Транспортная функция биологических мембран. Виды пассивного транспорта веществ через мембрану. Изменения эритроцитов в гипо, гипер и изотонических растворах
 Скачать 1.16 Mb.
|
|
Стадия роста (II) характеризуется увеличением размеров клеток. Она включает интерфазу, предшествующую мейозу, происходит репликация ДНК и удвоение хромосом (2п4с). Образуются сперматоциты I порядка. Период созревания (III) - мейоз. Основным событием этого периода является мейоз, включающих два последовательных деления (редукционное и эквационное). В результате 1 деления деления образуются сперматоциты II порядка (формула n2c), после эквационного деления – сперматиды (хромосомный набор nc). Сперматиды - это округлые клетки с гаплоидным набором хромосом. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования (IV). Сперматиды перемещаются ближе к просвету семенного канальца, меняется их форма: уменьшается количество цитоплазмы, митохондрии концентрируются на одном из полюсов клетки, комплекс Гольжди преобразуется в акросому, появляется жгутик. Формируются зрелые сперматозоиды – клетки, способные к передвижению, которые выходят в просвет семенного канальца. Морфология сперматозоидов (самостоятельно) Сперматозоиды – очень маленькие клетки, обладающие способностью к передвижению. Сперматозоид имеет головку, шейку и хвост. На переднем конце головки расположена акросома, состоящего из видоизмененного комплекса Гольджи. В ней содержится фермент для растворения оболочка яйца. Основную массу головки занимает ядро. В шейке находятся центриоль и много митохондрий. От шейки отрастает хвост, представляющий собой жгутик – специализированный орган передвижения. Филогенез мочевыделительной и половой систем хордовых Выделительная и половая системы выполняют разные функции. Однако их рассматривают в едином комплексе. Во-первых, это объесняется общностью эмбрионального развития (нефрогонотом). Во-вторых, обе системы на ранних этапах эволюции хордовых были связаны с единой полостью тела: половые продукты и продукты выделения первоначально попадали во вторичную полость тела (целом), затем поступали через воронку в канальцы и выделялись через выделительную пору (рис.___). Эволюция почки. В филогенезе позвоночных почка прошла три этапа эволюции: 1 - предпочка (головная или пронефрос), 2 – первичная почка (туловищная, мезонефрос), 3 – вторичная почка (тазовая, метанефрос). Предпочка у рыб состоит из 2-12 нефронов. Это воронка, открывающаяся в целом и соединенная с выделительным канальцем, который впадает в общий выводной проток – мочеточник. Продукты диссимиляции фильтруются в целом из кровеносных сосудов, которые поблизости от нефронов формируют клубочки (рис___). У земноводных кзади от предпочек формируются первичные почки, содержащие до нескольких сотен нефронов. В ходе онтогенеза нефроны увеличиваются в количестве за счет почкования друг от друга. Они формируют капсулы (Шумлянского-Баумена), которые имеют вид двустенной чаши, охватывающей сосудистые клубочки. Благодаря этому продукты диссимиляции из крови поступают непосредственно в нефрон. Выделительные канальцы удлиняются, в них осуществляется обратное всасывание в кровь воды, глюкозы и др. Однако воды с мочой теряется много, поэтому такой почкой обладают только животные, обитающие в воде или во влажной среде. У пресмыкающихся и млекопитающих возникает вторичная почка. Она закладывается в тазовом отделе и содержит сотни тысяч нефронов (у новорожденного ребенка – до 1 млн.). Каналец нефрона удлиняется, у млекопитающих появляется петля Генле (рис___). Фильтрация осуществляется в почечном тельце, за которым следует проксимальный извитой каналец, далее петля Генле и дистальный извитой каналец. Такое строение обеспечивает не только полноценную фильтрацию плазмы крови в капсуле, но и, что более важно, эффективное обратное всасывание воды, глюкозы, витаминов, гормонов, солей и др. необходимых организму веществ. В результате концентрация продуктов диссимиляции в моче, выделяемой вторичной почкой, велика, а само ее количество мало. У человека, например, за сутки в капсулах нефронов фильтруется около 150 л первичной мочи, а выделяется около 2 л вторичной мочи. Эффективная деятельность вторичных почек позволила млекопитающим заселить засушливые районы земной поверхности. Филогенез половой системы В эмбриогенезе всех позвоночных при развитии предпочки вдоль тела от головного конца к клоаке закладывается канал, по которому продукты диссимиляции поступают во внешнюю среду. Это пронефротический канал. При развитии первичной почки этот канал расщепляется на два. Один из них – вольфов – вступает в связь с нефронами первичной почки. Другой – мюллеров – срастается передним концом с одним из нефронов предпочки и образует яйцевод, открывающийся передним концом в целом широкой воронкой, а задним – впадающий в клоаку (рис___). Вне зависимости от пола у всех позвоночных обязательно формируются как вольфов, так и мюллеров каналы, однако судьба их различна. В эмбриогенезе человека закладываются парные вольфовы и мюллеровы каналы. У мужчин вольфов канал выполняет функцию семяизвергательного канала, мюллеров канал редуцируется. Рудимент мюллерова канала располагается в предстательной железе и называется мужской маточкой. Канальцы первичной почки образуют придаток семенника – эпидидимис. У женщин вольфов канал редуцируется (только каудальная часть формирует мочеточник), а мюллеров канал дифференцируется на парные яйцеводы, при срастании мюллеровых каналов - матку и влагалище. Класс Сосальщики: классификация, морфологическая характеристика. Медицинское значение и распространенность представителей в Республике Башкортостан. Класс: сосальщики (Trematodes). Трематоды это гельминты небольшого размера, с плоским ланцетовидным телом. Большинство трематод – истинные гермафродиты. Все они являются биогельминтами. Имеют общее строение: две присоски (ротовая – окружает ротовое отверстие и брюшная присоска). Заболевания – трематодозы. Характеристика строения: Трехслойнось – имеется эктодерма, мезодерма и энтодерма. Кожно-мускульный мешок – наружный покров сращен с мышцами Отсутствие полости тела – полости меж органами заполнены паренхимой Билатеральная симметрия Фома тела сплюснута в дорсо-вентральном направлении Есть системы органов – пищеварительная, половая, нервная, выделительная и мышечная Пищеварительная система: Ротовое отверстие, окруженное ротовой присоской ведет в мускульную глотку – мощный сосущий аппарат, затем идет пищевод и разветвление кишки заканчивающееся слепо. Выделительная система: Ветвящиеся протонефридии – находятся в глубине паренхимы, представлены терминальными клетками звездчатой формы, которые имеют каналец и пучок ресничек, каналы клеток вливаются в боковые канальца, сообщающиеся порой с внешней средой. Нервная система: В виде окологлоточного кольца, и отходящих от него трех пар нервных стволов, которые связаны между собой перемычками – вид решетки. Половая система: Являются истинными гермофрадитами. Мужская половая система: 2 семенника, 2 семяпровода, сливающихся в семяизвергательный канал и циррус (копулятивный орган). Женская половая система: яичник, желточники, семяприемники открывающиеся в оотип (место оплодотворения), из оотипа яйца поступают в матку и выводятся через половое отверстие. Оплодотворение – перекрестное. Сосальщики или Трематоды – гельминты небольшого размера (от 0,5 до 0,75 мм в длину) с плоским листовидным телом. Для них характерно наличие двух присосок, откуда старое название сосальщиков – двуустки). Медицинское значение имеют следующие представители трематод: печеночный сосальщик, кошачий сосальщик, китайский сосальщик, ланцетовидный сосальщик, легочный сосальщик, кровяные сосальщики. Жизненный цикл характеризуется сменой хозяев и чередованием стадий личинок. Половозрелая стадия – марита - находится в организме окончательного хозяина – позвоночного животного или человека. Выделяемые ею яйца для дальнейшего развития должны попасть в воду (или почву у ланцетовидного сосальщика). Из яиц формируются личинки, покрытые ресничками – мирацидии. Мирацидии передвигаются и проникают в тело промежуточного хозяина – брюхоногого моллюска (например, малый прудовик или улитки). В теле моллюска они теряют реснички и превращаются в следующую личиночную стадию – спороцисту, в которой из зародышевых клеток партеногенетически развивается новая личиночная стадия - редии. Затем внутри редий образуются церкарии. Церкарии из тела моллюска попадают в окружающую среду (вода или растения). Дальнейшее развитие личинки зависит от вида паразита. Патогенное действие. Продукты жизнедеятельности сосальщиков оказывают токсико-аллергическое действие. Трематоды, локализующиеся в печени, разрушают ткань печени, закупоривают желчные проходы, т.е. оказывают механическое действие. Они заглатывают эритроциты, лейкоциты, клетки стенок желчных протоков. Могут привести к развитию цирроза печени, отмечается большая частота первичного рака печени. У больных описторхозом также наблюдается поражение поджелудочной железы. Мариты легочного сосальщика в легких располагаются попарно; вокруг них образуются полости, заполненные продуктами обмена паразита и распада окружающих тканей. Яйца паразита с током крови могут заноситься в различные органы. У кровяного сосальщика Schistosomahaematobium, возбудителя урогенитального шистосомоза, сильно выражено механическое воздействие шипов яиц на ткани мочеполовой системы. В мочевом пузыре часто наблюдаются воспалительные процессы, язвы, полипозные разрастания. Больные жалуются на боли в области мочевого пузыря и появление крови в моче (гематурия). Лабораторная диагностикафасциолеза, описторхоза и дикроцелиоза основана на обнаружении яиц в фекалиях и в дуоденальном содержимом; парагонимоза - на обнаружении яиц в мокроте или в фекалиях, урогенитального шистосомоза - в моче, кишечного – в кале. Используют методы ИФА и ПЦР. Экзаменационный билет 14. Цитоплазматический матрикс (гиалоплазма) внутренняя среда клетки: химический состав, функции. Классификация органоидов цитоплазмы. Цитоплазматические включения. Цитоплазма – внутреннее содержимое клетки, состоит из основного вещества (цитоплазматический матрикс или гиалоплазма), органоидов и включений. Гиалоплазма (цитозоль) – основное вещество цитоплазмы, заполняющее пространство между клеточными органоидами. Гиалоплазма содержит около 90% воды, а также различные белки, аминокислоты, нуклеотиды, ионы неорганических соединений и др. Крупные молекулы белка гиалоплазмы образуют коллоидный раствор, который может переходить из невязкого состояния (золь) в вязкое состояние (гель). В гиалоплазме протекают ферментативные реакции, метаболические процессы, происходит синтез аминокислот, жирных кислот и т.д. Органоиды Органоиды (органеллы) – постоянные структуры цитоплазмы, имеющие определенное строение и выполняющие в клетке определенные функции. В зависимости от функции различают органоиды общего и специального назначения. К органоидам специального назначения (присутствуют только в специализированных клетках) относятся микроворсинки, реснички, жгутики. В зависимости от функции среди органоидов общего назначения можно выделить три основные группы: 1 – органоиды с защитной и пищеварительной функцией; 2 – органоиды, участвующие в синтезе веществ; 3 – органоиды, обеспечивающие клетку энергией. В зависимости от строения органоиды общего назначения делятся на немембранные (рибосомы, клеточный центр (центриоль), микротрубочки, микрофиламенты) и мембранные. К одномембранные органоидам относятся эндоплазматическая сеть (ретикулум), аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы, вакуоли. К двумембранным органоидам относятся митохондрии и пластиды растительных клеток. Включениями называют относительно непостоянные (временные) компоненты цитоплазмы, которые служат запасными питательными веществами (жир, гликоген), продуктами, подлежащими выведению из организма (гранулы секрета), некоторые пигменты. Не имеют мембраны. Различают следующие типы включений: запасные питательные вещества (гликоген, крахмал, белки, жиры, углеводы), пигменты (меланин, гемоглобин), секреты (инсулин в клетках поджелудочной железы), экскреторные (мочевая и щавелевая кислоты). Учение о биосфере. Структура биосферы. Биотический круговорот воды. Биосфера – это совокупность оболочек земного шара (атмосферы, гидросферы, литосферы), заселенных живыми существами, находящимися во взаимодействии между собой и с неживой природой. Учение о биосфере создано В.И.Вернадским, который определил биосферу как термодинамическую оболочку с температурой от +50С до –50С и давлением около 1 атм. Это границы жизни для большинства организмов. Верхняя граница биосферы проходит на высоте 15-20 км, охватывая нижнюю часть стратосферы и тропосферу. Нижняя граница – в океане на глубине до 10 км и в литосфере - твердой земной оболочке – на глубине до 4-7 км (рис.78). Атмосфера состоит в основном из кислорода и азота, углекислого газа и озона. Гидросфера на 95% заключена в Мировом океане, остальное содержится в ледниках, в виде рек и озер, под землей и в составе организмов. Согласно Вернадскому биосфера включает четыре основных компонента: Живое вещество - все живые организмы, которые образуют биомассу планеты. Биомасса составляет около 0,01% массы земной коры, из этого 99% приходится на растения (300 тыс. видов), 1% - животные (1,5 млн. видов). Биогенное вещество - неорганические вещества, создаваемые живыми организмами – каменный уголь, известняк, нефть…, Биокосное вещество (неживая природа, создаваемая совместно живыми организмами и абиогенными процессами в природе – воздух, вода, почва); Косное вещество (образующееся без участия живых организмов (основные породы, метеориты…). Биосфера находится в состоянии устойчивого равновесия, что обеспечивается круговоротом веществ: воды (океан – испарение – атмосфера – осадки – почва – океан), углерода (атмосфера – растения – фотосинтез – растения и животные – дыхание – атмосфера), азота (аммиак, нитриты – почва – азотфиксирующие бактерии – растения – животные - белки – растительные и животные отходы, мертвые организмы – почва). Элементарной единицей биосферы является биогеоценоз. Кровяные сосальщики: систематическое положение, особенности морфологии, географическое распространение, цикл развития. Способы инвазии и локализация в организме хозяина, патогенное действие. Лабораторная диагностика. Меры общественной и личной профилактики шистосомозов. Кровяные сосальщики в отличие от остальных – раздельнополые. Самец крупнее самки, имеет желоб, в который проникает самка при совокуплении. Промежуточный хозяин – моллюски. Кровяные сосальщики паразитируютв венах малого таза или кишечника в зависимости от вида паразита. Марита выделяет яйца, имеющие острый шип. С помощью шипа яйца прокалывают стенку вены, попадают в полость мочевого пузыря или кишечника и выделяются наружу с мочой или фекалиями. Затем яйца должны попасть в воду, где из них образуются мирацидии. Мирацидии попадают в моллюска. В моллюске из них развиваются спороцисты I, спороцисты II и церкарии. Заражение человека происходит перкутанно путем активного внедрения личинок через кожу при купании или при работе в водоемах, содержащих церкарии Патогенное действие. Продукты жизнедеятельности сосальщиков оказывают токсико-аллергическое действие. Трематоды, локализующиеся в печени, разрушают ткань печени, закупоривают желчные проходы, т.е. оказывают механическое действие. Они заглатывают эритроциты, лейкоциты, клетки стенок желчных протоков. Могут привести к развитию цирроза печени, отмечается большая частота первичного рака печени. У больных описторхозом также наблюдается поражение поджелудочной железы. Мариты легочного сосальщика в легких располагаются попарно; вокруг них образуются полости, заполненные продуктами обмена паразита и распада окружающих тканей. Яйца паразита с током крови могут заноситься в различные органы. У кровяного сосальщика Schistosomahaematobium, возбудителя урогенитального шистосомоза, сильно выражено механическое воздействие шипов яиц на ткани мочеполовой системы. В мочевом пузыре часто наблюдаются воспалительные процессы, язвы, полипозные разрастания. Больные жалуются на боли в области мочевого пузыря и появление крови в моче (гематурия). Лабораторная диагностикафасциолеза, описторхоза и дикроцелиоза основана на обнаружении яиц в фекалиях и в дуоденальном содержимом; парагонимоза - на обнаружении яиц в мокроте или в фекалиях, урогенитального шистосомоза - в моче, кишечного – в кале. Используют методы ИФА и ПЦР. Экзаменационный билет 15. Клеточное ядро, его строение и функции. Ядро является постоянным структурным компонентом всех клеток высших растений и животных. Оно присутствует во всех эукариотических клетках за исключением зрелых эритроцитов крови человека и некоторых животных. Биологическое значение ядра заключается в регуляции всех жизненно-важных функций клетки и в передаче наследственной информации. В ядре хранится наследственная информация, заключенная в ДНК, которая при делении клетки передается дочерним клеткам. Ядро определяет специфичность белков, синтезируемых данной клеткой. В ядре синтезируется РНК. Ядро имеет ядерную оболочку, отделяющую его от цитоплазмы, кариоплазму (ядерный сок), хроматин, одно или несколько ядрышек (рис9). Ядерная оболочка образована двумя мембранами: внешней и внутренней. Каждая мембрана соответствует элементарной мембране и имеет трехслойное строение (бимолекулярный слой липидов, поверхостный аппарат – гликокаликс, внутренний опорно-сократительный аппарат). Промежуток между мембранами называется перинуклеарным пространством. Наружная ядерная мембрана имеет контакт с внутриклеточными мембранами, в частности, может переходить в мембраны ЭПС. Некоторые ученые считают эту мембрану производной ЭПС. На наружной мембране с внешней стороны находятся рибосомы, синтезирующие специфические белки. Внутренняя мембрана связана с хромосомным материалом ядра. Ядерная оболочка пронизана большим количеством пор (поровый комплекс) диаметром 30-40 нм до 120 нм. Поры играют важную роль в переносе веществ в цитоплазму и из нее. Число пор подвержено значительным вариациям, оно зависит от размеров ядер и функциональной активности клетки. Поры занимают до 10-15% поверхности всего ядра. Поровый комплекс представляет собой участок, в котором наружная и внутренняя ядерные мембраны соединяются между собой. Однако поры не являются простыми и свободнопроходимыми. Они имеют сложную гетерогенную белковую структуру (белковые глобулы). В порах расположен канал из белковых глобул, через который в цитоплазму транспортируется мРНК. Ядерный сок (кариоплазма) – внутреннее содержимое ядра, представляет собой раствор белков, нуклеотидов, ионов, более вязкий, чем гиалоплазма. В кариоплазме находятся ядрышки и хроматин. Ядерный сок обеспечивает нормальное функционирование генетического материала ядра - хроматина. Хроматин представляет собой дезоксирибонуклеопротеин - комплекс молекулы ДНК с гистоновыми белками. Хроматин в электронный микроскоп выявляется в виде тонких нитей, глыбок и гранул. Ядрышки – это структуры, хроматина. Ядрышки образованы определенными участками хроматина (т.н. ядрышковые организаторы), содержащими рибосомные гены. Ядрышки - непостоянные образования, которые исчезают при делении клеток и восстанавливаются после окончания деления. В ядрышках происходит синтез субъединиц рибосом, которые затем через поры выходят из ядра в цитоплазму. |