тисяч на одну клітину). Діктіосоми - стопка з 3-12 сплощені цистерн овальної форми, по краях яких розташовані дрібні бульбашки (везикули). Більші розширення цистерн дають вакуолі, що містять резерв води в клітині і відповідають за підтримання тургору. Пластинчастий комплекс дає початок секреторним вакуолі, в яких містяться речовини, призначені для виведення з клітини. При цьому просекрет, що надходить у вакуоль із зони синтезу, (ЕРС, мітохондрії, рибосоми), піддається тут деяким хімічним перетворенням.

Комплекс Гольджі дає початок первинних лізосом. У диктую-сомах також синтезуються полісахариди, глікопротеїди і Глік-ліпіди, які потім йдуть на побудову цитоплазматичних мембран.

8. Будова і функції НЕМЕМБРАННИХ структур клітини

У цю групу входять органоидов рибосоми, мікротрубочки і мікрофіламенти, клітинний центр. Рибосома

Це округла рібонуклеопротеіновая частка. Діаметр її становить 20-30 нм. Складається рибосома з великої та малої субодиниць, які об'єднуються в присутності нитки м-РНК (матричної, або інформаційної, РНК). Комплекс з групи рибосом, об'єднаних однією молекулою м-РНК на зразок нитки бус, називається полисомой. Ці структури або вільно розташовані в цитоплазмі, або прикріплені до мембран гранулярної ЕПС (в обох випадках на них активно протікає синтез білка).

Полісоми гранулярних ЕРС утворюють білки, що виводяться з клітини і використовуються для потреб всього організму (наприклад, травні ферменти, білки жіночого грудного молока). Крім цього, рибосоми присутні на внутрішній поверхні мембран мітохондрій, де також беруть активну участь у синтезі білкових молекул.

Микротрубочки

Це трубчасті порожнисті освіти, позбавлені мембрани. Зовнішній діаметр становить 24 нм, ширина просвіту - 15 нм, товщина стінки - близько 5 нм. У вільному стані представлені в цитоплазмі, також є структурними елементами джгутиків, цент-ріоліт, веретена поділу, вій. Микротрубочки побудовані з стереотипних білкових субодиниць шляхом їх полімеризації. В будь-якій клітині процеси полімеризації йдуть паралельно процесам деполімеризації. Причому співвідношення їх визначається кількістю мікротрубочок. Микротрубочки мають різну стійкість до руйнівним їх факторів, наприклад, до колхіцину (це хімічна речовина, що викликає деполімерізацию). Опції мікротрубочок:

1) є опорним апаратом клітини;

2) визначають форми і розміри клітини;

3) є факторами спрямованого переміщення внутрішньоклітинних структур.

Мікрофіламенти

Це тонкі й довгі освіти, які виявляються по всій цитоплазмі. Іноді утворюють пучки. Види мікро-філаментів:

1) Актинові. Містять скоротливі білки (актин), забезпечують клітинні форми руху (наприклад, амебоидние), грають роль клітинного каркаса, беруть участь в організації переміщень органел і ділянок цитоплазми всередині клітини;

2) проміжні (товщиною 10 нм). Їх пучки виявляються по периферії клітини під плазмалеммой і по колу ядра. Виконують опорну (каркасну) роль. У різних клітинах (епітеліальних, м'язових, нервових, фібробластах) побудовані з різних білків.

Мікрофіламенти, як і мікротрубочки, побудовані з субодиниць, тому їх кількість визначається співвідношенням процесів полімеризації і деполімеризації.

Клітини всіх тварин, деяких грибів, водоростей, вищих рослин характеризуються наявністю клітинного центру. Клітинний центр звичайно розташовується поруч з ядром.

Він складається з двох центріолей, кожна з яких представляє собою порожній циліндр діаметром близько 150 нм, довжиною 300-500 нм.

Центриоли розташовані взаємоперпендикулярних. Стінка кожної центріолі утворена 27 мікротрубочками, що складаються з білка тубуліну. Микротрубочки згруповані в 9 триплетів.

З центріолей клітинного центру під час поділу клітини утворюються нитки веретена поділу.

Центриоли поляризують процес поділу клітини, чим досягається рівномірний розбіжність сестринських хромосом (хроматид) в анафазе мітозу.

9. Гіалоплазма - внутрішнє середовище клітини. Цитоплазматичні включення

Усередині клітини знаходиться цитоплазма. Вона складається з рідкої частини - гіалоплазми (матриксу), органел і цітоплазматіче-ських включень.

Гіалоплазма

Гіалоплазма - основна речовина цитоплазми, заповнює весь простір між мембраною, оболонкою ядра та іншими внутрішньоклітинними структурами. Гіалоплазму можна розглядати як складну колоїдну систему, здатну існувати в двох станах: золеобразном (рідкому) і гелеутворюючий-ном, які взаємно переходять одне в інше. У процесі цих переходів здійснюється певна робота, витрачається енергія. Гіалоплазма позбавлена ​​будь-якої певної організації. Хімічний склад гіалоплазми: вода (90%), білки (ферменти гліколізу, обміну цукрів, азотистих основ, білків і липи-дов). Деякі білки цитоплазми утворюють субодиниці, що дають початок таким органел, як центріолі, мікрофіламенти.

Опції гіалоплазми:

1) утворення істинної внутрішнього середовища клітини, яка об'єднує всі органели і забезпечує їх взаємодію;

2) підтримка певної структури і форми клітини, створення опори для внутрішнього розташування органел;

3) забезпечення внутрішньоклітинного переміщення речовин і структур;

4) забезпечення адекватного обміну речовин як всередині самої клітини, так і з зовнішнім середовищем.

Включення

Це відносно непостійні компоненти цитоплазми. Серед них виділяють:

1) запасні поживні речовини, які використовуються самою клітиною в періоди недостатнього надходження поживних речовин ззовні (при клітинному голод), - краплі жиру, гранули крохмалю або глікогену;

2) продукти, які підлягають виділенню з клітки, наприклад, гранули зрілого секрету в секреторних клітинах (молоко в лактоцитах молочних залоз);

3) баластні речовини деяких клітин, які не виконують будь-якої конкретної функції (деякі пігменти, наприклад, ліпофусцин старіючих клітин).

ЛЕКЦІЯ № 5. Неклітинні форми життя - віруси, бактеріофаги

Віруси - доклеточний форми життя, які є облігатними внутрішньоклітинними паразитами, тобто можуть існувати і розмножуватися тільки всередині організму господаря. Віруси були відкриті Д. І. Івановським в 1892 р. (він вивчав вірус тютюнової мозаїки), але довести їх існування вдалося набагато пізніше.

Багато віруси є збудниками захворювань, таких як СНІД, корова краснуха, епідемічний паротит (свинка), вітряна і натуральна віспа.

Віруси мають мікроскопічні розміри, багато з них здатні проходити через будь-які фільтри. На відміну від бактерій, віруси не можна вирощувати на поживних середовищах, так як поза організмом вони не проявляють властивостей живого. Поза живого організму (хазяїна) віруси являють собою кристали речовин, що не мають ніяких властивостей живих систем.

Будова вірусів

Зрілі вірусні частинки називаються вирионами. Фактично вони є геном, покритий зверху білкової оболонки. Ця оболонка - капсид. Вона побудована з білкових молекул, що захищають генетичний матеріал вірусу від впливу нуклеаз - ферментів, що руйнують нуклеїнові кислоти.

У деяких вірусів поверх капсида розташовується супер-капсидний оболонка, також побудована з білка. Генетичний матеріал представлений нуклеїнової кислотою. У одних вірусів це ДНК (так звані ДНК-ові віруси), в інших - РНК (РНК-ові віруси).

РНК-ові віруси також називають ретровірусами, так як для синтезу вірусних білків в цьому випадку необхідна зворотна транскрипція, яка здійснюється ферментом - зворотного транскриптазою (ревертазой) і являє собою синтез ДНК на базі РНК.

Розмноження вірусів

При впровадженні вірусу всередину клітини-господаря відбувається звільнення молекули нуклеїнової кислоти від білка, тому в клітку потрапляє тільки чистий і незахищений генетичний матеріал. Якщо вірус ДНК, то молекула ДНК вбудовується в молекулу ДНК хазяїна і відтворюється разом з нею. Так з'являються нові вірусні ДНК, відрізнити від вихідних. Всі процеси, що протікають в клітині, сповільнюються, клітина починає працювати на відтворення вірусу. Так як вірус є облігатним паразитом, то для його життя необхідна клітка-хазяїн, тому вона не гине в процесі розмноження вірусу. Загибель клітини відбувається тільки після виходу з неї вірусних частинок.

Якщо це ретровірус, всередину клітини-господаря потрапляє його РНК. Вона містить гени, що забезпечують зворотний транскрипцію: на матриці РНК будується одноцепочечная молекула ДНК. З вільних нуклеотидів добудовується комплементарна ланцюг, яка і вбудовується в геном клітини-господаря. З отриманої ДНК інформація переписується на молекулу і-РНК, на матриці якої потім синтезуються білки ретровірусу.

Бактеріофаги

Це віруси, що паразитують на бактеріях. Вони відіграють велику роль у медицині і широко застосовуються при лікуванні гнійних захворювань, викликаних стафілококами та ін Бактеріофаги мають складну будову. Генетичний матеріал знаходиться в головці бактеріофага, яка зверху покрита білкової оболонкою (капсидом). У центрі головки знаходиться атом магнію. Далі йде порожнистий стрижень, який переходить в хвостові нитки. Їх функція - дізнаватися свій вид бактерій, здійснювати прикріплення фага до клітини. Після прикріплення ДНК видавлюється в бактеріальну клітину, а оболонки залишаються зовні.

ЛЕКЦІЯ № 6. Будова і функції статевих клітин (гамет)

1. Загальні властивості гамет

У порівнянні з іншими клітинами гамети виконують унікальні функції. Вони забезпечують передачу спадкової інформації між поколіннями особин, що підтримує життя в часі. Гамети - це один із напрямків діфферен-ціровкі клітин багатоклітинного організму, спрямоване на процес розмноження. Це високодиференційовані клітини, ядра яких містять всю необхідну спадкову інформацію для розвитку нового організму.

У порівнянні з соматичними клітинами (епітеліальними, нервовими, м'язовими) гамети мають ряд характерних особливостей. Перша відмінність - наявність в ядрі гаплоїдного набору хромосом, що забезпечує відтворення в зиготі типового для організмів даного виду диплоїдного набору (гамети людини, наприклад, містять по 23 хромосоми, при злитті гамет після запліднення формується зигота, яка містить 46 хромосом - нормальна кількість для людських клітин).

Друга відмінність - незвичайне ядерно-цитоплазматичне співвідношення (тобто відношення обсягу ядра до об'єму цитоплазми). У яйцеклітин воно знижено за рахунок того, що є багато цитоплазми, де міститься поживний матеріал (жовток) для майбутнього зародка. У сперматозоїдах, навпаки, ядерно-цито-плазматичне співвідношення високе, так як малий об'єм цитоплазми (майже вся клітка зайнята ядром). Цей факт знаходиться у відповідності з основною функцією сперматозоїда - доставкою спадкового матеріалу до яйцеклітини.

Третя відмінність - низький рівень обміну речовин в гаметах. Їх стан схоже на анабіоз. Чоловічі статеві клітини взагалі не вступають у мітоз, а жіночі гамети отримують цю здатність тільки після запліднення (коли вони вже перестають бути гаметами і стають зиготами) або впливу фактора, що індукує партеногенез.

Незважаючи на наявність ряду спільних рис, чоловічі і жіночі статеві клітини значно відрізняються один від одного, що обумовлено розходженням у виконуваних функціях.

2. Будова і функції яйцеклітини

Яйцеклітина - велика нерухома клітина, що має за-па-сом поживних речовин. Розміри жіночої яйцеклітини становлять 150-170 мкм (набагато більше чоловічих сперматозоїдів, розмір яких 50-70 мкм). Опції поживних речовин різні. Їх виконують:

1) компоненти, потрібні для процесів біосинтезу білка (ферменти, рибосоми, м-РНК, т-РНК та їх попередники);

2) специфічні регуляторні речовини, які контролюють всі процеси, що відбуваються з яйцеклітиною, наприклад, фактор дезінтеграції ядерної оболонки (з цього процесу починається профазі 1 мейотичного поділу), фактор, що перетворює ядро ​​сперматозоїда в пронуклеус перед фазою дроблення, фактор, відповідальний за блок мейозу на стадії метафази II та ін;

3) жовток, до складу якого входять білки, фосфоліпіди, різні жири, мінеральні солі. Саме він забезпечує харчування зародка в ембріональному періоді.

За кількістю жовтка в яйцеклітині вона може бути алеці-ментальною, тобто містить мізерно мала кількість жовтка, полі-, мезо-або оліголецітальной. Людська яйцеклітина відноситься до алецітальним. Це обумовлено тим, що людський зародок дуже швидко переходить від гістіотрофний типу живлення до гематотрофному. Також людська яйцеклітина з розподілу жовтка є ізолецітальной: при мізерно малій кількості жовтка він рівномірно розташовується в клітці, тому ядро ​​виявляється приблизно в центрі.

Яйцеклітина має оболонки, які виконують захисні функції, перешкоджають проникненню в яйцеклітину більше одного сперматозоїда, сприяють імплантації зародка в стінку матки і визначають первинну форму зародка.

Яйцеклітина зазвичай має кулясту або злегка витягнуту форму, містить набір тих типових органел, що і будь-яка клітина. Як і інші клітини, яйцеклітина відмежована плазматичною мембраною, але зовні вона оточена блискучою оболонкою, що з мукополісахаридів (отримала свою назву за оптичні властивості). Блискуча оболонка покрита променистим вінцем, або фолікулярної оболонкою, яка представляє собою мікроворсинки фолікулярних клітин. Вона грає захисну роль, живить яйцеклітину.

Яйцеклітина позбавлена ​​апарату активного руху. За 4-7 доби вона проходить по яйцепроводу до порожнини матки відстань, яке приблизно становить 10 см. Для яйцеклітини характерна плазматична сегрегація. Це означає, що після запліднення в ще не дробиться яйці відбувається таке рівномірний розподіл цитоплазми, що надалі клітини зачатків майбутніх тканин отримують її в певному закономірному кількості.

3. Будова і функції сперматозоїдів

Сперматозоїд - це чоловіча статева клітина (гамета). Він має здатність до руху, ніж певною мірою забезпечується можливість зустрічі різностатевих гамет. Розміри сперматозоїда мікроскопічні: довжина цієї клітини у людини становить 50-70 мкм (найбільші вони у тритона - до 500 мкм). Всі сперматозоїди несуть негативний електричний заряд, що перешкоджає їх склеюванню в спермі. Кількість сперматозоїдів, що утворюються у особини чоловічої статі, завжди колосально. Наприклад, еякулят здорового чоловіка містить близько 200 млн сперматозоїдів (жеребець виділяє близько 10 млрд сперматозоїдів).

Будова сперматозоїда

За морфології сперматозоїди різко відрізняються від усіх інших клітин, але всі основні органели в них є. Кожен сперматозоїд має голівку, шийку, проміжний відділ і хвіст у вигляді джгутика. Майже вся голівка заповнена ядром, яке несе спадковий матеріал у вигляді хроматину. На передньому кінці голівки (на її вершині) розташовується акро-сома, яка являє собою видозмінений комплекс Гольджі. Тут відбувається утворення гіалуронідази - ферменту, який здатний розщеплювати мукополісахариди оболонок яйцеклітини, що робить можливим проникнення сперматозоїда всередину яйцеклітини. У шийці сперматозоїда розташована мітохондрія, яка має спіральне будова. Вона необхідна для вироблення енергії, яка витрачається на активні рухи сперматозоїда у напрямку до яйцеклітини. Більшу частину енергії сперматозоїд отримує у вигляді фруктози, якій дуже багатий еякулят. На кордоні головки і шийки розташовується цент-ріоліт. На поперечному зрізі джгутика видно 9 пар мікротрубочок, ще 2 пари є в центрі. Джгутик є органоидам активного руху. У насінної рідини чоловіча гамета розвиває швидкість, рівну 5 см / год (що стосовно її розмірами приблизно в 1,5 рази швидше, ніж швидкість плавця-олімпійця).

При електронній мікроскопії сперматозоїда виявлено, що цитоплазма головки має не колоїдне, а рідкокристалічний стан. Цим досягається стійкість сперматозоїда до несприятливих умов зовнішнього середовища (наприклад, до кислого середовища жіночих статевих шляхів). Встановлено, що сперматозоїди більш стійкі до впливу іонізуючої радіації, ніж незрілі яйцеклітини.

Сперматозоїди деяких видів тварин мають Акрос-ний апарат, який викидає довгу і тонку нитку для захоплення яйцеклітини.

Встановлено, що оболонка сперматозоїда має специфічні рецептори, які дізнаються хімічні речовини, які виділяються яйцеклітиною. Тому сперматозоїди людини здатні до направленого руху у напрямку до яйцеклітини (це називається позитивним хемотаксисом).

При заплідненні в яйцеклітину проникає тільки головка сперматозоїда, що несе спадковий апарат, а решта частини залишаються зовні.

4. Запліднення

Запліднення - це процес злиття статевих клітин. У результаті запліднення утворюється диплоидная клітина - зигота, це початковий етап розвитку нового організму. Запліднення передує виділення статевих продуктів, тобто запліднення. Існує два типи запліднення:

1) зовнішнє. Статеві продукти виділяються в зовнішнє середовище (у багатьох прісноводних та морських тварин);

2) внутрішнє. Самець виділяє статеві продукти в статеві шляхи самки (у ссавців, людини).

Запліднення складається з трьох послідовних стадій: зближення гамет, активації яйцеклітини, злиття гамет (Сінг-ми Академії), акросомной реакції.

Зближення гамет

С) бусловлено сукупністю факторів, що підвищують вірогідність зустрічі гамет: статевою активністю самців і самок, скоординованої в часі, відповідним статевим поведінкою, надлишковою продукцією сперматозоїдів, великими розмірами яйцеклітин. Провідний чинник - виділення гаметами Гамон (специфічних речовин, що сприяють зближенню і злиття статевих клітин). Яйцеклітина виділяє гіногамони, які обумовлюють спрямований рух до неї сперматозоїдів (хемотаксис), а сперматозоїди виділяють андрогамони.

Для ссавців також важлива тривалість перебування гамет у статевих шляхах самки. Це необхідно для того, щоб сперматозоїди придбали здатність до запліднення (відбувається так звана капацитація, тобто здатність до Акрос-ної реакції).

Акросомная реакція

Акросомная реакція - це викид протеолітичних ферментів (головним чином, гіалуронідази), які містяться в акросоме сперматозоїда. Під їх впливом відбувається розчинення оболонок яйцеклітини в місці найбільшого скупчення сперматозоїдів. Зовні виявляється ділянку цитоплазми яйцеклітини (так званий горбок запліднення), до якого прикріплюється тільки один з сперматозоїдів. Після цього плазматичні мембрани яйцеклітини і сперматозоїда зливаються, утворюється цитоплазматичний місток, зливаються цитоплазми обох статевих клітин. Далі в цитоплазму яйцеклітини проникають ядро ​​і центриоль сперматозоїда, а його мембрана вбудовується в мембрану яйцеклітини. Хвостова частина сперматозоїда відділяється і розсмоктується, не граючи якоїсь суттєвої ролі в подальшому розвитку зародка.

Активація яйцеклітини

Активація яйцеклітини відбувається закономірно в результаті контакту її з сперматозоїдом. Має місце кортикальна реакція, що захищає яйцеклітину від поліспермія, тобто проникнення в неї більше одного сперматозоїда. Вона полягає в тому, що відбуваються відшарування і затвердіння желточной оболонки під впливом специфічних ферментів, що виділяються з кортикальних гранул.

У яйцеклітині змінюється обмін речовин, підвищується потреба в кисні, починається активний синтез поживних речовин. Завершується активація яйцеклітини початком трансляційного етапу біосинтезу білка (так як м-РНК, т-РНК, рибосоми та енергія у вигляді макроергів були запасені ще в овогенез).

Злиття гамет

У більшості ссавців на момент зустрічі яйцеклітини зі сперматозоїдом вона знаходиться в метафазі II, так як процес мейозу у ній заблокований за допомогою специфічного фактора. У трьох родів ссавців (коней, собак і лисиць) блок здійснюється на стадії діакінеза. Цей блок знімається тільки після того, як в яйцеклітину проникає ядро ​​сперматозоїда. У той час як в яйцеклітині завершується мейоз, ядро ​​проник в неї сперматозоїда набуває іншого вигляду - спочатку інтерфазних, а потім і профазного ядра. Ядро сперматозоїда перетворюється в чоловічій пронуклеус: у ньому подвоюється кількість ДНК, набір хромосом в ньому відповідає n2c (містить гаплоїдний набір хромосом редуплікованих).

Після завершення мейозу ядро ​​перетворюється в жіночий про-нуклеус і також містить кількість спадкового матеріалу, відповідне n2c.

Обидва пронуклеуса проробляють складні переміщення всередині майбутньої зиготи, зближуються і зливаються, утворюючи синкарион (містить диплоїдний набір хромосом) із загальною метафазної платівкою. Потім формується загальна мембрана, виникає зигота. Перше мітотичний поділ зиготи призводить до утворення двох перших клітин зародка (бластомерів), кожна з яких несе диплоїдний набір хромосом 2n2c.

ЛЕКЦІЯ № 7. Безстатеве розмноження. Форми і біологічна роль

Розмноження - універсальна властивість всіх живих організмів, здатність відтворювати собі подібних. З його допомогою відбувається збереження в часі видів і життя в цілому. Воно забезпечує зміну поколінь. Життя клітин, які складають організм, набагато коротше життя самого організму, тому його існування підтримується тільки за рахунок розмноження клітин. Розрізняють два способи розмноження - безстатеве і статеве. При безстатевому розмноженні головним клітинним механізмом, що забезпечує збільшення числа клітин, є мітоз. Батьком є ​​одна особина. Потомство являє собою точну генетичну копію батьківського матеріалу.

1. Біологічна роль безстатевого розмноження

Підтримання найбільшою пристосованості в малоізменяющіміся-трудящих умовах навколишнього середовища. Воно посилює значення стабілізуючого природного відбору; забезпечує швидкі темпи розмноження; використовується в практичній селекції. Безстатеве розмноження зустрічається як у одно-, так і у багатоклітинних організмів. У одноклітинних еукаріот безстатеве розмноження є мітотичний поділ, у прокаріотів - розподіл ну-клеоіда, у багатоклітинних форм - вегетативне розмноження.

2. Форми безстатевого розмноження

В одноклітинних організмів виділяють наступні форми безстатевого розмноження: поділ, ендогонію, шизогонії (множинне розподіл) і брунькування, спороутворення.

Розподіл характерно для таких одноклітинних, як амеби, інфузорії, джгутикові. Спочатку відбувається мітотичний поділ ядра, потім цитоплазма ділиться навпіл все більше заглиблюється перетяжкою. При цьому дочірні клітини отримують приблизно однакову кількість цитоплазми і органоидов.

Ендогонія (внутрішнє брунькування) характерно для токсо-плазми. При утворенні двох дочірніх особин материнська дає лише двох нащадків. Але може бути внутрішнє множинне брунькування, що призведе до шизогонії.

Шизогонія розвивається на основі попередньої форми. Зустрічається у споровиків (малярійного плазмодія) та ін Відбувається багаторазове розподіл ядра без цітокінезом. Потім вся цитоплазма розділяється на частини, які відокремлюються навколо нових ядер. З однієї клітини утворюється дуже багато дочірніх.

Брунькування (у бактерій, дріжджових грибів та ін.) При цьому на материнській клітині спочатку утворюється невеликий горбок, що містить дочірнє ядро ​​(нуклеоїд). Нирка зростає, досягає розмірів материнської особини, а потім відділяється від неї.

Спорообразование (у вищих спорових рослин: мохів, папоротей, плаунів, хвощів, водоростей). Дочірній організм розвивається із спеціалізованих клітин - суперечка, що містять гаплоїдний набір хромосом. У царстві бактерій теж зустрічається спорообразование. Суперечки, вкриті щільною оболонкою, що захищає її від несприятливих впливів навколишнього середовища, не спосіб розмноження, а спосіб переживання несприятливих умов.

3. Вегетативна форма розмноження

Характерна для багатоклітинних організмів. При цьому новий організм утворюється з групи клітин, що відділяються від материнського організму. Рослини розмножуються бульбами, кореневищами, цибулинами, Корнеклубни, коренеплодами, кореневої порослю, відводками, живцями, виводковими нирками, листям. У тварин вегетативне розмноження зустрічається у самих нізкоорганізованних форм. У губок і гідр воно йде шляхом брунькування. За рахунок розмноження групи клітин на материнському тілі утворюється випинання (нирка), що складається з клітин екто-і ендодерми. Нирка поступово збільшується, на ній виникають щупальця, і відокремлюється від материнського організму. Війчасті черви діляться на дві частини, і в кожній з них відновлюються відсутні органи за рахунок неупорядкованого ділення клітин. Кільчасті черви можуть відновлювати цілий організм з одного членика. Цей вид поділу лежить в основі регенерації - відновлення втрачених тканин і частин тіла (у кільчастих хробаків, ящірок, саламандр). Особлива форма безстатевого розмноження - стробіляція (у поліпів). Поліпоід-ний організм досить інтенсивно росте, при досягненні певних розмірів починає ділитися на дочірні особини. У цей час він нагадує стопку тарілок. Утворилися медузи відриваються і починають самостійне життя.

ЛЕКЦІЯ № 8. Статеве розмноження. Його форми та біологічна роль

1. Еволюційний сенс статевого розмноження

Статеве розмноження зустрічається в основному у вищих організмів. Це більш пізній вид розмноження (існує близько 3 млрд років). Воно забезпечує значне генетичну різноманітність і, отже, велику фенотипическую мінливість потомства; організми отримують великі еволюційні можливості, виникає матеріал для природного добору.

Окрім статевого розмноження, існує статевий процес. Суть його в тому, що обмін генетичною інформацією між особинами відбувається, але без збільшення числа особин. Формуванню гамет у багатоклітинних передує мейоз. Статевий процес полягає в об'єднанні спадкового матеріалу від двох різних джерел (батьків).

При статевому розмноженні потомство генетично відрізняється від своїх батьків, так як між батьками відбувається обмін генетичною інформацією.

Основою статевого розмноження є мейоз. Батьками є дві особини - чоловіча і жіноча, вони виробляють різні статеві клітини. У цьому виявляється статевий диморфізм, який відображає відмінність завдань, що виконуються при статевому розмноженні чоловічим і жіночим організмами.

Статеве розмноження здійснюється через гамети - статеві клітини, що мають гаплоїдний набір хромосом і виробляються в батьківських організмах. Злиття батьківських клітин призводить до утворення зиготи, з якої в подальшому утворюється організм-нащадок. Статеві клітини утворюються в гонадах - статевих залозах (у яєчниках у самок і сім'яниках у самців).

Процес утворення статевих клітин називається гаметогене-зом (овогенез у самок і сперматогенезом у самців).

Якщо чоловічі і жіночі гамети утворюються в організмі однієї особини, то її називають гермафродитні. Гермафродитизм буває істинний (особина має гонади обох статей) і помилковий гермафродитизм (особина має статеві залози одного типу - чоловічого або жіночого, а зовнішні статеві органи і вторинні статеві ознаки обох статей).

2. Види статевого розмноження

В одноклітинних організмів виділяють дві форми статевого розмноження - копуляцію і кон'югацію.

При кон'югації (наприклад, у інфузорій) спеціальні статеві клітини (статеві особини) не утворюються. У цих організмів є два ядра - макро-і мікронуклеус. Зазвичай інфузорії розмножуються поділом надвоє. При цьому мікронуклеус спочатку ділиться мітотично. З нього формуються стаціонарне і мігруюче ядра, які мають гаплоїдний набір хромосом. Потім дві клітини зближуються, між ними утворюється протоплазматі-ний місток. По ньому відбувається переміщення в цитоплазму партнера мігруючого ядра, яке потім зливається зі стаціонарним. Формуються звичайні мікро-і макронуклеуси, клітини розходяться. Тому що при цьому процесі не відбувається збільшення кількості особин, то говорять про статевому процесі, а не про статеве розмноження. Проте відбувається обмін (рекомбінація) спадкової інформацією, тому нащадки генетично відрізняються від своїх батьків.

При копуляції (у найпростіших) відбуваються утворення статевих елементів і їх попарне злиття. При цьому дві особини набувають статеві відмінності і повністю зливаються, утворюючи зиготу. Відбуваються об'єднання і рекомбінація спадкового матеріалу, тому особини генетично відмінні від батьківських.

3. Відмінності між гаметами

В процесі еволюції ступінь відмінності гамет наростає. Спочатку має місце проста изогамия, коли статеві клітини ще не мають диференціювання. При подальшому ускладненні процесу виникає анізогамія: чоловічі і жіночі гамети різняться, проте не якісно, ​​а кількісно (у хламідомонад). Нарешті, у водорості вольвокса велика гамета стає нерухомою і найбільшою з усіх гамет. Така форма анізогамії, коли гамети різко різні, називається оогамія. У багатоклітинних тварин (у тому числі у людини) має місце виключно оогамия. Серед рослин изогамия і анізогамія зустрічаються тільки у водоростей.

4. Нетипове статеве розмноження

Мова піде про партеногенезе, гіногенез, андрогенез, полі-ембріонів, подвійному заплідненні у покритонасінних рослин.

Партеногенез (незаймане розмноження)

Дочірні організми розвиваються з незапліднених яйцеклітин. Відкритий в середині XVIII ст. швейцарським натуралістом Ш. Бонні.

Значення партеногенезу:

1) розмноження можливо при рідкісних контактах різностатевих особин;

2) різко зростає чисельність популяції, так як потомство, як правило, численне;

3) зустрічається в популяціях з високою смертністю протягом одного сезону.

Види партеногенезу:

1) облігатний (обов'язковий) партеногенез. Зустрічається в популяціях, що складаються виключно з особин жіночої статі (у кавказької скелястій ящірки). При цьому вірогідність зустрічі різностатевих особин мінімальна (скелі розділені глибокими ущелинами). Без партеногенезу вся популяція опинилася б на межі вимирання;

2) циклічний (сезонний) партеногенез (у попелиць, дафній, коловерток). Зустрічається в популяціях, які історично вимирали у великих кількостях в певну пору року. У цих видів партеногенез поєднується з статевим розмноженням. При цьому в літній час існують тільки самки, які відкладають два види яєць - великі й дрібні. З великих яєць партеногенетически з'являються самки, а з дрібних - самці, які запліднюють яйця, що лежать взимку на дні. З них з'являються виключно самки;

3) факультативний (необов'язковий) партеногенез. Зустрічається у суспільних комах (ос, бджіл, мурашок). У популяції бджіл з запліднених яєць виходять самки (робочі бджоли і цариці), з незапліднених - самці (трутні).

У цих видів партеногенез існує для регулювання чисельного співвідношення статей в популяції.

Виділяють також природний (існує в природних популяціях) і штучний (використовується людиною) партеногенез. Цей вид партеногенезу досліджував В. Н. Тихомиров. Він домігся розвитку незапліднених яєць тутового шовкопряда, дратуючи їх тонким пензликом або занурюючи на кілька секунд в сірчану кислоту (відомо, що шовкову нитку дають тільки самки).

Гіногенез (у костистих риб і деяких земноводних). Сперматозоїд проникає в яйцеклітину і лише стимулює її розвиток. Ядро сперматозоїда при цьому з ядром яйцеклітини не зливається і гине, а джерелом спадкового матеріалу для розвитку нащадка служить ДНК ядра яйцеклітини.

Андрогенез. У розвитку зародка бере участь чоловіче ядро, привнесене в яйцеклітину, а ядро ​​яйцеклітини при цьому гине. Яйцеклітина дає лише поживні речовини своєї цитоплазми.

Поліембріонія. Зигота (ембріон) ділиться на кілька частин безстатевим способом, кожна з яких розвивається в самостійний організм. Зустрічається у комах (наїзників), броненосців. У броненосців клітинний матеріал спочатку одного зародка на стадії бластули рівномірно розділяється між 4-8 зародками, кожен з яких в подальшому дає повноцінну особину.

До цієї категорії явищ можна віднести появу однояйцевих близнюків у людини.

ЛЕКЦІЯ № 9. Життєвий цикл клітини. Мітоз

1. Поняття про життєвий цикл

Життєвий цикл клітини відображає всі закономірні структурно-функціональні зміни, що відбуваються з клітиною в часі. Життєвий цикл - це час існування клітини від моменту її утворення шляхом поділу материнської клітини до власного розподілу або природної загибелі.

У клітин складного організму (наприклад, людини) життєвий цикл клітини може бути різним. Високоспеціалізовані клітини (еритроцити, нервові клітини, клітини поперечнополосатой мускулатури) не розмножуються. Їхній життєвий цикл складається з народження, виконання призначених функцій, загибелі (гетерокаталітіческой інтерфази).

Найважливішим компонентом клітинного циклу є мітоті-ний (проліферативний) цикл. Він являє собою комплекс взаємопов'язаних і узгоджених явищ під час поділу клітини, а також до і після нього. Мітотичний цикл - це сукупність процесів, що відбуваються в клітці від одного поділу до наступного і закінчуються утворенням двох клітин наступної генерації. Крім цього, в поняття життєвого циклу входять також період виконання клітиною своїх функцій і періоди спокою. У цей час подальша доля клітинна невизначена: клітина може почати ділитися (набирає мітоз) або почати готуватися до виконання специфічних функцій.

Мітоз - це основний тип поділу соматичних еукаріоти-чеських клітин. Процес поділу включає в себе кілька послідовних фаз і являє собою цикл. Його тривалість різна і становить у більшості клітин від 10 до 50 ч. При цьому у клітин тіла людини тривалість самого мітозу становить 1-1,5 год, в2-періоду інтерфази - 2-3 год, S-періоду інтерфази - 6-10 год .

2. Біологічне значення життєвого циклу

Забезпечує спадкоємність генетичного матеріалу в ряду клітин дочірніх генерацій; призводить до утворення клітин, рівноцінних як за обсягом, так і за змістом генетичної інформації.

Основні стадії мітозу.

1. Редуплікація (самоудвоение) генетичної інформації материнської клітини і рівномірний розподіл її між дочірніми клітинами. Це супроводжується змінами структури і морфології хромосом, в яких зосереджено більше 90% інформації еукаріотичної клітини.

2. Мітотичний цикл складається з чотирьох послідовних періодів: пресінтетіческого (або постмітотичні) G1, синтетичного S, постсінтетіческого (або премітотіческого) G2 і власне мітозу. Вони складають автокаталітіческій інтерфазу (підготовчий період).

Фази клітинного циклу:

1) пресінтетіческая (G1). Йде відразу після поділу клітини. Синтезу ДНК ще не відбувається. Клітка активно росте в розмірах, запасає речовини, необхідні для розподілу: білки (гістони, структурні білки, ферменти), РНК, молекули АТФ. Відбувається розподіл мітохондрій і хлоропластів (тобто структур, здатних до ауторепродукціі). Відновлюються риси організації інтерфазних клітини після попереднього розподілу;

2) синтетична (S). Відбувається подвоєння генетичного матеріалу шляхом реплікації ДНК. Вона відбувається напівконсервативний способом, коли подвійна спіраль молекули ДНК розходиться на два ланцюги і на кожній з них синтезується комплементарна ланцюжок.

У результаті утворюються дві ідентичні подвійні спіралі ДНК, кожна з яких складається з однієї нової та старої ланцюга ДНК. Кількість спадкового матеріалу подвоюється. Крім цього, продовжується синтез РНК і білків. Також реплікації піддається невелика частина мітохонд-риальной ДНК (основна ж її частина реплікується в G2 період);

3) постсінтетіческая (G2). ДНК вже не синтезується, але відбувається виправлення недоліків, допущених при синтезі її в S період (репарація). Також накопичуються енергія і поживні речовини, триває синтез РНК і білків (переважно ядерних).

S і G2 безпосередньо пов'язані з мітозів, тому їх іноді виділяють в окремий період - препрофазу.

Після цього настає власне мітоз, який складається з чотирьох фаз.

3. Мітоз. Характеристика основних етапів

Поділ клітини включає в себе два етапи - розподіл ядра (мітоз, або каріокінез) і поділ цитоплазми (цитокинез).

Мітоз складається з чотирьох послідовних фаз - профази, метафази, анафази і телофаза. Йому передує період, званий інтерфазою (див. характеристику мітотичного циклу).

Фази мітозу:

1) профаза. Центріолі клітинного центру поділяються і розходяться до протилежних полюсів клітини. З мікротрубочок утворюється веретено поділу, що з'єднують центр-ли різних полюсів. На початку профази в клітці ще видно ядро ​​і ядерця, до кінця цієї фази ядерна оболонка поділяється на окремі фрагменти (відбувається демонтаж ядерної мембрани), ядерця розпадаються. Починається конденсація хромосом: вони скручуються, товщають, стають видимими у світловий мікроскоп. У цитоплазмі зменшується кількість структур шорсткою ЕПС, різко скорочується число полісом;

2) метафаза. Закінчується освіта веретена поділу.

Конденсовані хромосоми вишиковуються по екватору клітини, утворюючи метафазних платівку. Мікротрубочки веретена поділу прикріплюються до Центромера, або кінетохо-рам (первинної перетяжки), кожної хромосоми. Після цього кожна хромосома поздовжньо розщеплюється на дві хроматиди (дочірні хромосоми) які виявляються пов'язаними тільки в ділянці центромери;

3) анафаза. Між дочірніми хромосомами руйнується зв'язок, і вони починають переміщатися до протилежних полюсів клітини зі швидкістю 0,2-5 мкм / хв. Наприкінці анафази на кожному полюсі виявляється по диплоїдний набір хромосом. Хромосоми починають деконденсіроваться і розкручуватися, стають тонше і довше, 4) телофаза. Хромосоми повністю деспіралізуются, відновлюється структура ядерець і інтерфазних ядра, монтується ядерна мембрана. Руйнується веретено поділу. Відбувається цитокинез (поділ цитоплазми). У тваринних клітинах цей процес починається з утворення в екваторіальній площині перетяжки, яка все більше поглиблюється і врешті-решт повністю поділяє материнську клітину на дві дочірні.

При затримці цітокінезом утворюються багатоядерні клітини. Це спостерігається при розмноженні найпростіших шляхом шизогонії. У багатоклітинних організмів так утворюються сінцітіі - тканини, в яких відсутні кордони між клітинами (поперечно-смугаста м'язова тканина у людини).

Тривалість кожної фази залежить від типу тканини, фізіологічного стану організму, впливу зовнішніх факторів (світла, температури, хімічних речовин) і пр.

4. Нетипові форми мітозу

До нетипових форм мітозу відносяться амитоз, ендомітоз, політенних.

1. Амитоз - це пряме поділ ядра. При цьому зберігається морфологія ядра, видно ядерце і ядерна мембрана. Хромосоми не видно, і їх рівномірного розподілу не відбувається. Ядро ділиться на дві відносно однакові частини без утворення мітотичного апарату (системи мікротрубочок, центріолей, структурованих хромосом). Якщо при цьому розподіл закінчується, виникає двоядерний клітина. Але іноді перешнуровується і цитоплазма.

Такий вид розподілу існує в деяких диференційованих тканинах (у клітках скелетної мускулатури, шкіри, сполучної тканини), а також у патологічно змінених тканинах. Амитоз ніколи не зустрічається в клітинах, які потребують збереження повноцінної генетичної інформації, - запліднених яйцеклітинах, клітинах нормально розвивається ембріона. Цей спосіб розподілу не може вважатися повноцінним способом розмноження еукаріотичних клітин.

2. Ендомітоз. При цьому типі розподілу після реплікації ДНК не відбувається розділення хромосом на дві дочірні хроматиди. Це призводить до збільшення числа хромосом в клітці іноді в десятки разів порівняно з диплоїдним набором. Так виникають поліплоїдні клітини. У нормі цей процес має місце в інтенсивно функціонують тканинах, наприклад, у печінці, де поліплоїдні клітини зустрічаються дуже часто. Однак з генетичної точки зору ендомітоз являє собою геномну соматичну мутацію.

3. Політенние. Відбувається кратне збільшення вмісту ДНК (хромонем) в хромосомах без збільшення змісту самих хромосом. При цьому кількість хромонем може досягати 1000 і більше, хромосоми при цьому набувають гігантські розміри. При політенних випадають всі фази мітотичного циклу, крім репродукції первинних ниток ДНК. Такий тип розподілу спостерігається в деяких високоспеціалізованих тканинах (печінкових клітинах, клітинах слинних залоз двокрилих комах). По-літенние хромосоми дрозофіл використовуються для побудови цитологічних карт генів в хромосомах.

ЛЕКЦІЯ № 10. Мейоз: характеристика, біологічне значення

Мейоз - це вид поділу клітин, при якому відбувається зменшення числа хромосом удвічі і перехід клітин з диплоїдного стану в гаплоидное.

Мейоз є послідовність двох поділок.

1. Стадії мейозу

Перше розподіл мейозу (редукційний) призводить до утворення з диплоїдних клітин гаплоїдних. У профазу I, як і в мітозі, відбувається спирализация хромосом. Одночасно гомологічні хромосоми зближуються своїми однаковими ділянками (кон'югуються), утворюючи біваленти. Перед вступом в мейоз кожна хромосома має подвоєний генетичний матеріал і складається з двох хроматид, тому бивалента містить 4 нитки ДНК. В процесі подальшої спіралізаціі може відбуватися кросинговер - перехрест гомологічних хромосом, що супроводжується обміном відповідними ділянками між їх хро-матид. У метафазі I завершується формування веретена розподілу, нитки якого прикріплюються до Центромера хромосом, об'єднаних в біваленти таким чином, що від кожної центромери йде тільки одна нитка до одного з полюсів клітини. У анафазе I хромосоми розходяться до полюсів клітини, при цьому у кожного полюса виявляється гаплоїдний набір хромосом, що складається з двох хроматид. У телофазе I відновлюється ядерна оболонка, після чого материнська клітина ділиться на дві дочірні.

Другий розподіл мейозу починається відразу після першого і схоже з митозом, однак вступають в нього клітини несуть гаплоїдний набір хромосом. Профаза II за часом дуже коротка. За нею наступає метафаза II, при цьому хромосоми розташовуються в екваторіальній площині, утворюється веретено поділу. У анафазе II відбувається поділ центромер, і кожна хроматида стає самостійною хромосомою. Відокремилися один від одного дочірні хромосоми направляються до полюсів ділення. У телофазе II відбувається поділ клітин, в якому з двох гаплоїдних клітин утворюється 4 дочірні гаплоїдні клітини.

Таким чином, в результаті мейозу з однієї диплоїдної клітини утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом.

В ході мейозу здійснюються два механізми рекомбінації генетичного матеріалу.

1. Непостійний (кросинговер) являє собою обмін гомологічними ділянками між хромосомами. Відбувається в профазі I на стадії пахітени. Результат - рекомбінація ал-лельно генів.

2. Постійний - випадкове і незалежне розбіжність гомологічних хромосом в анафазе I мейозу. В результаті гамети отримують різну кількість хромосом батьківського і материнського походження.

2. Біологічне значення мейозу

1) є основним етапом гаметогенезу;

2) забезпечує передачу генетичної інформації від організму до організму при статевому розмноженні;

3) дочірні клітини генетично не ідентичні материнської і між собою.

ЛЕКЦІЯ № 11. Гаметогенез

1. Поняття гаметогенезу

Гаметогенез - це процес утворення статевих клітин. Протікає він у статевих залозах - гонадах (в яєчниках у самок і в сім'яниках у самців). Гаметогенез в організмі жіночої особини зводиться до утворення жіночих статевих клітин (яйцеклітин) і носить назву овогенеза. У особин чоловічої статі виникають чоловічі статеві клітини (сперматозоїди), процес утворення яких називається сперматогенезом.

Гаметогенез - це послідовний процес, яких складається з декількох стадій - розмноження, росту, дозрівання клітин. У процес сперматогенезу включається також стадія формування, якої немає при овогенез.

2. Стадії гаметогенезу

1. Стадія розмноження. Клітини, з яких у подальшому утворюються чоловічі і жіночі гамети, називаються сперматого-нями і овогонії відповідно. Вони несуть диплоїдний набір хромосом 2n2c. На цій стадії первинні статеві клітини багаторазово діляться митозом, в результаті чого їх кількість істотно зростає. Сперматогонії розмножуються протягом усього репродуктивного періоду в чоловічому організмі. Розмноження овогонії відбувається головним чином в ембріональному періоді. У людини в яєчниках жіночого організму процес розмноження овогонії найбільш інтенсивно протікає між 2 і 5 місяцями внутрішньоутробного розвитку.

До кінця 7 місяця велика частина овоцитів переходить в профазу I мейозу.

Якщо в одинарному гаплоїдному наборі кількість хромосом позначити як n, а кількість ДНК - як c, то генетична формула клітин в стадії розмноження відповідає 2n2c до синтетичного періоду мітозу (коли відбувається реплікація ДНК) і 2n4c після нього.

2. Стадія зростання. Клітини збільшуються в розмірах і перетворюються в сперматоціти і овоцити I порядку (останні досягають особливо великих розмірів у зв'язку з накопиченням поживних речовин у вигляді жовтка і білкових гранул). Ця стадія відповідає інтерфазі I мейозу. Важлива подія цього періоду - реплікація молекул ДНК при незмінній кількості хромосом. Вони набувають двунитчатую структуру: генетична формула клітин в цей період виглядає як 2n4c.

3. Стадія дозрівання. Відбуваються два послідовних поділу - редукційний (мейоз I) і екваціонное (мейоз II), які разом складають мейоз. Після першого поділу (мейозу I) утворюються сперматоціти і овоцити II порядку (з генетичною формулою n2c), після другого поділу (мейозу II) - сперматіди і зрілі яйцеклітини (з формулою nc) з трьома редукційними тільцями, які гинуть і в процесі розмноження не беруть участь . Так зберігається максимальна кількість жовтка в яйцеклітинах. Таким чином, в результаті стадії дозрівання один сперматоцит I порядку (з формулою 2n4c) дає чотири сперматі-ди (з формулою nc), а один овоціт I порядку (з формулою 2n4c) утворює одну зрілу яйцеклітину (з формулою nc) і три редукційних тільця .

4. Стадія формування, або спермиогенез (тільки при сперматогенезі). В результаті цього процесу кожна незріла сперматі-да перетворюється на зрілий сперматозоїд (з формулою nc), набуваючи все структури, йому властиві. Ядро сперматіди ущільнюється, відбувається сверхспіралізація хромосом, які стають функціонально інертними. Комплекс Гольджі переміщається до одного з полюсів ядра, формуючи акросому. До іншого полюсу ядра спрямовуються центріолі, причому одна з них бере участь у формуванні джгутика. Навколо джгутика спірально закручується одна мітохондрія. Майже вся цитоплазма сперматіди відторгається, тому головка сперматозоїда її майже не містить.

ЛЕКЦІЯ № 12. Онтогенез

1. Поняття про онтогенез

Онтогенез - це процес індивідуального розвитку особи від моменту утворення зиготи при статевому розмноженні (або появи дочірньої особини - при безстатевому) до кінця життя.

В основу періодизації онтогенезу покладена можливість здійснення особиною статевого розмноження. За цим принципом онтогенез ділять на три періоди: дорепродуктівний, репродуктивний і пострепродуктівний.

Дорепродуктівний період характеризується нездатністю особи до статевого розмноження, у зв'язку з її незрілістю. У цей період відбуваються основні анатомічні та фізіологічні перетворення, формуючи зрілий в статевих відносинах організм. У дорепродуктівний період особина найбільш вразлива для несприятливих впливів фізичних, хімічних і біологічних факторів навколишнього середовища.

Цей період, в свою чергу, ділиться на 4 періоди: ембріональний, личинковий, період метаморфоза і ювенільний.

Ембріональний (зародковий) період триває від моменту запліднення яйцеклітини до виходу зародка з яйцевих оболонок.

Личинковий період зустрічається у деяких представників нижчих хребетних тварин, зародки яких, вийшовши з яйцевих оболонок, деякий час існують, не маючи всіх рис зрілої особини. Для личинки характерні риси ембріональні особини, наявність тимчасових допоміжних органів, здатність до активного харчування й розмноження. Завдяки цьому личинка завершує свій розвиток в найбільш сприятливих для цього умовах.

Метаморфоз як період онтогенезу характеризується структурними перетвореннями особини. При цьому допоміжні органи руйнуються, а постійні органи удосконалюються або новообразуются.

Ювенільний період триває від моменту закінчення метаморфоза до вступу в репродуктивний період. У цей період особина інтенсивно зростає, відбувається остаточне формування структури і функції органів і систем.

У репродуктивному періоді особина реалізує свою можливість до розмноження. У цей період розвитку вона остаточно сформована і стійка до дії несприятливих зовнішніх чинників.

Пострепродуктівний період пов'язаний з прогресуючим старінням організму. Для нього характерно зниження, а потім повне зникнення функції розмноження, зворотні структурні та функціональні зміни органів і систем організму. Знижується стійкість до різних несприятливих впливів.

Постембріональний розвиток може бути прямим і непрямим. При прямому (без личинки) розвитку з яйцевих оболонок чи з тіла матері виходить організм, подібний з дорослим. Постембріональний розвиток цих тварин зводиться в основному до росту і статевого дозрівання. Пряме розвиток зустрічається у тварин, що розмножуються відкладанням яєць, коли яйця багаті жовтком (безхребетні, риби, плазуни, птахи, деякі ссавці), і у живонароджених форм. В останньому випадку яйцеклітини майже позбавлені жовтка. Зародок розвивається всередині материнського організму, і його життєдіяльність забезпечується за допомогою плаценти (плацентарні ссавці і людина).

Непряме розвиток - личиночной, з метаморфозом. Метаморфоз може бути неповний, коли личинка нагадує дорослий організм і з кожною новою линянням стає все більш схожою на нього, і повний, коли личинка відрізняється від дорослого організму по багатьом найважливішим ознаками зовнішньої та внутрішньої будови, а в життєвому циклі присутня стадія лялечки.

2. Ембріональний розвиток

Період ембріонального розвитку найбільш складний у вищих тварин і складається з кількох етапів.

Перший етап ембріонального розвитку - дроблення. При цьому з зиготи шляхом мітотичного поділу утворюються спочатку 2 клітини, потім 4, 8 і т. д. Утворюються клітини називаються бластомерами, а зародок на цій стадії розвитку - бластули. При цьому загальна маса і об'єм майже не збільшуються, а нові клітини набувають все менші розміри. Митотические розподілу відбуваються швидко одне за одним, характеризуючись укороченням, а іноді і випаданням деяких стадій мітозу. Так, для цього процесу характерна значно швидша реплікація ДНК. Стадія G1 (підготовки до синтезу ДНК і ріст клітин) випадає. Стадія G2 значно вкорочені. Така швидка послідовність мітотичних ділень забезпечується енергією і поживними речовинами цитоплазми яйцеклітини.

Іноді утворилася бластула являє собою порожнинне освіту, в якому бластомери розташовуються в один шар, обмежуючи порожнину - бластоцель. У випадках, коли бластула має вигляд щільного кулі без порожнини в центрі, її називають морулой (morum - шовковична ягода).

Наступний етап ембріонального розвитку - гаструляція. У цей час бластомери, що продовжують швидко ділитися, набувають рухову активність і переміщаються відносно один одного, формуючи шари клітин - зародкові листки. Гаструляція може відбуватися або шляхом інвагінації (впячі-вання) однієї зі стінок бластули в порожнину бластоцелем, імміграцією окремих клітин, епіболіей (обростанням), або справи-мінаціей (розщепленням на дві пластинки). У підсумку форми-руется зовнішній зародковий листок - ектодерма, і внутрішній - ентодерми. У більшості багатоклітинних тварин (крім губок і кишковопорожнинних) між ними утворюється третій, середній зародковий листок - мезодерма, сформований з клітин, що лежать на межі між зовнішнім і внутрішнім листками. Потім настає етап гісто-і органогенезу. При цьому спочатку утворюється зачаток нервової системи - ней-Рула. Це відбувається шляхом відокремлення групи клітин ектодерми на спинній стороні зародка у вигляді платівки, яка згортається в жолобок, а потім у довгу трубку і йде вглиб, під шар клітин ектодерми. Після цього на передній частині трубки формується зачаток головного мозку і органів чуття, а з основної частини трубки - зачаток спинного мозку та периферичної нервової системи. Крім того, з ектодерми розвивається шкіра та її похідні. Ентодерми дає початок органам дихальної та травної систем. З мезодерми формуються м'язова, хрящова і кісткова тканина, органи кровоносної і видільної систем.

ЛЕКЦІЯ № 13. Закони спадкування

1. Закони Г. Менделя

Спадкування - це процес передачі генетичної інформації в ряду поколінь.

Успадковані ознаки можуть бути якісними (моногенними) і кількісними (полігенними). Якісні ознаки представлені в популяції, як правило, невеликим числом взаємовиключних варіантів. Наприклад, жовтий або зелений колір насіння гороху, сірий або чорний колір тіла у мух дрозофіл, світлий або темний колір очей у людини, нормальна згортання крові або гемофілія. Якісні ознаки успадковуються за законами Менделя (менделирующих ознаки).

Кількісні ознаки представлені в популяції безліччю альтернативних варіантів. До кількісних відносяться такі ознаки, як ріст, пігментація шкіри, розумові здібності у людини, яйценосність у курей, вміст цукру в коренеплодах цукрових буряків і т. д. Спадкування полігенних ознак в цілому не підкоряється законам Менделя.

Залежно від локалізації гена в хромосомі і взаємодії алельних генів розрізняють кілька варіантів моногенне успадкування ознак.

1. Аутосомний тип спадкування. Розрізняють домінантний, рецесивний і кодомінантних аутосомний тип спадкування.

2. Зчеплений зі статевими хромосомами (з підлогою) тип спадкування. Розрізняють Х-зчеплене (домінантне або рецесивне) успадкування і Y-зчеплене успадкування.

Мендель вивчав успадкування кольору насіння гороху, схрещуючи рослини з жовтими і зеленими насінням, і сформулював на основі своїх спостережень закономірності, названі згодом на його честь.

Перший закон Менделя

Закон одноманітності гібридів першого покоління, або закон домінування. Згідно з цим законом, при моногібрідномсхрещуванні гомозиготних по альтернативних ознаках особин потомство першого гібридного покоління одноманітно за генотипом і фенотипом.

Другий закон Менделя

Закон розщеплення. Він говорить: після схрещування нащадків F1 двох гомозиготних батьків у поколінні F2 спостерігалося розщеплення потомства за фенотипом у відношенні 3: 1 на разі повного домінування і 1: 2: 1 при неповному домінуванні.

Застосовувані Менделем прийоми лягли в основу нового методу вивчення наслідування - гибридологического.

Гибридологический аналіз - це постановка системи схрещувань, що дозволяють виявити закономірності успадкування ознак.

Умови проведення гибридологического аналізу:

1) батьківські особини повинні бути одного виду і розмножуватися статевим способом (інакше схрещування просто неможливо);

2) батьківські особини повинні бути гомозиготними по досліджуваним ознаками;

3) батьківські особини повинні відрізнятися за досліджуваним ознаками;

4) батьківські особини схрещують між собою один раз для отримання гібридів першого покоління F1, які потім схрещують між собою для отримання гібридів другого покоління F2;

5) необхідно проведення суворого обліку числа особин першого і другого покоління, які мають досліджувану ознаку.

2. Ді-і полігібрідного схрещування. Незалежне спадкування

Дигибридное схрещування - це схрещування батьківських особин, що розрізняються по двох парах альтернативних ознак і, відповідно, по двох парах алельних генів.

Полігібрідного схрещування - це схрещування особин, що розрізняються за кількома парам альтернативних ознак і, відповідно, з кількох парам алельних генів.

Георг Мендель схрещував рослини гороху, що відрізняються за забарвленням насіння (жовті і зелені) і за характером поверхні насіння (гладкі і зморшкуваті). Схрещуючи чисті лінії гороху з жовтими гладкими насінням з чистими лініями, які мають зелені зморшкуваті насіння, він отримав гібриди першого покоління з жовтими гладкими насінням (домінантні ознаки). Потім Мендель схрестив гібриди першого покоління між собою і отримав чотири фенотипических класу в співвідношенні 9: 3: 3: 1, т. е. в результаті в другому поколінні з'явилося два нових сполучення ознак: жовті зморшкуваті і зелені гладкі. Для кожної пари ознак зазначалося відношення 3: 1, характерне для моногібридного схрещування: у другому поколінні вийшло 3 / 4 гладких і 1 / 4 зморшкуватих насіння і 3 / 4 жовтих і 1 / 4 зелених насіння. Отже, дві пари ознак об'єднуються у гібридів першого покоління, а потім розділяються і стають незалежними один від одного.

На основі цих спостережень було сформульовано третій закон Менделя.

Третій закон Менделя

Закон про незалежне успадкування: розщеплення по кожній парі ознак йде незалежно від інших пар ознак. У чистому вигляді цей закон справедливий тільки для генів, локалізованих в різних хромосомах, і частково дотримується для генів, розташованих в одній хромосомі, але на значній відстані один від одного.

Досліди Менделя лягли в основу нової науки - генетики. Генетика - це наука, що вивчає спадковість і мінливість.

Успіху досліджень Менделя сприяли наступні умови:

1. Вдалий вибір об'єкта дослідження - гороху. Коли Менделю запропонували повторити свої спостереження на ястре-бинці, це всюдисущого бур'яні, він не зміг цього зробити.

2. Проведення аналізу успадкування окремих пар ознак у потомстві схрещується рослин, що відрізняються по одній, двом або трьом парам альтернативних ознак. Вівся облік окремо по кожній парі цих ознак після кожного схрещування.

3. Мендель не тільки зафіксував отримані результати, але і провів їх математичний аналіз.

Мендель сформулював також закон чистоти гамет, згідно з яким гамета чиста від другого алельного гена (альтернативного ознаки), тобто ген дискретний і не змішується з іншими генами.

При моногібрідномсхрещуванні у разі повного домінування в гетерозиготних гібридів першого покоління проявляється тільки домінантний алель, проте рецесивний алель не втрачається і не змішується з домінантним. Серед гібридів другого покоління і рецесивний, і домінантний алель може проявитися в своєму - чисте - вигляді, тобто в гомозиготному стані. У результаті гамети, утворені такий гетерозиготой, є чистими, тобто гамета А не містить нічого від аллели а, гамета а - чиста від А.

На клітинному рівні основою дискретності алелей є їх локалізація у різних хромосомах кожної гомологічною пари, а дискретності генів - їх розташування в різних локусах хромосом.

3. Взаємодії алельних генів

При взаємодії алельних генів можливі різні варіанти прояву ознаки. Якщо аллели перебувають у гомозиготному стані, то розвивається відповідний аллелю варіант ознаки. У разі гетерозиготності розвиток ознаки залежатиме від конкретного виду взаємодії алельних генів.

Повне домінування

Це такий вид взаємодії алельних генів, при якому прояв одного з алелів (А) не залежить від наявності в генотипі особини іншого алеля (А1) і гетерозиготи АА1 фенотіпіче-ски не відрізняються від гомозигот з даного аллелю (АА).

В гетерозиготному генотипі АА1 аллель А є домінантним. Присутність алеля А1 ніяк фенотипово не проявляється, тому він виступає як рецесивний.

Неповне домінування

Відзначається у випадках, коли фенотип гетерозигот СС1 відрізняється від фенотипу гомозигот СС і С1С1 проміжної ступенем вияву ознаки, тобто аллель, що відповідає за формування нормального ознаки, перебуваючи в подвійній дозі у гомозиготи СС, виявляється сильніше, ніж в одинарній дозі у гетерозиготи СС1 . Можливі при цьому генотипи розрізняються експресивністю, тобто ступенем вираженості ознаки.

Кодомінування

Це такий тип взаємодії алельних генів, при якому кожен з алелів проявляє свою дію. В результаті формується проміжний варіант ознаки, новий у порівнянні з варіантами, формованими кожним аллелем окремо.

Межаллельная комплементаціі

Це рідкісний вид взаємодії алельних генів, при якому в організму, гетерозиготного за двома мутантним аллелям гена М (М1М11), можливе формування нормального ознаки М. Наприклад, ген М відповідає за синтез білка, що має четвертинну структуру і складається з декількох однакових поліпептидних ланцюгів. Мутантний алель М1 викликає синтез зміненого пептиду М1, а мутантний алель М11 визначає синтез інший, але теж ненормальною поліпептидного ланцюга. Взаємодія таких змінених пептидів і компенсація змінених ділянок при формуванні четвертинної структури в окремих випадках може призвести до появи білка з нормальними властивостями.

4. Спадкування груп крові системи АВО

Спадкування груп крові системи АВО у людини має деякі особливості. Формування I, II і III груп крові відбувається за таким типом взаємодії алельних генів, як домінування. Генотипи, що містять аллель IA в гомозиготному стані, або у поєднанні з алелем IO, визначають формування у людини другої (А) групи крові. Той же принцип лежить в основі формування третьої (В) групи крові, тобто аллели IA та IB виступають як домінантні по відношенню до аллелю IO, в гомозиготному стані формує IOIO першу (О) групу крові. Формування четвертої (АВ) групи крові йде по шляху кодомінування. Аллели IA та IB, окремо формують відповідно другу та третю групу крові, в гетерозиготному стані визначають IAIB (четверту) групу крові.

ЛЕКЦІЯ № 14. Спадковість

1. Неалельних гени

Неалельних гени - це гени, розташовані в різних ділянках хромосом і кодують білки неоднакові.

Неалельних гени також можуть взаємодіяти між собою. При цьому або один ген обумовлює розвиток кількох ознак, або, навпаки, одна ознака проявляється під дією сукупності декількох генів. Виділяють три форми взаємодії неалельних генів:

1) комплементарність;

2) епістаз;

3) полімерія.

Комплементарна (додаткове) дія генів - це вид взаємодії неалельних генів, домінантні алелі яких при спільному поєднанні в генотипі зумовлюють нове фенотипічніпрояв ознак. При цьому розщеплення гібридів F2 за фенотипом може відбуватися у співвідношеннях 9: 6: 1, 9: 3: 4, 9: 7, іноді 9: 3: 3: 1.

Прикладом комплементарності є успадкування форми плоду гарбуза. Наявність у генотипі домінантних генів А або В обумовлює сферичну форму плодів, а рецесивних - подовжену. При наявності в генотипі одночасно домінантних генів А і В форма плоду буде дисковидной. При схрещуванні чистих ліній з сортами, що мають сферичну форму плодів, у першому гібридному поколінні F1 всі плоди будуть мати диско-видну форму, а в поколінні F2 відбудеться розщеплення за фенотипом: з кожних 16 рослин 9 будуть мати дисковидні плоди, 6 - сферичні і 1 - подовжені.

Епістаз - взаємодія неалельних генів, при якому один з них пригнічується іншим. Переважний ген називається епістатічним, придушений - гіпостатічним.

Якщо епістатічний ген не має власного фенотипического прояви, то він називається інгібітором і позначається літерою I.

Епістатіческое взаємодія неалельних генів може бути домінантним і рецесивним. При домінантному епістаз прояв гіпостатічного гена (B, b) пригнічується домінантним епістатічним геном (I> B, b). Розщеплення за фенотипом при домінантному епістаз може відбуватися у співвідношенні 12: 3: 1, 13: 3, 7: 6: 3.

Рецесивний епістаз - це придушення рецесивним алелем епістатічного гена алелів гіпостатічного гена (i> B, b). Розщеплення за фенотипом може йти в співвідношенні 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

Полімерія - взаємодія неалельних множинних генів, однозначно впливають на розвиток одного і того ж ознаки, ступінь прояву ознаки залежить від кількості генів. Полімерні гени позначаються однаковими буквами, а аллели одного локусу мають однаковий нижній індекс.

Полімерна взаємодія неалельних генів може бути кумулятивним і некумулятивні. При кумулятивної (накопичувальної) полімери ступінь прояву ознаки залежить від підсумовує дії генів. Чим більше домінантних алелів генів, тим сильніше виражений той чи інший ознака. Розщеплення F2 за фенотипом відбувається у співвідношенні 1: 4: 6: 4: 1.

При некумулятивною полімерія ознака проявляється при наявності хоча б одного з домінантних алелів полімерних генів. Кількість домінантних алелів не впливає на ступінь вираженості ознаки. Розщеплення за фенотипом відбувається у співвідношенні 15: 1.

2. Генетика статі

Успадкування ознак, зчеплених зі статтю

Пол організму - це сукупність ознак і анатомічних структур, які забезпечують статевий шлях розмноження і передачу спадкової інформації.

У визначенні статі майбутньої особини провідну роль відіграє хромосомний апарат зиготи - каріотип. Розрізняють хромосоми, однакові для обох статей - аутосома, і статеві хромосоми.

У каріотипі людини містить 44 аутосома і 2 статевих хромосоми - Х і Y. За розвиток жіночої статі у людини відповідають дві Х-хромосоми, тобто жіноча стать гомогаметен. Розвиток чоловічої статі визначається наявністю Х-і Y-хромосом, тобто чоловіча стать гетерогаметен.

Ознаки, зчеплені зі статтю

Це ознаки, які кодуються генами, які на статевих хромосомах. У людини ознаки, які кодуються генами Х-хромосоми, можуть проявлятися у представників обох статей, а кодуються генами Y-хромосоми - тільки у чоловіків.

Слід мати на увазі, що в чоловічому генотипі тільки одна Х-хромосома, яка майже не містить ділянок, гомологічних з Y-хромосомою, тому всі локалізовані в Х-хромосом-ме гени, в тому числі і рецесивні, проявляються у фенотипі в першому ж поколінні.

У статевих хромосомах містяться гени, що регулюють прояв не тільки статевих ознак. Х-хромосома має гени, що відповідають за згортання крові, колірне сприйняття, синтез ряду ферментів. У Y-хромосомі міститься ряд генів, що контролюють ознаки, які успадковуються по чоловічій лінії (го-ландріческіе ознаки): волосистость вушної раковини, наявність шкірної перетинки між пальцями та ін Відомо дуже мало генів, загальних для Х-і Y-хромосом.

Розрізняють Х-зчеплене і Y-зчеплене (голандріческое) успадкування.

Х-зчеплене успадкування

Так як Х-хромосома присутня в каріотипі кожної людини, то і ознаки, успадковані зчеплене з Х-хромосомою, проявляються у представників обох статей. Жінки отримують ці гени від обох батьків та через свої гамети передають їх нащадкам. Чоловіки отримують Х-хромосому від матері і передають її своєму потомству жіночої статі.

Розрізняють Х-зчеплене домінантне і Х-зчеплене рецесивне спадкування. У людини Х-зчеплений домінантний ознака передається матір'ю всьому потомству. Чоловік передає свій Х-зчеплений домінантний ознака лише своїм дочкам. Х-зчеплений рецесивний ознака у жінок проявляється лише при отриманні ними відповідного алелі від обох батьків. У чоловіків він розвивається при отриманні рецесивного алеля від матері. Жінки передають рецесивний алель нащадкам обох статей, а чоловіки - тільки дочкам.

При Х-сцепленим спадкуванні можливий проміжний характер прояву ознаки у гетерозигот.

Y-зчеплені гени присутні в генотипі тільки чоловіків і передаються з покоління в покоління від батька до сина.

ЛЕКЦІЯ № 15. Спадковість і мінливість

1. Види мінливості

Мінливість - це властивість живих організмів існувати в різних формах (варіантах). Види мінливості

Розрізняють спадкову і неспадкову мінливість.

Спадкова (генотипическая) мінливість пов'язана зі зміною самого генетичного матеріалу. Неспадкова (Феноти-пическая, модифікаційна) мінливість - це здатність організмів змінювати свій фенотип під впливом різних факторів. Причиною модификационной мінливості є зміни зовнішнього середовища проживання організму або його внутрішнього середовища.

Норма реакції

Це межі фенотипической мінливості ознаки, що виникає під дією факторів зовнішнього середовища. Норма реакції визначається генами організму, тому норма реакції з одного й того ж ознакою у різних індивідів різна. Розмах норми реакції різних ознак також варіює. Ті організми, у яких норма реакції ширше за цією ознакою, мають більш високими адаптивними можливостями в певних умовах середовища, тобто модифікаційна мінливість в більшості випадків носить адаптивний характер, і більшість змін, що виникли в організмі при дії певних факторів зовнішнього середовища, є корисними. Однак фенотипічні зміни іноді втрачають пристосувальний характер. Якщо фенотипова мінливість клінічно схожа з спадковим захворюванням, то такі зміни називаються фенокопій.

Комбінативна мінливість

Пов'язана з новим поєднанням незмінних генів батьків у генотипах потомства.

Фактори мінливості.

1. Незалежне та випадкове розбіжність гомологічних хромосом в анафазе I мейозу.

2. Кросинговер.

3. Випадкове поєднання гамет при заплідненні.

4. Випадковий добір батьківських організмів. Мутації

Це рідкісні, випадково виниклі стійкі зміни генотипу, що зачіпають весь геном, цілі хромосоми, частини хромосом або окремі гени. Вони виникають під дією мутагенних факторів фізичного, хімічного або біологічного походження.

Мутації бувають:

1) спонтанні і індуковані;

2) шкідливі, корисні і нейтральні;

3) соматичні і генеративні;

4) генні, хромосомні і геномні.

Спонтанні мутації - це мутації, що виникли ненаправленої, під дією невідомого мутагену.

Індуковані мутації - це мутації, викликані штучно дією відомого мутагену.

Хромосомні мутації - це зміни структури хромосом в процесі клітинного поділу. Розрізняють такі види хромосомних мутацій.

1. Дуплікація - подвоєння ділянки хромосоми за рахунок нерівного кросинговеру.

2. Делеція - втрата ділянки хромосоми.

3. Інверсія - поворот ділянки хромосоми на 180 °.

4. Транслокація - переміщення ділянки хромосоми на іншу хромосому.

Геномні мутації - це зміна числа хромосом. Види геномних мутацій.

1. Поліплоїдія - зміна числа гаплоїдних наборів хромосом в каріотипі. Під каріотипом розуміють число, форму і кількість хромосом, характерні для даного виду. Розрізняють нуллісомію (відсутність двох гомологічних хромосом), мо-носом (відсутність однієї з гомологічних хромосом) і полі-сомію (наявність двох і більше зайвих хромосом).

2. Гетероплоїдія - зміна числа окремих хромосом в каріотипі

Генні мутації зустрічаються найбільш часто. Причини генних мутацій:

1) випадання нуклеотиду;

2) вставка зайвого нуклеотида (ця і попередня причини призводять до зсуву рамки зчитування);

3) заміна одного нуклеотиду на інший.

2. Зчеплення генів і кросинговер

Гени, локалізовані в одній хромосомі, утворюють групу зчеплення і успадковуються, як правило, разом.

Кількість груп зчеплення у диплоїдних організмів дорівнює гаплоїдному набору хромосом. У жінок - 23 групи зчеплення, у чоловіків - 24.

Зчеплення генів, розташованих в одній хромосомі, може бути повним і неповним. Повне зчеплення генів, тобто спільне спадкування, можливо при відсутності процесу кроссінг-віра. Це характерно для генів статевих хромосом, гетеро-гаметную за статевими хромосомами організмів (ХУ, ХО), а також для генів, розташованих поряд з Центромера хромосоми, де кросинговер практично ніколи не відбувається.

У більшості випадків гени, локалізовані в одній хромосомі, зчеплені не повністю, і в профазі I мейозу відбувається обмін ідентичними ділянками між гомологічними хромосомами. У результаті кросинговеру алельних гени, що були у складі груп зчеплення у батьківських особин, поділяються і формують нові сполучення, які потрапляють в гамети. Відбувається рекомбінація генів.

Гамети і зиготи, що містять рекомбінації зчеплених генів, називають кроссоверного. Знаючи число кроссоверного гамет і загальна кількість гамет даної особини, можна обчислити частоту кросинговеру у відсотках за формулою: відношення числа кроссоверного гамет (особин) до загального числа гамет (особин) помножити на 100%.

За відсотком кроссинговера між двома генами можна визначити відстань між ними. За одиницю відстані між генами - морганіда - умовно прийнятий 1% кросинговеру.

Частота кросинговеру говорить і про силу зчеплення між генами. Сила зчеплення між двома генами дорівнює різниці між 100% і відсотком кроссинговера між цими генами.

Генетична карта хромосоми - це схема взаємного розташування генів, що знаходяться в одній групі зчеплення. Визначення груп зчеплення і відстаней між генами не є кінцевим етапом побудови генетичної карти хромосоми, оскільки необхідно встановити також відповідність досліджуваної групи зчеплення певної хромосомі. Визначення групи зчеплення здійснюється гибридологический методом, тобто шляхом вивчення результатів схрещування, а дослідження хромосом - цитологічним методом з проведенням мікроскопічного дослідження препаратів. Для визначення відповідності даної групи зчеплення конкретної хромосомі застосовують хромосоми із зміненою структурою. Виконують стандартний аналіз дігібрідного схрещування, в якому один досліджуваний ознака кодується геном, локалізованим на хромосомі зі зміненою структурою, а другий - геном, локалізованим на будь-який інший хромосомі. У разі якщо спостерігається зчеплене успадкування цих двох ознак, можна говорити про зв'язок даної хромосоми з певною групою зчеплення.

Аналіз генетичних і цитологічних карт дозволив сформулювати основні положення хромосомної теорії спадковості.

1. Кожен ген має певне постійне місце (локус) у хромосомі.

2. Гени у хромосомах розташовуються в певній лінійній послідовності.

3. Частота кросинговеру між генами прямо пропорційна відстані між ними і назад пропорційна силі зчеплення.

3. Методи вивчення спадковості людини Генеалогічний метод

Генеалогічний метод, або метод аналізу родоводів, включає наступні етапи:

1. Збір відомостей у пробанда про наявність чи відсутність аналізованого ознаки (частіше захворювання) у його родичів та складання легенди про кожного з них (словесного опису). Для більш точного результату необхідно зібрати відомості про родичів у трьох-чотирьох поколіннях.

2. Графічне зображення родоводу з використанням умовних позначень. Кожен родич пробанда отримує свій шифр.

3. Аналіз родоводу, вирішальний наступні завдання:

1) визначення групи захворювань, до якої належить досліджувана хвороба (спадковою, мультифакторіальної або групи фенокопій);

2) визначення типу і варіанта спадкування;

3) визначення ймовірності прояви захворювання у про-банда і інших родичів.

Цитогенетичні методи

Цитологічні методи пов'язані з проведенням фарбування цитологічного матеріалу і подальшої мікроскопією. Вони дозволяють визначити порушення структури і кількості хромосом. У цю групу методів входять:

1) метод визначення Х-хроматину інтерфазних хромосом шляхом фарбування нефлюоресцентнимі або флуоресцентними барвниками;

2) метод визначення Y-хроматину інтерфазних хромосом фарбуванням флуоресцентними барвниками;

3) рутинний метод фарбування метафазних хромосом для визначення кількості та групової приналежності хромосом, ідентифікації 1, 2, 3, 9, 16 хромосом і Y-хромосоми;

4) метод диференціального фарбування метафазних хромосом для ідентифікації всіх хромосом за особливостями смугастість. У цьому методі найчастіше для мікроскопії використовуються лімфоцити, фібробласти, клітини кісткового мозку, статеві клітини, клітини волосяний цибулини. Біохімічні методи

У цю групу входять методи, які застосовуються в основному при диференціальної діагностики спадкових порушень обміну речовин при відомому дефекті первинного біохімічного продукту даного гена.

Всі біохімічні методи ділять на якісні, кількісні та напівкількісний. Для дослідження беруться кров, сеча або амніотична рідина.

Якісні методи більш прості, недорогі і менш трудомісткі, тому застосовуються для масового скринінгу (наприклад, дослідження новонароджених у пологовому будинку на фенілке-тонурію).

Кількісні методи точніші, але й більш трудомісткі і дорогі. Тому їх застосовують лише за спеціальними показаннями та у випадках, коли скринінг, проведений якісними методами, дав позитивний результат.

Показання для застосування біохімічних методів:

1) розумова відсталість неясної етіології;

2) зниження зору і слуху;

3) непереносимість деяких харчових продуктів;

4) судомний синдром, підвищений або знижений тонус м'язів.

ДНК-діагностика

Це найбільш точний метод діагностики моногенних спадкових захворювань. Переваги методу:

1) дозволяє визначити причину захворювання на генетичному рівні;

2) виявляє мінімальні порушення структури ДНК;

3) малоінвазівен;

4) не вимагає повторення.

В основі методу лежить збільшення копій фрагментів ДНК різними способами. Близнюковий метод

Застосовується в основному для визначення відносної ролі спадковості і факторів навколишнього середовища у виникненні того чи іншого захворювання. При цьому вивчаються монозиготні і дизиготних близнюки.

ЛЕКЦІЯ № 16. Структура і функції біосфери

1. Поняття про ноосферу. Вплив людини на біосферу

Основи вчення про біосферу розробив російський вчений В. І. Вернадський.

Біосфера - це оболонка Землі, заселена живими організмами, що включає в себе частину літосфери, гідросферу і частина атмосфери.

Атмосфера як частина біосфери являє собою шар товщиною від 2-3 до 10 км (для спор грибів і бактерій) над поверхнею Землі. Лімітуючим фактором для поширення живих організмів в атмосфері є розподіл кисню і рівень ультрафіолетового випромінювання. Мікроорганізмів, для яких повітря було б основним середовищем проживання, не існує. Вони заносяться в атмосферу з грунту, води і т. д.

Літосфера заселена живими організмами на значну глибину, але найбільша їх кількість зосереджена в поверхневому шарі грунту. Обмежують поширення живих організмів кількість кисню, світла, тиск і температура.

Гідросфера заселена живими істотами на глибину більше 11 000 м.

Гідробіонти мешкають як в прісній, так і в солоній воді і за місцем проживання діляться на 3 групи:

1) планктон - організми, що живуть на поверхні водойм і пасивно пересуваються за рахунок руху води;

2) нектон - активно пересуваються в товщі води;

3) бентос - організми, що мешкають на дні водойм або зариваються в мул.

Лімітуючим чинником є ​​світло (для рослин).

Кругообіг речовин у природі між живою і неживою матерією - одна з найбільш характерних особливостей біосфери. Біологічний кругообіг - це біогенна міграція атомів з навколишнього середовища в організми і з організмів у навколишнє середовище. Біомаса виконує і інші функції:

1) газова - постійний газообмін із зовнішнім середовищем за рахунок дихання живих організмів і фотосинтезу рослин;

2) концентраційна - постійна біогенна міграція атомів в живі організми, а після їх відмирання - в неживу природу;

3) окисно-відновна - обмін речовиною та енергією з зовнішнім середовищем. При дисиміляції окислюються органічні речовини, при асиміляції використовується енергія АТФ;

4) біохімічна - хімічні перетворення речовин, що складають основу життєдіяльності організму. Термін «ноосфера» введено В. І. Вернадським на початку ХХ ст.

Спочатку ноосфера представлялася як «мисляча оболонка Землі» (від гр. Noqs - «розум»). В даний час під ноосферою розуміють біосферу, перетворену працею і науковою думкою людини.

В ідеалі ноосфера передбачає новий етап розвитку біосфери, в основі якого лежить розумне регулювання взаємовідносин людини і природи.

Проте в даний момент людина впливає на біосферу в більшості випадків згубно. Нерозумна господарська діяльність людини призвела до появи глобальних проблем, серед яких:

1) зміна стану атмосфери у вигляді появи парникового ефекту і озонового кризи;

2) зменшення площі Землі, зайнятої лісами;

3) опустелювання земель;

4) зменшення видового різноманіття;

5) забруднення океанічних і прісних вод, а також суші промисловими і сільськогосподарськими відходами;

6) безперервне зростання чисельності населення.

2. Паразитизм як екологічний феномен

Паразитизм - це універсальне, широко поширене в живій природі явище, яке у використанні одного організму іншим як джерело живлення. При цьому паразит заподіює господареві шкоду аж до загибелі.

Шляхи виникнення паразитизму.

1. Перехід вільноживучих форм (хижаків) до ектопаразі-тизм при збільшенні часу можливого існування без їжі і часу контакту з жертвою.

2. Перехід від комменсализма (банкетування, нахлебнічест-ва, ситуації, коли господар служить лише середовищем існування) до ендо-паразитизму в разі використання комменсаламі не тільки відходів, але частини харчового раціону господаря і навіть його тканин.

3. Первинний ендопаразітізм в результаті випадкового, часто неодноразового занесення в травну систему господаря яєць і цист паразитів.

Особливості середовища проживання паразитів.

1. Постійний і сприятливий рівень температури і вологості.

2. Велика кількість їжі.

3. Захист від несприятливих факторів.

4. Агресивний хімічний склад середовища проживання (травні соки).

Особливості паразитів.

1. Наявність двох середовищ існування: середа першого порядку - організм господаря, середа другого порядку - зовнішнє середовище.

2. Паразит має менші розміри тіла і меншу тривалість життя в порівнянні з господарем.

3. Паразити відрізняються високою здатністю до розмноження, обумовленої кількістю їжі.

4. Кількість паразитів в організмі хазяїна може бути дуже велика.

5. Паразитичний спосіб життя є їх видовий особливістю.

Класифікація паразитів

Залежно від часу, проведеному на господаря, паразити можуть бути постійні, якщо ніколи не зустрічаються у вільно-живе стані (воші, коростяний зудни, малярійний плазмодій), і тимчасові, якщо пов'язані з господарем тільки під час прийому їжі (комарі, клопи, блохи).

За обов'язковості паразитичного способу життя паразити бувають облігатні, якщо паразитичний спосіб життя - їх неодмінна видова особливість (наприклад, гельмінти), і факультативні, здатні вести непаразітіческій спосіб життя (багато паразити рослин).

За місцем проживання на господаря паразити поділяються на ектопаразитів, що живуть на поверхні організму господаря (людська воша, комарі, москіти, гедзі), внутрішньошкірних паразитів, що мешкають у товщі шкірних покривів господаря (коростяний свербіння), порожнинних паразитів, що мешкають в порожнинах різних органів господаря, сполучених із зовнішнім середовищем (бичачий і свинячий ціп'яки) і власне ендопаразитів, що мешкають у внутрішніх органах організму господаря, клітинах і плазмі крові (ехінокок, трихинелла, малярійний плазмодій).

У дикій природі паразити регулюють чисельність особин в популяціях господаря.

Особливості життєдіяльності паразитів

Життєвий цикл паразитів може бути простим і складним. Простий цикл розвитку відбувається без участі проміжного хазяїна, він характерний для ектопаразитів, найпростіших, деяких геогельмінтів. Складний життєвий цикл характерний для паразитів, що мають не менш ніж одного проміжного господаря (широкий лентец).

Розселення паразита здійснюється протягом всього його життя. Неактивна грунтується стадія розвитку забезпечує продовження існування паразита в часі, активна рухлива стадія - розселення в просторі.

В цілому, господар - це істота, організм якого є тимчасовим або постійним місцеперебуванням і джерелом живлення паразита. Один і той же вид господаря може бути місцем життя і джерелом живлення для декількох видів паразитів.

Для паразитів характерна зміна господарів, пов'язана з розмноженням або з розвитком паразита. У багатьох паразитів є кілька господарів. Остаточний (дефінітивний) господар - це вид, в якому паразит знаходиться в дорослому стані і розмножується статевим шляхом.

Проміжних господарів може бути один і більше. Це види, в яких паразит знаходиться на личиночной стадії розвитку, а якщо розмножується, то, як правило, безстатевим шляхом.

Резервуарний господар - це господар, в організмі якого паразит зберігає свою життєздатність, і де відбувається накопичення паразита.

Людина є ідеальним господарем для паразита, тому що: 1) людина представлений численними, повсюдне розселення популяціями;

2) людина постійно стикається з природними вогнищами хвороб диких тварин;

3) людина нерідко живе в умовах перенаселення, що полегшує передачу паразита;

4) людина контактує з багатьма видами тварин;

5) людина всеїдний.

Механізми передачі паразита: фекально-оральний, повітряно-крапельний, трансмісивний, контагіозний.

Найбільш часто зустрічаються у людини паразитами є різноманітні черви - гельмінти, що викликають захворювання групи гельмінтозів. Розрізняють біо-, геогельмінтози та контактні гельмінтози.

Біогельмінтози - це захворювання, передача яких людині відбувається з участю тварин, в чиєму організмі розвивається збудник (ехінококоз, альвеококкоз, теніоз, теніаринхоз, діфіллоботріоз, опісторхоз, трихінельоз).

Геогельмінтози - це хвороби, передача яких людині відбувається через елементи зовнішнього середовища, де розвиваються личинкові стадії паразита (аскаридоз, трихоцефальоз, некатороз).

Контактні гельмінтози характеризуються передачею паразита безпосередньо від хворого або через оточуючі його предмети (ентеробіоз, гіменолепідоз).

ЛЕКЦІЯ № 17. Загальна характеристика найпростіших (Protozoa)

1. Огляд будови найпростіших

Цей тип представлений одноклітинними організмами, тіло яких складається з цитоплазми і одного або кількох ядер. Клітка найпростішого - це самостійна особина, що проявляє всі основні властивості живої матерії. Вона виконує функції всього організму, тоді як клітини багатоклітинних становлять лише частина організму, кожна клітина залежить від багатьох інших.

Прийнято вважати, що одноклітинні істоти більш примітивні, ніж багатоклітинні. Однак, оскільки все тіло одноклітинних за визначенням складається з однієї клітини, ця клітина повинна вміти робити все: і харчуватися, і рухатися, і нападати, і рятуватися від ворогів, і переживати несприятливі умови середовища, і розмножуватися, і позбавлятися від продуктів обміну, і захищатися від висихання і від надмірного проникнення води всередину клітини.

Багатоклітинний організм теж все це вміє, але кожна його клітина, взята окремо, добре вміє робити тільки що-небудь одне. У цьому сенсі клітина найпростішого - аж ніяк не примітивніше клітини багатоклітинного організму.

Більшість представників класу має мікроскопічні розміри - 3-150 мкм. Тільки найбільші представники виду (раковини корененіжки) досягають 2-3 см в діаметрі.

Відомо близько 100 000. видів найпростіших. Середовище їхнього життя - вода, грунт, організм господаря (для паразитичних форм).

Будова тіла найпростішого типово для еукаріотичної клітини. Є органели загального (мітохондрії, рибосоми, клітинний центр, ЕРС тощо) і спеціального призначення. До останніх відносяться органи руху: ложноножки, або псевдоподии (тимчасові вирости цитоплазми), джгутики, війки, травні і скоротливі вакуолі. Органели загального значення властиві всім еукаріотичних клітин.

Органели травлення - травні вакуолі з травними ферментами (подібні за походженням з лизосома-ми). Харчування відбувається шляхом піно-чи фагоцитозу. Неперетравлені залишки викидаються назовні. Деякі найпростіші мають хлоропласти і харчуються за рахунок фотосинтезу.

Прісноводні найпростіші мають органи осморегуляції - скоротливі вакуолі, які періодично виділяють у зовнішнє середовище надлишки рідини та продукти дисиміляції.

Більшість найпростіших має одне ядро, але є представники з декількома ядрами. Ядра деяких найпростіших характеризуються поліплоїдному.

Цитоплазма неоднорідна. Вона підрозділяється на світліший і гомогенний зовнішній шар, або ектоплазму, і зернистий внутрішній шар, або ендоплазму. Зовнішні покриви представлені або цитоплазматичної мембраною (у амеби), або пеллікулой (у евглени). Форамініфери і соняшник, мешканці моря, мають мінеральну, або органічну, раковину.

2. Особливості життєдіяльності найпростіших

Переважна більшість найпростіших - гетеротрофи. Їх їжею можуть служити бактерії, детрит, соки і кров організму господаря (для паразитів). Неперетравлені залишки видаляються через порошіцу (спеціальне, постійно існуюче отвір (в інфузорій)) або через будь-яке місце клітини (у амеби). Через скоротливі вакуолі здійснюється осмотична регуляція, віддаляються продукти обміну.

Дихання, тобто газообмін, відбувається через всю поверхню клітини.

Подразливість представлена ​​таксису (руховими реакціями). Зустрічаються фототаксис, хемотаксис та ін Розмноження найпростіших

Безстатеве - митозом ядра і діленням клітини надвоє (в амеби, евглени, інфузорії), а також шляхом шизогонії - багаторазового поділу (у споровиків).

Статеве - копуляція. Клітка найпростішого стає функціональної гаметою; в результаті злиття гамет утворюється зигота.

Для інфузорій характерний статевий процес - кон'югація. Він полягає в тому, що клітини обмінюються генетичною інформацією, але збільшення числа особин не відбувається.

Багато найпростіші здатні існувати у двох формах - трофозоіти (вегетативної форми, здатної до активного харчування і пересуванню) і цисти, яка утворюється при несприятливих умовах. Клітка обездвіжівается, зневоднюється, покривається щільною оболонкою, обмін речовин різко сповільнюється. У такій формі найпростіші легко переносяться на великі відстані тваринами, вітром і розселяються. При попаданні в сприятливі умови проживання відбувається ексцістірованіе, клітина починає функціонувати в стані трофозоіти. Таким чином, інцістірованіе не є способом розмноження, але допомагає клітині переживати несприятливі умови середовища.

Для багатьох представників типу Protozoa характерна наявність життєвого циклу, що складається в закономірному чергуванні життєвих форм. Як правило, відбувається зміна поколінь з безстатевим і статевим розмноженням. Освіта цисти не є частиною закономірного життєвого циклу.

Час генерації для найпростіших становить 6-24 ч. Це означає, що, потрапивши в організм господаря, клітини починають розмножуватися по експоненті і теоретично можуть привести його до загибелі. Однак цього не відбувається, тому що вступають в силу захисні механізми організму господаря.

Захворювання, що викликаються найпростішими, називаються прото-зойнимі. Розділ медичної паразитології, який вивчає ці захворювання та їх збудників, носить назву протозоології.

Медичне значення мають представники найпростіших, пов'язані з класами саркодовие, жгутикові, інфузорії та споровики.

ЛЕКЦІЯ № 18. Різноманіття найпростіших

1. Загальна характеристика класу саркодових (корененіжки)

Представники цього класу - найпримітивніші з найпростіших. Основна характерна риса саркодових - здатність утворювати ложноножки (псевдоподии), які служать для захоплення їжі і пересування. У зв'язку з цим саркодовие не мають постійної форми тіла, їх зовнішній покрив - тонка плазматична мембрана.

Вільноживучі амеби

Відомо більше 10 000. саркодових. Живуть вони в морях, прісноводних водоймах і в грунті (близько 80%). Ряд видів перейшов до паразитичного і комменсальнимі способу життя. Медичне значення мають представники загону амеб (Amoebina).

Типовий представник класу - прісноводна амеба (Amoeba proteus) живе в прісних водоймах, калюжах, невеликих ставках. Пересувається амеба за допомогою псевдоподий, які утворюються при переході частини цитоплазми зі стану гелю в золь. Живлення здійснюється при ковтанні амебою водоростей або часток органічних речовин, перетравлення яких відбувається в травних вакуолях. Розмножується амеба тільки безстатевим шляхом. Спочатку поділу піддається ядро ​​(мітоз), а потім ділиться цитоплазма. Тіло пронизане порами, через які випинаються псевдоподии.

Паразитичні амеби

Живуть в організмі людини в основному в травній системі. Деякі саркодовие, що живуть вільно в грунті або забрудненій воді, при попаданні в організм людини можуть викликати серйозні отруєння, іноді закінчуються смертю.

До перебування в кишечнику людини пристосувалося кілька видів амеб.

Дизентерійна амеба (Entamoeba histolytica) - збудник амебної дизентерії (амебіазу). Це захворювання поширене повсюдно в країнах з жарким кліматом. Впроваджуючи в стінку кишечника, амеби викликають утворення виразок, що кровоточать. З симптомів характерний частий рідкий стілець з домішкою крові. Захворювання може закінчитися смертю. Слід пам'ятати, що можливо безсимптомне носійство цист амеби.

Така форма хвороби також підлягає обов'язковому лікуванню, оскільки носії небезпечні для оточуючих.

Кишкова амеба (Entamoeba coli) - непатогенних форма, нормальний симбіонт товстого кишечника людини. Морфологічно подібна з дизентерійної амебою, але не робить настільки згубного дії. Є типовим комменсалом. Це трофо-зоіти розміром 20-40 мкм, рухаються повільно. Харчується ця амеба бактеріями, грибами, а при наявності кишкової кровотечі в людини - і еритроцитами. На відміну від дизентерійної амеби, не виділяє протеолітичних ферментів і в стінку кишечника не проникає. Також здатна до утворення цист, але вона містить більше ядер (8 ядер), на відміну від цисти дизентерійної амеби (4 ядра).

Ротова амеба (Entamoeba gingivalis) - перша амеба, знайдена у людини. Мешкає в каріозних зубах, зубному нальоті, на яснах і в криптах піднебінних мигдалин більш ніж у 25% здорових людей. При захворюваннях порожнини рота зустрічається частіше. Харчується бактеріями і лейкоцитами. При ясенні кровотечі може захоплювати і еритроцити. Цист не утворює. Патогенної дії неясно.

Профілактика.

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни.

2. Громадська. Санітарний благоустрій громадських туалетів, підприємств громадського харчування.

2. Патогенні амеби

Дизентерійна амеба (Entamoeba histolytica) - представник класу саркодовие. Живе в кишечнику людини, є збудником кишкового амебіазу. Захворювання поширене повсюдно, але частіше зустрічається в країнах з жарким і вологим кліматом.

Життєвий цикл амеби включає в себе кілька стадій, відмінних по морфології і фізіології. У кишечнику людини ця амеба живе в наступних формах: малою вегетативної, великої вегетативної, тканинної і цисти.

Дрібна вегетативна форма (forma minuta) живе у вмісті кишечника. Розміри - 8-20 мкм. Харчується бактеріями і грибками (елементами мікрофлори кишечника). Це основна форма існування E. histolytica, яка не приносить істотної шкоди здоров'ю.

Велика вегетативна форма (патогенна, forma magna) також мешкає у вмісті кишечника і гнійному отделяемом виразок стінки кишки. Розміри - до 45 мкм. Ця форма придбала здатність виділяти протеолітичні ферменти, що розчиняють стінку кишки і викликають утворення виразок, що кровоточать. За рахунок цього амеба здатна проникати досить глибоко в тканини. Крупна форма має чіткий поділ цитоплазми на прозору і щільну ектоплазму (зовнішній шар) і зернисту ендоплазму (внутрішній шар). У ній виявляють ядро ​​і заглоченние еритроцити, якими і харчується амеба. Крупна форма здатна до утворення ложноножек, за допомогою яких вона енергійно пересувається вглиб тканин у міру їх руйнування. Крупна форма може також проникати в кровоносні судини і з током крові розносяться по органах і системах (печінки, легким, головного мозку), де також викликає виразку і утворення абсцесів.

У глибині уражених тканин розташовується тканинна форма. Вона трохи дрібніше великої вегетативної і не має еритроцитів у цитоплазмі.

Амеби здатні утворювати округлі цисти. Їх характерна особливість - наявність 4 ядер (на відміну від кишкової амеби, цисти якої містять 8 ядер). Розміри цист - 8-16 мкм. Цисти виявляються у фекаліях хворих людей, а також пара-зітоносітелей, захворювання в яких протікає безсимптомно.

Життєвий цикл паразита. Людина вражається амебіаз, захоплюючи цисти із зараженою водою або харчовими продуктами. У просвіті товстої кишки (де і живе паразит) відбувається 4 послідовних розподілу, в результаті яких утворюється 8 клітин, що дають початок дрібним вегетативним формам. Якщо умови існування не сприяють утворенню великих форм, амеби инцистируются і виводяться назовні з калом.

За сприятливих умов дрібні вегетативні форми переходять у великі, які і викликають утворення виразок. Занурюючись в глиб тканин, вони переходять в тканинні форми, які в особливо важких випадках проникають в кровотік і розносяться по організму.

Діагностика захворювання. Виявлення в фекаліях хворої людини трофозоітов з заглоченних еритроцитами можливе тільки протягом 20-30 хв після виділення фекалій. Цисти зустрічаються при хронічному перебігу хвороби і паразітоносі-будівництві. Необхідно враховувати, що в гострому періоді у калі можуть виявлятися і цисти, і трофозоіти.

3. Загальна характеристика класу жгутиконосци

Клас Жгутіконосци (Flagellata) налічує близько 6000-8000 представників. Це найбільш древня група найпростіших. Відрізняються від саркодових постійною формою тіла. Мешкають в морських і прісних водах. Паразитичні джгутикові мешкають в різних органах людини.

Характерна риса всіх представників - наявність одного або більше джгутиків, які служать для пересування. Розташовані вони переважно на передньому кінці клітини і являють собою ниткоподібні вирости ектоплазму. Усередині кожного джгутика проходять мікрофібрил, побудовані з скорочувальних білків. Прикріплюється джгутик до базального бичка, розташованому в ектоплазму. Підстава джгутика завжди пов'язане з кінетосомой, що виконує енергетичну функцію.

Тіло жгутикового найпростішого, крім цитоплазматичної мембрани, вкрите зовні пеллікулой - спеціальної периферичної плівкою (похідної ектоплазму). Вона і забезпечує сталість форми клітини.

Іноді між жгутиком і пеллікулой проходить хвилеподібна цитоплазматична перетинка - ундулірующая мембрана (специфічна органела пересування). Рухи джгутика призводять мембрану в хвилеподібні коливання, які передаються всій клітці.

Ряд джгутикових має опорну органели - аксостиль, який у вигляді щільного тяжа проходить через всю клітину.

Жгутикові - гетеротрофи (харчуються готовими речовинами). Деякі здатні також до автотрофного харчування і є міксотрофи (наприклад, евглена). Для багатьох свободноживущих представників характерно заковтування грудочок їжі (голо-зойное харчування), яке відбувається за допомогою скорочень джгутика. У підстави джгутика розташований клітинний рот (цис-тостома), за яким слід ковтка. На її внутрішньому кінці формуються травні вакуолі.

Розмноження безстатеве зазвичай, відбувається поперечним поділом. Зустрічається і статевий процес у вигляді каплиці.

Типовим представником вільноживучих джгутикових є евглена зелена (Euglena viridis). Мешкає в забруднених ставках і калюжах. Характерна особливість - наявність спеціального световоспрінімающіе органу (стигми). Довжина евглени близько 0,5 мм, форма тіла овальна, задній кінець загострений. Джгутик один, розташований на передньому кінці. Рух за допомогою джгутика нагадує вгвинчування. Ядро знаходиться ближче до заднього кінця. Евглена має ознаки як рослини, так і тварини. На світлі харчування автотрофне за рахунок хлорофілу, в темряві - гетеротрофное. Такий змішаний тип живлення називається мікс-трофним. Евглена запасає вуглеводи у вигляді парам, близького за будовою до крохмалю. Дихання евглени таке ж, як у амеби. Пігмент червоного світлочутливого очка (стигми) - астаксантин - в рослинному царстві не зустрічається. Розмноження безстатеве.

Особливий інтерес представляють колоніальні джгутикові - пандорина, еудоріна і вольвокс. На їхньому прикладі можна простежити історичний розвиток статевого процесу.

ЛЕКЦІЯ № 19. Патогенні жгутиконосци

Медичне значення мають ті види жгутикових, які паразитують у тілі людини і тварин.

Тріпаносоми (Tripanosoma) є збудниками африканської та американської сонних лихоманок. Ці жгутикові мешкають в тканинах людського тіла. Передача їх до господаря здійснюється трансмісивно, тобто через переносників.

Лейшманіі (Leishmania) - збудники лейшманіозів, трансмісивних захворювань з природного осередкових. Переносники - москіти. Природні резервуари - гризуни, дикі і домашні хижаки.

Виділяють три основні форми захворювань, що викликаються лейшманиями, - шкірний, вісцеральний і слизисто-шкірний лейшманіози.

Лямблії кишкова (Lamblia intestinalis) - єдиний вид найпростіших, що мешкає в тонкій кишці. Викликає лямб-ліоз. Лямблії можуть проникати в жовчні ходи і печінку.

1. Трихомонади (Trichomonas vaginalis) і Т. hominis

Це збудники трихомоніазу. Мешкають в статевих і сечо-вивідних шляхах.

Морфологічна характеристика трихомонад

Трихомонади (клас жгутикові) є збудниками захворювань, званих трихомоніазу. В організмі людини живуть кишкова і піхвова (урогенітальна) тріхо-монади.

Урогенітальна трихомонада (Trichomonas vaginalis) - збудник урогенітального трихомоніазу. У жінок ця форма мешкає в піхві і шийці матки, у чоловіків - в сечівнику, сечовому міхурі та передміхуровій залозі. Виявляється у 30-40% жінок і 15% чоловіків. Захворювання поширене повсюдно.

Довжина паразита - 15-30 мкм. Форма тіла грушовидна. Має 4 джгутика, які розташовані на передньому кінці тіла.

Є ундулірующая мембрана, яка доходить до середини тіла. В середині тіла розташований аксостиль, який виступає з клітки на її задньому кінці у вигляді шпильки. Характерну форму має ядро: овальне, загострене з обох кінців, нагадує сливову кісточку. Клітка містить травні вакуолі, в яких можна виявити лейкоцити, еритроцити і бактерії сечостатевої флори, якими харчується урогенітальна трихомонада. Цист не утворює.

Зараження відбувається найчастіше статевим шляхом при незахищеному статевому контакті, а також при користуванні загальним ліжком і предметами особистої гігієни: рушниками, мочалками і пр. Фактором передачі можуть послужити і нестерильний гінекологічний інструментарій, і рукавички при проведенні гінекологічного огляду.

Видимої шкоди хазяїну цей паразит зазвичай не приносить, однак викликає хронічне запалення в сечостатевих шляхах. Це відбувається за рахунок тісного контакту збудника з слизовими оболонками. При цьому ушкоджуються клітини епітелію, він слущивается, виникають мікровоспалітельние вогнища та ерозії на поверхні слизових оболонок.

У чоловіків захворювання може спонтанно закінчитися одужанням через 1-2 місяці після зараження. Жінки хворіють довше (до декількох років).

Діагностика. На підставі виявлення вегетативних форм в мазку виділень з сечостатевих шляхів.

Профілактика - дотримання правил особистої гігієни, застосування індивідуальних засобів захисту при статевих контактах.

Кишкова трихомонада (Trichomonas hominis) - невеликий жгутіконосец (довжина - 5-15 мкм), що живе в товстій кишці. Має 3-4 джгутика, одне ядро, ундулирующую мембрану і аксостиль. Харчується бактеріями кишкової флори. Освіта цист не встановлено.

Зараження відбувається через заражену трихомонадами їжу і воду. При попаданні в кишечник паразит швидко розмножується і може викликати проноси. Зустрічається і в кишечнику здорових людей, тобто можливо носійство.

Діагностика. На підставі виявлення вегетативних форм в калі.

Профілактика.

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни, термічна обробка їжі і води, ретельне миття овочів і фруктів (особливо забруднених землею).

2. Громадська. Санітарне облаштування місць громадського користування, спостереження за джерелами громадського водопостачання, санітарно-просвітницька робота з населенням.

2. Лямблії (Lamblia intestinalis)

Лямблії відносяться до класу Жгутикові. Це єдине найпростіше, що живе в тонкому кишечнику людини. Викликає захворювання, зване кишковим лямбліоз. Найчастіше їм хворіють діти молодшого віку.

Мешкає в тонкому кишечнику, головним чином у дванадцятипалій кишці, може проникати в жовчні протоки (внутрішньо-і позапечінкові), а звідти - в жовчний міхур і тканину печінки. Лямбліоз поширений повсюдно.

Морфологія

Розміри паразита - 10-18 мкм. Форма тіла нагадує розрізану навпіл грушу. Тіло чітко розділене на праву і ліву половини. У зв'язку з цим всі органели і ядра парні. Симетрично розташовані 2 ядра півмісяцевої форми (в середині тіла) і 4 пари джгутиків. У розширеній частині розташований прісасивательний диск, за допомогою якого паразит прикріплюється до ворсинок тонкого кишечника. Уздовж тіла йдуть 2 тонких аксо-стилю.

Особливості життєдіяльності лямблій

Лямблії здатні до утворення цист, які c фекаліями виділяються назовні і таким чином поширюються в навколишньому середовищі. Цисти утворюються в нижніх відділах тонкого кишечника.

Зрілі цисти мають овальну форму, містять 4 ядра та кілька опорних аксостіль. У зовнішньому середовищі вони досить стійкі до несприятливих умов і зберігають життєздатність протягом кількох тижнів.

Зараження людини відбувається при ковтанні цист, що потрапили в їжу або питну воду.

У тонкому кишечнику відбувається ексцістірованіе, утворюються вегетативні форми (трофозоіти). За допомогою присосок вони прикріплюються до ворсинок тонкої кишки.

Лямблії використовують поживні речовини, які вони захоплюють з поверхні клітин кишкового епітелію за допомогою піноцитозу. Якщо в кишечнику знаходиться велика кількість лямблій, вони здатні покрити досить великі поверхні кишкового епітелію.

У зв'язку з цим істотно порушуються процеси пристінкового травлення і всмоктування їжі. Крім цього, присутність лямблій в кишечнику викликає запальні явища. Проникаючи в жовчні ходи, вони викликають запалення жовчного міхура і порушують відтік жовчі.

Лямблії можуть зустрічатися у цілком здорових зовні людей. Тоді спостерігається безсимптомне носійство. Однак ці люди небезпечні, оскільки можуть заражати оточуючих.

Діагностика. На підставі виявлення цист у фекаліях. Трофозоїти можна виявити у вмісті дванадцятипалої кишки, отриманому при фракційному дуоденальному зондуванні.

Профілактика.

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни (таких як миття рук перед їжею і після відвідин туалету, ретельне миття фруктів і овочів, термічна обробка їжі і питної води тощо).

2. Громадська. Санітарний благоустрій громадських туалетів, підприємств громадського харчування, санітарно-про-просвітницькі робота з населенням.

3. Лейшманіі (Leishmaniae)

Лейшманіі (Leishmania) - це найпростіші класу жгутикові. Є збудниками лейшманіозів - трансмісивних захворювань з природного осередкових.

Захворювання у людини викликають кілька видів цього паразита: L. tropica - збудник шкірного лейшманіозу, L. do-novani - збудник вісцерального лейшманіозу, L. brasilien-sis - збудник бразильського лейшманіозу, L. mexicana - збудник центрально Американської форми захворювання. Всі вони мають морфологічне подібність і однакові цикли розвитку.

Існують у двох формах: жгутиковой (лептомонадной, інакше промастігота) і безжгутіковую (лейшманіальной, інакше амастігота).

Лейшманіальная форма дуже дрібна (3-5 мкм), округла. Джгутика не має. Мешкає в клітинах ретикулоендотеліальної системи людини і деяких тварин (гризунів, собак). Жгутикові форма подовжена (до 25 мкм), на передньому кінці має джгутик. Знаходиться в травному тракті переносників (дрібних москітів роду Phlebotomus). Ці форми можуть також утворюватися в штучних культурах. Природний резервуар - гризуни, дикі і домашні хижаки.

Лейшманіі широко поширені в країнах з тропічним і субтропічним кліматом, на всіх континентах, де є москіти.

При шкірному лейшманіоз вогнища ураження знаходяться в шкірі. Це найбільш поширена форма. Захворювання протікає відносно сприятливо. Викликається L. tropica, L. mexicana і деякими біовара L. brasiliensis. Після укусу москіта на відкритих частинах тіла утворюються округлі, довго незагойні виразки. Після загоєння залишаються рубці. Імунітет довічний. Деякі форми L. brasiliensis можуть мігрувати по лімфатичних судинах, викликаючи утворення виразок далеко від місця укусу.

Слизово-шкірний форма викликається підвидом L. brasiliensis brasiliensis. Лейшманіі проникають з шкіри по кровоносних судинах в слизову носоглотки, гортані, м'якого піднебіння, статевих органів, викликають деструктивні зміни в слизових.

Діагностика

Беруть виділення з шкірної або слизової виразки і готують мазки для подальшої мікроскопії.

Вісцеральна форма захворювання викликається L. donovani. Інкубаційний період тривалий, хвороба починається через кілька місяців або років після зараження. Хворіють частіше діти до 12 років. Захворювання протікає як системна інфекція. Паразити розмножуються в тканинних макрофагах і моноцитах крові. Дуже велика інтоксикація. Порушена функція печінки, кровотворення. При відсутності лікування хвороба закінчується летально.

Діагностика

Отримують пунктат червоного кісткового мозку (при пункції грудини) або лімфатичних вузлів з подальшим приготуванням мазка або відбитка для мікроскопії. У пофарбованих препаратах знаходять лейшманіальную форму паразита як поза-, так і внутрішньоклітинної локалізації. У сумнівних випадках роблять посів матеріалу на живильні середовища, де лейшманіальная форма перетворюється в жгутиковую, активно рухається і виявляється при звичайному мікроскопірованіі. Використовуються біологічні проби (наприклад, зараження лабораторних тварин).

Профілактика

Боротьба з переносниками (москітами), знищення природних резервуарів, профілактичні щеплення.

4. Тріпаносоми (Tripanosoma)

Збудниками трипаносомозов є трипаносоми (клас жгутикові). Африканські тріпаносомози (сонні лихоманки) викликають Tripanosoma brucei gambiensi і T. b. rhodesiense. Американський трипаносомоз (хвороба Чагаса) викликає Tripano-soma cruzi.

Паразит має зігнуте тіло, сплющене в одній площині, загострене з обох сторін. Розміри - 15-40 мкм. Стадії, що живуть в організмі людини, мають 1 джгутик, ундулірующую-щую мембрану і кінетопласт, розташований біля основи джгутика.

У тілі людини й інших хребетних паразит живе в плазмі крові, лімфі, лімфатичних вузлах, спинномозкової рідини, речовині головного і спинного мозку, серозних рідинах.

Захворювання повсюдно поширено по території всієї Африки.

Трипаносомоз, викликаний цими паразитами, є типовим трансмісивним захворюванням з природного осередкових. Збудник трипаносомозу розвивається зі зміною власників. Перша частина життєвого циклу проходить в організмі переносника. Tripanosoma brucei gambiensi переноситься мухами цеце Glossi-na palpalis (мешкає поблизу людського житла), T. b. rho-desiense, Glossina morsitans (у відкритих саванах). Друга частина життєвого циклу протікає в організмі остаточного хазяїна, в якості якого можуть виступати велика і дрібна рогата худоба, людина, свині, собаки, носороги, антилопи.

При укусі мухою цеце хворої людини трипаносоми потрапляють в її шлунок. Тут вони розмножуються і проходять кілька стадій. Повний цикл розвитку займає 20 днів. Мухи, у слині яких містяться трипаносоми в инвазионной (мета-циклічної) формі, при укусі можуть заразити людину.

Сонна хвороба без лікування може протікати довго (до декількох років). У хворих спостерігаються прогресуюча м'язова слабкість, виснаження, сонливість, депресія, розумова загальмованість. Можливо самовилікування, але найчастіше без лікування хвороба закінчується летально. Трипаносомоз, що викликається T. b. Rhodesiense, протікає більш злоякісно і закінчується летальним результатом через 6-7 місяців після зараження.

Діагностика

Досліджують мазки крові, спинномозкової рідини, проводять біопсію лімфатичних вузлів, в яких видно збудники.

Профілактика

Боротьба з переносниками, профілактичне лікування здорових людей в осередках трипаносомозов, що робить організм несприйнятливим до збудника.

Tripanosoma cruzi - збудник американського трипаносомозу (хвороби Чагаса). Для збудника характерна здатність до внутрішньоклітинного замешкання. Розмножуються тільки в клітинах міокарда, нейроглії і м'язів (у вигляді безжгутіковую форм), але не в крові.

Переносники - триатомові клопи. У їхньому тілі трипаносоми розмножуються. Після укусу клопи випорожнюються, збудник в стадії інвазійними потрапляють з фекаліями в ранку. Збудник мешкає в тканинах серця, мозку, м'язах. При цій хворобі характерні міокардити, крововиливу в мозкові оболонки, їх запалення.

Діагностика

Виявлення збудника в крові (в гострому періоді). При хронічному перебігу - зараження лабораторних тварин.

Профілактика

Та ж, що і при африканському трипаносомозе.

5. Загальна характеристика класу Споровики

Відомо близько 1400 видів споровиків. Всі представники класу є паразитами (або комменсаламі) людини і тварин. Багато споровики - внутрішньоклітинні паразити. Саме ці види зазнали найбільш глибоку дегенерацію в плані будови: їх організація спрощена до мінімуму. Вони не мають жодних органів виділення і травлення. Харчування відбувається за рахунок поглинання їжі всією поверхнею тіла. Продукти життєдіяльності також виділяються через всю поверхню мембрани. Органел дихання немає. Спільними рисами всіх представників класу є відсутність у зрілих форм будь-яких органел руху, а також складний життєвий цикл. Для споровиків характерні два варіанти життєвого циклу - з наявністю статевого процесу і без нього. Перший варіант циклу включає в себе стадії безстатевого розмноження та статевого процесу (у вигляді каплиці і спорогонии).

Безстатеве розмноження здійснюється простим поділом за допомогою мітозу чи множинним поділом (шізогоніей). При шизогонії відбувається багаторазове розподіл ядра без цітокінезом. Потім вся цитоплазма розділяється на частини, які відокремлюються навколо нових ядер. З однієї клітини утворюється дуже багато дочірніх. Перед статевим процесом відбувається утворення чоловічих і жіночих статевих клітин - гамет. Вони називаються гамонти. Потім різностатеві гамети зливаються з утворенням зиготи. Вона одягається щільною оболонкою і перетворюється в цисту, в якій відбувається спорогония - множинне поділ з утворенням клітин (спорозоитов). Саме на стадії спорозоита паразит і проникає в організм господаря. Споровики, для яких характерний саме такий цикл розвитку, мешкають в тканинах внутрішнього середовища організму людини (наприклад, малярійні плазмодії).

Другий варіант життєвого циклу набагато простіше і складається з стадії цисти і трофозоіти (активно живиться і розмножується форми паразита). Такий цикл розвитку зустрічається у споровиків, які мешкають в порожнинних органах, сполучених із зовнішнім середовищем.

В основному споровики, що паразитують в організмі людини та інших хребетних, мешкають в тканинах тіла. Вони можуть вражати як людини, так і багатьох тварин (у тому числі і диких). Таким чином, це зоо-і антропозоонозних захворювання, профілактика яких представляє собою складну задачу. Ці захворювання можуть передаватися нетрансміссівно (як токсоплаз-ми), тобто не мати специфічного переносника, або трансмісивно (як малярійні плазмодії), тобто через переносників.

Діагностика захворювань, що викликаються найпростішими класу Споровики, досить складна, так як паразити можуть жити в різних органах і тканинах (у тому числі глибоких), що знижує ймовірність їх виявлення. Крім того, вираженість симптомів захворювання невелика, оскільки вони не є суворо специфічними.

Токсоплазми (Toxoplasma gondii) - збудники токсоплаз-моза. Людина для цього паразита є проміжним хазяїном, а основні господарі - це кішки і інші представники сімейства Котячі.

Малярійні плазмодії (Plasmodium) - збудники малярії. Людина - проміжний господар, остаточний - комарі роду Anopheles.

6. Токсоплазмоз: збудник, характеристика, цикл розвитку, профілактика

Збудником токсоплазмозу є представник класу Споровики токсоплазма (Toxoplasma gondii). Вражає величезна кількість видів тварин, а також людини.

Паразит, локалізований в клітинах, має форму півмісяця, один кінець якого загострений, а інший закруглений. В центрі клітини знаходиться ядро. На загостреному кінці є структура, схожа на присоску, - коноида. Вона служить для фіксації та впровадження в клітини господаря.

Життєвий цикл типовий для споровиків. Відбувається чергування безстатевого і статевого розмноження - шизогонії, гамето-генезу і спорогонии. Остаточними господарями паразита є кішки і інші представники сімейства Котячі. Вони отримують збудника, поїдаючи м'ясо хворих тварин (гризунів, птахів) або заражене м'ясо великих травоїдних. У клітинах кишечника кішки паразити спочатку розмножуються шізогоніей, при цьому утворюється безліч дочірніх клітин. Далі протікає гаметогенез, утворюються гамети. Після їх копуляції формуються ооцисти, які і виділяються в зовнішнє середовище. Під оболонкою цисти протікає спорогония, утворюється безліч спорозоитов.

Спороцисти зі спорозоитами потрапляють в організм проміжного хазяїна - людини, птахів, багатьох ссавці і навіть деяких плазунів.

Потрапляючи в клітини більшості органів, токсоплазми починають активно розмножуватися (множинним поділом). В результаті під оболонкою однієї клітини виявляється величезна кількість збудників (формується псевдоцист). При руйнуванні однієї клітини з неї виходить безліч збудників, які проникають в інші клітини. Інші групи токсоплазм в клітинах господаря покриваються товстою оболонкою, формуючи цисту. У такому стані токсоплазми можуть зберігатися довгий час. В навколишнє середовище вони не виділяються. Цикл розвитку замикається при поїданні кішками зараженого м'яса проміжних господарів.

В організмі хворої людини токсоплазми виявляються в клітинах головного мозку, печінки, селезінки, в лімфатичних вузлах і м'язах. Людина як проміжний господар може отримати токсоплазми при вживанні в їжу м'яса заражених тварин, через пошкоджену шкіру і слизові оболонки при догляді за хворими тваринами, при обробці інфікованих м'яса або шкур, трансплацентарно (токсоплазми здатні проходити через здорову плаценту), при медичних маніпуляціях - переливанні донорської крові та її препаратів, пересадці донорських органів на фоні прийому імунодепресантів (пригнічують природні захисні сили організму).

У більшості випадків спостерігаються безсимптомний паразито-носійство або хронічний перебіг без характерних симптомів (якщо паразити мають низьку патогенністю). В окремих випадках захворювання протікає гостро: з підйомом температури, збільшенням периферичних лімфатичних вузлів, появою висипки і проявами загальної інтоксикації. Це визначається індивідуальною чутливістю організму і шляхами проникнення паразита.

Профілактика

Термічна обробка продуктів харчування тваринного походження, санітарний контроль на бойнях і м'ясокомбінатах, виключення контактів вагітних і дітей з тваринами.

7. Малярійний плазмодій: морфологія, цикл розвитку

Малярійні плазмодії відносяться до класу Plasmodium і є збудниками малярії. В організмі людини паразитують наступні види плазмодіїв: P. vivax - збудник триденної малярії, P. malariae - збудник чотириденної малярії, P. falciparum - збудник тропічної малярії, P. ovale - збудник овалемалярії, близької до триденної (зустрічається тільки в Центральній Африці). Перші три види звичайні в тропічних і субтропічних країнах. Усі види плазмодіїв мають подібні риси будови і життєвого циклу, відмінність є лише в окремих деталях морфології і деякі особливості циклу.

Життєвий цикл типовий для споровиків і складається з безстатевого розмноження (шизогонії), статевого процесу і спорогонии.

Малярія - типове антропонозное трансмісивні захворювання. Переносники - комарі роду Anopheles (вони ж і остаточні господарі). Проміжний господар - тільки людина.

Зараження людини відбувається при укусі комара, в слині якого містяться плазмодії на стадії спорозоита. Вони проникають в кров, з потоком якій опиняються в тканини печінки. Тут відбувається тканинна (преерітроцітарная) шизогонія. Вона відповідає інкубаційному періоду хвороби. У клітинах печінки з спорозоитов розвиваються тканинні шизонти, які збільшуються в розмірах і починають ділитися шізогоніей на тисячі дочірніх особин. Клітини печінки при цьому руйнуються, і в кров потрапляють паразити на стадії мерозоїтів. Вони впроваджуються в еритроцити, в яких протікає еритроцитарна шизогонія. Паразит поглинає гемоглобін клітин крові, зростає і розмножується шізогоніей. При цьому кожен плазмодій дає від 8 до 24 мерозоїтів. Гемоглобін складається з неорганічної железосодержащей частини (гема) і білка (глобіну). Їжею паразита служить глобін. Коли вражений еритроцит лопається, паразит виходить у кров'яне русло, в плазму крові потрапляє гем. Вільний гем - сильна отрута. Саме його потрапляння у кров викликає страшні напади малярійної лихоманки. Температура тіла хворого піднімається так високо, що в давнину зараження малярією використовували як засіб лікування сифілісу (іспанської корости): трепонема не витримує таких температур. Розвиток плазмодіїв в еритроцитах проходить чотири стадії: кільця (тро-фозоіта), амебоподібним шизонти, фрагментації (освіти морули) і (для частини паразитів) освіти гаметоцитов. При руйнуванні еритроцита мерозоїти потрапляють у плазму крові, а звідти - в нові еритроцити. Цикл еритроцитарної шизогонії повторюється багато разів. Зростання трофозоіти в еритроциті займає час, постійне для кожного виду плазмодіїв. Приступ лихоманки приурочений до виходу паразитів в плазму крові і повторюється кожні 3 або 4 дні, хоча при тривало поточному захворюванні чергування періодів може бути нечітким.

З частини мерозоїтів в еритроцитах утворюються незрілі га-Монті, які є інвазивної стадією для комара. При укусі комаром хворої людини гамонти потрапляють в шлунок комара, де з них утворюються зрілі гамети. Після запліднення утворюється рухлива зигота (оокінета), яка проникає під епітелій шлунка комара. Тут вона збільшується в розмірах, покривається щільною оболонкою, формується ооціс-та. Всередині неї відбувається множинне поділ, при якому утворюється величезна кількість спорозоитов. Потім оболонка ооцисти лопається, плазмодії з током крові проникають в усі тканини комара. Найбільше їх накопичується в його слинних залозах. Тому при укусі комара спорозоїти можуть проникнути в організм людини.

Таким чином, у людини плазмодій розмножується тільки безстатевим шляхом - шізогоніей. Людина - це проміжний господар для паразита. В організмі комара протікає статевий процес - утворення зиготи, утворюється безліч спорозоитов (йде спорогония). Комар - це остаточний господар, він же і переносник.

Малярія: патогенний значення, діагностика, профілактика.

Малярія - це важке захворювання, яке характеризується періодичними виснажливими нападами лихоманки з ознобами і проливним потом. При виході великої кількості за-зоітов з еритроцитів в плазму крові викидаються багато токсичних продуктів життєдіяльності самого паразита та продукти розпаду гемоглобіну, яким харчується плазмодій. При дії їх на організм виникає виражена інтоксикація, що проявляється в різкому приступообразном підвищенні температури тіла, появі ознобу, головних і м'язових болів, різкої слабості. Температура може досягати значних відміток (40-41 ° C). Ці напади виникають гостро і тривають в середньому 1,5-2 ч. Після цього з'являються спрага, сухість у роті, відчуття жару. Через кілька годин температура знижується до нормальних цифр, всі симптоми купируются, хворі засинають. В цілому весь напад триває від 6 до 12 ч. Є відмінності в проміжках між нападами при різних типах малярії. При триденної і овалі-малярії приступи повторюються через кожні 48 ч. Їх кількість може досягати 10-15, після чого вони припиняються, тому що в організмі починають вироблятися антитіла проти збудника. Паразити в крові ще можуть виявлятися, тому людина стає паразито-носієм і становить небезпеку для оточуючих.

При малярії, спричиненої P. malariae, проміжки між нападами становлять 72 ч. Часто зустрічається безсимптомне носійство.

При тропічній малярії на початку захворювання проміжки між нападами можуть бути різними, але потім повторюються кожні 24 ч. При цьому виді малярії велика небезпека летального результату через виникнення ускладнень з боку центральної нервової системи або нирок. Особливо небезпечна тропічна малярія для представників європеоїдної раси.

Людина може заражатися малярією не тільки при укусі інфікованого комара. Зараження можливе також при гемо-трансфузії (переливанні) зараженої донорської крові. Найчастіше цей спосіб зараження зустрічається при чотириденної малярії, тому що при цьому шизонтів в еритроцитах мало, вони можуть не виявлятися при дослідженні крові донорів.

Діагностика

Можлива тільки в період еритроцитарної шизогонії, коли в крові можна виявити збудника. Плазмодій, нещодавно проник в еритроцит, має вигляд кільця. Цитоплазма в ньому у вигляді обідка оточує велику вакуоль. Ядро зміщене до краю.

Поступово паразит росте, у нього з'являються ложноножки (у амебоподібним шизонти).

Він займає майже весь еритроцит. Далі відбувається фрагментація шизонти: в деформованому еритроциті виявляється безліч мерозоїтів, в кожному з яких міститься ядро. Крім безстатевих форм, в еритроцитах також можна знайти га-метоціти. Вони більші, не мають ложноножек і вакуолей.

Профілактика

Виявлення та лікування всіх хворих на малярію (ліквідація джерела інвазії комара) і знищення комарів (ліквідація переносників) за допомогою спеціальних інсектицидів та меліоративних робіт (осушення боліт).

При поїздці в райони, несприятливі з малярії, слід профілактично приймати протималярійні препарати, оберігатися від укусів комарів (використовувати протимоскітні сітки, наносити відлякують кошти на шкіру).

ЛЕКЦІЯ № 20. Клас Інфузорії (війчасті)

Відомо близько 6000 видів, що відносяться до класу інфузорій. Більшість представників - це мешканці морських і прісних водоймищ, деякі живуть у вологому грунті або піску. Багато видів є паразитами людини і тварин.

1. Огляд будови інфузорій

Інфузорії - це найбільш складно влаштовані найпростіші. Вони мають численні органоїди руху - вії, на які часто покривають все тіло тварини. Вони значно коротше джгутиків і являють собою полімеризовані джгутики. Кількість ресничек може бути дуже велика. У різних видів вії можуть матися тільки на ранніх етапах розвитку, а в інших - зберігатися на все життя. При електронній мікроскопії з'ясовано, що кожна ресничка складається з певної кількості волоконець (мікротрубочок). В основі кожної війки лежить базальне тільце, яке розташоване в прозорій ектоплазму.

Інша особливість: кожна особина має не менше двох ядер - великого (макронуклеуса) і малого (микронуклеуса). Іноді може бути кілька мікро-і макронуклеус. Велике ядро ​​відповідально за обмін речовин, а мале - регулює обмін генетичної інформації при статевому процесі (кон'югації). Макронуклеуси інфузорій поліплоїдні, а мікронуклеуси гаплоїдни або диплоїдні. При статевому процесі макронуклеус руйнується, а мікронуклеус мейотіческіх ділиться з утворенням чотирьох ядер, з яких три гинуть, а четверте ділиться мітотично з утворенням чоловічого і жіночого гаплоїдних ядер. Між двома інфузоріями виникає тимчасовий цитоплазматичний місток в області цітостомов. Чоловіче ядро ​​кожної особини переходить в клітку партнера, жіноче залишається на місці. У кожній клітині відбувається злиття власного жіночого ядра з чоловічим ядром партнера. Потім відновлюється мікронуклеус, інфузорії розходяться. Кількість клітин при цьому не збільшується, але обмін генетичною інформацією відбувається.

Всі інфузорії мають постійну форму тіла, що забезпечується наявністю у них пеллікули (щільної оболонки, що покриває все тіло зовні).

Є складно побудований апарат харчування. На так званій черевній стороні інфузорії є постійне освіта - клітинний рот (цитостом), який переходить в глотку (цітофарінгс). Глотка відкривається безпосередньо в ендоплазму. Вода з містяться в ній бактеріями (їжею інфузорій) за допомогою війок заганяється в рот, звідки потрапляє в цитоплазму і оточується травної вакуолью. Вакуоль переміщається по цитоплазмі, а травні ферменти при цьому виділяються поступово (так забезпечується більш повне переварювання).

Неперетравлений залишок викидається через спеціальний отвір - порошіцу. Є дві скоротливі вакуолі, що скорочуються по черзі кожні 20-25 с.

Розмноження інфузорій в більшості своїй відбувається шляхом поперечного поділу. Час від часу здійснюється статевий процес у вигляді кон'югації.

Типовим представником класу є інфузорія туфелька, яка мешкає в невеликих водоймах, калюжах. Характерною особливістю цього представника є наявність тріхоціст - маленьких веретеноподібних тілець, які викидаються назовні при подразненні. Вони служать як для захисту, так і для нападу.

В організмі людини паразитує єдиний представник класу - балантидий, який мешкає в травній системі і є збудником балантидіазу.

2. Балантидий (Balantidium coli)

Балантидий є збудником балантидіазу. Захворювання це поширене повсюдно.

Мешкає в товстому кишечнику людини. Ця інфузорія відноситься до числа найбільш крупних найпростіших: її величина - 30-200, 20-70 мкм. Форма тіла овальна. Має багато рис будови, характерні для вільноживучих інфузорій. Все тіло балантидія вкрите численними короткими віями, довжина яких навколо клітинного рота (цітостома) дещо більше, ніж на інших ділянках тіла. Крім цітостома, є цітофарінгс і порошіца. Є пеллікула, під якою знаходиться шар прозорою ектоплазму. Глибше розташована ендоплазма з органелами і двома ядрами - макронуклеус і мікронуклеус. Велике ядро ​​зазвичай має бобовидную або гантелеобразную форму, поруч розташоване маленьке ядро.

На передньому і задньому кінцях тіла знаходиться по одній пульсуючої вакуолі, які беруть участь у регуляції осмотичного рівноваги в клітці. Крім того, вакуолі виділяють продукти дисиміляції (обміну речовин).

Балантидий утворює цисти овальної або кулястої форми, до 50-60 мкм в діаметрі. Циста покрита двуслойной оболонкою і не має вій. У ній зазвичай не видно микронуклеуса, але виразно видно скорочувальна вакуоль.

Розмножується балантидий, як і інші інфузорії, поперечним поділом. Іноді буває статевий процес у вигляді кон'югації.

Зараження людини відбувається цистами через забруднену воду і їжу. Цисти можуть також розноситися мухами. Джерелами розповсюдження захворювання можуть служити і свині, і пацюки, у яких в кишечнику паразитує це найпростіше.

У людини захворювання проявляється у формі безсимптомного носійства або гострого захворювання, яке супроводжується кишкової колькою. Крім цього, балантидий може жити в кишечнику людини, харчуючись бактеріями і не приносячи особливої ​​шкоди. Однак він може впроваджуватися в стінку товстої кишки, викликаючи утворення кровоточать та гнійних виразок. Для захворювання характерна поява тривалих кривавих проносів з гноєм. Іноді виникає перфорація кишкової стінки (виникає отвір в стінці), розвивається каловий перитоніт. При важкому перебігу захворювання (особливо при перитоніті і перфорації) хворі можуть навіть загинути. Як і при амебної дизентерії, балантидий може проникати в кровоносне русло з кишкової стінки і з потоком крові розносяться по організму.

Він здатний осідати в легенях, печінці, головному мозку, де може викликати утворення абсцесів. Діагностика

Мікроскопія мазка калу хворого. В мазку виявляють цисти і трофозоіти балантидія. Виявляються слиз, кров, гній і маса паразитів.

Профілактика.

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни.

2. Громадська. Санітарне облаштування місць громадського користування, спостереження за джерелами громадського водопостачання, санітарно-просвітницька робота з населенням, боротьба з гризунами, гігієнічне утримання свиней.

ЛЕКЦІЯ № 21. Тип Плоскі черви (Plathelminthes)

1. Характерні риси організації

Тип налічує близько 7300 видів, які об'єднуються в такі три класи, як:

1) війчасті черви;

2) Сисуни;

3) Стрічкові черв'яки.

Вони зустрічаються в морських і прісних водоймах. Частина видів перейшла до паразитичного способу життя. Головні ароморфозів плоских хробаків:

1) білатеральна симетрія тіла;

2) розвиток мезодерми;

3) поява систем органів.

Плоскі черв'яки є білатерально симетричними тваринами. Це означає, що всі органи їх тіла розташовані симетрично щодо правої і лівої сторін. Тканини і органи їх тіла розвиваються з трьох зародкових листків - екто-, ендо-і мезодерми. Пристосування до повзання по субстрату призвело до появи у них черевної і спинний, правої та лівої сторін, а також переднього і заднього кінців тіла.

Тіло плоского черв'яка сплощено в дорсовентральной напрямку. Порожнина тіла у них відсутній, весь простір між внутрішніми органами заповнений пухкою сполучною тканиною - паренхімою.

Плоскі черви мають розвинені системи органів: м'язову, травну, видільну, нервову і статеву.

У них є шкірно-м'язовий мішок. Він складається з покривної тканини - тегумент, який представляє собою неклеточную багатоядерних структуру типу синцития, і трьох шарів гладких м'язів, що проходять в поздовжньому, поперечному і косому напрямках. Тіло сисунів покрито кутикулою, що захищає їх від дії травних соків хазяїна. Всі рухи, які здійснюють плоскі черв'яки, повільні і недосконалі.

Нервова система складається з парних нервових вузлів (гангліїв), розташованих на головному кінці тулуба, від яких кзади відходять паралельні поздовжні нервові стовбури.

Травна система (якщо вона є) починається глоткою, а закінчується сліпо замкненим кишечником. Є передня і середня кишки. Задня кишка і анальний отвір відсутні. При цьому неперетравлені залишки їжі викидаються через рот.

У плоских хробаків вперше з'являється видільна система, яка складається з органів, званих протонефридии, вони починаються в глибині паренхіми кінцевими (термінальними) клітинами зірчастої форми.

Протонефридии захоплюють продукти обміну речовин і переміщують їх по внутрішньоклітинним каналах, які проходять всередині довгих відростків протонефрідіальних клітин. Далі продукти, що підлягають виділенню, надходять у збірні трубочки, а звідти або безпосередньо в зовнішнє середовище, або в сечовий міхур.

Статева система черв'яків складно влаштована. Плоскі черви поєднують в собі ознаки обох статей - чоловічої і жіночої.

Більшість війчастих черв'яків - свободноживущие хижаки. Медичне значення мають представники двох класів - Сисуни (Trematodes) і Стрічкові черв'яки (Cestoidea).

Представники сисунів

Печінковий сисун (фасциола) - збудник фасциол-за (гігантський печінковий сисун викликає більш важкий фасціольоз), котячий, або сибірський, сисун - збудник опісторхозу, шистосоми - збудники шистосоматоз. Крім цього, в організмі людини паразитують фасціолопсіс - збудник фасціолопсідоз (мешкає в тонкому кишечнику), клонорхіс - збудник клонорхоз (мешкає в жовчних ходах печінки), легеневий сисун (парагонімус), що живе в легеневій тканині, він викликає парагонімоз та ін

Представники стрічкових хробаків

Широкий лентец - збудник дифиллоботриоза, бичачий ціп'як - збудник теніаринхозу, свинячий ціп'як - збудник теніозу і цистицеркозу, ехінокок - збудник ехіни-Коккоз і альвеокок - збудник альвеококкоза.

2. Клас Сисуни. Загальна характеристика

Сосальщики (Trematodes) - паразитичні організми. Відомо близько 3000 видів сисунів. Для цих паразитів характерні складні цикли розвитку, в яких відбувається чергування поколінь, а також способів розмноження і господарів.

Статевозріла особина має листоподібні форму. Рот розташований на термінальному кінці тіла і забезпечений потужною мускулистої присоском. Крім неї, є ще один присосок на черевній стороні. Додатковими органами прикріплення у деяких видів - дрібні шипики, що покриває все тіло.

Травна система дрібних видів сисунів являє собою мішок або два сліпо закінчуються каналу. У великих видів вона сильно розгалужується. Крім функції власне травлення, вона виконує ще й транспортну роль - перерозподіляє продукти харчування по всьому тілу. У плоских хробаків, у тому числі у сисунів, відсутня внутрішня порожнину тіла, а значить, немає кровоносної системи. Листоподібна форма тіла дає можливість кишці постачати все тіло поживними речовинами. Та ж форма робить можливим газообмін через всю поверхню тіла, оскільки органів і тканин, що лежать глибоко під кутикулою, просто немає.

Сосальщики - гермафродити. Чоловіча статева система: пара сім'яників, два семяпровода, семяізвергательний канал, ко-пулятівний орган (циррус). У печінкового сисуна насінники розгалужені, у котячого та ланцетоподібного - компактні. Жіноча статева система: яєчник, яйцепровід, желточников, семяприемник, матка, статева клоака. Желточников забезпечують яйце поживними речовинами, скорлупові залози - оболонками. Осіменіння внутрішнє, перехресне. Яйця дозрівають у матці.

Статевозріла особина (Маріта) завжди живе в організмі хребетного тварини. Вона виділяє яйця. Для подальшого розвитку яйце має потрапити у воду, де з нього виходить личинка - мирацидий. Личинка має світлочутливі вічка й вії, здатна самостійно відшукувати проміжного господаря, використовуючи різні види таксиса. Мірацидій повинен потрапити в організм брюхоногого молюска, суворо специфічного для даного виду паразита. У його організмі личинка перетворюється на материнську спороцисту, яка зазнає найбільш глибоку дегенерацію. Вона має тільки жіночі статеві органи, тому і розмножується тільки партеногене-тично.

При її розмноженні формуються багатоклітинні редии, які також розмножуються партеногенезом. Останнє покоління редій може генерувати церкарии. Вони покидає організм молюска і для подальшого розвитку повинні потрапити в тіло остаточного або другого проміжного хазяїна. У першому випадку церкарии або активно впроваджуються в організм остаточного хазяїна, або инцистируются на траві і заковтуються з нею.

У другому випадку церкарии шукають тих тварин, які використовуються основним господарем у їжу, і формують в їх тілі покояться стадії - инцистироваться метацеркарии. Основна маса церкариев гине, не потрапивши в організм основного господаря, так як вони нездатні до активного пошуку, або потрапляють в організм тих видів, розвиток в яких неможливо. Здатність паразита розмножуватися на личинкових стадіях значно збільшує його популяцію.

Після проникнення в організм остаточного хазяїна інвазійні стадії сисунів мігрують в ньому і знаходять потрібний для подальшого розвитку орган. Там вони досягають статевої зрілості і живуть.

Міграція по організму супроводжується явищами важкої інтоксикації і алергічними проявами.

Захворювання, що викликаються сосальщиками, носять загальна назва трематодозов.

3. Клас Сисуни. Його представники

Печінковий сисун. Морфологія, цикл розвитку, шляхи зараження, профілактика

Печінковий сисун, або фасциола (Fasciola hepatica), - збудник фасциолеза.

Захворювання поширене повсюдно, частіше за все в країнах з жарким і вологим кліматом. Мешкає паразит у жовчних протоках, печінці, жовчному міхурі, іноді підшлунковій залозі та інших органах.

Розміри тіла Маріти - 3-5 см. Форма тіла листоподібна, передній кінець клювообразним відтягнуть.

Необхідно звернути особливу увагу на будову статевих органів. Матка багатолопатеве і розташовується розеткою відразу за черевної присоском. За маткою лежить яєчник. З боків тіла розташовуються численні желточников і гілки кишечника. Всю середню частину тіла займають сильно розгалужені насінники. Яйця великі (135-80 мкм), жовтувато-коричневі, овальні, на одному з полюсів є кришечка.

Життєвий цикл печінкового сисуна типовий для цієї групи паразитів. Фасциола розвивається зі зміною власників. Остаточним хазяїном служать травоїдні ссавці (велика і дрібна рогата худоба, коні, свині, кролики тощо), а також людина. Проміжний хазяїн - прудовік малий (Limnea truncatula).

Зараження основного господаря відбувається при поїданні їм трави з заливних лугів (для тварин), немитої зелені і овочів (для людини). Зазвичай людина заражається при поїданні щавлю і крес-салату. На зелених рослинах розташовуються адо-Лескар - инцистироваться на листках церкарии.

Після потрапляння в кишечник остаточного господаря личинка звільняється від оболонок, пробуравливает стінку кишки і проникає в кровоносну систему, звідти - в тканину печінки. За допомогою присосок і шипиків фасциола руйнує клітини печінки, що викликає кровотечу і формування цирозу в результаті захворювання. Печінка збільшується в розмірах. З печінкової тканини паразит може проникати в жовчні ходи і викликати їх закупорку, з'являється жовтяниця. Паразит досягає статевої зрілості через 3-4 місяці після зараження і починає відкладати яйця, перебуваючи в жовчних ходах.

Діагностика

Виявлення яєць фасціоли у фекаліях хворого. Яйця можуть виявлятися і в фекаліях здорової людини при вживанні ним в їжу печінки хворих фасциолезом тварин (транзитних яєць). Тому при підозрі на захворювання перед обстеженням необхідно виключити з раціону печінку.

Профілактика

Ретельно мити овочі та зелень, особливо в районах, ендемічних щодо фасціольозу, там, де городи поливають водою з стоячих водойм. Не використовувати для пиття нефільтровану воду. Виявляти і лікувати хворих тварин, проводити санітарну обробку пасовищ, зміну пасовищ і випасів гусей і качок для знищення проміжного господаря. Велике значення має санітарно-просвітницька робота.

Котячий сисун. Морфологія, цикл розвитку, шляхи зараження, профілактика

Котячий, або сибірський, сисун (Opisthorchis felineus) - збудник опісторхозу. Цей паразит живе в печінці, жовчному міхурі та підшлунковій залозі людини, кішок, собак та інших видів тварин, які вживають в їжу сиру рибу. У нашій країні вогнища захворювання знаходяться по берегах річок Сибіру; окремі осередки - в Прибалтиці, на берегах Ками, Волги, Дніпра. Відомі природні вогнища захворювання в Казахстані.

Котячий сисун має блідо-жовтий колір, довжина його - 4-13 мм. У середній частині тіла знаходиться розгалужена матка, за нею - округлий яєчник. Характерна особливість - наявність в задній частині тіла двох розетковідних сім'яників, які добре фарбуються. Яйця котячого сисуна розмірами 25-30 X 10-15 мкм, жовтуватого кольору, овальні, звужені до полюса, на передньому кінці мають кришечку.

Остаточні господарі паразита - дикі і домашні ссавці і людина. Перший проміжний господар - молюск Bithinia leachi. Другий проміжний господар - коропові риби, в м'язах яких локалізуються метацеркарии.

Спочатку яйце з мірацидій потрапляє у воду. Далі воно заковтується молюском, в задній кишці якого мирацидий виходить з яйця, проникає в печінку і перетворюється в спороцисту. У ній шляхом партеногенезу розвиваються численні покоління редій, з них - церкарии. Церкарии залишають тіло молюска, потрапляють у воду і, активно плаваючи в ній, впроваджуються в тіло риби або заковтуються нею і проникають в підшкірну жирову клітковину та м'язи. Навколо паразита формуються оболонки. Ця стадія розвитку називається метацеркарій. При поїданні остаточним господарем сирої або в'яленої риби метацеркарии потрапляють в його шлунково-кишковий тракт. Під впливом ферментів оболонки розчиняються. Паразит проникає в печінку і жовчний міхур і досягає статевої зрілості.

Таким чином, для першого проміжного хазяїна инвазионной стадією є яйце з мірацидій, для другого - цер-Карий, для остаточного - метацеркарій.

Опісторхоз - важке захворювання. При одночасному па-разітірованіі безлічі особин він може закінчуватися летально. У частини хворих зареєстровані випадки захворювання на рак печінки, який, можливо, провокується постійним роздратуванням органу наявністю сисунів.

Діагностика

Лабораторне виявлення яєць котячого сисуна у фекаліях і дуоденальному вмісті, отриманому від хворого.

Профілактика

Дотримання правил особистої гігієни. Санітарно-просвітитель-ська робота. Вживання в їжу тільки добре провареної або прожареної риби (термічна обробка продуктів).

Шистосоми. Морфологія, цикл розвитку, шляхи зараження, профілактика

Шистосоми - збудники шистосомозов. Всі паразити живуть у кровоносних судинах, переважно у венах. Зустрічаються в ряді країн з тропічним і субтропічним кліматом (в основному в країнах Азії, Африки, Південної Америки).

На відміну від інших сисунів шистосоми - це роздільностатеві організми. Тіло самців більш коротке і широке. Самки мають шнуровідние форму. Молоді особини живуть окремо, але при досягненні статевої зрілості з'єднуються попарно. Після цього самка живе в гінекофорном каналі на черевній стороні самця.

Так як шистосоми мешкають у кровоносних судинах, їх яйця мають пристосування для виведення в порожнинні органи, а звідти - в зовнішнє середовище. Усі яйця мають шипики, через які виділяються різні ферменти, що розчиняють тканини організму господаря. За допомогою цих ферментів яйця проходять через стінку посудини, потрапляють у тканини. Можуть проникати в кишечник або сечовий міхур (в залежності від виду паразита). З цих порожнинних органів паразити виходять у зовнішнє середовище. Можливий гематогенний занос (по кровоносних судинах) яєць в багато внутрішні органи, що дуже небезпечно в зв'язку з розвитком місцевих множинних запальних процесів в цих органах.

Для деяких видів шистосом остаточним господарем є тільки людина, для інших (поряд з людиною) - різні види ссавців. Проміжними господарями є прісноводні молюски. В їхньому тілі відбувається розвиток личинкових стадій, які розмножуються партеногенетически з утворенням двох поколінь спороцист. Останнє покоління формує церкарии, які є инвазионной стадією для остаточного хазяїна. Церкарии мають характерний вигляд: роздвоєний хвіст, а на передньому кінці - специфічні залози проникнення, за допомогою яких відбувається потрапляння в організм остаточного хазяїна при перебуванні його у воді. При цьому личинки церкарии вільно плавають у воді і здатні активно пробуравлівают шкірні покриви тіла людини при купанні, роботі на рисових полях і у воді, пиття води із зрошувальних каналів та ін Одяг не захищає від попадання паразита в організм.

При проникненні через шкіру церкарии викликають специфічне її поразка у вигляді церкаріозов. Їх ознаками служить поява висипу, свербіння, алергічних станів. Якщо церкарии у великій кількості проникають в легені, може виникнути важка пневмонія.

Личинки патогенних для людини шистосом з потоком крові розносяться по організму. Осідають вони в основному у венах черевної порожнини або малого таза, де досягають статевозрілого віку.

Діагностика

Виявлення в сечі або фекаліях хворого яєць шистосом. Можлива постановка шкірних алергологічних проб, застосовуються імунологічні методи діагностики.

Профілактика

Використання для пиття тільки знезаражену воду. Уникати тривалого контакту з водою в місцях, ендемічних по шистосомозу. Боротьба з проміжним господарем - водними молюсками. Охорона водойм від забруднення неочищеними стічними водами.

Різні види шистосомозов

В організмі людини паразитує три основні види кров'яних сисунів. Це Schistosoma heamatobium, Sch. mansoni і Sch. japonicum. Вони відрізняються рядом біологічних особливостей, місцем життя в тілі людини і географічним поширенням. Всі шистосомози відносяться до природно-вогнищевих захворювань. Поширені в тропіках Азії, Африки і Америки.

Schistosoma heamatobium - збудник урогенітального шистосомозу, мешкає у великих венах черевної порожнини та органів сечостатевої системи.

Захворювання поширене від Африки до Південно-Західної Індії. Остаточний господар - людина і мавпи. Проміжні господарі - різні водні молюски.

Самець паразита має довжину до 1,5 см, а самка - до 2 см. Поверхня тіла дрібногорбиста. Яйця дуже великі, до 160 мм, мають шипом, за допомогою якого руйнують стінку посудини. З током крові вони проникають в сечовий міхур і органи статевої системи і з сечею виводяться назовні.

Для сечостатевого шистосомозу характерні наявність крові в сечі (гематурія), болі над лобком. Нерідко відбувається утворення каменів у сечовивідних шляхах. У місцях поширення цього захворювання набагато частіше зустрічається рак сечового міхура.

Діагностика

Виявлення яєць паразита при мікроскопії сечі. Характерні зміни сечового міхура і піхви при обстеженні - запалення, поліпозні розростання, виразки.

Schistosoma mansoni - збудник кишкового шистосомозу. Ареал набагато ширше, ніж у попереднього виду. Зустрічається в Африці, Індонезії, країнах Західної півкулі - Бразилії, Гайані, на Антильських островах і ін

Паразитує у венах брижі і товстого кишечника. Також вражає ворітну систему печінки.

На відміну від попереднього виду, має дещо менші розміри (до 1,6 см) і крупногорбиста поверхню тіла. Яйця за розмірами такі ж, як у Schistosoma heamatobium, але, на відміну від них, шип розташовується на бічній поверхні.

Остаточні господарі паразита - людина, мавпи, собаки, гризуни. Проміжні господарі - водні молюски.

При ураженні цим паразитом патологічні зміни відбуваються головним чином в товстому кишечнику (коліт, криваві проноси) і печінки (виникає застій крові, можливий рак).

Діагностика

Виявлення яєць у фекаліях хворого.

Schistosoma japonicum - збудник японського шистосомозу. Ареал охоплює Східну і Південно-Східну Азію (Японію, Китай, Філіппіни та ін.)

Паразитує в кровоносних судинах кишечника.

За розмірами не відрізняється від Sch. heamatobium, але має зовсім гладке тіло. Яйця округлі, шип дуже маленький, він розташований на бічній поверхні тіла.

Остаточні господарі - людина, безліч домашніх і диких ссавців. Проміжні господарі - водні молюски.

Прояви захворювання відповідають таким при кишковому шистосомозі. Але яйця паразита набагато частіше проникають в інші органи (у тому числі у головний мозок), тому захворювання протікає важко і часто закінчується смертю.

Діагностика

Виявлення яєць у фекаліях хворого.

4. Загальна характеристика класу Стрічкові черв'яки

Клас Стрічкові черв'яки (Cestoidea) налічує близько 3500 видів. Всі вони є облігатними паразитами, які в статевозрілому віці мешкають в кишечнику людини і інших хребетних.

Тіло (стробі) стрічкового хробака має стрічкоподібними форму, сплющене в дорсо вентральном напрямку. Складається з окремих члеників - проглоттид. На передньому кінці тіла знаходиться головка (сколекс), яка може бути округлої або сплощеної, далі йде несегментірованная шийка. На голівці розташовуються органи прикріплення - присоски, гаки, прісасивательние щілини (ботрии).

Нові проглоттіди відокремлюються від шийки і відсуваються назад. Таким чином, чим далі від шийки, тим більш зрілі членики. У молодих члениках органи і системи не диференційовані.

У середній частині стробіли розташовуються зрілі членики з цілком розвиненою чоловічої та жіночої статевої системи (стрічкові черв'яки - гермафродити).

Найостанніші членики містять майже виключно матку з яйцями, а решта органів представлені рудиментами. У процесі росту черв'яка задні членики поступово відриваються і виділяються в навколишнє середовище, а їхнє місце займають молоді проглоттіди.

Будова тіла стрічкового хробака в чому типово для плоских хробаків.

Але є й відмінності. У зв'язку з тим що ці черв'яки ведуть виключно паразитичний спосіб життя і мешкають в кишечнику, травна система у них повністю відсутня.

Поглинання поживних речовин з кишечника хазяїна відбувається осмотично усією поверхнею тіла.

Життєвий цикл. Всі стрічкові черв'яки мають у своєму розвитку дві стадії - статевозрілу (мешкають в організмі остаточного господаря) і личинкову (паразитують в проміжному господаря). Перші стадії розвитку яйця відбуваються в матці. Тут усередині оболонок яйця утворюється шестікрючний зародок - онко-сфера. З фекаліями господаря яйце потрапляє в зовнішнє середовище. Для подальшого розвитку яйце має потрапити в травну систему проміжного господаря. Тут яйце з допомогою гаків пробуравливает кишкову стінку і потрапляє в кровотік, звідки розноситься по органах і тканинах, де розвивається в личинку - фіну. Зазвичай вона має всередині порожнину і сформувалася голівку. Зараження остаточних господарів відбувається при поїданні м'яса заражених тварин, в тканинах яких знаходяться фіни. У кишечнику остаточного господаря під впливом його травних ферментів оболонка фіни розчиняється, голівка вивертається назовні і прикріплюється до стінки кишки. Від шийки починаються утворення нових члеників і зростання паразита.

Основний хазяїн не сильно страждає від цього паразита, який живе в кишечнику. Але життєдіяльність проміжних господарів може бути сильно порушена, особливо якщо фіни стрічкового хробака мешкають у нього в головному мозку, печінки або легенів.

Хвороби, які викликаються стрічковими черв'яками, називаються цестодозах. Багато видів цих паразитів вражають тільки людину, але є й такі, які зустрічаються у природній обстановці. Для них характерна наявність природних вогнищ.

5. Ціп'яки

Бичачий ціп'як. Морфологія, цикл розвитку, профілактика

Бичачий, або неозброєний, ціп'як (Taeniarhynchus sagina-tus) - збудник теніаринхозу. Захворювання зустрічається повсюдно в районах, де населення вживає в їжу сире або недостатньо просмажене (проварене) м'ясо великої рогатої худоби.

У статевозрілої стадії бичачий ціп'як досягає в довжину 4-7 м. На голівці є тільки 4 присоски, гаків немає (звідси назва).

У середній частині тіла є гермафродитні членики квадратної форми. Матка не розгалужується, яєчник має тільки дві частки. У кожному членику до 1000 пузиревидно сім'яників. Зрілі членики на задньому кінці тулуба сильно витягнуті, матка в них утворює величезну кількість бічних гілок і набита великою кількістю яєць (до 175000.). Яйця містять онкосфери (діаметр 10 мкм), покриті тонкою оболонкою. Кожна онкосфера має 3 пари гаків і товсту, радіально покреслену оболонку.

Остаточний господар бичачого ціп'яка - тільки людина, проміжні господарі - велика рогата худоба. Тварини заражаються, поїдаючи траву, сіно і інший корм з проглоттид, які разом з фекаліями потрапляють туди від людини. У шлунку худоби з яєць виходять онкосфери, які осідають в м'язах тварин, формуючи фіни. Вони носять назви цістіцерков. Цистицерк являє собою пухирець, заповнений рідиною, всередину якого ввернута головка з присосками. У м'язах худоби фіни можуть зберігатися довгі роки.

Характерною особливістю паразита є здатність його члеників активно виповзати з заднепроходного отвори поодинці.

Людина заражається при поїданні сирого або напівсирого м'яса зараженої тварини. У шлунку під впливом кислого середовища шлункового соку оболонка фіни розчиняється, назовні виходить личинка, яка прикріплюється до стінки кишечника.

Вплив на організм господаря полягає в:

1) ефекті відібрання їжі;

2) інтоксикації продуктами життєдіяльності паразита;

3) порушенні балансу кишкової мікрофлори (дисбакте-ріозе);

4) порушенні всмоктування і синтезу вітамінів;

5) механічному роздратуванні кишечнику;

6) можливий розвиток кишкової непрохідності;

7) запаленні стінки кишки.

Хворі люди втрачають у вазі, у них відсутній апетит, їх турбують болі в животі та порушення діяльності кишечника (чергування запорів і проносів).

Діагностика

Виявлення в фекаліях хворого зрілих члеників, що мають специфічну будову. Членики можна виявити і на тілі та білизна людини.

Профілактика.

1. Особиста. Ретельна термічна обробка яловичини і телятини.

2. Громадська. Строгий нагляд за обробкою і продажем м'яса на м'ясокомбінатах, бойнях, ринках. Проведення санітарно-просвітницької роботи з населенням.

Свинячий ціп'як. Морфологія, цикл розвитку, профілактика

Свинячий, або збройний, ціп'як (Taenia solium) - збудник теніозу. Захворювання зустрічається повсюдно в районах, де населення вживає в їжу сире або недостатньо термічно оброблене свиняче м'ясо.

У тілі людини паразит живе в тонкому кишечнику, може бути виявлений в очах, центральній нервовій системі, печінці, м'язах, легенях.

Статевозрілі форми досягають у довжину 2-3 м. На головці є присоски, а також віночок з 22-32 гаків.

Гермафродитні проглоттіди мають чоловічий статевий апарат, який складається з декількох сотень сім'яників і звивистого семяізвергательний каналу, що переходить у ціррусную сумку.

Вона переходить в клоаку і відкривається назовні. Є відмінні ознаки в будові жіночої статевої системи. Яєчник має третю додаткову часточку і більшу кількість гілок (7-12), що є важливою діагностичною ознакою. Яйця не відрізняються від яєць бичачого ціп'яка.

Життєвий цикл. Остаточний господар - тільки людина. Проміжні господарі - свиня, зрідка людина. Характерна особливість: членики виділяються з фекаліями людини не по одному, а групами по 5-6 штук. При підсиханні яєць їх оболонка лопається, яйця вільно розсіюються. Цьому процесу також сприяють мухи та птиці.

Свині заражаються, поїдаючи нечистоти, в яких можуть міститися проглоттіди. У шлунку свиней розчиняється оболонка яйця, з нього виходять шестікрючние онкосфери. По кровоносних судинах вони потрапляють у м'язи, де осідають і через 2 місяці перетворюються на фіни. Вони носять назви цістіцер-ков і являють собою пухирець, заповнений рідиною, всередину якого ввернута головка з присосками. У свинині цистит-церки мають розмір рисового зернятка і видно неозброєним оком.

Зараження людини відбувається при вживанні в їжу сирої або недостатньо термічно обробленої свинини. Під дією травних соків оболонка цистицерки розчиняється; вивертається сколекс, який прикріплюється до стінки тонкого кишечника. Потім від шийки починають утворюватися нові проглоттіди. Через 2-3 місяці паразит досягає статевої зрілості і починає продукувати яйця.

При цьому захворюванні досить часто виникають зворотна перистальтика кишечника і блювота. При цьому зрілі членики потрапляють в шлунок і перетравлюються там під впливом шлункового соку. Вивільнені онкосфери потрапляють в судини кишечника і з потоком крові розносяться по органах і тканинах. Можуть попадати в печінку, головний мозок, легені, очі, де формують цистицерки. Цистицеркоз головного мозку часто є причиною смерті хворих, а цистицеркоз очей призводить до втрати зору.

Лікування цистицеркоза тільки хірургічне.

Діагностика

Виявлення в фекаліях хворого зрілих члеників, що мають специфічну будову. Членики можна виявити і на тілі та білизна людини, так як вони можуть виповзати з ануса і активно пересуватися.

Профілактика.

1. Особиста. Ретельна термічна обробка свинини.

2. Громадська. Охорона пасовищ від зараження фекаліями людини. Строгий нагляд за обробкою і продажем м'яса на м'ясокомбінатах, бойнях, ринках.

Карликовий ціп'як. Морфологія, цикл розвитку, профілактика

Карликовий ціп'як (Hymenolepis nana) - збудник гімено-лепідоза. Захворювання зустрічається повсюдно, особливо в країнах з жарким і сухим кліматом. Хворіють переважно діти дошкільного віку. У віці від 7 до 14 років захворювання реєструється рідко, в більш старшому майже не зустрічається. В організмі людини живе в тонкому кишечнику.

Карликовий ціп'як має невелику довжину (1,5-2 см). Головка грушовидна, має 4 присоски і хоботок з віночком із гаків. Стробі містить 200 і більше члеників. Вони дуже ніжні, тому руйнуються ще в кишечнику. У зв'язку з цим в навколишнє середовище потрапляють тільки яйця. Розмір яєць - до 40 мкм. Вони безбарвні і мають округлу форму.

Життєвий цикл паразита зазнав істотних змін за час тривалої адаптації до людини. Цей паразит придбав здатність розвиватися без зміни господарів в організмі людини протягом тривалого часу, не покидаючи його на стадії яйця. Таким чином, людина для карликового ціп'яка є одночасно і посередником, і остаточним господарем. Якщо людина проковтує яйця карликового ціп'яка при недотриманні правил особистої гігієни, вони потрапляють в тонкий кишечник, де під впливом травних ферментів розчиняється їхня оболонка. З яєць виходять онкосфери, які впроваджуються в ворсинки тонкого кишечника, де з них розвиваються цистит-церкоіди. Спереду вони мають роздуту частина з ввернутой головкою, а на задньому кінці тіла розташований хвостовідний придаток. Через кілька днів уражені ворсинки руйнуються, і цистит-церкоіди випадають в просвіт кишки. Молоді особини прикріплюються до слизової оболонки кишечника і досягають статевої зрілості. Відомі випадки, коли в кишечнику однієї людини одночасно перебувало до 1500 ціп'яків. Яйця цього паразита можуть не виділятися в зовнішнє середовище і перетворюватися на статевозрілі особини вже в кишечнику. Спочатку з них утворюються цис-тіцеркоіди, а потім дорослі ціп'яки, тобто виникає повторне самозараження (аутореінвазія).

Патогенну дію. Руйнується частина ворсинок тонкого кишечника, що призводить до порушення процесів пристінкового травлення. Крім цього, організм отруюється продуктами життєдіяльності гельмінта. Порушується діяльність кишечника, з'являються болі в животі, проноси, головні болі, дратівливість, слабкість, швидка стомлюваність.

Захворювання не може тривати нескінченно, тому що організм людини здатний виробляти імунітет проти паразита. Він ускладнює розвиток наступних поколінь паразита, особливо при аутореінвазіі. Після зміни кількох поколінь відбувається самовилікування.

Діагностика

Виявлення яєць карликового ціп'яка у фекаліях хворого. Профілактика.

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни, прищеплення гігієнічних навичок дітям.

2. Громадська. Ретельне прибирання дитячих установ (особливо туалетів), стерилізація іграшок.

Необхідна постійна боротьба з механічними переносниками яєць, тобто з комахами.

Ехінокок. Морфологія, шляхи зараження, цикл розвитку, профілактика

Ехінокок (Echinococcus granulosus) - збудник ехіни-Коккоз. Захворювання зустрічається по всій земній кулі, але частіше за все в тих країнах, де розвинене тваринництво.

Статевозріла форма паразита має довжину 2-6 мм і складається з 3-4 члеників. Передостанній гермафродитні (тобто має жіночі та чоловічі статеві органи). Останній членик є зрілим і містить матку з яйцями у кількості до 5000, в яких знаходяться онкосфери. Яйця ехінокока за формою і розмірами схожі з яйцями свинячого та бичачого ціп'яків. На голівці (сколексе) є 4 присоски і хоботок з двома віночками з гаків.

Життєвий цикл. Остаточні господарі - хижі тварини сімейства псів (собаки, шакали, вовки, лисиці). Проміжні господарі - травоїдні тварини (корови, вівці), свині, верблюди, кролики і багато інші ссавці, а також людина. Остаточний господар заражається, поїдаючи тканини зараженого проміжного господаря. Фекалії остаточних господарів містять яйця паразита. Крім цього, зрілі членики ехінокока можуть активно виповзати з заднепроходного отвори і поширюватися по шерсті тварин, залишаючи на ній яйця. Це збільшує вірогідність забруднення пасовищ.

Людина та інші проміжні господарі заражаються, ковтаючи яйця (найчастіше вони спочатку потрапляють на руки з вовни собак, а потім заносяться в рот). У травному тракті людини з яйця виходить онкосфера, яка проникає в кровоносне русло і з током крові розноситься по органах і тканинах. Там вона перетворюється у фіну. У ехінокока вона представляє міхур, нерідко досягає величезних розмірів (до 20-30 см в діаметрі). Стінка міхура має зовнішню шарувату капсулу і внутрішню паренхіматозну оболонку. На ній можуть утворюватися дочірні особини, які відокремлюються від стінки. Всередині бульбашки міститься рідина з продуктами життєдіяльності паразита.

Ехінокок робить досить велика патогенний вплив на організм людини. У личиночной стадії він може розташовуватися в самих різних органах: печінці, головному мозку, легенях, трубчастих кістках. Фінна може здавлювати органи, викликаючи їх атрофію. Тканини руйнуються, орган працює набагато гірше. У внутрішнє середовище організму людини постійно надходять продукти обміну речовин паразита, викликаючи важку інтоксикацію. Небезпечний розрив ехінококкового міхура. Тому що в ньому міститься рідина з продуктами дисиміляції паразита, при попаданні її в кров може виникнути токсичний шок, що загрожує загибеллю хворого. При цьому дочірні сколекси обсеменяются тканини, викликаючи розвиток нових фін.

Лікування ехінококозу тільки хірургічне.

Діагностика

За реакцією Кассон: підшкірно вводять 0,2 мл стерильної рідини з ехінококкового міхура. Якщо протягом 3-5 хв утворився міхур збільшується в п'ять разів, реакцію вважають позитивною.

Профілактика

Дотримання правил особистої гігієни, особливо при спілкуванні з тваринами. Знищення бродячих собак, обстеження і лікування домашніх і службових тварин. Знищення трупів хворих тварин.

Широкий лентец. Морфологія, шляхи зараження, цикл розвитку, профілактика

Широкий лентец (Diphyllobotrium latum) - збудник ді-філлоботріоза. Захворювання зустрічається в основному в країнах з помірним кліматом. У Росії - по берегах Волги, Дністра та інших великих річок.

В організмі людини паразит локалізується в тонкому кишечнику.

У статевозрілому стані паразит має довжину до 7-10 м і більше. Головка паразита (сколекс) позбавлена ​​присосок. До стінки кишечника він прикріплюється за допомогою двох ботрии, або прісасивательний щілин, які мають вигляд борозенок. Проглоттіди в ширину більше, ніж у довжину. Матка має характерну розетки-видну форму і невеликі розміри. Вона контактує з зовнішнім середовищем за допомогою отвору на передньому краї кожної проглоттіди. Тому що дозрівають яйця можуть вільно виходити з неї назовні. Яйця широкого лентеца широкі, овальні, розміром до 70 мкм, жовтувато-коричневого кольору. На одному полюсі вони мають кришечку, на іншому - невеликий горбок.

Життєвий цикл паразита найдавніший серед стрічкових черв'яків. У нього зберігається личиночная стадія, активно плаваюча у воді, - корацидий. Є два проміжних господаря, які мешкають у воді, - дрібні прісноводні ракоподібні (Cyclops і Diaptomus) і риби, ними харчуються. Остаточні господарі - людина і м'ясоїдні ссавці (кішки, рисі, лисиці, песці, собаки, ведмеді та ін).

Яйця потрапляють у воду з фекаліями людини. Через 3-5 тижнів з яйця виходить рухливий, покритий віями кораці-дій, який має 3 пари гаків. Корацидий заковтуються рачками (перший проміжний господар), у кишечнику яких вони втрачають вії і перетворюються на личинку - процеркоід. Процеркоід має подовжену форму тіла і 6 гаків. Якщо рачка проковтує риба (другий проміжний господар), в її м'язах процеркоід переходить в наступну (личинкові) стадію - плероцеркоід.

Людина заражається при вживанні в їжу сирої або напівсирої риби або свежепосоленой ікри. При солінні, маринуванні, смаженні м'яса плероцеркоіди гинуть.

Дифиллоботриоз - небезпечне захворювання. Паразит ущемляє своїми прісасивательний щілинами слизову і може викликати її омертвіння. За рахунок великих розмірів гельмінта часто виникає кишкова непрохідність. З'являється ефект відібрання їжі: паразит споживає поживні речовини з кишечника, а людина їх не отримує (виникає виснаження). Інтоксикація є наслідком викиду токсичних продуктів життя паразита в кров. Часто виникає дисбактеріоз, так як паразит знаходиться в антагонізмі з нормальною кишковою мікрофлорою. Виникає порушення всмоктування вітаміну В 12 з кишечника, внаслідок чого може виникнути важка форма В 12-дефіцитна анемія фолієвої кислоти.

Діагностика. Виявлення яєць і обривків зрілих члеників широкого лентеца у фекаліях.

Профілактика.

1. Особиста. Відмова від вживання сирої риби (що часто зустрічається як склалася культурна традиція у народів Крайньої Півночі), ретельна термообробка риби.

2. Громадська. Охорона водойм від фекального забруднення.

ЛЕКЦІЯ № 22. Тип Круглі черви (Nemathelminthes)

1. Особливості будови

Описано понад 500 000. видів круглих черв'яків. Живуть вони в різних середовищах: морських і прісних водах, грунті, розкладаються органічних субстратах та ін Багато черв'яки пристосувалися до паразитичного способу життя.

Головні ароморфозів типу:

1) первинна порожнина тіла;

2) наявність заднього відділу кишечника і анального отвору;

3) раздельнополость.

У всіх круглих хробаків тіло несегментірованное, має в поперечному перетин більш-менш округлу форму. Тіло тришарове, розвивається з ендо-, мезо-та ектодерми. Є кож-но-мускульний мішок. Він складається із зовнішньої нерозтяжної щільної кутикули, гіподерми (представлену єдиної багатоядерної цитоплазматичної масою без кордонів між клітинами - сінцітіем) і одного шару поздовжніх гладком'язових волокон. Кутикула грає роль зовнішнього скелета (опори для м'язів), захищає від впливу несприятливих факторів навколишнього середовища. У гиподерме активно протікають процеси обміну речовин. Вона ж затримує всі токсичні для гельмінта продукти. М'язовий шар складається з окремих клітин, які згруповані у 4 тяжа поздовжніх м'язів - спинний, черевний і два бокових.

Круглі черви мають первинну порожнину тіла - псевдоцель, яка заповнена рідиною. У ній розташовані всі внутрішні органи. Вони утворюють п'ять диференційованих систем - травну, видільну, нервову, статеву і м'язову. Кровоносна і дихальна системи відсутні. Крім цього, рідина надає тілу пружність, грає роль гідроскелета і забезпечує обмін речовин між внутрішніми органами.

Травна система представлена ​​у вигляді наскрізної трубки, яка починається ротовим отвором, оточеним кутикулярних губами, на передньому кінці тіла, а закінчується - анальним отвором на задньому кінці тіла. Травна трубка складається з трьох відділів - переднього, середнього і заднього. У гостриків є бульбус - розширення стравоходу.

Нервова система складається з головних гангліїв, окологлоточного кільця і ​​відходять від нього нервових стовбурів - спинного, черевного та двох бічних. Найбільш розвинені спинний і черевний нервові стовбури. Між стовбурами є сполучні перемички. Органи чуття розвинені дуже слабо, представлені дотикальними горбиками і органами хімічного почуття.

Видільна система побудована за типом протонефридии, але кількість видільних клітин набагато менше. Функцією виділення мають також особливі фагоцитарні клітини, які накопичують продукти обміну речовин і чужорідні тіла, що потрапили в порожнину тіла.

У круглих червів з'являється раздельнополость. Статеві органи мають трубчасту будову. У самки вони звичайно парні, у самця - непарні. Чоловічий статевий апарат складається з семенника, семяпровода, який переходить в семяізвергательний канал. Він відкривається в задню кишку. Жіночий статевий апарат починається парними яєчниками, далі йдуть два яйцепровода у вигляді трубок і парні матки, які з'єднуються в загальний піхву. Розмноження круглих хробаків тільки статеве.

Кількість клітин, що входять до складу тіла круглих черв'яків, завжди обмежена. Тому вони мають невеликі можливості в плані зростання і регенерації.

Медичне значення мають представники тільки одного класу - власне Круглі черви. Виділяють біогельмінтів, що розвиваються з участю проміжних господарів, і геогельмінтів, що зберегли зв'язок із зовнішнім середовищем (їх яйця або личинки розвиваються в грунті).

2. Круглі черви - паразити людини Аскарида

Аскарида людська (Ascaris lumbricoides) - збудник аскаридозу. Захворювання поширене практично повсюдно. Вид аскариди людської близький по морфології до свинячий аскариди, яка зустрічається в Південно-Східній Азії, де може легко заражати людину, а людська аскарида - свиней.

Людська аскарида - це великий геогельмінти, самки якого досягають у статевозрілому стані довжини 40 см, а самці - 20 см. Тіло аскариди циліндричне, звужене до кінців. У самця задній кінець тіла спірально закручений на черевну сторону.

Зрілі яйця паразита мають овальну форму, оточені товстою багатошаровою оболонкою, горбисті. Мають жовтувато-коричневий колір, розміри до 60 мкм.

Аскарида людська - це геогельмінти, який паразитує майже виключно у людини. Запліднені яйця виводяться з організму людини з фекаліями і для подальшого розвитку повинні потрапити в грунт. Яйця дозрівають при високій вологості, наявності кисню і оптимальній температурі 24-25 ° C через 2-3 тижні. Вони резистентні до дії несприятливих факторів навколишнього середовища (можуть зберігати життєздатність протягом 6 років і більше).

Людина заражається аскаридами найчастіше через немиті овочі й фрукти, на яких знаходяться яйця. У кишечнику людини з яйця виходить личинка, яка проробляє складні міграції по організму людини. Вона прободает стінку кишечника, проникає спочатку у вени великого кола кровообігу, потім через печінку, праве передсердя і шлуночок потрапляє в легені. З капілярів легких вона виходить в альвеоли, потім в бронхи і трахею. Це викликає формування кашльового рефлексу, що сприяє потраплянню паразита в глотку і вторинному заковтування зі слиною. Потрапивши в кишечник людини повторно, личинка перетворюється на статевозрілу форму, яка здатна розмножуватися і живе близько року. Число аскарид, одночасно паразитують в кишечнику однієї людини, може досягати декількох сотень або навіть тисяч. При цьому одна самка за добу дає до 240 000. яєць.

Патогенну дію. Загальна інтоксикація продуктами життєдіяльності аскарид, які дуже токсичні. Розвиваються головний біль, слабкість, сонливість, дратівливість, знижуються пам'ять і працездатність. Інвазія великою кількістю аскарид може привести до розвитку механічної кишкової непрохідності, апендициту, закупорці жовчних проток (при цьому розвивається механічна жовтяниця), у печінці можуть утворюватися абсцеси. Відомі випадки атипової локалізації аскарид у вусі, горлі, печінки, серце. При цьому необхідно термінове хірургічне втручання. Мігруючі личинки викликають руйнування тканини легені і формування вогнищ гнійної інфекції.

Діагностика.

Виявлення яєць аскариди людської в фекаліях хворого.

Профілактика

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни, ретельне миття овочів, ягід, фруктів, коротка стрижка нігтів, під якими можуть бути яйця паразита.

2. Громадська. Санітарно-просвітницька робота. Заборона добрива городів і ягідників фекаліями, які не пройшли спеціальної обробки.

Остриця

Остриця дитячий (Enterobius vermicularis) - збудник енте-робіоза. Захворювання повсюдно поширене, частіше зустрічається в дитячих колективах (звідси й назва).

Остриця - дрібний черв'як білого кольору. Статевозрілі самки досягають в довжину 10 мм, самці - 2-5 мм. Тіло пряме, загострене ззаду. Задній кінець тіла самця спірально закручений. Яйця гостриків безбарвні і прозорі, овальної форми, несиметричні, сплощені з одного боку. Розміри яєць - до 50 мкм.

Остриця паразитує лише в організмі людини, де статевозріла особина локалізується в нижніх відділах тонкого кишечника, харчуючись його вмістом. Зміни господарів не відбувається. Самка із зрілими яйцями вночі виходить їх заднепроходного отвори і відкладає в складках ануса величезну кількість яєць (до 15000.), Після чого гине. Повзання паразита по шкірі викликає свербіж.

Характерно, що яйця досягають инвазионной зрілості вже через кілька годин після відкладання. Особи, які хворіють Ен-теробіозом, уві сні розчісують сверблячі місця, при цьому під нігті потрапляє величезна кількість яєць.

З рук вони заносяться самим же хворим в рот (виникає ауто-реінвазії) або розсіюються по поверхні білизни і предметів. При проковтуванні яєць вони потрапляють в тонкий кишечник, де швидко розвиваються статевозрілі паразити. Тривалість життя дорослої гострики становить 56-58 діб. Якщо за цей час не відбулося нового самозараження, настає самовилікування людини.

Патогенну дію. За рахунок свербіння промежини у дітей часто виникають поганий сон, недосипання, дратівливість, погіршення самопочуття, часто знижується успішність у школі. При проникненні паразита в червоподібний відросток можливо запалення останнього, тобто розвиток апендициту (що буває частіше, ніж при аскаридозі).

Так як паразити розташовуються на поверхні слизової тонкого кишечника, можливі її запалення і порушення цілісності стінки кишки. Ефект відібрання їжі найчастіше не розвивається, так як паразит має малі розміри і не вимагає такої кількості поживного матеріалу, як, наприклад, стрічкові черви.

Діагностика

Діагноз ставиться на підставі виявлення яєць гостриків в матеріалі з періанальних складок і при виявленні паразитів, що виповзають з ануса. У випорожненнях хворих ентеробіозі гострики та їх яйця найчастіше відсутні.

Профілактика

1. Особиста. Ретельне дотримання правил особистої гігієни, санітарна освіта населення. Ретельне миття рук, особливо перед їжею і після сну, коротка стрижка нігтів. Хворим дітям на ніч потрібно надягати трусики, які вранці ретельно прати і прасувати (гострики не виносять високих температур).

2. Громадська. Регулярне обстеження дітей (особливо в організованих колективах) і персоналу, працівників підприємств громадського харчування на ентеробіоз.

Власоглав

Власоглав людський (Trichocephalus trichiurus) - збудник трихоцефальозу. Захворювання має досить широке, практично повсюдне поширення. Збудник локалізується в нижніх відділах тонкого кишечника (переважно в сліпій кишці), верхніх відділах товстого кишечника.

Статевозріла особина власоглава має у довжину до 3-5 см. Передній кінець тулуба значно вже заднього і ниткоподібні витягнуть. У ньому знаходиться тільки стравохід. Задній кінець тіла самця спірально закручений і потовщений. В ньому розташовані статева система і кишечник. Яйця волосоголовця за формою нагадують барильця, на кінцях є кришки у вигляді пробок. Яйця світлі, прозорі, довжиною до 50 мкм. Тривалість життя паразита становить до 6 років.

Власоглав паразитує лише в організмі людини. Зміни господарів не відбувається. Це типовий геогельмінти, який розвивається без міграції (на відміну від аскариди людської). Для подальшого розвитку яйця гельмінта з фекаліями людини долж-ни потрапити в зовнішнє середовище. Розвиваються вони в грунті в умовах підвищеної вологості і достатньо високої температури. Яйця досягають інвазійними вже через 3-4 тижні після потрапляння в грунт. У яйці формується личинка. Зараження людини відбувається при проковтуванні яєць, що містять личинки власоглава. Це можливо при вживанні забруднених яйцями овочів, ягід, фруктів або іншої їжі, а також води.

У кишечнику людини під дією травних ферментів оболонка яйця розчиняється, з нього виходить личинка. Статевої зрілості паразит досягає в кишечнику людини через кілька тижнів після зараження.

Патогенну дію. Паразит розташовується в кишечнику, де харчується кров'ю людини. Вміст кишечника він не поглинає, у зв'язку з цим виведення цього паразита з організму людини досить складне і вимагає від лікаря особливої ​​наполегливості (препарати, що вводяться перорально, не діють на паразита). Передній кінець тіла волосоголовця досить глибоко занурюється в стінку кишки, що може значною мірою порушувати її цілісність і викликати запалення. Відбувається інтоксикація організму людини продуктами життєдіяльності паразита: з'являються головні болі, підвищена стомлюваність, зниження працездатності, сонливість, дратівливість. Порушується функція кишечника, виникають болі в животі, можуть бути судоми. Так як паразит харчується кров'ю, може виникати недокрів'я (анемія). Часто розвивається дисбактеріоз. При масивній інвазії волосоголовці можуть викликати запальні зміни в червоподібному відростку (апендициті).

Діагностика

Виявлення яєць волосоголовця у фекаліях хворої людини.

Профілактика.

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни, ретельне миття овочів, ягід і фруктів.

2. Громадська. Санітарно-просвітницька робота з населенням, благоустрій громадських вбиралень і підприємств громадського харчування.

Трихинелла

Трихинелла (Trichinella spiralis) - збудник трихінельозу. Захворювання епізодично зустрічається повсюдно на всіх континентах і у всіх кліматичних зонах, але існують певні природні вогнища. У Росії майже всі випадки трихінельозу зустрічалися в зоні лісів, що говорить про те, що захворювання є природно-вогнищевих і пов'язано з певними видами тварин, які на даній території є природним резервуаром паразита.

Локалізація. Личинки трихінел живуть в поперечно-смугасту мускулатуру, а статевозрілі особини - в тонкому кишечнику, де залягають між ворсинок, переднім кінцем тіла проникаючи в лімфатичні капіляри.

Морфологічно трихинелла - це дуже дрібний паразит: самки мають у довжину до 2,5-3,5 мм, а самці - 1,4-1,6 мм.

Життєвий цикл. Трихинелла - це типовий біогельмінти, життєвий цикл якого пов'язаний тільки з організмом господаря. Попадання в навколишнє середовище для подальшого розвитку і зараження зовсім не обов'язково. Крім організму людини, трихінели паразитують у свиней, щурів, кішок і собак, вовків, ведмедів, лисиць і багатьох інших диких і домашніх ссавців. Будь-яка тварина, в організмі якого живуть трихінели, одночасно є і посередником, і остаточним господарем.

Поширення захворювання зазвичай відбувається при поїданні тваринами зараженого м'яса. Проковтнуті личинки в кишечнику швидко досягають статевої зрілості в тонкому кишечнику господаря.

Після запліднення в кишечнику самці швидко гинуть, а самки протягом 2 місяців народжують близько 1500-2000 живих личинок, після чого також гинуть. Личинки пробуравлівают стінку кишки, проникають у лімфатичну систему, потім з потоком крові розносяться по всьому організму, але осідають переважно в певних групах м'язів: діафрагмі, міжреберних, жувальних, дельтовідних, литкових. Період міграції зазвичай становить 2-6 тижнів. Проникнувши в м'язові волокна (частина яких при цьому гине), личинки спірально закручуються і інкапсулюються (оболонка обизвествляется). У таких щільних капсулах личинки можуть жити кілька десятків років.

Людина заражається при вживанні м'яса тварин, уражених трихінельозом. Термічне впливу на м'ясо при звичайній кулінарній обробці не надає згубного впливу на паразита.

Патогенну дію. Клінічні прояви захворювання різні: від безсимптомного перебігу до летального результату, що залежить в першу чергу від кількості личинок в організмі. Інкубаційний період - 5-45 днів. Спостерігається загальне токсико-алергічне дію на організм (вплив продуктів життєдіяльності паразита і розвиток реакцій імунної системи на нього). Важливо механічне вплив паразита на м'язові волокна, що відбивається на роботі м'язів.

Діагностика

Анамнестично - вживання м'яса диких тварин або неперевіреного м'яса. Дослідження біоптату м'язів на наявність паразита. Застосовуються імунологічні реакції.

Профілактика

Термічна обробка м'яса. Не слід вживати в їжу не перевірене ветеринарною службою м'ясо. Санітарний нагляд у свинарстві, перевірка свинини.

Анкілостома (кривоголовка)

Кривоголовка дванадцятипалої кишки (Ancylostoma duode-nale) - збудник анкилостомидоза. Захворювання поширене повсюдно в зонах субтропічного і тропічного клімату з високими температурами і вологістю. Є випадки виникнення вогнищ захворювання в зонах помірного клімату за умов підвищеної вологості грунту та його забруднення фекаліями.

Анкілостоми - це паразити червоподібної форми червонуватого кольору. Самка має довжину 10-18 мм, самці - 8-10 мм. Передній кінець загнутий на спинну сторону (звідси й назва). На головному кінці паразита є ротова капсула з 4 хітиновими зубами. Яйця кривоголовка овальні, прозорі, з притупить-ленними полюсами, розмірами до 60 мкм.

Тривалість життя паразита - 4-5 років. В організмі людини живе в тонкому кишечнику (переважно в дванадцятипалій кишці).

Відноситься до геогельмінтів, які в організмі людини проходять міграцію (подібно аскариди). Паразитує тільки в людини. Запліднені яйця з фекаліями потрапляють у навколишнє середовище, де при сприятливих умовах через добу з них виходять личинки, звані рабдітнимі. Вони неінвазіон-ни. Личинки активно харчуються фекаліями і гниючими органічними речовинами і два рази линяють. Після цього личинка набуває інвазійних (це филяриевидную личинки). В організм людини вони можуть потрапити через рот із забрудненою їжею і водою. Але найчастіше личинки активно впроваджуються через шкіру. Так як зараження відбувається в основному при зіткненні з грунтом, найчастіше заражаються обличчя тих професій, які пов'язані з землею (це землекопи, городники, шахтарі та ін.)

В організмі людини відбувається міграція личинок. Спочатку вони проникають з кишечника в кровоносні судини, звідти в серце і легені. Піднімаючись по бронхах і трахеї, вони проникають в глотку, викликаючи розвиток кашльового рефлексу. Повторне заковтування личинок зі слиною призводить до того, що вони знову потрапляють в кишечник, де оселяються в дванадцятипалої кишці.

Своєю ротової капсулою кривоголовка захоплює невелику ділянку слизової оболонки і, пошкоджуючи її ворсинки, харчується кров'ю. Паразити виділяють антикоагулянтні речовини, які перешкоджають згортанню крові, тому можуть виникати кишкові кровотечі.

Патогенну дію. Виникає інтоксикація організму продуктами життєдіяльності паразита. Можливий розвиток масивних (за рахунок тривалості) кишкових кровотеч, які призводять до вираженої анемії. Можливий розвиток алергії на паразита. З'являються болі в животі, розлади травлення, головні болі, слабкість, стомлюваність. Діти можуть помітно відставати в розвитку. При відсутності належного лікування можливий летальний результат.

Діагностика

Виявлення личинок і яєць у фекаліях хворого.

Профілактика.

1. Особиста. Не слід ходити без взуття по землі в тих районах, де поширена анкілостомідоз.

2. Громадська. Раннє виявлення та лікування хворих анкіло-стомідозом. У шахтах повинна проводитися боротьба з паразитами. Всі шахтарі повинні мати фляги з чистою водою.

Рішта

Рішта (Dragunculus medinensis) - збудник драгункулеза. Захворювання широко поширене в країнах з тропічним і субтропічним кліматом (в Іраку, Індії, екваторіальній Африці та ін.) Раніше траплялося тільки в Середній Азії.

Паразит має ниткоподібну форму, довжина самки - від 30 до 150 см при товщині 1-1,7 мм, самець - тільки до 2 см завдовжки.

Життєвий цикл паразита пов'язаний зі зміною господарів і водним середовищем. Остаточний господар - людина, а також мавпа, іноді - собака і інші дикі і домашні ссавці. Проміжний хазяїн - рачки-циклопи. У людини паразит локалізується в підшкірній клітковині переважно нижніх кінцівок. Описано випадки знаходження ришти під серозною оболонкою шлунка, стравоходу, мозковими оболонками. Самки ришти живородні. Над переднім кінцем тіла самки утворюється величезний міхур, заповнений серозною рідиною. При цьому виникає нарив, людина відчуває найсильніший свербіж. Він проходить при зіткненні шкіри з водою. При опусканні ніг у воду міхур лопається, з нього виходить величезна кількість живих личинок. Їх подальший розвиток можливий при попаданні в організм циклопів, які цих личинок заковтують. У тілі циклопа личинки перетворюються в мікрофілляріі. При питво зараженої води остаточний господар може проковтнути циклопа з мікрофілляріямі. У шлунку цього господаря циклоп перетравлюється, а мікрофіллярія ришти потрапляє спочатку в кишечник, де прободает його стінку і проникає в кровотік. З током крові вони заносяться в підшкірну жирову клітковину, де досягають статевої зрілості приблизно через 1 рік і починають виробляти личинок.

Розвиток паразита в організмі заражених людей відбувається синхронно (з інтервалом в 1 рік). Личинки з'являються у самок приблизно в однаковий час у всіх носіїв паразита. Цим досягається одночасне зараження великої кількості циклопів, що підвищує ймовірність проникнення паразита в організм остаточного хазяїна в умовах посушливого клімату з рідкісними дощами.

Патогенну дію. У місцях розташування паразита з'являються сильне свербіння і затвердіння шкіри. Якщо паразит розташований поруч із суглобом, порушується його рухливість: хворий не може ходити. Виникають хворобливі виразки і нариви на шкірі, які можуть ускладнюватися вторинною інфекцією. Паразит робить також общетоксическое і алергічне дію на людину за рахунок виділення в кров продуктів свого обміну.

Діагностика. При типової локалізації паразита до утворення виразок на шкірі можливе візуальне виявлення статевозрілих форм, які мають вигляд звивистих, добре помітних валиків під шкірою. При атипової локалізації (наприклад в серозних і мозкових оболонках) потрібно постановка імунологічних проб.

Профілактика.

1. Особиста. Не слід пити нефільтровану і некип'ячену воду з відкритих водойм у вогнищах захворювання.

2. Громадська. Своєчасне виявлення і лікування хворих, охорона місць водопостачання, організація водопроводів у громадських місцях.

Є старовинна приказка: «Якщо поп'є святої води в Бухарі, прорветься і у нього ришта на нозі». Круглі черви - біогельмінти

Біогельмінти - це паразити, які розвиваються за участю проміжних господарів. Серед круглих червів тільки відносно невелика група паразитів потребує переносниках, тобто передається трансмісивно. Всі вони зустрічаються в тропічному і субтропічному кліматі. Відносяться до сімейства Fil-lariodea і викликають подібні захворювання - філляріатози.

Роль основного господаря виконують людина, людиноподібні мавпи й інші ссавці. Переносники - кровоссальні комахи (комарі, мошки, гедзі, мокреці).

Статевозрілі особини (філляріі) живуть у тканинах внутрішнього середовища. Вони народжують личинки (мікрофілляріі), які періодично надходять у кров і лімфу. При укусах комах личинки надходять в його шлунок, звідти - у м'язи, де досягають інвазійних і переходять в хоботок комахи. При укусі основного господаря переносник заражає його паразитом в инвазионной стадії. Так як в організмі переносників відбувається і розвиток паразита, він одночасно є і проміжним господарем (вони завжди специфічні для кожного виду філлярій).

Вихід філлярій у кров'яне русло завжди поєднується з часом максимальної активності переносника. Якщо переносниками є комарі, личинки виходять в кровотік ввечері і вночі, якщо гедзі, то вони виходять переважно вдень і вранці. Коли філляріі переносяться мокреці або мошками, вихід паразита позбавлений періодичності, оскільки життєдіяльність Мокрецов визначається в основному вологістю.

Основні види філлярій - паразитів людини.

1. Wuchereria banctofti. Зустрічається в екватаріальной Африці, Азії, Південній Америці. Переносники - комарі. Остаточний господар - людина, а також мавпи. У їхньому організмі паразити локалізуються в лімфовузлах і судинах, викликаючи застій крові і лімфи, з'являються слоновість, алергізація.

2. Brugia malayi. Поширена у Південно-Східній Азії. Переносники - комарі. Остаточний господар - людина, а також вищі мавпи, котячі. Локалізація і патогенну дію такі ж, як у Wuchereria banctofti.

3. Oncocerca volvulus. Зустрічається в екваторіальній Африці, Центральній, Північній і Південній Америці. Переносники - мошки. Остаточний хазяїн - людина. В організмі паразити локалізуються під шкірою грудей, голови, кінцівок, викликають утворення болючих вузликів. При локалізації в області очей можлива сліпота.

4. Loa loa. Поширена в Західній Африці. Переносники - гедзі. Остаточний господар - людина, а також мавпи. Локалізація в організмі: під шкірою і слизовими оболонками, де виникають хворобливі вузлики і нариви.

5. Mansonella. Зустрічається в Центральній і Південній Америці. Переносники - мокреці. Остаточний господар - людина, в організмі якого паразит локалізується в жировій тканині, під серозними оболонками, в брижі кишечника.

6. Acantocheilonema. Від попереднього захворювання відрізняється ареалом паразита: це Південна Америка, екваторіальна Африка.

Діагностика виявлення в крові мікрофіллярій. Кров треба брати в той час доби, коли виявлення паразита імовірність неї всього.

Профілактика.

Боротьба з переносниками. Раннє виявлення та лікування хворих.

ЛЕКЦІЯ № 23. Тип Членистоногі

1. Різноманітність і морфологія членистоногих

До членистоногим Arthropoda відноситься більше 1 500 000 млн видів. Найбільше медичне значення мають представники класів Павукоподібні (їх вивчає Арахнологія) і Комахи (їх вивчає ентомологія), вивченням патогенної дії яких займається розділ медичної паразитології - Арах-ноентомологія. Серед представників цих класів зустрічаються постійні і тимчасові паразити людини, проміжні господарі інших паразитів, переносники інфекційних і паразитарних захворювань, отруйні та небезпечні для людини види (скорпіони, павуки та ін.) Клас Ракоподібні містить лише деякі види, які є проміжними господарями для деяких гельмінтів (наприклад, сисунів).

Ароморфози типу Членистоногі:

1) зовнішній скелет;

2) членисті кінцівки;

3) поперечно-смугаста мускулатура;

4) відокремлення і спеціалізація м'язів.

Тип Членистоногі включає в себе підтипи Жабернодища-щие (медичне значення має клас Ракоподібні), Хеліце-ровие (клас Павукоподібні) і Трахейнодишащіе (клас Комахи).

У класі Павукоподібні медичне значення мають представники загонів скорпіони (Scorpiones), Павуки (Arachnei) і Кліщі (Acari).

Морфологія

Для членистоногих характерна трехслойность тіла, тобто розвиток з трьох зародкових листків. Є білатеральна симетрія і гетерономна членисте тіла (сегменти тіла мають різну будову і їх функції). Характерно наявність метамерно розташованих членистих кінцівок. Тіло складається з сегментів, які формують три відділи - голову, груди і черевце. Деякі види мають єдину головогрудь, в інших зливаються всі три відділи. Членисті кінцівки працюють за принципом важеля. Є зовнішній хітиновий покрив, який виконує захисну роль і призначений для прикріплення м'язів (зовнішній скелет). В силу нерозтяжної хітінізіро-ванной кутикули зростання членистоногих пов'язаний з линянням. У вищих ракоподібних хітин просочений солями кальцію, у комах - білками. Порожнина тіла - міксоцель, утворюється в результаті злиття первинної і вторинної ембріональних порожнин.

Характерно наявність травної, видільної, дихальної, кровоносної, нервової, ендокринної та статевої систем.

Травна система має три відділи - передній, середній і задній. Закінчується анальним отвором. У середньому відділі є складні травні залози. Передній і задній відділи мають кутикулярний вистилку. Характерно наявність складно влаштованого ротового апарату.

Видільна система у різних видів побудована по-різному. Представлена ​​видозміненими метанефридії (зеленими або коксальние залозами) або мальпігієві судинами.

Будова органів дихання залежить від того середовища, де мешкає тварина. У водних представників - це зябра, у наземних видів - мішкоподібні легені або трахеї. Зябра і легені є видозміненими кінцівками, трахеї - впячивания покривів.

Кровоносна система незамкнута. На спинній стороні тіла є пульсуюче серце. Кров переносить тільки поживні речовини, але не кисень.

Нервова система побудована з головного нервового вузла, окологлоточних комиссур і черевного нервового ланцюжка з частково зрощених нервових вузлів. Найбільші ганглії - подглоточ-вий і надглоткового - розташовані на передньому кінці тіла. Прекрасно розвинені органи чуття - нюху, дотику, смаку, зору, слуху, органи рівноваги.

Є ендокринні залози, які, як і нервової система, грають регуляторну роль.

Більшість представників типу роздільностатеві. Виражений статевий диморфізм. Розмноження тільки статеве. Розвиток пряме чи непряме, в останньому випадку - з повним чи неповним метаморфозом.

2. Кліщі

Відносяться до підтипу хелицерових, класу Павукоподібні. Представники цього загону мають несегментірованное тіло овальної або кулястої форми. Воно покрито хітінізірованний-ної кутикулою. Є 6 пар кінцівок: 2 перші пари (хелі-цери і педипальпи) зближені і утворюють складно влаштований хоботок. Педипальпи також виконують функцію органів дотику і нюху. Решта 4 пари кінцівок служать для пересування, це ходильні ніжки.

Травна система пристосована до живлення напіврідкої і рідкою їжею. У зв'язку з цим ковтка павукоподібних служить смоктальним апаратом. Є залози, які виробляють слину, що застигає при укусі кліща.

Дихальна система складається з листоподібних легенів і трахей, які відкриваються на бічній поверхні тіла отворами - стигмами. Трахеї утворюють систему розгалужених трубочок, які підходять до всіх органів і несуть кисень безпосередньо до них.

Кровоносна система у кліщів побудована найменш просто в порівнянні з іншими павукоподібними. У них вона або відсутня зовсім, або складається з мешковидного серця з отворами.

Нервова система характеризується високою концентрацією складових її частин. У деяких видів кліщів вся нервова система зливається в один головогрудний ганглій.

Всі павукоподібні є роздільностатеві. При цьому статевий диморфізм виражений досить яскраво.

Розвиток кліщів протікає з метаморфозом. Статевозріла самка відкладає яйця, з яких вилуплюються личинки, що мають 3 пари ніг. Також у них немає стигм, трахей і статевого отвору. Після першої линьки личинка перетворюється в німфу, у якої є 4 пари ніг, але, на відміну від дорослої стадії (імаго), у неї все ще недорозвинені статеві залози. Залежно від виду кліща може спостерігалася одна німфальних стадія або декілька. Після останньої линьки німфа перетворюється в імаго.

Серед кліщів є свободноживущие види, які є хижаками. Є види, які є паразитами людини, тварин і рослин. Багато хвороб культурних рослин викликаються кліщами різних видів. Деякі кліщі пристосувалися до проживання в людському житлі. Це домашні кліщі. Інші кліщі пристосувалися до тимчасового ектопії-разітізму (тобто до перебування на поверхні тіла людини і інших тварин). Однак більшу частину свого життя вони все ж проводять в природному середовищі, тому ці види не зазнали глибокої дегенерації будови. До них можна віднести представників сімейств Іксодові і Аргазовие.

Невелика частина видів пристосувалася до постійного паразитизму на людині. Саме вони і зазнали найбільш глибоку дегенерацію будови та адаптацію до паразитизму. До них відносяться коростяний свербіння (збудник корости) і железница вугрова, яка мешкає в сальних залозах і фолікулах шкіри.

Коростяний зудень

Коростяний свербіння (Sarcoptes scabiei) - збудник корости людини (scabies). Відноситься до постійних паразитам людини, в організмі якого мешкає в роговому шарі епідермісу. Захворювання поширене повсюдно, так як паразит нерозривно пов'язаний з людиною. Близькі види можуть викликати також коросту у домашніх і диких тварин, але строгої специфічності по відношенню до господаря вони не мають, тому на людині можуть паразитувати коростяні зудни собак, кішок, коней, свиней, овець, кіз та ін Вони живуть недовго, але викликають характерні зміни на шкірі.

Розміри паразита мікроскопічні: довжина самки - до 0,4 мм, самця - близько 0,3 мм. Все тіло покрите щетинками різної довжини, на кінцівках є присоски. Кінцівки сильно скорочені. Ротовий апарат пристосований до прогризання ходів в шкірі людини, куди самка відкладає яйця (до 50 штук за все життя, яка триває до 15 діб). Тут же протікає і метаморфоз (за 1-2 тижні). Для проникнення в шкіру паразит вибирає найніжніші місця: міжпальцеві проміжки, статеві органи, пахвові западини, живіт. Довжина ходу, який проробляє самка, досягає 2-3 мм (самці ходів не роблять). Коли кліщі переміщуються в товщі шкіри, вони дратують нервові закінчення, що викликає нестерпний свербіж. Діяльність кліщів підсилюється до ночі. При розчісуванні ходи кліщів розкриваються. Личинки, яйця і дорослі кліщі при цьому розсіюються по білизні хворого і оточуючих предметів, що може сприяти зараженню здорових осіб. Заразитися коростою можна при користуванні особистим одягом, постільною білизною та речами хворої людини.

Діагностика

Поразки цими кліщами дуже характерні. На шкірі виявляються прямі або звивисті смужки брудно-білого кольору. На одному їх кінці можна знайти пляшечку, в якому знаходиться самка. Його вміст можна перенести на предметне скло і микроскопировать у краплі гліцерину.

Профілактика

Дотримання правил особистої гігієни, підтримання чистоти тіла. Раннє виявлення і лікування хворих, дезинфекція їх білизни та особистих речей, санітарна освіта. Санітарний нагляд за гуртожитками, громадськими лазнями та ін

Железница вугрова

Железница вугрова (Demodex folliculorum) - збудник де-модекоза. Мешкає в сальних залозах, волосяних фолікулах шкіри обличчя, шиї та плечей, розташовуючись групами. В ослаблених людей, схильних до алергії, паразит може активно розмножуватися. При цьому відбувається закупорка проток залоз і розвивається масивна вугрі.

У здорових людей з хорошим імунітетом захворювання може протікати безсимптомно. Розселення паразита відбувається при користуванні загальним білизною та предметами особистої гігієни.

Діагностика

Вимучив вміст залози або волосяного фолікула мікроскопують на предметному склі. Можна виявити дорослого паразита, личинку, німфи і яйця.

Профілактика

Дотримання правил особистої гігієни. Лікування основного захворювання, що викликає ослаблення імунітету. Виявлення та лікування хворих.

3. Кліщі - мешканці житла людини

Ці кліщі пристосувалися до проживання в людському житло, де знаходять собі прожиток. Представники цієї групи кліщів дуже дрібні, зазвичай менше 1 мм. Ротовий апарат гризе типу: хеліцери і педипальпи пристосовані до захоплення і подрібнення їжі. Ці кліщі можуть активно пересуватися по житлу людини в пошуках їжі.

До цієї групи кліщів можна віднести мучного і сирного кліщів, а також так званих домашніх кліщів - постійних мешканців людського будинку. Харчуються вони харчовими запасами: борошном, зерном, копченим м'ясом і рибою, сушеними овочами та фруктами, злущеними частками епідермісу людини, спорами цвілевих грибків.

Всі ці види кліщів можуть представляти для людини певну небезпеку. По-перше, вони можуть проникати з повітрям і пилом у дихальні шляхи людини, де викликають захворювання акарідоз. З'являються кашель, чхання, першіння в горлі, часто рецидивуючі простудні захворювання і повторні пневмонії. Крім цього, кліщі цієї групи можуть потрапляти з зіпсованими харчовими продуктами в шлунково-кишковий тракт, викликаючи нудоту, блювоту, розлади стільця. Деякі види цих кліщів пристосувалися до проживання в умовах безкисневої середовища товстого кишечника, де можуть навіть розмножуватися. Кліщі, які поїдають харчові продукти, псують їх і роблять неїстівними. Кусаючи людини, вони можуть викликати розвиток контактних дерматитів (запалень шкіри), які носять назви зернової корости, корости бакалійником та ін

Заходи боротьби з кліщами, що мешкають у харчових продуктах, полягають у зниженні вологості і температури в тих приміщеннях, де вони зберігаються, оскільки ці фактори відіграють велику роль у розвитку і розмноження кліщів. Особливий інтерес останнім часом викликає так званий домашній кліщ, який став постійним мешканцем більшості людських будинків.

Мешкає він у домашнього пилу, матрацах, на постільній білизні, в диванних подушках, на шторах і т. д. Найбільш відомий представник групи домашніх кліщів - це Dermatophagoi-des pteronyssinus. Він має надзвичайно малі розміри (до 0,1 мм). У 1 г домашнього пилу може бути виявлено від 100 до 500 особин цього виду. У матраці одним двоспальним ліжка може мешкати одночасно популяція, що налічує до 1 500 000 особин.

Патогенна дія цих кліщів полягає в тому, що вони викликають сильну алергізацію організму людини. При цьому особливе значення мають алергени хітинового покриву тіла кліща і його фекалії. Дослідження показали, що кліщі домашнього пилу відіграють найважливішу роль у розвитку бронхіальної астми. Крім того, вони можуть викликати розвиток контактних дерматитів у осіб з підвищеною чутливістю шкіри.

Боротьба з кліщами домашнього пилу сотоит в якомога частого вологого прибирання приміщень, використанні пилососа. Рекомендується заміна подушок, ковдр, матраців з натуральних матеріалів синтетичними, в яких кліщі мешкати не можуть.

4. Сімейство Іксодові кліщі

Всі іксодові кліщі є тимчасовими кровоссальними ектопаразитами людини і тварин. Тимчасовий господар, на якому вони харчуються, називається господарем-прокормітелі. Це досить великі кліщі (їх розмір до 2 см в залежності від ступеня насичення). Характерною особливістю цих кліщів є те, що покриви тіла і травна система самки сильно розтяжним. Це дозволяє їм харчуватися рідко (іноді раз в житті), але багато. Ротовий апарат пристосований для проколювання шкіри і висмоктування крові. Хоботок має гіпостом: довгий сплощений виріст, на якому розташовані гострі, спрямовані кзади зубці. Хеліцери зазубрені з бічних сторін. З їхньою допомогою на шкірі господаря утворюється ранка, в яку занурюється гіпостом. При укусі в ранку вводиться слина, яка застигає навколо хоботка. Так кліщ може щільно прикріплятися до тіла господаря і жити на ньому довгий час (іноді до 1 місяця).

У самки хітиновий щиток покриває не більше половини поверхні тіла, тому вони можуть поглинати значну кількість крові. Самці ж покриті нерозтяжний хітиновим щитком повністю. Іксодові кліщі мають значну плодовитістю, яка протистоїть їх масової загибелі в період голодування і відсутності господаря-прокормітелі. Після харчування самка відкладає в землю (нори дрібних гризунів, тріщини грунту, лісову підстилку) до 20 000 яєць. Але до статевозрілого стану з них доживає лише невелике число. З яйця вилуплюється личинка, яка харчується зазвичай одноразово на дрібних ссавців (гризунах, комахоїдних). Потім сита личинка падає на землю, линяє і перетворюється в німфу. Вона крупніше попередньої стадії і харчується на зайців, білках, щурах. Після линьки вона перетворюється в статевозрілу особина - імаго. Дорослий кліщ смокче кров великих домашніх і диких ссавців (лисиць, вовків, собак) і людини.

Найчастіше кліщ під час розвитку змінює трьох господарів, на кожному з яких він харчується лише один раз.

Багато іксодові кліщі пасивно підстерігають своїх господарів, але в таких місцях, де зустріч максимально імовірна: на кінцях гілочок на висоті до 1 м по стежках, де пересуваються тварини. Однак деякі види здатні здійснювати активні пошукові рухи.

Багато іксодові кліщі є переносниками збудників небезпечних захворювань людини і тварин. Серед цих захворювань найбільш відомі кліщовий весняно-літній енцефаліт (це вірусне захворювання). Віруси розмножуються в організмі кліща і накопичуються в слинних залозах і яєчниках. При укусі віруси потрапляють в ранку (відбувається трансмісивна передача вірусу). При відкладанні яєць віруси передаються наступним поколінням кліщів (трансовариальная передача - через яйця).

Серед іксодових кліщів в якості переносників і природних резервуарів захворювань мають значення наступні види: тайговий кліщ (Ixodes persulcatus), собачий кліщ (Ixodes ricinus), кліщі роду Dermatocenter (пасовищний кліщ) і Hyalomma

5. Представники сімейства Іксодові кліщі. Морфологія, патогенний значення

Довжина кліщів - 1-10 мм. Описано близько 1000 видів іксо-дових кліщів. Плодючість - до 10 000, у деяких видів - до 30 000 яєць. Є переносниками збудників кліщового енцефаліту, кліщового висипного тифу, туляремії, геморагічної лихоманки, ку-лихоманки, а також пироплазмозом домашніх тварин.

Собачий кліщ

Собачий кліщ (Ixodes ricinus) зустрічається по всій Євразії в змішаних і листяних лісах, чагарниках.

Підтримує існування в природі осередків туляремії серед гризунів, від яких захворювання передається людині та домашнім тваринам.

Тіло кліща овальне, покрито еластичною кутикулою. Самці досягають довжини 2,5 мм, їх забарвлення коричнева. Голодна самка також має коричневе тіло. У міру насичення кров'ю колір змінюється від жовтого до червонуватого. Довжина голодної самки - 4 мм, ситого - до 11 мм у довжину. На спинний стороні є щиток, який у самців покриває всю спинну строну. У самок, личинок і німф хітиновий щиток невеликий і покриває лише ділянка передньої частини спини. На інших частинах тіла покриви м'які, що забезпечує можливість значного збільшення об'єму тіла при поглинанні крові. Цикл розвитку тривалий - до 7 років.

Собачий кліщ паразитує на багатьох диких і домашніх тварин (в тому числі на собаках) і людину; присмоктується до господаря на кілька діб. Крім того що він є переносником збудника туляремії, він ще викликає і місцеву подразнюючу дію, кусаючи господаря. При інфікуванні ранки можуть виникати важкі гнійні ускладнення внаслідок приєднання бактеріальної інфекції.

Тайговий кліщ

Тайговий кліщ (Ixodes persulcatus) поширений в тайговій зоні Євразії від Далекого Сходу до гір Центральної Європи (в тому числі на європейській частині Росії). Він є переносником збудника важкого вірусного захворювання - тайгового кліщового енцефаліту. Цей вид найбільш небезпечний для людини, так як частіше інших нападає на нього.

За морфології тайговий кліщ схожий з собачим. Відрізняється лише деякими особливостями будови і більш коротким циклом розвитку (2-3 роки).

Тайговий кліщ паразитує на багатьох ссавців і птахів, що підтримує циркуляцію вірусу енцефаліту. Основним природним резервуаром вірусу тайгового енцефаліту є бурундуки, їжаки, полівки та інші дрібні гризуни, птахи. З домашніх тварин кліщі найчастіше нападають на кіз. Це пов'язано з особливостями харчової поведінки кіз: вони віддають перевагу продиратися через чагарник. При цьому на їх шерсть потрапляють кліщі. Самі кози хворіють кліщовим енцефалітом у легкій формі, але передають вірус людині з молоком.

Таким чином, для вірусу кліщового енцефаліту характерні трансмісивний (через переносника-кліща при кровосмоктанні) і трансоваріально (самкою через яйця) шляхи передачі.

Інші іксодові кліщі

У степовій і лісовій зонах мешкають представники роду Derma-tocenter. Їх личинки і німфи харчуються кров'ю дрібних ссавців (в основному гризунів). Dermatocenter pictus (населяє листяні і змішані ліси) і Dermatocenter marginatus (мешкає в степовій зоні) є переносниками збудника туляремії. У тілі кліщів збудники мешкають роками, тому вогнища хвороби існують до цих пір. Dermatocenter marginatus переносить також збудника бруцельозу, який вражає дрібна та велика рогата худоба, свиней і людини.

Dermatocenter nuttalli (мешкає в степах Західного Сибіру і в Забайкаллі) підтримує існування в природі осередків кліщового висипного тифу (збудник - спірохети).

6. Представники сімейства Аргазовие кліщі. Морфологія, цикл розвитку

Представники сімейства Аргазовие кліщі є мешканцями природних і штучних закритих приміщень. Вони оселяються в норах і лігвищах тварин, печерах, житлових та нежитлових будівлях (переважно з глини). Кліщі поширені головним чином в країнах з теплим і жарким кліматом, часто зустрічаються в Закавказзі і Середньої Азії.

На відміну від іксодових кліщів ротовий апарат у аргазових кліщів розташований на вентральній стороні тіла і не виступає вперед. Хітиновий щиток на спинній стороні відсутня. Замість нього є численні хітинові горбки і вирости, тому зовнішні покриви тіла сильно розтяжним. По краю тіла проходить широкий рант. Довжина голодних кліщів - 2-13 мм.

Умови проживання цих кліщів більш сприятливі, ніж у іксодових, тому вони гинуть не в таких кількостях. У зв'язку з цим самки відкладають менше число яєць (до 1000, в одній кладці - до 200). Протягом життя паразити харчуються кілька разів і кожного разу на нового господаря. Це пов'язано з тим, що місцеперебування цих кліщів тварини відвідують рідко. Смоктання триває від 3 до 30 хв.

Так як харчування самки не таке рясне, яєць у неї дозріває менше. Але аргазовие кліщі здатні їх відкладати кілька разів протягом усього життя. Притулок цих кліщів може не відвідуватися господарями дуже довго, тому кліщі можуть не харчуватися роками - до 11 років, використовуючи ті запаси крові, які вони отримали від попереднього господаря. У зв'язку з цим цикл раз-витія може затягуватися на довгий час - до 20-28 років.

У циклі розвитку аргазових кліщів відбувається зміна декількох поколінь німф: німфи 1, німфи 2, німфи 3 (іноді і більше), і лише потім слід імаго. Якщо господар на який-небудь фазі не з'являється в притулок, розвиток припиняється. Заселення нових сховищ відбувається дуже повільно.

Типовий представник - селищний кліщ (Ornithodorus papillipes). Він є переносником збудників кліщового поворотного енцефаліту - спірохет роду Borrelia Спірохети розмножуються в кишечнику кліщів, а потім проникають в усі внутрішні органи (у тому числі в яєчники), що важливо для транс-варіальной передачі спірохет наступним поколінням кліщів. Попадання спірохет в організм людини відбувається через хоботок при укусі, а також при попаданні на шкіру фекалій і продуктів виділення кліщів.

Селищний кліщ має темно-сіре забарвлення. Довжина самки - 8 мм, самця - до 6 мм. Харчується на гризунах, кажанів, жайворонка, а також на домашніх тварин - собак, великій рогатій худобі, конях, кішок та інших Дорослі особини можуть голодувати до 15 років.

Профілактика кліщового поворотного енцефаліту.

1. Особиста. Захист від нападу кліщів: не спати і не лежати в печерах і будівлях, де ймовірно можуть бути кліщі, використання індивідуальні відлякують засоби проти цих паразитів.

2. Громадська. Знищення кліщів і гризунів, які є їх переносниками, знесення і спалювання старих глинобитних приміщень, заселених кліщами.

ЛЕКЦІЯ № 24. Клас Комахи (тип Членистоногі, підтип Трахейнодишащіе)

1. Морфологія, фізіологія, систематика

Клас Комахи є найчисленнішим класом тварин і налічує понад 1 млн видів. Тіло комах ділять на три відділи: голову, груди і черевце. Покрови тіла представлені одним шаром клітин гіподерми, що виділяють на своїй поверхні органічна речовина - хітин. Хітин утворює щільний панцир, що захищає тіло комах, а також службовець місцем прикріплення м'язів, виконуючи функцію зовнішнього скелета. На голові комах знаходяться органи почуттів - вусики і очі, а також складний ротовий апарат, будова якого залежить від способу харчування: гризучий, лижущий, сисний, колючо-сисні та ін

Груди комах включає три сегменти, кожен з яких несе по одній парі ходильних ніг, будова яких у різних видів різна і залежить від способу пересування та рухової активності. Кінцівки, що лежать поблизу ротового отвору, несуть відчутні щетинки, що виконують функцію органу нюху, служать для захоплення і перетирання їжі. Черевце кінцівок не має. Крім того, у більшості сво-бодножівущіх комах на грудях є дві пари крил.

Мускулатура комах розвинена добре і складається з поперечно-смугастих м'язових волокон, що формують окремі м'язи. ЦНС складається з головного ганглія, окологлоточного нервового кільця і ​​черевного нервового ланцюжка. Порожнина тіла у комах змішана (міксоцель), утворена злиттям первинної і вторинної порожнин тіла. Органи дихання комах - трахеї. Органи травлення складаються з передньої, середньої і задньої кишок. Передня і задня кишка мають хітинову вистилку. Передня кишка поділяється на глотку, зоб і жувальний шлунок. Середня кишка служить для перетравлення і всмоктування їжі. Органи виділення представлені мальпігієві судинами, що лежать в порожнині тіла і відкриваються в кишечник на межі середньої і задньої кишок. Кровоносна система незамкнута і не виконує функцію газообміну. Комахи мають на спинній стороні серце, що складається з декількох камер, забезпечених клапанами. Комахи - роздільностатеві тварини. Розвиток комах відбувається з метаморфозом - неповним, коли з яйця вилуплюється личинка, схожа на дорослу особину, або повним, коли онтогенез включає в себе стадію лялечки.

Комах, що мають медичне значення, ділять на:

1) синантропні види, які не є паразитами;

2) тимчасових кровосисних паразитів;

3) постоянниих кровосисних паразитів;

4) тканинних і порожнинних личинкових паразитів. Особливості комах, що сприяли їх широкому поширенню:

1) здатність до польоту, що дозволяє швидко освоювати нові території;

2) велика рухливість і різноманітність рухів, пов'язані з розвиненою мускулатурою;

3) хітиновий покрив, що виконує в першу чергу захисну функцію;

4) різноманітність способів розмноження (статеве розмноження, партеногенез різних видів);

5) висока плодючість і здатність до масового розмноження;

6) різноманітність способів постембріонального розвитку;

7) висока виживаність.

2. Загін Воші

У людини паразитують два види вошей: воша людська і воша лобкова (площица). Вид Воша людська представлений двома підвидами: Воша головний та Воша платтяна.

Воша платтяна зустрічається в країнах з холодним і помірним кліматом.

Лобкова воша зустрічається рідше, але поширена в усіх кліматичних поясах. Вона живе на лобку, в пахвових западинах, рідше - на бровах, віях, в бороді.

Наявність у людини платтяна і головний воші називається педикульозом, паразитування лобкової воші називають фтіріаз.

Спільними ознаками для всіх видів вошей є малі розміри, спрощений цикл розвитку (розвиток з неповним метаморфозом), кінцівки, пристосовані до фіксації на шкірі, волоссі і одязі людини, ротовий апарат колючо-смокче типу; крила відсутні.

Воша платтяна - найбільша, досягає розмірів до 4,7 мм. Платтяна і головний воші мають чітко розмежовані голову, груди і черевце. У лобкової воші груди і черевце злилися. Платтяна воша живе близько 50 діб, головний - до 40, а лобкова - до 30. Головний і платтяна воші живляться кров'ю людини 2-3 рази на добу, а лобкова - майже безперервно, малими порціями. Самки платтяна і головний вошей відкладають до 300 яєць за все життя, лобкової - до 50 яєць. Яйця вошей (так звані гниди) дрібні, довгастої форми, білого кольору, фіксуються на волоссі або волокнах одягу. Вони дуже стійкі до механічних і хімічних впливів.

Слина вошей токсична. У місці укусу воші вона викликає відчуття свербіння і печіння, у деяких людей може викликати алергічні реакції. На місці укусів залишаються мелкоточечние крововиливи (петехії). Сверблячка в місці укусу змушує людину розчісувати шкіру до утворення саден, які можуть інфікуватися і нагноюватися. При цьому волосся на голові склеюються, сплутується, і утворюється Колтун.

Лобкова воша є тільки паразитом і не переносить захворювань. Головний і платтяна воші є специфічними переносниками збудників поворотного та епідемічного висипного тифу, волинської лихоманки. Збудники поворотного тифу розмножуються і дозрівають в порожнині тіла вошей, зараження людини відбувається при роздавлюванні вошей і попаданні їх гемолімфи в ранку від укусу або в садна після расчесов. Збудники епідемічного висипного тифу та волинської гарячки розмножуються у товщі кишкової стінки вошей, виділяючись в зовнішнє середовище з фекаліями. Зараження людини цими захворюваннями відбувається при потраплянні фекалій вошей зі збудниками у дефекти шкіри або на слизові оболонки очей і дихальних шляхів.

Профілактика

Дотримання правил особистої гігієни, особливо в місцях великого скупчення людей.

Для лікування застосовують зовнішні і внутрішні засоби: мазі й шампуні, що містять інсектициди, а також лікарські препарати, що приймаються всередину. У боротьбі з уже наявними педикульозом застосовують обробку білизни у дезінфекційних камерах і коротко підстригають волосся хворих.

3. Загін Блохи

Для всіх представників загону Блохи характерні малі розміри тіла (1-5 мм), сплющене його з боків, що сприяє пересуванню серед вовни тварини-господаря, наявність на поверхні тіла щетинок, що ростуть в напрямку спереду назад. Задні ноги в бліх подовжені, скакальні. Лапки всіх ніг П'ятичленні, добре розвинені, закінчуються двома кігтиками. Голова маленька, на голові короткі вусики, перед якими розташовується по одному простому вічка. Ротовий апарат бліх пристосований для проколювання шкіри і висмоктування крові тварини-господаря.

Прокол шкіри здійснюється зазубреними жвалами. Шлунок бліх здатний значно збільшуватися. Самці бліх дрібніше самок. Запліднені самки з силою викидають яйця порціями по кілька штук так, що яйця не залишаються на шерсті тварин, а падають на землю в його норі. З яйця з'являється безнога, але дуже рухлива червоподібний личинка з добре розвиненою головою. Для подальшого розвитку личинка потребує достатньої вологості, тому вона заривається у землю або сміття в гнізді або норі господаря. Личинка харчується розкладаються органічними залишками, в тому числі залишками неперетравленої крові, що міститься в екскрементах дорослих бліх. Блохи належать до комах з повним перетворенням. Зросла личинка оточує себе павутинним коконом, зовні вкривається пилом і пісок, і окукливается в ньому. Лялечка в бліх типова вільна. Вийшла з лялечки доросла блоха підстерігає тварина-господаря. У зв'язку з паразитичним способом життя в бліх відсутні крила, орган зору скорочений. Найбільш відомими представниками загону Блох і є блоха щуряча і блоха людська. Ці види харчуються відповідно кров'ю щурів і людини, але при відсутності своїх господарів можуть паразитувати на будь-яких інших тварин. Блоха щуряча мешкає в щурячих норах, людська - у важкодоступних місцях житла людини (в щілинах, тріщинах підлоги, за плінтусами). У місцях свого проживання самки бліх відкладають яйця, з яких потім розвиваються червоподібні личинки. Деякий час вони харчуються органічними речовинами, в тому числі фекаліями дорослих бліх, через 3-4 тижні заляльковуються і перетворюються на дорослих бліх.

Людини блохи кусають вночі. Токсичні речовини їх слини викликають сильний свербіж.

Блохи є переносниками збудників чуми. Вони кусають тварина-носія і разом з кров'ю всмоктують бактерії чуми. У шлунку блохи бактерії дуже активно розмножуються, утворюючи пробку з чумних паличок - чумний блок. Через те, що пробка займає весь об'єм шлунка блохи, нові порції крові вже не вміщаються. Голодна блоха робить багаторазові спроби кровосмоктанні. Кусаючи здорова тварина або людини, в першу чергу блоха відригує в ранку чумну пробку. У кров господаря надходить велика кількість збудників, чому сприяє розчісування місця укусу. Природними резервуарами чуми служать пацюки, ховрахи, тхори та ін Гризуни є джерелами та інших інфекцій: туляремії, щурячого висипного тифу.

4. Особливості біології розвитку комарів роду Аnopheles, Аеdеs, Culex

Для комарів (загін Двокрилі, підряд довговусі) характерними зовнішніми рисами є тонке тіло, довгі ноги і маленька головка з ротовим апаратом хоботковий типу. Комарі поширені повсюдно, особливо в зонах теплого вологого клімату. Комарі є переносниками більше 50 захворювань. Комарі - представники родів Culex і ncdcs (немалярійние) є переносниками збудників японського енцефаліту, жовтої лихоманки, сибірської виразки, представники роду nnopheles (малярійні комарі) - переносники малярійного плазмодія. Немалярійние і малярійні комарі відрізняються один від одного на всіх стадіях життєвого циклу.

Всі комарі відкладають яйця у воду або вологий грунт біля водойм. Яйця комарів роду nnopheles розташовуються на поверхні води по одному, кожне яйце має два повітряних поплавка. Їх личинки розташовуються під водою паралельно її поверхні, на передостанньому членику вони мають два дихальних отвори. Лялечки мають форму коми, розвиваються під поверхнею води і дихають киснем через дихальні ріжки у вигляді широких воронок. Дорослі комарі роду nnopheles, сидячи на предметах, піднімають тіло вгору, а головку тримають донизу, утворюючи гострий кут з поверхнею. По обидва боки від їх хоботка розташовуються рівні йому по довжині нижньощелепні щупики. Комарі пологів Culex і Аеdes відкладають яйця, що розташовуються у воді групами. Личинки у воді лежать під кутом до її поверхні і на передостанньому членику мають довгий дихальний сифон. Лялечки також мають вигляд коми, але їх дихальні ріжки мають форму тонких циліндричних трубочок. Нижньощелепні щупики дорослих комарів ледь сягає третини довжини хоботка. Сидячи на предметах, комарі тримають тіло паралельно їх поверхні.

Малярійний комар є остаточним господарем, а людина - проміжним господарем найпростішого малярійного плазмодія (тип споровиків). Цикл розвитку малярійного плазмодія складається з трьох частин:

1) шизогонія - безстатеве розмноження шляхом множинного поділу;

2) гаметогонія - статеве розмноження;

3) спорогония - утворення специфічних для споровиків форм (спорозоитов).

Проколюючи шкіру здорової людини, інвазійних комар вводить в його кров слину, що містить спорозоїти, які впроваджуються в клітини печінки гаметоцити. Там вони перетворюються спочатку в трофозоіти, потім в шизонти.

Шизонти діляться шляхом шизогонії з утворенням мерозоїтів. Ця стадія циклу називається предерітроцітарной шізогоніей і відповідає інкубаційному періоду хвороби. Гострий період хвороби починається з моменту впровадження мерозоїтів в еритроцити. Тут мерозоїти теж перетворюються на трофозоіти і шизонти, які діляться шізогоніей з утворенням мерозоїтів. Оболонки еритроцитів розриваються, і мерозоїти потрапляють в кров і впроваджуються в нові еритроцити, де цикл повторюється заново протягом 48 або 72 годин. При розриві еритроцитів разом з мерозоїтів в кров надходять токсичні продукти обміну речовин паразита і вільний гем, що викликають напади малярійної лихоманки. Частина мерозоїтів перетворюється на незрілі статеві клітини - га-метоціти. Дозрівання гамет можливо тільки в організмі комара.

ЛЕКЦІЯ № 25. Отруйні тварини

1. Отруйні павукоподібні

Клас Павукоподібні включає в себе павуків, скорпіонів, фаланг, кліщів. До отруйних павукоподібних відносять таких павуків, як тарантул та каракурт, а також усіх скорпіонів.

Отруйні павукоподібні харчуються живим видобутком, в основному комахами. Проколюючи своїми хелицерами хітинові покриви комахи, павуки вводять всередину отрута разом з травними соками, що забезпечують часткове перетравлювання видобутку поза організмом павука і полегшують її висмоктування. Таким чином, травлення у павуків змішане, зовнішньо-внутрішнє. Скорпіони паралізують свою здобич за допомогою отрути зі спеціальних залоз, розташованих на їх хвості - останньому черевному членику (у скорпіонів і груди, і черевце розділені на членики).

Загін Скорпіони

У світі налічується понад 1500 видів скорпіонів, з них в Росії зустрічається 13-15 видів.

Скорпіони різних видів живуть як у місцях з вологим кліматом, так і в піщаних пустелях. Скорпіони - нічні тварини. Харчуються скорпіони павуками, сінокоси, багатоніжками та іншими безхребетними і їхніми личинками, використовуючи отруту тільки для знерухомлення жертви. При тривалій відсутності їжі у скорпіонів спостерігається канібалізм. Самка скорпіона за один раз народжує 15-30 дитинчат. Звільнившись від плодових оболонок, дитинчата через 20-30 хвилин забираються на тіло матері і залишаються там 10-12 днів.

Будова отруйного апарату скорпіонів. На членистою гнучкою метасоме (хвості) є анальна лопать, що закінчується отруйною голкою. Розміри голки і форми її варіюють у різних видів. У анальної лопаті знаходяться дві отруйні залози, протоки яких відкриваються у районі вершини голки двома маленькими отворами. Кожна залоза має овальну форму і ззаду поступово звужується в довгий вивідний протока, яка проходить всередині голки. Стінки залози складчасті, і кожна залоза оточена зсередини і зверху товстим шаром поперечних м'язових волокон. При скороченні цих м'язів секрет викидається назовні. Загін Павуки

До загону Павуки відноситься близько 27 000 видів, більша частина яких має отруйний апарат. Найбільш небезпечними для людини на території Росії є каракурт і тарантул.

Будова отруйного апарату. Передня пара кінцівок павуків хеліцери призначена для захисту і умертвіння видобутку. Хеліцери знаходяться попереду рота на черевній стороні головогрудей і мають вигляд коротких, але потужних двучленістих придатків. Розглянуті представники групи отруйних павуків характеризуються вертикальним розташуванням основних члеників хелицер перпендикулярно головній осі тіла. Товстий основний членик хелицер біля основи помітно потовщений. На вершині у зовнішнього краю він зчленований з гострим когтевіднимі зігнутим кінцевим члеником, який рухається тільки в одній площині і може складатися подібно лезу ножа в борозну на основному членику. Краї борозенки озброєні хітиновими зубцями. На кінці когтевіднимі членика відкриваються протоки двох отруйних залоз, що лежать або в основних члениках, або заходять у головогрудь. Отруйні залози представлені великими циліндричними мішками з характерною исчерченностью, яка залежить від наявності зовнішньої мускулатурной мантії і косих спіральних волокон. Від передніх кінців залоз відходять тонкі вивідні потоки.

2. Отруйні хребетні

Існує близько 5000 видів отруйних хребетних тварин. Вони містять в організмі постійно або періодично речовини, токсичні для особин інших видів. У малих дозах отрута, що потрапив в організм іншої тварини, викликає хворобливі розлади, у великих дозах - смерть. Одні види отруйних тварин мають особливі залози, що виробляють отруту, інші містять токсичні речовини в тих чи інших органах і тканинах. У деяких видів є ранящий апарат, що сприяє введенню отрути в тіло ворога або жертви. У багатьох тварин (змії) отруйні залози пов'язані з ротовими органами, і отрута вводиться в тіло жертви при укусі або уколі у випадку захисту або нападу. У хребетних, які мають отруйні залози, але не мають спеціального апарату для введення отрути в тіло жертви, наприклад земноводних (саламандри, тритони, жаби), залози розташовані в різних ділянках шкіри; при подразненні тварини отрута виділяється на поверхню шкіри і діє на слизові оболонки хижака . Отруйні риби

Відомо близько 200 видів риб, що мають отруйні колючки або шипи. Отруйні риби діляться на активно-отруйних і пасивно-отруйних.

Активно-отруйні риби зазвичай ведуть малорухливий спосіб життя, підстерігаючи свою здобич. Одна з найбільш небезпечних отруйних риб - скат-хвостокол - зустрічається по всьому узбережжю Світового океану. Найчастіше страждають від уколів скатів рибалки, аквалангісти і просто купаються. Однак скати практично ніколи не використовують свій шип для нападу. Укол викликає сильний біль, слабкість, втрату свідомості, діарею, судоми, порушення дихання. Укол в груди або живіт може закінчитися летально.

Отруйні амфібії: саламандри, жаби, жаби

Найчастіше отруйними бувають амфібії, що мешкають в тропічному кліматі. У джунглях Південної Америки водиться жаба - кокой, отрута якої є найсильнішим з відомих органічних отрут.

Отруйні рептилії

Для отруйних змій характерна наявність ядоносних зубів і залоз, що виробляють отруту. Отруйні залози є парним освітою і розташовуються по обидва боки голови позаду очей, вкриті скроневими м'язами. Їх вивідні канали відкриваються біля основи ядоносних зубів.

За формою і розташуванням зубів змії діляться умовно на три групи.

1. Гладкозубие (ужи, полози). Не отруйні. Зуби однорідні, гладкі, позбавлені каналів.

2. Заднебороздчатие (котяча і ящірний змії). Отруйні зуби розташовані на задньому кінці верхньої щелепи з жолобком на задній поверхні. В основі жолобка відкривається протока залози, що виробляє отруту. Не представляють для людини особливої ​​небезпеки, так як їх ядоносние зуби розташовані глибоко в пащі; ввести свою отруту в людини ці змії не можуть.

3. Переднебороздчатие (гадюка, кобра). Ядоносние зуби розташовані в передньому відділі верхньої щелепи. На передній поверхні є борозни для стоку отрути.

Укуси призводять до отруєння організму, нерідко небезпечного для життя людини.

Зуби отруйних змій рухливі і в закритій пащі лежать поздовжньо над мовою. При розкритті пасти вони піднімають і приймають прямовисне по відношенню до щелепи положення. При укусі зуби встромлюють у видобуток. Змія спрямовується вперед, щоб звільнитися. Внаслідок цього між ураженої областю і зубами утворюється простір, достатній для стоку отрути.

ЛЕКЦІЯ № 26. Екологія

1. Предмет і завдання екології

Екологія - це наука про взаємини організмів, співтовариств між собою і з навколишнім середовищем. Завдання екології як науки:

1) вивчення взаємин організмів і їхніх популяцій з навколишнім середовищем;

2) дослідження дії середовища на будову, життєдіяльність і поведінку організмів;

3) встановлення залежності між середовищем і чисельністю популяції;

4) дослідження взаємовідносин між популяціями різних видів;

5) вивчення боротьби за існування і напрями природного відбору в популяції.

Екологія людини - комплексна наука, що вивчає закономірності взаємин людини з навколишнім середовищем, питання народонаселення, збереження та розвитку здоров'я, вдосконалення фізичних і психічних можливостей людини.

Навколишнє середовище людини в порівнянні з середовищем проживання інших живих істот - дуже складне переплетення взаємодіючих природних та антропогенних чинників, причому цей набір в різних місцях різко відрізняється.

У людини є 3 місця існування:

1) природна;

2) соціальна;

3) техногенна.

Критерій якості середовища проживання людини - стан його здоров'я.

На відміну від усіх інших істот людина має двоїстий характер з точки зору екології: з одного боку, людина є об'єктом різних факторів середовища (сонячне світло, інші істоти), з іншого - людина сама є екологічним (антропогенним) фактором.

2. Загальна характеристика середовища проживання людей. Екологічна криза

Середа - це сукупність факторів і елементів, які впливають на організм в місці його перебування. Будь-яка жива істота живе в умовах постійної зміни факторів середовища, при-спосабліваясь до них і регулюючи свою життєдіяльність відповідно до цих змін. Живі організми існують як рухомі системи, відкриті потоку енергії та інформації з навколишнього середовища. На нашій планеті живі організми освоїли чотири основні середовища проживання, кожна з яких відрізняється сукупністю специфічних факторів і елементів, які впливають на організм. Життя виникла і поширилася у водному середовищі. Згодом живі організми вийшли на сушу, оволоділи повітряним середовищем, заселили грунт. Природне середовище являє людині умови проживання та ресурси для життєдіяльності. Розвиток господарської діяльності людини покращує умови його існування, але вимагає збільшення витрати природних, енергетичних і матеріальних ресурсів. У ході промислового і сільськогосподарського виробництва утворюються відходи, які в сукупності з самими виробничими процесами порушують і забруднюють біогеоценози, поступово погіршуючи умови проживання людини.

Біологічні чинники, або рушійні сили еволюції, є загальними для всієї живої природи, у тому числі і для людини. До них відносять спадкову мінливість і природний добір.

Пристосування організмів до дії факторів навколишнього середовища називається адаптацією. Здатність до адаптації - одне з найважливіших властивостей живого. Виживають лише пристосовані організми, які отримують в процесі еволюції ознаки, корисні для життя. Ці ознаки закріплюються в поколіннях завдяки здатності організмів до розмноження.

Шляхи впливу людини на природу. Екологічна криза

Людина як антропогенний чинник впливає на природу.

Зміни середовища в результаті впливу антропогенних факторів:

1) зміна структури земної поверхні;

2) зміна складу атмосфери;

3) зміна кругообігу речовин;

4) зміна якісного та кількісного складу флори і фауни;

5) парниковий ефект;

6) шумове забруднення;

7) військові дії.

Нераціональна діяльність людини призвела до порушень всіх компонентів біосфери. Атмосфера

Основні джерела забруднення - автомобілі і промислові підприємства. Щорічно в атмосферу викидається 200 млн тонн чадного і вуглекислого газу, 150 млн тонн оксидів сірки, 50 млн тонн оксидів азоту. Крім того, в атмосферу викидається велика кількість дрібнодисперсних частинок, які утворюють так званий атмосферне аерозоль. За рахунок спалювання вугілля в атмосферу надходять ртуть, миш'як, свинець, кадмій у кількостях, що перевищують їх залучення в кругообіг речовин. У повітря піднімається велика кількість пилу в екологічно брудних районах, яка затримує 20-50% сонячного світла. Підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, зросле за останні 100 років на 10%, перешкоджає тепловому випромінюванню в космічний простір, викликаючи парниковий ефект.

Гідросфера

Основною причиною забруднення водного басейну є скидання неочищених стічних вод промислових і комунальних підприємств, а також сільськогосподарських угідь. Змивши в річки мінеральних добрив і отрутохімікатів служить причиною погіршення якості питної води і загибелі багатьох видів водних тварин. Зростає рівень забруднення Світового океану з річковим стоком, атмосферними опадами, видобутком нафти на океанському шельфі. У воду потрапляє величезна кількість свинцю, нафти і нафтопродуктів, побутових відходів, пестицидів.

Літосфера

Родючий шар грунту формується тривалий час, а завдяки вирощуванню сільськогосподарських культур з грунту щорічно вилучаються десятки мільйонів тонн калію, фосфору й азоту - основних елементів живлення рослин. Виснаження грунту не відбувається, якщо вносяться органічні та мінеральні добрива. Якщо ж не проводиться підгодівля рослин і не дотримується сівозміна, то родючий шар скорочується до мінімуму. Несприятливий вплив надає і штучне зрошення грунтів, тому що найчастіше відбувається заболочування або засолення поверхневого шару грунту. У числі антропогенних змін грунту велике значення має ерозія - руйнування та знесення верхнього родючого шару грунту. Трактор К-700 за один сезон перетворює на пил шар грунту, на утворення якого потрібно 5 років. Існує вітрова та водна ерозія. Водна ерозія найбільш руйнівна, розвивається при неправильній обробці землі.

Екологічна криза

Екологічна криза - це порушення взаємозв'язків всередині екосистеми або незворотні явища в біосфері, викликані діяльністю людини. За ступенем загрози для життя людини і розвитку суспільства розрізняють несприятливу екологічну ситуацію, екологічне лихо та екологічну катастрофу.

Список використаної літератури

1. Калюжний К. В. Довідник з біології. Ростов-на-Дону: Фенікс, 2002.

2. Константинов В. М. Загальна біологія. Підручник. М.: Академія, 2004.

3. Павловський Є. Н. Керівництво по паразитології людини з вченням про переносників трансмісивних хвороб. М.: Наука, 1946.

4. Піменова І. Н., Пименов А. В. Лекції з біології. Навчальний посібник. М.: Ліцей, 2003.

5. Ржевська Р. А. Медична біологія. Конспект лекцій. М.: Пріор-издат., 2005.