Билет №1
1.Популяционно-статистический метод. Закон Харди.
Предметом популяционно-статистического (популяционно-генетического) метода является изучение частоты генов и генотипов в популяции. То есть, данным методом изучают наследственные признаки в больших группах населения, в одном или нескольких поколениях. Сравнительные данные о наследственной патологии в изолятах и крупных городах или странах позволяют получить представление о распространении мутантного гена. Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка получаемых данных. Основой популяционно-статистического метода является закон генетического равновесия Харди-Вейнберга сформулированный в 1908 г. Он отражает закономерность, в соответствии с которой при определенных условиях соотношение частоты доминантного гена, его рецессивного аллеля и генотипов в генофонде популяции сохраняется неизменным в ряду поколений этой популяции.
На основании этого закона, имея данные о частоте встречаемости в популяции рецессивного фенотипа, обладающего гомозиготным генотипом (аа), можно рассчитать частоту встречаемости указанного аллеля (а) в генофонде данного поколения. Распространив эти сведения на ближайшие поколения, можно предсказать частоту появления в них людей с рецессивным признаком, а также гетерозиготных носителей рецессивного аллеля.
Формула Харди-Вайнберга (соотношение генотипов АА, Аа, аа): (Р+g)2 =Р2+2Hg+g2 Р - частота, с которой встречается доминантный ген "А"; g- частота, с которой встречается рецессивный аллель "а". Сумма Р+g всегда равна 1.
Раскрытие этой формулы дает возможность рассчитать частоту встречаемости людей с разным генотипом и в первую очередь гетерозигот — носителей скрытого рецессивного аллеля: p2AA + 2pqAa + q2аа.
Например, альбинизм обусловлен отсутствием фермента, участвующего в образовании пигмента меланина и является наследственным рецессивным признаком. Частота встречаемости в популяции альбиносов (аа) равна 1:20 000. Следовательно, q2 = 1/20 000, тогда q = 1/141, up = 140/141. В соответствии с формулой закона Харди — Вайнберга частота встречаемости гетерозигот = 2pq, т.е. соответствует 2 х (1/141) х (140/141) = 280/20000 = 1/70. Это означает, что в данной популяции гетерозиготные носители аллеля альбинизма встречаются с частотой один на 70 человек.
2.Постэмбриональное развитие.
Постэмбриональное развитие начинается с момента рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до смерти живого организма. Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. При этом он может быть ограничен определенным сроком или длиться в течение всей жизни.
Различают 2 основных типа постэмбрионального развития:
прямое развитие
развитие с превращением или метаморфозом (непрямое развитие)
Прямое постэмбриональное развитие - это когда родившийся организм отличается от взрослого меньшими размерами и недоразвитием органов. В случае прямого развития молодая особь мало чем отличается от взрослого организма и ведет тот же образ жизни, что и взрослые. Этот тип развития свойственен, например, наземным позвоночным.
При развитии с метаморфозом из яйца появляется личинка, порой внешне совершенно не похожая и даже отличающаяся по ряду анатомических признаков от взрослой особи. Часто личинка ведет иной образ жизни по сравнению со взрослыми организмами (например, бабочки и их личинки гусеницы). Она питается, растет и на определенном этапе превращается во взрослую особь, причем этот процесс сопровождается весьма глубокими морфологическими и физиологическими преобразованиями. В большинстве случаев организмы не способны размножаться на личиночной стадии, однако существует небольшое кол-во исключений. Например, аксолотли-личинки хвостатых земноводных амбистом-способны размножаться, при этом дальнейший метаморфоз может и не осуществляться вовсе. Способность организмов размножаться на личиночной стадии называется неотенией.
Также есть 3 периода постэмбрионального развития: -ювенальный (до окончания созревания) -пубертатный (занимает большую часть жизни) -старение (до смерти)
3.Классификация простейших.
Медицинское значение имеют простейшие, относящиеся к классам:
Саркодовые.
Жгутиковые.
Инфузории.
Споровики.
Саркодовые (Sarcodina)
Представители класса саркодовых (Sarcodina) – самые примитивные простейшие. Форма их тела непостоянна. Передвигаются они с помощью ложноножек. Обитают в пресноводных водах, в почве, в морях. Медицинское значение имеют представители отряда амёб Amoebina. Паразитические амёбы обитают у человека в основном в пищеварительной системе. Некоторые саркодовые, ведущие свободный образ жизни и обитающие в почве и загрязнённой воде, при попадании в организм человека могут вызывать тяжёлые заболевания, нередко заканчивающиеся смертью.
Жгутиковые (Flagellata)
Тело жгутиковых, кроме цитоплазматической мембраны покрыто ещё и пелликулой - специальной оболочкой, обеспечивающей постоянство их формы. Имеется один или несколько жгутиков, органелл движения, представляющих собой нитевидные выросты эктоплазмы. Внутри жгутиков проходят фибриллы из сократительных белков. Некоторые жгутиковые имеют также ундулирующую мембрану – своеобразную органеллу передвижения, в основе которой лежит тот же жгутик, не выступающий свободно за пределы клетки, а проходящий по наружному краю длинного уплощённого выроста цитоплазмы. Жгутик приводит ундулирующую мембрану в волнообразное движение. Основание жгутика всегда связано с кинетосомой – органеллой, выполняющей энергетические функции. Ряд жгутиковых имеет также и опорную органеллу – аксостиль – в виде плотного тяжа, проходящего внутри клетки. Разные виды паразитических жгутиковых у человека обитают в различных органах. Циклы их развития очень разнообразны.
Инфузории (Infusoria)
Для инфузорий свойственны постоянная форма тела и наличие пелликулы. Органеллы передвижения – многочисленные реснички, покрывающие всё тело и представляющие собой полимеризованные жгутики. У инфузорий обычно 2 ядра: крупное – макронуклеус, регулирующее обмен веществ, и малое – микронуклеус, служащее для обмена наследственной информацией при конъюгации. Сложно организован аппарат пищеварения. Имеется постоянное образование: цитостом - клеточный рот, цитофаринкс – клеточная глотка. Пищеварительные вакуоли перемещаются по эндоплазме, при этом литические ферменты выделяются поэтапно. Это обеспечивает полноценное переваривание пищевых частиц. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через порошицу – специализированный участок клеточной поверхности. У человека паразитирует единственная инфузория – балантидий, которая обитает в пищеварительной системе.
Споровики (Sporozoa)
Все споровики – паразиты и комменсалы* животных и человека. Органеллы движения у них отсутствуют. Питание споровиков осуществляется за счёт поглощения пищи всей поверхностью тела. Многие споровики внутриклеточные паразиты.
Характерны два варианта циклов развития споровиков:
Первый вариант цикла развития включает стадии бесполого размножения: полового процесса в виде копуляции и спорогонии. Бесполое размножение осуществляется путём простого и множественного деления – шизогонии. Половому процессу предшествует образование половых клеток – мужских и женских гамет. Гаметы сливаются, а образовавшаяся зигота покрывается оболочкой, под которой происходит спорогония – множественное деление с образованием спорозоитов. Споровики с таким типом жизненного цикла обитают в тканях внутренней среды. Второй вариант цикла развития встречается у споровиков, обитающих в полостных органах, сообщающихся с внешней средой. Он очень прост и включает стадии цисты и трофозоита. * Комменсализм – форма симбиоза, при которой один вид использует остатки или излишки пищи другого, не причиняя видимого вреда, но и не принося пользы.
Выделяют следующие группы простейших по месту обитания:
Простейшие, обитающие в полости рта.
Простейшие, обитающие в тонкой кишке.
Простейшие, обитающие в толстой кишке.
Простейшие, обитающие в полостных органах.
Простейшие, обитающие в лёгких.
Простейшие, обитающие в полости рта.
Ротовая амёба (Entamoeba gingivalis) - класс «Саркодовые» - комменсал, обитающий на дёснах, зубном налёте и в криптах нёбных миндалин более чем у 25 % здоровых людей. Размеры клетки 6-30 мкм., псевдоподии широкие. Питается бактериями и лейкоцитами, при кровотечении из дёсен может захватывать и эритроциты. Цист не образует. Ротовая трихомонада (Trihomonas tenax) - класс «Жгутиковые»- комменсал. Форма тела грушевидная, длина 6 -13 мкм. На переднем конце расположены 4 жгутика, сбоку находится ундулирующая мембрана длиной около ¼ длины тела. Встречается у 30 % здоровых людей, причём у взрослых чаще, чем у детей. Обитает в складках слизистой оболочки рта, полостях зубов, криптах миндалин при хроническом тонзиллите, а при низкой кислотности желудочного сока встречается и в желудке. Цист не образует. Передача от человека к человеку обоих видов ротовой трихомонады осуществляется при поцелуях, пользовании общей посудой и зубными щётками, а также с капельками слюны и мокроты при чихании и кашле.
Простейшие, обитающие в тонкой кишке.
Лямблия (Lamblia inteslinalis) - класс «Жгутиковые» - возбудитель лямблиоза, которым чаще болеют дети. Форма паразита напоминает грушу, разрезанную вдоль. Длина тела лямблии 10 -18 мкм. В расширенной части, на уплощённой стороне расположен присасывательный диск, с помощью которого лямблии присасываются к ворсинкам кишечника. Вдоль тела проходят две тонкие опорные органеллы – аксостили. Симметрично в клетке располагаются 2 ядра и 4 пары жгутиков. Трофозоиты используют питательные вещества с поверхности клеток кишечного эпителия. Большое количество лямблий, которые покрывают обширные поверхности кишечной стенки, нарушают процессы всасывания и пристеночного пищеварения. В нижних отделах тонкой кишки, лямблии инцистируются. Зрелые цисты имеют овальную форму, 4 ядра и несколько аксостилей. Источником инфекции - является только человек, инвазированный лямблиями. Цисты лямблий выделяются с испражнениями и могут длительно сохраняться во внешней среде. Во влажном кале они сохраняются до 3 недель, а в воде – до 2 месяцев, они устойчивы к хлору. Заглатывание с водой от нескольких до 10 цист уже приводит к развитию инвазии у человека. Передача может осуществляться и через пищевые продукты, на которых цисты лямблий сохраняют жизнеспособность от 6 часов до 2 суток. Возможна и передача от человека к человеку. В детских дошкольных учреждениях, инвазированность лямблиями значительно выше, чем среди взрослых. Для развития - лямблиоза достаточно заглотить несколько (до 10) цист. В организме хозяина они размножаются в огромных количествах (на 1 кв. см. слизистой оболочки кишки может находиться до 1 млн. лямблий и более). Инвазированные лямблиями лица могут выделять с испражнениями до 18 млрд. цист в течение суток. На фоне лямблий может наблюдаться усиленное размножение бактерий и дрожжевых клеток. Это может приводить к нарушению функций желчевыводящих путей и поджелудочной железы. Клинические проявления - обусловлены ухудшением всасывания, особенно жиров и углеводов. Понижается активность ферментов, снижается абсорбция витамина В12, нарушается С-витаминный обмен. Лямблии не могут существовать в желчевыводящих путях (желчь их убивает). В связи с этим лямблии не могут быть причиной тяжёлых нарушений в печени, холецистохолангитов, поражений нервной системы. Часто встречаются сочетания носительства лямблий, с какими – либо заболеваниями. Сочетание лямблий с шигеллами обуславливает более продолжительные расстройства кишечника, нарушение иммуногенеза и способствует переходу дизентерии в хронические формы. У большей части инвазированных лямблиоз протекает латентно. Профилактика: соблюдение правил личной гигиены.
Простейшие, обитающие в толстой кишке.
Большинство простейших, обитающих в слизи, покрывающей эпителий крипт, являются комменсалами. Два вида простейших – дизентерийная амёба и балантидий – патогенны, но в организме здорового человека они могут долгое время вести комменсальный образ жизни. Дизентерийная амёба (Entamoeba histolica) - класс «Саркодовые» - возбудитель амёбиаза. Возбудитель может существовать в трёх формах:
тканевой форме;
вегетативной форме;
в форме цисты;
Большая вегетативная форма (тканевая форма, эритрофаг, гематофаг) имеет в диаметре 20-30 мкм, а при активном движении и достигает длины до 60- 80 мкм. Эта форма способна фагоцитировать эритроциты. Число их доходит до 20 и более в одной амёбе. Встречается только у больных людей. Просветная форма (мелкая вегетативная форма, свободная, нетканевая, предцистная) имеет диаметр 15-20 мкм. Эритроцитов не фагоцитирует. Обнаруживается у носителей амёб. Стадия цисты представляет собой образование диаметром 7 -18 мкм., имеет от 1 до 4 ядер, устойчива во внешней среде. Человек заражается амёбиазом, проглатывая цисты паразита с водой или пищевыми продуктами, загрязнёнными землёй. В просвете толстой кишки из цисты образуется, за счёт следующих друг за другом делений, 8 мелких клеток, превращающихся в мелкие вегетативные формы. Вреда человеку они не приносят. Они могут вновь инцистироваться, и выходить наружу. При ухудшении условий существования хозяина мелкие вегетативные формы способны превращаться в крупные, которые вызывают образование язв. Погружаясь глубже, они превращаются в тканевые формы, в особо тяжёлых случаях могут попадать в кровь и разноситься по всему организму. При этом возможно образование абсцессов в печени, лёгких и других органах. Профилактика: соблюдение правил личной гигиены. Балантидий (Balantidium coli) - класс «Инфузории» - возбудитель балантидиаза. Это крупное простейшее, длиной до 200 мкм. Всё тело покрыто ресничками, имеются цитостом и цитофаринкс. Под пелликулой расположен слой прозрачной эктоплазмы, глубже находится эндоплазма с органеллами и 2 ядрами. Макронуклеус имеет гантелевидную или бобовидную форму, рядом с ним находится маленький микронуклеус. Циста балантидия овальна, до 50-60 мкм. в диаметре, покрыта двухслойной оболочкой, ресничек не имеет, в цитоплазме отчётливо выделяется сократительная вакуоль. Может жить в кишечнике человека, питаясь бактериями и не принося ему вреда, но иногда внедряется в стенку кишки, вызывая образование язв с гнойным и кровянистым отделяемым. Для заболевания характерны длительные поносы с кровью и гноем, а иногда и перфорация кишечной стенки с перитонитом. Может также попадать в кровеносное русло и оседать в печени, лёгких и других органах, вызывая там образование абсцессов. Кроме человека балантидий встречается также у крыс и свиней, которые и являются его основным резервуаром.
Dientamoeba fragilis - cосуществует в своеобразном симбиозе с острицами. Цист не образует, а трофозоиты прикрепляются к яйцам остриц, через которые и происходит заражение новых хозяев. Размножаясь в большом количестве в кишечнике человека, эта амёба может вызывать недолгие поносы. Такое же медицинское значение имеет и известный жгутиконосец - кишечная трихомонада(Trihomonas hominis).
Простейшие, обитающие в половых органах.
Влагалищная трихомонада (Tnchamonas vaginalis) - класс «Жгутиковые» - возбудитель трихомоноза. Длина этого паразита 14-30 мкм. Форма тела грушевидная. На переднем конце находятся 4 жгутика. До середины клетки доходит также небольшая ундулирующая мембрана. По середине тела тянется аксостиль, выступающий из клетки на её заднем конце. Ядро овальное, заострённое с 2 концов и напоминающее косточку сливы. В пищеварительных вакуолях располагаются лейкоциты, эритроциты и бактерии, которыми этот паразит питается. Цист не образует. Эта трихомонада обитает у женщин во влагалище и в шейке матки, а у мужчин – в мочеиспускательном канале, мочевом пузыре и в предстательной железе. Она вызывает возникновение мелких воспалительных очагов под эпителиальным слоем и слущивание поверхностных клеток слизистой оболочки. Через нарушенную эпителиальную выстилку в просвет органа поступают лейкоциты. У мужчин заболевание обычно завершается спонтанным выздоровлением примерно через 1 месяц. У женщин трихомоноз может протекать несколько лет. Профилактика - соблюдение правил личной гигиены при половых контактах.
Простейшие, обитающие в лёгких.
Пневмоцисты (Pneumocystis carinii) - относится к своеобразной группе паразитов класса «Споровики», не имеющих полового процесса. Является возбудителем пневмоцистоза. В последнее время благодаря молекулярной биологии появились данные, позволившие некоторым исследователям отнести Р. Carinii к грибам. Пневмоциста имеет тонкую капсулу, может быть круглой или серповидной формы. Её при световой микроскопии ошибочно можно принять за дрожжи или эритроциты. Трофозоиты имеют неправильную овальную форму, размеры их от 1 до 5 мкм. В их цитоплазме содержатся митохондрии, а диссимиляция происходит аэробно. В альвеолярной ткани можно обнаружить 2 основные формы этого микроорганизма: мелкие одноядерные трофозоиты (1-5 мкм.) и размножающиеся бинарным делением цисты (10 мкм.), имеющие толстую стенку и содержащие от 2 до 8 клеток (1-2 мкм.), называющиеся спорозоитами. Когда зрелая циста разрывается, спорозоиты либо продолжают цикл развития в альвеолах, превращаясь в трофозоиты, либо выходят во внешнюю среду (с капельками слизи при кашле) и в случае обретения нового хозяина также включаются в свой цикл развития. Пневмоцисты широко распространены у людей и животных. Человек заражается воздушно-капельным путём. Клинические признаки пневмоцистоза наблюдаются лишь у ослабленных детей и у иммунокомпрометированных лиц (больные СПИДом, а также пациенты, получающие иммуносупрессоры). Описаны вспышки пневмоцистной пневмонии в стационарах, где находились на лечении больные с вышеуказанной патологией. Заболевания развиваются только у лиц с первичными или приобретёнными нарушениями иммунитета. Имеются сведения о том, что если больных СПИДом удаётся спасти от пневмоцитоза, то жизнь их значительно продлевается. Профилактика пневмоцистоза сложна в связи с широкой распространённостью паразита у здоровых людей и домашних животных. Поэтому эффективной мерой профилактики является только вакцинация людей с иммунодефицитом специальными вакцинами, получаемыми методами генетической инженерии. 4.Задача с генетики 8 в голубой тетради.