АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Происхождение вирусов.

Предполагается, что вирусы – сильно дегенерировавшие клетки или их фрагменты, которые в процессе приспособления к паразитизму утратили клеточную стенку, цитоплазму с органеллами.

СПИД, или синдром приобретенного иммунодефицита, вызывается вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ).

Это тяжелое заболевание, характеризующееся глубоким поражением системы клеточного иммунитета, что проявляется прогрессирующим развитием инфекционных заболеваний и злокачественных опухолей. Впервые заболевание было зарегистрировано в Калифорнии (США) в 1981 г. В настоящее время встречается на всех континентах и является «чумой ХХ века». Достаточно большое количество больных есть и в РБ.

Вирус иммунодефицита человека поражает лимфоциты, отвечающие за иммунитет. Это РНК-содержащий вирус, открыт в 1983 году Монтанье. При попадании в клетку хозяина при помощи фермента ревертазы РНК вируса преобразуется в вирусную ДНК, которая включается в генетический материал клетки хозяина и начинает давать информацию на синтез вирусных белков. Эти белки и вызывают поражение клеток организма. При этом заболевании постепенно поражается большинство органов и тканей и человек погибает.

Заражение вирусом иммунодефицита человека происходит при попадании его в кровь здорового человека:

· переливание крови от инфицированных доноров

· использование нестерильных шприцов и хирургических инструментов

· половые контакты с инфицированными партнерами

· во время беременности от инфицированной матери к плоду

· использование нестерильных систем для переливания крови

· попадание инфицированной крови на поврежденную кожу и т.д.

Меры профилактики СПИДа:

ü расширение научных исследований по проблеме СПИДа

ü усовершенствование методов ранней диагностики и разработка способов профилактики и лечения;

ü борьба с наркоманией и проституцией;

ü тщательное обследование донорской крови;

ü тщательная стерилизация медицинских инструментов;

ü широкое внедрение одноразовых шприцев и систем для переливания крови;

ü систематическая санитарно-просветительная работа среди населения, направленная на разъяснение способов заражения СПИДом.

ü недопустимость случайных половых контактов, особенно с людьми "группы риска"

использование презерватива.

9.[Содержание химических элементов в клетке. Вода и другие неоргани­ческие вещества, их роль в жизнедеятельности клетки.

Одно из положений современной клеточной теории гласит: клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу и важнейшим проявлениям процессов жизнедеятельности.

В клетках обнаружено около 70 химических элементов. Но установлена роль только 24 из них. Их делят на три группы.

1) Макроэлементы - содержание в клетке составляет >10^-3 %. Это О, С, Н, N, P, S, Ca, Na, Mg, К, СI, составляющие вместе свыше 95% массы клеток. Они играют основную роль в процессах жизнедеятельности, т. к. входят в состав органических веществ.

C, O, H – входят в состав углеводов и жиров

C, O, H, N, S – входят в состав белков

C, O, H, N, P – входят в состав нуклеиновых кислот

2) Микроэлементы – их содержание колеблется от 10^-3% до 10^-12 %. Mn, Cu, Zn, Co, Ni, I, Fe, F, Мо, В, Аl, Si - на их долю приходится около 0,01% массы клеток. Эти элементы входят в состав гормонов и ферментов.

3) Ультрамикроэлементы - составляют <10^-12%. Это Au, Ag, Br, Hg и др. - в сумме менее 0,01% массы клеток. Физиологическая роль этих элементов в клетке не выяснена.

Некоторые живые организмы могут интенсивно накапливать в себе определённые химические элементы, за счёт этого их %-ное содержание возрастает и для данных организмов они являются макроэлементами. Пример: морские водоросли накапливают I, злаки – Si, ряска – Ra, лютики – Li, моллюски и ракообразные – Cu и Ca.

Таблица 1. Важнейшие химические элементы клетки

Биогенными называются химические элементы, входящие в состав клетки и выполняющие в ней определённые функции.

Н₂О самое распространенное неорганическое соединение в клетках живых организмов. Ее содержание в разных клетках колеблется: от 10% в эмали зуба до 85% в нервных клетках и до 97% в клетках развивающегося зародыша (в среднем - 80%). Вода – это необходимое условие жизнедеятельности, при потере большого количества воды многие организмы гибнут, а другие впадают в состояние анабиоза (процессы жизнедеятельности протекают на очень низком уровне).

Физико-химические свойства Н₂О:

q Высокая теплопроводность и теплоемкость.

q Большая величина теплоты парообразования.

q Высокая химическая активность (диполь, водородные связи).

q Способность к диссоциации на H⁺ и OH^-.

q Высокое поверхностное натяжение.

Значение Н₂О в клетке:

1. Определяет физические свойства клетки (объем, массу, тургор).

2. Универсальный растворитель. Вода способна ориентироваться в электрическом поле, присоединяться к различным молекулам, которые имеют заряд и образовывать гидраты – это явление лежит в основе растворяющих свойств воды. Если энергия притяжения между молекулами Н₂О и вещества больше, чем энергия притяжения между молекулами Н₂О, то вещество в воде растворяется (соли, кислоты, щелочи, моносахариды – гидрофильные вещества). Если энергия притяжения между молекулами Н₂О и вещества меньше, чем энергия притяжения между молекулами Н₂О, то вещество в воде не растворяется (жиры, полисахариды – гидрофобные вещества).

3. Основной компонент внутренней среды.

4. Участник реакций гидролиза.

АТФ + Н₂О à АДФ + Н₃РО₄ + 40кДж

5. Источник гидроксильных групп и протонов в окислительно-восстановительных реакциях.

6. Участвует в транспорте веществ.

7. Связанная вода (5%) в отличие от свободной (95%) образует сольватные оболочки вокруг белков, благодаря чему белки не слипаются друг с другом.

8. Обеспечивает терморегуляцию.

9. Участвует в образовании четвертичной структуры белка

10. Обеспечивает явление осмоса.

Осмосомназывается проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор вещества.

Осмотическое давление жидкостей организма большинства млекопитающих равно давлению 0,85% раствора NaCl. Растворы с таким осмотическим давлением называются изотоническими, более концентрированные - гипертоническими, а менее концентрированные - гипотоническими. Явление осмоса лежит в основе напряжения стенок растительных клеток (тургор).

11. Метаболическая функция (среда для биохимических реакций, исходное вещество для ф.с., источник свободного кислорода).

12. Структурная функция (в составе цитоплазмы клеток, гидроскелет круглых и кольчатых веществ, обеспечивает тургор клеток растений).

Неорганические вещества в клетке могут быть:

1. В твердом состоянии в виде кристаллов - Ca₃ (PO₄)₂ в костной ткани, СаСО₃ в клетках раковин моллюсков.

2. В диссоциированном состоянии в виде Kat ⁺ и An^- (K⁺, Na⁺, Ca²⁺, HPO₄^2- Cl^-,HCO₃^-) формируют слабощелочную среду гиалоплазмы (рH=7,2), обеспечивают ее буферные свойства. Ca²⁺ участвуют в мышечном сокращении и свертывании крови. K⁺ и Na⁺ участвуют в формировании нервного импульса.

3. В соединении с органическими веществами. Zn входит в состав гормона поджелудочной железы инсулина, I – тироксина (гормона щитовидной железы), Co – витамина В₁₂, HPO₄^2-, PO₄^3- - нуклеиновых кислот, АТФ, фосфолипидов, Fe – гемоглобина, F – эмали зубов, Mg – хлорофилла и рибосом.

10.[Органические вещества: углеводы, липиды, их роль в организме.

Органические соединения составляют около 20-30% массы живых клеток. К ним относятся - белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды (биополимеры); а также жиры, АТФ и др. Малые биомолекулы: АМ, глицерол, холин, высшие карбоновые кислоты, моносахариды и др.

Углеводы - обязательный компонент, как животных, так и растительных клеток. В растительных клетках их содержание достигает до 90% сухой массы (клубни картофеля), а в животных - до 1-2% (клетки печени 5%). В состав молекул углеводов входят С, Н и О, причем количество атомов Н в большинстве случаев вдвое превышает число атомов О - С_n(Н₂О)_n. Термин «углеводы» предложил русский учёный Шмидт. Все углеводы подразделяются на моно-, олиго- и полисахариды.

Моносахариды содержат три (триозы), четыре (тетрозы), пять (пентозы), шесть (гексозы), семь (гептозы) атомов углерода. К триозам относятся молочная и пировиноградная кислоты, к тетрозам – эритроза (промежуточный продукт фотосинтеза).Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы (глюкоза и фруктоза) есть в клетках плодов растений, придавая им сладкий вкус. Глюкоза содержится в крови и служит источником энергии для клеток и тканей животных. Моносахариды хорошо растворимы в воде, сладкие на вкус.

Олигосахариды. При гидролизе распадаются на молекулы моносахаридов. Молекулы их содержат от 2 до 10 моносахаридных остатков, соединенных гликозидными связями (соединяют атомы углерода через кислород). К олигосахаридам относятся дисахариды, которые объединяют в одной молекуле два моносахарида. Их общая формула С₁₂Н₂₂О_11. Пищевой сахар (сахароза) состоит из молекул глюкозы и фруктозы, молочный сахар (лактоза) включает глюкозу и галактозу, мальтоза (солодовый сахар). Все дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Молекулы полисахаридов (относительная молекулярная масса до 10 000 000)образуются в результате полимеризации моносахаридов. Мономером крахмала, гликогена, целлюлозы (клетчатки), хитина являются остатки молекул глюкозы. Полисахариды практически нерастворимы в воде и не обладают сладким вкусом. Их общая формула (С₆Н₁₀О₅)_n.

1. Крахмал – молекула имеет несколько тысяч остатков глюкозы и слабо разветвлена; содержится в плодах, семенах и клубнях картофеля

2. Гликоген (животный крахмал) – молекула содержит до 30000 остатков глюкозы и сильно разветвлена; находится в клетках печени и в клетках мышечной ткани.

Крахмал и гликоген – основные резервные углеводы. При их гидролизе образуется глюкоза, необходима для процессов жизнедеятельности.

3. Клетчатка (целлюлоза) – линейный неразветвлённый полимер, образованный остатками B-D-глюкозы и соединенных водородными связями, входит в состав оболочек растительных клеток(целлюлозы сод.26-40%).У большинства животных и человека целлюлоза не усваивается т.к. отсутствует фермент целлюлаза. Однако целлюлозные волокна придают пище объемность и грубую консистенцию, стимулируют перистальтику кишечника.

Функции:

q строительная (структурная) – целлюлоза, хитин, хрящи, сухожилия и связки. Моносахариды – основа для синтеза полисахаридов, нуклеиновых кислот и др.

q энергетическая - основной источник энергии в клетке: при окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии.

q запасающая - крахмал (в растительных клетках) и гликоген (в клетках животных) откладываются в виде включений.

q защитная – входят в состав слизи и предохраняют стенки полых органов.

Липиды и липоиды. Липиды - сложные эфиры высших карбоновых кислот и ряда спиртов. Наиболее известны – жиры. Молекула жира образована молекулой трехатомного спирта глицерола и присоединенными к ней эфирными связями тремя молекулами высших карбоновых кислот. Жиры наз. триацилглицеролами. Атомы углерода в молекулах высших карбоновых кислот могут соединяться друг с другом как простыми, так и двойными связями, в первом случае такие кислоты наз. предельными, или насыщенными (пальмитиновая, стеариновая, арахиновая; во втором - непредельными, или ненасыщенными (олеиновая, линолевая, линоленовая).

Растительные жиры (масла) содержат остатки ненасыщенных (содержат кратные связи) жирных кислот, поэтому они легко плавятся.

Животные жиры - остатки насыщенных жирных кислот (не содержат кратных связей). Эти соединения нерастворимы в воде (гидрофобны), но растворимы в органических растворителях (спирт, бензин, бензол, эфир).

В организме животных, живущих в холодном климате, например у рыб арктических морей, содержится больше ненасыщенных триацилглицеролов, чем у обитателей южных широт(их тело гибкое и при низких температурах).

К липидам также относятся:

1. фосфолипиды, у которых одна из крайних цепей высших карбоновых кислот триацилглицерола замещена на фосфатную группу.Фосфолипиды – амфифильные соединения, т.е. имеют полярные головки(гидрофильны) и неполярные хвосты(гидрофобны).

2. воски – сложные эфиры одноатомных высокомолекулярных спиртов и высших карбоновых кислот;

3.стероиды – построены на основе спирта холестерола.Наиболее распространены в природе – стеролы(желяные кислоты, холестерол, половые гормоны, витамин D и др.) – плохо растворимы в воде и не содержат высших карбоновых кислот.

К стеролам близки терпены (гиббереллины, каротиноиды, камфора, ментол идр.).

Липиды образуют сложные комплексы с белками (липопротеиды), углеводами (гликолипиды), остатками фосфорной кислоты (фосфолипиды) и др.

Содержание жиров в клетке колеблется от 5 до 15% массы сухого вещества, а в клетках подкожной жировой клетчатки - до 90%.Из всех биомолекул липиды обладают наименьшей относительной молекулярной массой.

Функции:

q Строительная - фосфолипиды образуют основу всех элементарных мембран клеток.В состав мембран входят также стеролы, гликолипиды.

q Энергетическая - при полном расщеплении 1 г жира высвобождается 38,9 кДж энергии.

q Защитная – жировые прослойки предохраняют внутренние органы от повреждений.

q Терморегуляционная (плохо проводят тепло) – подкожный жир теплокровных

q Запасающая – жировая клетчатка, капли жира внутри клетки, «жировое тело» насекомых.

q Источник эндогенной воды. Из 1 л жира образуется 1,1 л воды.

q Являются предшественниками в биосинтезе половых гормонов.

q Смазывающая и водоотталкивающая. Воски покрывают кожу, шерсть, перья, листья, плоды.

q Регуляторная. Многие гормоны явл. производными холестерола, например половые (тестостерон у мужчин и прогестерон у женщин) и кортикостероиды (альдостерон);

витамин D – в обмене кальция и фосфора; желчные кислоты участвуют в эмульгировании жиров и всасывании высших карбоновых кислот.

11.[Белки, их строение и функции. Ферменты, их роль в процессах жизне­деятельности.

Белки содержание - 10-18% от общей массы клетки (50-80% от сухой массы). Молекулярная масса белков - от десятков тысяч до многих миллионов единиц.

Белки - это биополимеры (гетерополимеры), мономерами которых являются аминокислоты. Во всех живых организмах встречается около 200 аминокислот, но только 20 из них входят в состав белков.Это основные, или белокобразующие (протеиногенные) аминокислоты. Основные аминокислоты бывают:

1.неполярные (аланин, метионин, валин, пролин, лейцин, изолейцин, триптофан, фенилаланин);

2.полярные незаряженные (аспарагин, глутамин, серин, глицин, тирозин, треонин, цистеин);

3. полярные заряженные (аргинин, гистидин, лизин – заряженные положительно; аспарагиновая и глутаминовая кислоты – отрицательно).

У растений все аминокислоты синтезируются из первичных продуктов ф.с.

У человека и животных некоторые А.К .(незаменимые) не могут синтезироваться в организме и должны поступать в готовом виде с пищей (лизин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин; для детей также явл. аргинин, гистидин.

Аминокислота (амфотерное соединение) состоит из углеводородного радикала, соединенного с карбоксильной группой, имеющей кислотные свойства (- СООН), и аминогруппой (- NН₂), обладающей основными свойствами. Аминокислоты: 1.нейтральные (одна карбоксильная и одна аминогруппа ); 2. основные (более чем одна аминогруппа); 3. кислые (более чем одна карбоксильная группа).

Пептиды (олигопептиды, полипептиды) – соединение аминокислот пептидными связями (между С0-NH). Пептиды играют важную роль в организме (гормоны, антибиотики, токсины).

Олигопептиды – окситоцин, вазопрессин, брадикинин (пептид боли), некоторые опиаты («естественные наркотики») – выполняют функцию обезболивания; некоторые антибиотики (грамицидин S)/

Полипептиды – гормоны (инсулин, адренокортикотропный), антибиотики (грамицидин А), токсины (дифтерийный токсин).

Несмотря на это, разнообразие белковых молекул огромно. Они различаются по величине, структуре и функциям, которые определяются количеством и порядком расположения аминокислот.

Помимо простых белков (состоящих только из АК –аьбумин крови, фибрин, трипсин и др.) имеются и сложные (иммуноглобулины, гемоглобин, большинство ферментов), представляющие собой соединения белков с углеводами (гликопротеиды), жирами (липопротеиды) и нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды).

Уровни структурной организации белков:

v Первичная структура – линейное соединение аминокислот в полипептиде, поддерживается пептидными связями. От первичной структуры зависят все свойства и функции белков. Первичная структура специфична для каждого белка и определяется генетической информацией.

v Вторичная структура – закручивание полипептидной цепи в спираль, поддерживается водородными связями (a-спираль), она характерна для белка кератина (в составе волос, шерсти, когтей, перьев, рогов, наружного слоя кожи позвоночных), а также миозина, фибриногена, коллагена; или сложены в гармошку (b-слои), характерные для белка фиброина в составе шелкового волокна.

v Третичная структура – пространственная укладка белковой спирали в трехмерную глобулу, поддерживается дисульфидными, водородными, ионными связями и сольватными оболочками.

v Четвертичная структура – соединение нескольких белковых глобул, поддерживается различными связями(гидрофобные, водородные, ионные). Она характерна для гемоглобина (состоит из 4 белковых субъединиц и небелковой части – гемма).

Утрата белков своей структурной организации называется денатурацией. Если под действием денатурирующего фактора не затрагивается первичная структура, то при возвращении белковых молекул в нормальные условия среды их структура полностью восстанавливается, т.е. происходит ренатурация. При необратимой денатурации (разрушении первичной структуры) белки теряют свои свойства. Обратимая денатурация лежит в основе раздражимости.

Свойства белков:

· видовая специфичность

· растворимость и нерастворимость

· способность переходить из состояния золя в состояние гель

· денатурация и ренатурация

· сократимость и несократимость

· химическая активность и неактивность

Функции:

v строительная( структурная) – входят в состав мембран, органелл, хрящей, сухожилий, волос, ногтей, когтей, рогов, копыт, паутины, перьев птиц;

v каталитическая (ферментативная);

v транспортная (албумины крови транспортируют жирные кислоты, глобулины – ионы металлов и гормоны, гемоглобин – кислород и углекислый газ);

v двигательная (сократительная) – актин и миозин; белки ресничек и жгутиков;

v защитная - иммуноглобулины (антитела крови), фибриноген и тромбин;