Безкоштовна технічна бібліотека

Загальна біологія. Конспект лекцій: коротко, найголовніше

Довідник / Конспекти лекцій, шпаргалки

Коментарі до статті

Зміст

1. (Клітинна теорія (КТ) Передумови клітинної теорії. Визначення життя на сучасному етапі розвитку науки. Фундаментальні властивості живої матерії. Рівні організації життя)
2. Хімічний склад живих систем. Біологічна роль білків, полісахаридів, ліпідів та АТФ (Огляд хімічної будови клітини. Біополімери Білки)
3. Нуклеїнові кислоти. Біосинтез білка (ДНК. РНК. Біосинтез білка)
4. Основні клітинні форми (Прокаріоти. Загальні відомості про еукаріотичну клітину. Функції та будову цитоплазматичної мембрани. Будова та функції клітинного ядра. Будова та функції напівавтономних структур клітини: мітохондрій та пластид. Будова та функції лізосом та пероксисом. Лізосоми. комплексу Гольджі.Будування та функції немембранних структур клітини.Гіалоплазма - внутрішнє середовище клітини.Цитоплазматичні включення)
5. Неклітинні форми життя - віруси, бактеріофаги
6. Будова та функції статевих клітин (гамет) (Загальні властивості гамет. Будова та функції яйцеклітини. Будова та функції сперматозоїдів. Запліднення)
7. Безстатеве розмноження. Форми та біологічна роль (Біологічна роль безстатевого розмноження. Форми безстатевого розмноження. Вегетативна форма розмноження)
8. Статеве розмноження. Його форми та біологічна роль (Еволюційний сенс статевого розмноження. Види статевого розмноження. Відмінності між гаметами. Нетипове статеве розмноження)
9. Життєвий цикл клітини. Мітоз (Поняття про життєвий цикл. Біологічне значення життєвого циклу. Мітоз. Характеристика основних етапів. Нетипові форми мітозу)
10. Мейоз: характеристика, біологічне значення (Стадії мейозу. Біологічне значення мейозу)
11. Гаметогенез (Поняття гаметогенезу. Стадії гаметогенезу)
12. Онтогенез (Поняття про онтогенез. Ембріональний розвиток)
13. Закони успадкування (Закони Г. Менделя. Ді- та полігібридне схрещування. Незалежне успадкування. Взаємодії алельних генів. Спадкування груп крові системи АВО)
14. Спадковість (Неалельні гени. Генетика статі)
15. Спадковість та мінливість (Види мінливості. Гетероплоїдія – зміна числа окремих хромосом у каріотипі. Методи вивчення спадковості людини Генеалогічний метод)
16. Структура та функції біосфери (Поняття про ноосферу. Вплив людини на біосферу. Паразитизм як екологічний феномен)
17. Загальна характеристика найпростіших (Protozoa) (Огляд будови найпростіших. Особливості життєдіяльності найпростіших)
18. Різноманітність найпростіших (Загальна характеристика класу Саркодові (корененіжки). Патогенні амеби)
19. Патогенні джгутиконосці (Тріхомонади (Trichomonas vaginalis) і Т. hominis. Лямблія (Lamblia intestinalis). Лейшманії (Leishmaniae). Трипаносоми (Tripanosoma). Загальна характеристика класу Споровики, морфологія: цикл розвитку)
20. Клас Інфузорії (війкові) (Огляд будови інфузорій. Балантидій (Balantidium coli))
21. Тип Плоскі черви (Plathelminthes) (Характерні риси організації. Клас Сосальники. Загальна характеристика. Клас Сосальники. Його представники. Загальна характеристика класу Стрічкові черв'яки. Ланцюги)
22. Тип Круглі черв'яки (Nemathelminthes) (Особливості будови. Круглі черв'яки - паразити людини Аскарида)
23. Тип Членистоногі (Різноманітність і морфологія членистоногих. Кліщі. Кліщі - мешканці житла людини. Сімейство Іксодові кліщі. Представники сімейства Іксодові кліщі. Морфологія, патогенне значення. Представники сімейства Аргазові кліщі. Морфологія, цикл розвитку)
24. Комахи (тип Членистоногі, підтип Трахейнодихаючі) (Морфологія, фізіологія, систематика. Загін Воші. Загін Блохи. Особливості біології розвитку комарів роду Аnopheles, Аеdеs, Culex)
25. Отруйні тварини (Отрутні павукоподібні. Отруйні хребетні)
26. Екологія (Предмет і завдання екології. Загальна характеристика довкілля людей. Екологічна криза)

1. Клітинна теорія (КТ) Передумови клітинної теорії

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

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

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

2) якщо у якомусь освіті, видимому під мікроскопом, є ядро, його можна вважати клітиною;

3) процес утворення нових клітин зумовлює зростання, розвиток, диференціювання рослинних та тваринних клітин. Доповнення до клітинної теорії вніс німецький вчений Р. Вірхов, який у 1858 р. опублікував свою працю "Целюлярна патологія". Він довів, що дочірні клітини утворюються шляхом поділу материнських клітин: кожна клітина із клітини. Наприкінці ХІХ ст. були виявлені мітохондрії, комплекс Гольджі, пластиди у рослинних клітинах. Після фарбування клітин, що діляться, спеціальними барвниками були виявлені хромосоми. Сучасні положення КТ

1. Клітина - основна одиниця будови та 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 та життєдіяльності.

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

Значення клітинної теорії

Отало ясно, що клітина - найважливіша складова живих організмів, їх головний морфофізіологічний компонент. Клітина – це основа багатоклітинного організму, місце протікання біохімічних та фізіологічних процесів в організмі. На клітинному рівні зрештою відбуваються всі біологічні процеси. Клітинна теорія дозволила зробити висновок про подібність хімічного складу всіх клітин, загальний план їх будови, що підтверджує філогенетичну єдність всього живого світу.

2. Визначення життя на етапі розвитку науки

Досить важко дати повне та однозначне визначення поняття життя, враховуючи величезну різноманітність його проявів. У більшості визначень поняття життя, які давалися багатьма вченими та мислителями протягом століть, враховувалися провідні якості, що відрізняють живе від неживого. Наприклад, Арістотель говорив, що життя - це "харчування, зростання та постаріння" організму; А. Л. Лавуазьє визначав життя як "хімічну функцію"; Г. Р. Тревиранус вважав, що життя є "стійке однаковість процесів за відмінності зовнішніх впливів". Зрозуміло, що такі визначення не могли задовольнити вчених, тому що не відбивали (і не могли відбивати) всіх властивостей живої матерії. Крім того, спостереження свідчать, що властивості живого не виняткові та 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 хімічних чи фізичних закономірностей. Однак і в цьому випадку визначення має загальний характер і не розкриває конкретної своєрідності цього руху.

Ф. Енгельс в "Діалектиці природи" писав: "Життя є спосіб існування білкових тіл, суттєвим моментом якого є обмін речовиною та енергією з навколишнім середовищем".

Для практичного застосування корисні визначення, у яких закладено основні властивості, обов'язково властиві всім живим формам. Ось одне з них: життя - це макромолекулярна відкрита система, якою властиві ієрархічна організація, здатність до самовідтворення, самозбереження та саморегуляції, обмін речовин, тонко регульований потік енергії. Згідно з цим визначенням життя є ядром упорядкованості, що поширюється в менш упорядкованому Всесвіті.

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

3. Фундаментальні властивості живої матерії

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

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

2) самовідтворення. Забезпечує наступність між генераціями біологічних систем, що змінюються. Це властивість пов'язані з потоками інформації, закладеної у структурі нуклеїнових кислот. У зв'язку з цим живі структури постійно відтворюються та оновлюються, не втрачаючи при цьому подібності до попередніх поколінь (попри безперервне оновлення речовини). Нуклеїнові кислоти здатні зберігати, передавати та відтворювати спадкову інформацію, а також реалізовувати її через синтез білків. Інформація, що зберігається на ДНК, переноситься на молекулу білка за допомогою молекул РНК;

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

4) дратівливість. Пов'язана з передачею інформації ззовні будь-яку біологічну систему і відбиває реакцію цієї системи на зовнішній подразник. Завдяки подразливості живі організми здатні вибірково реагувати на умови довкілля і витягувати з нього лише необхідне свого існування. З дратівливістю пов'язана саморегуляція живих систем за принципом зворотного зв'язку: продукти життєдіяльності здатні гальмувати або стимулювати вплив на ті ферменти, які стояли на початку довгого ланцюга хімічних реакцій;

5) підтримання гомеостазу (від гр. homoios - "подібний, однаковий" та stasis - "нерухомість, стан") - відносної динамічної сталості внутрішнього середовища організму, фізико-хімічних параметрів існування системи;

6) структурна організація – певна впорядкованість, стрункість живої системи. Виявляється при дослідженні як окремих живих організмом, а й їх сукупностей у зв'язку з довкіллям - біогеоценозів;

7) адаптація - здатність живого організму постійно пристосовуватися до змін умов існування в навколишньому середовищі. В її основі лежать дратівливість і характерні для неї адекватні реакції у відповідь;

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

9) спадковість. Забезпечує наступність між поколіннями організмів (з урахуванням потоків інформації).

Тісно пов'язана з ауторепродукцією життя на молекулярному, субклітинному та клітинному рівнях. Завдяки спадковості з покоління в покоління передаються ознаки, які забезпечують пристосування до довкілля;

10) мінливість – властивість, протилежна спадковості. За рахунок мінливості жива система набуває ознак, раніше їй невластивих. Насамперед мінливість пов'язана з помилками при репродукції: зміни у структурі нуклеїнових кислот призводять до появи нової спадкової інформації. З'являються нові ознаки та властивості. Якщо вони корисні для організму в цьому середовищі, то вони підхоплюються і закріплюються природним відбором. Створюються нові форми та види. Таким чином, мінливість створює передумови для видоутворення та еволюції;

11) індивідуальне розвиток (процес онтогенезу) - здійснення вихідної генетичної інформації, закладеної у структурі молекул ДНК (т. е. в генотипі), в робочі структури організму. У ході цього процесу проявляється така властивість, як здатність до зростання, що виявляється у збільшенні маси тіла та його розмірів. Цей процес базується на репродукції молекул, розмноженні, зростанні та диференціювання клітин та інших структур та ін;

12) філогенетичний розвиток (закономірності його встановлено Ч. ​​Р. Дарвін). Базується на прогресивному розмноженні, спадковості, боротьбі за існування та відборі. В результаті еволюції з'явилося безліч видів. Прогресивна еволюція пройшла низку ступенів. Це доклітинні, одноклітинні та багатоклітинні організми аж до людини.

У цьому онтогенез людини повторює філогенез (т. е. індивідуальне розвиток проходить самі етапи, як і еволюційний процес);

13) дискретність (переривчастість) і водночас цілісність. Життя представлене сукупністю окремих організмів, або особин. Кожен організм, своєю чергою, також дискретний, оскільки складається з сукупності органів, тканин і клітин. Кожна клітина складається з органел, але водночас автономна. Спадкова інформація здійснюється генами, але жоден ген окремо неспроможна визначати розвиток тієї чи іншої ознаки.

4. Рівні організації життя

Жива природа - це цілісна, але неоднорідна система, якою властива ієрархічна організація. Ієрархічною називається така система, в якій частини (або елементи цілого) розташовані в порядку від найвищого до нижчого. Ієрархічний принцип організації дозволяє виділити в живій природі окремі рівні, що дуже зручно при вивченні життя як складного природного явища. Можна виділити три основні щаблі живого: мікросистеми, мезосистеми та макросистеми.

Мікросистеми (доорганізмний ступінь) включають молекулярний (молекулярно-генетичний) і субклітинний рівні.

Мезосистеми (організмний ступінь) включають клітинний, тканинний, органний, системний, організмовий (організм як єдине ціле), або онтогенетичний, рівні.

Макросистеми (надорганізмна ступінь) включають популяційно-видовий, біоценотичний і глобальний рівні (біосферу в цілому). На кожному рівні можна виділити елементарну одиницю та явище.

Елементарна одиниця (ЕЕ) - це структура (або об'єкт), закономірні зміни якої (елементарні явища, ЕЯ) становлять її внесок у розвиток життя цьому рівні.

Ієрархічні рівні:

1) молекулярно-генетичний рівень. ЕЕ представлена ​​геном. Ген - це ділянка молекули ДНК (а в деяких віру-сов-молекули РНК), яка відповідальна за формування будь-якої однієї ознаки. Інформація, закладена в нуклеїнових кислотах, реалізується у вигляді матричного синтезу білків;

2) субклітинний рівень. ЕЕ представлена ​​якоюсь субклітинною структурою, тобто органелою, яка виконує властиві їй функції і робить свій внесок у роботу клітини в цілому;

3) клітинний рівень. ЕЕ - це клітина, яка є самостійно функціонуючої елементарної біологічної системи. Тільки цьому рівні можливі реалізація генетичної інформації та процеси біосинтезу. Для одноклітинних організмів цей рівень збігається із організмовим. ЕЯ - це реакції клітинного метаболізму, що становлять основу потоків енергії, інформації та речовини;

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

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

6) організмовий (онтогенетичний) рівень. ЕЕ - це особина у розвитку від моменту народження до припинення її існування як живої системи. ЕЯ – це закономірні зміни організму у процесі індивідуального розвитку (онтогенезу). У процесі онтогенезу за певних умов 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. Населення має генофондом, т. е. сукупністю генотипів всіх особин. Вплив на генофонд елементарних еволюційних чинників (мутацій, коливань чисельності особин, природного відбору) призводить до еволюційно значних змін (ЕЯ);

8) біоценотичний (екосистемний) рівень. ЕЕ - біоценоз, т. е. стійке співтовариство популяцій різних видів, що історично склалося, пов'язаних між собою і з навколишньою неживою природою обміном речовин, енергії та інформації (кругообігами), які і являють собою ЕЯ;

9) біосферний (глобальний) рівень. ЕЕ - біосфера (область поширення життя на Землі), тобто єдиний планетарний комплекс біогеоценозів, різних за видовим складом та характеристикою абіотичної (неживої) частини. Біогеоценози зумовлюють усі процеси, які у біосфері;

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

Лекція № 2. Хімічний склад живих систем. Біологічна роль білків, полісахаридів, ліпідів та АТФ

1. Огляд хімічної будови клітини

Усі живі системи містять у різних співвідношеннях хімічні елементи і побудовані їх хімічні сполуки, як органічні, і неорганічні.

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

Макроелементи становлять до 99 % маси клітини, у тому числі до 98 % посідає 4 елемента: кисень, азот, водень і вуглець. У менших кількостях клітини містять калій, натрій, магній, кальцій, сірку, фосфор, залізо.

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

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

Хімічна сполука - це речовина, в якій атоми одного або кількох хімічних елементів з'єднані один з одним у вигляді хімічних зв'язків. Хімічні сполуки бувають неорганічними та органічними. До неорганічних відносять воду та мінеральні солі. Органічні сполуки – це сполуки вуглецю з іншими елементами.

Основними органічними сполуками клітини є білки, жири, вуглеводи та 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 та четвертинна структури).

Функції білків:

1) захисна (інтерферон посилено синтезується в організмі під час вірусної 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 та 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 у гуморальній регуляції (інсулін регулює рівень цукру в крові);

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

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

Вуглеводи

Це моно- та полімери, до складу яких входить вуглець, водень та кисень у 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) запасна (запас поживних речовин у вигляді крохмалю у рослин та глікогену у тварин).

жири

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

Функції ліпідів:

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

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

3) запасна (запас поживних речовин у підшкірній клітковині та інших органах);

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

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

6) теплоізолююча (підшкірна клітковина зберігає тепло). АТФ

Молекула АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти) складається з азотистої основи аденіну, п'ятивуглецевого цукру рибози та трьох залишків фосфорної кислоти, з'єднаних між собою макроергічним зв'язком. АТФ утворюється в мітохондріях у процесі фосфорилювання. При її гідролізі вивільняється велика кількість енергії. АТФ є основним макроергом клітини - акумулятором енергії як енергії високоенергетичних хімічних зв'язків.

ЛЕКЦІЯ №3. Нуклеїнові кислоти. Біосинтез білка

Нуклеїнові кислоти - це біополімери, що містять фосфор, мономерами яких є нуклеотиди. Ланцюги нуклеїнових кислот включають від кількох десятків до сотень мільйонів нуклеотидів.

Існує 2 види нуклеїнових кислот – дезоксирибо-нуклеїнова кислота (ДНК) та рибонуклеїнова кислота (РНК). Нуклеотиди, що входять до складу ДНК, містять вуглевод, дезоксирибозу, до складу РНК - рибозу.

1. ДНК

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

Функції ДНК:

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

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

Процес самовідтворення (авторепродукції) ДНК називається реплікацією. Реплікація забезпечує копіювання генетичної інформації та передачу її з покоління в покоління, генетичну ідентичність дочірніх клітин, що утворюються в результаті мітозу, і сталість числа хромосом при мітотіческій поділ клітини.

Реплікація відбувається у синтетичний період інтерфази мітозу. Фермент репліказу рухається між двома ланцюгами спіралі ДНК та розриває водневі зв'язки між азотистими основами. Потім до кожного з ланцюжків за допомогою ферменту ДНК-полімерази за принципом комплементарності добудовуються нуклеотиди дочірніх ланцюжків. Внаслідок реплікації утворюються дві ідентичні молекули ДНК. Кількість ДНК у клітині подвоюється. Такий спосіб подвоєння ДНК називається напівконсервативним, так як кожна нова молекула ДНК містить один "старий" і один знову синтезований полінуклеотидний ланцюг.

2. РНК

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

Розрізняють 3 види РНК: інформаційну, транспортну та рибо-сомальну.

Інформаційна РНК (і-РНК) розташовується в ядрі та цитоплазмі клітини, має найдовший полінуклеотидний ланцюг серед РНК і виконує функцію перенесення спадкової інформації з ядра до цитоплазми клітини.

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

Рибосомальна РНК (р-РНК) міститься в ядерці та рибосомах клітини, має ланцюг середньої довжини. Усі види РНК утворюються у процесі транскрипції відповідних генів ДНК.

3. Біосинтез білка

Біосинтез білка в організмі еукаріотів відбувається в кілька етапів.

1. Транскрипція – це процес синтезу і-РНК на матриці ДНК. Ланцюги ДНК в області активного гена звільняються від гістонів. Водневі зв'язки між комплементарними азотистими основами розриваються. Основний фермент транскрипції РНК-полімеразу приєднується до промотора - спеціальної ділянки ДНК. Транскрипція проходить тільки з одного (кодогенного) ланцюга ДНК. У міру просування РНК-полімерази кодо-генної ланцюга ДНК рибонуклеотиди за принципом комплементарності приєднуються до ланцюжка ДНК, в результаті утворюється незріла про-і-РНК, що містить як кодуючі, так і некодирующие нуклеотидні послідовності.

2. Потім відбувається процесинг – дозрівання молекули РНК. На 5-кінці і-РНК формується ділянка (КЕП), якою вона з'єднується з рибосомою. Ген, т. е. ділянка ДНК, що кодує один білок, містить як послідовності нуклеотидів, що кодують, - екзони, так і некодуючі - інтрони. При процессинге інтрони вирізуються, а екзони зшиваються. В результаті на 5-кінці зрілої і-РНК знаходиться кодон-ініціатор, який першим увійде в рибосому, потім слідують кодони, що кодують амінокислоти поліпептиду, а на 3-кінці - кодони-термінатори, 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 та процесинг відбуваються в ядрі клітини. Потім зріла і-РНК через пори в мембрані ядра виходить у цитоплазму і починається трансляція.

3. Трансляція – це процес синтезу білка на матриці та РНК. На початку і-РНК 3-кінцем приєднується до рибосоми. Т-РНК доставляють до акцепторної ділянки рибосоми амінокислоти, які з'єднуються в поліпептидний ланцюг відповідно до кодонів, що їх шифрують. Поліпептидний ланцюг, що росте, переміщається в донорну ділянку рибосоми, а на акцепторну ділянку приходить нова т-РНК з амінокислотою. Трансляція припиняється на кодонах-термінаторах. Генетичний код

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

Одиниця генетичного коду (кодон) - це триплет нуклеотидів у ДНК або РНК, що кодує одну амінокислоту.

Усього генетичний код включає 64 кодони, з них 61 кодуючий і 3 некодуючі (кодони-термінатори, що свідчать про закінчення процесу трансляції).

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

Початок процесу трансляції визначає кодон-ініціатор (АУГ, ДНК - ТАЦ), що кодує амінокислоту метіонін. Цей кодон першим входить у рибосому. Згодом метіонін, якщо він не передбачений як перша амінокислота 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 ту саму амінокислоту.

2. Специфічність – кожен кодон шифрує лише одну амінокислоту.

3. Виродженість – більшість амінокислот можуть кодуватися кількома кодонами. Виняток становлять 2 амінокислоти - метіонін і триптофан, що мають лише за одним варіантом кодону.

4. Між генами є "розділові знаки" - три спеціальні триплети (УАА, УАГ, УГА), кожен з яких позначає припинення синтезу поліпептидного ланцюга.

5. Усередині гена "розділових знаків" немає.

ЛЕКЦІЯ № 4. Основні клітинні форми

1. Прокаріоти

Усі живі організми Землі прийнято поділяти на до-клітинні форми, які мають типового клітинного будови (це віруси і бактеріофаги), і клітинні, мають типове клітинне будову. Ці організми у свою чергу поділяють на дві категорії:

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

2) ядерні еукаріоти, що мають типове чітко оформлене ядро. Це решта організмів. Прокаріоти з'явилися набагато раніше еукаріотів (в архейську еру). Це дуже малі клітини розміром від 0,1 до 10 мкм. Іноді трапляються гігантські клітини до 200 мкм.

Типова бактеріальна клітина зовні оточена клітинною стінкою, основою якої є речовина муреїн (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 будову у еукаріотів). 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 у двох станах: золя (у сприятливих умовах) та гелю (за поганих умов, коли збільшується щільність гіалоплазми). Спадковий апарат: одна велика "гола", позбавлена ​​захисних білків, молекула ДНК, замкнута в кільце - нуклеоїд. У гіалоплазмі деяких бактерій є також короткі кільцеві молекули ДНК, не асоційовані з хромосомою або нуклеоїдом - плазміди.

Мембранних органел у прокаріотичних клітинах мало. Є мезосоми – внутрішні вирости плазматичної мембрани, які вважаються функціональними еквівалентами мітохондрій еукаріотів. У автотрофних прокаріотах - ціанобактерії та інших - виявляють ламелі та ламелосоми - фотосинтетичні мембрани. На них знаходяться пігменти хлорофіл і фіко-ціанін.

Виявляється багато немембранних органел. Рибосоми, як і в еукаріотів, складаються з двох субодиниць: великої та малої. Вони мають невеликі розміри, розташовані безладно в гіалоплаз-мі. Рибосоми відповідальні за синтез бактеріальних білків.

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

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

2. Загальні відомості про еукаріотичну клітину

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

Існує кілька теорій походження еукаріотичних клітин, одна з них - ендосимбіонтична. У гетеротрофну анаеробну клітину проникла аеробна клітина типу бактеріоподібної, яка послужила базою для появи мітохондрій. У ці клітини почали проникати спірохетоподібні клітини, які дали початок формуванню центріолей. Спадковий матеріал відгородився від цитоплазми, з'явилося ядро, виник мітоз. У деякі еукаріотичні клітини проникли клітини типу синьо-зелених водоростей, які започаткували появу хлоропластів. Так згодом виникло царство рослин.

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

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

Будова еукаріотичних клітин тварин і рослинних організмів багато в чому схожа. Кожна клітина зовні обмежена клітинною оболонкою або плазмалемою. Вона складається з цито-плазматичної мембрани та шару глікокаліксу (товщиною 10-20 нм), що покриває її зовні. Компоненти гліко-каліксу - комплекси полісахаридів з білками (глікопротеїни) та жирами (гліколіпіди).

Цитоплазматична мембрана - це комплекс бислоя фосфо-ліпідів з протеїнами та полісахаридами.

У клітині виділяють ядро ​​та цитоплазму. Клітинне ядро ​​складається з мембрани, ядерного соку, ядерця та хроматину. Ядерна оболонка складається з двох мембран, розділених перінуклеарним простором, і пронизана порами.

Основу ядерного соку (матрикса) складають білки: нитчасті, або фібрилярні (опорна функція), глобулярні, гетероядерні РНК і мРНК (результат процесингу).

Ядрішко – це структура, де відбувається утворення та дозрівання рибосомальних РНК (р-РНК).

Хроматин у вигляді глибок розсіяний у нуклеоплазмі та є інтерфазною формою існування хромосом.

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

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

Органели загального значення - ендоплазматична мережа (гладка та шорстка), комплекс Гольджі, мітохондрії, рибосоми та полісоми, лізосоми, пероксисоми, мікрофібрили та мікротрубочки, центріолі клітинного центру.

У рослинних клітинах ще й хлоропласти, у яких протікає фотосинтез.

3. Функції та 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 голівку та неполярний гідрофобний хвіст. При цьому молекули орієнтовані так, що головки звернені назовні та всередину клітини, а неполярні хвости - всередину самої мембрани. Цим досягається вибіркова проникність для речовин, що надходять у клітину.

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

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

Найважливіша функція: сприяє компартментації – підрозділу вмісту клітини на окремі осередки, що відрізняються деталями хімічного чи ферментного складу. Цим досягається висока впорядкованість внутрішнього вмісту будь-якої еукаріотичної клітини. Компартментація сприяє просторовому поділу процесів, які у клітині. Окремий компартмент (комірка) представлений якоюсь мембранною органелою (наприклад, лізосомою) або її частиною (христами, відмежованим 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 та антигенності мембрани);

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

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

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

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

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

4. Будова та функції клітинного ядра

Ядро є у будь-якій еукаріотичній клітині. Ядро може бути одне, або в клітині може бути кілька ядер (залежно від її активності та функції).

Клітинне ядро ​​складається з оболонки, ядерного соку, ядерця та хроматину. Ядерна оболонка складається з двох мембран, розділених перинуклеарним (околоядерним) 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 (поровий 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 пір (у незрілих клітинах пір більше).

Основа ядерного соку (матрикса, нуклеоплазми) – це білки. Сік утворює внутрішнє середовище ядра, відіграє у роботі генетичного матеріалу клітин. Білки: нитчасті або фібрилярні (опорна функція), гетероядерні РНК (продукти первинної транскрипції генетичної інформації) та мРНК (результат процесингу).

Ядрішко – це структура, де відбуваються утворення та дозрівання рибосомальних РНК (р-РНК). Гени р-РНК займають певні ділянки кількох хромосом (у людини це 13-15 і 21-22 пари), де формуються ядрові організатори, в області яких і утворюються самі ядерця. У метафазних хромосомах ці ділянки називаються вторинними перетяжками та мають вигляд звужень. Електронна мікроскопія виявила нитчастий та зернистий компоненти ядерців. Нитчастий (фібрилярний) - це комплекс білків і гігантських молекул-попередниць р-РНК, які дають надалі дрібніші молекули зрілих р-РНК. При дозріванні фібрили перетворюються на рибонуклеопротеїнові гранули (зернистий компонент).

Хроматин отримав свою назву за здатність добре фарбувати основними барвниками; у вигляді глибок він розсіяний у нуклеоплазмі ядра і є інтерфазною формою існування хромосом.

Хроматин складається в основному з ниток ДНК (40% хромосоми) і білків (близько 60%), які разом утворюють нуклеопротеїдний комплекс. Виділяють гістонові (п'ять класів) та негістонові білки.

Гістон (40%) належать регуляторна (міцно з'єднані з ДНК і перешкоджають зчитуванню з неї інформації) та структурна функції (організація просторової структури молекули ДНК). Негістонові білки (понад 100 фракцій, 20 % маси хромосоми): ферменти синтезу та процесингу РНК, репарації редуплікації ДНК, структурна та регуляторна функції. Крім цього, у складі хромосом виявлено РНК, жири, полісахариди, молекули металів.

Залежно від стану хроматину виділяють еухромати-нові та гетерохроматинові ділянки хромосом. Еухроматин відрізняється меншою щільністю, і з нього можна зчитувати генетичну інформацію. Гетерохроматин компактніший, і в його межах інформація не зчитується. Виділяють конститутивний (структурний) та факультативний гетерохро-матин.

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

Мітохондрії (від гр. mitos - "нитка", chondrion - "зернятко, крупинка") - це постійні мембранні органели округлої або паличкоподібної (нерідко розгалуженої) форми. Товщин – 0,5 мкм, довжина – 5-7 мкм. Кількість мітохондрій у більшості тварин клітин – 150-1500; у жіночих яйцеклітинах – до кількох сотень тисяч, у сперматозоїдах – одна спіральна мітохондрія, закручена навколо осьової частини джгутика.

Основні функції мітохондрій:

1) відіграють роль енергетичних станцій клітин. Вони протікають процеси окислювального фосфорилирования (ферментативного окислення різних речовин із наступним накопиченням енергії як молекул аденозинтрифосфата - АТФ);

2) зберігають спадковий матеріал у вигляді мітохондріальної ДНК. Мітохондрії для своєї роботи потребують білки, закодовані в генах ядерної ДНК, так як власна мітохондріальна ДНК може забезпечити мітохондрії лише кількома білками.

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

Мітохондрія має дві мембрани: зовнішню (гладку) і внутрішню (що утворює вирости - листоподібні (кристи) та трубчасті (тубули)). Мембрани розрізняються за хімічним складом, набором ферментів та функцій.

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

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

У здійсненні енергетичної функції мітохондрій беруть активну участь як матрикс, так і поверхня внутрішньої мембрани, на якій розташований ланцюг перенесення електронів (цитохроми) і АТФ-синтазу, що каталізує пов'язане з окисленням фосфорилювання АДФ, що перетворює його на АТФ.

Мітохондрії розмножуються шляхом перешнурівки, тому при розподілі клітин вони більш менш рівномірно розподіляються між дочірніми клітинами. Так, між мітохондріями клітин послідовних генерацій здійснюється наступність.

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

Пластида

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

Виділяють три групи пластид:

1) лейкопласти. Мають округлу форму, не забарвлені та містять поживні речовини (крохмаль);

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

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

6. Будова та функції лізосом та пероксисом. Лізосоми

Лізосоми (від гр. lysis - "розкладання, розчинення, розпад" та soma - "тіло") - це бульбашки діаметром 200-400 мкм. (зазвичай). Мають одномембранну оболонку, яка зовні іноді буває покрита білим волокнистим шаром. Містять набір ферментів (кислих гідролаз), які здійснюють за низьких значень рН гідролітичне (у присутності води) розщеплення речовин (нуклеїнових кислот, білків, жирів, вуглеводів). Основна функція - внутрішньоклітинне перетравлення різних хімічних сполук та клітинних структур.

Виділяють первинні (неактивні) та вторинні лізосоми (у них протікає процес перетравлення). Побічні лізосоми утворюються з первинних. Вони поділяються на гетеролізозоми та аутолізосоми.

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

В аутолізосомах (або цитолизосомах) зазнають руйнування власні клітинні структури, які завершили своє життя.

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

При порушенні цілісності мембрани лізосом або при захворюванні клітини гідролази надходять усередину клітини з лізосом та здійснюють її самоперетравлення (автоліз). Цей процес лежить в основі процесу природної загибелі всіх клітин (апоптоза).

Мікротельця

Мікротельця складають збірну групу органел. Вони є бульбашки діаметром 100-150 нм, відмежовані однією мембраною. Містять дрібнозернистий матрикс та нерідко білкові включення.

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

Так як пероксид водню - токсична речовина, вона розщеплюється під дією пероксидази. Реакції утворення та розщеплення пероксиду водню включені у багато метаболічних циклів, що особливо активно протікають у печінці та нирках.

Тому у клітинах цих органів кількість пероксисом сягає 70-100.

7. Будова та функції ендоплазматичного ретикулуму, комплексу Гольджі

Ендоплазматична мережа

Ендоплазматичний ретикулум (ЕПС) – система сполучених або окремих трубчастих каналів та сплощених цистерн, розташованих по всій цитоплазмі клітини. Вони відмежовані мембранами (мембранними органелами). Іноді цистерни мають розширення у вигляді пухирців. Канали ЕПС можуть з'єднуватись з поверхневою або ядерною мембранами, контактувати з комплексом Гольджі.

У цій системі можна виділити гладку та шорстку (гранулярну) ЕПС.

Шорстка ЕПС

На каналах шорсткої ЕПС у вигляді полісом розташовані рибосоми. Тут протікає синтез білків, переважно продукованих клітиною експорту (видалення з клітини), наприклад, секретів залізистих клітин. Тут же відбуваються утворення ліпідів і білків цитоплазматичної мембрани та їх складання. Щільно упаковані цистерни та канали гранулярної ЕПС утворюють шарувату структуру, де найактивніше протікає синтез білка. Це місце називається ергастоплазмою.

Гладка ЕПС

На мембранах гладкої ЕПС рибосом немає. Тут протікає в основному синтез жирів та подібних до них речовин (наприклад, стероїдних гормонів), а також вуглеводів. По каналах гладкої ЕПС також відбувається переміщення готового матеріалу до місця упаковки в гранули (в зону комплексу Гольджі). У печінкових клітинах гладка ЕПС бере участь у руйнуванні та знешкодженні низки токсичних та лікарських речовин (наприклад, барбітуратів). У поперечно-смугастій мускулатурі канальці та цистерни гладкої ЕПС депонують іони кальцію.

комплекс Гольджі

Пластинчастий комплекс Гольджі – це пакувальний центр клітини. Є сукупністю диктіосом (від декількох десятків до сотень і тисяч на одну клітину). Диктіосома - стос із 3-12 сплощених цистерн овальної форми, по краях яких розташовані дрібні бульбашки (везикули). Найбільші розширення цистерн дають вакуолі, що містять резерв води в клітці 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 вакуолю із зони синтезу (ЕПС, мітохондрії, рибосоми), піддається тут деяким хімічним перетворенням.

Комплекс Гольджі дає початок первинним лізосом. У диктіо-сомах також синтезуються полісахариди, глікопротеїди та гліко-ліпіди, які потім йдуть на побудову цитоплазматичних мембран.

8. Будова та функції немембранних структур клітини

До цієї групи органоїдів входять рибосоми, мікротрубочки та мікрофіламенти, клітинний центр. Рибосома

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

Полісоми гранулярної ЕПС утворюють білки, що виводяться з клітини та 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 утворення, 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-ріолей, веретена поділу, вій. Мікротрубочки побудовані із стереотипних білкових субодиниць шляхом їх полімеризації. У будь-якій клітині процеси полімеризації йдуть паралельно до процесів деполімеризації. Причому співвідношення їх визначається кількістю мікротрубочок. Мікротрубочки мають різну стійкість до факторів, що їх руйнують, наприклад, до колхіцину (це хімічна речовина, що викликає деполімеризацію). Функції мікротрубочок:

1) є опорним апаратом клітини;

2) визначають форми та розміри клітини;

3) є чинниками спрямованого переміщення внутрішньоклітинних структур.

мікрофіламенти

Це тонкі та довгі утворення, які виявляються по всій цитоплазмі. Іноді утворюють пучки. Види мікрофіламентів:

1) актинові. Містять скорочувальні білки (актин), забезпечують клітинні форми руху (наприклад, амебоїдні), грають роль клітинного каркасу, беруть участь в організації переміщень органел та ділянок цитоплазми всередині клітини;

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

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

Клітини всіх тварин, деяких грибів, водоростей, вищих рослин характеризуються наявністю клітинного центру. Клітинний центр зазвичай розташований поруч із ядром.

Він складається з двох центріолей, кожна з яких є порожнистим циліндром діаметром близько 150 нм, довжиною 300-500 нм.

Центріолі розташовані взаємоперпендикулярно. Стінка кожної центріолі утворена 27 мікротрубочками, що складаються з білка тубуліна. Мікротрубочки згруповані в 9 триплетів.

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

Центріолі поляризують процес поділу клітини, чим досягається рівномірна розбіжність сестринських хромосом (хроматид) в анафазі мітозу.

9. Гіалоплазма – внутрішнє середовище клітини. Цитоплазматичні включення

Усередині клітини знаходиться цитоплазма. Вона складається з рідкої частини - гіалоплазми (матрикса), органел і цитоплазматичних включень.

Гіалоплазма

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

Функції гіалоплазми:

1) утворення справжнього внутрішнього середовища клітини, що об'єднує всі органели та забезпечує їхню взаємодію;

2) підтримання певної структури та форми клітини, створення опори для внутрішнього розташування органел;

3) забезпечення внутрішньоклітинного переміщення речовин та структур;

4) забезпечення адекватного обміну речовин як усередині самої клітини, так і із зовнішнім середовищем.

Увімкнення

Це щодо непостійні компоненти цитоплазми. Серед них виділяють:

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

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

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

ЛЕКЦІЯ № 5. Неклітинні форми життя – віруси, бактеріофаги

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

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

Віруси мають мікроскопічні розміри, багато хто з них здатний проходити через будь-які фільтри. На відміну від бактерій, віруси не можна вирощувати на живильних середовищах, оскільки поза організмом вони не виявляють властивостей живого. Поза живим організмом (господарем) віруси є кристалами речовин, що не мають жодних властивостей живих систем.

будова вірусів

Зрілі вірусні частинки називаються віріонами. Фактично вони є геном, покритий зверху білковою оболонкою. Ця оболонка – капсид. Вона побудована з білкових молекул, що захищають генетичний матеріал вірусу від дії нуклеаз - ферментів, що руйнують нуклеїнові кислоти.

У деяких вірусів поверх капсиду розташовується супер-капсидна оболонка, також збудована з білка. Генетичний матеріал представлений нуклеїновою кислотою. В одних вірусів це ДНК (так звані ДНК-ві віруси), в інших - РНК (РНК-ві віруси).

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

Розмноження вірусів

При введенні вірусу всередину клітини-господаря відбувається звільнення молекули нуклеїнової кислоти від білка, тому клітину потрапляє тільки чистий і незахищений генетичний матеріал. Якщо вірус ДНК, молекула ДНК вбудовується в молекулу ДНК господаря і відтворюється разом з нею. Так з'являються нові вірусні ДНК, які не відрізняються від вихідних. Усі процеси, які у клітині, сповільнюються, клітина починає працювати відтворення вірусу. Так як вірус є облігатним паразитом, то для його життя потрібна клітина-господар, тому вона не гине в процесі розмноження вірусу. Загибель клітини відбувається лише після виходу із неї вірусних частинок.

Якщо це ретровірус, всередину клітини-хазяїна потрапляє його РНК. Вона містить гени, що забезпечують зворотну транскрипцію: на матриці РНК будується одноланцюжкова молекула ДНК. З вільних нуклеотидів добудовується комплементарний ланцюг, який і вбудовується в геном клітини-господаря. З отриманої ДНК інформація переписується на молекулу іРНК, на матриці якої потім синтезуються білки ретровіруса.

бактеріофаги

Це віруси, які 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 білковою оболонкою (капсидом). У центрі головки знаходиться атом магнію. Далі йде порожнистий стрижень, який переходить у хвостові нитки. Їхня функція - впізнавати свій вид бактерій, здійснювати прикріплення фага до клітини. Після прикріплення ДНК вичавлюється в бактеріальну клітину, а оболонки залишаються зовні.

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

1. Загальні властивості гамет

Порівняно з іншими клітинами, гамети виконують унікальні функції. Вони забезпечують передачу спадкової інформації між поколіннями особин, що підтримує життя у часі. Гамети - це один з напрямків диференціювання клітин багатоклітинного організму, спрямоване на процес розмноження. Це високодиференційовані клітини, ядра яких містять усю необхідну спадкову інформацію у розвиток нового організму.

Порівняно з соматичними клітинами (епітеліальними, нервовими, м'язовими) гамети мають низку характерних рис. 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 клітин).

Друга відмінність - незвичайне ядерно-цитоплазматичне співвідношення (тобто відношення обсягу ядра до обсягу цитоплазми). У яйцеклітин воно знижено за рахунок того, що є багато цитоплазми, де міститься живильний матеріал (жовток) для майбутнього зародка. У сперматозоїдах, навпаки, ядерно-цито-плазматичне співвідношення високе, оскільки малий обсяг цитоплазми (майже вся клітина зайнята ядром). Цей факт знаходиться відповідно до основної функції сперматозоїда - доставкою спадкового матеріалу до яйцеклітини.

Третя відмінність – низький рівень обміну речовин у гаметах. Їхній стан схожий 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 вплив фактора, що індукує партеногенез.

Незважаючи на наявність низки загальних рис, чоловічі та жіночі статеві клітини значно відрізняються одна від одної, що обумовлено відмінністю у виконуваних функціях.

2. Будова та функції яйцеклітини

Яйцеклітина - велика нерухома клітина, що володіє запасом поживних речовин. Розміри жіночої яйцеклітини становлять 150-170 мкм (набагато більше за чоловічі сперматозоїди, розмір яких 50-70 мкм). Функції поживних речовин різні. Їх виконують:

1) компоненти, необхідних процесів біосинтезу білка (ферменти, рибосоми, м-РНК, т-РНК та його попередники);

2) специфічні регуляторні речовини, які контролюють всі процеси, що відбуваються з яйцеклітиною, наприклад, фактор дезінтеграції ядерної оболонки (з цього процесу починається профаза 1 мейотичного поділу), фактор, що перетворює ядро ​​сперматозоїда в пронуклеус перед фазою дроблення, фактор, відповідальний за блок 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 алецитальною, тобто містить мізерно малу кількість жовтка, полі-, мезо-або олиголецитальной. Людська яйцеклітина відноситься до алецитальних. Це пов'язано з тим, що людський зародок дуже швидко переходить від гістіотрофного типу харчування до гематотрофного. Також людська яйцеклітина за розподілом жовтка є ізолецитальною: при мізерно малій кількості жовтка він рівномірно розташовується в клітині, тому ядро ​​виявляється приблизно в центрі.

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

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

Яйцеклітина позбавлена ​​апарату активного руху. За 4-7 діб вона проходить по яйцеводі до порожнини матки відстань, яка становить приблизно 10 см. Для яйцеклітини характерна плазматична сегрегація. Це означає, що після запліднення в яйці, що ще не дробиться, відбувається такий рівномірний розподіл цитоплазми, що в подальшому клітини зачатків майбутніх тканин отримують її в певній закономірній кількості.

3. Будова та функції сперматозоїдів

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

Будова сперматозоїда

За морфологією сперматозоїди різко відрізняються від усіх інших клітин, але всі основні органели в них є. Кожен сперматозоїд має головку, шийку, проміжний відділ та хвіст у вигляді джгутика. Майже вся головка наповнена ядром, яке несе спадковий матеріал у вигляді хроматину. На передньому кінці головки (на її вершині) розташовується акро-сома, яка є видозміненим комплексом Гольджі. Тут відбувається утворення гіалуронідази - ферменту, який здатний розщеплювати мукополісахариди оболонок яйцеклітини, що уможливлює проникнення сперматозоїда всередину яйцеклітини. У шийці сперматозоїда розташована мітохондрія, яка має спіральну будову. Вона необхідна для вироблення енергії, яка витрачається на активні рухи сперматозоїда у напрямку яйцеклітини. Більшу частину енергії сперматозоїд отримує у вигляді фруктози, на яку дуже багатий еякулят. На межі голівки та шиї розташовується цент-ріоль. На поперечному зрізі джгутика видно 9 пар мікротрубочок, ще 2 пари є в центрі. Джгутик є органоїдом активного руху. У насіннєвій рідині чоловіча гамета розвиває швидкість, рівну 5 см/год (що стосується її розмірів приблизно в 1,5 рази швидше, ніж швидкість плавця-олімпійця).

При електронній мікроскопії сперматозоїда виявлено, що цитоплазма головки має колоїдний, а рідкокристалічне стан. Цим досягається стійкість сперматозоїда до несприятливих умов зовнішнього середовища (наприклад, до кислого середовища жіночих статевих шляхів). Встановлено, що сперматозоїди стійкіші до дії іонізуючої радіації, ніж незрілі яйцеклітини.

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

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

При заплідненні в яйцеклітину проникає лише головка сперматозоїда, що несе спадковий апарат, інші частини залишаються зовні.

4. Запліднення

Запліднення – це процес злиття статевих клітин. В результаті запліднення утворюється диплоїдна клітина – зигота, це початковий етап розвитку нового організму. запліднення передує виділення статевих продуктів, тобто осіменіння. Існує два типи запліднення:

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

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

Запліднення складається з трьох послідовних стадій: зближення гамет, активації яйцеклітини, злиття гамет (сингамії), акросомної реакції.

Зближення гамет

С)бусловлено сукупністю факторів, що підвищують ймовірність зустрічі гамет: статевою активністю самців і самок, скоординованої в часі, відповідною статевою поведінкою, надмірною продукцією сперматозоїдів, великими розмірами яйцеклітин. Провідний фактор - виділення гаметами гамонів (специфічних речовин, що сприяють зближенню та злиттю статевих клітин). Яйцеклітина виділяє гіногамони, які зумовлюють 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 набули запліднюючої здатності (відбувається так звана капацитація, тобто здатність до акросомної реакції).

Акросомна реакція

Акросомна реакція - це викид протеолітичних ферментів (головним чином гіалуронідази), які містяться в акросомі сперматозоїда. Під їх впливом відбувається розчинення оболонок яйцеклітини у місці найбільшого скупчення сперматозоїдів. Зовні виявляється ділянка цитоплазми яйцеклітини (так званий горбок запліднення), до якого прикріплюється лише один із сперматозоїдів. Після цього плазматичні мембрани яйцеклітини та сперматозоїда зливаються, утворюється цитоплазматичний місток, зливаються цитоплазми обох статевих клітин. Далі в цитоплазму яйцеклітини проникають ядро ​​і центріоль сперматозоїда, яке мембрана вбудовується в мембрану яйцеклітини. Хвостова частина сперматозоїда відокремлюється і розсмоктується, не граючи будь-якої істотної ролі в подальшому розвитку зародка.

Активація яйцеклітини

Активація яйцеклітини відбувається закономірно внаслідок контакту її зі сперматозоїдом. Має місце кортикальна реакція, що захищає яйцеклітину від поліспермії, тобто проникнення до неї більше одного сперматозоїда. Вона полягає в тому, що відбуваються відшарування та затвердіння жовткової оболонки під впливом специфічних ферментів, що виділяються з кортикальних гранул.

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

Злиття гамет

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

Після завершення мейозу ядро ​​перетворюється на жіночий про-нуклеус і також містить кількість спадкового матеріалу, що відповідає n2c.

Обидва пронуклеуси роблять складні переміщення всередині майбутньої зиготи, зближуються і зливаються, утворюючи синкаріон (містить диплоїдний набір хромосом) із загальною метафазною пластинкою. Потім формується загальна мембрана, виникає зигота. Перший мітотичний поділ зиготи призводить до утворення двох перших клітин зародка (бластомерів), кожна з яких несе набір диплоїдний набір хромосом 2n2c.

ЛЕКЦІЯ № 7. Безстатеве розмноження. Форми та біологічна роль

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

1. Біологічна роль безстатевого розмноження

Підтримка найбільшої пристосованості в умовах довкілля, що малозмінюються. Воно посилює значення природного відбору, що стабілізує; забезпечує швидкі темпи розмноження; використовується у практичній селекції. Безстатеве розмноження зустрічається як у одно-, так і у багатоклітинних організмів. У одноклітинних еукаріотів безстатеве розмноження являє собою мітотичний поділ, у прокаріотів - розподіл ну-клеоїду, у багатоклітинних форм - вегетативне розмноження.

2. Форми безстатевого розмноження

У одноклітинних організмів виділяють такі форми безстатевого розмноження: розподіл, ендогонію, шизогонію (множинний розподіл) і брунькування, спороутворення.

Поділ характерний для таких одноклітинних, як амеби, інфузорії, джгутикові. Спочатку відбувається мітотичний поділ ядра, потім цитоплазма ділиться навпіл все більш поглиблюється перетяжкою. При цьому дочірні клітини одержують приблизно однакову кількість цитоплазми та органоїдів.

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

Шизогонія розвивається з урахуванням попередньої форми. Зустрічається у суперечників (малярійного плазмодія) та ін. Відбувається багаторазове розподіл ядра без цитокінезу. Потім вся цитоплазма поділяється на частини, що відокремлюються навколо нових ядер. З однієї клітини утворюється дуже багато дочірніх.

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

Спороутворення (у вищих спорових рослин: мохів, папоротей, плаунів, хвощів, водоростей). Дочірній організм розвивається із спеціалізованих клітин - суперечка, що містять гаплоїдний набір хромосом. У царстві бактерій також зустрічається спороутворення. 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 із групи клітин, що відокремлюються від материнського організму. Рослини розмножуються бульбами, кореневищами, цибулинами, коренеклубнями, коренеплодами, кореневою порослю, відведеннями, живцями, виводковими нирками, листям. У тварин вегетативне розмноження зустрічається у низькоорганізованих 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- та ендодерми. Нирка поступово збільшується, у ньому виникають щупальця, і відокремлюється від материнського організму. Війскові черв'яка діляться на дві частини, і в кожній з них відновлюються відсутні органи за рахунок невпорядкованого поділу клітин. Кільчасті черв'яки можуть відновлювати цілий організм із одного членика. Цей вид розподілу лежить в основі регенерації – відновлення втрачених тканин та частин тіла (у кільчастих хробаків, ящірок, саламандр). Особлива форма безстатевого розмноження – стробіляція (у поліпів). Поліпоїдний організм досить інтенсивно росте, при досягненні певних розмірів починає ділитися на дочірні особини. У цей час він нагадує стос тарілок. Медузи, що утворилися, відриваються і починають самостійне життя.

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

1. Еволюційний сенс статевого розмноження

Статеве розмноження зустрічається переважно у вищих організмів. Це пізніший вид розмноження (існує близько 3 млрд років). Воно забезпечує значну генетичну різноманітність і, отже, велику фенотипічну мінливість потомства; організми набувають великих еволюційних можливостей, виникає матеріал для природного відбору.

Крім 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 у поєднанні спадкового матеріалу від двох різних джерел (батьків).

При статевому розмноженні потомство генетично відрізняється від батьків, оскільки між батьками відбувається обмін генетичної інформацією.

Основою статевого розмноження є мейоз. Батьками є дві особини – чоловіча та жіноча, вони виробляють різні статеві клітини. У цьому вся проявляється статевої диморфізм, який відбиває відмінність завдань, виконуваних при статевому розмноженні чоловічим і жіночим організмами.

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

Процес утворення статевих клітин називається гаметогенезом (овогенез у самок і сперматогенез у самців).

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

2. Види статевого розмноження

У одноклітинних організмів виділяють дві форми статевого розмноження – копуляцію та кон'югацію.

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

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

3. Відмінності між гаметами

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

4. Нетипове статеве розмноження

Йтиметься про партеногенез, гіногенез, андрогенез, полі-ембріонію, подвійне запліднення у покритонасінних рослин.

Партеногенез (невинне розмноження)

Дочірні організми розвиваються з незапліднених яйцеклітин. Відкритий у середині XVIII ст. швейцарським натуралістом Ш. Бонне.

Значення партеногенезу:

1) розмноження можливе при рідкісних контактах різностатевих особин;

2) різко зростає чисельність популяції, оскільки потомство, зазвичай, численно;

3) зустрічається у популяціях із високою смертністю протягом одного сезону.

Види партеногенезу:

1) облігатний (обов'язковий) партеногенез. Зустрічається у популяціях, що складаються виключно з особин жіночої статі (у кавказької скелястої ящірки). У цьому ймовірність зустрічі різностатевих особин мінімальна (скелі розділені глибокими ущелинами). Без партеногенезу вся популяція виявилася на межі вимирання;

2) циклічний (сезонний) партеногенез (у попелиць, дафній, коловраток). Зустрічається у популяціях, які історично вимирали у великих кількостях у певний час року. У цих видів партеногенез поєднується із статевим розмноженням. При цьому в літній час існують лише самки, які відкладають два види яєць – великі та дрібні. З великих яєць партеногенетично з'являються самки, та якщо з дрібних - самці, які запліднюють яйця, лежачі взимку дно. З них з'являються виключно самки;

3) факультативний (необов'язковий) партеногенез. Зустрічається у громадських комах (ос, бджіл, мурах). У популяції бджіл із запліднених яєць виходять самки (робочі бджоли та цариці), з незапліднених – самці (трутні).

У цих видів партеногенез існує регулювання чисельного співвідношення статей у популяції.

Виділяють також природний (існує у природних популяціях) та штучний (використовується людиною) партеногенез. Цей вид партеногенезу досліджував Ст Н. Тихомиров. Він досяг 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 та деяких земноводних). Сперматозоїд проникає у 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 до яйцеклітини, 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 у самостійний організм. Зустрічається у комах (наїзників), броненосців. У броненосців клітинний матеріал спочатку одного зародка на стадії бластули рівномірно розділяється між 4-8 зародками, кожен із яких надалі 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 відбиває всі закономірні структурно-функціональні зміни, що відбуваються з клітиною у часі. Життєвий цикл - це час існування клітини з моменту її утворення шляхом поділу материнської клітини до власного поділу чи природної загибелі.

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

Найважливішим компонентом клітинного циклу є мітотичний (проліферативний) цикл. Він є комплексом взаємопов'язаних і узгоджених явищ під час поділу клітини, а також до і після нього. Мітотичний цикл - це сукупність процесів, що відбуваються в клітині від одного поділу до наступного і закінчуються утворенням двох клітин наступної генерації. Крім цього, до поняття життєвого циклу входять також період виконання клітиною своїх функцій та періоди спокою. Саме тоді подальша клітинна доля невизначена: клітина може почати ділитися (входить у мітоз) чи розпочати готуватися до виконання специфічних функцій.

Мітоз - це основний тип поділу соматичних еукаріотичних клітин. Процес поділу включає кілька послідовних фаз і являє собою цикл. Його тривалість різна і становить у більшості клітин від 10 до 50 год. 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 наступність генетичного матеріалу у ряді клітин дочірніх генерацій; призводить до утворення клітин, рівноцінних як за обсягом, так і за змістом генетичної інформації.

Основні стадії мітозу.

1. Редуплікація (самоподвоєння) генетичної інформації материнської клітини та рівномірний розподіл її між дочірніми клітинами. Це супроводжується змінами структури та морфології хромосом, у яких зосереджено понад 90 % інформації еукаріотичної клітини.

2. Мітотичний цикл складається з чотирьох послідовних періодів: пресинтетичного (або постмітотичного) G1, синтетичного S, постсинтетичного (або премітотичного) G2 та власне мітозу. Вони становлять автокаталітичну інтерфазу (підготовчий період).

Фази клітинного циклу:

1) пресинтетична (G1). Йде відразу після поділу клітини. Синтезу ДНК ще немає. Клітина активно зростає у розмірах, запасає речовини, необхідні розподілу: білки (гістони, структурні білки, ферменти), РНК, молекули АТФ. Відбувається поділ мітохондрій та хлоропластів (тобто структур, здатних до ауторепродукції). Відновлюються риси організації інтерфазної клітини після попереднього поділу;

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

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

3) постсинтетична (G2). ДНК не синтезується, проте відбувається виправлення недоліків, допущених при синтезі їх у S період (репарація). Також накопичуються енергія та поживні речовини, продовжується синтез РНК та білків (переважно ядерних).

S та G2 безпосередньо пов'язані з мітозом, тому їх іноді виділяють в окремий період – препрофазу.

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

3. Мітоз. Характеристика основних етапів

Поділ клітини включає два етапи - поділ ядра (мітоз, або каріокінез) і поділ цитоплазми (цитокінез).

Мітоз складається з чотирьох послідовних фаз - профази, метафази, анафази та телофази. Йому передує період, що називається інтерфазою (див. характеристику мітотичного циклу).

Фази мітозу:

1) профаза. Центріолі клітинного центру діляться та розходяться до протилежних полюсів клітини. З мікротрубочок утворюється веретено поділу, яке з'єднує центріо-лі різних полюсів. На початку профази в клітині ще видно ядро ​​та 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 шорсткої ЕПС, різко скорочується кількість полісом;

2) метафаза. Закінчується утворення веретена поділу.

Конденсовані хромосоми вишиковуються за екватором клітини, утворюючи метафазну пластинку. Мікротрубочки веретена поділу прикріплюються до центромірів, або кінетохо-рам (первинним перетяжкам), кожної хромосоми. Після цього кожна хромосома поздовжньо розщеплюється на дві хроматиди (дочірні хромосоми), які виявляються пов'язаними тільки в ділянці центроміри;

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 кожному полюсі виявляється по диплоидному набору хромосом. Хромосоми починають деконденсуватися та розкручуватися, стають тоншими та довшими; 4) телофаза. Хромосоми повністю деспіралізуються, відновлюється структура ядерців та інтерфазного ядра, монтується ядерна мембрана. Руйнується веретено поділу. Відбувається цитокінез (розподіл цитоплазми). У тваринних клітинах цей процес починається з утворення в екваторіальній площині перетяжки, яка дедалі більше поглиблюється і зрештою повністю ділить материнську клітину на дві дочірні.

При затримці цитокінезу утворюються багатоядерні клітини. Це спостерігається при розмноженні найпростіших шляхом шизогонії. У багатоклітинних організмів так утворюються синцитії – тканини, в яких відсутні межі 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) та ін.

4. Нетипові форми мітозу

До нетипових форм мітозу відносяться амітоз, ендомітоз, політенія.

1. Амітоз - це прямий розподіл ядра. При цьому зберігається морфологія ядра, видно ядерце та ядерна мембрана. Хромосоми не видно, та його рівномірного розподілу немає. Ядро ділиться на дві відносно рівні частини без утворення мітотичного апарату (системи мікротрубочок, центріолей, структурованих хромосом). Якщо при цьому поділ закінчується, виникає двоядерна клітка. Але іноді перешнуровується і цитоплазма.

Такий вид поділу існує у деяких диференційованих тканинах (у клітинах скелетної мускулатури, шкіри, сполучної тканини), а також у патологічно змінених тканинах. Амітоз ніколи не зустрічається в клітинах, які потребують збереження повноцінної генетичної інформації, - запліднених яйцеклітин, клітинах нормально ембріона, що розвивається. Цей спосіб поділу не може вважатися повноцінним способом розмноження еукаріотів.

2. Ендомітоз. У цьому типі поділу після реплікації ДНК немає поділу хромосом на дві дочірні хроматиди. Це призводить до збільшення числа хромосом у клітині іноді у десятки разів у порівнянні з диплоїдним набором. Так виникають поліплоїдні клітини. У нормі цей процес має місце в тканинах, що інтенсивно функціонують, наприклад, у печінці, де поліплоїдні клітини зустрічаються дуже часто. Однак з генетичної точки зору ендомітоз є геномною соматичну мутацію.

3. Політіння. Відбувається кратне збільшення вмісту ДНК (хромонем) у хромосомах без збільшення вмісту самих хромосом. При цьому кількість хромонем може досягати 1000 і більше, хромосоми при цьому набувають гігантських розмірів. При політенії випадають усі фази мітотичного циклу, крім репродукції первинних ниток ДНК. Такий тип поділу спостерігається у деяких високоспеціалізованих тканинах (печінкових клітинах, клітинах слинних залоз двокрилих комах). Політені хромосоми дрозофіл використовуються для побудови цитологічних карт генів у хромосомах.

Лекція № 10. Мейоз: характеристика, біологічне значення

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

Мейоз є послідовністю двох поділів.

1. Стадії мейозу

Перший поділ мейозу (редукційний) призводить до утворення з диплоїдних гаплоїдних клітин. У профазу I, як і мітоз, відбувається спіралізація хромосом. Одночасно гомологічні хромосоми зближуються своїми однаковими ділянками (кон'югують), утворюючи біваленти. Перед вступом до мейозу кожна хромосома має подвоєний генетичний матеріал і складається з двох хроматид, тому бівалента містить 4 нитки ДНК. У процесі подальшої спіралізації може відбуватися кросинговер - перехрест гомологічних хромосом, що супроводжується обміном відповідними ділянками між їх хроматидами. У метафазі I завершується формування веретена поділу, нитки якого прикріплюються до центромірів хромосом, об'єднаних у біваленти таким чином, що від кожної центроміри йде лише одна нитка одного з полюсів клітини. В анафазі I хромосоми розходяться до полюсів клітини, при цьому у кожного полюса виявляється гаплоїдний набір хромосом, що складається з двох хроматид. У телофазі I відновлюється ядерна оболонка, після чого материнська клітина поділяється на дві дочірні.

Другий поділ мейозу починається відразу після першого і подібно до мітозу, проте клітини, що входять до нього, несуть гаплоїдний набір хромосом. Профаза II за часом дуже коротка. За нею настає метафаза II, при цьому хромосоми розташовуються в екваторіальній площині, утворюється веретено поділу. В анафазі II відбувається поділ центроміру, і кожна хроматида стає самостійною хромосомою. Дочірні хромосоми, що відокремилися один від одного, прямують до полюсів поділу. У телофазі II відбувається розподіл клітин, у якому з двох гаплоїдних клітин утворюється 4 дочірні гаплоїдні клітини.

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

У ході мейозу здійснюються два механізми рекомбінації генетичного матеріалу.

1. Непостійний (кросинговер) є обмін гомологічними ділянками між хромосомами. Відбувається у профазі I на стадії пахітени. Результат - рекомбінація алельних генів.

2. Постійний - випадкове та незалежне розходження гомологічних хромосом в анафазі I мейозу. В результаті гамети отримують різну кількість хромосом батьківського та материнського походження.

2. Біологічне значення мейозу

1) є основним етапом гаметогенезу;

2) забезпечує передачу генетичної інформації від організму до організму за статевого розмноження;

3) дочірні клітини генетично не ідентичні материнській та між собою.

лекція № 11. Гаметогенез

1. Поняття гаметогенезу

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

Гаметогенез - це послідовний процес, що складається з кількох стадій - розмноження, зростання, дозрівання клітин. У процес сперматогенезу включається також стадія формування, якої немає при овогенезі.

2. Стадії гаметогенезу

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

Наприкінці 7 місяці більшість овоцитів перетворюється на профазу I мейозу.

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

2. Стадія зростання. Клітини збільшуються у розмірах і перетворюються на сперматоцити та овоцити I порядку (останні досягають особливо великих розмірів у зв'язку з накопиченням поживних речовин у вигляді жовтка та білкових гранул). Ця стадія відповідає інтерфазі I мейозу. Важлива подія цього періоду – реплікація молекул ДНК за постійної кількості хромосом. Вони набувають двонитчастої структури: генетична формула клітин у цей період виглядає як 2n4c.

3. Стадія дозрівання. Відбуваються два послідовні поділки - редукційний (мейоз I) та екваційний (мейоз II), які разом становлять мейоз. Після першого поділу (мейозу I) утворюються сперматоцити та овоцити II порядку (з генетичною формулою n2c), після другого поділу (мейозу II) - сперматиди та зрілі яйцеклітини (з формулою nc) з трьома редукційними тільцями, які гинуть і в процесі розмноження . Так зберігається максимальна кількість жовтка у яйцеклітинах. Таким чином, в результаті стадії дозрівання один сперматоцит I порядку (з формулою 2n4c) дає чотири сперматі-ди (з формулою nc), а один овоцит I порядку (з формулою 2n4c) утворює одну зрілу яйцеклітину (з формулою nc) і три редукційні тільця .

4. Стадія формування або сперміогенезу (тільки при сперматогенезі). В результаті цього процесу кожна незріла сперматіда перетворюється на зрілий сперматозоїд (з формулою nc), набуваючи всіх структур, йому властиві. Ядро сперматид ущільнюється, відбувається надспіралізація хромосом, які стають функціонально інертними. Комплекс Гольджі переміщається одного з полюсів ядра, формуючи акросому. До іншого полюса ядра спрямовуються центріолі, причому одна з них бере участь у формуванні джгутика. Навколо джгутика спірально закручується одна мітохондрія. Майже вся цитоплазма сперматид відривається, тому головка сперматозоїда її майже не містить.

Лекція № 12. Онтогенез

1. Поняття про онтогенез

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

В основу періодизації онтогенезу покладено можливість здійснення особиною статевого розмноження. За цим принципом онтогенез ділять на три періоди: дорепродуктивний, репродуктивний та пострепродуктивний.

Дорепродуктивний період характеризується нездатністю особини до статевого розмноження у зв'язку з її незрілістю. У цей період відбуваються основні анатомічні та фізіологічні перетворення, формуючи зрілий у статевому відношенні організм. У дорепродуктивний період особина найбільш уразлива для несприятливих впливів фізичних, хімічних та біологічних факторів навколишнього середовища.

Цей період, у свою чергу, ділиться на 4 періоди: ембріональний, личинковий, період метаморфозу та ювенільний.

Ембріональний (зародковий) період триває з 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 ембріональні риси особини, наявність тимчасових допоміжних органів, здатність до активного харчування та розмноження. Завдяки цьому личинка завершує свій розвиток у найбільш сприятливих для цього умовах.

Метаморфоз як період онтогенезу характеризується структурними перетвореннями особи. У цьому допоміжні органи руйнуються, а постійні органи удосконалюються чи новоутворюються.

Ювенільний період триває з моменту закінчення метаморфозу до вступу в репродуктивний період. У цей період особин інтенсивно зростає, відбувається остаточне формування структури та функції органів та систем.

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

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

Постембріональний розвиток може бути прямим та непрямим. При прямому (без личинки) розвитку з яйцевих оболонок або тіла матері виходить організм, подібний з дорослим. Постембріональний розвиток цих тварин зводиться в основному до зростання та статевого дозрівання. Прямий розвиток зустрічається у тварин, що розмножуються відкладанням яєць, коли яйця багаті на жовток (безхребетні, риби, плазуни, птахи, деякі ссавці), і у живородячих форм. У разі яйцеклітини майже позбавлені жовтка. Зародок розвивається всередині материнського організму, та його життєдіяльність забезпечується за допомогою плаценти (плацентарні ссавці та людина).

Непрямий розвиток – личинковий, з метаморфозом. Метаморфоз може бути неповний, коли личинка нагадує дорослий організм і з кожною новою линькою стає все більш схожою на нього, і повний, коли личинка відрізняється від дорослого організму за багатьма найважливішими ознаками зовнішньої та внутрішньої будови, а в життєвому циклі є стадія лялечки.

2. Ембріональний розвиток

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

Перший етап ембріонального розвитку – дроблення. При цьому із зиготи шляхом мітотичного поділу утворюються спочатку 2 клітини, потім 4, 8 і т. д. Клітини, що утворюються, називаються бластомерами, а зародок на цій стадії розвитку - бластулою. При цьому загальна маса і обсяг майже не збільшуються, а нові клітини набувають все менших розмірів. Мітотичні розподіли відбуваються швидко одне одним, характеризуючись укороченням, котрий іноді випаданням деяких стадій мітозу. Так, для цього процесу характерна значно швидша реплікація ДНК. Стадія G1 (підготовки до синтезу ДНК та зростання клітин) випадає. Стадія G2 значно вкорочена. Така швидка послідовність мітотичних поділів забезпечується енергією та поживними речовинами цитоплазми яйцеклітини.

Іноді бластула, що утворилася, являє собою порожнинне утворення, в якому бластомери розташовуються в один шар, обмежуючи порожнину - бластоцель. У випадках, коли бластула має вигляд щільної кулі без порожнини в центрі, її називають морулою (morum - ягід туди).

Наступний етап ембріонального розвитку – гаструляція. У цей час бластомери, що продовжують швидко ділитися, набувають рухової активності і переміщаються відносно один одного, формуючи шари клітин - зародкові листки. Гаструляція може відбуватися або шляхом інвагінації (вп'я-вання) однієї зі стінок бластули в порожнину бластоцеля, імміграцією окремих клітин, епіболією (обрастанням), або справи-мінацією (розщепленням на дві пластинки). У результаті формується зовнішній зародковий листок - ектодерма, і внутрішній - ентодерма. У більшості багатоклітинних тварин (крім губок та кишковопорожнинних) між ними утворюється третій, середній зародковий листок - мезодерма, сформований з клітин, що лежать на межі між зовнішнім та внутрішнім листками. Потім настає етап гісто-і органогенезу. У 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 ектодерма. Після цього на передній частині трубки формується зачаток головного мозку та органів чуття, а з основної частини трубки – зачаток спинного мозку та периферичної нервової системи. Крім того, з ектодерми розвивається шкіра та її похідні. Ентодерма дає початок органам дихальної та травної систем. З мезодерми формуються м'язова, хрящова та кісткова тканина, органи кровоносної та видільної систем.

ЛЕКЦІЯ № 13. Закони наслідування

1. Закони Г. Менделя

Спадкування - це процес передачі генетичної інформації у ряді поколінь.

Наслідувані ознаки можуть бути якісними (моногенними) та кількісними (полігенними). Якісні ознаки представлені у популяції, як правило, невеликою кількістю 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 (признаки, що менделюють).

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

Залежно від локалізації гена в хромосомі та взаємодії алельних генів розрізняють кілька варіантів моногенного успадкування ознак.

1. Аутосомний тип наслідування. Розрізняють домінантний, рецесивний та кодомінантний аутосомний тип успадкування.

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

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

Перший закон Менделя

Закон одноманітності гібридів першого покоління або закон домінування. Відповідно до цього закону, при моногібридному схрещуванні гомозиготних за альтернативними ознаками особин потомство першого гібридного покоління одноманітне 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 щодо 3:1 у разі повного домінування та 1:2:1 при неповному домінуванні.

Застосовувані Менделем прийоми лягли основою нового методу вивчення успадкування - гібридологічного.

Гібридологічний аналіз – це постановка системи схрещувань, що дозволяють виявити закономірності успадкування ознак.

Умови проведення гібридологічного аналізу:

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

2) батьківські особи повинні бути гомозиготними за ознаками, що вивчаються;

3) батьківські особи повинні відрізнятися за ознаками, що вивчаються;

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 та другого покоління, що мають досліджувану ознаку.

2. Ді- та полігібридне схрещування. Незалежне наслідування

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

Полігібридне схрещування - це схрещування особин, що розрізняються за кількома парами альтернативних ознак і, відповідно, за кількома парами алельних генів.

Георг Мендель схрещував рослини гороху, що відрізняються за забарвленням насіння (жовте та зелене) та за характером поверхні насіння (гладке та зморшкувате). Схрещуючи чисті лінії гороху з жовтим гладким насінням з чистими лініями, що мають зелене зморшкувате насіння, він отримав гібриди першого покоління з жовтим гладким насінням (домінантні ознаки). Потім Мендель схрестив гібриди першого покоління між собою і отримав чотири фенотипові класи у співвідношенні 9: 3: 3: 1, тобто в результаті у другому поколінні з'явилося два нових поєднання ознак: жовті зморшкуваті та зелені гладкі. Для кожної пари ознак відзначалося відношення 3: 1, характерне для моногібридного схрещування: у другому поколінні вийшло 3/4 гладкого та 1/4 зморшкуватого насіння та 3/4 жовтого та 1/4 зеленого насіння. Отже, дві пари ознак поєднуються у гібридів першого покоління, а потім поділяються і стають незалежними одна від одної.

На основі цих спостережень було сформульовано третій закон Менделя.

Третій закон Менделя

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

Досліди Менделя лягли основою нової науки - генетики. Генетика - це наука, що вивчає спадковість та мінливість.

Успіху досліджень Менделя сприяли такі умови:

1. Вдалий вибір об'єкта дослідження – гороху. Коли Менделю запропонували повторити свої спостереження на ястру-бінку, цьому всюдисущому бур'янові, він не зміг цього зробити.

2. Проведення аналізу успадкування окремих пар ознак у потомстві схрещуваних рослин, що відрізняються за однією, двома або трьома парами альтернативних ознак. Вівся облік окремо за кожною парою цих ознак після кожного схрещування.

3. Мендель як зафіксував отримані результати, а й провів їх математичний аналіз.

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

При моногібридному схрещуванні у разі повного домінування у гетерозиготних гібридів першого покоління проявляється лише домінантний аллель, проте рецесивний аллель не втрачається і не змішується з домінантним. Серед гібридів другого покоління і рецесивний, і домінантний аллель може проявитися у своєму чистому вигляді, тобто в гомозиготному стані. У результаті гамети, утворені такою гетерозиготою, є чистими, т. е. гамета А містить нічого від алелі а, гамета а - чиста від А.

На клітинному рівні основою дискретності алелів є їх локалізація у різних хромосомах кожної гомологічної пари, а дискретності генів – їх розташування у різних локусах хромосом.

3. Взаємодія алельних генів

При взаємодії аллельних генів можливі різні варіанти прояву ознаки. Якщо алелі перебувають у гомозиготному стані, то розвивається відповідний алелю 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 алелю (А1) і гетерозиготи АА1 фенотипно не відрізняються від гомозигот по даному алелю (АА).

У гетерозиготному генотипі АА1 алель А є домінантним. Присутність алелі А1 ніяк фенотипно не проявляється, тому він постає як рецесивний.

Неповне домінування

Зазначається у випадках, коли фенотип гетерозигот СС1 відрізняється від фенотипу гомозигот СС і С1С1 проміжним ступенем прояву ознаки, тобто аллель, що відповідає за формування нормальної ознаки, перебуваючи в подвійній дозі у гомозиготи СС, проявляється сильніше, ніж в один . Можливі у своїй генотипи відрізняються експресивністю, т. е. ступенем вираженості ознаки.

Кодомінування

Це такий тип взаємодії алельних генів, у якому кожен з алелей виявляє свою дію. В результаті формується проміжний варіант ознаки, новий у порівнянні з варіантами, що формуються кожним алелем окремо.

Межальна комплементація

Це рідкісний вид взаємодії алельних генів, при якому у організму, гетерозиготного за двома мутантними алелями гена М (М1М11), можливе формування нормальної ознаки М. Наприклад, ген М відповідає за синтез білка, що має четвертинну структуру і складається з декількох однакових поліпептидних ланцюгів. Мутантний аллель М1 викликає синтез зміненого пептиду М1, а мутантний аллель М11 визначає синтез іншого, але теж ненормального 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

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

ЛЕКЦІЯ № 14. Спадковість

1. Неалельні гени

Неалельні гени - це гени, розташовані в різних ділянках хромосом і кодують різні білки.

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

1) комплементарність;

2) епістаз;

3) полімерія.

Комплементарна (додаткова) дія генів - це вид взаємодії неалельних генів, домінантні алелі яких при спільному поєднанні генотипу обумовлюють новий фенотипічний прояв 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 наслідування форми плоду гарбуза. Наявність у генотипі домінантних генів А чи В обумовлює сферичну форму плодів, а рецесивних – подовжену. За наявності в генотипі одночасно домінантних генів А та В форма плода буде дископодібною. При схрещуванні чистих ліній з сортами, що мають сферичну форму плодів, у першому гібридному поколінні F1 всі плоди будуть мати дископодібну форму, а в поколінні F2 відбудеться розщеплення за фенотипом: з кожних 16 рослин 9 будуть мати дископодібні плоди, 6 - сферичні - Подовжені.

Епістаз - взаємодія неалельних генів, при якому один із них пригнічується іншим. Переважний ген називається епістатічним, пригнічений - гіпостатичним.

Якщо епістатичний ген немає власного фенотипического прояви, він називається інгібітором і позначається буквою I.

Епістатична взаємодія неалельних генів може бути домінантною та рецесивною. При домінантному епістазі прояв гіпостатичного гена (B, b) пригнічується домінантним епістатічним геном (I > B, b). Розщеплення за фенотипом при домінантному епістазі може відбуватися у співвідношенні 12:3:1, 13:3, 7:6:3.

Рецесивний епістаз – це пригнічення рецесивним алелем епістатичного гена алелей гіпостатичного гена (i > B, b). Розщеплення за фенотипом може йти у співвідношенні 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

Полімерія - взаємодія неалельних множинних генів, що однозначно впливають на розвиток однієї й тієї ж ознаки; ступінь прояву ознаки залежить кількості генів. Полімерні гени позначаються однаковими літерами, а алелі одного локусу мають однаковий нижній індекс.

Полімерна взаємодія неалельних генів може бути кумулятивною та некумулятивною. При кумулятивній (накопичувальній) полімерії ступінь прояву ознаки залежить від підсумовуючої дії генів. Чим більше домінантних алелів генів, тим більше виражений той чи інший ознака. Розщеплення F2 за фенотипом відбувається у співвідношенні 1: 4: 6: 4: 1.

При некумулятивної полімерії ознака проявляється за наявності хоча б однієї з домінантних алелей полімерних генів. Кількість домінантних алелів впливає ступінь вираженості ознаки. Розщеплення по фенотипу відбувається у співвідношенні 15:1.

2. Генетика статі

Наслідування ознак, зчеплених зі статтю

Підлога організму - це сукупність ознак та анатомічних структур, що забезпечують статевий шлях розмноження та передачу спадкової інформації.

У визначенні статі майбутньої особи провідну роль відіграє хромосомний апарат зиготи - каріотип. Розрізняють хромосоми, однакові для обох статей - аутосоми, та статеві хромосоми.

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

Ознаки, зчеплені із підлогою

Це ознаки, що кодуються генами, що знаходяться на статевих хромосомах. У людини ознаки, що кодуються генами Х-хромосоми, можуть виявлятися у представників обох статей, а гени Y-хромосоми, що кодуються, - 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-хромосомі гени, у тому числі і рецесивні, проявляються у фенотипі в першому ж поколінні.

У статевих хромосомах містяться гени, що регулюють прояв не лише 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, успадковані по чоловічій лінії (го-ландричні ознаки): волосистість вушної раковини, наявність шкірної перетинки між пальцями та ін. Відомо дуже мало генів, загальних для Х-і Y-хромосом.

Розрізняють Х-зчеплене та Y-зчеплене (голандричне) успадкування.

Х-зчеплене успадкування

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

Розрізняють Х-зчеплене домінантне та Х-зчеплене рецесивне успадкування. У людини Х-зчеплена домінантна ознака передається матір'ю всьому потомству. Чоловік передає свою Х-зчеплену домінантну ознаку лише своїм дочкам. Х-зчеплена рецесивна ознака у жінок проявляється лише при отриманні ними відповідного алелю від обох батьків. У чоловіків він розвивається при отриманні рецесивного алелю від матері. Жінки передають рецесивний алель нащадкам обох статей, а чоловіки – лише дочкам.

При Х-зчепленому наслідуванні можливий проміжний характер прояву ознаки гетерозигот.

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

ЛЕКЦІЯ № 15. Спадковість та мінливість

1. Види мінливості

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

Розрізняють спадкову та неспадкову мінливість.

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

Норма реакції

Це межі фенотипічної мінливості ознаки, що виникає під впливом факторів зовнішнього середовища. Норма реакції визначається генами організму, тому норма реакції по тому самому ознакі в різних індивідів різна. Розмах норми реакції різних ознак також змінюється. Ті організми, у яких норма реакції ширша за даною ознакою, мають вищі адаптивні можливості в певних умовах середовища, тобто модифікаційна мінливість в більшості випадків носить адаптивний характер, і більшість змін, що виникли в організмі при впливі певних факторів зовнішнього середовища, є корисними. Однак фенотипові зміни іноді втрачають пристосувальний характер. Якщо фенотипова мінливість клінічно подібна до спадкового захворювання, то такі зміни називаються фенокопією.

Комбінативна мінливість

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

Чинники комбінативної мінливості.

1. Незалежна та випадкова розбіжність гомологічних хромосом в анафазі I мейозу.

2. Кросинговер.

3. Випадкове поєднання гамет при заплідненні.

4. Випадковий вибір батьківських організмів. Мутації

Це рідкісні, випадково виниклі стійкі зміни генотипу, що стосуються всього геному, цілі хромосоми, частини хромосом або окремі гени. Вони виникають під дією мутагенних факторів фізичного, хімічного чи біологічного походження.

Мутації бувають:

1) спонтанні та індуковані;

2) шкідливі, корисні та нейтральні;

3) соматичні та генеративні;

4) генні, хромосомні та геномні.

Спонтанні мутації – це мутації, що виникли ненаправлено, під дією невідомого мутагена.

Індуковані мутації – це мутації, викликані штучно дією відомого мутагена.

Хромосомні мутації – це зміни структури хромосом у процесі клітинного поділу. Розрізняють такі види хромосомних мутацій.

1. Дуплікація – подвоєння ділянки хромосоми за рахунок нерівного кросинговера.

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 у каріотипі. Під каріотипом розуміють число, форму та кількість хромосом, характерні для цього виду. Розрізняють нулісомію (відсутність двох гомологічних хромосом), моносомію (відсутність однієї з гомологічних хромосом) і полісомію (наявність двох і більше зайвих хромосом).

2. Гетероплоїдія – зміна числа окремих хромосом у каріотипі

Генні мутації зустрічаються найчастіше. Причини генних мутацій:

1) випадання нуклеотиду;

2) вставка зайвого нуклеотиду (ця та попередня причини призводять до зсуву рамки зчитування);

3) заміна одного нуклеотиду на інший.

2. Зчеплення генів та кросинговер

Гени, локалізовані однієї хромосомі, утворюють групу зчеплення і успадковуються, зазвичай, разом.

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

Зчеплення генів, що розташовані в одній хромосомі, може бути повним і неповним. Повне зчеплення генів, тобто спільне наслідування, можливе за відсутності процесу кросинго-віра. Це характерно для генів статевих хромосом, гетеро-гаметних по статевих хромосомах організмів (ХУ, ХО), а також для генів, розташованих поруч із центроміром хромосоми, де кросинговер практично ніколи не відбувається.

У більшості випадків гени, локалізовані в одній хромосомі, зчеплені в повному обсязі, і в профазі I мейозу відбувається обмін ідентичними ділянками між гомологічними хромосомами. В результаті кросинговера алельні гени, що були у складі груп зчеплення у батьківських особин, поділяються та формують нові поєднання, що потрапляють у гамети. Відбувається рекомбінація генів.

Гамети та зиготи, що містять рекомбінації зчеплених генів, називають кросоверними. Знаючи число кросоверних гамет та загальну кількість гамет даної особини, можна обчислити частоту кросинговера у відсотках за формулою: відношення числа кросоверних гамет (особин) до загального числа гамет (особин) помножити на 100%.

За відсотком кросинговера між двома генами можна визначити відстань між ними. За одиницю відстані між генами - морганіду - умовно прийнято 1% кросинговера.

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

Генетична карта хромосоми - це схема взаємного розташування генів, що у одній групі зчеплення. Визначення груп зчеплення та відстаней між генами не є кінцевим етапом побудови генетичної карти хромосоми, оскільки необхідно встановити також відповідність групи зчеплення, що вивчається, певній хромосомі. Визначення групи зчеплення здійснюється гібридологічним методом, тобто шляхом вивчення результатів схрещування, а дослідження хромосом – цитологічним методом із проведенням мікроскопічного дослідження препаратів. Для визначення відповідності цієї групи зчеплення конкретної хромосоми застосовують хромосоми із зміненою структурою. Виконують стандартний аналіз дигібридного схрещування, в якому одна досліджувана ознака кодується геном, локалізованим на хромосомі зі зміненою структурою, а другий - геном, локалізованим на будь-якій іншій хромосомі. Якщо спостерігається зчеплене успадкування цих двох ознак, можна говорити про зв'язок цієї хромосоми з певною групою зчеплення.

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

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

2. Гени в хромосомах розташовуються у певній лінійній послідовності.

3. Частота кросинговера між генами прямо пропорційна відстані між ними і обернено пропорційна силі зчеплення.

3. Методи вивчення спадковості людини Генеалогічний метод

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

1. Збір відомостей у пробанда про наявність або відсутність аналізованої 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, що вирішує такі завдання:

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

2) визначення типу та варіанта успадкування;

3) визначення ймовірності прояву захворювання у про-банда та інших родичів.

Цитогенетичні методи

Цитологічні методи пов'язані з проведенням фарбування цитологічного матеріалу та подальшою мікроскопією. Вони дозволяють визначити порушення структури та числа хромосом. До цієї групи методів входять:

1) метод визначення Х-хроматину інтерфазних хромосом шляхом фарбування нефлюоресцентними або флюоресцентними барвниками;

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

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

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

У цю групу входять методи, що застосовуються в основному при диференціальній діагностиці спадкових порушень обміну речовин за відомого дефекту первинного біохімічного продукту даного гена.

Усі біохімічні методи ділять на якісні, кількісні та напівкількісні. Для дослідження беруться кров, сеча чи амніотична рідина.

Якісні методи простіші, недорогі та менш трудомісткі, тому застосовуються для масового скринінгу (наприклад, дослідження новонароджених у пологовому будинку на фенілці-тонурію).

Кількісні методи точніші, але й більш трудомісткі та 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 та слуху;

3) непереносимість деяких харчових продуктів;

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

ДНК-діагностика

Це найточніший метод діагностики моногенних спадкових захворювань. Переваги методу:

1) дозволяє визначити причину захворювання на генетичному рівні;

2) виявляє мінімальні порушення структури ДНК;

3) малоінвазивний;

4) не потребує повторення.

В основі методу лежить збільшення копій фрагментів ДНК у різний спосіб. Близнюковий метод

Застосовується переважно визначення відносної ролі спадковості і чинників довкілля у виникненні тієї чи іншої захворювання. При цьому вивчаються монозиготні та дизиготні близнюки.

ЛЕКЦІЯ № 16. Структура та функції біосфери

1. Поняття про ноосферу. Вплив людини на біосферу

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

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

Атмосфера як частина біосфери є шаром товщиною від 2-3 до 10 км (для спор грибів і бактерій) над поверхнею Землі. Лімітуючим чинником поширення живих організмів у атмосфері є розподіл кисню і рівень ультрафіолетового випромінювання. Мікроорганізмів, для яких повітря було б основним середовищем проживання, не існує. Вони заносяться в атмосферу із ґрунту, води тощо.

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

Гідросфера заселена живими істотами на глибину понад 11 000 м-коду.

Гідробіонти мешкають як у 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 фактором є світло (для рослин).

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

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

2) концентраційна – стала біогенна міграція атомів у живі організми, а після їх відмирання – у неживу природу;

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

4) біохімічна – хімічні перетворення речовин, що становлять основу життєдіяльності організму. Термін "ноосфера" запроваджено 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 та науковою думкою людини.

В ідеалі ноосфера має на увазі новий етап розвитку біосфери, в основі якого лежить розумне регулювання взаємовідносин людини та природи.

Однак на даний момент людина впливає на біосферу здебільшого згубно. Нерозумна господарська діяльність людини призвела до появи глобальних проблем, серед яких:

1) зміна стану атмосфери у вигляді появи парникового ефекту та озонової кризи;

2) зменшення площі Землі, зайнятої лісами;

3) опустелювання земель;

4) зменшення видового розмаїття;

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

6) безперервне зростання чисельності населення.

2. Паразитизм як екологічний феномен

Паразитизм - це універсальне, поширене у живої природі явище, що полягає у використанні одного організму іншим як джерело харчування. При цьому паразит завдає господареві шкоди аж до загибелі.

Шляхи виникнення паразитизму.

1. Перехід вільноживучих форм (хижаків) до ектопаразитизму зі збільшенням часу можливого існування без їжі та часу контакту з жертвою.

2. Перехід від комменсалізму (співтрапезництва, нахлібництва, ситуації, коли господар служить лише середовищем проживання) до ендо-паразитизму у разі використання комменсалами не тільки відходів, але частини харчового раціону господаря і навіть його тканин.

3. Первинний ендопаразитизм внаслідок випадкового, часто неодноразового занесення в травну систему господаря яєць та цист паразитів.

Особливості довкілля паразитів.

1. Постійний та сприятливий рівень температури та вологості.

2. Різноманітність їжі.

3. Захист від несприятливих чинників.

4. Агресивний хімічний склад довкілля (травні соки).

Особливості паразитів.

1. Наявність двох довкілля: середовище першого порядку - організм господаря, середовище другого порядку - зовнішнє середовище.

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

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

4. Кількість паразитів в організмі господаря може бути дуже великою.

5. Паразитичний спосіб життя є їх видовою особливістю.

Класифікація паразитів

Залежно від часу, що проводиться на господарі, паразити можуть бути постійні, якщо ніколи не зустрічаються у вільно-живучому стані (воші, коростяні сверблячки, малярійний плазмодій), і тимчасові, якщо пов'язані з господарем тільки під час їди (комари, клопи, блохи).

За обов'язковістю паразитичного способу життя паразити бувають облігатні, якщо паразитичний спосіб життя – їх неодмінна видова особливість (наприклад, гельмінти), та факультативні, здатні вести непаразитичний спосіб життя (багато паразитів рослин).

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

У дикій природі паразити регулюють чисельність особин у популяціях господаря.

Особливості життєдіяльності паразитів

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

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

В цілому, господар - це істота, організм якої є тимчасовим або постійним місцем проживання та джерелом харчування паразита. Один і той же вид господаря може бути місцем проживання і джерелом харчування для декількох видів паразитів.

Для паразитів характерна зміна господарів, пов'язана з розмноженням або розвитком паразита. Багато паразитів є кілька господарів. Остаточний (дефінітивний) господар – це вид, у якому паразит перебуває у дорослому стані та розмножується статевим шляхом.

Проміжних господарів може бути один і більше. Це види, в яких паразит знаходиться на личинковій 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 представлена ​​численними, повсюдно розселеними популяціями;

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

3) людина нерідко живе за умов перенаселення, що полегшує передачу паразита;

4) людина контактує з багатьма видами тварин;

5) людина всеїдна.

Механізми передачі паразиту: фекально-оральний, повітряно-краплинний, трансмісивний, контагіозний.

Паразитами, що найчастіше зустрічаються у людини, є різноманітні черв'яки - гельмінти, що викликають захворювання групи гельмінтозів. Розрізняють біо-, геогельмінтози та контактні гельмінтози.

Біогельмінтози - це захворювання, передача яких людині відбувається за участю тварин, у чиєму організмі розвивається збудник (ехінококоз, альвеококоз, теніоз, теніаринхоз, дифілоботріоз, опісторхоз, трихінельоз).

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

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

Лекція № 17. Загальна характеристика найпростіших (Protozoa)

1. Огляд будівлі найпростіших

Цей тип представлений одноклітинними організмами, тіло яких складається з цитоплазми та однієї чи кількох ядер. Клітина найпростішого – це самостійна особина, що виявляє всі основні властивості живої матерії. Вона виконує функції всього організму, тоді як клітини багатоклітинних становлять лише частину організму, кожна клітина залежить багатьох інших.

Вважають, 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 продуктів обміну, і захищатися від висихання та від надмірного проникнення води всередину клітини.

Багатоклітинний організм теж все це вміє, але кожна його клітина, взята окремо, добре вміє робити тільки щось одне. У цьому сенсі клітина найпростішого - аж ніяк не примітивніша за клітину багатоклітинного організму.

Більшість представників класу мають мікроскопічні розміри – 3-150 мкм. Тільки найбільші представники виду (раковинні корененіжки) досягають 2-3 см у діаметрі.

Відомо близько 100 000 видів найпростіших. Середовище їх проживання - вода, ґрунт, організм господаря (для паразитичних форм).

Будова тіла найпростішого характерна для еукаріотичної клітини. Є органели загального (мітохондрії, рибосоми, клітинний центр, ЕПС та ін.) та спеціального призначення. До останніх відносяться органи руху: ложноніжки, або псевдоподії (тимчасові вирости цитоплазми), джгутики, вії, травні та скорочувальні вакуолі. Органоїди загального значення притаманні всім еукаріотичним клітинам.

Органоїди травлення - травні вакуолі з травними ферментами (подібні за походженням з лізосомами). Харчування відбувається шляхом піно-або фагоцитозу. Неперетравлені залишки викидаються назовні. Деякі найпростіші мають хлоропласти та харчуються за рахунок фотосинтезу.

Прісноводні найпростіші мають органи осморегуляції - скорочувальні вакуолі, які періодично виділяють у довкілля надлишки рідини та продукти дисиміляції.

Більшість найпростіших має одне ядро, але є представники з кількома ядрами. Ядра деяких найпростіших характеризуються поліплоїдністю.

Цитоплазма неоднорідна. Вона поділяється на світліший і гомогенний зовнішній шар, або ектоплазму, і внутрішній зернистий шар, або ендоплазму. Зовнішні покриви представлені або цитоплазматичної мембраною (у амеби), або пелікулою (у евгени). Форамініфери та сонячники, мешканці моря, мають мінеральну, або органічну, раковину.

2. Особливості життєдіяльності найпростіших

Переважна більшість найпростіших – гетеротрофи. Їх їжею можуть бути бактерії, детрит, соки і кров організму господаря (для паразитів). Неперетравлені залишки видаляються через порошицю (спеціальний отвір, що постійно існує (у інфузорій)) або через будь-яке місце клітини (у амеби). Через скорочувальні вакуолі здійснюється осмотична регуляція, видаляються продукти обміну.

Дихання, тобто газообмін відбувається через всю поверхню клітини.

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

Безстатеве - мітозом ядра і розподілом клітини надвоє (у амеби, евгени, інфузорії), а також шляхом шизогонії - багаторазового поділу (у суперечників).

Статеве - копуляція. Клітина найпростішого стає функціональною гаметою; в результаті злиття гамет утворюється зигота.

Для інфузорій характерний статевий процес – кон'югація. Він у тому, що клітини обмінюються генетичної інформацією, але збільшення числа особин немає.

Багато найпростіших здатні існувати у двох формах – трофозоїту (вегетативної форми, здатної до активного харчування та пересування) та цисти, яка утворюється за несприятливих умов. Клітина знерухомлюється, зневоднюється, покривається щільною оболонкою, обмін речовин різко сповільнюється. У такій формі найпростіші легко переносяться великі відстані тваринами, вітром і розселяються. При попаданні у сприятливі умови проживання відбувається ексцистування, клітина починає функціонувати у стані трофозоїту. Таким чином, інцистування не є способом розмноження, але допомагає клітині переживати несприятливі умови середовища.

Для багатьох представників типу Protozoa характерна наявність життєвого циклу, що перебуває у закономірному чергуванні життєвих форм. Як правило, відбувається зміна поколінь з безстатевим та статевим розмноженням. Освіта цисти перестав бути частиною закономірного життєвого циклу.

Час генерації для найпростіших становить 6-24 год. Це означає, що, потрапивши в організм господаря, клітини починають розмножуватися експонентом і теоретично можуть призвести його до загибелі. Однак цього не відбувається, оскільки набувають чинності захисні механізми організму господаря.

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

Медичне значення мають представники найпростіших, що відносяться до класів саркодові, джгутикові, інфузорії та споровики.

ЛЕКЦІЯ № 18. Розмаїття найпростіших

1. Загальна характеристика класу Саркодові (корененіжки)

Представники цього класу - найпримітивніші з найпростіших. Основна характерна риса саркодових - здатність утворювати ложноніжки (псевдоподії), які служать для захоплення їжі та пересування. У зв'язку з цим саркодові немає постійної форми тіла, їх зовнішній покрив - тонка плазматична мембрана.

Вільноживучі амеби

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

Типовий представник класу - прісноводна амеба (Amoeba proteus) мешкає у прісних водоймах, калюжах, невеликих ставках. Пересувається амеба за допомогою псевдоподій, які утворюються під час переходу частини цитоплазми зі стану гелю в сіль. Живлення здійснюється при заковтуванні амебою водоростей або частинок органічних речовин, перетравлення яких відбувається у травних вакуолях. Розмножується амеба лише безстатевим шляхом. Спочатку розподілу піддається ядро ​​(мітоз), а потім ділиться цитоплазма. Тіло пронизане порами, через які випинаються псевдоподії.

Паразитичні амеби

Мешкають в організмі людини в основному в системі травлення. Деякі саркодові, що живуть вільно у ґрунті або забрудненій воді, при попаданні в організм людини можуть викликати серйозні отруєння, що іноді закінчуються смертю.

До проживання у кишечнику людини пристосувалося кілька видів амеб.

Дизентерійна амеба (Entamoeba histolytica) – збудник амебної дизентерії (амебіаза). Це захворювання поширене повсюдно у країнах із спекотним кліматом. Впроваджуючись в стінку кишечника, амеби викликають утворення кровоточивих виразок. З симптомів характерний частий рідкий випорожнення з домішкою крові. Захворювання може скінчитися смертю. Слід пам'ятати, що можливе безсимптомне носійство цист амеби.

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

Кишкова амеба (Entamoeba coli) – непатогенна форма, нормальний симбіонт товстого кишечника людини. Морфологічно подібна до дизентерійної амеби, але не надає такої згубної дії. Є типовим коменсалом. Це трофозоїти розміром 20-40 мкм, рухаються повільно. Харчується ця амеба бактеріями, грибами, а за наявності кишкової кровотечі у людини – та еритроцитами. На відміну від дизентерійної амеби, не виділяє протеолітичних ферментів і стінку кишечника не проникає. Також здатна до утворення цисту, 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 криптах піднебінних мигдаликів більш ніж у 25% здорових людей. При захворюваннях ротової порожнини зустрічається частіше. Харчується бактеріями та лейкоцитами. При ясенній кровотечі може захоплювати і еритроцити. Цист не утворює. Патогенна дія неясна.

Профілактика.

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни

2. Суспільна. Санітарний благоустрій громадських туалетів, підприємств комунального харчування.

2. Патогенні амеби

Дизентерійна амеба (Entamoeba histolytica) – представник класу саркодові. Мешкає в кишечнику людину, є збудником кишкового амебіазу. Захворювання поширене повсюдно, але найчастіше зустрічається у країнах із жарким та вологим кліматом.

Життєвий цикл амеби включає кілька стадій, відмінних з морфології і фізіології. У кишечнику людини ця амеба живе у таких формах: малої вегетативної, великої вегетативної, тканинної та цисти.

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

Велика вегетативна форма (патогенна, forma magna) також мешкає у вмісті кишечника і гнійному виразках, що відділяється стінки кишки. Розміри – до 45 мкм. Ця форма набула здатності виділяти протеолітичні ферменти, що розчиняють стінку кишки і викликають утворення кровоточивих виразок. Завдяки цьому амеба здатна проникати досить глибоко у тканини. Велика форма має чіткий поділ цитоплазми на прозору та щільну ектоплазму (зовнішній шар) та зернисту ендоплазму (внутрішній шар). У ній виявляють ядро ​​та заглинені еритроцити, якими і живиться амеба. Велика форма здатна до утворення ложноніжок, за допомогою яких вона енергійно пересувається вглиб тканин у міру їх руйнування. Велика форма може також проникати в кровоносні судини і зі струмом крові розноситися по органах і системах (печінці, легенях, головному мозку), де також викликає виразку та утворення абсцесів.

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

Амеби здатні утворювати округлі цисти. Їхня 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-зитоносіїв, захворювання у яких протікає безсимптомно.

Життєвий цикл паразиту. Людина уражається амебіазом, заковтуючи цисти із зараженою водою чи харчовими продуктами. У просвіті товстої кишки (де і мешкає паразит) відбувається 4 послідовні поділки, в результаті яких утворюється 8 клітин, що дають початок дрібним вегетативним формам. Якщо умови існування не сприяють утворенню великих форм, амеби інцистуються та виводяться назовні з фекаліями.

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

Діагностика захворювання. Виявлення у фекаліях хворої людини трофозоїтів із заглиненими еритроцитами можливе лише протягом 20-30 хв після виділення фекалій. Цисти зустрічаються при хронічному перебігу хвороби та паразитоносії. Необхідно враховувати, що в гострому періоді в калі можуть виявлятися і цисти, і трофозоїти.

3. Загальна характеристика класу джгутиконосці

Клас Жгутиконосці (Flagellata) налічує близько 6000-8000 представників. Це найдавніша група найпростіших. Відрізняються від саркодових постійною формою тіла. Мешкають у морських та прісних водах. Паразитичні джгутикові мешкають у різних органах людини.

Характерна риса всіх представників - наявність одного або більше джгутиків, які служать для пересування. Розташовані вони переважно на передньому кінці клітини і є ниткоподібними виростами ектоплазми. Усередині кожного джгутика проходять мікрофібрили, побудовані із скорочувальних білків. Прикріплюється джгутик до базального тільця, розташованого в ектоплазмі. Основа джгутика завжди пов'язана з кінетосомою, що виконує енергетичну функцію.

Тіло джгутикового найпростішого, крім цитоплазматичної мембрани, покрите зовні пелікулою – спеціальною периферичною плівкою (похідною ектоплазми). Вона забезпечує постійність форми клітини.

Іноді між джгутиком і пелікулою проходить хвилеподібна цитоплазматична перетинка - ундулююча мембрана (специфічна органела пересування). Рухи джгутика наводять мембрану в хвилеподібні коливання, що передаються всій клітині.

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

Джгутикові – гетеротрофи (живляться готовими речовинами). Деякі здатні до автотрофного харчування і є міксотрофами (наприклад, евглена). Для багатьох вільноживучих представників характерне заковтування грудочок їжі (голо-зойне харчування), яке відбувається за допомогою скорочень джгутика. В основі джгутика розташований клітинний рот (цис-тостома), за яким слідує ковтка. На її внутрішньому кінці формуються травні вакуолі.

Розмноження зазвичай безстатеве, що відбувається поперечним розподілом. Зустрічається і статевий процес як копуляції.

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

Особливий інтерес представляють колоніальні джгутикові - пандорину, еудорину та вольвокс. На їхньому прикладі можна простежити історичний розвиток статевого процесу.

ЛЕКЦІЯ № 19. Патогенні джгутиконосці

Медичне значення мають ті види джгутикових, які паразитують у тілі людини та тварин.

Трипаносоми (Tripanosoma) є збудниками африканської та американської сонних лихоманок. Ці джгутикові мешкають у тканинах людського тіла. Передача їх до господаря здійснюється трансмісивно, тобто через переносники.

Лейшманії (Leishmania) - збудники лейшманіозів, трансмісивних захворювань із природним осередком. Переносники – москіти. Природні резервуари – гризуни, дикі та домашні хижаки.

Виділяють три основні форми захворювань, що викликаються лейшманіями, - шкірний, вісцеральний та слизово-шкірний лейшманіози.

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

1. Трихомонади (Trichomonas vaginalis) та Т. hominis

Це збудники трихомоніазу. Мешкають у статевих і сечовивідних шляхах.

Морфологічна характеристика трихомонад

Трихомонади (клас джгутикові) є збудниками захворювань, які називають трихомоніазами. В організмі людини мешкають кишкова та вагінальна (урогенітальна) трихо-монади.

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

Довжина паразита – 15-30 мкм. Форма тіла грушоподібна. Має 4 джгутики, які розташовані на передньому кінці тіла.

Є ундулююча мембрана, що доходить до середини тіла. Всередині тіла розташований аксостиль, що виступає з клітини на її задньому кінці у вигляді шипа. Характерну форму має ядро: овальне, загострене з обох кінців, нагадує сливову кісточку. Клітина містить травні вакуолі, у яких можна виявити лейкоцити, еритроцити та бактерії сечостатевої флори, якими харчується урогенітальна трихомонада. Цист не утворює.

Зараження відбувається найчастіше статевим шляхом при незахищеному статевому контакті, а також при користуванні спільним ліжком і предметами особистої гігієни: рушниками, мочалками та ін.

Мабуть, шкоди господареві цей паразит зазвичай не приносить, проте викликає хронічне запалення в сечостатевих шляхах. Це відбувається за рахунок тісного контакту збудника зі слизовими оболонками. При цьому ушкоджуються клітини епітелію, він злущується, виникають мікрозапальні осередки та ерозії на поверхні слизових оболонок.

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

Діагностика На підставі виявлення вегетативних форм у мазку виділень із сечостатевих шляхів.

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

Кишкова трихомонада (Trichomonas hominis) - невеликий джгутиконосець (довжина - 5-15 мкм), що мешкає в товстій кишці. Має 3-4 джгутика, одне ядро, ундулюючу мембрану та аксостиль. Живиться бактеріями кишкової флори. Освіта цист не встановлено.

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

Діагностика З виявлення вегетативних форм у калі.

Профілактика.

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

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

2. Лямблія (Lamblia intestinalis)

Лямблії відносяться до класу Жгутикові. Це єдине найпростіше, що мешкає в тонкому кишечнику людини. Викликає захворювання, яке називається кишковим лямбліозом. Найчастіше на них хворіють діти молодшого віку.

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

Морфологія

Розміри паразита – 10-18 мкм. Форма тіла нагадує грушу, що розрізає навпіл. Тіло чітко поділено на праву та ліву половини. У зв'язку з цим усі органели та ядра парні. Симетрично розташовані 2 ядра напівмісячної форми (у середині тіла) та 4 пари джгутиків. У розширеній частині розташований присмоктувальний диск, за допомогою якого паразит прикріплюється до ворсинок тонкого кишечника. Уздовж тіла йдуть 2 тонкі аксо-стилі.

Особливості життєдіяльності лямблій

Лямблії здатні до утворення цистів, які з фекаліями виділяються назовні і таким чином поширюються у навколишньому середовищі. Цисти утворюються у нижніх відділах тонкого кишечника.

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

Зараження людини відбувається при заковтуванні цист, які потрапили в їжу або воду.

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

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

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

Лямблії можуть зустрічатися у 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 та після відвідування туалету, ретельне миття фруктів та овочів, термічна обробка їжі та питної води та ін.).

2. Суспільна. Санітарний благоустрій громадських туалетів, підприємств громадського харчування, санітарно-просвітницька робота з населенням.

3. Лейшманії (Leishmaniae)

Лейшманії (Leishmania) - це найпростіші класи джгутикові. Є збудниками лейшманіозів – трансмісивних захворювань із природним осередком.

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 центральноамериканської форми захворювання. Усі вони мають морфологічну подібність та однакові цикли розвитку.

Існують у двох формах: джгутикової (лептомонадної, інакше промастиготу) і безжгутикової (лейшманіальні, інакше амастигота).

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

Лейшманії широко поширені у країнах з тропічним та субтропічним кліматом, на всіх континентах, де є москіти.

При шкірному лейшманіозі вогнища ураження перебувають у шкірі. Це найпоширеніша форма. Захворювання протікає щодо сприятливо. Викликається L. tropica, L. mexicana та деякими біоварами L. brasiliensis. Після укусу москіту на відкритих частинах тіла утворюються округлі виразки, що довго не гояться. Після загоєння залишаються рубці. Імунітет довічний. Деякі форми L. brasiliensis можуть мігрувати по лімфатичних судинах, викликаючи утворення виразок далеко від місця укусу.

Слизово-шкірна форма викликається підвидом L. brasiliensis brasiliensis. Лейшманії проникають зі шкіри по кровоносних судинах у слизову оболонку носоглотки, гортані, м'якого піднебіння, статевих органів, викликають деструктивні зміни у слизових оболонках.

Діагностика

Беруть відокремлюване зі шкірної або слизової виразки і готують мазки для подальшої мікроскопії.

Вісцеральна форма захворювання викликається L. donovani. Інкубаційний період тривалий, хвороба починається за кілька місяців чи років після зараження. Хворіють найчастіше діти до 12 років. Захворювання протікає як системна інфекція. Паразити розмножуються у тканинних макрофагах та моноцитах крові. Дуже велика інтоксикація. Порушено функцію печінки, кровотворення. За відсутності лікування хвороба закінчується летально.

Діагностика

Одержують пунктат червоного кісткового мозку (при пункції грудини) або лімфатичних вузлів з подальшим приготуванням мазка або відбитку мікроскопії. У пофарбованих препаратах знаходять лейшманіальну форму паразита як поза-, так і внутрішньоклітинної локалізації. У сумнівних випадках виробляють посів матеріалу на живильні середовища, де лейшманіальна форма перетворюється на джгутикову, активно рухається і виявляється при звичайному мікроскопуванні. Використовуються біологічні спроби (наприклад, зараження лабораторних тварин).

Профілактика

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

4. Трипаносоми (Tripanosoma)

Збудниками трипаносомозів є трипаносоми (клас джгутикові). Африканські трипаносомози (сонні лихоманки) викликають Tripanosoma brucei gambiensi та T. b. rhodesiense. Американський трипаносомоз (хвороба Чагаса) викликає Tripano-soma cruzi.

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

У тілі людини та інших хребетних паразит мешкає у плазмі крові, лімфі, лімфатичних вузлах, спинномозковій рідині, речовині головного та спинного мозку, серозних рідинах.

Захворювання повсюдно поширене територією всієї Африки.

Трипаносомоз, викликаний цими паразитами, є типовим трансмісивним захворюванням із природним осередком. Збудник трипаносомозу розвивається зі зміною господарів. Перша частина життєвого циклу проходить у 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 господаря, в якості якого можуть виступати велика і дрібна рогата худоба, людина, свині, собаки, носороги, антилопи.

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

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

Діагностика

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

Профілактика

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

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

Переносники – тріатомові клопи. У їхньому тілі трипаносоми розмножуються. Після укусу клопи випорожнюються, збудник у стадії інвазійності потрапляють із фекаліями в ранку. Збудник мешкає у тканинах серця, мозку, м'язах. При цій хворобі характерні міокардити, крововилив у мозкові оболонки, їх запалення.

Діагностика

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

Профілактика

Та сама, що й при африканському трипаносомозі.

5. Загальна характеристика класу Споровики

Відомо близько 1400 видів суперечників. Усі представники класу є паразитами (або комменсалами) людини та тварин. Багато суперечників - внутрішньоклітинні паразити. Саме ці види зазнали найбільш глибокої дегенерації у плані будови: їх організація спрощена до мінімуму. Вони не мають жодних органів виділення та травлення. Живлення відбувається за рахунок поглинання їжі всією поверхнею тіла. Продукти життєдіяльності виділяються через всю поверхню мембрани. Органел дихання немає. Загальними рисами всіх представників класу є відсутність у зрілих форм будь-яких органел руху, і навіть складний життєвий цикл. Для суперечників характерні два варіанти життєвого циклу – з наявністю статевого процесу і без нього. Перший варіант циклу включає стадії безстатевого розмноження і статевого процесу (у вигляді копуляції і спорогонії).

Безстатеве розмноження здійснюється простим розподілом за допомогою мітозу або множинним розподілом (шизогонією). При шизогонії відбувається багаторазове розподіл ядра без цитокінезу. Потім вся цитоплазма поділяється на частини, що відокремлюються навколо нових ядер. З однієї клітини утворюється дуже багато дочірніх. Перед статевим процесом відбувається утворення чоловічих та жіночих статевих клітин – гамет. Вони називаються гамонтами. Потім різностатеві гамети зливаються з утворенням зиготи. Вона одягається щільною оболонкою і перетворюється на цисту, в якій відбувається спорогонія - множинний поділ з утворенням клітин (спорозоїтів). Саме на стадії спорозоїту паразит та проникає в організм господаря. Споровики, котрим характерний саме такий цикл розвитку, живуть у тканинах внутрішнього середовища організму людини (наприклад, малярійні плазмодії).

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

В основному споровики, що паразитують в організмі людини та інших хребетних, мешкають у тканинах тіла. Вони можуть вражати як людини, і багатьох тварин (зокрема і диких). Таким чином, це зоо- та антропозоонозні захворювання, профілактика яких є складним завданням. Ці захворювання можуть передаватися нетрансмісивно (як токсоплаз-ми), тобто не мати специфічного переносника, або трансмісивно (як малярійні плазмодії), тобто через переносників.

Діагностика захворювань, що викликаються найпростішими класами споровиків, досить складна, оскільки паразити можуть мешкати в різних органах і тканинах (у тому числі глибоких), що знижує ймовірність їх виявлення. Крім того, вираженість симптомів захворювання невелика, оскільки вони не є строго специфічними.

Токсоплазми (Toxoplasma gondii) – збудники токсоплаз-мозу. Людина для цього паразита є проміжним господарем, а основні господарі – це кішки та інші представники сімейства Котячі.

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

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

Збудником токсоплазмозу є представник класу Споровики токсоплазма (Toxoplasma gondii). Вражає безліч видів тварин, і навіть людини.

Паразит, локалізований у клітинах, має форму півмісяця, один кінець якого загострений, а інший заокруглений. У центрі клітки знаходиться ядро. На загостреному кінці є структура, схожа на присоску - коноїд. Вона служить для фіксації та впровадження у клітини господаря.

Життєвий цикл типовий для суперечників. Відбувається чергування безстатевого та статевого розмноження – шизогонії, гамето-генезу та спорогонії. Остаточними господарями паразита є кішки та інші представники сімейства Котячі. Вони отримують збудника, поїдаючи м'ясо хворих тварин (гризунів, птахів) чи заражене м'ясо великих травоїдних. У клітинах кишечника кішки паразити спочатку розмножуються шизогонією, у своїй утворюється безліч дочірніх клітин. Далі протікає гаметогенез, утворюються гамети. Після їхньої копуляції формуються ооцисти, які й виділяються у зовнішнє середовище. Під оболонкою цисти протікає спорогонія, утворюється безліч спорозоїтів.

Спороцисти з спорозоїтами потрапляють в організм проміжного господаря - людини, птахів, багатьох ссавців і навіть деяких плазунів.

Потрапляючи до клітин більшості органів, токсоплазми починають активно розмножуватися (множинним розподілом). Через війну під оболонкою однієї клітини виявляється дуже багато збудників (формується псевдоциста). При руйнуванні однієї клітини з неї виходить безліч збудників, які проникають до інших клітин. Інші групи токсоплазм у клітинах господаря покриваються товстою оболонкою, формуючи цисту. У такому стані токсоплазми можуть зберігатися тривалий час. У довкілля де вони виділяються. Цикл розвитку замикається під час поїдання кішками зараженого м'яса проміжних господарів.

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

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

Профілактика

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

7. Малярійний плазмодій: морфологія, цикл розвитку

Малярійні плазмодії відносяться до класу Plasmodium та 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 у тропічних та субтропічних країнах. Всі види плазмодіїв мають подібні риси будови та життєвого циклу, відмінність є лише в окремих деталях морфології та деяких особливостях циклу.

Життєвий цикл типовий для суперечників і складається з безстатевого розмноження (шизогонії), статевого процесу та спорогонії.

Малярія – типове антропонозне трансмісивне захворювання. Переносники – комарі роду Anopheles (вони ж і остаточні господарі). Проміжний господар – лише людина.

Зараження людини відбувається при укусі комара, у слині якого містяться плазмодії на стадії спорозоїту. Вони проникають у кров, із струмом якої опиняються у тканині печінки. Тут відбувається тканинна (прееритроцитарна) шизогонія. Вона відповідає інкубаційному періоду хвороби. У клітинах печінки із спорозоїтів розвиваються тканинні шизонти, які збільшуються у розмірах і починають ділитися шизогонією на тисячі дочірніх особин. Клітини печінки у своїй руйнуються, й у кров потрапляють паразити на стадії мерозоїту. Вони впроваджуються в еритроцити, у яких протікає еритроцитарна шизогонія. Паразит поглинає гемоглобін клітин крові, росте та розмножується шизогонією. При цьому кожен плазмодій дає від 8 до 24 мерозоїтів. Гемоглобін складається з неорганічної залізовмісної частини (гема) та білка (глобіну). Їжею паразита служить глобін. Коли уражений еритроцит лопається, паразит виходить у кров'яне русло, у плазму попадає гем. Вільний гем - найсильніша отрута. Саме його потрапляння у кров викликає страшні напади малярійної лихоманки. Температура тіла хворого піднімається так високо, що за старих часів зараження малярією використовували як засіб лікування сифілісу (іспанської корости): трепонема не витримує таких температур. Розвиток плазмодіїв в еритроцитах проходить чотири стадії: кільця (тро-фозоїту), амебоподібного шизонту, фрагментації (утворення морули) та (для частини паразитів) утворення гаметоцитів. При руйнуванні еритроциту мерозоїти потрапляють у плазму крові, а звідти – у нові еритроцити. Цикл еритроцитарної шизогонії повторюється багато разів. Зростання трофозоїту в еритроциті займає постійний час для кожного виду плазмодіїв. Приступ лихоманки присвячений виходу паразитів в плазму крові і повторюється кожні 3 чи 4 дні, хоча при тривало поточному захворюванні чергування періодів то, можливо нечітким.

З частини мерозоїтів у еритроцитах утворюються незрілі га-монти, які є інвазивною стадією комара. При укусі комаром хворої людини гамонти потрапляють у шлунок комара, де їх утворюються зрілі гамети. Після запліднення утворюється рухлива зигота (оокінета), яка проникає під епітелій шлунка комара. Тут вона збільшується в розмірах, покривається щільною оболонкою, формується ооциста. Усередині неї відбувається множинний поділ, при якому утворюється безліч спорозоїтів. Потім оболонка ооцисти лопається, плазмодії зі струмом крові проникають у всі тканини комара. Найбільше їх накопичується у його слинних залозах. Тому при укусі комара спорозоїти можуть поринути в організм людини.

Таким чином, у людини плазмодій розмножується лише безстатевим шляхом – шизогонією. Людина – це проміжний господар для паразита. В організмі комара протікає статевий процес - утворення зиготи, утворюється безліч спорозоїтів (іде спорогонія). Комар - це остаточний господар, він і переносник.

Малярія: патогенне значення, діагностика, профілактика.

Малярія - це важке захворювання, яке характеризується періодичними виснажливими нападами лихоманки з ознобами та проливним потом. При виході великої кількості меро-зоїтів з еритроцитів у плазму крові викидаються багато токсичних продуктів життєдіяльності паразиту і продукти розпаду гемоглобіну, яким харчується плазмодій. При дії їх на організм виникає виражена інтоксикація, що проявляється в різкому нападоподібному підвищенні температури тіла, появі ознобу, головного і м'язового болю, різкої слабкості. Температура може досягати значних позначок (40-41 ° С). Ці напади виникають гостро і тривають у середньому 1,5-2 год. Після цього з'являються спрага, сухість у роті, відчуття жару. Через кілька годин температура знижується до нормальних цифр, усі симптоми купіруються, хворі засинають. У цілому весь напад триває від 6 до 12 год. Є розбіжності у проміжках між нападами при різних типах малярії. При триденній та овалі-малярії напади повторюються через кожні 48 год. 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, що викликається P. malariae, проміжки між нападами становлять 72 години. Часто зустрічається безсимптомне носійство.

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

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

Діагностика

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

Поступово паразит росте, у нього з'являються ложноніжки (у амебоподібного шизонту).

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

Профілактика

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

При поїздці в райони, несприятливі по малярії, слід профілактично приймати протималярійні препарати, запобігати укусам комарів (використовувати протимоскітні сітки, наносити відлякуючі засоби на шкіру).

ЛЕКЦІЯ № 20. Клас Інфузорії (війкові)

Відомо близько 6000 видів, що належать до класу інфузорій. Більшість представників - це мешканці морських та прісних водойм, деякі мешкають у вологому ґрунті чи піску. Багато видів є паразитами людини та тварин.

1. Огляд будови інфузорій

Інфузорії - це найскладніше влаштовані найпростіші. Вони мають численні органоїди руху - вії, які часто покривають все тіло тварини. Вони значно коротші за джгутики і являють собою полімеризовані джгутики. Кількість вій може бути дуже велика. У різних видів вії можуть бути лише на ранніх етапах розвитку, а в інших - зберігатися на все життя. При електронній мікроскопії з'ясовано, що кожна вія складається з певної кількості волоконець (мікротрубочок). В основі кожної вії лежить базальне тільце, яке розташоване в прозорій ектоплазмі.

Інша особливість: кожна особина має не менше двох ядер – великого (макронуклеуса) та малого (мікронуклеуса). Іноді може бути кілька мікро- та макронуклеусів. Велике ядро ​​є відповідальним за обмін речовин, а мале - регулює обмін генетичної інформації при статевому процесі (кон'югації). Макронуклеуси інфузорій поліплоїдні, а мікронуклеуси гаплоїдні або диплоїдні. При статевому процесі макронуклеус руйнується, а мікронуклеус мейотично ділиться з утворенням чотирьох ядер, з яких три гинуть, а четверте ділиться мітотично з утворенням чоловічого та жіночого гаплоїдних ядер. Між двома інфузоріями виникає тимчасовий цитоплазматичний місток у сфері цитостомів. Чоловіче ядро ​​кожної особини переходить у клітину партнера, жіноче залишається дома. У кожній клітині відбувається злиття власного жіночого ядра із чоловічим ядром партнера. Потім відновлюється мікронуклеус, інфузорії розходяться. Кількість клітин у своїй не збільшується, але обмін генетичної інформацією відбувається.

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

Є складно збудований апарат живлення. На так званій черевній стороні інфузорії є постійне утворення - клітинний рот (цитостом), який переходить у горлянку (цитофарингс). Глотка відкривається безпосередньо до ендоплазми. Вода з бактеріями (їжею інфузорій), що містяться в ній, за допомогою вій заганяється в рот, звідки потрапляє в цитоплазму і оточується травною вакуоллю. Вакуоль переміщається цитоплазмою, а травні ферменти у своїй виділяються поступово (так забезпечується повніше перетравлення).

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

Розмноження інфузорій здебільшого відбувається шляхом поперечного поділу. Іноді здійснюється статевий процес як кон'югації.

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

В організмі людини паразитує єдиний представник класу – балантидій, який мешкає у травній системі та є збудником балантидіазу.

2. Балантидій (Balantidium coli)

Балантидій є збудником балантидіазу. Захворювання це поширене повсюдно.

Мешкає у товстому кишечнику людини. Ця інфузорія належить до найбільших найпростіших: її величина - 30-200, 20-70 мкм. Форма тіла овальна. Має багато рис будови, характерні для вільноживучих інфузорій. Все тіло балантидії покрите численними короткими віями, довжина яких навколо клітинного рота (цитостома) дещо більша, ніж на інших ділянках тіла. Крім цитостома, є цитофарингс і порошок. Є пелікула, під якою знаходиться шар прозорої ектоплазми. Найглибше розташована ендоплазма з органелами та двома ядрами - макронуклеусом та мікронуклеусом. Велике ядро ​​зазвичай має бобоподібну або гантелеподібну форму, поряд розташоване маленьке ядро.

На передньому і задньому кінцях тіла знаходиться по одній пульсуючій вакуолі, які беруть участь у регуляції осмотичної рівноваги в клітині. Крім того, вакуолі виділяють продукти дисиміляції (обмін речовин).

Балантидій утворює цисти овальної або кулястої форми, до 50-60 мкм у діаметрі. Циста покрита двошаровою оболонкою і не має вій. У ній зазвичай не видно мікронуклеуса, але чітко видно скорочувальну вакуолю.

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

Зараження людини відбувається цистами через забруднену воду та їжу. Цисти можуть також розноситися мухами. Джерелами поширення захворювання можуть бути і свині, і щури, які у кишечнику паразитує це найпростіше.

У людини захворювання проявляється у формі безсимптомного носійства або гострого захворювання, що супроводжується кишковою колікою. Крім цього, балантидій може жити в кишечнику людини, харчуючись бактеріями і не завдаючи особливої ​​шкоди. Однак він може впроваджуватися в стінку товстої кишки, викликаючи утворення кровоточивих і гнійних виразок. Для захворювання характерна поява тривалих кривавих проносів із гноєм. Іноді виникає перфорація кишкової стінки (виникає отвір у стінці), розвивається каловий перитоніт. При тяжкому перебігу захворювання (особливо при перитоніті та перфорації) хворі можуть навіть загинути. Як і при амебній дизентерії, балантидій може проникати в кровоносне русло з кишкової стінки та зі струмом крові розноситися по організму.

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

Мікроскопія мазка калу хворого. У мазку виявляють цисти та трофозоїти балантидія. Виявляються слиз, кров, гній та маса паразитів.

Профілактика.

1. Особиста. Дотримання правил особистої гігієни

2. Суспільна. Санітарне облаштування місць громадського користування, спостереження за джерелами громадського водопостачання, санітарно-просвітницька робота з населенням, боротьба з гризунами, гігієнічний вміст свиней.

ЛЕКЦІЯ № 21. Тип Плоскі черви (Plathelminthes)

1. Характерні риси організації

Тип налічує близько 7300 видів, що об'єднуються у такі три класи, як:

1) Війскові черв'яки;

2) Сосальники;

3) Стрічкові черв'яки.

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

1) білатеральна симетрія тіла;

2) розвиток мезодерми;

3) поява систем органів.

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

Тіло плоского черв'яка сплощене в дорсовентральному напрямку. Порожнина тіла у них відсутня, весь простір між внутрішніми органами заповнено пухкою сполучною тканиною – паренхімою.

Плоскі черв'яки мають розвинені системи органів: м'язову, травну, видільну, нервову та статеву.

У них є шкірно-м'язовий мішок. Він складається з покривної тканини - тегументу, який є неклітинною багатоядерною структурою типу синцитію, і трьох шарів гладких м'язів, що проходять в поздовжньому, поперечному і косому напрямках. Тіло сисунів покрите кутикулою, що захищає їх від дії травних соків господаря. Всі рухи, які здійснюють плоскі черв'яки, повільні та недосконалі.

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

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

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

Протонефридії захоплюють продукти обміну речовин і переміщують їх внутрішньоклітинними каналами, які проходять усередині довгих відростків протонефридіальних клітин. Далі продукти, що підлягають виділенню, надходять у збірні трубочки, а звідти або безпосередньо у зовнішнє середовище, або сечовий міхур.

Статева система черв'яків складно влаштована. Плоскі черви поєднують у собі ознаки обох статей - чоловічого та жіночого.

Більшість війних черв'яків - вільноживучі хижаки. Медичне значення мають представники двох класів - Сосальщики (Trematodes) та Стрічкові черв'яки (Cestoidea).

Представники сисунів

Печінковий сисун (фасціола) - збудник фасціо-за (гігантський печінковий сисун викликає більш важкий фасціолез), котячий, або сибірський, сисун - збудник опісторхозу, шистосоми - збудники шистосоматозів. Крім цього, в організмі людини паразитують фасціолопсис - збудник фасціолопсидозу (мешкає в тонкому кишечнику), клонорхіс - збудник клоноргоспу (мешкає в жовчних ходах печінки), легеневий сисун (парагонімус), що живе в легеневій тканині, він викликає.

Представники стрічкових хробаків

Широкий лентець – збудник дифілоботріозу, бичачий ціп'як – збудник теніарингоспу, свинячий ціп'як – збудник теніозу та цистицеркозу, ехінокок – збудник ехіно-коккозу та альвеокок – збудник альвеококкозу.

2. Клас Сосальщики. Загальна характеристика

Сосальники (Trematodes) – паразитичні організми. Відомо близько 3000 видів сисунів. Для цих паразитів характерні складні цикли розвитку, у яких відбувається чергування поколінь, і навіть способів розмноження та господарів.

Статевозрілі особини мають листоподібну форму. Рот розташований на термінальному кінці тіла і має потужну м'язисту присоску. Крім неї, є ще одна присоска на черевній стороні. Додатковими органами прикріплення деяких видів - дрібні шипики, що покриває все тіло.

Травна система дрібних видів сисунів являє собою мішок або два канали, що сліпо закінчуються. У великих видів вона сильно розгалужується. Крім функції власне травлення, вона виконує ще й транспортну роль – перерозподіляє продукти харчування по всьому тілу. У плоских черв'яків, у тому числі у сисунів, відсутня внутрішня порожнина тіла, а отже, немає кровоносної системи. Листова форма тіла дає можливість кишці постачати все тіло поживними речовинами. Та ж форма уможливлює 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 сім'япроводи, сім'явивергувальний канал, ко-пулятивний орган (циррус). У печінкового сисуна насінники розгалужені, у котячого і ланцетовидного - компактні. Жіноча статева система: яєчник, яйцеводи, жовточники, сім'я, матка, статева клоака. Жовточники забезпечують яйце поживними речовинами, шкаралупові залози – оболонками. Осіменіння внутрішнє, перехресне. Яйця дозрівають у матці.

Статевозріла особина (марита) завжди мешкає в організмі хребетної тварини. Вона виділяє яйця. Для подальшого розвитку яйце має потрапити у воду, де з нього виходить личинка – мірацидій. Личинка має світлочутливі очі і вії, здатна самостійно відшукувати проміжного господаря, використовуючи різні види таксі. Мірацидій повинен потрапити до організму черевоногого молюска, суворо специфічного даного виду паразита. У його організмі личинка перетворюється на материнську спороцисту, яка зазнає найглибшої дегенерації. Вона має тільки жіночі статеві органи, тому і розмножується тільки партеногенетично.

При її розмноженні формуються багатоклітинні редії, які розмножуються партеногенезом. Останнє покоління редій може генерувати церкарії. Вони залишають організм молюска і для подальшого розвитку повинні потрапити в тіло остаточного або другого проміжного господаря. У першому випадку церкарії або активно впроваджуються в організм остаточного господаря, або інцистуються на траві та заковтуються з нею.

У другому випадку церкарії шукають тих тварин, які використовуються основним господарем в їжу, і формують в їх тілі стадії - інцистовані метацеркарії. Переважна більшість церкариев гине, не потрапивши у організм основного господаря, оскільки вони нездатні до активного пошуку, чи потрапляють у організм тих видів, розвиток у яких неможливо. Здатність паразита розмножуватися на личинкових стадіях значно підвищує його популяцію.

Після проникнення в організм остаточного господаря інвазійні стадії сисун мігрують у ньому і знаходять необхідний для подальшого розвитку орган. Там вони досягають статевої зрілості та живуть.

Міграція по організму супроводжується явищами тяжкої інтоксикації та алергічними проявами.

Захворювання, викликані сисунами, звуться трематодозів.

3. Клас Сосальщики. Його представники

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

Печінковий сисун, або фасціола (Fasciola hepatica), - збудник фасціолізу.

Захворювання поширене повсюдно, найчастіше у країнах із жарким та вологим кліматом. Мешкає паразит у жовчних протоках, печінці, жовчному міхурі, іноді підшлунковій залозі та інших органах.

Розміри тіла марити – 3-5 см. Форма тіла листоподібна, передній кінець дзьобоподібно відтягнутий.

Потрібно звернути особливу увагу на будову статевих органів. Матка багатолопастна і розташовується розеткою відразу за черевною присоскою. За маткою лежить яєчник. З боків тіла розташовуються численні жовточники та 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. Фасціола розвивається зі зміною господарів. Остаточним господарем служать травоїдні ссавці (велика і дрібна рогата худоба, коні, свині, кролики та ін), а також людина. Проміжний господар - ставок малий (Limnea truncatula).

Зараження основного господаря відбувається при поїданні ним трави із заливних лук (для тварин), немитої зелені та овочів (для людини). Зазвичай людина заражається при поїданні щавлю та крес-салату. На зелених рослинах розташовуються пеклолескарії - інцистовані на листі церкарії.

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

Діагностика

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

Профілактика

Ретельно мити овочі та зелень, особливо в районах, ендемічних фасціолізом, там, де городи поливають водою зі стоячих водойм. Не використовувати для пиття нефільтровану воду. Виявляти та лікувати хворих тварин, проводити санітарну обробку пасовищ, зміну пасовищ та випасів гусей та 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 мешкає у печінці, жовчному міхурі та підшлунковій залозі людини, кішок, собак та інших видів тварин, які вживають у їжу сиру рибу. У нашій країні осередки захворювання перебувають на берегах річок Сибіру; окремі осередки - у Прибалтиці, на берегах Ками, Волги, Дніпра. Відомі природні осередки захворювання у 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 у задній частині тіла двох розеткоподібних насінників, які добре забарвлюються. 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 та домашні ссавці та людина. Перший проміжний господар – молюск Bithinia leachi. Другий проміжний господар – коропові риби, у м'язах яких локалізуються метацеркарії.

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

Таким чином, для першого проміжного господаря інвазійною стадією є яйце з мірацидієм, для другого – цер-карій, для остаточного – метацеркарій.

Описторгосп - тяжке захворювання. При одночасному па-разитировании безлічі особин воно 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 та дуоденальному вмісті, отриманому від хворого.

Профілактика

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

Шистосоми. Морфологія, цикл розвитку, шляхи зараження, профілактика

Шистосоми – збудники шистосомозів. Усі паразити мешкають у кровоносних судинах, переважно у венах. Зустрічаються у низці країн із тропічним і субтропічним кліматом (переважно у країнах Азії, Африки, Південної Америки).

На відміну від інших сисун шистосоми - це роздільностатеві організми. Тіло самців більш коротке та широке. Самки мають шнуроподібну форму. Молоді особини живуть окремо, але при досягненні статевої зрілості поєднуються попарно. Після цього самка живе у гінекофорному каналі на черевній стороні самця.

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

Для деяких видів шистосом остаточним господарем є тільки людина, для інших (поряд з людиною) – різні види ссавців. Проміжними господарями є прісноводні молюски. У тілі відбувається розвиток личинкових стадій, які розмножуються партеногенетично з утворенням двох поколінь спороцист. Останнє покоління формує церкарії, які є інвазійною стадією для остаточного хазяїна. Церкарії мають характерний вигляд: роздвоєний хвіст, але в передньому кінці - специфічні залози проникнення, з допомогою яких відбувається потрапляння до організму остаточного господаря під час перебування їх у воді. При цьому личинки церкарії вільно плавають у воді і здатні активно пробуровлювати шкірні покриви тіла людини при купанні, роботі на рисових полях та у воді, пиття води з зрошувальних каналів та ін. Одяг не захищає від потрапляння паразита в організм.

При проникненні через шкіру церкарії викликають специфічне її ураження як церкаріозів. Їх ознаками є поява висипу, свербежу, алергічних станів. Якщо церкарії у великій кількості проникають у легені, може виникнути важка пневмонія.

Личинки патогенних для людини шистосом зі струмом крові розносяться організмом. Осідають вони в основному у венах черевної порожнини або малого тазу, де досягають статевозрілого віку.

Діагностика

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

Профілактика

Використання для пиття лише знезаражену воду. Уникати тривалого контакту з водою в місцях, ендемічних за шистосомозом. Боротьба з проміжним господарем – водними молюсками. Охорона водойм від забруднення неочищеними стічними водами.

Різні види шистосомозів

В організмі людини паразитує три основні види кров'яних сисунів. Це Schistosoma heamatobium, Sch. mansoni та Sch. japonicum. Вони відрізняються низкою біологічних особливостей, місцем проживання в тілі людини і географічним поширенням. Всі шистосомози відносяться до природно-осередкових захворювань. Поширені у тропіках Азії, Африки та 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 та мавпи. Проміжні господарі – різні водні молюски.

Самець паразита має довжину до 1,5 см, а самка - до 2 см. Поверхня тіла дрібнобугриста. Яйця дуже великі, до 160 мм, мають шип, за допомогою якого руйнують стінку судини. Зі струмом крові вони проникають у сечовий міхур і органи статевої системи і з сечею виводяться назовні.

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

Діагностика

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

Schistosoma mansoni – збудник кишкового шистосомозу. Ареал набагато ширший, ніж у попереднього вигляду. Зустрічається в Африці, Індонезії, країнах Західної півкулі – Бразилії, Гайані, на Антильських островах та ін.

Паразитує у венах брижі та товстого кишечника. Також вражає комірну систему печінки.

На відміну від попереднього вигляду, має дещо менші розміри (до 1,6 см) та великобугристу 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 у товстому кишечнику (коліт, криваві проноси) та печінці (виникає застій крові, можливий рак).

Діагностика

Виявлення яєць у фекаліях хворого.

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

Паразитує у кровоносних судинах кишечника.

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

Остаточні господарі - людина, безліч домашніх та 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 в головний мозок), тому захворювання протікає тяжко та часто закінчується смертю.

Діагностика

Виявлення яєць у фекаліях хворого.

4. Загальна характеристика класу Стрічкові хробаки

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

Тіло (стробіла) стрічкового черв'яка має стрічкоподібну форму, сплющене в дорсо-вентральному напрямку. Складається з окремих члеників – проглоттид. На передньому кінці тіла знаходиться головка (сколекс), яка може бути округлою або сплощеною, далі слідує несегментована шийка. На головці розташовуються органи прикріплення - присоски, гаки, присмоктувальні щілини (ботрії).

Нові проглоттиди відгалужуються від шийки і відсуваються назад. Таким чином, що далі від шийки, то зріліші членики. У молодих члениках органи та системи не диференційовані.

У середній частині стробіли розташовуються зрілі членики з цілком розвиненою чоловічою та жіночою статевими системами (стрічкові черв'яки – гермафродити).

Останні членики містять майже виключно матку з яйцями, інші органи представлені рудиментами. У процесі зростання черв'яка задні членики поступово відриваються і виділяються в навколишнє середовище, а їх місце займають молоді проглоттиди.

Будова тіла стрічкового хробака багато в чому характерна для плоских хробаків.

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

Поглинання поживних речовин із кишечника господаря відбувається осмотично всією поверхнею тіла.

Життєвий цикл. Всі стрічкові черв'яки мають у своєму розвитку дві стадії – статевозрілу (мешкають в організмі остаточного господаря) та личинкову (паразитують у проміжному господарі). Перші стадії розвитку яйця відбуваються у матці. Тут усередині оболонок яйця утворюється шестигаковий зародок - онко-сфера. З фекаліями господаря яйце потрапляє у зовнішнє середовище. Для подальшого розвитку яйце має потрапити до травної системи проміжного господаря. Тут яйце за допомогою гачків пробуровує кишкову стінку і потрапляє в кровотік, звідки розноситься органами і тканинами, де розвивається в личинку - фіну. Зазвичай вона має всередині порожнину і головку, що сформувалася. Зараження остаточних господарів відбувається при поїданні м'яса заражених тварин, у тканинах яких є фіни. У кишечнику остаточного господаря під впливом травних ферментів оболонка фіни розчиняється, головка вивертається назовні і прикріплюється до стінки кишки. Від шийки починаються утворення нових члеників та зростання паразита.

Основний господар не сильно страждає від цього паразита, який мешкає у кишечнику. Але життєдіяльність проміжних господарів може бути сильно порушена, особливо якщо фіни стрічкового хробака мешкають у нього в головному мозку, печінці чи легені.

Хвороби, що викликаються стрічковими хробаками, називаються цестодозами. Багато видів цих паразитів вражають тільки людину, але є й такі, що зустрічаються у природній обстановці. Їх характерно наявність природних осередків.

5. Ланцюги

Бичачий ціп'як. Морфологія, цикл розвитку, профілактика

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

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

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

Остаточний господар бичачого ціп'яка - тільки людина, проміжні господарі - велика рогата худоба. Тварини заражаються, поїдаючи траву, сіно та інший корм із проглоттидами, які разом із фекаліями потрапляють туди від людини. У шлунку худоби з яєць виходять онкосфери, які осідають у м'язах тварин, формуючи фіни. Вони мають назви цистицерків. Цистицерк являє собою пляшечку, заповнений рідиною, всередину якого вкручена головка з присосками. У м'язах худоби фіни можуть зберігатися довгі роки.

Характерною особливістю паразита є здатність його члеників активно виповзати із задньопрохідного отвору поодинці.

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

Вплив на організм господаря полягає в:

1) ефект відібрання їжі;

2) інтоксикації продуктами життєдіяльності паразиту;

3) порушення балансу кишкової мікрофлори (дисбактеріозі);

4) порушення всмоктування та синтезу вітамінів;

5) механічне подразнення кишечника;

6) можливий розвиток кишкової непрохідності;

7) запалення стінки кишки.

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

Діагностика

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

Профілактика.

1. Особиста. Ретельна термічна обробка яловичини та телятини.

2. Суспільна. Суворий нагляд за обробкою та продажем м'яса на м'ясокомбінатах, бійнях, ринках. Проведення санітарно-просвітницької роботи з населенням.

Свинячий ціп'як. Морфологія, цикл розвитку, профілактика

Свинячий, або озброєний, ціп'як (Taenia solium) – збудник теніозу. Захворювання зустрічається повсюдно в районах, де населення вживає сиру 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.

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

Гермафродитні проглоттиди мають чоловічий статевий апарат, який складається з кількох сотень насінників і звивистого сім'явивергувального каналу, що переходить у циррусну сумку.

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

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

Свині заражаються, поїдаючи нечистоти, у яких можуть бути проглоттиди. У шлунку свиней розчиняється оболонка яйця, із нього виходять шестикрючні онкосфери. По кровоносних судин вони потрапляють у м'язи, де осідають і через 2 місяці перетворюються на фіни. Вони носять назви цистицер-ків і являють собою пляшечку, заповнений рідиною, всередину якого вкручена головка з присосками. У свинині цисті-церки мають розмір рисового зернятка і видно неозброєним оком.

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

При цьому захворюванні часто виникають зворотна перистальтика кишечника і блювання. При цьому зрілі членики потрапляють у шлунок та перетравлюються там під впливом шлункового соку. Онкосфери, що звільнилися, потрапляють в судини кишечника і зі струмом крові розносяться по органах і тканинах. Можуть потрапляти до печінки, головного мозку, легень, очей, де формують цистицерки. Цистицеркоз головного мозку часто є причиною смерті хворих, а цистицеркоз очей призводить до втрати зору.

Лікування цистицеркозу лише хірургічне.

Діагностика

Виявлення у фекаліях хворого зрілих члеників, що мають специфічну будову. Членики можна знайти і на тілі і білизну людини, оскільки вони можуть виповзати з ануса і активно пересуватися.

Профілактика.

1. Особиста. Ретельна термічна обробка свинини.

2. Суспільна. Охорона пасовищ від зараження фекаліями людини. Суворий нагляд за обробкою та продажем м'яса на м'ясокомбінатах, бійнях, ринках.

Карликовий ціп'як. Морфологія, цикл розвитку, профілактика

Карликовий ціп'як (Hymenolepis nana) - збудник гімено-лепідозу. Захворювання зустрічається повсюдно, особливо у країнах із жарким та сухим кліматом. Хворіють переважно діти дошкільного віку. У віці від 7 до 14 років захворювання реєструється рідко, у старшому майже зустрічається. В організмі людини мешкає у тонкому кишечнику.

Карликовий ціп'як має невелику довжину (1,5-2 см). Головка грушоподібна, має 4 присоски та хоботок з віночком з гачків. Стробіла містить 200 і більше члеників. Вони дуже ніжні, тож руйнуються ще в кишечнику. У зв'язку з цим у довкілля потрапляють лише яйця. Розмір яєць – до 40 мкм. Вони безбарвні та мають округлу форму.

Життєвий цикл паразита зазнав суттєвих змін за час тривалої адаптації до людини. Цей паразит набув здатності розвиватися без зміни господарів в організмі людини протягом тривалого часу, не залишаючи його на стадії яйця. Таким чином, людина для карликового ціп'яка є одночасно і проміжним, і остаточним господарем. Якщо людина ковтає яйця карликового ціп'яка за недотримання правил особистої гігієни, вони потрапляють у тонкий кишечник, де під впливом травних ферментів розчиняється їх оболонка. З яєць виходять онкосфери, які впроваджуються у ворсинки тонкого кишечника, де з них розвиваються цисті-церкоїди. Спереду вони мають здуту частину з укрученою головкою, а на задньому кінці тіла розташований хвостоподібний придаток. Через кілька днів уражені ворсинки руйнуються, і цисті-церкоїди випадають у просвіт кишки. Молоді особини прикріплюються до слизової оболонки кишківника і досягають статевої зрілості. Відомі випадки, коли в кишечнику одну людину одночасно знаходилося до 1500 ціп'яків. Яйця цього паразита можуть не виділятися на зовнішнє середовище і перетворюватися на статевозрілі особини вже в кишечнику. Спочатку з них утворюються цис-тицеркоїди, а потім дорослі ціп'яки, тобто виникає повторне самозараження (аутореінвазія).

Патогенна дія. Руйнується частина ворсинок тонкого кишківника, що призводить до порушення процесів пристінкового травлення. Крім того, організм отруюється продуктами життєдіяльності гельмінта. Порушується діяльність кишечника, з'являються болі в животі, проноси, головний біль, дратівливість, слабкість, швидка стомлюваність.

Захворювання неспроможна продовжуватися нескінченно, оскільки організм людини здатний виробляти імунітет проти паразита. Він ускладнює розвиток наступних поколінь паразита, особливо при аутореінвазії. 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 для дітей.

2. Суспільна. Ретельне прибирання дитячих закладів (особливо туалетів), стерилізація іграшок.

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

Ехінокок. Морфологія, шляхи зараження, цикл розвитку, профілактика

Ехінокок (Echinococcus granulosus) - збудник ехіно-коккозу. Захворювання зустрічається по всій земній кулі, але найчастіше у країнах, де розвинене тваринництво.

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

Життєвий цикл. Остаточні господарі – хижі тварини сімейства Псові (собаки, шакали, вовки, лисиці). Проміжні господарі - травоїдні тварини (корови, вівці), свині, верблюди, кролики та багато інших ссавців, 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 із задньопрохідного отвору та поширюватися по шерсті тварин, залишаючи на ній яйця. Це збільшує ймовірність забруднення пасовищ.

Людина та інші проміжні господарі заражаються, проковтуючи яйця (найчастіше вони спочатку потрапляють на руки з вовни собак, а потім заносяться до рота). У травному тракті людини з яйця виходить онкосфера, яка проникає в кровоносне русло і зі струмом крові розноситься органами і тканинами. Там вона перетворюється на фіну. У ехінококо вона представляє міхур, що нерідко досягає величезних розмірів (до 20-30 см в діаметрі). Стінка міхура має зовнішню шарувату капсулу та внутрішню паренхіматозну оболонку. На ній можуть утворюватися дочірні особини, які відбруньковуються від стіни. Усередині міхура міститься рідина із продуктами життєдіяльності паразита.

Ехінокок надає дуже великий патогенний вплив на організм людини. У личинковій стадії він може розташовуватися в різних органах: печінці, головному мозку, легких, трубчастих кістках. Фіна може здавлювати органи, викликаючи їхню атрофію. Тканини руйнуються, орган працює набагато гірше. До внутрішнього середовища організму людини постійно надходять продукти обміну речовин паразита, викликаючи важку інтоксикацію. Небезпечний розрив ехінококового міхура. Так як в ньому міститься рідина з продуктами дисиміляції паразита, при попаданні її в кров може виникнути токсичний шок, що може призвести до загибелі хворого. При цьому дочірні сколекси обсіменяють тканини, викликаючи розвиток нових фін.

Лікування ехінококозу тільки хірургічне.

Діагностика

По реакції Кассоні: підшкірно вводять 0,2 мл стерильної рідини з ехінококового міхура. Якщо протягом 3-5 хв міхур, що утворився, збільшується в п'ять разів, реакцію вважають позитивною.

Профілактика

Дотримання правил особистої гігієни, особливо під час спілкування з тваринами. Знищення бродячих собак, обстеження та лікування домашніх та службових тварин. Знищення трупів хворих тварин.

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

Широкий лентець (Diphyllobotrium latum) – збудник ді-філоботріозу. Захворювання зустрічається переважно у країнах з помірним кліматом. У Росії - на берегах Волги, Дністра та інших великих річок.

В організмі людини паразит локалізується у 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 ботрій, або присмоктувальних щілин, які мають вигляд борозенок. Проглоттиди завширшки більше, ніж у довжину. Матка має характерну розетко-видну форму та невеликі розміри. Вона контактує із зовнішнім середовищем за допомогою отвору на передньому краї кожної проглоттиди. Тому яйця, що дозрівають, можуть вільно виходити з неї назовні. Яйця широкого лентеця 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 хробаків. У нього зберігається личинкова стадія, що активно плаває у воді, - корацидій. Є два проміжні господарі, які мешкають у воді, - дрібні прісноводні ракоподібні (Cyclops і Diaptomus) і риби, що ними харчуються. Остаточні господарі - людина і м'ясоїдні ссавці (кішки, рисі, лисиці, песці, собаки, ведмеді та ін.).

Яйця потрапляють у воду із фекаліями людини. Через 3-5 тижнів з яйця виходить рухливий, покритий віями кораци-дій, який має 3 пари гачків. Корацидії заковтуються рачками (перший проміжний господар), у кишечнику яких вони втрачають вії і перетворюються на личинку – процеркоїд. Процеркоїд має подовжену форму тіла та 6 гачків. Якщо рачка ковтає риба (другий проміжний господар), у її м'язах процеркоїд переходить у наступну (личинну) стадію – плероцеркоїд.

Людина заражається при вживанні в їжу сирої або напівсирої риби або свіжопосоленої ікри. При соленні, маринуванні, смаженні м'яса плероцеркоїди гинуть.

Дифілоботріоз – небезпечне захворювання. Паразит утискає своїми присмоктуючими щілинами слизову оболонку і може викликати її омертвіння. За рахунок високих 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 паразиту в кров. Часто виникає дисбактеріоз, оскільки паразит перебуває в антагонізмі з нормальною кишковою мікрофлорою. Виникає порушення всмоктування вітаміну В12 з кишківника, внаслідок чого може виникнути важка форма В12 -дефіцитна анемія фолієвої кислоти.

Діагностика Виявлення яєць та уривків зрілих члеників широкого лентеця у фекаліях.

Профілактика.

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

2. Суспільна. Охорона водойм від фекального забруднення.

Лекція № 22. Тип Круглі черви (Nemathelminthes)

1. Особливості будови

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

Основні ароморфози типу:

1) первинна порожнина тіла;

2) наявність заднього відділу кишечника та анального отвору;

3) роздільна порожнина.

У всіх круглих хробаків тіло несегментоване, має в поперечному переріз більш менш округлу форму. Тіло тришарове, розвивається з ендо-, мезо- та ектодерми. Є шкірно-м'язовий мішок. Він складається із зовнішньої нерозтяжної щільної кутикули, гіподерми (представленої єдиною багатоядерною цитоплазматичною масою без меж між клітинами – синцитієм) та одного шару поздовжніх гладком'язових волокон. Кутикула грає роль зовнішнього скелета (опори для м'язів), захищає від впливу несприятливих чинників довкілля. У гіподермі активно протікають процеси обміну речовин. Вона ж затримує всі токсичні продукти для гельмінту. М'язовий шар складається з окремих клітин, які згруповані в 4 тяжи поздовжніх м'язів - спинний, черевний та два бічні.

Круглі черв'яки мають первинну порожнину тіла – псевдоціль, яка заповнена рідиною. У ній розташовані усі внутрішні органи. Вони утворюють п'ять диференційованих систем - травну, видільну, нервову, статеву та м'язову. Кровоносна та дихальна системи відсутні. Крім цього, рідина надає тілу пружність, відіграє роль гідроскелета та забезпечує обмін речовин між внутрішніми органами.

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

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

Видільна система побудована на кшталт протонефридиев, але кількість видільних клітин набагато менше. Функцією виділення мають також спеціальні фагоцитарні клітини, які накопичують продукти обміну речовин та сторонні тіла, що потрапили в порожнину тіла.

У круглих черв'яків з'являється роздільна порожнина. Статеві органи мають трубчасту будову. У самки вони зазвичай парні, у самця – непарні. Чоловічий статевий апарат складається з сім'яника, сім'япроводу, який переходить у сім'явивергувальний канал. Він відкривається у задню кишку. Жіночий статевий апарат починається парними яєчниками, далі йдуть два яйцеводи у вигляді трубок і парні матки, які з'єднуються в загальну піхву. Розмноження круглих хробаків лише статеве.

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

Медичне значення мають представники лише одного класу – власне Круглі черв'яки. Виділяють біогельмінтів, що розвиваються за участю проміжних господарів, та геогельмінтів, що зберегли зв'язок із зовнішнім середовищем (їхні яйця чи личинки розвиваються у ґрунті).

2. Круглі черв'яки - паразити людини Аскарида

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

Людська аскарида - це великий геогельмінт, 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 геогельмінт, який паразитує майже виключно у людини. Запліднені яйця виводяться з організму людини з фекаліями і для подальшого розвитку мають потрапити у ґрунт. Яйця дозрівають при високій вологості, наявності кисню та оптимальній температурі 24-25 °C через 2-3 тижні. Вони є резистентними до дії несприятливих факторів навколишнього середовища (можуть зберігати життєздатність протягом 6 років і більше).

Людина заражається аскаридами найчастіше через немите овочі та фрукти, на яких знаходяться яйця. У кишечнику людини з яйця виходить личинка, яка робить складні міграції по організму людини. Вона прободає стінку кишечника, проникає спочатку у вени великого кола кровообігу, потім через печінку, праве передсердя та шлуночок потрапляє у легені. З капілярів легень вона виходить в альвеоли, потім у бронхи та трахею. Це викликає формування кашльового рефлексу, що сприяє попаданню паразиту в горлянку та вторинному заковтуванню зі слиною. Потрапивши в кишечник людини повторно, личинка перетворюється на статевозрілу форму, яка здатна розмножуватися і живе близько року. Число аскарид, що одночасно паразитують у кишечнику одну людину, може досягати кількох сотень або навіть тисяч. При цьому одна самка за добу дає до 240 тисяч яєць.

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

Діагностика.

Виявлення яєць аскариди людської у фекаліях хворого.

Профілактика

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

2. Суспільна. Санітарно-просвітницька робота. Заборона удобрення городів та ягідників фекаліями, які не пройшли спеціальної обробки.

Остриця

Гостриця дитяча (Enterobius vermicularis) - збудник енте-робіозу. Захворювання повсюдно поширене, найчастіше зустрічається у дитячих колективах (звідси і назва).

Гостриця – дрібний черв'як білого кольору. Статевозрілі самки досягають у довжину 10 мм, самці - 2-5 мм. Тіло пряме, загострене позаду. Задній кінець тіла самця спірально закручено. Яйця гострики безбарвні та прозорі, овальної форми, несиметричні, сплощені з одного боку. Розміри яєць – до 50 мкм.

Гостриця паразитує тільки в організмі людини, де статевозріла особина локалізується в нижніх відділах тонкого кишечника, харчуючись його вмістом. Зміни господарів не відбувається. Самка зі зрілими яйцями вночі виходить їх анального отвору і відкладає в складках ануса величезну кількість яєць (до 15000.), після чого гине. Повзання паразита по шкірі викликає свербіж.

Характерно, що яйця досягають інвазійної зрілості вже за кілька годин після відкладання. Особи, що хворіють на ен-теробіоз, уві сні розчісують сверблячі місця, при цьому під нігті потрапляє величезна кількість яєць.

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

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

Так як паразити розташовуються на поверхні слизової оболонки 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 черв'яки.

Діагностика

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

Профілактика

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

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

власоглав

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

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

Власоголов паразитує тільки в організмі людини. Зміни господарів не відбувається. Це типовий геогельмінт, який розвивається без міграції (на відміну від людської аскариди). Для подальшого розвитку яйця гельмінта з фекаліями людини повинні потрапити у зовнішнє середовище. Розвиваються вони в ґрунті в умовах підвищеної вологості та досить високої температури. Яйця досягають інвазійності вже через 3-4 тижні після попадання у ґрунт. У яйці формується личинка. Зараження людини відбувається при ковтанні яєць, що містять личинки волосоголовця. Це можливо при вживанні забруднених яйцями овочів, ягід, фруктів чи іншої їжі, а також води.

У кишечнику людини під впливом травних ферментів оболонка яйця розчиняється, з нього виходить личинка. Статева зрілість паразит досягає в кишечнику людини через кілька тижнів після зараження.

Патогенна дія. Паразит знаходиться в кишечнику, де живиться кров'ю людини. Вміст кишечника він не поглинає, у зв'язку з цим виведення цього паразита з 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 паразиту: з'являються головний біль, підвищена стомлюваність, зниження працездатності, сонливість, дратівливість. Порушується функція кишечника, виникають біль у животі, можуть бути судоми. Так як паразит живиться кров'ю, може виникати недокрів'я (анемія). Часто розвивається дисбактеріоз. При масивної 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 та фруктів.

2. Суспільна. Санітарно-просвітницька робота з населенням, благоустрій громадських вбиралень та підприємств громадського харчування.

трихинелла

Тріхінелла (Trichinella spiralis) - збудник трихінельозу. Захворювання епізодично зустрічається на всіх континентах і в усіх кліматичних зонах, але існують певні природні вогнища. У Росії її майже всі випадки трихинеллеза зустрічалися у зоні лісів, що свідчить, що захворювання є природно-вогнищевим і пов'язані з певними видами тварин, які у цій території є природним резервуаром паразита.

Локалізація. Личинки трихінелл мешкають у поперечно-смугастій мускулатурі, а статевозрілі особини - у тонкому кишечнику, де залягають між ворсинками, переднім кінцем тіла проникаючи в лімфатичні капіляри.

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

Життєвий цикл. Трихінелла – це типовий біогельмінт, життєвий цикл якого пов'язаний лише з організмом господаря. Попадання в довкілля для подальшого розвитку та зараження зовсім не обов'язково. Крім організму людини, трихінели паразитують у свиней, щурів, кішок і собак, вовків, ведмедів, лисиць та багатьох інших диких та домашніх ссавців. Будь-яка тварина, в організмі якої живуть трихінели, одночасно є і проміжним, 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 у кишечнику самці швидко гинуть, а самки протягом 2 місяців народжують близько 1500-2000 живих личинок, після чого також гинуть. Личинки пробуровують стінку кишки, проникають у лімфатичну систему, потім зі струмом крові розносяться по всьому організму, але осідають переважно у певних групах м'язів: діафрагмі, міжреберних, жувальних, дельтоподібних, литкових. Період міграції зазвичай становить 2-6 тижнів. Проникнувши в м'язові волокна (частина яких при цьому гине), личинки спірально закручуються та інкапсулюються (оболонка звапніється). У таких щільних капсулах личинки можуть жити кілька десятків років.

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

Патогенна дія. Клінічні прояви захворювання різні: від безсимптомного перебігу до летального результату, що в першу чергу залежить від кількості личинок в організмі. Інкубаційний період – 5-45 днів. Спостерігається загальна токсико-алергічна дія на організм (вплив продуктів життєдіяльності паразита та розвиток реакцій імунної системи на нього). Важливим є механічний вплив паразита на м'язові волокна, що відбивається на роботі м'язів.

Діагностика

Анамнестично – вживання м'яса диких тварин чи неперевіреного м'яса. Дослідження біоптату м'язів на наявність паразиту. Застосовуються імунологічні реакції.

Профілактика

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

Анкілостома (кривоголівка)

Кривоголівка дванадцятипалої кишки (Ancylostoma duode-nale) – збудник анкілостомідозу. Захворювання поширене повсюдно у зонах субтропічного та тропічного клімату з високими температурами та вологістю. Є випадки виникнення вогнищ захворювання у зонах помірного клімату за умов підвищеної вологості ґрунту та його забруднення фекаліями.

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

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

Належить до геогельмінтів, які в організмі людини проходять міграцію (подібно до аскариди). Паразитує лише у людини. Запліднені яйця з фекаліями потрапляють у навколишнє середовище, де за сприятливих умов через добу з них виходять личинки, які називаються рабдитними. Вони неінвазійні. Личинки активно харчуються фекаліями і органами, що гниють, і двічі линяють. Після цього личинка набуває інвазійності (це філярієподібні личинки). В організм людини вони можуть потрапити через рот із забрудненою їжею та водою. Але найчастіше личинки активно впроваджуються через шкіру. Так як зараження відбувається в основному при дотику до ґрунту, найчастіше заражаються особи тих професій, які пов'язані із землею (це землекопи, городники, шахтарі та ін.).

У людини відбувається міграція личинок. Спочатку вони проникають із кишечника в кровоносні судини, звідти в серце та легені. Піднімаючись бронхами і трахеєю, вони проникають в горлянку, викликаючи розвиток кашльового рефлексу. Повторне заковтування личинок зі слиною призводить до того, що вони знову потрапляють у кишечник, де поселяються у дванадцятипалій кишці.

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

Патогенна дія. Виникає інтоксикація організму продуктами життєдіяльності паразиту. Можливий розвиток масивних (за рахунок тривалості) кишкових кровотеч, що призводять до вираженої анемії. Можливий розвиток алергії на паразита. З'являються біль у животі, розлади травлення, головний біль, слабкість, стомлюваність. Діти можуть помітно відставати у розвитку. За відсутності належного лікування можливий летальний кінець.

Діагностика

Виявлення личинок та яєць у фекаліях хворого.

Профілактика.

1. Особиста. Не слід ходити без взуття землею в тих районах, де поширений анкілостомідоз.

2. Суспільна. Раннє виявлення та лікування хворих на анкіло-стомідоз. У шахтах має проводитись боротьба з паразитами. Усі шахтарі повинні мати фляги із чистою водою.

Рішта

Ришта (Dragunculus medinensis) – збудник драгункульозу. Захворювання широко поширене у країнах з тропічним та субтропічним кліматом (в Іраку, Індії, екваторіальній Африці та ін.). Раніше зустрічалося лише у Середній Азії.

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

Життєвий цикл паразита пов'язаний зі зміною господарів та водним середовищем. Остаточний господар - людина, а також мавпа, іноді - собака та інші дикі та домашні ссавці. Проміжний господар – рачки-циклопи. У людини паразит локалізується у підшкірній жировій клітковині переважно нижніх кінцівок. Описано випадки знаходження ришт 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 безліч живих личинок. Їхній подальший розвиток можливий при попаданні в організм циклопів, які цих личинок заковтують. У тілі циклопу личинки перетворюються на мікрофілярії. Під час пиття зараженої води остаточний господар може проковтнути циклопа з мікрофіляріями. У шлунку цього господаря циклоп перетравлюється, а мікрофілярія ришти потрапляє спочатку в кишечник, де прободає його стінку і проникає в кровотік. Зі струмом 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 1 рік). Личинки з'являються у самок приблизно в той же час у всіх носіїв паразита. Цим досягається одночасне зараження великої кількості циклопів, що підвищує можливість проникнення паразита в організм остаточного господаря в умовах посушливого клімату з рідкісними дощами.

Патогенна дія. У місцях розташування паразита з'являються сильний свербіж та затвердіння шкіри. Якщо паразит розташований поряд із суглобом, порушується його рухливість: хворий не може ходити. Виникають хворобливі виразки та нариви на шкірі, які можуть ускладнюватись вторинною інфекцією. Паразит має також загальнотоксичну та алергійну дію на людину за рахунок виділення в кров продуктів свого обміну.

Діагностика. При типовій локалізації паразита до утворення виразок на шкірі можливе візуальне виявлення статевозрілих форм, які мають вигляд звивистих, добре помітних валиків під шкірою. При атиповій локалізації (наприклад у серозних та мозкових оболонках) потрібна постановка імунологічних проб.

Профілактика.

1. Особиста. Не слід пити нефільтровану та некип'ячену воду з відкритих водойм у осередках захворювання.

2. Суспільна. Своєчасне виявлення та лікування хворих, охорона місць водопостачання, організація водопроводів у громадських місцях.

Є старовинна приказка: "Якщо поп'є святої води у Бухарі, прорветься і в нього ришта на нозі". Круглі черв'яки - біогельмінти

Біогельмінти – це паразити, які розвиваються за участю проміжних господарів. Серед круглих хробаків лише відносно невелика група паразитів потребує переносників, тобто передається трансмісивно. Усі вони зустрічаються у тропічному та субтропічному кліматі. Належать до сімейства Fil-lariodea і викликають подібні захворювання – філяріатоз.

Роль основного господаря виконують людина, людиноподібні мавпи та інші ссавці. Переносники - комахи (комари, мошки, гілки, мокреці).

Статевозрілі особини (філярії) мешкають у тканинах внутрішнього середовища. Вони народжують личинки (мікрофілярії), які періодично надходять у кров та лімфу. При укусі кровосисних комах личинки надходять у його шлунок, звідти - в м'язи, де досягають інвазійності і переходять у хоботок комахи. При укусі основного господаря переносник заражає його паразитом на інвазійній стадії. Так як в організмі переносників відбувається і розвиток паразита, він одночасно є проміжним господарем (вони завжди специфічні для кожного виду філлярій).

Вихід філярій у кров'яне русло завжди поєднується з часом максимальної активності переносника. Якщо переносниками є комарі, личинки виходять у кровотік увечері та вночі, якщо ґедзі, то вони виходять переважно вдень та вранці. Коли філярії переносяться мокрицями чи мошками, вихід паразита позбавлений періодичності, оскільки життєдіяльність мокреців визначається переважно вологістю.

Основні види філлярій – паразитів людини.

1. Wuchereria banctofti. Зустрічається в екватаріальній Африці, Азії, Південній Америці. Переносники – комарі. Остаточний господар – людина, а також мавпи. У їхньому організмі паразити локалізуються в лімфовузлах та судинах, викликаючи застій крові та лімфи, з'являються слоновість, алергізація.

2. Brugia malayi. Поширена у Південно-Східній Азії. Переносники – комарі. Остаточний господар – людина, а також вищі мавпи, котячі. Локалізація та патогенна дія такі ж, як у Wuchereria banctofti.

3. Oncocerca volvulus. Зустрічається в екваторіальній Африці, Центральній, Північній та Південній Америці. Переносники – мошки. Остаточний господар – людина. В організмі паразити локалізуються під шкірою грудей, голови, кінцівок, викликають утворення хворобливих вузликів. При локалізації в ділянці очей можлива сліпота.

4. Loa loa. Поширена у Західній Африці. Переносники - ґедзі. Остаточний господар – людина, а також мавпи. Локалізація в організмі: під шкірою та слизовими оболонками, де виникають болючі вузлики та нариви.

5. Mansonella. Зустрічається у Центральній та Південній Америці. Переносники – мокреці. Остаточний господар – людина, в організмі якої паразит локалізується у жировій тканині, під серозними оболонками, у брижі кишечника.

6. Acantocheilonema. Від попереднього захворювання відрізняється ареалом паразиту: це Південна Америка, екваторіальна Африка.

Діагностика виявлення у крові мікрофілярій. Кров треба брати в той час доби, коли виявлення паразита найімовірніше.

Профілактика.

Боротьба із переносниками. Раннє виявлення та лікування хворих.

ЛЕКЦІЯ № 23. Тип Членистоногі

1. Різноманітність та морфологія членистоногих

До членистоногих Arthropoda належить понад 1 500 000 млн. видів. Найбільше медичне значення мають представники класів Павукоподібні (їх вивчає арахнологія) та Комахи (їх вивчає ентомологія), вивченням патогенної дії яких займається розділ медичної паразитології – арахноентомологія. Серед представників цих класів зустрічаються постійні та тимчасові паразити людини, проміжні господарі інших паразитів, переносники інфекційних та 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 кістяк;

2) членисті кінцівки;

3) поперечно-смугаста мускулатура;

4) відокремлення та спеціалізація м'язів.

Тип Членистоногі включає в себе підтипи Жабернодищащі (медичне значення має клас Ракоподібні), Хеліцерові (клас Павукоподібні) і Трахейнодихаючі (клас Комахи).

У класі Павукоподібні медичне значення мають представники загонів скорпіони (Scorpiones), Павуки (Arachnei) та Кліщі (Acari).

Морфологія

Для членистоногих характерна тришаровість тіла, т. е. розвиток із трьох зародкових листків. Є білатеральна симетрія і гетерономна членистість тіла (сегменти тіла мають різну будову та функції). Характерна наявність метамірно розташованих членистих кінцівок. Тіло складається з сегментів, які формують три відділи - голову, груди та черевце. Деякі види мають єдиний головогруд, в інших зливаються всі три відділи. Членісті кінцівки працюють за принципом важеля. Існує зовнішній хітиновий покрив, який виконує захисну роль і призначений для прикріплення м'язів (зовнішній скелет). В силу нерозтяжності хітінізованої кутикули ріст членистоногих пов'язаний з линянням. У вищих ракоподібних хітин просочений солями кальцію, у комах – білками. Порожнина тіла - міксоцель, що утворюється в результаті злиття первинної та вторинної ембріональних порожнин.

Характерна наявність травної, видільної, дихальної, кровоносної, нервової, ендокринної та статевої систем.

Травна система має три відділи - передній, середній та задній. Закінчується анальним отвором. У середньому відділі є складні травні залози. Передній та задній відділи мають кутикулярну вистилку. Характерна наявність складно влаштованого ротового апарату.

Видільна система у різних видів побудована по-різному. Представлена ​​видозміненими метанефридіями (зеленими чи коксальними залозами) або мальпігієвими судинами.

Будова органів дихання залежить від середовища, де живе тварина. У водних представників – це зябра, у наземних видів – мішковидні легені або трахеї. Зябра та легені є видозміненими кінцівками, трахеї - вп'ячування покривів.

Кровоносна система незамкнена. На спинній стороні тіла є пульсуюче серце. Кров переносить лише поживні речовини, але з кисень.

Нервова система побудована з головного нервового вузла, навкологлоточних комісур і черевного нервового ланцюжка з нервових вузлів, що частково зрослися. Найбільші ганглії - підглотковий і надглотковий - розташовані на передньому кінці тіла. Прекрасно розвинені органи чуття - нюху, дотику, смаку, зору, слуху, органи рівноваги.

Є ендокринні залози, які, як і нервової системи, грають регуляторну роль.

Більшість представників типу роздільностатеві. Виражений статевий диморфізм. Розмноження лише статеве. Розвиток пряме чи непряме, у разі - з повним чи неповним метаморфозом.

2. Кліщі

Належать до підтипу Хеліцерові, класу Павукоподібні. Представники цього загону мають несегментоване тіло овальної або кулястої форми. Воно вкрите хітинізованою кутикулою. Є 6 пар кінцівок: 2 перші пари (хелі-цери та педипальпи) зближені та утворюють складно влаштований хоботок. Педипальпи також виконують функцію органів дотику та нюху. Інші 4 пари кінцівок служать для пересування, це ходильні ніжки.

Травна система пристосована до харчування напіврідкою та рідкою їжею. У зв'язку з цим ковтка павукоподібних служить смоктальним апаратом. Є залози, які виробляють слину, яка застигає при укусі кліща.

Дихальна система складається з листоподібних легень та 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 найменше просто в порівнянні з іншими павукоподібними. У них вона або зовсім відсутня, або складається з мішковидного серця з отворами.

Нервова система характеризується високою концентрацією складових її частин. У деяких видів кліщів вся нервова система зливається в один головогрудний ганглій.

Усі павукоподібні є роздільностатевими. У цьому статевої диморфізм виражений досить яскраво.

Розвиток кліщів протікає із метаморфозом. Спілкована самка відкладає яйця, з яких вилуплюються личинки, що мають 3 пари ніг. Також у них немає стигм, трахей та статевого отвору. Після першої линяння личинка перетворюється на німфу, яка має 4 пари ніг, але, на відміну від дорослої стадії (імаго), у неї все ще недорозвинені статеві залози. Залежно від виду кліща може спостерігатися одна або кілька німфальна стадія. Після останнього линяння німфа перетворюється на імаго.

Серед кліщів є вільноживучі види, які є хижаками. Є види, які є паразитами людини, тварин та рослин. Багато хвороб культурних рослин викликаються кліщами різних видів. Деякі кліщі пристосувалися до проживання у людській оселі. Це домашні кліщі. Інші кліщі пристосувалися до тимчасового ектопа-разитизму (тобто до проживання лежить на поверхні тіла людини та інших тварин). Однак більшу частину свого життя вони все ж таки проводять у природному середовищі проживання, тому ці види не зазнали глибокої дегенерації будівлі. До них можна віднести представників сімейств Іксодові та Аргазові.

Невелика частина видів пристосувалася до постійного паразитизму на людині. Саме вони й зазнали найглибшої дегенерації будови та адаптації до паразитизму. До них відносяться коростяний свербіж (збудник корости) і залізниця вугрі, яка мешкає в сальних залозах і фолікулах шкіри.

Коростяний свербіж

Коростяний свербіж (Sarcoptes scabiei) - збудник корости людини (scabies). Належить до постійних паразитів людини, в організмі якої мешкає в роговому шарі епідермісу. Захворювання поширене повсюдно, оскільки паразит нерозривно пов'язані з людиною. Близькі види можуть викликати також коросту у домашніх і диких тварин, але суворої специфічності по відношенню до господаря вони не мають, тому на людині можуть паразитувати коростяні сверблячки собак, котів, 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 вкрите щетинками різної довжини, на кінцівках є присоски. Кінцівки сильно редуковані. Ротовий апарат пристосований до прогризання ходів у шкірі людини, куди самка відкладає яйця (до 50 штук за все життя, яке триває до 15 діб). Тут же протікає метаморфоз (за 1-2 тижні). Для проникнення в шкіру паразит вибирає найніжніші місця: міжпальцеві проміжки, статеві органи, пахвові западини, живіт. Довжина ходу, який робить самка, досягає 2-3 мм (самці ходів не роблять). Коли кліщі переміщаються в товщі шкіри, вони дратують нервові закінчення, що викликає нестерпний свербіж. Діяльність кліщів посилюється на ніч. При розчісуванні ходи кліщів розкриваються. Личинки, яйця та дорослі кліщі при цьому розсіюються по білизні хворого та навколишніх 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 чи звивисті смужки брудно-білого кольору. На одному їх кінці можна знайти бульбашку, в якій знаходиться самка. Його можна перенести на предметне скло і мікроскопувати в краплі гліцерину.

Профілактика

Дотримання правил особистої гігієни, підтримання чистоти тіла. Раннє виявлення та лікування хворих, дезінфекція їх білизни та особистих речей, санітарна освіта. Санітарний нагляд за гуртожитками, громадськими лазнями та ін.

Залізниця вугрова

Залізниця вугрова (Demodex folliculorum) – збудник де-модекозу. Мешкає в сальних залозах, волосяних фолікулах шкіри обличчя, шиї та плечей, розташовуючись групами. У ослаблених людей, схильних до алергії паразит може активно розмножуватися. При цьому відбувається закупорка проток залоз і розвивається масивний вугровий висип.

У здорових людей із добрим імунітетом захворювання може протікати безсимптомно. Розселення паразита відбувається при користуванні спільною білизною та предметами особистої гігієни.

Діагностика

Видавлений вміст залози або волосяного фолікула мікроскопують на предметному склі. Можна виявити дорослого паразита, личинку, німфи та 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 людській оселі, де знаходять собі їжу. Представники цієї групи кліщів дуже дрібні, зазвичай, менше 1 мм. Ротовий апарат гризучого типу: хеліцери та педипальпи пристосовані до захоплення та подрібнення їжі. Ці кліщі можуть активно пересуватися житлом людини у пошуках їжі.

До цієї групи кліщів можна віднести борошняного та сирного кліщів, а також так званих домашніх кліщів – постійних мешканців людського будинку. Харчуються вони харчовими запасами: борошном, зерном, копченим м'ясом та рибою, сушеними овочами та фруктами, злущеними частинками епідермісу людини, спорами цвілевих грибків.

Всі ці види кліщів можуть становити для людини певну небезпеку. По-перше, вони можуть проникати з повітрям та пилом у дихальні шляхи людини, де викликають захворювання на акаридоз. З'являються кашель, чхання, першіння в горлі, рецидивні простудні захворювання і повторні пневмонії. Крім цього, кліщі цієї групи можуть потрапляти зі зіпсованими харчовими продуктами до шлунково-кишкового тракту, викликаючи нудоту, блювання, розлад стільця. Деякі види цих кліщів пристосувалися до проживання в умовах безкисневого середовища товстого кишечника, де можуть розмножуватися. Кліщі, які поїдають харчові продукти, псують їх та роблять неїстівними. Кусаючи людину, вони можуть викликати розвиток контактних дерматитів (запалення шкіри), які носять назви зернової корости, корости бакалійників та ін.

Заходи боротьби з кліщами, що мешкають у харчових продуктах, полягають у зниженні вологості та температури в тих приміщеннях, де вони зберігаються, тому що ці фактори відіграють велику роль у розвитку та розмноженні кліщів. Особливу цікавість останнім часом викликає так званий домашній кліщ, який став постійним мешканцем більшості людських будинків.

Мешкає він у домашньому пилу, матрацах, на постільній білизні, у диванних подушках, на шторах і т. д. Найбільш відомий представник групи домашніх кліщів – це Dermatophagoi-des pteronyssinus. Він має дуже малі розміри (до 0,1 мм). В 1 г домашнього пилу може бути виявлено від 100 до 500 особин цього виду. У матраці одного двоспального ліжка може мешкати одночасно населення, що налічує до 1 500 000 особин.

Патогенна дія цих кліщів полягає в тому, що вони спричиняють сильну алергію організму людини. При цьому особливе значення мають алергени хітинового покриву кліща та його фекалії. Дослідження показали, що кліщі домашнього пилу грають найважливішу роль розвитку бронхіальної астми. Крім того, вони можуть спричинити розвиток контактних дерматитів у осіб з підвищеною чутливістю шкіри.

Боротьба з кліщами домашнього пилу полягає в якнайчастішому вологому прибиранні приміщень, використанні пилососа. Рекомендується заміна подушок, ковдр, матраців із натуральних матеріалів синтетичними, в яких кліщі жити не можуть.

4. Сімейство Іксодові кліщі

Всі іксодові кліщі є тимчасовими кровососними ектопаразитами людини і тварин. Тимчасовий господар, у якому вони харчуються, називається господарем-прокормителем. Це досить великі кліщі (їхній розмір до 2 см залежно від ступеня насичення). Характерною особливістю цих кліщів є те, що покриви тіла і система травлення самки сильно розтяжні. Це дозволяє їм харчуватися рідко (іноді раз у житті), але багато. Ротовий апарат пристосований для проколювання шкіри та висмоктування крові. Хоботок має гіпостом: довгий сплощений виріст, на якому розташовані гострі, спрямовані зубці дозаду. Хеліцери зазубрені з боків. З їхньою допомогою на шкірі господаря утворюється ранка, в яку занурюється гіпостом. При укусі в ранку вводиться слина, яка застигає довкола хоботка. Так кліщ може щільно прикріплюватися до тіла господаря та мешкати на ньому довгий час (іноді до 1 місяця).

У самки хітиновий щиток покриває трохи більше половини поверхні тіла, тому вони можуть поглинати значну кількість крові. Самці покриті нерозтяжним хітиновим щитком повністю. Іксодові кліщі мають значну плідність, яка протистоїть їх масовій загибелі в період голодування і відсутності господаря-прогодувальника. Після харчування самка відкладає в землю (нори дрібних гризунів, тріщини ґрунту, лісову підстилку) до 20 000 яєць. Але до статевозрілого стану з них доживає лише невелика кількість. З яйця вилуплюється личинка, яка харчується зазвичай одноразово на дрібних ссавців (гризунах, комахоїдних). Потім сита личинка падає на землю, линяє і перетворюється на німфу. Вона більша за попередню стадію і харчується на зайцях, білках, щурах. Після линяння вона перетворюється на статевозрілу особину - імаго. Дорослий кліщ смокче кров великих домашніх і диких ссавців (лисиць, вовків, собак) та людини.

Найчастіше кліщ під час розвитку змінює трьох господарів, на кожному з яких він харчується лише один раз.

Багато іксодових кліщів пасивно підстерігають своїх господарів, але в таких місцях, де зустріч максимально ймовірна: на кінцях гілочок на висоті до 1 м стежками, де пересуваються тварини. Однак деякі види здатні здійснювати активні пошукові рухи.

Багато іксодових кліщів 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 та яєчниках. При укусі віруси потрапляють у ранку (відбувається трансмісивна передача вірусу). При відкладанні яєць віруси передаються наступним поколінням кліщів (трансваріальна передача – через яйця).

Серед іксодових кліщів як переносників та природних резервуарів захворювань мають значення такі види: тайговий кліщ (Ixodes persulcatus), собачий кліщ (Ixodes ricinus), кліщі роду Dermatocenter (пасовищний кліщ) та Hyalomma

5. Представники сімейства Іксодові кліщі. Морфологія, патогенне значення

Довжина кліщів – 1-10 мм. Описано близько 1000 видів іксодових 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 піроплазмозів домашніх тварин.

Собачий кліщ

Собачий кліщ (Ixodes ricinus) зустрічається по всій Євразії в змішаних і листяних лісах, чагарниках.

Підтримує існування у природі вогнищ туляремії серед гризунів, яких захворювання передається людині і свійським тваринам.

Тіло овального кліща, покрите еластичною кутикулою. Самці досягають довжини 2,5 мм, їхнє забарвлення коричневе. Голодна самка також має коричневе тіло. У міру насичення кров'ю колір змінюється від жовтого до червоного. Довжина голодної самки – 4 мм, ситої – до 11 мм у довжину. На спинній стороні є щиток, який у самців покриває всю спинну строну. У самок, личинок та німф хітиновий щиток невеликий і покриває лише ділянку передньої частини спини. На решті частин 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 та домашніх тваринах (у тому числі на собаках) та людині; присмоктується до господаря на кілька діб. Крім того, що він є переносником збудника туляремії, він ще викликає і місцеву дратівливу дію, кусаючи господаря. При інфікуванні ранки можуть бути важкі гнійні ускладнення внаслідок приєднання бактеріальної інфекції.

Тайговий кліщ

Таїжний кліщ (Ixodes persulcatus) поширений у тайговій зоні Євразії від Далекого Сходу до гір Центральної Європи (зокрема на європейській частині Росії). Він є переносником збудника тяжкого вірусного захворювання – тайгового кліщового енцефаліту. Цей вид найбільш небезпечний для людини, оскільки найчастіше нападає на нього.

По морфології тайговий кліщ схожий із собачим. Відрізняється лише деякими особливостями будови та більш коротким циклом розвитку (2-3 роки).

Таїжний кліщ паразитує на багатьох ссавців та 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 з особливостями харчової поведінки кіз: вони воліють продиратися через чагарник. При цьому на їхню шерсть потрапляють кліщі. Самі кози хворіють на кліщовий енцефаліт у легкій формі, але передають вірус людині з молоком.

Таким чином, для вірусу кліщового енцефаліту характерні трансмісивний (через переносника-кліща при кровососанні) та трансоваріальний (самкою через яйця) шляхи передачі.

Інші іксодові кліщі

У степовій та лісовій зонах мешкають представники роду Derma-tocenter. Їхні личинки та німфи харчуються кров'ю дрібних ссавців (в основному гризунів). Dermatocenter pictus (населяє листяні та змішані ліси) та Dermatocenter marginatus (мешкає у степовій зоні) є переносниками збудника туляремії. У тілі кліщів збудники живуть роками, тому осередки хвороби існують досі. Dermatocenter marginatus переносить також збудника бруцельозу, який вражає дрібну і велику рогату худобу, свиней та людини.

Dermatocenter nuttalli (мешкає в степах Західного Сибіру та в Забайкаллі) підтримує існування в природі вогнищ кліщового висипного тифу (збудник - спірохети).

6. Представники сімейства Аргазові кліщі. Морфологія, цикл розвитку

Представники сімейства Аргазові кліщі є мешканцями природних та штучних закритих приміщень. Вони поселяються в норах і логові тварин, печерах, житлових і нежитлових спорудах (переважно з глини). Кліщі поширені головним чином у країнах з теплим та жарким кліматом, часто зустрічаються у Закавказзі та Середній 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 відсутній. Замість нього є численні хітинові горбики та вирости, тому зовнішні покриви тіла дуже розтяжні. Краєм тіла проходить широкий рант. Довжина голодних кліщів – 2-13 мм.

Умови проживання цих кліщів сприятливіші, ніж в іксодових, тому вони гинуть не в таких кількостях. У зв'язку з цим самки відкладають менше яєць (до 1000, в одній кладці - до 200). Протягом життя паразити харчуються кілька разів і щоразу на новому господарі. Це з тим, що місце проживання 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 аргазові 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 запаси крові, які вони отримали від попереднього господаря. У зв'язку з цим цикл розвитку може затягуватися на довгий час - до 20-28 років.

У циклі розвитку аргазових кліщів відбувається зміна кількох поколінь німф: німфи 1, німфи 2, німфи 3 (іноді і більше), і лише потім слідує імаго. Якщо господар на якійсь фазі не з'являється у притулку, розвиток зупиняється. Заселення нових сховищ відбувається дуже повільно.

Типовий представник – селищний кліщ (Ornithodorus papillipes). Він є переносником збудників кліщового зворотного енцефаліту - спірохет роду Borrelia Спірохети розмножуються в кишечнику кліщів, а потім проникають у всі внутрішні органи (у тому числі в яєчники), що важливо для трансваріальної передачі спірохет наступним поколінням кліщів. Попадання спірохет в організм людини відбувається через хоботок при укусі, а також при попаданні на шкіру фекалій та продуктів виділення кліщів.

Селищний кліщ має темно-сіре забарвлення. Довжина самки – 8 мм, самця – до 6 мм. Харчується на гризунах, кажанах, жайворонках, а також на домашніх тваринах - собаках, великій рогатій худобі, конях, кішках та ін. Дорослі особини можуть голодувати до 15 років.

Профілактика кліщового зворотного енцефаліту.

1. Особиста. Захист від нападу кліщів: не спати і не лежати в печерах і будинках, де імовірно можуть бути кліщі, використання індивідуальних відлякуючих засобів проти цих паразитів.

2. Суспільна. Знищення кліщів та гризунів, які є їх переносниками, знесення та спалювання старих глинобитних приміщень, заселених кліщами.

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

1. Морфологія, фізіологія, систематика

Клас Комахи є найчисленнішим класом тварин і налічує понад 1 млн. видів. Тіло комах ділять на три відділи: голову, груди та черевце. Покриви тіла представлені одним шаром клітин гіподерми, що виділяють на своїй поверхні органічну речовину – хітин. Хітін утворює щільний панцир, який захищає тіло комах, а також служить 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, лижучий, смокче, що смокче, колюче-сисний та ін.

Груди комах включає три сегменти, кожен з яких несе по одній парі ходильних ніг, будова яких у різних видів по-різному і залежить від способу пересування та рухової активності. Кінцівки, що лежать поблизу ротового отвору, несуть дотичні щетинки, що виконують функцію органу нюху, служать для захоплення та перетирання їжі. Черевце кінцівок не має. Крім того, у більшості вільних 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 та черевного нервового ланцюжка. Порожнина тіла у комах змішана (міксоцель), утворена злиттям первинної та вторинної порожнин тіла. Органи дихання комах – трахеї. Органи травлення складаються з передньої, середньої та задньої кишок. Передня та задня кишка мають хітинову вистилку. Передня кишка поділяється на глотку, зоб та жувальний шлунок. Середня кишка служить для перетравлення та всмоктування їжі. Органи виділення представлені мальпігієвими судинами, що лежать у порожнині тіла і відкриваються в кишечник на межі середньої та задньої кишок. Кровоносна система незамкнена і не виконує функцію газообміну. Комахи мають на спинній стороні серце, що складається з кількох камер, з клапанами. Комахи - роздільностатеві тварини. Розвиток комах відбувається з метаморфозом - неповним, коли з яйця вилуплюється личинка, схожа на дорослу особину, або повним, коли онтогенез включає стадію лялечки.

Комах, що мають медичне значення, поділяють на:

1) синантропні види, які є паразитами;

2) тимчасових кровососних паразитів;

3) постійних кровососних паразитів;

4) тканинних та порожнинних личинкових паразитів. Особливості комах, що сприяли їх широкому поширенню:

1) здатність до польоту, що дозволяє швидко освоювати нові території;

2) велика рухливість та різноманітність рухів, пов'язані з розвиненою мускулатурою;

3) хітиновий покрив, що виконує насамперед захисну функцію;

4) різноманітність способів розмноження (статеве розмноження, партеногенез різних видів);

5) висока плодючість та здатність до масового розмноження;

6) різноманітність способів постембріонального розвитку;

7) висока виживання.

2. Загін Вші

У людини паразитують два види вошей: воша людська та воша лобкова (площина). Вид Воша людська представлений двома підвидами: Воша головна та Воша платтяна.

Воша платтяна зустрічається в країнах з холодним та помірним кліматом.

Лобкова воша зустрічається рідше, але поширена у всіх кліматичних поясах. Вона мешкає на лобку, у пахвових западинах, рідше - на бровах, віях, у бороді.

Наявність у людини платтяної та головної воші називається педикульозом, паразитування лобкової воші називають фтиріазом.

Загальними ознаками для всіх видів вошей є малі розміри, спрощений цикл розвитку (розвиток з неповним метаморфозом), кінцівки, пристосовані до фіксації на шкірі, волоссі та одязі людини, ротовий апарат колючо-сисного типу; крила відсутні.

Воша платтяна - найбільша, досягає розмірів до 4,7 мм. Платтяна і головна воші мають чітко розмежовані голову, груди та черевце. У лобкової воші груди та черевце злилися. Платтяна воша живе близько 50 діб, головна - до 40, а лобкова - до 30. Головна і платтяна воші живляться кров'ю людини 2-3 рази на добу, а лобкова - майже безперервно, малими порціями. Самки платтяної та головної вошей відкладають до 300 яєць за все життя, лобкової – до 50 яєць. Яйця вошей (так звані гніди) дрібні, довгастої форми, білого кольору, фіксуються на волоссі або волокнах одягу. Вони дуже стійкі до механічних та хімічних впливів.

Слина вошей токсична. У місці укусу воші вона викликає почуття сверблячки та печіння, у деяких людей може викликати алергічні реакції. На місці укусів залишаються дрібноточкові крововиливи (петехії). Сверблячка у місці укусу змушує людину розчісувати шкіру до утворення саден, які можуть інфікуватися і нагноюватися. При цьому волосся на голові склеюється, сплутується, і утворюється ковтун.

Лобкова воша є лише паразитом і не переносить захворювань. Головна та платтяна воші є специфічними переносниками збудників зворотного та епідемічного висипного тифу, волинської лихоманки. Збудники зворотного тифу розмножуються і дозрівають у порожнини тіла вошей, зараження людини відбувається при роздавлюванні вошей та попаданні їх гемолімфи в ранку від укусу або в ранки після розчісування. Збудники епідемічного висипного тифу та волинської лихоманки розмножуються у товщі кишкової стінки вошей, виділяючись у зовнішнє середовище з фекаліями. Зараження людини цими захворюваннями відбувається при попаданні фекалій вошей із збудниками у дефекти шкіри або на слизові оболонки очей та дихальних шляхів.

Профілактика

Дотримання правил особистої гігієни, особливо у місцях великого скупчення людей.

Для лікування застосовують зовнішні та внутрішні засоби: мазі та шампуні, що містять інсектициди, а також лікарські препарати, що приймаються внутрішньо. У боротьбі з вже наявним педикульозом застосовують обробку білизни в дезінфекційних камерах і коротко підстригають волосся хворих.

3. Загін Блохи

Для всіх представників загону Блохи характерні малі розміри тіла (1-5 мм), сплющеність його з боків, що сприяє пересування серед вовни тварини-господаря, наявність на поверхні тіла щетинок, що ростуть у напрямку назад. Задні ноги у бліх подовжені, стрибальні. Лапки всіх ніг п'ятичленові, добре розвинені, закінчуються двома кігтиками. Голова маленька, на голові короткі вусики, перед якими розташовується по одному простому вічку. Ротовий апарат бліх пристосований для проколювання шкіри та висмоктування крові тварини-господаря.

Прокол шкіри здійснюється зазубреними жвалами. Шлунок бліх здатний значно збільшуватися. Самці бліх дрібніші за самок. Запліднені самки з силою викидають яйця порціями по кілька штук так, що яйця не залишаються на шерсті тварини, а падають на землю в її норі. З яйця з'являється безнога, але дуже рухлива червоподібна личинка з добре розвиненою головою. Для подальшого розвитку личинка потребує достатньої вологості, тому вона заривається в землю чи сміття у гнізді чи норі господаря. Личинка харчується органічними залишками, що розкладаються, у тому числі залишками неперетравленої крові, що міститься в випорожненнях дорослих бліх. Блохи відносяться до комах з повним перетворенням. Виросла личинка оточує себе павутинним коконом, що зовні покривається пилом і піщинками, і заляльковується в ньому. Лялечка у бліх типова вільна. Доросла блоха, що вийшла з лялечки, підстерігає тварину-господаря. У зв'язку з паразитичним способом життя у бліх відсутні крила, орган зору редукований. Найбільш відомими представниками загону Блох і є блоха щура і блоха людська. Ці види харчуються відповідно кров'ю щурів та людини, але за відсутності своїх господарів можуть паразитувати на будь-яких інших тварин. Блоха щурина мешкає в щурових норах, людська - у важкодоступних місцях житла людини (у щілинах, тріщинах підлоги, за плінтусами). У місцях свого проживання самки бліх відкладають яйця, з яких потім розвиваються червоподібні личинки. Деякий час вони живляться органічними речовинами, у тому числі фекаліями дорослих бліх, через 3-4 тижні заляльковуються і перетворюються на дорослих бліх.

Людину блохи кусають уночі. Токсичні речовини їх слини викликають сильне свербіння.

Блохи є переносниками збудників чуми. Вони кусають тварину-носія і разом із кров'ю всмоктують бактерії чуми. У шлунку блохи бактерії дуже активно розмножуються, утворюючи пробку із чумних паличок – чумний блок. Через те, що пробка займає весь обсяг шлунка блохи, нові порції крові не вміщаються. Голодна блоха робить багаторазові спроби кровосмоктання. Кусаючи здорову тварину або людину, в першу чергу блоха відригує в ранку чумну пробку. У кров хазяїна надходить велика кількість збудників, чому сприяє розчісування місця укусу. Природними резервуарами чуми служать щури, ховрахи, тхори та ін. Гризуни є джерелами та інших інфекцій: туляремії, щурячого висипного тифу.

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

Для комарів (загін Двокрилі, підзагін Довговусі) характерними зовнішніми рисами є тонке тіло, довгі ноги та маленька головка з ротовим апаратом хоботкового типу. Комари поширені повсюдно, особливо у зонах теплого вологого клімату. Комарі є переносниками понад 50 захворювань. Комарі – представники пологів Culex та ncdcs (немалярійні) є переносниками збудників японського енцефаліту, жовтої лихоманки, сибірки, представники роду nnopheles (малярійні комарі) – переносники малярійного плазмодія. Немалярійні та малярійні комарі відрізняються одна від одної на всіх стадіях життєвого циклу.

Всі комарі відкладають яйця у воду або вологий ґрунт біля водойм. Яйця комарів роду nnopheles розташовуються на поверхні води по одному, кожне яйце має два повітряні поплавці. Їхні личинки розташовуються під водою паралельно її поверхні, на передостанньому членику вони мають два дихальних отвори. Лялечки мають форму ком, 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 їхнього хоботка розташовуються рівні йому по довжині нижньощелепні щупики. Комарі пологів Culex і Аєdes відкладають яйця, які у воді групами. Личинки у воді лежать під кутом до її поверхні та 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 досягають 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 із трьох частин:

1) шизогонія - безстатеве розмноження шляхом множинного поділу;

2) гаметогонія – статеве розмноження;

3) спорогонія – утворення специфічних для споровиків форм (спорозоїтів).

Проколюючи шкіру здорової людини, інвазійний комар вводить у його кров слину, що містить спорозоїти, які впроваджуються в клітини печінки гаметоцитами. Там вони перетворюються спочатку на трофозоїти, потім на шизонти.

Шизонти діляться шляхом шизогонії з утворенням мерозоїтів. Ця стадія циклу називається передеритроцитарною шизогонією та відповідає інкубаційному періоду хвороби. Гострий період хвороби починається з моменту впровадження мерозоїтів у еритроцити. Тут мерозоїти теж перетворюються на трофозоїти та шизонти, які діляться шизогонією з утворенням мерозоїтів. Оболонки еритроцитів розриваються, і мерозоїти потрапляють у кров і впроваджуються нові еритроцити, де цикл повторюється заново протягом 48 чи 72 годин. При розриві еритроцитів разом із мерозоїтами в кров надходять токсичні продукти обміну речовин паразита та вільний гем, що викликають напади малярійної лихоманки. Частина мерозоїтів перетворюється на незрілі статеві клітини – га-метоцити. Дозрівання гамет можливе лише в організмі комара.

ЛЕКЦІЯ № 25. Отруйні тварини

1. Отруйні павукоподібні

Клас Павукоподібні включає павуків, скорпіонів, фаланг, кліщів. До отруйних павукоподібних відносять таких павуків, як тарантул та каракурт, а також усіх скорпіонів.

Отруйні павукоподібні живляться живою здобиччю, переважно комахами. Проколюючи своїми хеліцерами хітинові покриви комахи, павуки вводять усередину отруту разом із травними соками, що забезпечують часткове перетравлення видобутку поза організмом павука та полегшують його висмоктування. Таким чином, травлення у павуків змішане, зовнішньо-внутрішнє. Скорпіони паралізують свій видобуток за допомогою отрути зі спеціальних залоз, розташованих на їхньому хвості - останньому черевному членику (у скорпіонів і груди, і черевце розділені на членики).

Загін Скорпіони

У світі налічується понад 1500 видів скорпіонів, їх у Росії зустрічається 13-15 видів.

Скорпіони різних видів живуть як у місцях із вологим кліматом, так і в піщаних пустелях. Скорпіони – нічні тварини. Харчуються скорпіони павуками, сінокосцями, багатоніжками та іншими безхребетними та їх личинками, використовуючи отруту лише для знерухомлення жертви. За тривалої 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 членистої гнучкої метасомі (хвості) є анальна лопата, що закінчується отруйною голкою. Розміри голки та форми її варіюють у різних видів. В анальній лопаті знаходяться дві отруйні залози, протоки яких відкриваються поблизу вершини голки двома маленькими отворами. Кожна заліза має овальну форму і ззаду поступово звужується в довгу вивідну протоку, яка проходить усередині голки. Стінки залози складчасті, і кожна залоза оточена зсередини та зверху товстим шаром поперечних м'язових волокон. При скороченні цих м'язів секрет викидається назовні. Загін Павуки

До загону Павуки належить близько 27 000 видів, більшість яких має отруйний апарат. Найбільш небезпечними для людини на території Росії є каракурт та тарантул.

Будова отруйного апарату. Передня пара кінцівок павуків хеліцери призначена для захисту та умертвіння видобутку. Хеліцери знаходяться попереду рота на черевній стороні головогрудей і мають вигляд коротких, але потужних двочленистих придатків. Представники групи отруйних павуків, що розглядаються, характеризуються вертикальним розташуванням основних члеників хеліцер перпендикулярно головній осі тіла. Товстий основний член хеліцер біля основи помітно потовщений. На вершині у зовнішнього краю він зчленований з гострим кігтевидно зігнутим кінцевим члеником, який рухається тільки в одній площині і може складатися подібно до леза ножа в борозну на основному членику. Краї борозенки озброєні хітиновими зубцями. На кінці кігтевидного членика відкриваються протоки двох отруйних залоз, що лежать або в основних члениках, або заходять в головогруддя. Отруйні залози представлені великими циліндричними мішками з характерною смугастістю, яка залежить від наявності зовнішньої мускулатурної мантії та 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 у організм іншої тварини, викликає хворобливі розлади, у великих дозах - смерть. Одні види отруйних тварин мають особливі залози, що виробляють отруту, інші містять токсичні речовини у тих чи інших органах та тканинах. У деяких видів є апарат, що ранить, 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 разі захисту чи нападу. У хребетних, що 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 тваринного отрута виділяється поверхню шкіри діє на слизові оболонки хижака. Отруйні риби

Відомо близько 200 видів риб, що мають отруйні колючки чи шипи. Отруйні риби діляться на активно-отруйних і пасивно-отруйних.

Активно-отруйні риби зазвичай ведуть малорухливий спосіб життя, підстерігаючи свій видобуток. Одна з найнебезпечніших отруйних риб - скат-хвостокол - зустрічається по всьому узбережжю Світового океану. Найчастіше страждають від уколів скатів рибалки, аквалангісти і просто купаються. Проте скати практично ніколи не використовують свій шпильок для нападу. Укол викликає сильний біль, слабкість, непритомність, діарею, судоми, порушення дихання. Укол у груди або живіт може закінчитися летально.

Отруйні амфібії: саламандри, жаби, жаби

Найчастіше отруйними бувають амфібії, що мешкають у тропічному кліматі. У джунглях Південної Америки водиться жаба - кокою, отрута якої є найсильнішою з відомих органічних отрут.

Отруйні рептилії

Для отруйних змій характерна наявність отруйних зубів і залоз, що виробляють отруту. Отруйні залози є парним утворенням і розташовуються по обидва боки голови за очима, покриті скроневими м'язами. Їхні вивідні канали відкриваються біля основи отруйних зубів.

За формою та розташуванням зубів змії діляться умовно на три групи.

1. Гладкозубі (вужі, полози). Чи не отруйні. Зуби однорідні, гладкі, позбавлені каналів.

2. Заднібороздчасті (котяча та ящірна змії). Отруйні зуби розташовані на задньому кінці верхньої щелепи із жолобком на задній поверхні. В основі жолобка відкривається протока залози, що виробляє отруту. Не становлять людини особливої ​​небезпеки, оскільки їх отруйні зуби розташовані глибоко в пащі; ввести свою отруту в людину ці змії не можуть.

3. Передньобороздчасті (гадюка, кобра). Отруйні зуби розташовані у передньому відділі верхньої щелепи. На передній поверхні є борозни для стоку отрути.

Укуси призводять до отруєння організму, нерідко небезпечного життя людини.

Зуби отруйних змій рухливі і в закритій пащі лежать подовжньо над язиком. При розкритті пащі вони піднімаються і приймають прямовисне по відношенню до щелепи положення. При укусі зуби встромляються у видобуток. Змія прямує вперед, щоб звільнитися. Внаслідок цього між ураженою областю та зубами утворюється простір, достатній для стоку отрути.

Лекція № 26. Екологія

1. Предмет та завдання екології

Екологія - це наука про взаємини організмів, угруповань між собою і з навколишнім середовищем. Завдання екології як науки:

1) вивчення взаємовідносин організмів та його популяцій з довкіллям;

2) дослідження впливу середовища на будову, життєдіяльність та поведінку організмів;

3) встановлення залежності між середовищем та чисельністю популяції;

4) вивчення взаємовідносин між популяціями різних видів;

5) вивчення боротьби за існування та напрями природного відбору у популяції.

Екологія людини - комплексна наука, що вивчає закономірності взаємовідносин людини з навколишнім середовищем, питання народонаселення, збереження та розвитку здоров'я, вдосконалення фізичних та психічних можливостей людини.

Середовище проживання людини в порівнянні з середовищем проживання інших живих істот - дуже складне переплетення взаємодіючих природних та антропогенних факторів, причому цей набір у різних місцях різко різниться.

У людини є 3 довкілля:

1) природна;

2) соціальна;

3) техногенна.

Критерій якості довкілля людини - стан її здоров'я.

На відміну від інших істот людина має двоїстий характер з погляду 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 довкілля людей. Екологічна криза

Середовище - це сукупність факторів та елементів, що впливають на організм у місці його проживання. Будь-яка жива істота живе в умовах постійної зміни факторів середовища, пристосовуючись до них та регулюючи свою життєдіяльність відповідно до цих змін. Живі організми існують як рухливі системи, відкриті потоку енергії та інформації з довкілля. На нашій планеті живі організми освоїли чотири основні довкілля, кожна з яких відрізняється сукупністю специфічних факторів та елементів, що впливають на організм. Життя виникло і поширилося у водному середовищі. Згодом живі організми вийшли на сушу, опанували повітряне середовище, заселили ґрунт. Природне середовище представляє людині умови проживання та ресурси для життєдіяльності. Розвиток господарської діяльності покращує умови його існування, але потребує збільшення витрачання природних, енергетичних і матеріальних ресурсів. У ході промислового та сільськогосподарського виробництва утворюються відходи, які разом із самими виробничими процесами порушують і забруднюють біогеоценози, поступово погіршуючи умови проживання людини.

Біологічні чинники, чи рушійні сили еволюції, є спільними для всієї живої природи, зокрема й у людини. До них відносять спадкову мінливість та природний відбір.

Пристосування організмів до впливу чинників довкілля називається адаптацією. Здатність до адаптації - одна з найважливіших властивостей живого. Виживають лише пристосовані організми, які набувають у процесі еволюції ознак, корисних життя. Ці ознаки закріплюються у поколіннях завдяки здатності організмів до розмноження.

Шляхи впливу людини на природу. Екологічна криза

Людина як антропогенний чинник дуже впливає на природу.

Зміни середовища внаслідок впливу антропогенних факторів:

1) зміна структури земної поверхні;

2) зміна складу атмосфери;

3) зміна круговороту речовин;

4) зміна якісного та кількісного складу флори та фауни;

5) парниковий ефект;

6) шумове забруднення;

7) воєнні дії.

Нераціональна діяльність людини спричинила порушення всіх компонентів біосфери. Атмосфера

Основні джерела забруднення - автомобілі та промислові підприємства. Щорічно в атмосферу викидається 200 млн. тонн чадного та вуглекислого газу, 150 млн. тонн оксидів сірки, 50 млн. тонн оксидів азоту. Крім того, в атмосферу викидається велика кількість дрібнодисперсних частинок, що утворюють так званий атмосферний аерозоль. За рахунок спалювання вугілля в атмосферу надходять ртуть, миш'як, свинець, кадмій у кількостях, що перевищують їх залучення у кругообіг речовин. У повітря піднімається велика кількість пилу в екологічно брудних районах, який затримує 20-50% сонячного світла. Підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, яке зросло за останні 100 років на 10%, перешкоджає тепловому випромінюванню в космічний простір, спричиняючи парниковий ефект.

гідросфера

Основною причиною забруднення водного басейну є скидання неочищених стічних вод промислових та комунальних підприємств, а також сільськогосподарських угідь. Змив у річки мінеральних добрив та отрутохімікатів спричиняє погіршення якості питної води та загибель багатьох видів водних тварин. Зростає рівень забрудненості Світового океану з річковим стоком, атмосферними опадами, здобиччю нафти на океанському шельфі. У воду потрапляє величезна кількість свинцю, нафти та нафтопродуктів, побутових відходів, пестицидів.

літосфера

Родючий шар ґрунту формується тривалий час, а завдяки вирощуванню сільськогосподарських культур із ґрунту щорічно вилучаються десятки мільйонів тонн калію, фосфору та азоту – основних елементів живлення рослин. Виснаження ґрунту не відбувається, якщо вносяться органічні та мінеральні добрива. Якщо ж не проводиться підживлення рослин і не дотримується сівозміни, то родючий шар скорочується до мінімуму. Несприятливий вплив має і штучне зрошення грунтів, оскільки найчастіше відбувається заболочування чи засолення поверхневого шару грунту. У числі антропогенних змін ґрунту велике значення має ерозія – руйнування та знос верхнього родючого шару ґрунту. Трактор К-700 за один сезон перетворює на пил шар грунту, на освіту якого потрібно 5 років. Існує вітрова та водна ерозія. Водна ерозія є найбільш руйнівною, розвивається при неправильній обробці землі.

Екологічна криза

Екологічна криза - це порушення взаємозв'язків усередині екосистеми чи незворотні явища у біосфері, спричинені діяльністю людини. За рівнем загрози життю людини та 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 У. М. Загальна біологія. Підручник М: Академія, 2004.

3. Павловський Є. Н. Посібник з паразитології людини з вченням про переносників трансмісивних хвороб. М: Наука, 1946.

4. Піменова І. Н., Піменов А. В. Лекції з біології. Навчальний посібник. М: Ліцей, 2003.

5. Ржевська Р. А. Медична біологія. Конспект лекцій. М.: Пріор-видавництво., 2005.

Автори: Курбатова Н.С., Козлова Є.А.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Конспекти лекцій, шпаргалки:

▪ Спадкове право. Шпаргалка

▪ Оцінка та управління нерухомістю. Конспект лекцій

▪ Історія світової та вітчизняної культури. Шпаргалка

Дивіться інші статті розділу Конспекти лекцій, шпаргалки.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Новий економічний процесор працює з відео в 1000 разів швидше 17.08.2013 Група дослідників з університету Мічігану, США, на чолі з професором Вей Лу (Wei Lu) приступила до розробки чіпа, призначенням якого буде обробка відеоданих. Метою вчених є зробити так, щоб процесор обробляв відео в тисячу разів швидше порівняно із сучасними рішеннями і при цьому споживав у 10 тис. разів менше електричної енергії, повідомляє Phys.org. За словами Лу, сьогодні у світі налічується стільки систем відеоспостереження, що незабаром настане момент, коли існуючі обчислювальні системи вже не зможуть встигати обробляти обсяг відео даних, що генеруються. "Ми плануємо створити систему, якою це буде під силу", - сказав вчений. Чіп, до розробки яких приступили американські вчені, характеризується як "процесор з адаптивною нейронною мережею, що самоорганізується". Дана мережа буде виконана зі стандартних транзисторів, а також нових елементів під назвою меристори. Мемрістор - це резистор з пам'яттю, величина опору якого залежить від того, який струм пропускали через елемент раніше. Новий чіп зможе самонавчати і обробляти велику кількість сигналів паралельно, стверджують вчені. Замість того, щоб обробляти зображення піксель за пікселем, як це робиться сьогодні, нейронна мережа "дивитися" на зображення повністю і виявляти в ньому несистематичні структури за допомогою логічних висновків. "В основі ідеї лежить постулат, що основна частина відеоінформації - це шум, - пояснює Лу. - Замість того, щоб обробляти та передавати весь цей шум, адаптивна нейронна мережа зможе вичленувати ключову інформацію та реконструювати зображення на основі невеликої порції даних". Робота проходитиме у два етапи. На першому етапі вчені планують використовувати мемістори як пам'ять на додаток до звичайних сполук, щоб оснастити чіп механізмом самонавчання. На другому етапі мемрістор планується замінити місця з'єднань традиційних електричних ланцюгів, тобто зробити з них синапси, створивши аналог мозку живої істоти.

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Особистий транспорт: наземний, водний, повітряний. Добірка статей

▪ стаття Перерахувати на пальцях. Крилатий вислів

▪ стаття Хто відкрив інсулін? Детальна відповідь

▪ стаття Рекорди погоди. Холодний. Поради туристу

▪ стаття Логічний аналізатор з урахуванням комп'ютера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Стабілізатор нагріву паяльника 25 Вт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024