Клеточная теория, история и современное состояние, ее значение для биологии и медицины

Фазу  миграции можно расценить как  рекапитуляцию свободного образа жизни предковых форм. Она имеет большое медицинское значение в связи с тем, что в этот момент наступает особенно сильная интоксикация и аллергизация организма хозяина. Поэтому на начальных этапах инвазии паразитами этой группы у человека возможны аллергические реакции, кровоизлияния в легких и пневмонии. Позже возникают симптомы, связанные с локализацией паразитов в тонком кишечнике.

Кривоголовка двенадцатиперстной кишки Ankylostoma duodenale  Кривоголовка имеет в ротовой полости четыре хитиновых зуба.

Жизненный цикл анкилостомид своеобразен и свидетельствует о тесной связи их со свободноживущими предковыми формами. Яйца, попадающие в почву, быстро развиваются, и из них вскоре выходят личинки, которые, дважды линяя, через несколько месяцев становятся инвазионными и могут попадать в организм человека либо с загрязненными почвой овощами и фруктами, либо за счет активного внедрения через кожу.

Эта особенность  обеспечивает возможность существования  подземных очагов анкилостомидозов в шахтах, находящихся в зонах  умеренного пояса. Основным условием возникновения  таких очагов является высокая влажность  грунта и загрязненность его фекалиями. Попав в кровь, личинки проделывают по сосудам путь, характерный для всех видов гельминтов этой группы. Окончательная локализация — двенадцатиперстная кишка, к ворсинкам которой они прикрепляются ротовыми капсулами, повреждая их и питаясь кровью и клетками слизистой оболочки.

Круглые черви.

Тип включает более 15 тыс. видов  круглых червей. Свободноживущие  представители обитают на дне водоемов и в почве. Многие виды являются паразитами животных, человека и растений. Размеры тела большинства видов свободноживущих червей небольшие, даже микроскопические, а среди паразитов есть гиганты, достигающие в длину 8 м (паразит китов).

Характерные черты организации  типа следующие:

1. Тело тонкое, цилиндрическое, вытянутое в длину и заостренное на концах. На поперечном срезе оно круглое (что дало название типу).
2. Кожно-мускульный мешок состоит из наружной многослойной не имеющей клеточного строения кутикулы, расположенного под ней однослойного эпителия и слоя продольных мышечных волокон, благодаря сокращениям которых тело может змеевидно изгибаться.
3. Полость тела —первичная, заполненная жидкостью, находящейся под большим, чем атмосферное, давлением. Полостная жидкость придает телу упругость и благодаря этому выполняет роль гидроскелета. Она также обеспечивает транспорт питательных веществ и продуктов жизнедеятельности.
4. Впервые в животном мире пищеварительная система представлена сквозном пищеварительной трубкой, подразделенной на три отдела — переднюю, среднюю и заднюю кишки. Передний отдел начинается ротовым отверстием, ведущим в ротовую полость и глотку, способную работать как насос. Глотка отделена от средней кишки клапаном. В средней кишке пища переваривается и всасывается. За средней кишкой следует эктодермальная задняя кишка, открывающаяся на брюшной стороне тела, анальным отверстием.
5. Выделительная система представлена парой боковых продольных каналов, сливающихся под глоткой в один проток и открывающийся на брюшной стороне тела выделительным отверстием. Конечные продукты жизнедеятельности накапливаются в полостной жидкости, а из нее поступают в выделительные каналы.
6. Нервная система представлена кольцевым окологлоточным ганглием и отходящими от него несколькими продольными нервными стволами, соединенными между собой полукольцевыми нервными перемычками. Имеются органы вкуса, осязания, а у свободноживущих круглых червей есть светочувствительные глазки.
7. Круглые черви —раздельнополые животные, размножающиеся только половым способом. У аскариды самцы и самки внешне различимы (половой диморфизм). Половая система имеет трубчатое строение: у самки — парные яичники, яйцеводы, матки и непарное влагалище, у самца — непарный семенник, семяпровод, семяизвергательный канал, совокупительный аппарат. Оплодотворение внутреннее, развитие обычно проходит с неполным превращением (со стадией личинки).

Аскарида человеческая

Аскарида человеческая (Ascaris lumbricoides). Вызывает заболевание аскаридоз.

Крупный червь, беловато-розового цвета. Самка достигает 20—40 см в  длину, самец— 15—20см. Тело веретеновидное. Ротовое отверстие окружено тремя  кутикулярными губами — дорсальной и двумя вентральными. Кишечник в виде прямой трубки. У оплодотворенной самки на границе передней и средней трети тела имеется кольцевое углубление перетяжка. Яйца крупные, овальной или округлой формы, покрыты тремя оболочками. Наружная имеет бугристую поверхность, при нахождении в кишечнике окрашивается пигментами фекалий в бурый цвет, средняя — глянцевитая, внутренняя — волокнистая.

Локализуется в тонком кишечнике.

Географическое распространение. По распространенности аскаридоз уступает только энтеробиоэу. Встречается по всему земному шару, за исключением Арктики и засушливых районов (пустынь и полупустынь).

Паразитирует только у человек» Геогельминт. Оплодотворенная самка откладывает яйца в тонко кишечнике (до 240 000 в сутки). Для дальнейшего развития яйца обязательно должны попасть во внешнюю среду, в кишечнике развито не происходит из-за отсутствия кислорода. В почве при оптимально влажности и температуре 21—25°С в яйце через 21—24 сут развиваете подвижная личинка. При более низкой или высокой температуре срок развития меняются. В отличие от взрослых форм личинка являете аэробом и нуждается в кислороде. Из почвы яйца содержащими внутри подвижными личинками могут попадать с овощами, фруктам или водой в кишечный тракт человека. Проглоченное яйцо проходит кишечник, где оболочка яйца растворяется и из него выходит личинка Она проникает сквозь стенку кишечника, попадает в кровеносные сосуды и мигрирует по организму. Вместе с током крови личина попадает в печень, затем в правое сердце, легочную артерию капилляры легочных альвеол. Начиная с этого момент личинка переходит к активному передвижению. Она пробуравливает стенку капилляров, проникает в полость альвеол, в бронхиолы, трахею и, наконец, в глотку. Отсюда личинки вторично заглатываются вместе со слюной и снова попадают в кишечник, где превращаются в половозрелые формы.

В обшей сложности миграция продолжается около двух  недель. Превращение во взрослую форму происходит в течение70—75 сут. Сред. жизни взрослых особей составляет 10—12 мес. Нижний порог температуры, при котором возможно развитие яиц аскариды — около 12— 13°С, верхний — около 36^СС. При температуре ниже минимальной яйца аскарид, не развиваясь, могут сохранить жизнеспособность и, набирая в теплые сезоны так называемую «сумму тепла», достигать инвазионной стадии. Ряд исследователей считают, что человек может заражаться яйцами свиной аскариды, морфологически не отличимой от человеческой, при этом возможна миграция личиночных стадий, но половозрелые формы не образуются.

Личиночная и половозрелая формы обладают неодинаковым патогенным действием. Личиночные стадии вызывают сенсибилизацию (аллергические реакции) организма белковыми продуктами обмена и поражение ткани печени и, прежде всего, легких. В легочной ткани при миграционном аскаридозе наблюдаются множественные очаги кровоизлияний и воспаления (пневмония). При интенсивной инвазии процесс может захватывать целые доли легких. Экспериментально установлено, что заражение животных большой дозой яиц приводит к смерти от пневмонии на 6—10-е сутки. Длительность заболевания и тяжесть симптомов варьирует в зависимости от степени инвазии. При незначительной степени заражения воспалительный процесс в легких прекращается без осложнений. Кроме того, мигрирующие личинки аскарид при проникновении в альвеолы нарушают целостность последних, открывая тем самым «ворота» бактериям и вирусам.

Действие на организм половозрелых форм разнообразно. Основную роль играет интоксикация организма токсическими продуктами жизнедеятельности гельминтов, в результате чего возникают нарушения со стороны пищеварительной, нервной, половой систем и др. Иногда наблюдаются тяжелые осложнения, требующие экстренного хирургического вмешательства: закупорка просвета кишечника клубком аскарид, спастическая непроходимость кишечника (иногда при наличии всего одной аскариды), закупорка желчных протоков при заползании аскарид и т. д. Описаны случаи обнаружения аскарид в лобных пазухах, полости среднего уха, гортани и других атипичных местах локализации паразита.

В зависимости от локализации  и степени инвазии симптоматика аскаридоза может варьировать от незначительных проявлений до летального исхода.

Обнаружение яиц в фекалиях. Профилактика: личная — соблюдение правил личной гигиены: мытье рук, овощей, фруктов, употребление кипяченой воды; общественная — санитарно-просветительная работа; массовая дегельминтизация населения с последующим уничтожением паразитов; обезвреживание фекалий, используемых как удобрение путем компостирования; охрана среды от загрязнения (устройство канализации, водопровода).

Для яиц аскарид характерна высокая устойчивость к воздействию  факторов внешней среды. Они могут  перезимовывать и сохраняться в  загрязненной почве в течение 5—6 пет. В компостных кучах, где температура достигает 45градусов. яйца погибают через 1—2 мес.

Царство-животные, тип-круглые  черви(Nematoda), класс-Chromadorea, отряд-Ascaridida, семейство- Ascarididae, род- Аскарида (Ascaris), вид- человеческая аскарида.

Происхождение жизни  на земле.

В настоящее время ученые выделяют пять научных концепций  возникновения жизни:

1. Возникновение живого  из неживого, подчиняясь определенным физическим и химическим закономерностям - абиотическая концепция;

2. Гипотеза «голобиоза» - концепция протобионта либо биода, некоего доклеточного предка, начальных «жизнеспособных» структур;

3. Гипотеза «генобиоза», т.е. поиска генома как реликтового предка всех живых клеточных структур, считая, что конкретно РНК сыграла первостепенную роль в ёе зарождении жизни;

4. Концепция стационарного  состояния жизни - жизнь была  постоянно, начала жизни не  существует;

5. Внеземное происхождение  жизни – жизнь была занесена  на Землю из Космоса (концепция панспермии).

В развитии учений о происхождении  жизни существенное место занимает теория, утверждающая, что все живое  происходит лишь от живого - теория биогенеза. Эту теорию в середине XIX века противопоставляли ненаучным представлениям о самозарождении организмов. Но как теория происхождения жизни биогенез несостоятелен, поскольку принципиально противопоставляет живое неживому, утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни.

Гипотеза Опарина о  возникновении жизни на Земле  опирается на представление о постепенном усложнении химической структуры и морфологического вида предшественников жизни (пробионтов) на пути к живым организмам.

Сильная сторона абиогенетической гипотезы - её эволюционный характер (жизнь  – закономерный этап эволюции материи), возможность экспериментальной  проверки главных положений гипотезы (на коацерватных каплях можно сымитировать доклеточные фазы зарождения жизни). Слабая сторона гипотезы Опарина допускала воспроизводство протоживых структур в отсутствии молекулярных структур генетического кода.

Л.Пастер. Своими опытами он доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.

Идея панспермии была выдвинута  в 1907 году С. Аррениусом и поддерживалась такими крупными учеными, как Э. Хойл, Ч. Викрамсинх, У. Крик, С. Ортель, К. Саган. В 1865 г. немецкий врач Г.Рихтер выдвинул гипотезу космозоев (космических зачатков), в согласовании с которой жизнь является вечной и зачатки, населяющие мировое пространство, могут переноситься с одной планеты на другую. Сходную гипотезу в 1907 г. выдвинул шведский естествоиспытатель С.Аррениус, предположив, что во Вселенной постоянно есть зародыши жизни. Он описывал, как с населенных другими существами планет уходят в мировое пространство частички вещества, пылинки и живые споры микроорганизмов. Они сохраняют свою жизнеспособность, летая в пространстве Вселенной за счет светового давления. Попадая на планету с подходящими условиями для жизни, они начинают новенькую жизнь на данной планете. Эту гипотезу поддерживали многие, в т.ч. российские ученые С. П. Костычев, Л.С. Берг.

В конце 60-х годов вновь  возник интерес к гипотезам панспермии. При исследовании вещества метеоритов и комет были обнаружены многие «предшественники живого» - органические соединения, синильная кислота, вода, формальдегид, цианогены. Формальдегид, в частности, найден в 60% случаев в 22 исследованных областях, облака с его концентрацией приблизительно 1000 молекул в кубическом сантиметре заполняют обширные пространства. В 1975 г. предшественники аминокислот найдены в лунном грунте и метеоритах.

Отдельные группы земных микроорганизмов, примитивных грибов, дрожжей и  водорослей могут не только выжить, но и размножаться в условиях, существующих в криосфере и на поверхности Марса или в океанах Европы. И все же, несмотря на космическую распространенность органических веществ, гипотеза панспермии до сих пор не получила материального подтверждения, хотя массовая печать неоднократно в форме сенсаций сообщала об обнаружении в метеоритах окаменелостей микроорганизмов. Главным недостатком этой гипотезы является то, что перенос места возникновения земной жизни с поверхности Земли в глубины Вселенной не решает вопроса о происхождении жизни из неживой материи.

Концепция стационарного  состояния жизни. По мнению В.И. Вернадского, необходимо говорить об извечности жизни  и проявлений её организмов, как  мы говорим об извечности материального  субстрата небесных тел, их тепловых, электрических, магнитных параметров и их проявлений. Далек от научных исканий вопрос о начале жизни, как и вопрос о начале материи, теплоты, электроэнергии, магнетизма, движения. Все живое вышло от живого (принцип Реди). Примитивные одноклеточные организмы могли появиться лишь в биосфере Земли, а шире, в биосфере Вселенной. По мнению Вернадского, естественные науки построены на предположении, что жизнь с её особыми свойствами не играет никакой роли в жизни Вселенной. Но биосферу необходимо брать как целое, как единый живой космический организм (тогда и отпадает вопрос о начале живого, о скачке от неживого к живому).

Гипотеза «голобиоза» касается прообраза доклеточного предка и его способностей. Есть разные формы доклеточного предка – «биоид», «биомонада», «микросфера». Согласно биохимику П. Деккера, структурную базу «биоида» составляют «жизнеподобные» неравновесные диссипативные (от лат. «dissipate») структуры, т.е. открытые микросистемы с ферментативным аппаратом, катализирующим метаболизм биоида. Эта гипотеза трактует активность доклеточного предка в обменно-метаболическом духе. В рамках гипотезы «голобиоза» конструировали биохимики С.Фокс и К.Дозе свои биополимеры, способные к метаболизму – комплексному белковому синтезу. Основной недостаток данной гипотезы – отсутствие генетической системы при таком синтезе. Отсюда - следует отдать предпочтение «молекулярному прародителю» всякого живого, а не первичной протоклеточной структуре.