Подцарство Простейшие (Protozoa).

Рисунок 3. Важнейшие Простейшие – паразиты человека.

┌─────────────────────────────────────────────────────┐

│ Подцарство Простейшие │

└─────────────────────────┬───────────────────────────┘

┌───────────────┬──────┴───────┬─────────────────┐

┌─────┴─────┐ ┌─────┴────┐ ┌─────┴──────┐ ┌─────┴─────┐

│ класс │ │ класс │ │ класс │ │ класс │

│Саркодовые │ │Жгутиковые│ │ Споровики │ │ Инфузории │

└───┬───────┘ └────┬─────┘ └─────┬──────┘ └─────┬─────┘

┌──┴──┐ ┌────┴──────┐ ┌─────┴───────┐ ┌─────┴─────┐

│Амебы│ │Лейшмании │ │Плазмодии │ │Балантидий │

│ │ │Трипаносомы│ │Токсоплазма │ │ │

│ │ │Лямблия │ │Пневмоциста │ └───────────┘

└─────┘ │Трихомонады│ └─────────────┘

└───────────┘

Простейшие паразиты человека относят к 4 классам: Саркодовые (Sarcodina), Жгутиковые (Flagellata) , Споровики (Sporozoa), Инфузории (Infusoria). Все они представляют собой одноклеточные живые существа. Простейшие являются гетеротрофными эукариотами. Наиболее известные представители каждого класса представлены на рис. 3.

Таблица 1. Простейшие возбудители болезней человека.

Паразит	Болезнь	Способ передачи	Локализация в организме
САРКОДОВЫЕ
Дизентерийная амеба Entamoba histolitica	Амебиаз (амебная дезентерия)	ФОМ, все пути	Толстый кишечник
ЖГУТИКОВЫЕ
Лейшмания Leishmania donovani	Висцеральный лейшманиоз	ГМ, укус москитом	Печень, костный мозг, селезенка, лимфоузлы
Лейшмания Leishmania tropica	Кожный лейшманиоз	ГМ, укус москитом	Кожа
Трипаносома Trypanosoma brucei gambiense и Trypanosoma вrucei rhodesiense	Сонная болезнь	ГМ, укус мухи Це-Це	Коровь, лимфа, спинномозговая жидкость
Лямблия Lamblia intestinalis	Лямблиоз	ФОМ, все пути	Двенадцатиперстная кишка, желчные пути
Трихомонада Trihomonas vaginalis	Мочеполовой трихомоноз	ГМ, половой и контактно-бытовой пути	Мочеполовые пути
СПОРОВИКИ
Плазмодии Plasmodium vivax Pasmodium falciparum, Pasmodiuml ovale Plasmodium malarie,	Малярия Трехдневная Тропическая Овале-малярия Четырехдневная	ГМ, укус комаром рода Anopheles	Кровь, печень
Токсоплазма Toxoplasma gondii	Токсоплазмоз	ФОМ, при контакте с кошками; ГМ, трансплацентарный путь, для эмбриона и плода	Нервная, лимфатическая, половая системы, глаза
Пневмоциста Pntumocystis carinii	Пневмоцистная пневмония	АМ, воздушно-капельный путь	Легкие
ИНФУЗОРИИ
Балантидий Balantidium coli	Балантидиаз	ФОМ, все пути	Толстый кишечник

ФОМ – фекально-оральный механизм; АМ – аспирационный механизм; ГМ – гемический механизм; КМ – контактный механизм

Класс Саркодовые (Sarcodina).

Амебы. Дизентерийная амеба (Entamoeba histolitica) вызывает амебную дизентерию или амебиаз. Заражение происходит через немытые овощи и фрукты, питьевую воду, грязные руки. Локализуется в толстом кишечнике, где приводит к образованию кровоточащих язв, вызывает частый (до 10-20 раз в сутки) и жидкий стул с примесью крови и слизи. Смертность без лечения 40%. Лечение антибиотиками.

Класс Жгутиковые (Flagellata). По другой классификации этот класс называют Жгутиконосцы (Mastigophora).

Лейшмании. Возбудитель висцерального лейшманиоза – Leischmania donovani. Заражение происходит при укусе москитов рода Phlebotomus. Паразит локализуется в печени, селезенке, костном мозге, лимфатических узлах, подкожной клетчатке, вызывая общую интоксикацию и увеличение пораженных органов. Чаще болеют дети. Без лечения почти все больные умирают. Лечение антибиотиками, препаратами против протозойных инфекций.

Возбудитель кожного лейшманиоза – Leischmania tropica. Заражение происходит при укусе москитов рода Phlebotomus. Паразиты локализуются в клетках кожи, и приводят к образованию длительно незаживающих язв. Лечение препаратами против протозойных инфекций.

Лямблия (Lamblia intestinalis) вызывает лямблиоз. Заражение происходит через немытые овощи, фрукты, грязные руки и воду. Паразиты локализуются пристеночно в двенадцатиперстной кишке, обнаруживаются в желчных протоках. Патогенное действие слабое – нарушают процесс переваривания и всасывания пищевых веществ. Лечение антибиотиками, препаратами против протозойных инфекций.

Трихомонады. Наиболее известна урогенитальная трихомонада (Trichomonas vaginalis). Она вызывает мочеполовой трихомоноз. Заражение происходит через мочеполовые органы, как правило, половым путем. У женщин наблюдаются обильные выделения, зуд и жжение во влагалище. У мужчин, как правило, течение болезни без симптомов. Лечение проводят антибиотиками, препаратами против протозойных инфекций.

Трипаносомы. Два представителя Trypanosoma brucei gambiense и Tr. brucei rhodesiense вызывают сонную болезнь.

Tr. brucei gambiense передается человеку при укусе африканской мухой Це-Це (Glossina palpalis) и локализуется в жидких средах организма (кровь, лимфа), тканях головного и спинного мозга. Возникают тяжелые расстройства нервной системы с мышечной слабостью, истощением, умственной депрессией, нарастающей сонливостью. Болезнь длится 6-10 лет и почти всегда заканчивается смертью.

Tr. brucei rhodesiense еще более патогенна. Вызываемая этим видом сонная болезнь убивает человека за 3-7 месяцев. Лечение препаратами против протозойных инфекций.

Класс Споровики (Sporozoa).

Малярийные плазмодии. У человека паразитируют 4 вида малярийных плазмодиев: Plasmodium vivax, Pl. falciparum, Pl. Ovale и Pl. Malare. Они вызывают малярию. Все возбудители малярии проходят сходный сложный жизненный цикл. Заражение происходит при укусе комара рода Anopheles, который вводит со слюной в кровь человека спорозоиты.

Первый период жизненного цикла малярийного плазмодия называется тканевой (преэритроцитарной) шизогонией и проходит у человека один раз. Паразиты током крови разносятся по организму, проникают в клетки печени и превращаются в стадию тканевого шизонта. Тканевые шизонты начинают размножаться путем специфического способа множественного деления – шизогонии. Ядро шизонта многократно митотически делится, а затем около каждого из 1000-5000 дочерних ядер обособляется участок цитоплазмы и происходит цитокинез с образованием 1000-5000 одноядерных мерозоитов. При разрушении печеночной клетки мерозоиты выходят в кровь и внедряются в эритроциты.

Второй период жизненного цикла – эритроцитарная шизогония повторяется много раз. Мерозоит внедрившийся в эритроцит, быстро растет и постепенно заполняет всю клетку. Там начинается размножение путем внутриэритроцитарной шизогонии с образованием 6-22 мерозоитов. К этому времени пораженные эритроциты почти одновременно разрушаются и мерозоиты выходят в плазму крови. Вместе с ними в плазму попадают токсичные продукты метаболизма плазмодиев, что вызывает у больного приступ лихорадки. Мерозоиты тут же внедряются в новые эритроциты и эритроцитарная шизогония повторяется каждые 48-72 часа. С каждым поколением эритроцитарных шизонтов количество паразитов увеличивается. Регулярные (реже беспорядочные) приступы лихорадки с повышением температуры до 40^ОС и продолжаются 6-12 часов. У больного увеличивается печень и селезенка.

Некоторые мерозоиты, внедрившись в эритроцит, не образуют эритроцитарные шизонты, а превращаются в незрелые половые формы – гаметоциты (мужские – миркрогаметоциты или женские – макрогаметоциты).

Третий период жизненного цикла малярийного плазмодия – половое размножение и спорогония, проходит в организме окончательного хозяина – малярийного комара. Гаметоциты с кровью попадают в желудок комара и там превращаются в зрелые половые формы. При слиянии зрелых гамет последовательно образуются зигота, оокинета и ооциста. Оокинета проходит через стенку желудка, а ооциста начинает специфический процесс спорогонии, в результате которого образуются около 1000 спорозоитов. Спорозоиты разносятся гемолимфой комара по всем органам комара, включая слюнные железы. Комар становится заразным и жизненный цикл малярийного плазмодия замыкается. Лечение противомалярийными средствами, которые существенно различаются для разных стадий развития паразита.

Токсоплазма (Toxoplasma gondii) вызывает токсоплазмоз. Заражение происходит через рот, очевидно, при общении с домашними животными, прежде всего кошками, возможно заражение плода от матери и риск спонтанного аборта. Паразит локализуется в нервной, половой, лимфатической системах, органах зрения вызывая в них стертые разнообразные неприятные симптомы. Лечение проводят антибиотиками и препаратами против протозойных инфекций.

Пневмоциста (Pneumocystis carinii) вызывает пневмоцистоз. В последние годы этот паразит "прославился" с связи ВИЧ-инфекцией, которую он манифестирует пневмоцистной пневмонией. Заражение, как правило, воздушно-капельным путем при кашле, чихании, разговоре. Вызывают хроническую интерстициальную пневмонию (поражение межальвеолярных перегородок). Лечение проводят антибиотиками, препаратами против протозойных инфекций, иммуностимуляторами.

Класс Инфузории (Infusoria).

Балантидий (Balantidium coli) вызывает балантидиаз. Заражение происходит через загрязненные руки, овощи, фрукты, воду, чаще при уходе за домашними животными, уборке помещений для скота. Паразит локализуется в толстом кишечнике (чаще слепая кишка). Там образуются кровоточащие язвы, возникает кровавый понос. Без лечения умирают 30% больных. Лечение антибиотиками и препаратами против протозойных инфекций.

Методические указания для самоподготовки к занятию на 14 неделе (30.11.09 – 05.12.2009).

Тема. Состав биосферы. Ноосфера.

Цель самоподготовки. Расширить и закрепить представления по вопросам темы.

Вопросы для самостоятельного изучения задания.

1. Адаптивные типы людей.

2. Биосфера и ее состав.

3. Антропогенное влияние на биосферу.

4. Ноосфера.

Блок дополнительной информации.

Закономерности взаимодействия человека с биогеографическими и антропогенными факторами можно рассматривать на 5 основных уровнях:

1. Организменный уровень. На этом уровне рассматриваются процессы адекватного и неадекватного взаимодействия организма с внешней средой.

Пример: Геохимические провинции - избыток или недостаток химических элементов на определенной территории приводит к эндемическим заболеваниям. (Так недостаток фтора приводит к кариесу, а его избыток к флюорозу).

2. Популяционный уровень. На этом уровне рассматриваются вопросы рождаемости, смертности, возрастной структуры популяции, расовые признаки, адаптивные типы и др.

Пример: Адаптивные типы - представляют собой норму биологической реакции на преобладающие условия обитания, которая проявляется в развитии комплекса морфофункциональных, биохимических, иммунологических признаков, обуславливающих лучшую биологическую приспособленность человека к определенной физической среде. Комплекс признаков, свойственных конкретному адаптивному типу не зависит от расовой и этнической принадлежности. Выделяют 4 основных адаптивных типа: тропический, арктический, умеренного климата, высокогорный.

Тропический тип формируется в условиях высоких среднегодовых температур и высокой влажности, сглаженных сезонных колебаний температуры, буйной растительности и незначительного содержания животного белка в рационе. Для него характерны: уменьшение средней массы тела за счёт снижения мышечной массы; увеличение поверхности тела по отношению к объёму за счет длинных конечностей и худощавого тела; незначительное развитие подкожного жира; увеличение количества потовых желез, особенно, на коже шеи, рук, лица.

Арктический тип формируется в условиях холодного климата, резких сезонных колебаний, отсутствия лесов, скудной растительности, но богатом животном мире. Для него характерно: увеличение размеров тела за счет развития мышечной массы; уменьшение поверхности тела за счет уменьшения длины конечностей; большой слой подкожного жира.

Тип умеренного климата. Его характеристики занимают промежуточное положение между тропическим и арктическим типом.

Высокогорный тип формируется в условиях сниженной среднегодовой температуры среды, уменьшенного барометрического давления, гипоксии. Для него характерно: увеличение жизненной ёмкости лёгких; расширение грудной клетки; увеличение лёгочной вентиляции; увеличение количества эритроцитов в крови и длины трубчатых костей.

Особенности определенного адаптивного типа формируется в эмбриогенезе.

3. Уровень сообщества популяций. На этом уровне рассматриваются межвидовые отношения, потоки энергии, круговорот веществ и др.

Пример: Взаимоотношение человека с паразитами Вы изучали в разделе "Паразитология".

4. Биогеоценотический уровень. С медико-биологической точки зрения биогеоценозы можно подразделить на 3 группы:

а- природные биогеоценозы - экосистемы мало подверженные влиянию человека, им свойственна высокая биомасса и низкая первичная продуктивность.

б- агроценозы - характеризуются малой биомассой и высокой первичной продуктивностью.

в- городские и промышленные сообщества.

5. Биосферный уровень.

Разработал учение о биосфере Вернадский В. И.("Биосфера" 1926 г).

Биосфера - общепланетарная оболочка обусловлена деятельностью живых организмов в течение геологического времени.

Строение биосферы. В состав биосферы входят:

а- воздушная оболочка (нижняя часть атмосферы - тропосфера);

б- водная оболочка (вся гидросфера);

в- твердая оболочка (верхняя часть литосферы).

Воздушная оболочка. Верхняя граница жизни в атмосфере доходит до высоты около 22 км, где еще обнаруживаются живые организмы, занесенные восходящими потоками воздуха. Именно на этой высоте находится озоновый слой; все живое, поднявшееся выше, уничтожается жестким ультрафиолетовым облучением. Химический состав атмосферы регулируется деятельностью живых организмов и протеканием геохимических процессов на планете. Из четырех основных газов атмосферы (азот - 78%, кислород - 21%, аргон - 0,9%, С02 - 0,03%) только аргон не связан с жизнедеятельностью живых организмов.

Водная оболочка. Гидросфера занимает 70% поверхности Земли. Нижняя граница жизни достигает глубины 11 км. Химический состав гидросферы формируется под действием организмов непосредственно или косвенно. 96,5% воды гидросферы сосредоточено в океанах, 1,7% это льды, 1,7% подземные воды и др. Пресной воды в гидросфере всего 2,8%, из них 62% сосредоточено в Антарктиде в виде льда.

Твердая оболочка. Максимальное количество организмов литосферы сосредоточено в почве, всего в нескольких метрах. Исходным материалом для почвообразования служат поверхностные слои горных пород, которые подвергаются действию климатических факторов, микроорганизмов, растений и животных. Отмирание и разложение животных приводит к аккумулированию биологических элементов почвы (гумус). Основоположник учения о почвах - В.В. Докучаев. В литосфере жизнь обнаружена до 7500 м глубины (нефтяные бактерии), вследствие движения земной коры. Органогенное происхождение в литосфере имеют: известняк, диатомит, угли, горючие сланцы, нефть, торфы, сапропели, марганцевые руды, железные руды, фосфориты, бокситы и т.д.

Компоненты биосферы. В состав биосферы входят:

а- живое вещество - совокупность всех организмов в целом (биомасса планеты);

б- биогенное вещество - создается и преобразуется в процессе жизнедеятельности организмов;

в- косное вещество - образуется без участия живых организмов;

г- биокосное вещество - результат совместной деятельности живых организмов и абиогенных процессов (почва).

Живое вещество составляет 0,01% массы земной коры. Распределение живых организмов на поверхности Земли неравномерно. Масса живого вещества, располагающегося на поверхности суши, составляет 99,87%, соответственно водного 0,13%. Биомасса растений 99%, животных 1%. Человечество от всей биомассы составляет 0,0002%.

Биотический круговорот (миграция элементов) - это циркуляция веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами.

В результате этих процессов наблюдается баланс между автотрофами и гетеротрофами, в основе которого лежит циркуляция веществ. Одно и то же вещество многократно используется для построения живой материи. Так, круговорот воды составляет 2 млн. лет, углерода - 300 лет, кислорода - 2000 лет. В биосфере практически все атомы почти всех элементов прошли через состояние живого вещества.

Геохимическая мощь человечества на данном этапе превосходит силу самого живого вещества, неразумное использование которой нарушает поток элементов и гомеостаз биосферы. Антропогенное воздействие влияет на все оболочки биосферы.

Воздействие на литосферу. Литосфера в своем составе содержит максимальное количество живого вещества. За несколько веков с 1600 года с Земли исчезло 63 вида и 55 подвидов млекопитающих, 103 вида и подвида птиц, 21 вид рептилий и 23 вида рыб. Около 600 видов позвоночных на грани полного истребления. Ежегодно полностью исчезает 1-2 вида организмов. Это приводит к упрощению сложных природных экосистем, чем нарушается их устойчивость.

Сейчас 10% поверхности земли - пахотные земли, которые лишь в редуцированном виде повторяют биогеоценоз и функционально неполноценны; в связи с этим они не могут существовать без минеральных удобрений, пестицидов, гербицидов, дефолиантов. При этом обрабатываемые почвы теряют в среднем 1 - 2% гумуса в год.

В настоящее время лесами покрыта одна треть суши. В доисторическое время лесами было занято не менее 70% суши. В районах древних цивилизаций лес был безвозвратно уничтожен. Сейчас вырубка леса продолжается с возрастающими темпами. Ежегодно вырубается 100000 км² леса. Вырубка леса и распахивание территории приводит к опустыниванию Земли. За время существования человечества общая масса живых организмов сократилась. За последние 300 лет биомасса уменьшилась на четверть.

Воздействие на атмосферу. Для производства энергии человек сжигает топливо, в результате чего происходит выброс С0₂. Ежегодный выброс углекислого газа составляет около 5 миллиардов тонн. За последние 100 лет концентрация С0₂ в атмосфере увеличилась на 10 -12%. С0₂ препятствует тепловому излучению земли, что приводит к, так называемому, парниковому эффекту. На данный момент температура Земли повысилась на 0,5- 0,6°С, что привело к поднятию уровня океана, за последние 100 лет на 10 - 14 см. Но кроме С0₂ парниковыми газами являются и другие антропогенные загрязнители атмосферы, такие как метан, закись азота, и др. Таким образом, в случае продолжения увеличения выбросов этих газов потепление может идти более резкими темпами.

Воздействие на гидросферу. По данным ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения) 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством воды или ее нехваткой. Сооружение каналов, переброска водостока рек приводит к истощению грунтовых вод, осушению территорий, засыханию лесов, а нерациональное использование воды в области земледелия приводит к засолению почв. В настоящее время в мире подверглись засолению и не дают урожая 40-45 млн. га земли. Сооружение плотин нарушает путь миграции рыб, что приводит к резкому уменьшению их численности.

Химическое загрязнение воздействует на все оболочки биосферы. Загрязнители номер один - пестициды, вещества, используемые для уничтожения вредителей сельского хозяйства. К ним относится очень большой спектр химических веществ. Печально известный пример - ДДТ (дихлор-дифинил-трихлорэтан). Он широко использовался в 50-60-х годах, так как был высокоэффективным не только в борьбе с вредителями сельского хозяйства, но и с комарами, как переносчиками малярии, но ... оказался токсичным и очень устойчивым во внешней среде. В районах бесконтрольного его применения детская смертность возросла в 5 раз. И после запрета ДДТ в 1964 году, он до сих пор содержится в организмах, так как время его распада составляет 150 лет.

На втором месте, по токсикологическим оценкам "стресс - индексов" загрязнителей веществ - тяжелые металлы. Содержание тяжелых металлов в городах и промышленных центрах превышает нормативы в 10-20 раз. В теле современного человека, по сравнению с первобытными людьми, тяжелых металлов содержится в 50 раз больше. Тяжелые металлы обладают широким спектром действия (например, свинец и ртуть действуют на ЦНС, а также обладают эмбриотоксическим и мутагенным эффектом).

Это лишь отдельно взятые примеры; спектр опасных химических веществ, попадающих во внешнюю среду, значительно больше и с каждым годом он увеличивается. Ежегодно синтезируется около 250 тысяч новых веществ, из них около 500 начинают использовать.

Таким образом, действия человека уже нарушили биосферный гомеостаз. В связи с этим, какие имеются дальнейшие перспективы развития биосферы? Можно выделить два пути: 1 путь - дальнейшее неконтролируемое воздействие на биосферу, которое приведет к экологической катастрофе; 2 путь - ноосфера - сфера разумного регулирования процессов, происходящих в биосфере.

Ноосфера - это биосфера Земли, гармонично измененная научной мыслью и производственной деятельностью человека.

Сейчас только начальный этап рождения ноосферы, человек только учится целенаправленному, разумному воздействию на биосферу. На этом пути сделаны уже первые шаги. Запрещены испытания ядерного оружия в атмосфере и гидросфере. Приняты соглашения по очистке мирового океана от нефти. Приняты ограничения выброса многих химических веществ во внешнюю среду. Созданы национальные парки, заказники, биосферные заповедники. Созданы международные организации при ООН, ЮНЕСКО и ЮНЕП, координирующие и направляющие усилия разных стран в этом направлении. Объявлен "Всемирный день охраны окружающей среды" - 5 июня. Но эти и другие мероприятия - только первые шаги на пути сохранения гомеостаза биосферы.