Клетка как открытая система. Специализация и интеграция клеток многоклеточного организма. Происхождение многоклеточных организмов.

Клетка – открытая система, поскольку ее существование возможно только в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой.

Благодаря наличию потока информации клетка приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее во времени, передает в ряду поколений. В этом потоке участвуют ядро, макромолекулы, переносящие информацию в цитоплазму (мРНК), цитоплазматический аппарат транскрипции. Позже полипептиды, синтезированные на полисомах, приобретают третичную и четвертичную структуру, и используется в качестве катализаторов или структурных белков. Также функционируют геномы митохондрий, а в зеленых растениях – и хлоропластов.

Поток энергии обеспечивается механизмами энергообеспечения – брожением, фото – или хемосинтезом, дыханием. Дыхательный обмен включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот, использование выделяемой энергии для образования высококалорийного клеточного «топлива» в виде АТФ. Энергия АТФ в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы – химическую (синтезы), осмотическую (поддержание перепадов концентрации веществ), электрическую, механическую, регуляторную.

Анаэробный гликолиз – процесс бескилородного расщепления глюкозы.

Фотосинтез – механизм преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ.

Дыхательный обмен одновременно составляет ведущее звено потока веществ, объединяющего метаболические пути расщепления и образования углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот.

Биологически активные вещества – гормоны, ферменты, адреналин, серотонин и т. д.

Происхождение многоклеточных:

По теории Э.Геккеля (1884): В построении своей гипотезы он исходил из эмбриологических исследований, проведенных к тому времени А.О.Ковалевским и другими зоологами преимущественно на ланцетнике и ряде позвоночных. Опираясь и биогенетический закон, Геккель считал, что каждая стадия онтогенеза повторяет какую-то стадию, пройденную предками данного вида во время филогенетического развития. По его представлениям, стадия зиготы соответствует одноклеточным предкам, стадия бластулы - шарообразной – колонии жгутиковых. Далее по этой гипотезе произошло впячивание одной из сторон шарообразной колонии и образовался двухслойный организм, названный Геккелем гастреей, а гипотеза Геккеля получила название теории гастреи. Эта теория сыграла большую роль в истории науки, так как способствовала утверждению монофилитических представлений о происхождении многоклеточных.

По теории И.И. Мечникова (1886): По его представлениям у гипотетического предка многоклеточных – шарообразной колонии жгутиковых – клетки, захватывавшие пищевые частички, временно теряли жгутики и перемещались внутрь колонии. Затем они могли вновь возвращаться на поверхность и восстанавливать жгутик. Постепенно в шарообразной колонии произошло разделение функции между сочленами колонии. Для успешного захвата пищи необходимо активное движение, что привело к поляризации организма. Передние клетки приобретали специализацию в отношении движения, а задние в отношении питания. Возникшее затруднение передачи пищи от задних клеток к передним повлекло за собой иммиграцию фагоцитобластов в полость тела. Этот гипотетический организм схож с личинкой многих губок и кишечнополостных. Первоначально Мечников назвал его перенхимеллой. Затем в связи с тем, что внутренний слой у гипотетического организма формируется из фагоцитобластов, он назвал его фагоцителлой. Данная теория получила название теории фагоцителлы.

 

Биоритмы и возраст. Хронобиологическая трактовка тезиса «Старость и болезнь – это стеснённая в своей свободе жизнь».

Каждый возрастной период постнатального онтогенеза характеризуется неповторимой циркадианной временной организацией по всем основным биоритмологическим параметрам (МЕЗОР, амплитуда, акрофаза). Специфика циркадианной организации в онтогенезе человека показана на исследованиях параметров ряда гомеостатических систем (углеводного, липилного, белкового, энергетического и др балансов). В 1980г. Губиным Г.Д. была выдвинута концепция,согласно которой циркадианная организация живой системы, все амплитудно-фазовые отношения испытывают изменения в онтогенезе. Организм представляется в форме спирали с постепенно возрастающими ее оборотами (наращиваение амплитуд в циркадианной организации биологических процессов) с последующим,на поздних этапах онтогенеза, сокращением оборотов спирали (угасание амплитуд осцилляции), а так же идущим процессам сдвига акрофаз (гипотеза «волчка»). Циркадианная организация биологических процессов в период постнатального онтогенеза млекопитающих изменяется строго закономерно по одному из важнейших критериев - амплитуде. Закономерность: становление циркадианных ритмов на ранних этапах онтогенеза, развитие их до максимума в молодом и зрелом возрасте и последующее поступательное угасание амплитуд в старости. Если принять за 100 % архитектонику циркадианной амплитудно-фазовой характеристики зрелого возраста крыс и выразить результаты в относительных единицах планиметра, то по хроноструктуре, в частности, углеводного гомеостаза, этапы постнатального онтогенеза будут иметь следующие значения: в инфантильном возрасте 22,5, в ювенильном 28, в молодом 58, в зрелом 100, в предстарческом 27,9, в старческом 9,9. Используя такой геометрический прием выражения надежности циркадианной организации биосистем, можно констатировать, что уровень надежности хроноструктуры в зрелом возрасте превышает таковой в старости в 12,33 раза. Таким образом, наглядно иллюстрируется положение, что старость – это стесненная в своей свободе жизнь. О максимальной надежности циркадианной организации биопроцессов в зрелом возрасте свидетельствуют так же величины хронодезмов. В молодом и зрелом возрасте все изученные показатели гомеостатических систем имеют mах хронодезмы. В предстарческом и старческом возрастают процессы внутренней десинхронизации. В общем,Временная организация в зрелом возрасте характеризуются макс степени надежности, макс количества здоровья,упорядоченности и гормоничности. Исходные биоритмы быстрее восстанавливаются в молодом возрасте и медленнее в старческом.

Трихинелла. Систематическое положение, морфология, цикл развития, обоснование лабораторной диагностики, пути заражения, профилактика.

Группа: Vermes

Тип: Nematodes

Класс: Nematoda

Вид: Trichinella spiralis

Морфологические особенности: очень мелкий гельминт. Самка в длину – 2,6 – 3,6мм, самец 1,4-1,6мм.

Жизненный цикл: кроме человека паразитируют и у свиней, крыс, собак, кошек, волков, медведей, лис. Один и тот же организм является как основным, так и промежуточным хозяином. Половозрелые трихинеллы живут в тонких кишках около 2 мес. После копуляции самцы погибают, а самки за свое время жизни отрождают 1500-2000 живых личинок, после чего погибают. Личинки проникают в лимфатическую систему, а затем током крови разносятся по всему организму, но локализуются только в диафрагме, межреберных, жевательных, дельтовидных, икроножных мышцах. Период миграции продолжается 2-6 недель. Проникнув в мышцы, личинка спирально сворачивается и покрывается оболочка, которая потом обизвествляется. Для превращения в половозрелую форму они должны попасть в кишки другого хозяина.

Природная очаговость: эпизодически встречаются повсеместно, но преимущественно в лесной зоне, причем в Белоруссии.

Патогенное значение: от бессимптомных до смертельных форм. Характерна головная боль, мышечные боли, кишечные расстройства, общая слабость.

Профилактика: не следует употреблять в пищу мясо, не прошедшее осмотр.

БИЛЕТ № 8