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Vorlesungsunterlagen, Spickzettel
Allgemeine Biologie. Vorlesungsskript: kurz das Wichtigste
Verzeichnis / Vorlesungsunterlagen, Spickzettel Inhaltsverzeichnis
VORTRAG Nr. 1. Einführung 1. Zelltheorie (CT) Hintergrund der Zelltheorie Voraussetzungen für die Entstehung der Zelltheorie waren die Erfindung und Verbesserung des Mikroskops und die Entdeckung der Zellen (1665, R. Hooke – beim Studium eines Abschnitts der Rinde eines Korkbaums, Holunders usw.). Die Arbeiten berühmter Mikroskopiker: M. Malpighi, N. Grew, A. van Leeuwenhoek – ermöglichten den Blick auf die Zellen pflanzlicher Organismen. A. van Leeuwenhoek entdeckte einzellige Organismen im Wasser. Zunächst wurde der Zellkern untersucht. R. Brown beschrieb den Kern einer Pflanzenzelle. Ya. E. Purkine führte das Konzept des Protoplasmas ein – flüssiger gelatineartiger Zellinhalt. Der deutsche Botaniker M. Schleiden kam als erster zu dem Schluss, dass jede Zelle einen Zellkern hat. Als Begründer der CT gilt der deutsche Biologe T. Schwann (gemeinsam mit M. Schleiden), der 1839 das Werk „Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in Bau und Wachstum von Tieren und Pflanzen“ veröffentlichte. Seine Bestimmungen: 1) Zelle - die Hauptstruktureinheit aller lebenden Organismen (sowohl Tiere als auch Pflanzen); 2) wenn in irgendeiner Formation ein Kern vorhanden ist, der unter einem Mikroskop sichtbar ist, dann kann er als Zelle betrachtet werden; 3) Der Prozess der Bildung neuer Zellen bestimmt das Wachstum, die Entwicklung und die Differenzierung von Pflanzen- und Tierzellen. Ergänzungen zur Zelltheorie wurden von dem deutschen Wissenschaftler R. Virchow vorgenommen, der 1858 sein Werk "Cellular Pathology" veröffentlichte. Er bewies, dass Tochterzellen durch Teilung von Mutterzellen entstehen: jede Zelle aus einer Zelle. Ende des XNUMX. Jahrhunderts. Mitochondrien, der Golgi-Komplex und Plastiden wurden in Pflanzenzellen gefunden. Chromosomen wurden nachgewiesen, nachdem sich teilende Zellen mit speziellen Farbstoffen angefärbt wurden. Moderne Bestimmungen von CT 1. Zelle - die Grundeinheit der Struktur und Entwicklung aller lebenden Organismen, ist die kleinste strukturelle Einheit des Lebendigen. 2. Zellen aller Organismen (sowohl einzellige als auch mehrzellige) sind in chemischer Zusammensetzung, Struktur, grundlegenden Manifestationen des Stoffwechsels und der Vitalaktivität ähnlich. 3. Die Reproduktion von Zellen erfolgt durch ihre Teilung (jede neue Zelle wird während der Teilung der Mutterzelle gebildet); In komplexen vielzelligen Organismen haben Zellen unterschiedliche Formen und sind entsprechend ihrer Funktionen spezialisiert. Ähnliche Zellen bilden Gewebe; Gewebe bestehen aus Organen, die Organsysteme bilden, sie sind eng miteinander verbunden und unterliegen nervösen und humoralen Regulationsmechanismen (in höheren Organismen). Bedeutung der Zelltheorie Es wurde deutlich, dass die Zelle der wichtigste Bestandteil lebender Organismen, ihr wichtigster morphophysiologischer Bestandteil, ist. Eine Zelle ist die Basis eines vielzelligen Organismus, der Ort, an dem biochemische und physiologische Prozesse im Körper ablaufen. Alle biologischen Prozesse laufen letztlich auf zellulärer Ebene ab. Die Zelltheorie ließ den Schluss zu, dass die chemische Zusammensetzung aller Zellen und der allgemeine Plan ihrer Struktur ähnlich sind, was die phylogenetische Einheit der gesamten Lebewelt bestätigt. 2. Definition des Lebens auf der gegenwärtigen Stufe der Entwicklung der Wissenschaft Angesichts der großen Vielfalt seiner Erscheinungsformen ist es ziemlich schwierig, den Begriff des Lebens vollständig und eindeutig zu definieren. Die meisten Definitionen des Lebensbegriffs, die im Laufe der Jahrhunderte von vielen Wissenschaftlern und Denkern gegeben wurden, berücksichtigten die wichtigsten Eigenschaften, die das Lebende vom Nichtlebenden unterscheiden. Aristoteles sagte beispielsweise, dass das Leben die „Ernährung, das Wachstum und die Altersschwäche“ des Körpers sei; A. L. Lavoisier definierte Leben als „chemische Funktion“; G. R. Treviranus glaubte, dass das Leben „eine stabile Gleichmäßigkeit von Prozessen mit unterschiedlichen äußeren Einflüssen“ sei. Es ist klar, dass solche Definitionen die Wissenschaftler nicht zufriedenstellen konnten, da sie nicht alle Eigenschaften lebender Materie widerspiegelten (und widerspiegeln konnten). Darüber hinaus deuten Beobachtungen darauf hin, dass die Eigenschaften der Lebenden nicht außergewöhnlich und einzigartig sind, wie es früher schien, sondern dass sie separat unter unbelebten Objekten zu finden sind. A. I. Oparin definierte Leben als „eine besondere, sehr komplexe Form der Bewegung der Materie“. Diese Definition spiegelt die qualitative Einzigartigkeit des Lebens wider, die sich nicht auf einfache chemische oder physikalische Gesetze reduzieren lässt. Allerdings ist die Definition auch in diesem Fall allgemeiner Natur und lässt die spezifische Einzigartigkeit dieser Bewegung nicht erkennen. F. Engels schrieb in „Dialektik der Natur“: „Das Leben ist eine Existenzweise von Eiweißkörpern, deren wesentlicher Punkt der Stoff- und Energieaustausch mit der Umwelt ist.“ Für die praktische Anwendung sind diejenigen Definitionen nützlich, die die grundlegenden Eigenschaften enthalten, die allen Lebewesen notwendigerweise innewohnen. Hier ist eine davon: Das Leben ist ein makromolekulares offenes System, das durch eine hierarchische Organisation, die Fähigkeit zur Selbstreproduktion, Selbsterhaltung und Selbstregulierung, Stoffwechsel und einen fein regulierten Energiefluss gekennzeichnet ist. Nach dieser Definition ist das Leben ein Kern der Ordnung, der sich in einem weniger geordneten Universum ausbreitet. Leben existiert in Form offener Systeme. Das bedeutet, dass jede Lebensform nicht nur in sich geschlossen ist, sondern ständig Materie, Energie und Informationen mit der Umwelt austauscht. 3. Grundlegende Eigenschaften lebender Materie Diese Eigenschaften in einem Komplex charakterisieren jedes lebende System und das Leben im Allgemeinen: 1) selbstaktualisierend. Verbunden mit dem Fluss von Materie und Energie. Grundlage des Stoffwechsels sind ausgewogene und klar miteinander verbundene Prozesse der Assimilation (Anabolismus, Synthese, Bildung neuer Substanzen) und Dissimilation (Katabolismus, Abbau). Durch die Assimilation werden die Körperstrukturen aktualisiert und neue Teile (Zellen, Gewebe, Organteile) gebildet. Die Dissimilation bestimmt den Abbau organischer Verbindungen, versorgt die Zelle mit plastischer Materie und Energie. Für die Bildung eines neuen ist ein ständiger Zufluss notwendiger Substanzen von außen erforderlich, und im Prozess des Lebens (und insbesondere der Dissimilation) werden Produkte gebildet, die in die äußere Umgebung gebracht werden müssen; 2) Selbstreproduktion. Bietet Kontinuität zwischen aufeinanderfolgenden Generationen biologischer Systeme. Diese Eigenschaft ist mit den in die Struktur von Nukleinsäuren eingebetteten Informationsflüssen verbunden. Dabei werden lebendige Strukturen ständig reproduziert und aktualisiert, ohne ihre Ähnlichkeit mit früheren Generationen zu verlieren (trotz ständiger Erneuerung der Materie). Nukleinsäuren sind in der Lage, Erbinformationen zu speichern, zu übertragen und zu reproduzieren sowie durch Proteinsynthese zu realisieren. Auf der DNA gespeicherte Informationen werden mit Hilfe von RNA-Molekülen auf ein Proteinmolekül übertragen; 3) Selbstregulierung. Es basiert auf einer Reihe von Materie-, Energie- und Informationsflüssen durch einen lebenden Organismus; 4) Reizbarkeit. Ist mit der Übertragung von Informationen von außen an ein biologisches System verbunden und spiegelt die Reaktion dieses Systems auf einen äußeren Reiz wider. Dank der Reizbarkeit sind Lebewesen in der Lage, selektiv auf Umweltbedingungen zu reagieren und ihr nur das zu entziehen, was für ihre Existenz notwendig ist. Reizbarkeit ist mit der Selbstregulation lebender Systeme nach dem Rückkopplungsprinzip verbunden: Abfallprodukte können hemmend oder stimulierend auf jene Enzyme wirken, die am Anfang einer langen Kette chemischer Reaktionen standen; 5) Aufrechterhaltung der Homöostase (von gr. homoios – „ähnlich, identisch“ und stasis – „Unbeweglichkeit, Zustand“) – der relativen dynamischen Konstanz der inneren Umgebung des Körpers, der physikalisch-chemischen Parameter der Existenz des Systems; 6) strukturelle Organisation – eine gewisse Ordnung, Harmonie eines lebenden Systems. Es wird bei der Untersuchung nicht nur einzelner lebender Organismen, sondern auch ihrer Aggregate im Zusammenhang mit der Umwelt – Biogeozänosen – entdeckt; 7) Anpassung - die Fähigkeit eines lebenden Organismus, sich ständig an sich ändernde Existenzbedingungen in der Umwelt anzupassen. Es basiert auf Reizbarkeit und ihren charakteristischen angemessenen Reaktionen; 8) Reproduktion (Reproduktion). Da das Leben in Form getrennter (diskreter) lebender Systeme (z. B. Zellen) existiert und die Existenz jedes solchen Systems zeitlich streng begrenzt ist, ist die Aufrechterhaltung des Lebens auf der Erde mit der Reproduktion lebender Systeme verbunden. Auf molekularer Ebene erfolgt die Reproduktion aufgrund der Matrixsynthese, neue Moleküle werden gemäß dem Programm gebildet, das in der Struktur (Matrix) bereits vorhandener Moleküle festgelegt ist; 9) Vererbung. Bietet Kontinuität zwischen Generationen von Organismen (basierend auf Informationsflüssen). Es ist eng mit der Autoreproduktion des Lebens auf molekularer, subzellulärer und zellulärer Ebene verbunden. Aufgrund der Vererbung werden Merkmale von Generation zu Generation weitergegeben, die eine Anpassung an die Umwelt ermöglichen; 10) Variabilität ist eine Eigenschaft, die der Vererbung entgegengesetzt ist. Durch die Variabilität erhält ein lebendes System Eigenschaften, die ihm vorher ungewohnt waren. Variabilität ist zunächst mit Fehlern in der Reproduktion verbunden: Veränderungen in der Struktur von Nukleinsäuren führen zur Entstehung neuer Erbinformationen. Neue Zeichen und Eigenschaften erscheinen. Wenn sie für einen Organismus in einem bestimmten Lebensraum nützlich sind, werden sie durch natürliche Selektion aufgenommen und fixiert. Neue Formen und Typen werden erstellt. Variabilität schafft also Voraussetzungen für Speziation und Evolution; 11) individuelle Entwicklung (der Prozess der Ontogenese) - die Verkörperung der anfänglichen genetischen Information, die in die Struktur von DNA-Molekülen (d. h. in den Genotyp) in die Arbeitsstrukturen des Körpers eingebettet ist. Während dieses Prozesses manifestiert sich eine Eigenschaft wie die Fähigkeit zu wachsen, die sich in einer Zunahme des Körpergewichts und der Körpergröße ausdrückt. Dieser Prozess basiert auf der Reproduktion von Molekülen, der Reproduktion, dem Wachstum und der Differenzierung von Zellen und anderen Strukturen usw.; 12) phylogenetische Entwicklung (ihre Muster wurden von C. R. Darwin aufgestellt). Basierend auf fortschreitender Reproduktion, Vererbung, Existenzkampf und Selektion. Als Ergebnis der Evolution erschien eine große Anzahl von Arten. Die fortschreitende Evolution hat eine Reihe von Stadien durchlaufen. Dies sind präzelluläre, einzellige und mehrzellige Organismen bis hin zum Menschen. Gleichzeitig wiederholt die menschliche Ontogenese die Phylogenese (d. h. die individuelle Entwicklung durchläuft die gleichen Stadien wie der Evolutionsprozess); 13) Diskretion (Diskontinuität) und gleichzeitig Integrität. Das Leben wird durch eine Ansammlung einzelner Organismen oder Individuen dargestellt. Jeder Organismus wiederum ist ebenfalls eigenständig, da er aus einer Reihe von Organen, Geweben und Zellen besteht. Jede Zelle besteht aus Organellen, ist aber gleichzeitig autonom. Erbinformationen werden von Genen übertragen, aber kein einzelnes Gen allein kann die Entwicklung eines bestimmten Merkmals bestimmen. 4. Ebenen der Lebensorganisation Die belebte Natur ist ein integrales, aber heterogenes System, das durch eine hierarchische Organisation gekennzeichnet ist. Ein hierarchisches System ist ein solches System, in dem die Teile (oder Elemente des Ganzen) in der Reihenfolge vom höchsten zum niedrigsten angeordnet sind. Das hierarchische Organisationsprinzip ermöglicht es, einzelne Ebenen in der belebten Natur herauszuheben, was sehr praktisch ist, wenn man das Leben als komplexes Naturphänomen studiert. Es gibt drei Hauptstadien des Lebens: Mikrosysteme, Mesosysteme und Makrosysteme. Mikrosysteme (Präorganismusstadium) umfassen molekulare (molekulargenetische) und subzelluläre Ebenen. Mesosysteme (Organismusstadium) umfassen zelluläre, Gewebe-, Organ-, systemische, organismische (Organismus als Ganzes) oder ontogenetische Ebenen. Makrosysteme (supraorganische Stufe) umfassen Populationsarten, biozönotische und globale Ebenen (die Biosphäre als Ganzes). Auf jeder Ebene kann man eine elementare Einheit und ein Phänomen herausgreifen. Eine Elementareinheit (EE) ist eine Struktur (oder ein Objekt), deren regelmäßige Veränderungen (Elementarphänomene, EE) ihren Beitrag zur Entwicklung des Lebens auf einer bestimmten Ebene leisten. Hierarchieebenen: 1) molekulargenetische Ebene. EE wird durch das Genom repräsentiert. Ein Gen ist ein Abschnitt eines DNA-Moleküls (und in einigen Viren ein RNA-Molekül), der für die Bildung eines Merkmals verantwortlich ist. Die in Nukleinsäuren enthaltenen Informationen werden durch Matrixproteinsynthese realisiert; 2) subzelluläre Ebene. EE wird durch eine subzelluläre Struktur repräsentiert, d. h. eine Organelle, die ihre inhärenten Funktionen erfüllt und zur Arbeit der Zelle als Ganzes beiträgt; 3) zelluläre Ebene. Ein EE ist eine Zelle, die ein unabhängig funktionierendes elementares biologisches System darstellt. Nur auf dieser Ebene ist die Umsetzung genetischer Informationen und Biosyntheseprozesse möglich. Bei einzelligen Organismen stimmt diese Ebene mit der Organismenebene überein. EIs sind Reaktionen des Zellstoffwechsels, die die Grundlage für Energie-, Informations- und Materieflüsse bilden; 4) Gewebeebene. Ein Satz von Zellen mit dem gleichen Organisationstyp bildet ein Gewebe (EE). Die Ebene entstand mit dem Aufkommen vielzelliger Organismen mit mehr oder weniger differenzierten Geweben. Das Gewebe funktioniert als Ganzes und hat die Eigenschaften eines Lebewesens; 5) Organebene. Es wird zusammen mit funktionierenden Zellen gebildet, die zu verschiedenen Geweben (EE) gehören. Nur vier Hauptgewebe sind Teil der Organe vielzelliger Organismen, sechs Hauptgewebe bilden die Organe von Pflanzen; 6) organisatorische (ontogenetische) Ebene. EE ist ein Individuum in seiner Entwicklung vom Moment der Geburt bis zum Ende seiner Existenz als lebendes System. EJs sind natürliche Veränderungen im Körper im Prozess der individuellen Entwicklung (Ontogenese). Im Prozess der Ontogenese kommt es unter bestimmten Umweltbedingungen zur Verkörperung erblicher Informationen in biologische Strukturen, d. h. basierend auf dem Genotyp eines Individuums wird dessen Phänotyp gebildet; 7) Populations-Arten-Ebene. EE ist eine Population, d. h. eine Gruppe von Individuen (Organismen) derselben Art, die dasselbe Territorium bewohnen und sich frei kreuzen. Die Population verfügt über einen Genpool, also die Gesamtheit der Genotypen aller Individuen. Die Beeinflussung des Genpools durch elementare evolutionäre Faktoren (Mutationen, Schwankungen in der Individuenzahl, natürliche Selektion) führt zu evolutionär signifikanten Veränderungen (ER); 8) biozönotische (Ökosystem) Ebene. EE - Biozönose, d.h. eine historisch gewachsene stabile Gemeinschaft von Populationen verschiedener Arten, die untereinander und mit der umgebenden unbelebten Natur durch den Austausch von Stoffen, Energie und Informationen (Kreisläufen) verbunden sind, die die EE darstellen; 9) Biosphärenebene (global). EE - die Biosphäre (das Gebiet der Verteilung des Lebens auf der Erde), dh ein einziger planetarer Komplex von Biogeocenosen, die sich in der Artenzusammensetzung und den Eigenschaften des abiotischen (nicht lebenden) Teils unterscheiden. Biogeozänosen bestimmen alle in der Biosphäre ablaufenden Prozesse; 10) nosphärische Ebene. Dieses neue Konzept wurde von Akademiker V. I. Vernadsky formuliert. Er begründete die Doktrin der Noosphäre als die Sphäre des Geistes. Dies ist ein integraler Bestandteil der Biosphäre, die durch menschliche Aktivitäten verändert wird. VORTRAG № 2. Chemische Zusammensetzung lebender Systeme. Die biologische Rolle von Proteinen, Polysacchariden, Lipiden und ATP 1. Überblick über den chemischen Aufbau der Zelle Alle lebenden Systeme enthalten chemische Elemente in verschiedenen Anteilen und daraus aufgebaute chemische Verbindungen, sowohl organische als auch anorganische. Entsprechend dem quantitativen Gehalt in der Zelle werden alle chemischen Elemente in 3 Gruppen eingeteilt: Makro-, Mikro- und Ultramikroelemente. Makronährstoffe machen bis zu 99 % der Zellmasse aus, wovon bis zu 98 % auf 4 Elemente entfallen: Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff. In kleineren Mengen enthalten Zellen Kalium, Natrium, Magnesium, Kalzium, Schwefel, Phosphor und Eisen. Spurenelemente sind überwiegend Metallionen (Kobalt, Kupfer, Zink etc.) und Halogene (Jod, Brom etc.). Sie sind in Mengen von 0,001 % bis 0,000001 % enthalten. Ultramikroelemente. Ihre Konzentration liegt unter 0,000001 %. Dazu gehören Gold, Quecksilber, Selen usw. Eine chemische Verbindung ist ein Stoff, bei dem die Atome eines oder mehrerer chemischer Elemente durch chemische Bindungen miteinander verbunden sind. Chemische Verbindungen sind anorganisch und organisch. Zu den anorganischen Stoffen zählen Wasser und Mineralsalze. Organische Verbindungen sind Verbindungen von Kohlenstoff mit anderen Elementen. Die wichtigsten organischen Verbindungen der Zelle sind Proteine, Fette, Kohlenhydrate und Nukleinsäuren. 2. Biopolymere Proteine Dies sind Polymere, deren Monomere Aminosäuren sind. Sie bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Ein Proteinmolekül kann 4 Ebenen der strukturellen Organisation haben (Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstrukturen). Proteinfunktionen: 1) schützend (Interferon wird während einer Virusinfektion intensiv im Körper synthetisiert); 2) strukturell (Kollagen ist Teil des Gewebes, beteiligt sich an der Narbenbildung); 3) motorisch (Myosin ist an der Muskelkontraktion beteiligt); 4) Ersatz (Eialbumine); 5) Transport (Erythrozyten-Hämoglobin transportiert Nährstoffe und Stoffwechselprodukte); 6) Rezeptor (Rezeptorproteine sorgen für die Erkennung von Substanzen und anderen Zellen durch die Zelle); 7) regulatorisch (regulatorische Proteine bestimmen die Aktivität von Genen); 8) Hormonproteine sind an der humoralen Regulation beteiligt (Insulin reguliert den Blutzuckerspiegel); 9) Enzymproteine katalysieren alle chemischen Reaktionen im Körper; 10) Energie (der Abbau von 1 g Protein setzt 17 kJ Energie frei). Kohlenhydrate Das sind Mono- und Polymere, die Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 1:2:1 enthalten. Funktionen von Kohlenhydraten: 1) Energie (beim Abbau von 1 g Kohlenhydraten werden 17,6 kJ Energie freigesetzt); 2) strukturell (Cellulose, die Teil der Zellwand in Pflanzen ist); 3) Speicherung (Lieferung von Nährstoffen in Form von Stärke bei Pflanzen und Glykogen bei Tieren). Fette Fette (Lipide) können einfach oder komplex sein. Einfache Lipidmoleküle bestehen aus dem dreiwertigen Alkohol Glycerin und drei Fettsäureresten. Komplexe Lipide sind Verbindungen einfacher Lipide mit Proteinen und Kohlenhydraten. Lipidfunktionen: 1) Energie (beim Abbau von 1 g Lipiden werden 38,9 kJ Energie gebildet); 2) strukturell (Phospholipide von Zellmembranen, die eine Lipiddoppelschicht bilden); 3) Speicherung (Nährstoffversorgung im Unterhautgewebe und anderen Organen); 4) schützend (Unterhautgewebe und eine Fettschicht um die inneren Organe schützen sie vor mechanischer Beschädigung); 5) regulatorisch (Hormone und Vitamine, die Lipide enthalten, regulieren den Stoffwechsel); 6) wärmeisolierend (Unterhautgewebe speichert Wärme). ATP Das ATP-Molekül (Adenosintriphosphorsäure) besteht aus der stickstoffhaltigen Base Adenin, dem Zucker Ribose mit fünf Kohlenstoffatomen und drei Phosphorsäureresten, die durch eine hochenergetische Bindung verbunden sind. ATP wird in Mitochondrien durch den Prozess der Phosphorylierung produziert. Bei der Hydrolyse wird eine große Menge Energie freigesetzt. ATP ist das Hauptmakroerg der Zelle – ein Energiespeicher in Form der Energie hochenergetischer chemischer Bindungen. VORTRAG № 3. Nukleinsäuren. Proteinbiosynthese Nukleinsäuren sind phosphorhaltige Biopolymere, deren Monomere Nukleotide sind. Nukleinsäureketten umfassen mehrere zehn bis hundert Millionen Nukleotide. Es gibt zwei Arten von Nukleinsäuren – Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA). Die Nukleotide, aus denen die DNA besteht, enthalten das Kohlenhydrat Desoxyribose, und die Nukleotide, aus denen die RNA besteht, enthalten Ribose. 1. DNS Typischerweise ist DNA eine Helix, die aus zwei komplementären, nach rechts verdrehten Polynukleotidketten besteht. Zu den DNA-Nukleotiden gehören: eine stickstoffhaltige Base, Desoxyribose und ein Phosphorsäurerest. Stickstoffbasen werden in Purin (Adenin und Guanin) und Pyrimidin (Thymin und Cytosin) unterteilt. Zwei Nukleotidketten sind nach dem Komplementaritätsprinzip durch stickstoffhaltige Basen miteinander verbunden: Zwischen Adenin und Thymin entstehen zwei Wasserstoffbrückenbindungen, zwischen Guanin und Cytosin drei. DNA-Funktionen: 1) gewährleistet die Erhaltung und Übertragung genetischer Informationen von Zelle zu Zelle und von Organismus zu Organismus, was mit seiner Replikationsfähigkeit verbunden ist; 2) Regulation aller in der Zelle ablaufenden Prozesse, bereitgestellt durch die Fähigkeit zur Transkription mit anschließender Translation. Der Prozess der Selbstreproduktion (Autoreproduktion) von DNA wird als Replikation bezeichnet. Die Replikation gewährleistet die Vervielfältigung der Erbinformation und deren Weitergabe von Generation zu Generation, die genetische Identität der durch Mitose entstandenen Tochterzellen und die Konstanz der Chromosomenzahl während der mitotischen Zellteilung. Die Replikation erfolgt während der synthetischen Periode der Interphase der Mitose. Das Replikase-Enzym bewegt sich zwischen den beiden Strängen der DNA-Helix und bricht die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den stickstoffhaltigen Basen. Dann werden an jeder der Ketten unter Verwendung des DNA-Polymerase-Enzyms die Nukleotide der Tochterketten gemäß dem Prinzip der Komplementarität vervollständigt. Als Ergebnis der Replikation werden zwei identische DNA-Moleküle gebildet. Die DNA-Menge in einer Zelle verdoppelt sich. Diese Methode der DNA-Verdopplung wird als semikonservativ bezeichnet, da jedes neue DNA-Molekül eine „alte“ und eine neu synthetisierte Polynukleotidkette enthält. 2. RNS RNA ist ein einzelsträngiges Polymer, dessen Monomere Stickstoffbasen von Purin (Adenin, Guanin) und Pyrimidin (Uracil, Cytosin), ein Ribose-Kohlenhydrat und einen Phosphorsäurerest umfassen. Es gibt 3 Arten von RNA: Information, Transport und ribosomal. Boten-RNA (i-RNA) befindet sich im Kern und Zytoplasma der Zelle, hat die längste Polynukleotidkette unter den RNA und erfüllt die Funktion, Erbinformationen vom Zellkern in das Zytoplasma der Zelle zu übertragen. Transfer-RNA (tRNA) kommt auch im Zellkern und Zytoplasma der Zelle vor; ihre Kette weist die komplexeste Struktur auf und ist auch die kürzeste (75 Nukleotide). T-RNA liefert während des Translationsprozesses – der Proteinbiosynthese – Aminosäuren an Ribosomen. Ribosomale RNA (r-RNA) kommt im Nukleolus und in den Ribosomen der Zelle vor und hat eine Kette mittlerer Länge. Alle Arten von RNA werden während der Transkription der entsprechenden DNA-Gene gebildet. 3. Proteinbiosynthese Die Proteinbiosynthese in Eukaryoten erfolgt in mehreren Stufen. 1. Transkription ist der Prozess der Synthese von mRNA auf einer DNA-Matrize. DNA-Ketten im Bereich des aktiven Gens werden von Histonen befreit. Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären stickstoffhaltigen Basen werden aufgebrochen. Das wichtigste Transkriptionsenzym, die RNA-Polymerase, bindet an einen Promotor, einen speziellen Abschnitt der DNA. Die Transkription erfolgt von nur einem (kodogenen) DNA-Strang. Während sich die RNA-Polymerase entlang der kodogenen DNA-Kette bewegt, werden durch das Komplementaritätsprinzip Ribonukleotide zur DNA-Kette hinzugefügt, was zur Bildung unreifer Pro-RNA führt, die sowohl kodierende als auch nichtkodierende Nukleotidsequenzen enthält. 2. Dann erfolgt die Verarbeitung – die Reifung des RNA-Moleküls. Am 5-Ende der mRNA bildet sich eine Region (CEP), über die sie mit dem Ribosom verbunden ist. Ein Gen, also ein DNA-Abschnitt, der für ein Protein kodiert, enthält sowohl kodierende Nukleotidsequenzen – Exons, als auch nichtkodierende – Introns. Bei der Verarbeitung werden Introns herausgeschnitten und Exons zusammengefügt. Infolgedessen befindet sich am 5-Ende der reifen mRNA ein Initiatorcodon, das als erstes in das Ribosom gelangt, gefolgt von Codons, die die Aminosäuren des Polypeptids kodieren, und am 3-Ende befinden sich Terminatorcodons die das Ende der Übersetzung bestimmen. Die Zahlen 3 und 5 geben die entsprechenden Kohlenstoffatome der Ribose an. Ein Codon ist eine Sequenz aus drei Nukleotiden, die eine Aminosäure – ein Triplett – kodiert. Der Leserahmen von Nukleinsäuren umfasst „Wörter“ – Tripletts (Codons), bestehend aus drei „Buchstaben“ – Nukleotiden. Transkription und Verarbeitung finden im Zellkern statt. Die reife mRNA tritt dann durch Poren in der Kernmembran in das Zytoplasma ein, und die Translation beginnt. 3. Translation ist der Prozess der Proteinsynthese auf der Matrix und RNA. Zu Beginn heftet sich die mRNA am 3-Ende an das Ribosom an. T-RNA wird an die Akzeptorstelle der ribosomalen Aminosäuren geliefert, die in Übereinstimmung mit den sie codierenden Codons zu einer Polypeptidkette kombiniert werden. Die wachsende Polypeptidkette bewegt sich zur Donorstelle des Ribosoms, und eine neue t-RNA mit einer Aminosäure kommt zur Akzeptorstelle. Die Translation wird an Terminatorcodons beendet. Genetischer Code Dies ist ein System zur Codierung der Aminosäuresequenz eines Proteins als spezifische Sequenz von Nukleotiden in DNA und RNA. Eine Einheit des genetischen Codes (Codon) ist ein Triplett von Nukleotiden in DNA oder RNA, das für eine Aminosäure kodiert. Insgesamt umfasst der genetische Code 64 Codons, davon 61 codierende und 3 nicht-codierende (Terminator-Codons, die das Ende des Übersetzungsprozesses anzeigen). Terminatorcodons in i-RNA: UAA, UAG, UGA, in DNA: ATT, ATC, ACT. Der Beginn des Translationsprozesses wird durch das Initiatorcodon (AUG, in DNA - TAC) bestimmt, das für die Aminosäure Methionin kodiert. Dieses Codon tritt als erstes in das Ribosom ein. Anschließend wird Methionin, sofern es nicht als erste Aminosäure dieses Proteins bereitgestellt wird, abgespalten. Der genetische Code hat charakteristische Eigenschaften. 1. Universalität – der Code ist für alle Organismen gleich. Dasselbe Triplett (Codon) in jedem Organismus kodiert für dieselbe Aminosäure. 2. Spezifität – jedes Codon kodiert nur für eine Aminosäure. 3. Degeneration – die meisten Aminosäuren können durch mehrere Codons kodiert werden. Die Ausnahme bilden 2 Aminosäuren – Methionin und Tryptophan, die nur eine Codonvariante haben. 4. Zwischen den Genen befinden sich "Interpunktionszeichen" - drei spezielle Tripletts (UAA, UAG, UGA), von denen jedes die Beendigung der Synthese der Polypeptidkette anzeigt. 5. Es gibt keine "Satzzeichen" innerhalb des Gens. VORTRAG Nr. 4. Grundlegende Zellformen 1. Prokaryoten Alle lebenden Organismen auf der Erde werden normalerweise in präzelluläre Formen, die keine typische Zellstruktur haben (dies sind Viren und Bakteriophagen), und zelluläre Formen, die eine typische Zellstruktur haben, unterteilt. Diese Organismen wiederum werden in zwei Kategorien eingeteilt: 1) vornukleäre Prokaryoten, die keinen typischen Zellkern haben. Dazu gehören Bakterien und Blaualgen; 2) nukleare Eukaryoten, die einen typischen wohldefinierten Kern haben. Das sind alles andere Organismen. Prokaryoten entstanden viel früher als Eukaryoten (in der Archaischen Ära). Dies sind sehr kleine Zellen mit einer Größe von 0,1 bis 10 Mikrometern. Manchmal gibt es Riesenzellen bis zu 200 Mikrometer. Eine typische Bakterienzelle ist außen von einer Zellwand umgeben, deren Basis der Stoff Murein (ein Polysaccharid – ein komplexes Kohlenhydrat) ist. Die Zellwand bestimmt die Form der Bakterienzelle. Auf der Zellwand befindet sich eine Schleimkapsel bzw. Schleimschicht, die eine Schutzfunktion übernimmt. Unter der Zellwand befindet sich die Plasmamembran (siehe Aufbau bei Eukaryoten). Die gesamte Zelle im Inneren ist mit Zytoplasma gefüllt, das aus einem flüssigen Teil (Hyaloplasma oder Matrix), Organellen und Einschlüssen besteht. Hyaloplasma ist eine kolloidale Lösung von Biomolekülen, die in zwei Zuständen existieren kann: Sol (unter günstigen Bedingungen) und Gel (unter schlechten Bedingungen, wenn die Dichte des Hyaloplasmas zunimmt). Erbapparat: ein großes "nacktes", ohne schützende Proteine, DNA-Molekül, in einem Ring geschlossen - Nukleoid. Im Hyaloplasma einiger Bakterien gibt es auch kurze zirkuläre DNA-Moleküle, die nicht mit einem Chromosom oder Nukleoid assoziiert sind - Plasmide. In prokaryotischen Zellen gibt es nur wenige Membranorganellen. Es gibt Mesosomen – innere Auswüchse der Plasmamembran, die als funktionelles Äquivalent eukaryontischer Mitochondrien gelten. In autotrophen Prokaryoten – Cyanobakterien und anderen – kommen Lamellen und Lamellome – photosynthetische Membranen – vor. Sie enthalten die Pigmente Chlorophyll und Phycocyanin. Es werden viele nicht membranöse Organellen gefunden. Ribosomen bestehen wie die von Eukaryoten aus zwei Untereinheiten: groß und klein. Sie sind klein und zufällig im Hyaloplasma angeordnet. Ribosomen sind für die Synthese bakterieller Proteine verantwortlich. Einige Bakterien haben Bewegungsorganellen – Flagellen, die aus Mikrofilamenten aufgebaut sind. Bakterien haben Erkennungsorganellen – Pili (Fimbrien), die sich außerhalb der Zelle befinden und dünne haarartige Auswüchse sind. Das Hyaloplasma enthält auch nicht dauerhafte Einschlüsse: Proteinkörner, Fetttropfen, Polysaccharidmoleküle, Salze. 2. Allgemeine Informationen über die eukaryontische Zelle Jede eukaryotische Zelle hat einen separaten Zellkern, der genetisches Material enthält, das durch die Kernmembran von der Matrix abgegrenzt ist (dies ist der Hauptunterschied zu prokaryotischen Zellen). Das genetische Material ist hauptsächlich in Form von Chromosomen konzentriert, die eine komplexe Struktur aufweisen und aus DNA-Strängen und Proteinmolekülen bestehen. Die Zellteilung erfolgt durch Mitose (und bei Keimzellen durch Meiose). Eukaryoten umfassen sowohl einzellige als auch mehrzellige Organismen. Es gibt mehrere Theorien über den Ursprung eukaryotischer Zellen, eine davon ist endosymbiontischer. Eine aerobe Zelle vom bakterienähnlichen Typ drang in die heterotrophe anaerobe Zelle ein, die als Grundlage für die Entstehung von Mitochondrien diente. Spirochätenähnliche Zellen begannen in diese Zellen einzudringen, was zur Bildung von Zentriolen führte. Das Erbmaterial wurde vom Zytoplasma getrennt, ein Zellkern entstand und es kam zu einer Mitose. Einige eukaryotische Zellen wurden von Zellen wie Blaualgen befallen, wodurch Chloroplasten entstanden. So entstand später das Pflanzenreich. Die Größe der Zellen des menschlichen Körpers variiert von 2-7 Mikrometer (für Blutplättchen) bis hin zu gigantischen Größen (bis zu 140 Mikrometer für ein Ei). Die Form der Zellen wird durch die Funktion bestimmt, die sie erfüllen: Nervenzellen sind aufgrund der Vielzahl von Fortsätzen (Axone und Dendriten) sternförmig, Muskelzellen sind verlängert, weil sie sich zusammenziehen müssen, rote Blutkörperchen können bei ihrer Bewegung ihre Form ändern kleine Kapillaren. Der Aufbau eukaryotischer Zellen tierischer und pflanzlicher Organismen ist weitgehend ähnlich. Jede Zelle ist nach außen durch eine Zellmembran oder ein Plasmalemma begrenzt. Es besteht aus einer Zytoplasmamembran und einer Glykokalyxschicht (10–20 nm dick), die sie von außen bedeckt. Die Bestandteile des Glykokelchs sind Komplexe von Polysacchariden mit Proteinen (Glykoproteinen) und Fetten (Glykolipiden). Die Zytoplasmamembran ist ein Komplex aus einer Doppelschicht von Phospholipiden mit Proteinen und Polysacchariden. Die Zelle hat einen Zellkern und ein Zytoplasma. Der Zellkern besteht aus Membran, Kernsaft, Nukleolus und Chromatin. Die Kernhülle besteht aus zwei Membranen, die durch einen Kernraum getrennt sind, und ist von Poren durchzogen. Die Basis des Kernsaftes (Matrix) besteht aus Proteinen: filamentöse oder fibrilläre (Stützfunktion), kugelige, heteronukleare RNA und mRNA (das Ergebnis der Verarbeitung). Der Nukleolus ist die Struktur, in der die Bildung und Reifung von ribosomaler RNA (rRNA) stattfindet. Chromatin in Form von Klumpen ist im Nukleoplasma verstreut und ist eine Zwischenphasenform der Existenz von Chromosomen. Im Zytoplasma werden die Hauptsubstanz (Matrix, Hyaloplasma), Organellen und Einschlüsse isoliert. Organellen können von allgemeiner und besonderer Bedeutung sein (in Zellen, die bestimmte Funktionen erfüllen: Mikrovilli des absorbierenden Darmepithels, Myofibrillen von Muskelzellen usw.). Organellen von allgemeiner Bedeutung - das endoplasmatische Retikulum (glatt und rau), der Golgi-Komplex, Mitochondrien, Ribosomen und Polysomen, Lysosomen, Peroxisomen, Mikrofibrillen und Mikrotubuli, Zentriolen des Zellzentrums. Pflanzenzellen enthalten auch Chloroplasten, in denen die Photosynthese stattfindet. 3. Funktionen und Aufbau der Zytoplasmamembran Die Elementarmembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht im Komplex mit Proteinen (Glykoproteine: Proteine + Kohlenhydrate, Lipoproteine: Fette + Proteine). Zu den Lipiden gehören Phospholipide, Cholesterin, Glykolipide (Kohlenhydrate + Fette) und Lipoproteine. Jedes Fettmolekül hat einen polaren hydrophilen Kopf und einen unpolaren hydrophoben Schwanz. In diesem Fall sind die Moleküle so ausgerichtet, dass die Köpfe nach außen und in das Innere der Zelle zeigen und die unpolaren Schwänze in die Membran selbst zeigen. Dadurch wird eine selektive Durchlässigkeit für in die Zelle eindringende Stoffe erreicht. Periphere Proteine sind isoliert (sie befinden sich nur auf der inneren oder äußeren Oberfläche der Membran), integral (sie sind fest in die Membran eingebettet, darin eingetaucht und können ihre Position je nach Zustand der Zelle ändern). Funktionen von Membranproteinen: Rezeptor, strukturell (Unterstützung der Zellform), enzymatisch, adhäsiv, antigen, Transport. Das Strukturschema der Elementarmembran ist flüssig-mosaisch: Fette bilden ein flüssigkristallines Gerüst, Proteine sind darin mosaikartig eingebettet und können ihre Position verändern. Die wichtigste Funktion: fördert die Kompartimentierung - die Aufteilung des Zellinhalts in separate Zellen, die sich in den Details der chemischen oder enzymatischen Zusammensetzung unterscheiden. Dadurch wird eine hohe Ordnung des inneren Inhalts jeder eukaryotischen Zelle erreicht. Die Kompartimentierung trägt zur räumlichen Trennung von in der Zelle ablaufenden Prozessen bei. Ein separates Kompartiment (Zelle) wird durch eine Membranorganelle (z. B. ein Lysosom) oder einen Teil davon (Cristae, begrenzt durch die innere Membran der Mitochondrien) dargestellt. Weitere Funktionen: 1) Barriere (Abgrenzung des inneren Inhalts der Zelle); 2) strukturell (den Zellen eine bestimmte Form in Übereinstimmung mit den ausgeführten Funktionen geben); 3) Schutz (aufgrund selektiver Permeabilität, Aufnahme und Antigenität der Membran); 4) regulatorisch (Regulierung der selektiven Permeabilität für verschiedene Substanzen (passiver Transport ohne Energieaufwand nach den Gesetzen der Diffusion oder Osmose und aktiver Transport mit Energieaufwand durch Pinozytose, Endo- und Exozytose, Betrieb der Natrium-Kalium-Pumpe, Phagozytose) ); 5) Klebefunktion (alle Zellen sind durch spezifische Kontakte (fest und locker) miteinander verbunden); 6) Rezeptor (aufgrund der Arbeit von peripheren Membranproteinen). Es gibt unspezifische Rezeptoren, die mehrere Reize wahrnehmen (z. B. Kälte- und Wärme-Thermorezeptoren), und spezifische, die nur einen Reiz wahrnehmen (Rezeptoren des Lichtwahrnehmungssystems des Auges); 7) elektrogen (Änderung des elektrischen Potentials der Zelloberfläche aufgrund der Umverteilung von Kalium- und Natriumionen (das Membranpotential von Nervenzellen beträgt 90 mV)); 8) Antigen: assoziiert mit Glykoproteinen und Membranpolysacchariden. Auf der Oberfläche jeder Zelle befinden sich Eiweißmoleküle, die nur für diesen Zelltyp spezifisch sind. Mit ihrer Hilfe ist das Immunsystem in der Lage, zwischen eigenen und fremden Zellen zu unterscheiden. 4. Aufbau und Funktionen des Zellkerns Jede eukaryotische Zelle hat einen Kern. Es kann einen Kern oder mehrere Kerne in einer Zelle geben (abhängig von ihrer Aktivität und Funktion). Der Zellkern besteht aus einer Membran, einem Kernsaft, einem Nukleolus und einem Chromatin. Die Kernhülle besteht aus zwei Membranen, die durch den perinukleären (perinukleären) Raum getrennt sind, zwischen denen sich eine Flüssigkeit befindet. Die Hauptfunktionen der Kernhülle: die Isolierung von genetischem Material (Chromosomen) aus dem Zytoplasma sowie die Regulierung der bilateralen Beziehungen zwischen Kern und Zytoplasma. Die Kernhülle ist von Poren durchzogen, die einen Durchmesser von etwa 90 nm haben. Der Porenbereich (Porenkomplex) hat eine komplexe Struktur (dies weist auf die Komplexität des Mechanismus zur Regulierung der Beziehung zwischen Kern und Zytoplasma hin). Die Anzahl der Poren hängt von der funktionellen Aktivität der Zelle ab: Je höher sie ist, desto mehr Poren (in unreifen Zellen gibt es mehr Poren). Die Basis des Kernsaftes (Matrix, Nukleoplasma) sind Proteine. Saft bildet die innere Umgebung des Zellkerns und spielt eine wichtige Rolle bei der Arbeit des genetischen Materials von Zellen. Proteine: filamentöse oder fibrilläre (Stützfunktion), heteronucleare RNA (Produkte der primären Transkription genetischer Informationen) und mRNA (Verarbeitungsergebnis). Der Nukleolus ist die Struktur, in der die Bildung und Reifung von ribosomaler RNA (rRNA) stattfindet. Die rRNA-Gene besetzen bestimmte Abschnitte mehrerer Chromosomen (beim Menschen sind dies 13-15 und 21-22 Paare), wo nukleoläre Organisatoren gebildet werden, in deren Bereich die Nukleolen selbst gebildet werden. In Metaphase-Chromosomen werden diese Bereiche sekundäre Verengungen genannt und sehen aus wie Verengungen. Die Elektronenmikroskopie zeigte fadenförmige und körnige Bestandteile der Nukleolen. Filamentös (fibrillär) ist ein Komplex aus Proteinen und riesigen rRNA-Vorläufermolekülen, die anschließend zu kleineren Molekülen reifer rRNA führen. Während der Reifung werden die Fibrillen in Ribonukleoprotein-Granula (granuläre Komponente) umgewandelt. Chromatin hat seinen Namen für seine Fähigkeit, mit basischen Farbstoffen gut zu färben; in Form von Klumpen ist es im Nukleoplasma des Zellkerns verstreut und ist eine Interphasenform der Existenz von Chromosomen. Chromatin besteht hauptsächlich aus DNA-Strängen (40 % der Masse des Chromosoms) und Proteinen (etwa 60 %), die zusammen den Nukleoproteinkomplex bilden. Es gibt Histon- (fünf Klassen) und Nicht-Histon-Proteine. Histone (40 %) haben regulatorische (stark mit der DNA verbunden und verhindern das Ablesen von Informationen daraus) und strukturelle Funktionen (Organisation der räumlichen Struktur des DNA-Moleküls). Nicht-Histon-Proteine (mehr als 100 Fraktionen, 20 % der Chromosomenmasse): Enzyme der RNA-Synthese und -Verarbeitung, Reparatur der DNA-Replikation, strukturelle und regulatorische Funktionen. Darüber hinaus wurden RNA, Fette, Polysaccharide und Metallmoleküle in der Zusammensetzung der Chromosomen gefunden. Je nach Zustand des Chromatins werden euchromatische und heterochromatische Regionen der Chromosomen unterschieden. Euchromatin ist weniger dicht und genetische Informationen können daraus abgelesen werden. Heterochromatin ist kompakter und Informationen können darin nicht gelesen werden. Es gibt konstitutives (strukturelles) und fakultatives Heterochromatin. 5. Struktur und Funktionen halbautonomer Zellstrukturen: Mitochondrien und Plastiden Mitochondrien (von gr. mitos – „Faden“, chondrion – „Korn, Korn“) sind permanente Membranorganellen von runder oder stäbchenförmiger (oft verzweigter) Form. Dicke – 0,5 Mikrometer, Länge – 5–7 Mikrometer. Die Anzahl der Mitochondrien in den meisten tierischen Zellen beträgt 150–1500; bei weiblichen Eiern - bis zu mehreren Hunderttausend; bei Spermien - ein spiralförmiges Mitochondrium, das um den axialen Teil des Flagellums gedreht ist. Die Hauptfunktionen der Mitochondrien: 1) spielen die Rolle von Energiestationen der Zellen. In ihnen finden die Prozesse der oxidativen Phosphorylierung (enzymatische Oxidation verschiedener Stoffe mit anschließender Ansammlung von Energie in Form von Adenosintriphosphatmolekülen – ATP) statt; 2) speichern Erbmaterial in Form von mitochondrialer DNA. Mitochondrien benötigen die Proteine, die in den Kern-DNA-Genen kodiert sind, um zu funktionieren, da ihre eigene mitochondriale DNA Mitochondrien nur mit wenigen Proteinen versorgen kann. Nebenfunktionen - Teilnahme an der Synthese von Steroidhormonen, einigen Aminosäuren (z. B. Glutamin). Die Struktur der Mitochondrien Mitochondrien haben zwei Membranen: eine äußere (glatt) und eine innere (die Auswüchse bilden – blattförmig (Cristae) und röhrenförmig (Tubuli)). Membranen unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung, ihrem Enzymsatz und ihren Funktionen. In Mitochondrien ist der innere Inhalt eine Matrix - eine kolloidale Substanz, in der unter Verwendung eines Elektronenmikroskops Körner mit einem Durchmesser von 20-30 nm gefunden wurden (sie akkumulieren Calcium- und Magnesiumionen, Nährstoffreserven, z. B. Glykogen). Die Matrix beherbergt den Organellen-Proteinbiosyntheseapparat: 2-6 Kopien kreisförmiger DNA ohne Histonproteine (wie in Prokaryoten), Ribosomen, ein Satz t-RNA, Enzyme der Reduktion, Transkription, Übersetzung von Erbinformationen. Dieser Apparat als Ganzes ist dem der Prokaryoten sehr ähnlich (in Bezug auf die Anzahl, Struktur und Größe der Ribosomen, die Organisation des eigenen Erbapparates etc.), was das symbiotische Konzept der Entstehung der eukaryotischen Zelle bestätigt. Sowohl die Matrix als auch die Oberfläche der inneren Membran sind aktiv an der Umsetzung der Energiefunktion der Mitochondrien beteiligt, auf denen sich die Elektronentransportkette (Cytochrome) und die ATP-Synthase befinden, die die Phosphorylierung von ADP gekoppelt mit Oxidation katalysiert und umwandelt es in ATP. Mitochondrien vermehren sich durch Ligation, sodass sie während der Zellteilung mehr oder weniger gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt werden. Somit wird eine Sukzession zwischen den Mitochondrien von Zellen aufeinanderfolgender Generationen durchgeführt. Somit sind Mitochondrien (im Gegensatz zu anderen Organellen) durch relative Autonomie innerhalb der Zelle gekennzeichnet. Sie entstehen bei der Teilung mütterlicher Mitochondrien, haben eine eigene DNA, die sich vom Kernsystem der Proteinsynthese und Energiespeicherung unterscheidet. Plastiden Dies sind halbautonome Strukturen (sie können relativ autonom von der Kern-DNA der Zelle existieren), die in Pflanzenzellen vorhanden sind. Sie werden aus Proplastiden gebildet, die im Embryo der Pflanze vorhanden sind. Begrenzt durch zwei Membranen. Es gibt drei Gruppen von Plastiden: 1) Leukoplasten. Sie sind rund, nicht gefärbt und enthalten Nährstoffe (Stärke); 2) Chromoplasten. Sie enthalten Moleküle von Farbstoffen und sind in den Zellen farbiger Pflanzenorgane (Früchte von Kirschen, Aprikosen, Tomaten) vorhanden; 3) Chloroplasten. Dabei handelt es sich um Plastiden der grünen Pflanzenteile (Blätter, Stängel). Ihre Struktur ähnelt in vielerlei Hinsicht den Mitochondrien tierischer Zellen. Die äußere Membran ist glatt, die innere hat Vorsprünge – Lamellosomen, die in Verdickungen enden – Thylakoide, die Chlorophyll enthalten. Das Stroma (der flüssige Teil des Chloroplasten) enthält ein zirkuläres DNA-Molekül, Ribosomen und Reservenährstoffe (Stärkekörner, Fetttröpfchen). 6. Struktur und Funktionen von Lysosomen und Peroxisomen. Lysosomen Lysosomen (von gr. lysis – „Zersetzung, Auflösung, Zerfall“ und soma – „Körper“) sind Vesikel mit einem Durchmesser von 200-400 Mikrometern. (gewöhnlich). Sie haben eine einmembranige Hülle, die manchmal außen mit einer faserigen Proteinschicht bedeckt ist. Sie enthalten eine Reihe von Enzymen (Säurehydrolasen), die bei niedrigen pH-Werten einen hydrolytischen (in Gegenwart von Wasser) Abbau von Stoffen (Nukleinsäuren, Proteine, Fette, Kohlenhydrate) durchführen. Die Hauptfunktion ist die intrazelluläre Verdauung verschiedener chemischer Verbindungen und Zellstrukturen. Es gibt primäre (inaktive) und sekundäre Lysosomen (in ihnen findet der Verdauungsprozess statt). Sekundäre Lysosomen werden aus primären Lysosomen gebildet. Sie werden in Heterolysosomen und Autolysosomen unterteilt. In Heterolysosomen (oder Phagolysosomen) findet der Prozess der Verdauung von Material statt, das durch aktiven Transport (Pinozytose und Phagozytose) von außen in die Zelle gelangt. In Autolysosomen (oder Cytolysosomen) werden ihre eigenen Zellstrukturen, die ihr Leben vollendet haben, zerstört. Sekundäre Lysosomen, die bereits aufgehört haben, Material zu verdauen, werden Restkörper genannt. Sie enthalten keine Hydrolasen, sie enthalten unverdautes Material. Im Falle einer Verletzung der Integrität der Lysosomenmembran oder im Falle einer Krankheit dringen Hydrolasezellen aus Lysosomen in die Zelle ein und führen ihre Selbstverdauung (Autolyse) durch. Derselbe Prozess liegt dem Prozess des natürlichen Todes aller Zellen (Apoptose) zugrunde. Mikrokörper Mikrokörper bilden eine Gruppe von Organellen. Es sind Blasen mit einem Durchmesser von 100–150 nm, die von einer Membran begrenzt werden. Sie enthalten eine feinkörnige Matrix und oft Proteineinschlüsse. Zu diesen Organellen gehören Peroxisomen. Sie enthalten Enzyme der Oxidase-Gruppe, die die Bildung von Wasserstoffperoxid (insbesondere Katalase) regulieren. Da Wasserstoffperoxid eine toxische Substanz ist, wird es unter der Wirkung von Peroxidase gespalten. Die Reaktionen der Bildung und des Abbaus von Wasserstoffperoxid sind in viele Stoffwechselkreisläufe eingebunden, besonders aktiv in Leber und Nieren. Daher erreicht die Anzahl der Peroxisomen in den Zellen dieser Organe 70-100. 7. Die Struktur und Funktionen des endoplasmatischen Retikulums, des Golgi-Komplexes Endoplasmatisches Retikulum Endoplasmatisches Retikulum (EPS) – ein System kommunizierender oder getrennter röhrenförmiger Kanäle und abgeflachter Zisternen, die sich im gesamten Zytoplasma der Zelle befinden. Sie werden von Membranen (Membranorganellen) begrenzt. Manchmal haben Tanks Ausdehnungen in Form von Blasen. EPS-Kanäle können sich mit Oberflächen- oder Kernmembranen verbinden und mit dem Golgi-Komplex in Kontakt treten. Bei diesem System kann zwischen glattem und rauem (körnigem) EPS unterschieden werden. Grobes XPS Auf den Kanälen des rauen ER befinden sich Ribosomen in Form von Polysomen. Hier erfolgt die Synthese von Proteinen, die hauptsächlich von der Zelle für den Export (Entnahme aus der Zelle) produziert werden, beispielsweise Sekrete von Drüsenzellen. Hier findet die Bildung von Lipiden und Proteinen der Zytoplasmamembran und deren Zusammenbau statt. Die dicht gepackten Zisternen und Kanäle des körnigen ER bilden eine Schichtstruktur, in der die Proteinsynthese am aktivsten abläuft. Dieser Ort wird Ergastoplasma genannt. Glattes EPS Auf glatten ER-Membranen gibt es keine Ribosomen. Hier läuft hauptsächlich die Synthese von Fetten und ähnlichen Stoffen (z. B. Steroidhormonen) sowie Kohlenhydraten ab. Durch die Kanäle aus glattem EPS bewegt sich das fertige Material auch zum Ort seiner Verpackung in Granulat (in die Zone des Golgi-Komplexes). In Leberzellen ist glattes ER an der Zerstörung und Neutralisierung einer Reihe von toxischen und medizinischen Substanzen (z. B. Barbituraten) beteiligt. In der quergestreiften Muskulatur lagern die Tubuli und Zisternen des glatten ER Calciumionen ab. Golgi-Komplex Der lamellare Golgi-Komplex ist das Verpackungszentrum der Zelle. Es handelt sich um eine Ansammlung von Dictyosomen (von mehreren Dutzend bis Hunderten und Tausenden pro Zelle). Ein Dictyosom ist ein Stapel von 3-12 abgeflachten ovalen Zisternen, an deren Rändern sich kleine Vesikel (Vesikel) befinden. Bei größeren Ausdehnungen der Tanks entstehen Vakuolen, die einen Wasservorrat in der Zelle enthalten und für die Aufrechterhaltung des Turgors verantwortlich sind. Durch den Lamellenkomplex entstehen sekretorische Vakuolen, die Substanzen enthalten, die aus der Zelle entfernt werden sollen. In diesem Fall durchläuft das aus der Synthesezone (ER, Mitochondrien, Ribosomen) in die Vakuole gelangende Sekret hier einige chemische Umwandlungen. Der Golgi-Komplex führt zu primären Lysosomen. Dictyosomen synthetisieren auch Polysaccharide, Glykoproteine und Glykolipide, die dann zum Aufbau von Zytoplasmamembranen verwendet werden. 8. Struktur und Funktionen von Nicht-Membran-Zellstrukturen Diese Gruppe von Organellen umfasst Ribosomen, Mikrotubuli und Mikrofilamente, das Zellzentrum. Ribosom Es ist ein abgerundetes Ribonukleoprotein-Partikel. Sein Durchmesser beträgt 20-30 nm. Das Ribosom besteht aus großen und kleinen Untereinheiten, die sich in Gegenwart eines mRNA-Strangs (Matrix- oder Informations-RNA) verbinden. Der Komplex aus einer Gruppe von Ribosomen, die durch ein einzelnes mRNA-Molekül wie eine Perlenkette verbunden sind, wird als Polysom bezeichnet. Diese Strukturen befinden sich entweder frei im Zytoplasma oder sind an den Membranen des granulären ER befestigt (in beiden Fällen läuft die Proteinsynthese aktiv auf ihnen ab). Polysomen von granulärem ER bilden Proteine, die aus der Zelle ausgeschieden und für die Bedürfnisse des gesamten Organismus verwendet werden (z. B. Verdauungsenzyme, Proteine der menschlichen Muttermilch). Darüber hinaus befinden sich Ribosomen auf der inneren Oberfläche von Mitochondrienmembranen, wo sie auch aktiv an der Synthese von Proteinmolekülen beteiligt sind. Mikrotubuli Dabei handelt es sich um röhrenförmige, hohle Gebilde ohne Membran. Der Außendurchmesser beträgt 24 nm, die Lumenbreite 15 nm und die Wandstärke etwa 5 nm. In freiem Zustand kommen sie im Zytoplasma vor und sind auch Strukturelemente von Flagellen, Zentriolen, Spindeln und Zilien. Mikrotubuli werden durch Polymerisation aus stereotypen Proteinuntereinheiten aufgebaut. In jeder Zelle laufen Polymerisationsprozesse parallel zu Depolymerisationsprozessen ab. Darüber hinaus wird ihr Verhältnis durch die Anzahl der Mikrotubuli bestimmt. Mikrotubuli weisen eine unterschiedliche Resistenz gegenüber Faktoren auf, die sie zerstören, beispielsweise Colchicin (eine Chemikalie, die eine Depolymerisation verursacht). Funktionen von Mikrotubuli: 1) sind die Stützapparate der Zelle; 2) bestimmen Sie die Form und Größe der Zelle; 3) sind Faktoren der gerichteten Bewegung intrazellulärer Strukturen. Mikrofilamente Dies sind dünne und lange Formationen, die im gesamten Zytoplasma zu finden sind. Manchmal bilden sie Bündel. Arten von Mikrofilamenten: 1) Aktin. Sie enthalten kontraktile Proteine (Aktin), bieten zelluläre Bewegungsformen (z. B. Amöben), spielen die Rolle eines Zellgerüsts, beteiligen sich an der Organisation der Bewegungen von Organellen und Abschnitten des Zytoplasmas innerhalb der Zelle; 2) Zwischenprodukt (10 nm dick). Ihre Bündel befinden sich entlang der Zellperipherie unter dem Plasmalemma und entlang des Kernumfangs. Sie übernehmen eine unterstützende (Rahmen-)Rolle. In verschiedenen Zellen (Epithel, Muskel, Nerven, Fibroblasten) werden sie aus unterschiedlichen Proteinen aufgebaut. Mikrofilamente sind wie Mikrotubuli aus Untereinheiten aufgebaut, sodass ihre Anzahl durch das Verhältnis von Polymerisations- und Depolymerisationsprozessen bestimmt wird. Die Zellen aller Tiere, einiger Pilze, Algen, höherer Pflanzen sind durch das Vorhandensein eines Zellzentrums gekennzeichnet. Das Zellzentrum befindet sich normalerweise in der Nähe des Zellkerns. Es besteht aus zwei Zentriolen, von denen jede ein Hohlzylinder mit einem Durchmesser von etwa 150 nm und einer Länge von 300 bis 500 nm ist. Die Zentriolen stehen senkrecht zueinander. Die Wand jeder Zentriole wird von 27 Mikrotubuli gebildet, die aus dem Protein Tubulin bestehen. Mikrotubuli sind in 9 Tripletts gruppiert. Aus den Zentriolen des Zellzentrums werden bei der Zellteilung Spindelfäden gebildet. Zentriolen polarisieren den Prozess der Zellteilung und erreichen dadurch eine gleichmäßige Divergenz der Schwesterchromosomen (Chromatiden) in der Anaphase der Mitose. 9. Hyaloplasma - die innere Umgebung der Zelle. Zytoplasmatische Einschlüsse Im Inneren der Zelle befindet sich das Zytoplasma. Es besteht aus einem flüssigen Teil - Hyaloplasma (Matrix), Organellen und zytoplasmatischen Einschlüssen. Hyaloplasma Hyaloplasma - die Hauptsubstanz des Zytoplasmas, füllt den gesamten Raum zwischen der Plasmamembran, der Hülle des Kerns und anderen intrazellulären Strukturen aus. Hyaloplasma kann als komplexes kolloidales System betrachtet werden, das in zwei Zuständen existieren kann: solartig (flüssig) und gelartig, die sich gegenseitig ineinander überführen. Bei diesen Übergängen wird bestimmte Arbeit verrichtet, Energie wird aufgewendet. Hyaloplasma hat keine spezifische Organisation. Die chemische Zusammensetzung des Hyaloplasmas: Wasser (90%), Proteine (Enzyme der Glykolyse, Zuckerstoffwechsel, stickstoffhaltige Basen, Proteine und Lipide). Einige zytoplasmatische Proteine bilden Untereinheiten, aus denen Organellen wie Zentriolen und Mikrofilamente entstehen. Hyaloplasma-Funktionen: 1) die Bildung einer echten inneren Umgebung der Zelle, die alle Organellen vereint und ihre Interaktion gewährleistet; 2) Aufrechterhaltung einer bestimmten Struktur und Form der Zelle, wodurch eine Unterstützung für die interne Anordnung von Organellen geschaffen wird; 3) Gewährleistung der intrazellulären Bewegung von Substanzen und Strukturen; 4) Gewährleistung eines angemessenen Stoffwechsels sowohl innerhalb der Zelle selbst als auch mit der äußeren Umgebung. Einschlüsse Dies sind relativ instabile Bestandteile des Zytoplasmas. Darunter sind: 1) Nährstoffe reservieren, die von der Zelle selbst in Zeiten unzureichender Nährstoffaufnahme von außen (während zellulärer Hungersnot) verwendet werden - Fetttropfen, Stärke oder Glykogenkörner; 2) Produkte, die aus der Zelle freigesetzt werden sollen, z. B. reife Sekretgranula in sekretorischen Zellen (Milch in Laktozyten der Milchdrüsen); 3) Ballaststoffe einiger Zellen, die keine spezifische Funktion erfüllen (einige Pigmente, z. B. Lipofuszin alternder Zellen). VORTRAG Nr. 5. Nichtzellulare Lebensformen - Viren, Bakteriophagen Viren sind präzelluläre Lebensformen, die obligat intrazelluläre Parasiten sind, das heißt, sie können nur innerhalb des Wirtsorganismus existieren und sich vermehren. Viren wurden 1892 von D. I. Ivanovsky entdeckt (er studierte das Tabakmosaikvirus), aber ihre Existenz wurde viel später bewiesen. Viele Viren sind die Erreger von Krankheiten wie Aids, Röteln, Masern, Mumps (Mumps), Windpocken und Pocken. Viren sind mikroskopisch klein, viele von ihnen können alle Filter passieren. Anders als Bakterien können Viren nicht auf Nährmedien gezüchtet werden, da sie außerhalb des Körpers nicht die Eigenschaften eines Lebewesens aufweisen. Außerhalb eines lebenden Organismus (Wirt) sind Viren Kristalle von Substanzen, die keine Eigenschaften lebender Systeme haben. Die Struktur von Viren Reife Viruspartikel werden Virionen genannt. Tatsächlich handelt es sich um ein Genom, das oben mit einer Proteinhülle bedeckt ist. Diese Hülle ist das Kapsid. Es besteht aus Proteinmolekülen, die das genetische Material des Virus vor den Auswirkungen von Nukleasen schützen – Enzymen, die Nukleinsäuren zerstören. Einige Viren haben eine Superkapsidhülle auf dem Kapsid, die ebenfalls aus Protein besteht. Genetisches Material wird durch Nukleinsäure repräsentiert. Manche Viren verfügen über DNA (sog. DNA-Viren), andere über RNA (RNA-Viren). RNA-Viren werden auch Retroviren genannt, da die Synthese viraler Proteine in diesem Fall eine Reverse Transkription erfordert, die durch das Enzym Reverse Transkriptase (Revertase) durchgeführt wird und die Synthese von DNA auf Basis von RNA darstellt. Virusvermehrung Wenn das Virus in die Wirtszelle eindringt, wird das Nukleinsäuremolekül aus dem Protein freigesetzt, sodass nur reines und ungeschütztes genetisches Material in die Zelle gelangt. Wenn es sich bei dem Virus um DNA handelt, wird das DNA-Molekül in das DNA-Molekül des Wirts integriert und reproduziert sich zusammen mit diesem. So erscheint neue virale DNA, die vom Original nicht zu unterscheiden ist. Alle in der Zelle ablaufenden Prozesse verlangsamen sich, die Zelle beginnt an der Vermehrung des Virus zu arbeiten. Da das Virus ein obligater Parasit ist, ist eine Wirtszelle für sein Leben notwendig, damit es nicht im Prozess der Virusvermehrung stirbt. Der Zelltod tritt erst nach der Freisetzung von Viruspartikeln auf. Wenn es sich um ein Retrovirus handelt, dringt seine RNA in die Wirtszelle ein. Es enthält Gene, die eine reverse Transkription ermöglichen: Ein einzelsträngiges DNA-Molekül wird auf einer RNA-Vorlage aufgebaut. Aus den freien Nukleotiden wird eine komplementäre Kette vervollständigt, die in das Genom der Wirtszelle integriert wird. Aus der entstandenen DNA wird die Information in das mRNA-Molekül umgeschrieben, auf dessen Matrix dann die Retrovirus-Proteine synthetisiert werden. Bakteriophagen Dabei handelt es sich um Viren, die Bakterien parasitieren. Sie spielen eine wichtige Rolle in der Medizin und werden häufig bei der Behandlung eitriger Erkrankungen, die durch Staphylokokken usw. verursacht werden, eingesetzt. Bakteriophagen haben eine komplexe Struktur. Das genetische Material befindet sich im Kopf des Bakteriophagen, der oben mit einer Proteinhülle (Kapsid) bedeckt ist. In der Mitte des Kopfes befindet sich ein Magnesiumatom. Als nächstes kommt der Hohlstab, der in die Schwanzgewinde gesteckt wird. Ihre Funktion besteht darin, die Bakterienart zu erkennen und den Phagen an die Zelle zu binden. Sobald die DNA befestigt ist, wird sie in die Bakterienzelle gedrückt, sodass die Membranen draußen bleiben. VORTRAG Nr. 6. Aufbau und Funktion der Keimzellen (Gameten) 1. Allgemeine Eigenschaften von Gameten Im Vergleich zu anderen Zellen erfüllen Gameten einzigartige Funktionen. Sie sorgen für die Weitergabe erblicher Informationen zwischen Generationen von Individuen, wodurch das Leben über einen längeren Zeitraum erhalten bleibt. Gameten sind eine der Richtungen der Zelldifferenzierung eines vielzelligen Organismus, die auf den Fortpflanzungsprozess abzielen. Dabei handelt es sich um hochdifferenzierte Zellen, deren Kerne alle notwendigen Erbinformationen für die Entwicklung eines neuen Organismus enthalten. Im Vergleich zu somatischen Zellen (Epithel-, Nerven-, Muskelzellen) weisen Gameten eine Reihe charakteristischer Merkmale auf. Der erste Unterschied ist das Vorhandensein eines haploiden Chromosomensatzes im Zellkern, der die Reproduktion eines für Organismen dieser Art typischen diploiden Satzes in der Zygote gewährleistet (menschliche Gameten enthalten beispielsweise 23 Chromosomen; wenn Gameten nach der Befruchtung verschmelzen, Es entsteht eine Zygote, die 46 Chromosomen enthält – eine normale Anzahl für menschliche Zellen. Der zweite Unterschied ist das ungewöhnliche Kern-Zytoplasma-Verhältnis (d. h. das Verhältnis von Kernvolumen zu Zytoplasmavolumen). In Eiern ist sie reduziert, da viel Zytoplasma vorhanden ist, das Nährstoffe (Eigelb) für den zukünftigen Embryo enthält. Bei Spermien hingegen ist das Kern-Zytoplasma-Verhältnis hoch, da das Volumen des Zytoplasmas klein ist (fast die gesamte Zelle ist vom Zellkern besetzt). Diese Tatsache steht im Einklang mit der Hauptfunktion des Spermas – der Abgabe von Erbmaterial an die Eizelle. Der dritte Unterschied ist der niedrige Stoffwechsel in Gameten. Ihr Zustand ist ähnlich wie bei einer suspendierten Animation. Männliche Keimzellen treten überhaupt nicht in die Mitose ein, und weibliche Gameten erwerben diese Fähigkeit erst nach der Befruchtung (wenn sie bereits aufhören, Gameten zu sein und zu Zygoten werden) oder wenn sie einem Faktor ausgesetzt werden, der Parthenogenese induziert. Trotz des Vorhandenseins einer Reihe gemeinsamer Merkmale unterscheiden sich männliche und weibliche Keimzellen aufgrund der unterschiedlichen ausgeführten Funktionen erheblich voneinander. 2. Die Struktur und Funktionen des Eies Das Ei ist eine große unbewegliche Zelle, die mit Nährstoffen versorgt wird. Die Größe der weiblichen Eizelle beträgt 150-170 Mikrometer (viel größer als männliche Spermien, deren Größe 50-70 Mikrometer beträgt). Die Funktionen von Nährstoffen sind unterschiedlich. Sie werden durchgeführt: 1) Komponenten, die für Proteinbiosyntheseprozesse benötigt werden (Enzyme, Ribosomen, m-RNA, t-RNA und ihre Vorläufer); 2) spezifische regulatorische Substanzen, die alle Prozesse steuern, die mit der Eizelle ablaufen, zum Beispiel der Faktor des Zerfalls der Kernmembran (Prophase 1 der meiotischen Teilung beginnt mit diesem Prozess), der Faktor, der den Spermienkern zuvor in einen Vorkern umwandelt die Zerkleinerungsphase, der Faktor, der für die Blockierung der Meiose in Stadien der Metaphase II verantwortlich ist, usw.; 3) das Eigelb, das Proteine, Phospholipide, verschiedene Fette und Mineralsalze enthält. Er versorgt den Embryo in der Embryonalzeit mit Nahrung. Je nach Dotteranteil im Ei kann es alecital sein, d.h. mit vernachlässigbarem Dotteranteil, poly-, meso- oder oligolecital. Das menschliche Ei ist alecital. Dies liegt daran, dass der menschliche Embryo sehr schnell von der histiotrophen Ernährungsform auf die hämatotrophe übergeht. Auch in Bezug auf die Dotterverteilung ist die menschliche Eizelle isolecithal: Bei einer vernachlässigbaren Dottermenge ist sie gleichmäßig in der Zelle angeordnet, sodass der Zellkern ungefähr in der Mitte liegt. Das Ei hat Membranen, die Schutzfunktionen erfüllen, das Eindringen von mehr als einem Spermium in das Ei verhindern, die Einnistung des Embryos in die Gebärmutterwand fördern und die primäre Form des Embryos bestimmen. Die Eizelle hat normalerweise eine kugelförmige oder leicht längliche Form und enthält eine Reihe dieser typischen Organellen, die jede Zelle hat. Wie andere Zellen ist das Ei von einer Plasmamembran begrenzt, aber außen ist es von einer glänzenden Hülle umgeben, die aus Mucopolysacchariden besteht (hat seinen Namen wegen seiner optischen Eigenschaften). Die Zona pellucida ist mit einer strahlenden Krone oder Follikelmembran bedeckt, bei der es sich um die Mikrovilli der Follikelzellen handelt. Es spielt eine schützende Rolle, nährt das Ei. Der Eizelle wird der Apparat der aktiven Bewegung entzogen. Für 4-7 Tage gelangt es durch den Eileiter in die Gebärmutterhöhle, eine Strecke von etwa 10 cm.Die Plasmasegregation ist charakteristisch für das Ei. Dies bedeutet, dass nach der Befruchtung in einem noch nicht zerkleinerten Ei eine so gleichmäßige Verteilung des Zytoplasmas auftritt, dass die Zellen der Rudimente zukünftiger Gewebe es in Zukunft in einer bestimmten regelmäßigen Menge erhalten. 3. Struktur und Funktionen von Spermien Ein Spermium ist eine männliche Fortpflanzungszelle (Gamete). Es verfügt über die Fähigkeit, sich zu bewegen, was in gewissem Maße die Möglichkeit bietet, Gameten unterschiedlichen Geschlechts zu treffen. Die Abmessungen der Spermien sind mikroskopisch klein: Die Länge dieser Zelle beim Menschen beträgt 50-70 Mikrometer (die größte ist beim Molch - bis zu 500 Mikrometer). Alle Spermien tragen eine negative elektrische Ladung, die verhindert, dass sie im Sperma zusammenkleben. Die Anzahl der Spermien, die ein Mann produziert, ist immer enorm. Beispielsweise enthält das Ejakulat eines gesunden Mannes etwa 200 Millionen Spermien (ein Hengst produziert etwa 10 Milliarden Spermien). Die Struktur der Spermien Von der Morphologie her unterscheiden sich Spermien stark von allen anderen Zellen, enthalten aber alle wichtigen Organellen. Jedes Spermium hat einen Kopf, einen Hals, einen Zwischenabschnitt und einen Schwanz in Form einer Geißel. Fast der gesamte Kopf ist mit einem Zellkern gefüllt, der Erbmaterial in Form von Chromatin trägt. Am vorderen Ende des Kopfes (an seiner Spitze) befindet sich ein Akrosom, ein modifizierter Golgi-Komplex. Dabei kommt es zur Bildung von Hyaluronidase, einem Enzym, das in der Lage ist, die Mucopolysaccharide der Eimembran abzubauen, wodurch das Eindringen der Spermien in die Eizelle ermöglicht wird. Im Hals des Spermiums befindet sich ein Mitochondrium, das eine spiralförmige Struktur aufweist. Es ist notwendig, Energie zu erzeugen, die für die aktive Bewegung des Spermas in Richtung Eizelle aufgewendet wird. Den Großteil seiner Energie erhält das Sperma in Form von Fruktose, an der das Ejakulat sehr reich ist. Am Rand von Kopf und Hals befindet sich ein Zentriol. Auf einem Querschnitt des Flagellums sind 9 Paar Mikrotubuli sichtbar, 2 weitere Paare befinden sich in der Mitte. Das Flagellum ist ein Organell aktiver Bewegung. In der Samenflüssigkeit entwickelt der männliche Gamet eine Geschwindigkeit von 5 cm/h (was im Verhältnis zu seiner Größe etwa 1,5-mal schneller ist als die Geschwindigkeit eines olympischen Schwimmers). Die Elektronenmikroskopie des Spermiums ergab, dass das Zytoplasma des Kopfes keinen kolloidalen, sondern einen flüssigkristallinen Zustand aufweist. Dadurch wird die Resistenz des Spermiums gegenüber widrigen Umweltbedingungen (zB gegenüber dem sauren Milieu des weiblichen Genitaltraktes) erreicht. Es wurde festgestellt, dass Spermien widerstandsfähiger gegen die Wirkung ionisierender Strahlung sind als unreife Eizellen. Die Spermien einiger Tierarten haben einen akrosomalen Apparat, der einen langen und dünnen Faden ausstößt, um das Ei einzufangen. Es wurde festgestellt, dass die Spermienmembran über spezifische Rezeptoren verfügt, die die von der Eizelle freigesetzten Chemikalien erkennen. Daher sind menschliche Spermien in der Lage, sich in Richtung der Eizelle zu bewegen (dies wird als positive Chemotaxis bezeichnet). Bei der Befruchtung dringt nur der Kopf des Spermiums, der den Erbapparat trägt, in die Eizelle ein, während die restlichen Teile draußen bleiben. 4. Befruchtung Unter Befruchtung versteht man den Prozess der Verschmelzung von Keimzellen. Durch die Befruchtung entsteht eine diploide Zelle – eine Zygote, dies ist das Anfangsstadium der Entwicklung eines neuen Organismus. Der Befruchtung geht die Freisetzung von Fortpflanzungsprodukten, also die Befruchtung, voraus. Es gibt zwei Arten der Befruchtung: 1) im Freien. Sexualprodukte werden in die äußere Umgebung freigesetzt (bei vielen Süßwasser- und Meerestieren); 2) intern. Das Männchen sondert Fortpflanzungsprodukte in den weiblichen Genitaltrakt ab (bei Säugetieren, Menschen). Die Befruchtung besteht aus drei aufeinanderfolgenden Phasen: Konvergenz der Gameten, Aktivierung des Eies, Verschmelzung der Gameten (Syngamie) und akrosomale Reaktion. Konvergenz der Gameten C) wird durch eine Kombination von Faktoren verursacht, die die Wahrscheinlichkeit des Treffens von Gameten erhöhen: zeitlich koordinierte sexuelle Aktivität von Männern und Frauen, angemessenes Sexualverhalten, übermäßige Spermienproduktion, große Eigrößen. Der Hauptfaktor ist die Freisetzung von Gamonen durch Gameten (spezifische Substanzen, die die Annäherung und Verschmelzung von Keimzellen fördern). Die Eizelle scheidet Gynogamone aus, die die Richtung der Spermienbewegung zu ihr bestimmen (Chemotaxis), und die Spermien scheiden Androgamone aus. Für Säugetiere ist auch die Verweildauer der Gameten im weiblichen Genitaltrakt wichtig. Dies ist notwendig, damit die Spermien eine Befruchtungsfähigkeit erlangen (es kommt zur sogenannten Kapazitation, also der Fähigkeit zur akrosomalen Reaktion). akrosomale Reaktion Die akrosomale Reaktion ist die Freisetzung proteolytischer Enzyme (hauptsächlich Hyaluronidase), die im Akrosom der Spermien enthalten sind. Unter ihrem Einfluss lösen sich die Membranen des Eies an der Stelle der größten Ansammlung von Spermatozoen auf. Außen befindet sich ein Abschnitt des Zytoplasmas der Eizelle (der sogenannte Befruchtungstuberkel), an dem nur eines der Spermatozoen befestigt ist. Danach verschmelzen die Plasmamembranen von Eizelle und Sperma, es bildet sich eine zytoplasmatische Brücke und die Zytoplasmen beider Keimzellen verschmelzen. Ferner dringen der Kern und die Zentriole des Spermiums in das Zytoplasma des Eies ein, und seine Membran ist in die Membran des Eies eingebettet. Der Schwanzteil des Spermiums löst sich ab und löst sich auf, ohne eine wesentliche Rolle bei der weiteren Entwicklung des Embryos zu spielen. Aktivierung der Eizelle Die Aktivierung der Eizelle erfolgt auf natürliche Weise durch ihren Kontakt mit dem Spermium. Es gibt eine kortikale Reaktion, die das Ei vor Polyspermie schützt, d. h. dem Eindringen von mehr als einem Spermium in das Ei. Es liegt in der Tatsache, dass die Ablösung und Verhärtung der Eigelbmembran unter dem Einfluss spezifischer Enzyme erfolgt, die aus den kortikalen Granula freigesetzt werden. Im Ei ändert sich der Stoffwechsel, der Sauerstoffbedarf steigt und die aktive Synthese von Nährstoffen beginnt. Die Aktivierung des Eies ist mit dem Beginn des translationalen Stadiums der Proteinbiosynthese abgeschlossen (da m-RNA, t-RNA, Ribosomen und Energie in Form von Makroergs in der Oogenese gespeichert wurden). Verschmelzung von Gameten Bei den meisten Säugetieren befindet sich die Eizelle zu dem Zeitpunkt, an dem sie auf das Spermium trifft, in der Metaphase II, da der Prozess der Meiose darin durch einen bestimmten Faktor blockiert wird. Bei drei Säugetiergattungen (Pferde, Hunde und Füchse) tritt die Blockade im Stadium der Diakinese auf. Diese Blockade wird erst entfernt, nachdem der Spermienkern in die Eizelle eingedrungen ist. Während die Meiose in der Eizelle abgeschlossen ist, nimmt der Kern des in die Eizelle eindringenden Spermiums ein anderes Aussehen an – zunächst einen Interphase- und dann einen Prophase-Kern. Der Spermienkern verwandelt sich in den männlichen Vorkern: Die darin enthaltene DNA-Menge verdoppelt sich, der darin enthaltene Chromosomensatz entspricht n2c (enthält einen haploiden Satz reduzierter Chromosomen). Nach Abschluss der Meiose wird der Kern zu einem weiblichen Vorkern und enthält auch eine Menge an Erbmaterial, die n2c entspricht. Beide Vorkerne machen komplexe Bewegungen innerhalb der zukünftigen Zygote, nähern sich und verschmelzen und bilden ein Synkaryon (das einen diploiden Chromosomensatz enthält) mit einer gemeinsamen Metaphasenplatte. Dann bildet sich eine gemeinsame Membran, eine Zygote erscheint. Die erste mitotische Teilung der Zygote führt zur Bildung der ersten beiden embryonalen Zellen (Blastomere), die jeweils einen diploiden Satz von 2n2c-Chromosomen tragen. VORTRAG Nr. 7. Asexuelle Fortpflanzung. Formen und biologische Rolle Fortpflanzung ist eine universelle Eigenschaft aller lebenden Organismen, die Fähigkeit, ihresgleichen zu reproduzieren. Mit seiner Hilfe bleiben Arten und Leben im Allgemeinen über die Zeit erhalten. Es sorgt für einen Generationenwechsel. Das Leben der Zellen, aus denen ein Organismus besteht, ist viel kürzer als das Leben des Organismus selbst, sodass seine Existenz nur durch Zellreproduktion aufrechterhalten wird. Es gibt zwei Fortpflanzungsmethoden – asexuelle und sexuelle. Bei der asexuellen Fortpflanzung ist die Mitose der wichtigste zelluläre Mechanismus, der für eine Erhöhung der Zellzahl sorgt. Der Elternteil ist eine Einzelperson. Der Nachwuchs ist eine exakte genetische Kopie des Elternmaterials. 1. Die biologische Rolle der asexuellen Fortpflanzung Bei leicht wechselnden Umweltbedingungen die beste Fitness bewahren. Es unterstreicht die Bedeutung der Stabilisierung der natürlichen Selektion; sorgt für schnelle Reproduktionsraten; Wird in der praktischen Auswahl verwendet. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung findet sowohl bei einzelligen als auch bei mehrzelligen Organismen statt. Bei einzelligen Eukaryoten ist die asexuelle Fortpflanzung eine mitotische Teilung, bei Prokaryoten eine Nukleoidteilung und bei mehrzelligen Formen eine vegetative Fortpflanzung. 2. Formen der asexuellen Fortpflanzung Bei Einzellern werden folgende Formen der asexuellen Fortpflanzung unterschieden: Teilung, Endogonie, Schizogonie (Mehrfachteilung) und Sprossung, Sporulation. Die Teilung ist charakteristisch für einzellige Organismen wie Amöben, Ciliaten, Flagellaten. Zunächst erfolgt die mitotische Kernteilung, dann wird das Zytoplasma durch eine immer tiefere Einschnürung in zwei Hälften geteilt. In diesem Fall erhalten Tochterzellen ungefähr die gleiche Menge an Zytoplasma und Organellen. Endogonie (innere Knospung) ist charakteristisch für Toxoplasma. Bei der Bildung von zwei Tochterindividuen gibt die Mutter nur zwei Nachkommen. Es kann jedoch zu internen multiplen Knospungen kommen, die zu Schizogonie führen. Die Schizogonie entwickelt sich auf der Grundlage der vorherigen Form. Es kommt bei Sporozoen (Malaria-Plasmodium) usw. vor. Es findet eine mehrfache Kernteilung ohne Zytokinese statt. Dann wird das gesamte Zytoplasma in Teile geteilt, die um neue Kerne herum isoliert werden. Aus einer Zelle werden viele Töchter gebildet. Knospung (in Bakterien, Hefepilzen usw.). Gleichzeitig wird auf der Mutterzelle zunächst ein kleiner Tuberkel gebildet, der einen Tochterkern (Nukleoid) enthält. Die Niere wächst, erreicht die Größe der Mutter und trennt sich dann von ihr. Sporulation (bei Pflanzen mit höheren Sporen: Moose, Farne, Moose, Schachtelhalme, Algen). Der Tochterorganismus entwickelt sich aus spezialisierten Zellen – Sporen, die einen haploiden Chromosomensatz enthalten. Auch im Reich der Bakterien kommt es zur Sporulation. Sporen, die mit einer dichten Hülle bedeckt sind, die sie vor schädlichen Umwelteinflüssen schützt, sind keine Fortpflanzungsmethode, sondern eine Möglichkeit, ungünstige Bedingungen zu überleben. 3. Vegetative Fortpflanzungsform Charakteristisch für mehrzellige Organismen. In diesem Fall entsteht ein neuer Organismus aus einer Gruppe von Zellen, die sich vom Körper der Mutter trennen. Pflanzen vermehren sich durch Knollen, Rhizome, Zwiebeln, Wurzelknollen, Hackfrüchte, Wurzelsprossen, Schichten, Stecklinge, Brutknospen und Blätter. Bei Tieren erfolgt die vegetative Fortpflanzung in den niedrigsten organisierten Formen. Bei Schwämmen und Hydras geschieht dies durch Knospung. Durch die Vermehrung einer Zellgruppe am Körper der Mutter entsteht ein Vorsprung (Knospe), bestehend aus Ekto- und Endodermzellen. Die Knospe vergrößert sich allmählich, es erscheinen Tentakel darauf und sie trennt sich vom Körper der Mutter. Flimmerwürmer sind in zwei Teile geteilt, und in jedem von ihnen werden die fehlenden Organe aufgrund einer gestörten Zellteilung wiederhergestellt. Ringelwürmer können aus einem einzigen Segment einen ganzen Organismus regenerieren. Diese Art der Teilung liegt der Regeneration zugrunde – der Wiederherstellung verlorener Gewebe und Körperteile (bei Ringelwürmern, Eidechsen, Salamandern). Eine Sonderform der ungeschlechtlichen Fortpflanzung ist die Strobilation (bei Polypen). Der polypoide Organismus wächst recht intensiv und beginnt ab einer bestimmten Größe, sich in Tochterindividuen zu teilen. Zu diesem Zeitpunkt ähnelt es einem Tellerstapel. Die daraus resultierenden Quallen brechen ab und beginnen ein eigenständiges Leben. VORTRAG Nr. 8. Sexuelle Fortpflanzung. Seine Formen und biologische Rolle 1. Die evolutionäre Bedeutung der sexuellen Fortpflanzung Sexuelle Fortpflanzung findet hauptsächlich in höheren Organismen statt. Dies ist eine spätere Art der Reproduktion (es gibt ungefähr 3 Milliarden Jahre). Es bietet eine bedeutende genetische Vielfalt und folglich eine große phänotypische Variabilität der Nachkommen; Organismen erhalten große evolutionäre Möglichkeiten, Material für die natürliche Auslese entsteht. Neben der sexuellen Fortpflanzung gibt es einen sexuellen Prozess. Sein Wesen besteht darin, dass der Austausch genetischer Informationen zwischen Individuen stattfindet, jedoch ohne Erhöhung der Anzahl von Individuen. Meiose geht der Bildung von Gameten in vielzelligen Organismen voraus. Der Sexualprozess besteht in der Kombination von Erbmaterial aus zwei verschiedenen Quellen (Eltern). Bei der sexuellen Fortpflanzung unterscheiden sich die Nachkommen genetisch von ihren Eltern, da genetische Informationen zwischen den Eltern ausgetauscht werden. Meiose ist die Grundlage der sexuellen Fortpflanzung. Eltern sind zwei Individuen - männlich und weiblich, sie produzieren unterschiedliche Geschlechtszellen. Dies manifestiert einen sexuellen Dimorphismus, der den Unterschied in den Aufgaben widerspiegelt, die während der sexuellen Fortpflanzung von männlichen und weiblichen Organismen ausgeführt werden. Die sexuelle Fortpflanzung erfolgt durch Gameten – Geschlechtszellen, die einen haploiden Chromosomensatz haben und in Elternorganismen produziert werden. Die Verschmelzung der Elternzellen führt zur Bildung einer Zygote, aus der anschließend der Nachkommenorganismus entsteht. Geschlechtszellen werden in den Keimdrüsen (bei Frauen in den Eierstöcken und bei Männern in den Hoden) gebildet. Der Prozess der Bildung von Keimzellen wird als Gametogenese bezeichnet (Ovogenese bei Frauen und Spermatogenese bei Männern). Wenn im Körper eines Individuums männliche und weibliche Gameten gebildet werden, spricht man von Hermaphroditen. Hermaphroditismus kann wahr sein (ein Individuum hat Gonaden beider Geschlechter) und falscher Hermaphroditismus (ein Individuum hat Gonaden eines Typs – männlich oder weiblich, sowie äußere Genitalien und sekundäre Geschlechtsmerkmale beider Geschlechter). 2. Arten der sexuellen Fortpflanzung Bei einzelligen Organismen werden zwei Formen der sexuellen Fortpflanzung unterschieden - Kopulation und Konjugation. Bei der Konjugation (z. B. bei Ciliaten) werden keine speziellen Keimzellen (sexuelle Individuen) gebildet. Diese Organismen haben zwei Kerne – einen Makro- und einen Mikrokern. Typischerweise vermehren sich Ciliaten, indem sie sich in zwei Teile teilen. In diesem Fall teilt sich der Mikrokern zunächst mitotisch. Daraus bilden sich stationäre und wandernde Kerne mit einem haploiden Chromosomensatz. Dann kommen sich die beiden Zellen näher und zwischen ihnen bildet sich eine protoplasmatische Brücke. Entlang dieser wandert der wandernde Kern in das Zytoplasma des Partners, das dann mit dem stationären Kern verschmilzt. Es bilden sich regelmäßige Mikro- und Makronuklei und die Zellen zerstreuen sich. Da es bei diesem Vorgang zu keiner Vermehrung der Individuen kommt, spricht man vom sexuellen Vorgang und nicht von der sexuellen Fortpflanzung. Allerdings kommt es zu einem Austausch (Rekombination) von Erbinformationen, sodass sich die Nachkommen genetisch von ihren Eltern unterscheiden. Während der Kopulation (bei Protozoen) kommt es zur Bildung sexueller Elemente und deren paarweise Verschmelzung. In diesem Fall erwerben zwei Personen sexuelle Unterschiede und verschmelzen vollständig zu einer Zygote. Es gibt eine Kombination und Rekombination von Erbmaterial, sodass sich die Individuen genetisch von den Eltern unterscheiden. 3. Unterschiede zwischen Gameten Im Laufe der Evolution nimmt der Grad der Differenz zwischen den Gameten zu. Zunächst findet eine einfache Isogamie statt, wenn die Keimzellen noch keine Differenzierung haben. Bei weiterer Komplikation des Prozesses kommt es zur Anisogamie: Männliche und weibliche Gameten unterscheiden sich jedoch nicht qualitativ, sondern quantitativ (bei Chlamydomonas). In der Volvox-Alge schließlich wird der große Gamet unbeweglich und zum größten aller Gameten. Diese Form der Anisogamie, bei der die Gameten stark unterschiedlich sind, wird als Oogamie bezeichnet. Bei vielzelligen Tieren (einschließlich Menschen) findet nur Oogamie statt. Isogamie und Anisogamie kommen bei Pflanzen nur bei Algen vor. 4. Atypische sexuelle Fortpflanzung Wir werden über Parthenogenese, Gynogenese, Androgenese, Polyembryonie und doppelte Befruchtung bei Angiospermen sprechen. Parthenogenese (jungfräuliche Fortpflanzung) Aus unbefruchteten Eiern entwickeln sich Tochterorganismen. Mitte des XNUMX. Jahrhunderts eröffnet. Schweizer Naturforscher C. Bonnet. Bedeutung von Parthenogenese: 1) Fortpflanzung ist bei seltenen Kontakten heterosexueller Personen möglich; 2) die Populationsgröße nimmt stark zu, da die Nachkommen in der Regel zahlreich sind; 3) tritt in Populationen mit hoher Sterblichkeit während einer Saison auf. Arten der Parthenogenese: 1) obligatorische (obligatorische) Parthenogenese. Sie kommt in Populationen vor, die ausschließlich aus Weibchen bestehen (bei der Kaukasischen Felseneidechse). Gleichzeitig ist die Wahrscheinlichkeit, heterosexuelle Personen zu treffen, minimal (die Felsen sind durch tiefe Schluchten getrennt). Ohne Parthenogenese wäre die gesamte Population vom Aussterben bedroht; 2) zyklische (saisonale) Parthenogenese (bei Blattläusen, Daphnien, Rädertierchen). Tritt in Populationen auf, die in der Vergangenheit zu bestimmten Jahreszeiten in großer Zahl ausgestorben sind. Bei diesen Arten ist Parthenogenese mit sexueller Fortpflanzung verbunden. Darüber hinaus gibt es im Sommer nur Weibchen, die zwei Arten von Eiern legen – große und kleine. Aus großen Eiern entstehen parthenogenetisch Weibchen, aus kleinen Eiern Männchen, die im Winter die am Boden liegenden Eier befruchten. Aus ihnen schlüpfen nur Weibchen; 3) fakultative (optionale) Parthenogenese. Kommt bei sozialen Insekten (Wespen, Bienen, Ameisen) vor. In einer Bienenpopulation bringen befruchtete Eier Weibchen hervor (Arbeiterbienen und Königinnen), während unbefruchtete Eier Männchen (Drohnen) hervorbringen. Bei diesen Arten existiert Parthenogenese, um das zahlenmäßige Verhältnis der Geschlechter in der Population zu regulieren. Es gibt auch natürliche (existiert in natürlichen Populationen) und künstliche (vom Menschen genutzte) Parthenogenese. Diese Art der Parthenogenese wurde von V. N. Tikhomirov untersucht. Er erreichte die Entwicklung von unbefruchteten Seidenraupeneiern, indem er sie mit einer dünnen Bürste reizte oder sie einige Sekunden lang in Schwefelsäure eintauchte (es ist bekannt, dass nur Frauen Seidenfäden abgeben). Gynogenese (bei Knochenfischen und einigen Amphibien). Das Spermium dringt in das Ei ein und stimuliert nur dessen Entwicklung. In diesem Fall verschmilzt der Samenkern nicht mit dem Eizellkern und stirbt ab, und die DNA des Eikerns dient als Erbmaterialquelle für die Entwicklung des Nachwuchses. Androgenese. Der in die Eizelle eingeführte männliche Kern nimmt an der Entwicklung des Embryos teil, und der Kern der Eizelle stirbt ab. Die Eizelle liefert nur die Nährstoffe ihres Zytoplasmas. Polyembryonie. Die Zygote (Embryo) ist asexuell in mehrere Teile geteilt, die sich jeweils zu einem eigenständigen Organismus entwickeln. Es kommt bei Insekten (Reitern), Gürteltieren vor. Bei Gürteltieren wird das Zellmaterial von zunächst einem Embryo im Blastula-Stadium gleichmäßig auf 4-8 Embryonen aufgeteilt, aus denen später jeweils ein vollwertiges Individuum hervorgeht. Diese Kategorie von Phänomenen umfasst das Auftreten von eineiigen Zwillingen beim Menschen. VORTRAG Nr. 9. Der Lebenszyklus einer Zelle. Mitose 1. Das Konzept des Lebenszyklus Der Lebenszyklus einer Zelle spiegelt alle natürlichen strukturellen und funktionellen Veränderungen wider, die im Laufe der Zeit in der Zelle auftreten. Der Lebenszyklus ist der Zeitraum der Existenz einer Zelle vom Moment ihrer Bildung durch Teilung der Mutterzelle bis zu ihrer eigenen Teilung oder ihrem natürlichen Tod. In Zellen eines komplexen Organismus (z. B. eines Menschen) kann der Lebenszyklus einer Zelle unterschiedlich sein. Hochspezialisierte Zellen (Erythrozyten, Nervenzellen, quergestreifte Muskelzellen) vermehren sich nicht. Ihr Lebenszyklus besteht aus Geburt, Erfüllung vorgesehener Funktionen und Tod (heterokalytische Interphase). Der wichtigste Bestandteil des Zellzyklus ist der mitotische (proliferative) Zyklus. Es handelt sich um einen Komplex miteinander verbundener und koordinierter Phänomene während der Zellteilung sowie davor und danach. Der Mitosezyklus besteht aus einer Reihe von Prozessen, die in einer Zelle von einer Zellteilung zur nächsten ablaufen und mit der Bildung von zwei Zellen der nächsten Generation enden. Darüber hinaus umfasst der Begriff des Lebenszyklus auch den Zeitraum, in dem die Zelle ihre Funktionen erfüllt, und Ruhephasen. Zu diesem Zeitpunkt ist das weitere Schicksal der Zelle ungewiss: Die Zelle kann beginnen, sich zu teilen (in die Mitose einzutreten) oder sich auf die Ausführung bestimmter Funktionen vorzubereiten. Mitose ist die Hauptteilungsart somatischer eukaryontischer Zellen. Der Teilungsprozess umfasst mehrere aufeinanderfolgende Phasen und ist ein Zyklus. Ihre Dauer variiert und liegt in den meisten Zellen zwischen 10 und 50 Stunden. In menschlichen Körperzellen beträgt die Dauer der Mitose selbst 1–1,5 Stunden, die B2-Interphase 2–3 Stunden und die S-Interphase 6–10 Stunden Stunden. 2. Biologische Bedeutung des Lebenszyklus Sichert die Kontinuität des genetischen Materials in einer Reihe von Zellen von Tochtergenerationen; führt zur Bildung von Zellen, die sowohl im Volumen als auch im Inhalt der genetischen Information gleichwertig sind. Die Hauptstadien der Mitose. 1. Verdopplung (Selbstverdopplung) der Erbinformation der Mutterzelle und deren gleichmäßige Verteilung auf die Tochterzellen. Damit einher gehen Veränderungen in der Struktur und Morphologie von Chromosomen, in denen mehr als 90 % der Informationen einer eukaryontischen Zelle konzentriert sind. 2. Der mitotische Zyklus besteht aus vier aufeinanderfolgenden Perioden: präsynthetisches (oder postmitotisches) G1, synthetisches S, postsynthetisches (oder prämitotisches) G2 und eigentliche Mitose. Sie bilden die autokatalytische Zwischenphase (Vorbereitungszeit). Phasen des Zellzyklus: 1) präsynthetisch (G1). Tritt unmittelbar nach der Zellteilung auf. Eine DNA-Synthese hat noch nicht stattgefunden. Die Zelle nimmt aktiv an Größe zu, speichert die für die Teilung notwendigen Substanzen: Proteine (Histone, Strukturproteine, Enzyme), RNA, ATP-Moleküle. Es gibt eine Unterteilung in Mitochondrien und Chloroplasten (d. h. Strukturen, die sich selbst reproduzieren können). Die Merkmale der Organisation der Interphasezelle werden nach der vorherigen Teilung wiederhergestellt; 2) synthetisch (S). Genetisches Material wird durch DNA-Replikation dupliziert. Es tritt auf halbkonservative Weise auf, wenn die Doppelhelix des DNA-Moleküls in zwei Stränge auseinandergeht und auf jedem von ihnen ein komplementärer Strang synthetisiert wird. Dadurch entstehen zwei identische DNA-Doppelhelices, die jeweils aus einem neuen und einem alten DNA-Strang bestehen. Die Menge an Erbmaterial wird verdoppelt. Darüber hinaus wird die Synthese von RNA und Proteinen fortgesetzt. Außerdem wird ein kleiner Teil der mitochondrialen DNA repliziert (der Hauptteil wird in der G2-Periode repliziert); 3) postsynthetisch (G2). DNA wird nicht mehr synthetisiert, aber es gibt eine Korrektur der Mängel, die während ihrer Synthese in der S-Periode gemacht wurden (Reparatur). Energie und Nährstoffe werden ebenfalls angesammelt, die Synthese von RNA und Proteinen (hauptsächlich nuklear) wird fortgesetzt. S und G2 stehen in direktem Zusammenhang mit der Mitose und werden daher manchmal in eine separate Periode unterteilt – die Präprophase. Darauf folgt die eigentliche Mitose, die aus vier Phasen besteht. 3. Mitose. Merkmale der Hauptstadien Die Zellteilung umfasst zwei Stadien – Kernteilung (Mitose oder Karyokinese) und zytoplasmatische Teilung (Zytokinese). Die Mitose besteht aus vier aufeinanderfolgenden Phasen – Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Ihm geht eine Periode voraus, die als Interphase bezeichnet wird (siehe die Merkmale des mitotischen Zyklus). Phasen der Mitose: 1) Prophase. Die Zentriolen des Zellzentrums teilen sich und divergieren zu entgegengesetzten Polen der Zelle. Aus Mikrotubuli wird eine Teilungsspindel gebildet, die die Centrios verschiedener Pole verbindet. Zu Beginn der Prophase sind Kern und Nukleolen noch in der Zelle sichtbar, am Ende dieser Phase wird die Kernhülle in einzelne Fragmente zerlegt (die Kernhülle wird abgebaut), die Nukleolen zerfallen. Die Verdichtung der Chromosomen beginnt: Sie verdrehen sich, verdicken sich, werden im Lichtmikroskop sichtbar. Im Zytoplasma nimmt die Anzahl der Strukturen von rauem EPS ab, die Anzahl der Polysomen nimmt stark ab; 2) Metaphase. Die Bildung der Spaltspindel ist abgeschlossen. Die kondensierten Chromosomen reihen sich entlang des Äquators der Zelle auf und bilden die Metaphasenplatte. Spindelmikrotubuli sind an den Zentromeren oder Kinetochoren (primären Verengungen) jedes Chromosoms befestigt. Danach spaltet sich jedes Chromosom der Länge nach in zwei Chromatiden (Tochterchromosomen), die nur in der Zentromerregion verbunden sind; 3) Anaphase. Die Verbindung zwischen den Tochterchromosomen wird unterbrochen und sie beginnen, sich mit einer Geschwindigkeit von 0,2-5 µm/min zu den entgegengesetzten Polen der Zelle zu bewegen. Am Ende der Anaphase enthält jeder Pol einen diploiden Chromosomensatz. Chromosomen beginnen zu dekondensieren und sich zu entspannen, werden dünner und länger; 4) Telophase. Chromosomen werden vollständig despiralisiert, die Struktur der Nukleolen und des Interphasekerns wird wiederhergestellt und die Kernmembran wird montiert. Die Teilungsspindel wird zerstört. Es findet eine Zytokinese (Teilung des Zytoplasmas) statt. Bei tierischen Zellen beginnt dieser Prozess mit der Bildung einer Einschnürung in der Äquatorialebene, die immer tiefer wird und die Mutterzelle schließlich vollständig in zwei Tochterzellen teilt. Wenn die Zytokinese verzögert ist, werden mehrkernige Zellen gebildet. Dies wird bei der Fortpflanzung von Protozoen durch Schizogonie beobachtet. In vielzelligen Organismen entstehen auf diese Weise Synzytien – Gewebe, in denen es keine Grenzen zwischen Zellen gibt (quergestreiftes Muskelgewebe beim Menschen). Die Dauer jeder Phase hängt von der Art des Gewebes, dem physiologischen Zustand des Körpers, dem Einfluss äußerer Faktoren (Licht, Temperatur, Chemikalien) usw. ab. 4. Atypische Formen der Mitose Zu den atypischen Formen der Mitose gehören Amitose, Endomitose und Polythenie. 1. Amitosis ist eine direkte Kernteilung. Gleichzeitig bleibt die Morphologie des Kerns erhalten, der Nukleolus und die Kernmembran sind sichtbar. Chromosomen sind nicht sichtbar, und ihre gleichmäßige Verteilung tritt nicht auf. Der Zellkern wird ohne Bildung eines mitotischen Apparats (ein System aus Mikrotubuli, Zentriolen, strukturierten Chromosomen) in zwei relativ gleiche Teile geteilt. Endet die Teilung gleichzeitig, entsteht eine zweikernige Zelle. Aber manchmal ist auch das Zytoplasma geschnürt. Diese Art der Teilung existiert in einigen differenzierten Geweben (in Zellen von Skelettmuskeln, Haut, Bindegewebe) sowie in pathologisch veränderten Geweben. Amitose tritt niemals in Zellen auf, die die vollständige genetische Information bewahren müssen - befruchtete Eier, Zellen eines sich normal entwickelnden Embryos. Diese Teilungsmethode kann nicht als vollwertige Art der Reproduktion eukaryotischer Zellen angesehen werden. 2. Endomitose. Bei dieser Art der Teilung trennen sich die Chromosomen nach der DNA-Replikation nicht in zwei Tochterchromatiden. Dies führt zu einer Erhöhung der Chromosomenzahl in einer Zelle, manchmal um das Zehnfache im Vergleich zum diploiden Satz. So entstehen polyploide Zellen. Normalerweise findet dieser Prozess in intensiv funktionierenden Geweben statt, zum Beispiel in der Leber, wo polyploide Zellen sehr häufig vorkommen. Aus genetischer Sicht ist die Endomitose jedoch eine genomische somatische Mutation. 3. Polythenien. Der Gehalt an DNA (Chromonemen) in den Chromosomen nimmt um ein Vielfaches zu, ohne dass der Gehalt der Chromosomen selbst zunimmt. Gleichzeitig kann die Anzahl der Chromoneme 1000 oder mehr erreichen, während die Chromosomen gigantisch werden. Während der Polythenie fallen alle Phasen des mitotischen Zyklus aus, mit Ausnahme der Reproduktion primärer DNA-Stränge. Diese Art der Teilung wird in einigen hochspezialisierten Geweben (Leberzellen, Zellen der Speicheldrüsen von Diptera) beobachtet. Die polylithischen Chromosomen von Drosophila werden verwendet, um zytologische Karten von Genen in Chromosomen zu erstellen. VORTRAG Nr. 10. Meiose: Merkmale, biologische Bedeutung Meiose ist eine Art der Zellteilung, bei der die Anzahl der Chromosomen halbiert wird und Zellen von einem diploiden Zustand in einen haploiden übergehen. Meiose ist eine Folge von zwei Teilungen. 1. Stadien der Meiose Die erste Teilung der Meiose (Reduktion) führt zur Bildung haploider Zellen aus diploiden Zellen. In der Prophase I kommt es wie bei der Mitose zu einer Spiralisierung der Chromosomen. Gleichzeitig kommen homologe Chromosomen mit ihren identischen Abschnitten (Konjugat) zusammen und bilden Bivalente. Vor Eintritt in die Meiose verfügt jedes Chromosom über verdoppeltes genetisches Material und besteht aus zwei Chromatiden, sodass das Bivalent 4 DNA-Stränge enthält. Im Prozess der weiteren Spiralisierung kann es zu einem Crossover kommen – einem Crossover homologer Chromosomen, begleitet vom Austausch entsprechender Abschnitte zwischen ihren Chromatiden. In der Metaphase I ist die Bildung der Teilungsspindel abgeschlossen, deren Fäden an den Zentromeren der Chromosomen befestigt und zu Bivalenten so vereint sind, dass von jedem Zentromer nur ein Faden zu einem der Pole der Zelle verläuft. In der Anaphase I divergieren die Chromosomen zu den Polen der Zelle, wobei jeder Pol einen haploiden Chromosomensatz aufweist, der aus zwei Chromatiden besteht. In der Telophase I wird die Kernhülle wiederhergestellt, woraufhin sich die Mutterzelle in zwei Tochterzellen teilt. Die zweite Teilung der Meiose beginnt unmittelbar nach der ersten und ähnelt der Mitose, aber die Zellen, die in sie eintreten, tragen einen haploiden Chromosomensatz. Prophase II ist zeitlich sehr kurz. Es folgt die Metaphase II, während sich die Chromosomen in der Äquatorialebene befinden, wird eine Teilungsspindel gebildet. In der Anaphase II trennen sich die Zentromere und jedes Chromatid wird zu einem unabhängigen Chromosom. Von einander getrennte Tochterchromosomen werden zu den Teilungspolen geschickt. In der Telophase II kommt es zur Zellteilung, bei der aus zwei haploiden Zellen 4 haploide Tochterzellen gebildet werden. So entstehen durch Meiose aus einer diploiden Zelle vier Zellen mit haploidem Chromosomensatz. Während der Meiose werden zwei Mechanismen der Rekombination von genetischem Material durchgeführt. 1. Nicht permanent (Crossing Over) ist ein Austausch homologer Regionen zwischen Chromosomen. Tritt in der Prophase I im Pachytenstadium auf. Das Ergebnis ist eine Rekombination allelischer Gene. 2. Konstante - zufällige und unabhängige Divergenz homologer Chromosomen in der Anaphase I der Meiose. Infolgedessen erhalten Gameten eine unterschiedliche Anzahl von Chromosomen väterlichen und mütterlichen Ursprungs. 2. Biologische Bedeutung der Meiose 1) ist das Hauptstadium der Gametogenese; 2) gewährleistet die Übertragung genetischer Informationen von Organismus zu Organismus während der sexuellen Fortpflanzung; 3) Tochterzellen sind genetisch nicht identisch mit den Eltern und untereinander. VORTRAG Nr. 11. Gametogenese 1. Konzepte der Gametogenese Gametogenese ist der Prozess der Bildung von Keimzellen. Es kommt in den Keimdrüsen vor (in den Eierstöcken bei Frauen und in den Hoden bei Männern). Die Gametogenese im Körper eines weiblichen Individuums beruht auf der Bildung weiblicher Keimzellen (Eier) und wird als Oogenese bezeichnet. Bei Männern entstehen männliche Fortpflanzungszellen (Spermatozoen), deren Entstehungsprozess Spermatogenese genannt wird. Gametogenese ist ein sequenzieller Prozess, der aus mehreren Phasen besteht – Reproduktion, Wachstum und Reifung von Zellen. Der Prozess der Spermatogenese umfasst auch ein Bildungsstadium, das bei der Oogenese nicht vorhanden ist. 2. Stadien der Gametogenese 1. Stadium der Fortpflanzung. Die Zellen, aus denen später männliche und weibliche Gameten gebildet werden, heißen Spermatogonien bzw. Ovogonien. Sie tragen einen diploiden Satz von 2n2c-Chromosomen. In diesem Stadium teilen sich die primären Keimzellen immer wieder durch Mitose, wodurch ihre Zahl deutlich zunimmt. Spermatogonien vermehren sich während der Fortpflanzungsperiode im männlichen Körper. Die Reproduktion von Oogonien erfolgt hauptsächlich in der Embryonalzeit. Beim Menschen, in den Eierstöcken des weiblichen Körpers, verläuft der Fortpflanzungsprozess von Oogonien zwischen 2 und 5 Monaten der intrauterinen Entwicklung am intensivsten. Am Ende des 7-Monats gehen die meisten Oozyten in die Prophase I der Meiose über. Wenn in einem einzelnen haploiden Satz die Anzahl der Chromosomen mit n und die DNA-Menge mit c bezeichnet wird, dann entspricht die genetische Formel von Zellen im Reproduktionsstadium 2n2c vor der synthetischen Mitosephase (wenn die DNA-Replikation stattfindet) und 2n4c danach Es. 2. Wachstumsphase. Die Zellen nehmen an Größe zu und verwandeln sich in Spermatozyten und Eizellen erster Ordnung (letztere erreichen durch die Ansammlung von Nährstoffen in Form von Eigelb und Eiweißkörnern besonders große Größen). Dieses Stadium entspricht der Interphase I der Meiose. Ein wichtiges Ereignis dieser Zeit ist die Replikation von DNA-Molekülen mit einer konstanten Chromosomenzahl. Sie nehmen eine doppelsträngige Struktur an: Die genetische Formel der Zellen sieht in dieser Zeit wie 2n4c aus. 3. Reifestadium. Es treten zwei aufeinanderfolgende Teilungen auf - Reduktion (Meiose I) und Gleichung (Meiose II), die zusammen die Meiose darstellen. Nach der ersten Teilung (Meiose I) werden Spermatozyten und Eizellen zweiter Ordnung (mit der genetischen Formel n2c) gebildet, nach der zweiten Teilung (Meiose II) - Spermatiden und reife Eizellen (mit der Formel nc) mit drei Reduktionskörpern, die sterben und sind nicht am Fortpflanzungsprozess beteiligt. Dadurch bleibt die maximale Menge an Eigelb in den Eiern erhalten. Als Ergebnis des Reifungsstadiums entstehen also aus einer Spermatozyte 2. Ordnung (mit der Formel 4n2c) vier Spermatiden (mit der Formel nc) und aus einer Eizelle 4. Ordnung (mit der Formel XNUMXnXNUMXc) eine reife Eizelle ( mit der Formel nc) und drei Reduktionskörpern . 4. Stadium der Bildung oder Spermiogenese (nur während der Spermatogenese). Als Ergebnis dieses Prozesses verwandelt sich jede unreife Spermatide in ein reifes Spermatozoon (mit der Formel nc) und erhält alle für sie charakteristischen Strukturen. Der Spermatidenkern verdickt sich, es kommt zu Supercoiling von Chromosomen, die funktionell inert werden. Der Golgi-Komplex bewegt sich zu einem der Pole des Kerns und bildet das Akrosom. Zentriolen eilen zum anderen Pol des Kerns, und einer von ihnen ist an der Bildung des Flagellums beteiligt. Ein einzelnes Mitochondrium windet sich spiralförmig um das Flagellum. Fast das gesamte Zytoplasma der Spermatide wird abgestoßen, sodass der Spermienkopf fast kein Zytoplasma enthält. VORTRAG Nr. 12. Ontogenese 1. Das Konzept der Ontogenese Ontogenese ist der Prozess der individuellen Entwicklung eines Individuums vom Moment der Bildung der Zygote während der sexuellen Fortpflanzung (oder dem Erscheinen einer Tochter eines Individuums während der ungeschlechtlichen Fortpflanzung) bis zum Ende des Lebens. Die Periodisierung der Ontogenese basiert auf der Möglichkeit der sexuellen Fortpflanzung durch ein Individuum. Nach diesem Prinzip wird die Ontogenese in drei Perioden unterteilt: präreproduktiv, reproduktiv und postreproduktiv. Die vorreproduktive Phase ist durch die Unfähigkeit eines Individuums zur sexuellen Fortpflanzung aufgrund seiner Unreife gekennzeichnet. Während dieser Zeit finden die wichtigsten anatomischen und physiologischen Transformationen statt, wodurch ein geschlechtsreifer Organismus entsteht. In der präreproduktiven Phase ist das Individuum am anfälligsten für die nachteiligen Auswirkungen physikalischer, chemischer und biologischer Umweltfaktoren. Diese Periode wiederum ist in 4 Perioden unterteilt: Embryonal-, Larven-, Metamorphoseperiode und Juvenilperiode. Die embryonale (embryonale) Periode dauert vom Moment der Befruchtung des Eies bis zur Freisetzung des Embryos aus den Eihüllen. Die Larvenperiode tritt bei einigen Vertretern der niederen Wirbeltiere auf, deren Embryonen, nachdem sie aus den Eimembranen hervorgegangen sind, einige Zeit existieren und nicht alle Merkmale eines reifen Individuums aufweisen. Die Larve zeichnet sich durch die embryonalen Merkmale des Individuums, das Vorhandensein temporärer Hilfsorgane, die Fähigkeit zur aktiven Ernährung und Fortpflanzung aus. Aus diesem Grund schließt die Larve ihre Entwicklung unter den dafür günstigsten Bedingungen ab. Die Metamorphose als Periode der Ontogenese ist durch strukturelle Veränderungen des Individuums gekennzeichnet. Dabei werden die Hilfsorgane zerstört und die bleibenden Organe verbessert oder neu gebildet. Die Jugendzeit dauert vom Ende der Metamorphose bis zum Eintritt in die Fortpflanzungszeit. Während dieser Zeit wächst das Individuum intensiv, die endgültige Bildung der Struktur und Funktion von Organen und Systemen erfolgt. In der Fortpflanzungsphase erkennt das Individuum seine Fähigkeit zur Fortpflanzung. Während dieser Entwicklungsphase wird es schließlich gebildet und ist widerstandsfähig gegen die Einwirkung nachteiliger äußerer Faktoren. Die postreproduktive Phase ist mit fortschreitender Alterung des Körpers verbunden. Es ist gekennzeichnet durch eine Abnahme und dann das vollständige Verschwinden der Fortpflanzungsfunktion, umgekehrte strukturelle und funktionelle Veränderungen in den Organen und Systemen des Körpers. Reduzierte Resistenz gegen verschiedene nachteilige Wirkungen. Die postembryonale Entwicklung kann direkt oder indirekt sein. Bei direkter Entwicklung (ohne Larve) entsteht aus den Eihüllen oder aus dem Körper der Mutter ein erwachsener Organismus. Die postembryonale Entwicklung dieser Tiere beschränkt sich hauptsächlich auf Wachstum und Pubertät. Die direkte Entwicklung tritt bei Tieren auf, die sich durch Eiablage vermehren, wenn die Eier reich an Dotter sind (Wirbellose, Fische, Reptilien, Vögel, einige Säugetiere) und bei viviparen Formen. Im letzteren Fall sind die Eier fast frei von Eigelb. Der Embryo entwickelt sich im Körper der Mutter, und seine lebenswichtige Aktivität wird von der Plazenta (Plazentasäuger und Menschen) bereitgestellt. Indirekte Entwicklung - Larve mit Metamorphose. Die Metamorphose kann unvollständig sein, wenn die Larve einem erwachsenen Organismus ähnelt und ihm mit jeder neuen Häutung immer ähnlicher wird, und vollständig, wenn sich die Larve in vielen der wichtigsten Merkmale der äußeren und inneren Struktur vom erwachsenen Organismus unterscheidet. und es gibt ein Puppenstadium im Lebenszyklus. 2. Embryonale Entwicklung Die Periode der Embryonalentwicklung ist bei höheren Tieren am komplexesten und besteht aus mehreren Stadien. Die erste Stufe der Embryonalentwicklung ist die Spaltung. In diesem Fall werden aus der Zygote durch mitotische Teilung zunächst 2 Zellen gebildet, dann 4, 8 usw. Die resultierenden Zellen werden Blastomere genannt, und der Embryo in diesem Entwicklungsstadium wird Blastula genannt. Gleichzeitig nehmen Gesamtmasse und -volumen nahezu nicht zu und neue Zellen werden immer kleiner. Mitotische Teilungen erfolgen schnell nacheinander und sind durch eine Verkürzung und manchmal den Verlust einiger Mitosestadien gekennzeichnet. Somit zeichnet sich dieser Prozess durch eine deutlich schnellere DNA-Replikation aus. Stadium G1 (Vorbereitung auf DNA-Synthese und Zellwachstum) wird eliminiert. Die G2-Stufe wird deutlich verkürzt. Diese schnelle Abfolge mitotischer Teilungen wird durch die Energie und Nährstoffe des Zytoplasmas der Eizelle bereitgestellt. Manchmal handelt es sich bei der resultierenden Blastula um eine Hohlraumformation, in der sich die Blastomeren in einer Schicht befinden und den Hohlraum begrenzen – das Blastocoel. In Fällen, in denen die Blastula das Aussehen einer dichten Kugel ohne Hohlraum in der Mitte hat, wird sie Morula (Morum – Maulbeere) genannt. Die nächste Stufe der Embryonalentwicklung ist die Gastrulation. Zu diesem Zeitpunkt erlangen Blastomeren, die sich weiterhin schnell teilen, motorische Aktivität und bewegen sich relativ zueinander und bilden Zellschichten – Keimschichten. Die Gastrulation kann entweder durch Einstülpung (Invagination) einer der Wände der Blastula in die Höhle des Blastocoels, Einwanderung einzelner Zellen, Epibolie (Fouling) oder Delamination (Aufspaltung in zwei Platten) erfolgen. Dadurch entsteht die äußere Keimschicht – das Ektoderm – und die innere – das Endoderm. Bei den meisten mehrzelligen Tieren (mit Ausnahme von Schwämmen und Hohltieren) bildet sich zwischen ihnen eine dritte, mittlere Keimschicht – das Mesoderm, das aus Zellen gebildet wird, die an der Grenze zwischen den äußeren und inneren Blättern liegen. Dann kommt die Phase der Histo- und Organogenese. Dabei wird zunächst das Rudiment des Nervensystems, die Neurule, gebildet. Dies geschieht durch die Isolierung einer Gruppe von Ektodermzellen auf der Rückseite des Embryos in Form einer Platte, die sich zu einer Rille und dann zu einer langen Röhre faltet und tief unter die Schicht der Ektodermzellen reicht. Danach bilden sich im vorderen Teil der Röhre die Rudimente des Gehirns und der Sinnesorgane und aus dem Hauptteil der Röhre die Rudimente des Rückenmarks und des peripheren Nervensystems. Darüber hinaus entwickeln sich aus dem Ektoderm Haut und ihre Derivate. Aus dem Endoderm entstehen die Organe des Atmungs- und Verdauungssystems. Aus dem Mesoderm werden Muskel-, Knorpel- und Knochengewebe, Organe des Kreislauf- und Ausscheidungssystems gebildet. VORTRAG Nr. 13. Erbrecht 1. Gesetze von G. Mendel Vererbung ist die Weitergabe genetischer Informationen über mehrere Generationen hinweg. Vererbte Merkmale können qualitativ (monogen) und quantitativ (polygen) sein. Qualitative Merkmale werden in der Bevölkerung in der Regel durch eine kleine Anzahl sich gegenseitig ausschließender Optionen repräsentiert. Zum Beispiel gelbe oder grüne Erbsensamen, graue oder schwarze Körperfarbe bei Fruchtfliegen, helle oder dunkle Augenfarbe beim Menschen, normale Blutgerinnung oder Hämophilie. Qualitative Merkmale werden nach den Gesetzen von Mendel (Mendelsche Merkmale) vererbt. Quantitative Merkmale werden in der Population durch eine Vielzahl alternativer Optionen repräsentiert. Quantitative Merkmale umfassen Wachstum, Hautpigmentierung, geistige Fähigkeiten beim Menschen, Eierproduktion bei Hühnern, Zuckergehalt in Zuckerrübenwurzeln usw. Die Vererbung polygener Merkmale gehorcht im Allgemeinen nicht den Gesetzen von Mendel. Abhängig von der Lokalisation des Gens im Chromosom und dem Zusammenspiel allelischer Gene werden mehrere Varianten der monogenen Vererbung von Merkmalen unterschieden. 1. Autosomaler Erbgang. Es gibt dominante, rezessive und co-dominante autosomale Vererbungsmuster. 2. Geschlechtsgebundene (geschlechtliche) Art der Vererbung. Es gibt X-chromosomale (dominante oder rezessive) Vererbung und Y-chromosomale Vererbung. Mendel untersuchte die Vererbung von Farbe in Erbsensamen, indem er Pflanzen mit gelben und grünen Samen kreuzte, und basierend auf seinen Beobachtungen formulierte er Muster, die später nach ihm benannt wurden. Mendels erstes Gesetz Das Gesetz der Uniformität von Hybriden der ersten Generation oder das Gesetz der Dominanz. Nach diesem Gesetz sind bei monohybrider Kreuzung von Individuen, die für alternative Merkmale homozygot sind, die Nachkommen der ersten Hybridgeneration in Genotyp und Phänotyp einheitlich. Mendels zweites Gesetz Spaltungsgesetz. Darin heißt es: Nach Kreuzung der F1-Nachkommen zweier homozygoter Eltern in die F2-Generation wurde eine Aufspaltung der Nachkommen nach dem Phänotyp im Verhältnis 3:1 bei vollständiger Dominanz und 1:2:1 bei vollständiger Dominanz beobachtet unvollständige Dominanz. Die von Mendel verwendeten Techniken bildeten die Grundlage einer neuen Methode zur Untersuchung der Vererbung – der Hybridologie. Hybridologische Analyse ist die Formulierung eines Kreuzungssystems, das es ermöglicht, Muster der Vererbung von Merkmalen zu identifizieren. Bedingungen für die Durchführung einer hybridologischen Analyse: 1) elterliche Individuen müssen von derselben Art sein und sich sexuell fortpflanzen (andernfalls ist eine Kreuzung einfach unmöglich); 2) elterliche Individuen müssen für die untersuchten Merkmale homozygot sein; 3) elterliche Individuen müssen sich in den untersuchten Merkmalen unterscheiden; 4) elterliche Individuen werden einmal miteinander gekreuzt, um Hybride der ersten Generation F1 zu erhalten, die dann miteinander gekreuzt werden, um Hybride der zweiten Generation F2 zu erhalten; 5) Es ist notwendig, eine strenge Zählung der Anzahl der Individuen der ersten und zweiten Generation durchzuführen, die das untersuchte Merkmal aufweisen. 2. Di- und Polyhybridkreuzung. Unabhängige Erbschaft Dihybrid-Kreuzung ist die Kreuzung von elterlichen Individuen, die sich in zwei Paaren alternativer Merkmale und dementsprechend in zwei Paaren allelischer Gene unterscheiden. Polyhybride Kreuzung ist die Kreuzung von Individuen, die sich in mehreren Paaren alternativer Merkmale und dementsprechend in mehreren Paaren allelischer Gene unterscheiden. Georg Mendel kreuzte Erbsenpflanzen, die sich in der Samenfarbe (gelb und grün) und in der Beschaffenheit der Samenoberfläche (glatt und faltig) unterschieden. Er kreuzte reine Linien von Erbsen mit gelben glatten Samen mit sauberen Linien mit grünen faltigen Samen und erhielt Hybriden der ersten Generation mit gelben glatten Samen (dominante Merkmale). Dann kreuzte Mendel die Hybriden der ersten Generation miteinander und erhielt vier phänotypische Klassen im Verhältnis 9: 3: 3: 1, d.h. als Ergebnis erschienen in der zweiten Generation zwei neue Charakterkombinationen: gelb faltig und grün glatt. Für jedes Merkmalspaar wurde ein Verhältnis von 3:1 festgestellt, charakteristisch für monohybride Kreuzungen: In der zweiten Generation wurden 3/4 glatte und 1/4 faltige Samen und 3/4 gelbe und 1/4 grüne Samen erhalten. Folglich werden bei Hybriden der ersten Generation zwei Merkmalspaare kombiniert, die dann getrennt und voneinander unabhängig werden. Basierend auf diesen Beobachtungen wurde Mendels drittes Gesetz formuliert. Mendels drittes Gesetz Gesetz der unabhängigen Vererbung: Die Aufteilung für jedes Merkmalspaar erfolgt unabhängig von anderen Merkmalspaaren. In seiner reinen Form gilt dieses Gesetz nur für Gene, die sich auf verschiedenen Chromosomen befinden, und wird teilweise für Gene eingehalten, die sich auf demselben Chromosom befinden, jedoch in beträchtlichem Abstand voneinander. Mendels Experimente bildeten die Grundlage einer neuen Wissenschaft – der Genetik. Genetik ist die Wissenschaft, die Vererbung und Variation untersucht. Folgende Bedingungen trugen zum Erfolg von Mendels Forschung bei: 1. Eine gute Wahl des Studienobjekts - Erbsen. Als Mendel gebeten wurde, seine Beobachtungen über den Bink-Habicht, dieses allgegenwärtige Unkraut, zu wiederholen, konnte er dies nicht tun. 2. Analyse der Vererbung einzelner Merkmalspaare bei den Nachkommen gekreuzter Pflanzen, die sich in einem, zwei oder drei Paaren alternativer Merkmale unterscheiden. Aufzeichnungen wurden für jedes Paar dieser Merkmale nach jeder Kreuzung separat geführt. 3. Mendel hat die erzielten Ergebnisse nicht nur aufgezeichnet, sondern auch mathematisch analysiert. Mendel formulierte auch das Gesetz der Gametenreinheit, wonach der Gamete rein vom zweiten allelischen Gen (alternatives Merkmal) ist, das heißt, das Gen ist diskret und vermischt sich nicht mit anderen Genen. Bei einer Monohybridkreuzung erscheint bei vollständiger Dominanz bei heterozygoten Hybriden der ersten Generation nur das dominante Allel, das rezessive Allel geht jedoch nicht verloren oder vermischt sich mit dem dominanten. Bei Hybriden der zweiten Generation können sowohl ein rezessives als auch ein dominantes Allel in reiner Form, also im homozygoten Zustand, auftreten. Infolgedessen sind die von einem solchen Heterozygoten gebildeten Gameten rein, d. h. Gamet A enthält nichts von Allel a, Gamet a ist rein von A. Auf zellulärer Ebene ist die Grundlage für die Diskretion von Allelen ihre Lokalisierung in verschiedenen Chromosomen jedes homologen Paares, und die Diskretion von Genen ist ihre Position in verschiedenen chromosomalen Loci. 3. Wechselwirkungen allelischer Gene Bei der Interaktion allelischer Gene sind verschiedene Varianten der Ausprägung eines Merkmals möglich. Liegen die Allele im homozygoten Zustand vor, entwickelt sich die dem Allel entsprechende Merkmalsvariante. Im Fall von Heterozygotie hängt die Entwicklung eines Merkmals von der spezifischen Art der Interaktion allelischer Gene ab. Vollkommene Dominanz Dies ist eine Art der Interaktion allelischer Gene, bei der die Manifestation eines der Allele (A) nicht vom Vorhandensein eines anderen Allels (A1) im Genotyp eines Individuums abhängt und sich AA1-Heterozygoten phänotypisch nicht von Homozygoten unterscheiden für dieses Allel (AA). Beim heterozygoten AA1-Genotyp ist das A-Allel dominant. Das Vorhandensein des Allels A1 manifestiert sich in keiner Weise phänotypisch, daher wirkt es rezessiv. Unvollständige Dominanz Es wird in Fällen festgestellt, in denen sich der Phänotyp von CC1-Heterozygoten vom Phänotyp von CC- und C1C1-Homozygoten durch einen mittleren Manifestationsgrad des Merkmals unterscheidet, d CC-homozygot, manifestiert sich stärker als bei einer Einzeldosis bei einem CC1-heterozygoten . Die möglichen Genotypen unterscheiden sich dabei in der Expressivität, also dem Grad der Ausprägung des Merkmals. Kodominanz Dies ist eine Art Interaktion von allelischen Genen, bei der jedes der Allele seine eigene Wirkung hat. Als Ergebnis wird eine intermediäre Variante des Merkmals gebildet, neu im Vergleich zu den Varianten, die von jedem Allel separat gebildet werden. Interallelische Komplementierung Dies ist eine seltene Art der Interaktion allelischer Gene, bei der ein Organismus, der für zwei mutierte Allele des M-Gens (M1M11) heterozygot ist, ein normales M-Merkmal bilden kann.Beispielsweise ist das M-Gen für die Synthese eines Proteins verantwortlich, das hat eine Quartärstruktur und besteht aus mehreren identischen Polypeptidketten. Das mutante M1-Allel bewirkt die Synthese des veränderten M1-Peptids, und das mutierte M11-Allel bestimmt die Synthese einer anderen, aber auch abnormalen Polypeptidkette. Die Wechselwirkung solcher veränderter Peptide und die Kompensation veränderter Regionen bei der Bildung der Quartärstruktur kann in seltenen Fällen zum Auftreten eines Proteins mit normalen Eigenschaften führen. 4. Vererbung von Blutgruppen des ABO-Systems Die Vererbung von Blutgruppen des ABXNUMX-Systems beim Menschen weist einige Besonderheiten auf. Die Bildung der Blutgruppen I, II und III erfolgt nach dieser Art der Interaktion allelischer Gene als Dominanz. Genotypen, die das IA-Allel im homozygoten Zustand oder in Kombination mit dem IO-Allel enthalten, bestimmen die Bildung der zweiten (A) Blutgruppe bei einem Menschen. Das gleiche Prinzip liegt der Bildung der dritten (B) Blutgruppe zugrunde, d. h. die Allele IA und IB wirken dominant gegenüber dem Allel IO, das im homozygoten Zustand die erste (O) Blutgruppe IOIO bildet. Die Bildung der vierten (AB) Blutgruppe folgt dem Weg der Kodominanz. Die Allele IA und IB, die separat die zweite bzw. dritte Blutgruppe bilden, bestimmen im heterozygoten Zustand die IAIB (vierte) Blutgruppe. VORTRAG Nr. 14. Vererbung 1. Nicht-allelische Gene Nicht-allelische Gene sind Gene, die sich in verschiedenen Teilen der Chromosomen befinden und für verschiedene Proteine kodieren. Auch nicht-allelische Gene können miteinander interagieren. In diesem Fall bestimmt entweder ein Gen die Entwicklung mehrerer Merkmale oder umgekehrt manifestiert sich ein Merkmal unter der Wirkung einer Kombination mehrerer Gene. Es gibt drei Formen der Interaktion von nicht-allelischen Genen: 1) Komplementarität; 2) Nasenbluten; 3) Polymer. Die komplementäre (zusätzliche) Wirkung von Genen ist eine Art der Interaktion von nicht allelischen Genen, deren dominante Allele, wenn sie im Genotyp kombiniert werden, eine neue phänotypische Manifestation von Merkmalen bestimmen. In diesem Fall kann die Aufspaltung von F2-Hybriden je nach Phänotyp in Verhältnissen von 9: 6: 1, 9: 3: 4, 9: 7, manchmal 9: 3: 3: 1 erfolgen. Ein Beispiel für Komplementarität ist die Vererbung der Form der Kürbisfrucht. Das Vorhandensein der dominanten Gene A oder B im Genotyp bestimmt die Kugelform der Frucht und die längliche Form rezessiver Gene. Wenn der Genotyp beide dominanten Gene A und B enthält, ist die Form der Frucht scheibenförmig. Bei der Kreuzung reiner Linien mit Sorten, die kugelförmige Früchte haben, werden in der ersten Hybridgeneration F1 alle Früchte eine scheibenförmige Frucht haben, und in der F2-Generation kommt es zu einer Aufspaltung des Phänotyps: Von jeweils 16 Pflanzen werden 9 eine scheibenförmige Frucht haben scheibenförmige Früchte, 6 sind kugelförmig und 1 - länglich. Epistase ist die Interaktion nicht-allelischer Gene, bei der eines von ihnen durch das andere unterdrückt wird. Das unterdrückende Gen wird als epistatisch bezeichnet, das unterdrückte Gen als hypostatisch. Wenn ein epistatisches Gen keine eigene phänotypische Manifestation hat, wird es als Inhibitor bezeichnet und mit dem Buchstaben I bezeichnet. Die epistatische Interaktion nicht-allelischer Gene kann dominant und rezessiv sein. Bei dominanter Epistase wird die Expression des hypostatischen Gens (B, b) durch das dominante epistatische Gen (I > B, b) unterdrückt. Die phänotypische Segregation bei dominanter Epistase kann in einem Verhältnis von 12:3:1, 13:3, 7:6:3 auftreten. Rezessive Epistase ist die Unterdrückung der Allele des hypostatischen Gens durch das rezessive Allel des epistatischen Gens (i > B, b). Die Aufteilung nach Phänotyp kann in einem Verhältnis von 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3 erfolgen. Polymeria - die Interaktion von nicht allelischen multiplen Genen, die die Entwicklung desselben Merkmals einzigartig beeinflussen; Der Grad der Ausprägung eines Merkmals hängt von der Anzahl der Gene ab. Polymere Gene werden mit den gleichen Buchstaben bezeichnet und Allele des gleichen Locus haben den gleichen Index. Die Polymerinteraktion von nicht allelischen Genen kann kumulativ und nicht kumulativ sein. Bei der kumulativen (kumulativen) Polymerisation hängt der Grad der Manifestation eines Merkmals vom Summeneffekt der Gene ab. Je dominanter die Allele der Gene sind, desto ausgeprägter ist dieses oder jenes Merkmal. Die F2-Spaltung nach Phänotyp erfolgt in einem Verhältnis von 1:4:6:4:1. Bei nicht kumulativem Polymerismus manifestiert sich das Merkmal in Gegenwart von mindestens einem der dominanten Allele polymerer Gene. Die Anzahl der dominanten Allele hat keinen Einfluss auf die Schwere des Merkmals. Die phänotypische Spaltung erfolgt in einem Verhältnis von 15:1. 2. Genetik des Geschlechts Vererbung von geschlechtsgebundenen Merkmalen Das Geschlecht eines Organismus ist eine Reihe von Zeichen und anatomischen Strukturen, die für die sexuelle Fortpflanzung und die Übertragung von Erbinformationen sorgen. Bei der Bestimmung des Geschlechts eines zukünftigen Individuums spielt der Chromosomenapparat der Zygote – der Karyotyp – die führende Rolle. Es gibt Chromosomen, die für beide Geschlechter gleich sind – Autosomen und Geschlechtschromosomen. Der menschliche Karyotyp enthält 44 Autosomen und 2 Geschlechtschromosomen - X und Y. Zwei X-Chromosomen sind für die Entwicklung des weiblichen Geschlechts beim Menschen verantwortlich, das heißt, das weibliche Geschlecht ist homogametisch. Die Entwicklung des männlichen Geschlechts wird durch das Vorhandensein von X- und Y-Chromosomen bestimmt, das heißt, das männliche Geschlecht ist heterogametisch. Geschlechtsgebundene Merkmale Dabei handelt es sich um Merkmale, die von Genen auf den Geschlechtschromosomen kodiert werden. Beim Menschen können Merkmale, die von den Genen des X-Chromosoms kodiert werden, bei beiden Geschlechtern auftreten, während solche, die von den Genen des Y-Chromosoms kodiert werden, nur bei Männern zum Ausdruck kommen können. Es sollte beachtet werden, dass es im männlichen Genotyp nur ein X-Chromosom gibt, das fast keine zum Y-Chromosom homologen Regionen enthält, daher erscheinen alle im X-Chromosom lokalisierten Gene, einschließlich der rezessiven, im ersten Phänotyp Generation. Die Geschlechtschromosomen enthalten Gene, die die Manifestation nicht nur der Geschlechtsmerkmale regulieren. Das X-Chromosom enthält Gene, die für die Blutgerinnung, die Farbwahrnehmung und die Synthese einer Reihe von Enzymen verantwortlich sind. Das Y-Chromosom enthält eine Reihe von Genen, die Merkmale kontrollieren, die über die männliche Linie vererbt werden (holländische Merkmale): Behaarung der Ohren, das Vorhandensein einer Hautmembran zwischen den Fingern usw. Es sind nur sehr wenige Gene bekannt, die X- und Y-Chromosomen gemeinsam sind. Es gibt X-chromosomale und Y-chromosomale (holländische) Vererbung. X-chromosomale Vererbung Da das X-Chromosom im Karyotyp jeder Person vorhanden ist, treten die mit dem X-Chromosom verbundenen vererbten Merkmale bei beiden Geschlechtern auf. Weibchen erhalten diese Gene von beiden Elternteilen und geben sie über ihre Gameten an ihre Nachkommen weiter. Männer erhalten das X-Chromosom von ihrer Mutter und geben es an ihre weiblichen Nachkommen weiter. Es gibt X-chromosomal-dominante und X-chromosomal-rezessive Vererbung. Beim Menschen wird ein X-chromosomal dominantes Merkmal von der Mutter an alle Nachkommen weitergegeben. Ein Mann gibt sein X-chromosomal dominantes Merkmal nur an seine Töchter weiter. Ein X-chromosomal rezessives Merkmal tritt bei Frauen nur dann auf, wenn sie das entsprechende Allel von beiden Elternteilen erhalten. Bei Männern entsteht es, wenn sie von ihrer Mutter ein rezessives Allel erhalten. Frauen geben das rezessive Allel an Nachkommen beiderlei Geschlechts weiter, während Männer es nur an ihre Töchter weitergeben. Bei X-chromosomaler Vererbung ist ein intermediärer Charakter der Manifestation des Merkmals bei Heterozygoten möglich. Y-gebundene Gene sind nur im männlichen Genotyp vorhanden und werden von Generation zu Generation vom Vater an den Sohn weitergegeben. VORTRAG Nr. 15. Vererbung und Variabilität 1. Arten der Variabilität Variabilität ist eine Eigenschaft lebender Organismen, in verschiedenen Formen (Optionen) zu existieren. Arten von Variabilität Unterscheiden Sie zwischen erblicher und nicht erblicher Variabilität. Erbliche (genotypische) Variabilität ist mit Veränderungen im genetischen Material selbst verbunden. Unter nichterblicher (phänotypischer, modifizierender) Variabilität versteht man die Fähigkeit von Organismen, ihren Phänotyp unter dem Einfluss verschiedener Faktoren zu verändern. Die Ursache der Modifikationsvariabilität sind Veränderungen in der äußeren Umgebung des Organismus oder seiner inneren Umgebung. Reaktionsrate Dies sind die Grenzen der phänotypischen Variabilität eines Merkmals, die unter dem Einfluss von Umweltfaktoren auftritt. Die Reaktionsgeschwindigkeit wird durch die Gene des Organismus bestimmt, sodass die Reaktionsgeschwindigkeit für dasselbe Merkmal bei verschiedenen Individuen unterschiedlich ist. Der Bereich der Reaktionsgeschwindigkeit verschiedener Vorzeichen variiert ebenfalls. Diejenigen Organismen, bei denen die Reaktionsgeschwindigkeit für dieses Merkmal breiter ist, haben unter bestimmten Umweltbedingungen höhere Anpassungsfähigkeiten, d.h. die Modifikationsvariabilität ist in den meisten Fällen adaptiver Natur, und die meisten Veränderungen, die im Körper auftreten, wenn sie bestimmten Umweltfaktoren ausgesetzt sind, sind es nützlich. Allerdings verlieren phänotypische Veränderungen manchmal ihren adaptiven Charakter. Wenn die phänotypische Variabilität einer Erbkrankheit klinisch ähnlich ist, werden solche Veränderungen als Phänokopie bezeichnet. Kombinationsvariabilität Assoziiert mit einer neuen Kombination unveränderter elterlicher Gene in den Genotypen der Nachkommen. Faktoren der kombinativen Variabilität. 1. Unabhängige und zufällige Segregation homologer Chromosomen in der Anaphase I der Meiose. 2. Überqueren. 3. Zufällige Kombination von Gameten während der Befruchtung. 4. Zufallsauswahl von Elternorganismen. Mutationen Dies sind seltene, zufällig auftretende, dauerhafte Veränderungen des Erbguts, die das gesamte Genom, ganze Chromosomen, Teile von Chromosomen oder einzelne Gene betreffen. Sie entstehen unter dem Einfluss mutagener Faktoren physikalischer, chemischer oder biologischer Herkunft. Mutationen sind: 1) spontan und induziert; 2) schädlich, nützlich und neutral; 3) somatisch und generativ; 4) Gen, chromosomal und genomisch. Spontanmutationen sind Mutationen, die ungerichtet unter dem Einfluss eines unbekannten Mutagens entstanden sind. Induzierte Mutationen sind Mutationen, die künstlich durch die Wirkung eines bekannten Mutagens verursacht werden. Chromosomenmutationen sind Veränderungen in der Struktur von Chromosomen während der Zellteilung. Es gibt die folgenden Arten von Chromosomenmutationen. 1. Duplikation - Verdopplung eines Abschnitts eines Chromosoms aufgrund ungleicher Überkreuzung. 2. Deletion - Verlust eines Abschnitts eines Chromosoms. 3. Inversion - Drehung eines Chromosomensegments um 180 °. 4. Translokation – Verschieben eines Abschnitts eines Chromosoms auf ein anderes Chromosom. Genomische Mutationen sind Veränderungen in der Anzahl der Chromosomen. Arten von genomischen Mutationen. 1. Polyploidie – eine Veränderung in der Anzahl haploider Chromosomensätze in einem Karyotyp. Unter dem Karyotyp verstehen Sie die Anzahl, Form und Anzahl der Chromosomen, die für eine bestimmte Art charakteristisch sind. Es gibt Nullisomie (das Fehlen von zwei homologen Chromosomen), Monosomie (das Fehlen eines der homologen Chromosomen) und Polysomie (das Vorhandensein von zwei oder mehr zusätzlichen Chromosomen). 2. Heteroploidie - eine Änderung der Anzahl einzelner Chromosomen im Karyotyp Am häufigsten sind Genmutationen. Ursachen von Genmutationen: 1) Nukleotidausfall; 2) Insertion eines zusätzlichen Nukleotids (dieser und die vorherigen Gründe führen zu einer Verschiebung des Leserahmens); 3) Austausch eines Nukleotids durch ein anderes. 2. Verknüpfung von Genen und Crossing-over In einem Chromosom lokalisierte Gene bilden eine Verknüpfungsgruppe und werden in der Regel zusammen vererbt. Die Anzahl der Verknüpfungsgruppen in diploiden Organismen entspricht dem haploiden Chromosomensatz. Frauen haben 23 Gelegegruppen, Männer 24. Die Verknüpfung von Genen, die sich auf demselben Chromosom befinden, kann vollständig oder unvollständig sein. Eine vollständige Verknüpfung von Genen, d. h. eine gemeinsame Vererbung, ist ohne den Prozess des Kreuzungsglaubens möglich. Dies ist typisch für Gene von Geschlechtschromosomen, Organismen, die für Geschlechtschromosomen heterogametisch sind (XY, XO), sowie für Gene, die sich in der Nähe des Zentromers des Chromosoms befinden, wo fast nie eine Überkreuzung auftritt. In den meisten Fällen sind Gene, die in einem Chromosom lokalisiert sind, nicht vollständig verknüpft, und in der Prophase I der Meiose werden identische Stellen zwischen homologen Chromosomen ausgetauscht. Infolge der Kreuzung werden Allel-Gene, die sich in der Zusammensetzung der Kupplungsgruppen der elterlichen Individuen befanden, getrennt und bilden neue Kombinationen, die in Gameten fallen. Genrekombination tritt auf. Gameten und Zygoten, die Rekombinationen verknüpfter Gene enthalten, werden Crossover genannt. Wenn die Anzahl der Crossover-Gameten und die Gesamtzahl der Gameten eines bestimmten Individuums bekannt ist, kann die Häufigkeit des Crossovers als Prozentsatz mithilfe der folgenden Formel berechnet werden: das Verhältnis der Anzahl der Crossover-Gameten (Individuen) zur Gesamtzahl von Gameten (Individuen) multipliziert mit 100 %. Der Prozentsatz der Kreuzung zwischen zwei Genen kann verwendet werden, um den Abstand zwischen ihnen zu bestimmen. Die Einheit des Abstands zwischen Genen – das Morganid – wird üblicherweise mit 1 % Crossing-Over angenommen. Die Crossover-Frequenz zeigt auch die Stärke der Verknüpfung zwischen Genen an. Die Kopplungsstärke zwischen zwei Genen ist gleich der Differenz zwischen 100 % und dem Prozentsatz der Überkreuzung zwischen diesen Genen. Die genetische Karte eines Chromosoms ist ein Diagramm der relativen Anordnung von Genen, die sich in derselben Verknüpfungsgruppe befinden. Die Bestimmung der Verknüpfungsgruppen und Abstände zwischen Genen ist nicht der letzte Schritt bei der Erstellung einer genetischen Karte eines Chromosoms, da auch die Übereinstimmung der untersuchten Verknüpfungsgruppe mit einem bestimmten Chromosom festgestellt werden muss. Die Bestimmung der Verknüpfungsgruppe erfolgt nach der hybridologischen Methode, d. h. durch Untersuchung der Kreuzungsergebnisse, und die Untersuchung der Chromosomen erfolgt nach der zytologischen Methode mit mikroskopischer Untersuchung der Präparate. Um festzustellen, ob eine bestimmte Verknüpfungsgruppe einem bestimmten Chromosom entspricht, werden Chromosomen mit veränderter Struktur verwendet. Es wird eine Standardanalyse der Dihybridkreuzung durchgeführt, bei der ein untersuchtes Zeichen von einem Gen kodiert wird, das auf einem Chromosom mit veränderter Struktur lokalisiert ist, und das zweite von einem Gen, das auf einem anderen Chromosom lokalisiert ist. Wenn eine verknüpfte Vererbung dieser beiden Merkmale beobachtet wird, können wir von der Verbindung dieses Chromosoms mit einer bestimmten Verknüpfungsgruppe sprechen. Die Analyse genetischer und zytologischer Karten ermöglichte die Formulierung der wichtigsten Bestimmungen der Chromosomentheorie der Vererbung. 1. Jedes Gen hat einen bestimmten dauerhaften Ort (Lokus) auf dem Chromosom. 2. Gene in Chromosomen befinden sich in einer bestimmten linearen Abfolge. 3. Die Häufigkeit des Überkreuzens zwischen Genen ist direkt proportional zum Abstand zwischen ihnen und umgekehrt proportional zur Stärke der Verknüpfung. 3. Methoden zur Untersuchung der menschlichen Vererbung Genealogische Methode Die genealogische Methode oder die Methode zur Analyse von Stammbäumen umfasst die folgenden Schritte: 1. Sammeln von Informationen des Probanden über das Vorhandensein oder Fehlen des analysierten Merkmals (häufiger der Krankheit) bei seinen Verwandten und Erstellen einer Legende über jeden von ihnen (verbale Beschreibung). Für ein genaueres Ergebnis ist es notwendig, Informationen über Verwandte in drei oder vier Generationen zu sammeln. 2. Grafische Darstellung des Stammbaums mit Symbolen. Jeder Angehörige des Probanden erhält seinen eigenen Code. 3. Analyse des Stammbaums, Lösung der folgenden Aufgaben: 1) Bestimmung der Krankheitsgruppe, zu der die untersuchte Krankheit gehört (erblich, multifaktoriell oder eine Gruppe von Phänokopien); 2) Bestimmung der Art und Variante der Vererbung; 3) Bestimmung der Wahrscheinlichkeit einer Manifestation der Krankheit in der Pro-Gang und anderen Verwandten. Zytogenetische Methoden Zytologische Methoden sind mit der Färbung von zytologischem Material und anschließender Mikroskopie verbunden. Sie ermöglichen es Ihnen, Verstöße gegen die Struktur und Anzahl der Chromosomen festzustellen. Diese Gruppe von Methoden umfasst: 1) ein Verfahren zur Bestimmung des X-Chromatins von Interphase-Chromosomen durch Färbung mit nicht-fluoreszierenden oder fluoreszierenden Farbstoffen; 2) ein Verfahren zur Bestimmung des Y-Chromatins von Interphase-Chromosomen durch Färbung mit fluoreszierenden Farbstoffen; 3) ein Routineverfahren zum Färben von Metaphasechromosomen, um die Anzahl und Gruppenzugehörigkeit von Chromosomen zu bestimmen, 1, 2, 3, 9, 16 Chromosomen und das Y-Chromosom zu identifizieren; 4) Methode der differentiellen Färbung von Metaphase-Chromosomen zur Identifizierung aller Chromosomen gemäß den Merkmalen der Querstreifung. Bei dieser Methode werden am häufigsten Lymphozyten, Fibroblasten, Knochenmarkzellen, Keimzellen und Haarfollikelzellen für die Mikroskopie verwendet. Biochemische Methoden Diese Gruppe umfasst Methoden, die hauptsächlich in der Differentialdiagnose von erblichen Stoffwechselstörungen mit einem bekannten Defekt im primären biochemischen Produkt eines bestimmten Gens verwendet werden. Alle biochemischen Methoden werden in qualitative, quantitative und halbquantitative unterteilt. Für die Forschung werden Blut, Urin oder Fruchtwasser entnommen. Qualitative Methoden sind einfacher, kostengünstiger und weniger zeitaufwändig, daher werden sie für Massenscreenings verwendet (z. B. Testen von Neugeborenen in der Entbindungsklinik auf Phenylketonurie). Quantitative Methoden sind genauer, aber auch zeitaufwändiger und teurer. Daher werden sie nur für spezielle Indikationen und in Fällen verwendet, in denen das durch qualitative Methoden durchgeführte Screening ein positives Ergebnis ergab. Indikationen für den Einsatz biochemischer Methoden: 1) geistige Behinderung unklarer Ätiologie; 2) vermindertes Seh- und Hörvermögen; 3) Unverträglichkeit gegenüber bestimmten Lebensmitteln; 4) Krampfsyndrom, erhöhter oder verringerter Muskeltonus. DNA-Diagnostik Dies ist die genaueste Methode zur Diagnose monogener Erbkrankheiten. Vorteile der Methode: 1) ermöglicht es Ihnen, die Ursache der Krankheit auf genetischer Ebene zu bestimmen; 2) zeigt minimale Verletzungen der DNA-Struktur; 3) minimal-invasiv; 4) bedarf keiner Wiederholung. Das Verfahren basiert auf der Vermehrung von Kopien von DNA-Fragmenten auf verschiedene Weise. Zwillingsmethode Es wird hauptsächlich verwendet, um die relative Rolle von Vererbung und Umweltfaktoren beim Auftreten einer Krankheit zu bestimmen. Gleichzeitig werden eineiige und zweieiige Zwillinge untersucht. VORTRAG Nr. 16. Struktur und Funktionen der Biosphäre 1. Das Konzept der Noosphäre. Einfluss des Menschen auf die Biosphäre Die Grundlagen der Doktrin der Biosphäre wurden vom russischen Wissenschaftler V. I. Vernadsky entwickelt. Die Biosphäre ist die von lebenden Organismen bewohnte Hülle der Erde, einschließlich eines Teils der Lithosphäre, der Hydrosphäre und eines Teils der Atmosphäre. Die Atmosphäre als Teil der Biosphäre ist eine 2-3 bis 10 km dicke Schicht (für Pilz- und Bakteriensporen) über der Erdoberfläche. Der begrenzende Faktor für die Ausbreitung lebender Organismen in der Atmosphäre ist die Sauerstoffverteilung und die Höhe der ultravioletten Strahlung. Es gibt keine Mikroorganismen, für die die Luft der Hauptlebensraum wäre. Sie werden aus dem Boden, Wasser usw. in die Atmosphäre eingetragen. Die Lithosphäre wird bis in eine beträchtliche Tiefe von lebenden Organismen bewohnt, aber ihre größte Anzahl konzentriert sich auf die Oberflächenschicht des Bodens. Die Menge an Sauerstoff, Licht, Druck und Temperatur begrenzen die Ausbreitung lebender Organismen. Die Hydrosphäre wird bis in eine Tiefe von mehr als 11 m von Lebewesen bewohnt. Hydrobionten leben sowohl im Süß- als auch im Salzwasser und werden je nach Lebensraum in 3 Gruppen eingeteilt: 1) Plankton - Organismen, die auf der Oberfläche von Gewässern leben und sich aufgrund der Wasserbewegung passiv bewegen; 2) nekton - bewegt sich aktiv in der Wassersäule; 3) Benthos - Organismen, die am Grund von Gewässern leben oder sich in Schlick eingraben. Der limitierende Faktor ist Licht (für Pflanzen). Der Stoffkreislauf in der Natur zwischen lebender und unbelebter Materie ist eines der charakteristischsten Merkmale der Biosphäre. Der biologische Kreislauf ist die biogene Wanderung von Atomen aus der Umwelt in Organismen und von Organismen in die Umwelt. Biomasse erfüllt noch weitere Funktionen: 1) Gas - ständiger Gasaustausch mit der äußeren Umgebung aufgrund der Atmung lebender Organismen und der Photosynthese von Pflanzen; 2) Konzentration – ständige biogene Migration von Atomen in lebende Organismen und nach deren Tod – in die unbelebte Natur; 3) Redox - Austausch von Materie und Energie mit der äußeren Umgebung. Bei der Dissimilation werden organische Substanzen oxidiert, bei der Assimilation wird die Energie von ATP genutzt; 4) biochemisch - chemische Umwandlungen von Substanzen, die die Grundlage des Lebens des Organismus bilden. Der Begriff "Noosphäre" wurde Anfang des XNUMX. Jahrhunderts von V. I. Vernadsky eingeführt. Ursprünglich wurde die Noosphäre als „denkende Hülle der Erde“ (von gr. noqs – „Geist“) dargestellt. Derzeit wird die Noosphäre als die durch menschliche Arbeit und wissenschaftliches Denken veränderte Biosphäre verstanden. Im Idealfall impliziert die Noosphäre eine neue Stufe in der Entwicklung der Biosphäre, die auf einer vernünftigen Regulierung der Beziehung zwischen Mensch und Natur basiert. Im Moment wirkt sich eine Person jedoch in den meisten Fällen auf die Biosphäre aus, es ist schädlich. Unangemessene menschliche Wirtschaftstätigkeit hat zur Entstehung globaler Probleme geführt, darunter: 1) Änderung des Zustands der Atmosphäre in Form des Auftretens des Treibhauseffekts und der Ozonkrise; 2) Abnahme der von Wäldern besetzten Fläche der Erde; 3) Wüstenbildung von Land; 4) Rückgang der Artenvielfalt; 5) Verschmutzung von Ozeanen und Süßwasser sowie Land durch industrielle und landwirtschaftliche Abfälle; 6) kontinuierliches Bevölkerungswachstum. 2. Parasitismus als ökologisches Phänomen Parasitismus ist ein universelles, weit verbreitetes Phänomen in der Tierwelt, das in der Nutzung eines Organismus durch einen anderen als Nahrungsquelle besteht. In diesem Fall schädigt der Parasit den Wirt bis zum Tod. Wege zum Parasitismus. 1. Der Übergang freilebender Formen (Raubtiere) zum Ektoparasitismus mit einer Verlängerung der Zeit der möglichen Existenz ohne Nahrung und der Zeit des Kontakts mit der Beute. 2. Der Übergang vom Kommensalismus (Mahlzeit, Parasitismus, eine Situation, in der der Wirt nur als Lebensraum dient) zum Endoparasitismus im Fall von Kommensalen, die nicht nur Abfall, sondern einen Teil der Ernährung des Wirts und sogar seines Gewebes verwenden. 3. Primärer Endoparasitismus als Folge einer versehentlichen, oft wiederholten Einführung von Parasiteneiern und -zysten in das Verdauungssystem des Wirts. Merkmale des Lebensraums von Parasiten. 1. Konstantes und günstiges Temperatur- und Feuchtigkeitsniveau. 2. Fülle an Nahrung. 3. Schutz vor nachteiligen Faktoren. 4. Aggressive chemische Zusammensetzung des Lebensraums (Verdauungssäfte). Eigenschaften von Parasiten. 1. Das Vorhandensein von zwei Lebensräumen: Die Umgebung erster Ordnung ist der Wirtsorganismus, die Umgebung zweiter Ordnung ist die äußere Umgebung. 2. Der Parasit hat im Vergleich zum Wirt eine kleinere Körpergröße und eine kürzere Lebensdauer. 3. Parasiten zeichnen sich aufgrund des Nahrungsreichtums durch eine hohe Fortpflanzungsfähigkeit aus. 4. Die Zahl der Parasiten im Wirtsorganismus kann sehr hoch sein. 5. Parasitäre Lebensweise ist ihre Besonderheit. Parasitenklassifikation Abhängig von der auf dem Wirt verbrachten Zeit können Parasiten dauerhaft sein, wenn sie nie in einem freilebenden Zustand auftreten (Läuse, Krätze, Malaria-Plasmodium), und vorübergehend, wenn sie nur während der Mahlzeiten mit dem Wirt in Verbindung gebracht werden (Mücken, Wanzen, Flöhe). ). Gemäß der obligatorischen parasitären Lebensweise sind Parasiten obligat, wenn die parasitäre Lebensweise ihr unverzichtbares Artenmerkmal ist (z. B. Helminthen), und fakultativ, wenn sie in der Lage sind, eine nichtparasitäre Lebensweise zu führen (viele Pflanzenparasiten). Je nach Wohnort auf dem Wirt werden Parasiten unterteilt in Ektoparasiten, die auf der Körperoberfläche des Wirts leben (menschliche Läuse, Mücken, Mücken, Bremsen), intradermale Parasiten, die in der Dicke der Haut des Wirts leben (Krätze), kavernöse Parasiten leben in den Hohlräumen verschiedener Organe des Wirts, kommunizieren mit der äußeren Umgebung (Rinder- und Schweinebandwürmer) und eigentlich Endoparasiten, die in den inneren Organen des Wirtsorganismus, Zellen und Blutplasma leben (Echinococcus, Trichinella, Malaria-Plasmodium). In freier Wildbahn regulieren Parasiten die Häufigkeit von Individuen in Wirtspopulationen. Merkmale der lebenswichtigen Aktivität von Parasiten Der Lebenszyklus von Parasiten kann einfach oder komplex sein. Ein einfacher Entwicklungszyklus findet ohne Beteiligung eines Zwischenwirts statt und ist charakteristisch für Ektoparasiten, Protozoen und einige Geohelminthen. Ein komplexer Lebenszyklus ist charakteristisch für Parasiten, die mindestens einen Zwischenwirt (Breitbandwurm) haben. Der Parasit breitet sich ein Leben lang aus. Das inaktive Ruhestadium der Entwicklung sichert den zeitlichen Fortbestand des Parasiten, das aktive mobile Stadium sorgt für die Ansiedlung im Raum. Im Allgemeinen ist ein Wirt eine Kreatur, deren Organismus ein vorübergehender oder dauerhafter Lebensraum und Nahrungsquelle für den Parasiten ist. Dieselbe Wirtsart kann Lebensraum und Nahrungsquelle für mehrere Parasitenarten sein. Parasiten sind durch einen Wirtswechsel gekennzeichnet, der mit der Fortpflanzung oder Entwicklung des Parasiten einhergeht. Viele Parasiten haben mehrere Wirte. Der Endwirt ist die Art, bei der der Parasit ausgewachsen ist und sich sexuell vermehrt. Es kann einen oder mehrere Zwischenwirte geben. Dies sind Arten, bei denen sich der Parasit im Larvenstadium der Entwicklung befindet und sich in der Regel asexuell fortpflanzt. Ein Reservoirwirt ist ein Wirt, in dem der Parasit überlebt und in dem sich der Parasit ansammelt. Der Mensch ist ein idealer Wirt für den Parasiten, weil: 1) der Mensch durch zahlreiche, allgegenwärtige Populationen repräsentiert wird; 2) eine Person kommt ständig mit natürlichen Krankheitsherden von Wildtieren in Kontakt; 3) eine Person lebt oft unter Bedingungen der Überbevölkerung, was die Übertragung des Parasiten erleichtert; 4) eine Person ist in Kontakt mit vielen Arten von Tieren; 5) Der Mensch ist Allesfresser. Übertragungsmechanismen des Parasiten: fäkal-oral, luftgetragen, übertragbar, ansteckend. Die am häufigsten beim Menschen vorkommenden Parasiten sind verschiedene Würmer – Helminthen, die Krankheiten der Helminthiasis-Gruppe verursachen. Es gibt Bio-, Geohelminthiasis und Kontakthelminthiasis. Biohelminthiasen sind Krankheiten, die unter Beteiligung von Tieren, in deren Körper sich der Erreger entwickelt, auf den Menschen übertragen werden (Echinokokkose, Alveokokkose, Teniasis, Teniarinhoz, Diphyllobothriasis, Opisthorchiasis, Trichinose). Geohelminthiasen sind Krankheiten, die durch Elemente der äußeren Umgebung auf den Menschen übertragen werden, wo sich die Larvenstadien des Parasiten entwickeln (Ascariasis, Trichuriasis, Necatoriasis). Kontakthelminthiasen sind durch die Übertragung des Parasiten direkt vom Patienten oder durch die Umgebung gekennzeichnet (Enterobiose, Hymenolepiasis). VORTRAG Nr. 17. Allgemeine Eigenschaften von Protozoen (Protozoa) 1. Überblick über die Struktur von Protozoen Dieser Typ wird durch einzellige Organismen repräsentiert, deren Körper aus Zytoplasma und einem oder mehreren Kernen besteht. Eine Protozoenzelle ist ein unabhängiges Individuum, das alle grundlegenden Eigenschaften lebender Materie aufweist. Sie erfüllt die Funktionen des gesamten Organismus, während die Zellen vielzelliger Organismen nur einen Teil des Organismus darstellen; jede Zelle ist von vielen anderen abhängig. Es ist allgemein anerkannt, dass einzellige Wesen primitiver sind als vielzellige. Da der gesamte Körper von Einzellern jedoch per Definition aus einer Zelle besteht, muss diese Zelle alles können: fressen, sich bewegen, angreifen, Feinden entkommen, widrige Umweltbedingungen überleben, sich vermehren und Stoffwechselprodukte loszuwerden und vor Austrocknung und übermäßigem Eindringen von Wasser in die Zelle zu schützen. Das alles kann auch ein vielzelliger Organismus, aber jede seiner Zellen ist für sich genommen nur in einer Sache gut. In diesem Sinne ist die Zelle eines Protozoen keineswegs primitiver als die Zelle eines vielzelligen Organismus. Die meisten Vertreter der Klasse haben mikroskopische Abmessungen - 3-150 Mikrometer. Nur die größten Vertreter der Art (Schalenrhizome) erreichen einen Durchmesser von 2-3 cm. Etwa 100 Arten von Protozoen sind bekannt. Ihr Lebensraum ist Wasser, Boden, Wirtsorganismus (für parasitäre Formen). Der Körperbau eines Protozoen ist typisch für eine eukaryontische Zelle. Es gibt allgemeine Organellen (Mitochondrien, Ribosomen, Zellzentrum, EPS usw.) und spezielle Zwecke. Letztere umfassen Bewegungsorgane: Pseudopodien oder Pseudopodien (vorübergehende Auswüchse des Zytoplasmas), Flagellen, Zilien, Verdauungs- und kontraktile Vakuolen. Organellen von allgemeiner Bedeutung sind in allen eukaryotischen Zellen inhärent. Verdauungsorganellen - Verdauungsvakuolen mit Verdauungsenzymen (ähnlicher Herkunft wie Lysosomen). Die Ernährung erfolgt durch Pino- oder Phagozytose. Unverdaute Reste werden ausgeschleudert. Einige Protozoen haben Chloroplasten und ernähren sich von der Photosynthese. Süßwasserprotozoen haben osmoregulatorische Organe - kontraktile Vakuolen, die regelmäßig überschüssige Flüssigkeit und Dissimilationsprodukte an die äußere Umgebung abgeben. Die meisten Protozoen haben einen Kern, aber es gibt Vertreter mit mehreren Kernen. Die Kerne einiger Protozoen sind durch Polyploidie gekennzeichnet. Das Zytoplasma ist heterogen. Es ist in eine leichtere und homogenere äußere Schicht oder Ektoplasma und eine körnige innere Schicht oder Endoplasma unterteilt. Das äußere Integument wird entweder durch eine zytoplasmatische Membran (bei Amöben) oder ein Häutchen (bei Euglena) dargestellt. Foraminiferen und Sonnenblumen, Meeresbewohner, haben eine mineralische oder organische Schale. 2. Merkmale der Vitalaktivität von Protozoen Die überwiegende Mehrheit der Protozoen sind heterotroph. Ihre Nahrung können Bakterien, Detritus, Säfte und Blut des Wirtsorganismus (bei Parasiten) sein. Unverdaute Rückstände werden durch das Pulver (ein spezielles, dauerhaftes Loch (bei Ciliaten)) oder durch eine beliebige Stelle in der Zelle (bei Amöben) entfernt. Durch kontraktile Vakuolen erfolgt eine osmotische Regulation, Stoffwechselprodukte werden abtransportiert. Die Atmung, also der Gasaustausch, findet über die gesamte Zelloberfläche statt. Reizbarkeit wird durch Taxis (motorische Reaktionen) dargestellt. Es gibt Phototaxis, Chemotaxis usw. Reproduktion von Protozoen Asexuell – durch Mitose des Zellkerns und Zellteilung in zwei (bei Amöben, Euglena, Ciliaten) sowie durch Schizogonie – Mehrfachteilung (bei Sporozoen). Sexuell - Kopulation. Die Zelle des Protozoen wird zu einem funktionellen Gameten; Durch die Verschmelzung von Gameten entsteht eine Zygote. Ciliaten zeichnen sich durch einen sexuellen Prozess aus - Konjugation. Es liegt daran, dass Zellen genetische Informationen austauschen, aber die Zahl der Individuen nicht zunimmt. Viele Protozoen können in zwei Formen existieren - einem Trophozoiten (eine vegetative Form, die sich aktiv ernähren und bewegen kann) und einer Zyste, die sich unter ungünstigen Bedingungen bildet. Die Zelle ist immobilisiert, dehydriert, mit einer dichten Membran bedeckt, der Stoffwechsel verlangsamt sich stark. In dieser Form werden die Protozoen leicht von Tieren und vom Wind über weite Strecken getragen und verbreitet. Unter günstigen Lebensbedingungen kommt es zur Exzystation, die Zelle beginnt in einem Trophozoitenzustand zu funktionieren. Die Encystation ist also keine Fortpflanzungsmethode, sondern hilft der Zelle, widrige Umweltbedingungen zu überleben. Viele Vertreter des Protozoa-Stammes sind durch das Vorhandensein eines Lebenszyklus gekennzeichnet, der aus einem regelmäßigen Wechsel von Lebensformen besteht. In der Regel findet ein Generationswechsel mit asexueller und sexueller Fortpflanzung statt. Die Zystenbildung ist nicht Teil eines regulären Lebenszyklus. Die Generationszeit für Protozoen beträgt 6-24 Std. Das bedeutet, dass sich die Zellen im Wirtsorganismus exponentiell zu vermehren beginnen und theoretisch zu dessen Absterben führen können. Dies geschieht jedoch nicht, da die Schutzmechanismen des Wirtsorganismus in Kraft treten. Krankheiten, die durch Protozoen verursacht werden, werden als Protozoen bezeichnet. Der Zweig der medizinischen Parasitologie, der diese Krankheiten und ihre Erreger untersucht, heißt Protozoologie. Von medizinischer Bedeutung sind Vertreter der Protozoen, die zu den Klassen der Sarkoden, Flagellaten, Ciliaten und Sporozoen gehören. VORTRAG Nr. 18. Vielfalt der Protozoen 1. Allgemeine Merkmale der Sarcode-Klasse (Rhizome) Vertreter dieser Klasse sind die primitivsten der einfachsten. Das Hauptmerkmal der Sarcodidae ist die Fähigkeit, Pseudopodien (Pseudopodien) zu bilden, die der Nahrungsaufnahme und Fortbewegung dienen. In dieser Hinsicht haben Sarkoide keine konstante Körperform; ihre äußere Hülle ist eine dünne Plasmamembran. freilebende Amöbe Mehr als 10 Sarcodes sind bekannt. Sie leben in den Meeren, Süßwasserreservoirs und im Boden (ca. 000 %). Eine Reihe von Arten haben sich zu einer parasitären und kommensalen Lebensweise entwickelt. Vertreter der Amöbenordnung (Amoebina) sind von medizinischer Bedeutung. Ein typischer Vertreter der Klasse - Süßwasseramöbe (Amoeba proteus) lebt in Süßwasser, Pfützen, kleinen Teichen. Die Amöbe bewegt sich mit Hilfe von Pseudopodien, die beim Übergang eines Teils des Zytoplasmas vom Gel- zum Sol-Zustand gebildet werden. Die Ernährung erfolgt, wenn die Amöbe Algen oder Partikel organischer Substanzen schluckt, deren Verdauung in den Verdauungsvakuolen erfolgt. Die Amöbe vermehrt sich nur ungeschlechtlich. Zuerst wird der Kern geteilt (Mitose), und dann teilt sich das Zytoplasma. Der Körper ist mit Poren durchsetzt, durch die Pseudopodien ragen. parasitäre Amöbe Sie leben im menschlichen Körper hauptsächlich im Verdauungssystem. Einige Sarcodidae, die frei im Boden oder in verschmutztem Wasser leben, können schwere Vergiftungen verursachen, die manchmal zum Tod führen, wenn sie von Menschen aufgenommen werden. Mehrere Arten von Amöben haben sich an das Leben im menschlichen Darm angepasst. Ruhramöbe (Entamoeba histolytica) ist der Erreger der Amöbenruhr (Amöbiasis). Diese Krankheit ist überall in Ländern mit heißem Klima weit verbreitet. Amöben dringen in die Darmwand ein und verursachen die Bildung von blutenden Geschwüren. Von den Symptomen sind häufige weiche Stühle mit einer Beimischung von Blut charakteristisch. Die Krankheit kann tödlich enden. Es sollte daran erinnert werden, dass eine asymptomatische Beförderung von Amöbenzysten möglich ist. Diese Form der Krankheit unterliegt ebenfalls einer obligatorischen Behandlung, da Träger für andere gefährlich sind. Darmamöbe (Entamoeba coli) ist eine nicht pathogene Form, ein normaler Symbiont des menschlichen Dickdarms. Morphologisch ähnlich der dysenterischen Amöbe, hat jedoch keine so schädliche Wirkung. Ist ein typischer Kommensal. Dabei handelt es sich um Trophozoiten mit einer Größe von 20–40 Mikrometern, die sich langsam fortbewegen. Diese Amöbe ernährt sich von Bakterien, Pilzen und, bei Darmblutungen beim Menschen, von roten Blutkörperchen. Im Gegensatz zur Ruhr-Amöbe sondert sie keine proteolytischen Enzyme ab und dringt nicht in die Darmwand ein. Sie ist auch zur Zystenbildung fähig, enthält aber im Gegensatz zur Ruhr-Amöbenzyste (8 Kerne) mehr Kerne (4 Kerne). Die Mundamöbe (Entamoeba gingivalis) ist die erste beim Menschen gefundene Amöbe. Es lebt bei mehr als 25 % der gesunden Menschen in kariösen Zähnen, Zahnbelägen, auf dem Zahnfleisch und in den Krypten der Gaumenmandeln. Es ist häufiger bei Erkrankungen der Mundhöhle. Es ernährt sich von Bakterien und Leukozyten. Bei Zahnfleischbluten kann es auch rote Blutkörperchen erfassen. Zyste bildet sich nicht. Die pathogene Wirkung ist unklar. Prävention. 1. Persönlich. Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene. 2. Öffentlich. Sanitäre Verbesserung von öffentlichen Toiletten, Gastronomiebetrieben. 2. Pathogene Amöbe Die Ruhramöbe (Entamoeba histolytica) gehört zur Klasse der Sarcodidae. Lebt im menschlichen Darm, ist der Erreger der intestinalen Amöbiasis. Die Krankheit ist allgegenwärtig, tritt jedoch häufiger in Ländern mit heißem und feuchtem Klima auf. Der Lebenszyklus der Amöbe umfasst mehrere Stadien, die sich in Morphologie und Physiologie unterscheiden. Im menschlichen Darm lebt diese Amöbe in folgenden Formen: kleine vegetative, große vegetative, Gewebe und Zysten. Die kleine vegetative Form (Forma minuta) lebt im Darminhalt. Abmessungen - 8-20 Mikrometer. Es ernährt sich von Bakterien und Pilzen (Elemente der Darmflora). Dies ist die Hauptvorkommensform von E. histolytica, die keine nennenswerten Gesundheitsschäden verursacht. Eine große vegetative Form (pathogen, Forma magna) lebt auch im Darminhalt und im eitrigen Ausfluss aus Geschwüren der Darmwand. Abmessungen - bis zu 45 Mikrometer. Diese Form hat die Fähigkeit erworben, proteolytische Enzyme abzusondern, die die Darmwand auflösen und die Bildung blutender Geschwüre verursachen. Dadurch kann die Amöbe recht tief in das Gewebe eindringen. Die große Form weist eine klare Unterteilung des Zytoplasmas in transparentes und dichtes Ektoplasma (äußere Schicht) und körniges Endoplasma (innere Schicht) auf. Es enthält einen Zellkern und verschluckte rote Blutkörperchen, von denen sich die Amöbe ernährt. Die große Form ist in der Lage, Pseudopodien zu bilden, mit deren Hilfe sie energisch tief in die Gewebe eindringen und diese zerstören. Eine große Form kann auch in Blutgefäße eindringen und sich über die Blutbahn auf Organe und Systeme (Leber, Lunge, Gehirn) ausbreiten, wo sie ebenfalls Geschwüre und die Bildung von Abszessen verursacht. In der Tiefe des betroffenen Gewebes befindet sich eine Gewebeform. Es ist etwas kleiner als ein großes vegetatives und hat keine Erythrozyten im Zytoplasma. Amöben können runde Zysten bilden. Ihr charakteristisches Merkmal ist das Vorhandensein von 4 Kernen (im Gegensatz zur Darmamöbe, deren Zysten 8 Kerne enthalten). Die Größe der Zysten beträgt 8-16 Mikrometer. Zysten finden sich im Kot kranker Menschen sowie von Parasitenträgern, deren Erkrankung asymptomatisch verläuft. Lebenszyklus des Parasiten. Eine Person ist von Amöbiasis betroffen, indem sie Zysten mit kontaminiertem Wasser oder Essen verschluckt. Im Lumen des Dickdarms (wo der Parasit lebt) treten 4 aufeinanderfolgende Teilungen auf, wodurch 8 Zellen gebildet werden, wodurch kleine vegetative Formen entstehen. Wenn die Lebensbedingungen die Bildung großer Formen nicht begünstigen, zysten Amöben und werden mit Kot ausgeschieden. Unter günstigen Bedingungen verwandeln sich kleine vegetative Formen in große, die zur Bildung von Geschwüren führen. Sie tauchen in die Tiefen des Gewebes ein und gelangen in Gewebeformen, die in besonders schweren Fällen in den Blutkreislauf eindringen und sich im ganzen Körper ausbreiten. Diagnose der Krankheit. Der Nachweis von Trophozoiten mit aufgenommenen Erythrozyten im Kot einer erkrankten Person ist nur innerhalb von 20-30 Minuten nach der Ausscheidung von Kot möglich. Zysten finden sich im chronischen Krankheitsverlauf und Parasitismus. Es ist zu beachten, dass in der akuten Phase sowohl Zysten als auch Trophozoiten im Kot zu finden sind. 3. Allgemeine Merkmale der Flagellatenklasse Klasse Flagellaten (Flagellata) hat etwa 6000-8000 Vertreter. Dies ist die älteste Gruppe von Protozoen. Sie unterscheiden sich von Sarkoden durch ihre dauerhafte Körperform. Sie leben in Meer- und Süßwasser. Parasitäre Flagellaten leben in verschiedenen menschlichen Organen. Ein charakteristisches Merkmal aller Vertreter ist das Vorhandensein einer oder mehrerer Flagellen, die der Bewegung dienen. Sie befinden sich hauptsächlich am vorderen Ende der Zelle und sind fadenförmige Auswüchse des Ektoplasmas. In jedem Flagellum befinden sich Mikrofibrillen, die aus kontraktilen Proteinen bestehen. Das Flagellum ist an dem im Ektoplasma befindlichen Basalkörper befestigt. Die Basis des Flagellums ist immer mit dem Kinetosom verbunden, das eine Energiefunktion ausübt. Der Körper des begeißelten Protozoen ist zusätzlich zur Zytoplasmamembran außen mit einem Häutchen bedeckt – einem speziellen peripheren Film (Derivat des Ektoplasmas). Es sorgt für die Konstanz der Zellform. Manchmal verläuft zwischen dem Flagellum und dem Häutchen eine wellenförmige Zytoplasmamembran – eine wellenförmige Membran (ein spezifisches Bewegungsorganell). Durch die Bewegungen des Flagellums schwingt die Membran in Wellen, die sich auf die gesamte Zelle übertragen. Einige Flagellaten haben eine tragende Organelle - einen Axostil, der in Form eines dichten Strangs durch die gesamte Zelle verläuft. Flagella - Heterotrophe (ernähren sich von vorgefertigten Substanzen). Einige können sich auch autotroph ernähren und sind Mixotrophe (z. B. Euglena). Viele freilebende Vertreter zeichnen sich durch das Schlucken von Nahrungsklumpen (holozoische Ernährung) aus, was mit Hilfe von Flagellenkontraktionen erfolgt. An der Basis des Flagellums befindet sich ein zellulärer Mund (Zystostomie), gefolgt von einem Pharynx. An seinem inneren Ende bilden sich Verdauungsvakuolen. Die Fortpflanzung ist normalerweise asexuell und erfolgt durch Querteilung. Es gibt auch einen sexuellen Vorgang in Form der Kopulation. Ein typischer Vertreter frei lebender Flagellaten ist die Grüne Euglena (Euglena viridis). Lebt in verschmutzten Teichen und Pfützen. Ein charakteristisches Merkmal ist das Vorhandensein eines speziellen Lichtempfangsorgans (Stigma). Die Länge von Euglena beträgt etwa 0,5 mm, die Körperform ist oval, das Hinterende ist spitz. Am vorderen Ende befindet sich ein Flagellum. Die Bewegung mit Hilfe einer Geißel ähnelt einem Schrauben. Der Kern befindet sich am hinteren Ende. Euglena weist sowohl pflanzliche als auch tierische Merkmale auf. Im Licht erfolgt die Ernährung durch Chlorophyll autotroph, im Dunkeln heterotroph. Diese gemischte Ernährungsform nennt man mixotroph. Euglena speichert Kohlenhydrate in Form von Paramyl, dessen Struktur der von Stärke ähnelt. Euglenas Atmung ist die gleiche wie die einer Amöbe. Das Pigment des roten lichtempfindlichen Auges (Stigma) – Astaxanthin – kommt im Pflanzenreich nicht vor. Die Fortpflanzung erfolgt asexuell. Von besonderem Interesse sind die kolonialen Flagellaten - Pandorina, Eudorina und Volvox. An ihrem Beispiel kann man die historische Entwicklung des Sexualvorgangs nachvollziehen. VORTRAG Nr. 19. Pathogene Flagellaten Von medizinischer Bedeutung sind jene Arten von Flagellaten, die im Körper von Menschen und Tieren parasitieren. Trypanosomen (Tripanosoma) sind die Erreger des afrikanischen und amerikanischen Schläfrigkeitsfiebers. Diese Flagellaten leben im Gewebe des menschlichen Körpers. Ihre Übermittlung an den Host erfolgt transmissiv, also über Carrier. Leishmania (Leishmania) ist der Erreger der Leishmaniose, einer durch Vektoren übertragenen Krankheit mit natürlichem Schwerpunkt. Überträger sind Mücken. Natürliche Reservoirs sind Nagetiere, Wild- und Hausräuber. Es gibt drei Hauptformen von Krankheiten, die durch Leishmaniose verursacht werden – kutane, viszerale und mukokutane Leishmaniose. Giardia intestinalis (Lamblia intestinalis) ist das einzige Protozoon, das im Dünndarm lebt. Verursacht Lamm-Liose. Giardien können in die Gallengänge und die Leber eindringen. 1. Trichomonas (Trichomonas vaginalis) und T. hominis Dies sind die Erreger der Trichomoniasis. Sie leben im Genital- und Harntrakt. Morphologische Merkmale von Trichomonas Trichomonas (Flagellat-Klasse) sind die Erreger von Krankheiten, die Trichomoniasis genannt werden. Im menschlichen Körper leben intestinale und vaginale (urogenitale) Trichomonaden. Urogenitaler Trichomonas (Trichomonas vaginalis) ist der Erreger der urogenitalen Trichomoniasis. Bei Frauen lebt diese Form in der Vagina und im Gebärmutterhals, bei Männern in der Harnröhre, Blase und Prostata. Kommt bei 30–40 % der Frauen und 15 % der Männer vor. Die Krankheit ist weit verbreitet. Die Länge des Parasiten beträgt 15-30 Mikrometer. Die Körperform ist birnenförmig. Es hat 4 Flagellen, die sich am vorderen Ende des Körpers befinden. Es gibt eine wellenförmige Membran, die sich bis zur Körpermitte erstreckt. In der Mitte des Körpers befindet sich ein Axostil, der an seinem hinteren Ende in Form einer Spitze aus der Zelle herausragt. Der Kern hat eine charakteristische Form: oval, an beiden Enden spitz, erinnert an einen Pflaumenkern. Die Zelle enthält Verdauungsvakuolen, in denen sich Leukozyten, Erythrozyten und Bakterien der Urogenitalflora befinden, die sich von den urogenitalen Trichomonaden ernähren. Zyste bildet sich nicht. Die Ansteckung erfolgt am häufigsten durch sexuellen Kontakt bei ungeschütztem Sexualkontakt, sowie bei gemeinsamer Nutzung von Bettzeug und Körperpflegemitteln: Handtücher, Waschlappen etc. Als Übertragungsfaktor können sowohl unsterile gynäkologische Instrumente als auch Handschuhe während einer gynäkologischen Untersuchung dienen. Dieser Parasit fügt dem Wirt normalerweise keinen sichtbaren Schaden zu, verursacht jedoch eine chronische Entzündung im Urogenitaltrakt. Dies geschieht durch den engen Kontakt des Erregers mit den Schleimhäuten. Gleichzeitig werden Epithelzellen geschädigt, es blättert ab, auf der Oberfläche der Schleimhäute treten mikroentzündliche Herde und Erosion auf. Bei Männern kann die Krankheit 1-2 Monate nach der Infektion spontan mit einer Genesung enden. Frauen werden länger krank (bis zu mehreren Jahren). Diagnose. Basierend auf dem Nachweis vegetativer Formen in einem Ausstrich aus dem Urogenitaltrakt. Prävention - Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, Verwendung persönlicher Schutzausrüstung beim Geschlechtsverkehr. Darm-Trichomonas (Trichomonas hominis) ist ein kleiner Flagellat (Länge - 5-15 Mikrometer), der im Dickdarm lebt. Es hat 3-4 Flagellen, einen Kern, eine wellenförmige Membran und einen Axostil. Er ernährt sich von Darmbakterien. Die Bildung von Zysten wurde nicht festgestellt. Die Infektion erfolgt durch mit Trichomonas kontaminierte Lebensmittel und Wasser. Bei Einnahme vermehrt sich der Parasit schnell und kann Durchfall verursachen. Es kommt auch im Darm gesunder Menschen vor, dh eine Beförderung ist möglich. Diagnose. Basierend auf dem Nachweis vegetativer Formen im Kot. Prävention. 1. Persönlich. Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, Wärmebehandlung von Lebensmitteln und Wasser, gründliches Waschen von Gemüse und Obst (insbesondere solche, die mit Erde kontaminiert sind). 2. Öffentlich. Sanitäre Einrichtung öffentlicher Plätze, Überwachung von Quellen der öffentlichen Wasserversorgung, Sanitär- und Aufklärungsarbeit mit der Bevölkerung. 2. Giardia (Lamblia intestinalis) Giardien gehören zur Klasse der Flagellen. Es ist das einzige Protozoon, das im menschlichen Dünndarm lebt. Verursacht eine Krankheit namens intestinale Giardiasis. Sie betreffen am häufigsten kleine Kinder. Es lebt im Dünndarm, hauptsächlich im Zwölffingerdarm, und kann in die Gallenwege (intrahepatisch und extrahepatisch) und von dort in die Gallenblase und das Lebergewebe eindringen. Giardiasis ist weit verbreitet. Morphologie Die Größe des Parasiten beträgt 10-18 Mikrometer. Die Form des Körpers ähnelt einer halbierten Birne. Der Körper ist klar in eine rechte und eine linke Hälfte geteilt. In dieser Hinsicht sind alle Organellen und Kerne gepaart. Symmetrisch angeordnet 2 Halbmondkerne (in der Körpermitte) und 4 Flagellenpaare. Im erweiterten Teil befindet sich eine Saugscheibe, mit deren Hilfe der Parasit an den Zotten des Dünndarms befestigt wird. Entlang des Körpers befinden sich 2 dünne Axo-Stile. Lebensmerkmale von Lamblia Giardien sind in der Lage, Zysten zu bilden, die mit dem Kot ausgeschieden werden und sich so in der Umwelt ausbreiten. Zysten bilden sich in den unteren Teilen des Dünndarms. Reife Zysten haben eine ovale Form, enthalten 4 Kerne und mehrere unterstützende Axostile. In der äußeren Umgebung sind sie ziemlich widerstandsfähig gegen widrige Bedingungen und bleiben mehrere Wochen lebensfähig. Die Infektion einer Person erfolgt durch Verschlucken von Zysten, die in Lebensmittel oder Trinkwasser gefallen sind. Im Dünndarm kommt es zur Exzystation, es bilden sich vegetative Formen (Trophozoiten). Mit Hilfe von Saugnäpfen werden sie an den Zotten des Dünndarms befestigt. Giardien verwenden Nährstoffe, die sie mittels Pinozytose von der Oberfläche der Darmepithelzellen aufnehmen. Befinden sich viele Giardien im Darm, können sie ziemlich große Flächen des Darmepithels bedecken. In dieser Hinsicht werden die Prozesse der parietalen Verdauung und Nahrungsaufnahme erheblich gestört. Darüber hinaus verursacht das Vorhandensein von Giardia im Darm Entzündungen. Sie dringen in die Gallengänge ein, verursachen eine Entzündung der Gallenblase und stören den Abfluss der Galle. Giardien können bei scheinbar gesunden Menschen gefunden werden. Dann gibt es eine asymptomatische Beförderung. Diese Menschen sind jedoch gefährlich, da sie andere anstecken können. Diagnose. Basierend auf dem Nachweis von Zysten im Kot. Trophozoiten können im Inhalt des Zwölffingerdarms gefunden werden, der durch fraktionierte Zwölffingerdarmsondierung erhalten wird. Prävention. 1. Persönlich. Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene (z. B. Händewaschen vor dem Essen und nach dem Toilettengang, gründliches Waschen von Obst und Gemüse, Wärmebehandlung von Lebensmitteln und Trinkwasser etc.). 2. Öffentlich. Sanitäre Verbesserung öffentlicher Toiletten, Gastronomiebetriebe, Sanitär- und Aufklärungsarbeit mit der Bevölkerung. 3. Leishmanien (Leishmaniae) Leishmania ist ein Einzeller aus der Klasse der Flagellen. Sie sind Erreger der Leishmaniose – durch Vektoren übertragene Krankheiten mit natürlichem Schwerpunkt. Krankheiten beim Menschen werden durch mehrere Arten dieses Parasiten verursacht: L. tropica – der Erreger der kutanen Leishmaniose, L. donovani – der Erreger der viszeralen Leishmaniose, L. brasiliensis – der Erreger der brasilianischen Leishmaniose, L. mexicana – der Erreger der zentralamerikanischen Form der Krankheit. Sie alle weisen morphologische Ähnlichkeiten und die gleichen Entwicklungszyklen auf. Sie existieren in zwei Formen: begeißelt (Leptomonas, sonst Promastigot) und nicht begeißelt (Leishmanial, sonst Amastigot). Die Leishmanienform ist sehr klein (3–5 Mikrometer) und rund. Es hat kein Flagellum. Lebt in den Zellen des retikuloendothelialen Systems des Menschen und einiger Tiere (Nagetiere, Hunde). Die Flagellenform ist länglich (bis zu 25 µm) und hat am vorderen Ende ein Flagellum. Kommt im Verdauungstrakt von Überträgern vor (kleine Mücken der Gattung Phlebotomus). Diese Formen können auch in künstlichen Kulturen entstehen. Das natürliche Reservoir sind Nagetiere, Wild- und Hausräuber. Leishmanien sind in Ländern mit tropischem und subtropischem Klima auf allen Kontinenten, auf denen Stechmücken vorkommen, weit verbreitet. Bei der kutanen Leishmaniose befinden sich die Läsionen in der Haut. Dies ist die häufigste Form. Der Krankheitsverlauf ist relativ gutartig. Wird von L. tropica, L. mexicana und einigen Biovars von L. brasiliensis genannt. Nach einem Mückenstich bilden sich an exponierten Körperstellen abgerundete, langfristig nicht heilende Geschwüre. Nach der Heilung bleiben Narben zurück. Immunität ist lebenslang. Einige Formen von L. brasiliensis können durch die Lymphgefäße wandern und weit von der Bissstelle entfernt Geschwüre verursachen. Die mukokutane Form wird durch die Unterart L. brasiliensis brasiliensis verursacht. Leishmanien dringen von der Haut durch die Blutgefäße in die Schleimhaut des Nasopharynx, des Kehlkopfes, des weichen Gaumens und der Geschlechtsorgane ein und verursachen destruktive Veränderungen der Schleimhäute. Diagnostik Aus einem Haut- oder Schleimgeschwür wird Sekret entnommen und Abstriche für die anschließende Mikroskopie angefertigt. Die viszerale Form der Erkrankung wird durch L. donovani verursacht. Die Inkubationszeit ist lang, die Krankheit beginnt mehrere Monate oder Jahre nach der Ansteckung. Kinder unter 12 Jahren sind häufiger betroffen. Die Krankheit verläuft als systemische Infektion. Parasiten vermehren sich in Gewebemakrophagen und Blutmonozyten. Sehr hohe Toxizität. Beeinträchtigte Funktion der Leber, Hämatopoese. Unbehandelt verläuft die Krankheit tödlich. Diagnostik Es wird ein Punktat aus rotem Knochenmark (mit Punktion des Brustbeins) oder Lymphknoten gewonnen, gefolgt von der Vorbereitung eines Abstrichs oder Abdrucks für die Mikroskopie. In gefärbten Präparaten findet sich die leishmaniale Form des Parasiten sowohl extra- als auch intrazellulär. In Zweifelsfällen wird das Material auf Nährböden ausgesät, wo sich die Leishmanienform in ein Flagellat verwandelt, sich aktiv bewegt und durch herkömmliche Mikroskopie nachgewiesen wird. Biologische Proben werden verwendet (z. B. Infektion von Versuchstieren). Vorbeugung Vektorkontrolle (Mücken), Zerstörung natürlicher Reservoirs, vorbeugende Impfungen. 4. Trypanosomen (Tripanosoma) Die Erreger der Trypanosomiasis sind Trypanosomen (Klasse der Flagellaten). Afrikanische Trypanosomiasis (Schlaffieber) wird durch Trypanosoma brucei gambiensi und T. b. Rhodesien. Die amerikanische Trypanosomiasis (Chagas-Krankheit) wird durch Trypanosoma cruzi verursacht. Der Parasit hat einen gebogenen Körper, der in einer Ebene abgeflacht und auf beiden Seiten spitz ist. Abmessungen - 15-40 Mikrometer. Die im menschlichen Körper lebenden Stadien verfügen über ein Flagellum, eine wellenförmige Membran und einen Kinetoplasten an der Basis des Flagellums. Im Körper von Menschen und anderen Wirbeltieren lebt der Parasit in Blutplasma, Lymphe, Lymphknoten, Liquor, Hirn- und Rückenmarkssubstanz und serösen Flüssigkeiten. Die Krankheit ist in ganz Afrika allgegenwärtig. Die durch diese Parasiten verursachte Trypanosomiasis ist eine typische übertragbare Krankheit mit natürlichen Herden. Der Erreger der Trypanosomiasis entwickelt sich bei einem Wirtswechsel. Der erste Teil des Lebenszyklus findet im Körper des Trägers statt. Trypanosoma brucei gambiensi wird von Glossi-na palpalis (in der Nähe menschlicher Besiedlung) Tsetse-Fliegen, T. b. rho-desiense, Glossina morsitans (in offenen Savannen). Der zweite Teil des Lebenszyklus findet im Körper des Endwirts statt, das können Groß- und Kleinrinder, Menschen, Schweine, Hunde, Nashörner, Antilopen sein. Wenn eine Tsetse-Fliege eine kranke Person beißt, gelangen Trypanosomen in ihren Magen. Hier vermehren sie sich und durchlaufen mehrere Stadien. Ein vollständiger Entwicklungszyklus dauert 20 Tage. Fliegen, deren Speichel Trypanosomen in einer invasiven (metazyklischen) Form enthält, können Menschen durch Stiche infizieren. Schlafkrankheit ohne Behandlung kann lange dauern (bis zu mehreren Jahren). Die Patienten haben fortschreitende Muskelschwäche, Erschöpfung, Schläfrigkeit, Depression, geistige Behinderung. Selbstheilung ist möglich, aber meistens endet die Krankheit ohne Behandlung tödlich. Trypanosomiasis verursacht durch T. b. Rhodesiense, ist bösartiger und endet 6-7 Monate nach der Infektion tödlich. Diagnostik Untersuchen Sie Blutausstriche, Liquor cerebrospinalis, führen Sie eine Biopsie der Lymphknoten durch, in denen Krankheitserreger sichtbar sind. Vorbeugung Vektorkontrolle, prophylaktische Behandlung gesunder Menschen in den Herden der Trypanosomiasis, wodurch der Körper immun gegen den Erreger wird. Trypanosoma cruzi ist der Erreger der Amerikanischen Trypanosomiasis (Chagas-Krankheit). Der Erreger zeichnet sich durch die Fähigkeit zur intrazellulären Besiedelung aus. Sie vermehren sich nur in den Zellen des Myokards, der Neuroglia und der Muskeln (in Form von nicht geißelten Formen), nicht jedoch im Blut. Träger - Triatomkäfer. Trypanosomen vermehren sich in ihrem Körper. Nach dem Biss koten die Käfer, der Erreger im Invasionsstadium gelangt mit Kot in die Wunde. Der Erreger lebt in den Geweben von Herz, Gehirn und Muskeln. Diese Krankheit ist gekennzeichnet durch Myokarditis, Blutungen in den Hirnhäuten, deren Entzündung. Diagnostik Nachweis des Erregers im Blut (in der Akutphase). Im chronischen Verlauf - Infektion von Labortieren. Vorbeugung Dasselbe wie bei der afrikanischen Trypanosomiasis. 5. Allgemeine Merkmale der Klasse Sporoviki Es sind etwa 1400 Sporozoenarten bekannt. Alle Vertreter der Klasse sind Parasiten (oder Kommensalen) von Menschen und Tieren. Viele Sporozoen sind intrazelluläre Parasiten. Es sind diese Arten, die strukturell am tiefsten degeneriert sind: Ihre Organisation wurde auf ein Minimum vereinfacht. Sie besitzen keine Ausscheidungs- oder Verdauungsorgane. Die Ernährung erfolgt durch die Aufnahme von Nahrung durch die gesamte Körperoberfläche. Auch Abfallprodukte werden über die gesamte Oberfläche der Membran abgegeben. Es gibt keine Atmungsorganellen. Die gemeinsamen Merkmale aller Vertreter der Klasse sind das Fehlen jeglicher Bewegungsorganellen in reifen Formen sowie ein komplexer Lebenszyklus. Sporozoen zeichnen sich durch zwei Lebenszyklusoptionen aus – mit und ohne Vorhandensein des Sexualprozesses. Die erste Version des Zyklus umfasst die Stadien der ungeschlechtlichen Fortpflanzung und des sexuellen Prozesses (in Form von Kopulation und Sporogonie). Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt durch einfache Teilung durch Mitose oder Mehrfachteilung (Schizogonie). Bei der Schizogonie kommt es zu mehreren Kernteilungen ohne Zytokinese. Dann wird das gesamte Zytoplasma in Teile geteilt, die um die neuen Kerne herum getrennt werden. Aus einer Zelle entstehen viele Tochterzellen. Vor dem Sexualprozess kommt es zur Bildung männlicher und weiblicher Fortpflanzungszellen – Gameten. Sie werden Gamonts genannt. Anschließend verschmelzen die unterschiedlichgeschlechtlichen Gameten zu einer Zygote. Es ist mit einer dichten Hülle bedeckt und verwandelt sich in eine Zyste, in der Sporogonie auftritt – mehrfache Teilungen unter Bildung von Zellen (Sporozoiten). Im Sporozoitenstadium dringt der Parasit in den Wirtskörper ein. Sporozoen, die durch einen solchen Entwicklungszyklus gekennzeichnet sind, leben in den Geweben der inneren Umgebung des menschlichen Körpers (z. B. Malaria-Plasmodien). Die zweite Variante des Lebenszyklus ist viel einfacher und besteht aus dem Stadium einer Zyste und eines Trophozoiten (eine sich aktiv ernährende und reproduzierende Form des Parasiten). Ein solcher Entwicklungszyklus findet sich bei Sporozoen, die in Hohlraumorganen leben, die mit der äußeren Umgebung kommunizieren. Grundsätzlich leben Sporozoen, die bei Menschen und anderen Wirbeltieren parasitieren, in Körpergeweben. Sie können sowohl Menschen als auch viele Tiere (einschließlich Wildtiere) betreffen. Es handelt sich also um zoonotische und anthropozoonotische Krankheiten, deren Prävention eine schwierige Aufgabe ist. Diese Krankheiten können nicht-transmissiv (wie Toxoplasma), d. h. ohne einen spezifischen Träger, oder transmissiv (wie Malaria-Plasmodien), d. h. durch Träger, übertragen werden. Die Diagnose von Krankheiten, die durch Protozoen der Klasse Sporovidae verursacht werden, ist ziemlich schwierig, da Parasiten in verschiedenen Organen und Geweben (einschließlich tieferen) leben können, was die Wahrscheinlichkeit ihres Nachweises verringert. Darüber hinaus ist die Schwere der Krankheitssymptome gering, da sie nicht streng spezifisch sind. Toxoplasma (Toxoplasma gondii) ist der Erreger der Toxoplasmose. Der Mensch ist der Zwischenwirt dieses Parasiten, die Hauptwirte sind Katzen und andere Vertreter der Katzenfamilie. Malariaplasmodien (Plasmodium) sind die Erreger der Malaria. Der Mensch ist der Zwischenwirt, der Endwirt sind Mücken der Gattung Anopheles. 6. Toxoplasmose: Erreger, Merkmale, Entwicklungszyklus, Vorbeugung Der Erreger der Toxoplasmose ist Toxoplasma gondii. Es betrifft eine große Anzahl von Tierarten sowie Menschen. Der in den Zellen lokalisierte Parasit hat die Form eines Halbmonds, dessen eines Ende spitz und das andere abgerundet ist. Im Zentrum der Zelle befindet sich der Zellkern. Am spitzen Ende befindet sich eine saugnapfähnliche Struktur - ein Konoid. Es dient der Fixierung und Einschleusung in Wirtszellen. Der Lebenszyklus ist typisch für Sporozoen. Es gibt einen Wechsel von asexueller und sexueller Fortpflanzung – Schizogonie, Gametogenese und Sporogonie. Endwirte des Parasiten sind Katzen und andere Vertreter der Katzenfamilie. Sie erhalten den Erreger durch den Verzehr von Fleisch kranker Tiere (Nagetiere, Vögel) oder kontaminiertem Fleisch großer Pflanzenfresser. In Darmzellen von Katzen vermehren sich Parasiten zunächst durch Schizogonie und produzieren viele Tochterzellen. Als nächstes findet die Gametogenese statt und es werden Gameten gebildet. Nach der Kopulation bilden sich Oozysten, die an die äußere Umgebung abgegeben werden. Sporogonie kommt unter der Zystenhülle vor und es bilden sich viele Sporozoiten. Sporozysten mit Sporozoiten dringen in den Körper eines Zwischenwirts ein - Menschen, Vögel, viele Säugetiere und sogar einige Reptilien. Toxoplasma dringt in die Zellen der meisten Organe ein und beginnt sich aktiv zu vermehren (Mehrfachteilung). Infolgedessen befindet sich unter der Hülle einer Zelle eine große Anzahl von Krankheitserregern (es bildet sich eine Pseudozyste). Wenn eine Zelle zerstört wird, kommen viele Krankheitserreger heraus, die in andere Zellen eindringen. Andere Gruppen von Toxoplasmen in den Wirtszellen sind mit einer dicken Hülle bedeckt und bilden eine Zyste. In diesem Zustand kann Toxoplasma lange bestehen bleiben. Sie werden nicht in die Umwelt freigesetzt. Der Entwicklungszyklus schließt sich, wenn Katzen infiziertes Fleisch von Zwischenwirten fressen. Im Körper eines kranken Menschen kommt Toxoplasma in den Zellen des Gehirns, der Leber, der Milz, der Lymphknoten und der Muskeln vor. Eine Person als Zwischenwirt kann Toxoplasma durch den Verzehr von Fleisch infizierter Tiere, durch beschädigte Haut und Schleimhäute bei der Pflege kranker Tiere, bei der Verarbeitung von infiziertem Fleisch oder Häuten, transplazentar (Toxoplasma kann eine gesunde Plazenta passieren) erhalten medizinische Verfahren – Spenderbluttransfusion und Blutpräparate, Transplantation von Spenderorganen unter Einnahme von Immunsuppressiva (Unterdrückung der natürlichen Abwehrkräfte des Körpers). In den meisten Fällen handelt es sich um einen asymptomatischen Parasitismus oder einen chronischen Verlauf ohne charakteristische Symptome (bei geringer Pathogenität der Parasiten). In seltenen Fällen ist die Krankheit akut: mit einem Temperaturanstieg, einer Zunahme der peripheren Lymphknoten, dem Auftreten eines Hautausschlags und Manifestationen einer allgemeinen Intoxikation. Dies wird durch die individuelle Empfindlichkeit des Organismus und die Penetrationswege des Parasiten bestimmt. Vorbeugung Thermische Behandlung von Lebensmitteln tierischen Ursprungs, Hygienekontrolle in Schlachthöfen und Fleischverarbeitungsbetrieben, Ausschluss des Kontakts zwischen Schwangeren und Kindern mit Haustieren. 7. Malaria-Plasmodium: Morphologie, Entwicklungszyklus Malariaplasmodien gehören zur Klasse der Plasmodium und sind die Erreger der Malaria. Die folgenden Arten von Plasmodien parasitieren den menschlichen Körper: P. vivax – der Erreger der Malaria tertiana, P. malariae – der Erreger der Tetanusmalaria, P. falciparum – der Erreger der tropischen Malaria, P. ovale – der Erreger von Ovalemalaria in der Nähe der Tertiana-Malaria (nur in Zentralafrika vorkommend). Die ersten drei Arten sind in tropischen und subtropischen Ländern verbreitet. Alle Arten von Plasmodien haben ähnliche Strukturmerkmale und Lebenszyklen; der einzige Unterschied besteht in bestimmten Details der Morphologie und einigen Merkmalen des Zyklus. Der Lebenszyklus ist typisch für Sporozoen und besteht aus asexueller Fortpflanzung (Schizogonie), sexuellem Prozess und Sporogonie. Malaria ist eine typische anthroponotische, durch Vektoren übertragene Krankheit. Überträger sind Mücken der Gattung Anopheles (sie sind auch Endwirte). Der Zwischenwirt ist nur der Mensch. Die Infektion des Menschen erfolgt durch den Stich einer Mücke, deren Speichel Plasmodien im Sporozoitenstadium enthält. Sie dringen mit einem Strom in das Blut ein und gelangen in das Lebergewebe. Hier kommt es zur Gewebeschizogonie (präerythrozytär). Sie entspricht der Inkubationszeit der Krankheit. In Leberzellen entwickeln sich Gewebeschizonten aus Sporozoiten, die an Größe zunehmen und beginnen, die Schizogonie in Tausende von Tochterindividuen zu teilen. In diesem Fall werden die Leberzellen zerstört und Parasiten im Merozoitenstadium gelangen ins Blut. Sie dringen in Erythrozyten ein, wobei es zu einer Erythrozytenschizogonie kommt. Der Parasit absorbiert Hämoglobin aus Blutzellen, wächst und vermehrt sich durch Schizogonie. Darüber hinaus produziert jedes Plasmodium 8 bis 24 Merozoiten. Hämoglobin besteht aus einem anorganischen eisenhaltigen Teil (Häm) und Protein (Globin). Der Parasit ernährt sich von Globin. Wenn das betroffene rote Blutkörperchen platzt, gelangt der Parasit in den Blutkreislauf und Häm gelangt in das Blutplasma. Freies Häm ist das stärkste Gift. Es ist der Eintritt ins Blut, der schreckliche Malariaanfälle auslöst. Die Körpertemperatur des Patienten steigt so stark an, dass früher eine Malariainfektion zur Behandlung von Syphilis (Spanische Krätze) eingesetzt wurde: Treponeme können solchen Temperaturen nicht standhalten. Die Entwicklung von Plasmodien in Erythrozyten durchläuft vier Stadien: Ringbildung (Trophozoit), Amöboidschizont, Fragmentierung (Morulabildung) und (bei einigen Parasiten) Gametozytenbildung. Wenn ein Erythrozyten zerstört wird, gelangen Merozoiten in das Blutplasma und von dort in neue Erythrozyten. Der Zyklus der Erythrozytenschizogonie wiederholt sich viele Male. Das Wachstum des Trophozoiten im Erythrozyten erfordert eine für jeden Plasmodiumtyp konstante Zeit. Ein Fieberanfall fällt zeitlich mit der Freisetzung von Parasiten in das Blutplasma zusammen und wiederholt sich alle 3 bis 4 Tage, wobei bei einer Langzeiterkrankung der Wechsel der Perioden unklar sein kann. Einige der Merozoiten in Erythrozyten bilden unreife Hamonte, die ein invasives Stadium für die Mücke darstellen. Wenn eine Mücke eine kranke Person sticht, gelangen die Gamonts in den Magen der Mücke, wo aus ihnen reife Gameten gebildet werden. Nach der Befruchtung wird eine mobile Zygote (Ookinete) gebildet, die unter das Epithel des Magens der Mücke eindringt. Hier nimmt es an Größe zu, wird mit einer dichten Membran bedeckt und es bildet sich eine Oozyste. Darin kommt es zu einer Mehrfachteilung, bei der sich eine große Anzahl von Sporozoiten bildet. Dann platzt die Hülle der Oozyste, Plasmodien mit Blutfluss dringen in alle Gewebe der Mücke ein. Die meisten davon sammeln sich in seinen Speicheldrüsen an. Daher können Sporozoiten, wenn sie von einer Mücke gebissen werden, in den menschlichen Körper eindringen. Daher vermehrt sich Plasmodium beim Menschen nur ungeschlechtlich – durch Schizogonie. Der Mensch ist ein Zwischenwirt für den Parasiten. Der sexuelle Prozess findet im Körper der Mücke statt – die Bildung einer Zygote, es bilden sich viele Sporozoiten (es kommt zur Sporogonie). Die Mücke ist der Endwirt und gleichzeitig Überträger. Malaria: pathogene Bedeutung, Diagnose, Prävention. Malaria ist eine schwere Krankheit, die durch periodische schwächende Fieberanfälle mit Schüttelfrost und starkem Schwitzen gekennzeichnet ist. Mit der Freisetzung einer großen Anzahl von Merozoiten aus Erythrozyten werden viele giftige Abfallprodukte des Parasiten selbst und die Zerfallsprodukte von Hämoglobin, das sich von Plasmodium ernährt, in das Blutplasma freigesetzt. Wenn sie ihnen am Körper ausgesetzt werden, tritt eine schwere Vergiftung auf, die sich in einem starken anfallsartigen Anstieg der Körpertemperatur, dem Auftreten von Schüttelfrost, Kopfschmerzen und Muskelschmerzen sowie starker Schwäche äußert. Die Temperatur kann erhebliche Werte erreichen (40-41 ° C). Diese Attacken treten akut auf und dauern durchschnittlich 1,5-2 Stunden, gefolgt von Durst, Mundtrockenheit, Hitzegefühl. Nach einigen Stunden sinkt die Temperatur auf normale Werte, alle Symptome hören auf, die Patienten schlafen ein. Im Allgemeinen dauert die gesamte Attacke 6 bis 12 Stunden.Es gibt Unterschiede in den Intervallen zwischen den Attacken bei verschiedenen Malariatypen. Bei der dreitägigen und der ovalen Malaria wiederholen sich die Anfälle alle 48 Stunden, ihre Anzahl kann 10-15 erreichen, danach hören sie auf, da im Körper Antikörper gegen den Erreger gebildet werden. Parasiten im Blut können noch nachgewiesen werden, so dass eine Person zum Parasitenträger wird und eine Gefahr für andere darstellt. Bei der durch P. malariae verursachten Malaria betragen die Intervalle zwischen den Attacken 72 Stunden.Asymptomatische Träger sind häufig. Bei der tropischen Malaria können zu Beginn der Erkrankung die Intervalle zwischen den Attacken unterschiedlich sein, dann wiederholen sie sich aber alle 24 Std. Bei dieser Art von Malaria besteht ein hohes Todesrisiko durch Komplikationen des Zentralnervensystems bzw Nieren. Tropische Malaria ist besonders gefährlich für Kaukasier. Eine Person kann sich nicht nur durch den Stich einer infizierten Mücke mit Malaria infizieren. Eine Ansteckung ist auch durch Hämotransfusion (Transfusion) von infiziertem Spenderblut möglich. Am häufigsten tritt diese Infektionsmethode bei viertägiger Malaria auf, da es in Erythrozyten nur wenige Schizonten gibt, die bei der Untersuchung des Blutes von Spendern möglicherweise nicht erkannt werden. Diagnostik Dies ist nur während der Erythrozytenschizogonie möglich, wenn der Erreger im Blut nachgewiesen werden kann. Plasmodium, das kürzlich in den Erythrozyten eingedrungen ist, hat die Form eines Rings. Das darin enthaltene Zytoplasma in Form eines Randes umgibt eine große Vakuole. Der Kern wird an den Rand verschoben. Allmählich wächst der Parasit, Pseudopoden erscheinen darin (im Amöben-Schizonten). Es nimmt fast den gesamten Erythrozyten ein. Außerdem kommt es zu einer Fragmentierung des Schizonten: Ein deformierter Erythrozyt enthält viele Merozoiten, von denen jeder einen Kern enthält. Gametozyten finden sich neben asexuellen Formen auch in Erythrozyten. Sie sind größer, haben keine Pseudopodien und Vakuolen. Vorbeugung Identifizierung und Behandlung aller Patienten mit Malaria (Eliminierung der Quelle der Mückeninvasion) und Vernichtung von Mücken (Eliminierung von Vektoren) mit Hilfe spezieller Insektizide und Rekultivierungsarbeiten (Entwässerung von Sümpfen). Bei Reisen in für Malaria ungünstige Gebiete sollten Sie prophylaktisch Malariamedikamente einnehmen, sich vor Mückenstichen schützen (Moskitonetze verwenden, Repellents auf die Haut auftragen). VORTRAG Nr. 20. Klasse Ciliaten (Ciliar) Zur Klasse der Ciliaten sind etwa 6000 Arten bekannt. Die meisten Vertreter sind Bewohner von Meeres- und Süßwasserkörpern, einige leben in feuchten Böden oder Sand. Viele Arten sind Parasiten von Menschen und Tieren. 1. Überblick über die Struktur der Ciliaten Ciliaten sind die komplexesten Protozoen. Sie verfügen über zahlreiche Bewegungsorganellen – Flimmerhärchen, die den gesamten Körper des Tieres vollständig bedecken. Sie sind viel kürzer als Flagellen und sind polymerisierte Flagellen. Die Anzahl der Flimmerhärchen kann sehr groß sein. Verschiedene Arten haben möglicherweise nur in den frühen Entwicklungsstadien Flimmerhärchen, während andere sie möglicherweise ein Leben lang behalten. Elektronenmikroskopische Untersuchungen ergaben, dass jedes Cilium aus einer bestimmten Anzahl von Fasern (Mikrotubuli) besteht. Jedes Cilium basiert auf einem Basalkörper, der sich im transparenten Ektoplasma befindet. Ein weiteres Merkmal: Jedes Individuum hat mindestens zwei Kerne – einen großen (Makrokern) und einen kleinen (Mikrokern). Manchmal können mehrere Mikro- und Makrokerne vorhanden sein. Der große Kern ist für den Stoffwechsel zuständig und der kleine regelt den Austausch genetischer Informationen während des Sexualvorgangs (Konjugation). Die Makrokerne von Ciliaten sind polyploid und die Mikrokerne sind haploid oder diploid. Während des Sexualprozesses wird der Makronukleus zerstört und der Mikronukleus teilt sich meiotisch, um vier Kerne zu bilden, von denen drei sterben, und der vierte teilt sich mitotisch, um männliche und weibliche haploide Kerne zu bilden. Zwischen den beiden Ciliaten entsteht im Bereich der Zytostome eine temporäre zytoplasmatische Brücke. Der männliche Kern jedes Individuums gelangt in die Zelle des Partners, der weibliche bleibt an Ort und Stelle. In jeder Zelle verschmilzt der eigene weibliche Kern mit dem männlichen Kern des Partners. Dann wird der Mikrokern wiederhergestellt und die Ciliaten zerstreuen sich. Die Zahl der Zellen nimmt nicht zu, es werden jedoch genetische Informationen ausgetauscht. Alle Ciliaten haben eine konstante Körperform, die durch das Vorhandensein eines Häutchens (einer dichten Hülle, die den gesamten Körper von außen bedeckt) sichergestellt wird. Es handelt sich um ein komplex aufgebautes Stromversorgungsgerät. Auf der sogenannten ventralen Seite des Ciliaten befindet sich eine bleibende Formation – ein Zellmund (Zytostom), der in den Pharynx (Zytopharynge) übergeht. Der Pharynx mündet direkt in das Endoplasma. Wasser mit den darin enthaltenen Bakterien (die Nahrung der Ciliaten) wird mit Hilfe von Flimmerhärchen in den Mund getrieben, gelangt von dort in das Zytoplasma und wird von einer Verdauungsvakuole umgeben. Die Vakuole bewegt sich durch das Zytoplasma und Verdauungsenzyme werden nach und nach freigesetzt (dies gewährleistet eine vollständigere Verdauung). Der unverdaute Rückstand wird durch ein spezielles Loch - Pulver - ausgeworfen. Es gibt zwei kontraktile Vakuolen, die sich abwechselnd alle 20-25 s zusammenziehen. Die Fortpflanzung von Ciliaten erfolgt größtenteils durch Querteilung. Von Zeit zu Zeit wird der sexuelle Prozess in Form von Konjugation durchgeführt. Ein typischer Vertreter der Klasse ist der Ciliatenschuh, der in kleinen Gewässern und Pfützen lebt. Ein charakteristisches Merkmal dieses Vertreters ist das Vorhandensein von Trichozysten – kleinen spindelförmigen Körpern, die bei Reizung ausgeworfen werden. Sie dienen sowohl der Verteidigung als auch dem Angriff. Im menschlichen Körper parasitiert der einzige Vertreter der Klasse - Balantidia, die im Verdauungssystem lebt und der Erreger der Balantidiasis ist. 2. Balantidium (Balantidium coli) Balantidia ist der Erreger der Balantidiasis. Diese Krankheit ist allgegenwärtig. Lebt im menschlichen Dickdarm. Dieser Wimpertier ist einer der größten Protozoen: Seine Größe beträgt 30–200, 20–70 Mikrometer. Die Körperform ist oval. Es weist viele Strukturmerkmale auf, die für frei lebende Ciliaten charakteristisch sind. Der gesamte Körper des Balantidiums ist mit zahlreichen kurzen Flimmerhärchen bedeckt, deren Länge um den Zellmund (Zytostom) etwas länger ist als an anderen Körperstellen. Neben dem Zytostom gibt es Zytopharynge und Pulver. Es gibt ein Häutchen, unter dem sich eine Schicht aus transparentem Ektoplasma befindet. Tiefer liegt das Endoplasma mit Organellen und zwei Kernen – einem Makronukleus und einem Mikronukleus. Der große Kern hat normalerweise eine bohnen- oder hantelförmige Form, in der Nähe befindet sich ein kleiner Kern. Am vorderen und hinteren Ende des Körpers befindet sich je eine pulsierende Vakuole, die an der Regulation des osmotischen Gleichgewichts in der Zelle beteiligt sind. Außerdem sezernieren Vakuolen Dissimilationsprodukte (Stoffwechsel). Balantidia bildet ovale oder kugelförmige Zysten mit einem Durchmesser von bis zu 50-60 Mikrometern. Die Zyste ist mit einer zweischichtigen Membran bedeckt und hat keine Flimmerhärchen. Der Mikronukleus ist darin normalerweise nicht sichtbar, aber die kontraktile Vakuole ist deutlich sichtbar. Balantidia reproduziert sich wie andere Ciliaten durch Querteilung. Manchmal gibt es einen sexuellen Prozess in Form von Konjugation. Die Infektion des Menschen erfolgt mit Zysten durch kontaminiertes Wasser und Lebensmittel. Die Zysten können auch von Fliegen getragen werden. Sowohl Schweine als auch Ratten, bei denen dieser Protozoon im Darm parasitiert, können als Quellen für die Ausbreitung der Krankheit dienen. Beim Menschen manifestiert sich die Krankheit in Form einer asymptomatischen Beförderung oder einer akuten Erkrankung, die von Darmkoliken begleitet wird. Darüber hinaus können Balantidien im menschlichen Darm leben, sich von Bakterien ernähren und keinen großen Schaden anrichten. Es kann jedoch die Wand des Dickdarms durchdringen und Blutungen und eiternde Geschwüre verursachen. Die Krankheit ist durch das Auftreten von anhaltendem blutigem Durchfall mit Eiter gekennzeichnet. Manchmal kommt es zu einer Perforation der Darmwand (ein Loch erscheint in der Wand), es entwickelt sich eine fäkale Peritonitis. In schweren Fällen der Krankheit (insbesondere bei Peritonitis und Perforation) können Patienten sogar sterben. Wie bei der Amöbenruhr können Balantidien von der Darmwand in den Blutkreislauf eindringen und mit dem Blutfluss durch den ganzen Körper getragen werden. Es kann sich in Lunge, Leber und Gehirn festsetzen, wo es zur Bildung von Abszessen führen kann. Diagnose Mikroskopie eines Abstrichs des Stuhls des Patienten. Im Abstrich finden sich Zysten und Trophozoiten von Balantidien. Schleim, Blut, Eiter und jede Menge Parasiten kommen zum Vorschein. Prävention. 1. Persönlich. Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene. 2. Öffentlich. Sanitäre Einrichtung öffentlicher Plätze, Überwachung von Quellen der öffentlichen Wasserversorgung, Sanitär- und Aufklärungsarbeit mit der Bevölkerung, Nagetierbekämpfung, hygienische Haltung von Schweinen. VORTRAG Nr. 21. Typ Plattwürmer (Plathelminthes) 1. Charakteristische Merkmale der Organisation Der Typ hat etwa 7300 Arten, die in drei Klassen zusammengefasst sind: 1) Ziliarwürmer; 2) Egel; 3) Bandwürmer. Sie kommen in Meer- und Süßwasser vor. Einige Arten sind auf eine parasitäre Lebensweise umgestiegen. Die wichtigsten Aromorphosen von Plattwürmern: 1) bilaterale Symmetrie des Körpers; 2) Entwicklung des Mesoderms; 3) die Entstehung von Organsystemen. Plattwürmer sind bilateral symmetrische Tiere. Das bedeutet, dass alle Organe ihres Körpers symmetrisch zur rechten und linken Seite angeordnet sind. Die Gewebe und Organe ihres Körpers entwickeln sich aus drei Keimschichten – Ekto-, Endo- und Mesoderm. Die Anpassung an das Kriechen auf dem Untergrund führte zum Auftreten ventraler und dorsaler, rechter und linker Seiten sowie vorderer und hinterer Enden des Körpers. Der Körper des Plattwurms ist in dorsoventraler Richtung abgeflacht. Sie haben keine Körperhöhle; der gesamte Raum zwischen den inneren Organen ist mit lockerem Bindegewebe – Parenchym – gefüllt. Plattwürmer haben Organsysteme entwickelt: muskulös, verdauungsfördernd, ausscheidend, nervös und sexuell. Sie haben einen Haut-Muskel-Sack. Es besteht aus einem Integumentgewebe - einem Tegument, das eine nicht zelluläre mehrkernige Struktur vom Synzytiumtyp ist, und drei Schichten glatter Muskeln, die in Längs-, Quer- und Schrägrichtung verlaufen. Der Körper der Egel ist mit einer Kutikula bedeckt, die sie vor der Wirkung der Verdauungssäfte des Wirts schützt. Alle Bewegungen, die Plattwürmer ausführen, sind langsam und unvollkommen. Das Nervensystem besteht aus paarigen Nervenknoten (Ganglien), die sich am Kopfende des Stammes befinden, von denen sich parallele Längsnervenstämme nach hinten erstrecken. Das Verdauungssystem (falls vorhanden) beginnt mit dem Pharynx und endet mit einem blind verschlossenen Darm. Es gibt Vorder- und Mitteldarm. Hinterdarm und Anus fehlen. Dabei werden unverdaute Speisereste durch den Mund ausgeschieden. Bei Plattwürmern tritt zum ersten Mal ein Ausscheidungssystem auf, das aus Organen besteht, die als Protonephridien bezeichnet werden. Sie beginnen in den Tiefen des Parenchyms mit endständigen (endständigen) Sternzellen. Protonephridia fangen Stoffwechselprodukte ein und transportieren sie entlang intrazellulärer Kanäle, die innerhalb der langen Fortsätze von Protonephridialzellen verlaufen. Ferner gelangen die auszuscheidenden Produkte in die Sammelkanäle und von dort entweder direkt in die äußere Umgebung oder in die Blase. Das Fortpflanzungssystem von Würmern ist komplex. Plattwürmer vereinen Merkmale beider Geschlechter – männlich und weiblich. Die meisten Wimpernwürmer sind frei lebende Raubtiere. Von medizinischer Bedeutung sind Vertreter zweier Klassen: Saugwürmer (Trematoden) und Bandwürmer (Cestoidea). Fluke-Vertreter Der Leberegel (Fasciola) ist der Erreger der Faszioliasis (der Riesenleberegel verursacht eine schwerere Faszioliasis), die Katze oder der Sibirische Egel ist der Erreger der Opisthorchiasis, Schistosomen sind der Erreger der Bilharziose. Darüber hinaus wird der menschliche Körper durch Fasziolopsis – den Erreger der Fasziolopsidose (lebt im Dünndarm), Clonorchis – den Erreger der Clonorchiasis (lebt in den Gallengängen der Leber), Lungenegel (Paragonimus) parasitiert das Lungengewebe, es verursacht Paragonimiasis usw. Vertreter der Bandwürmer Der breite Bandwurm ist der Erreger der Diphyllobothriasis, der Rinderbandwurm ist der Erreger der Taeniahrynchiose, der Schweinebandwurm ist der Erreger der Taeniasis und der Zystizerkose, Echinococcus ist der Erreger der Echinokokkose und Alveococcus ist der Erreger der Alveokokkose. 2. Klasse Egel. allgemeine Eigenschaften Egel (Trematoden) sind parasitäre Organismen. Etwa 3000 Egelarten sind bekannt. Diese Parasiten sind durch komplexe Entwicklungszyklen gekennzeichnet, in denen Generationen sowie Fortpflanzungsmethoden und Wirte wechseln. Ein geschlechtsreifes Individuum hat eine blattartige Form. Das Maul befindet sich am Ende des Körpers und ist mit einem kräftigen, muskulösen Sauger ausgestattet. Darüber hinaus befindet sich auf der Bauchseite ein weiterer Saugnapf. Zusätzliche Befestigungsorgane sind bei einigen Arten kleine Stacheln, die den gesamten Körper bedecken. Das Verdauungssystem kleiner Egelarten besteht aus einem Beutel oder zwei blind endenden Kanälen. Bei großen Arten ist es stark verzweigt. Neben der Funktion der Verdauung selbst spielt es auch eine Transportfunktion – es verteilt die Nahrung im Körper um. Plattwürmer, einschließlich Saugwürmern, haben keine innere Körperhöhle, was bedeutet, dass sie kein Kreislaufsystem haben. Die blattförmige Form des Körpers ermöglicht es dem Darm, den gesamten Körper mit Nährstoffen zu versorgen. Die gleiche Form ermöglicht den Gasaustausch über die gesamte Körperoberfläche, da tief unter der Nagelhaut einfach keine Organe und Gewebe liegen. Egel sind Hermaphroditen. Männliches Fortpflanzungssystem: ein Hodenpaar, zwei Samenleiter, Ejakulationsgang, Kopulationsorgan (Zirrus). Die Hoden des Leberegels sind verzweigt, während die der Katzen- und Lanzenegel kompakt sind. Weibliches Fortpflanzungssystem: Eierstock, Eileiter, Eileiter, Samengefäß, Gebärmutter, Genitalkloake. Die Dotterdrüsen versorgen das Ei mit Nährstoffen und die Schalendrüsen sorgen für die Schale. Die Befruchtung erfolgt intern, kreuzweise. Die Eier reifen in der Gebärmutter heran. Ein geschlechtsreifes Individuum (Marita) lebt immer im Körper eines Wirbeltiers. Sie gibt Eier ab. Zur weiteren Entwicklung muss das Ei ins Wasser fallen, wo eine Larve, das Miracidium, aus ihm schlüpft. Die Larve verfügt über lichtempfindliche Augen und Flimmerhärchen und ist in der Lage, mithilfe verschiedener Arten von Taxis selbstständig einen Zwischenwirt zu finden. Das Miracidium muss in den Körper einer Schnecke gelangen, einem Parasiten, der streng spezifisch für diese Art von Parasiten ist. In seinem Körper verwandelt sich die Larve in eine mütterliche Sporozyste, die eine tiefgreifende Degeneration erfährt. Sie besitzt nur weibliche Geschlechtsorgane und pflanzt sich daher nur parthenogenetisch fort. Bei ihrer Vermehrung bilden sich mehrzellige Redien, die sich ebenfalls durch Parthenogenese vermehren. Die letzte Redia-Generation kann Zerkarien erzeugen. Sie verlassen den Körper der Molluske und müssen zur weiteren Entwicklung in den Körper des letzten oder zweiten Zwischenwirts gelangen. Im ersten Fall dringen Zerkarien entweder aktiv in den Körper des Endwirts ein oder zysten auf dem Gras ein und werden mit diesem verschluckt. Im zweiten Fall suchen Zerkarien nach den Tieren, die der Hauptwirt als Nahrung nutzt, und bilden in ihrem Körper Ruhestadien aus – verkapselte Metazerkarien. Der Großteil der Zerkarien stirbt, ohne in den Körper des Hauptwirts einzudringen, da sie nicht in der Lage sind, aktiv zu suchen, oder sie dringen in den Körper von Arten ein, bei denen eine Entwicklung unmöglich ist. Die Fähigkeit des Parasiten, sich im Larvenstadium zu vermehren, erhöht seine Population erheblich. Nach dem Eindringen in den Organismus des Endwirts wandern die invasiven Stadien der Egel in diesen ein und finden das für die weitere Entwicklung notwendige Organ. Dort erreichen sie die Geschlechtsreife und leben. Die Migration durch den Körper wird von schweren Vergiftungen und allergischen Manifestationen begleitet. Krankheiten, die durch Egel verursacht werden, werden zusammenfassend als Trematoden bezeichnet. 3. Klasse Egel. Seine Vertreter Leberegel. Morphologie, Entwicklungszyklus, Infektionswege, Prävention Der Leberegel oder Fasciola (Fasciola hepatica) ist der Erreger der Fascioliasis. Die Krankheit ist überall verbreitet, am häufigsten in Ländern mit heißem und feuchtem Klima. Der Parasit lebt in den Gallengängen, der Leber, der Gallenblase, manchmal der Bauchspeicheldrüse und anderen Organen. Die Körpergröße der Marita beträgt 3-5 cm, die Körperform ist blattförmig, das vordere Ende ist schnabelartig gezeichnet. Es ist notwendig, der Struktur der Geschlechtsorgane besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Der Uterus ist mehrlappig und sitzt in einer Rosette direkt hinter dem ventralen Saugnapf. Hinter der Gebärmutter liegt der Eierstock. An den Seiten des Körpers befinden sich zahlreiche Zheltotschnik und Darmäste. Die gesamte Körpermitte ist von stark verzweigten Hoden besetzt. Die Eier sind groß (135-80 Mikron), gelblich-braun, oval, mit einer Kappe an einem der Pole. Der Lebenszyklus des Leberegels ist typisch für diese Parasitengruppe. Fasciola entwickelt sich bei einem Wirtswechsel. Endwirte sind pflanzenfressende Säugetiere (Rinder und Kleinvieh, Pferde, Schweine, Kaninchen etc.) sowie der Mensch. Der Zwischenwirt ist die Kleine Teichschnecke (Limnea truncatula). Eine Infektion des Hauptwirts erfolgt, wenn er Gras von Auen (bei Tieren), ungewaschenes Grün und Gemüse (bei Menschen) frisst. Normalerweise infiziert sich eine Person durch den Verzehr von Sauerampfer und Brunnenkresse. Auf grünen Pflanzen gibt es Ado-Lescariae – Cercarien, die auf den Blättern verwurzelt sind. Nach Eintritt in den Darm des Endwirts wird die Larve von den Membranen befreit, bohrt sich durch die Darmwand und dringt in das Kreislaufsystem und von dort in das Lebergewebe ein. Mit Hilfe von Saugnäpfen und Stacheln zerstört Fasciola Leberzellen, was als Folge der Krankheit zu Blutungen und der Bildung einer Leberzirrhose führt. Die Leber nimmt an Größe zu. Vom Lebergewebe aus kann der Parasit in die Gallenwege eindringen und diese verstopfen, was zu Gelbsucht führt. Der Parasit erreicht 3-4 Monate nach der Infektion die Geschlechtsreife und beginnt in den Gallengängen Eier zu legen. Diagnostik Nachweis von Fasciola-Eiern im Stuhl eines Patienten. Eier können auch im Kot eines gesunden Menschen gefunden werden, wenn er die Leber von Tieren mit Fascioliasis (Transit-Eier) isst. Wenn Sie also vor der Untersuchung eine Krankheit vermuten, ist es notwendig, die Leber von der Ernährung auszuschließen. Vorbeugung Waschen Sie Gemüse und Kräuter gründlich, besonders in Gebieten, in denen Fascioliasis endemisch ist, wo Gemüsegärten mit stehendem Wasser bewässert werden. Verwenden Sie kein ungefiltertes Wasser zum Trinken. Identifizieren und behandeln Sie kranke Tiere, sanieren Sie Weiden, wechseln Sie Weiden und Weiden von Gänsen und Enten, um den Zwischenwirt zu zerstören. Hygieneerziehung ist von großer Bedeutung. Katzenegel. Morphologie, Entwicklungszyklus, Infektionswege, Prävention Der Katzenegel (Opisthorchis felineus) ist der Erreger der Opisthorchiasis. Dieser Parasit lebt in der Leber, der Gallenblase und der Bauchspeicheldrüse von Menschen, Katzen, Hunden und anderen Tierarten, die rohen Fisch fressen. In unserem Land liegen Krankheitsherde an den Ufern der Flüsse Sibiriens; einzelne Ausbrüche - in den baltischen Staaten, entlang der Ufer von Kama, Wolga und Dnjepr. In Kasachstan sind natürliche Krankheitsherde bekannt. Der Katzenegel hat eine blassgelbe Farbe und ist 4–13 mm lang. Im mittleren Teil des Körpers befindet sich eine verzweigte Gebärmutter, gefolgt von einem abgerundeten Eierstock. Ein charakteristisches Merkmal ist das Vorhandensein von zwei rosettenförmigen Hoden auf der Rückseite des Körpers, die gut gefärbt sind. Die Eier des Katzenegels sind 25–30 x 10–15 Mikrometer groß, gelblich gefärbt, oval, zum Pol hin schmaler und haben am vorderen Ende eine Kappe. Endwirte des Parasiten sind Wild- und Haussäugetiere sowie Menschen. Der erste Zwischenwirt ist die Molluske Bithinia leachi. Der zweite Zwischenwirt ist der Karpfen, in dessen Muskulatur Metazerkarien lokalisiert sind. Zuerst fällt das Ei mit dem Miracidium ins Wasser. Anschließend wird es von einer Molluske aufgenommen, in deren Hinterdarm das Miracidium aus dem Ei austritt, in die Leber eindringt und sich in eine Sporozyste verwandelt. Durch Parthenogenese entwickeln sich zahlreiche Generationen von Redien, darunter Cercarien. Cercarien verlassen den Körper der Molluske, gelangen ins Wasser und dringen, aktiv darin schwimmend, in den Körper des Fisches ein oder werden von diesem verschluckt und dringen in das Unterhautfettgewebe und die Muskulatur ein. Um den Parasiten herum bilden sich Schalen. Dieses Entwicklungsstadium wird Metazerkarien genannt. Wenn der Endwirt rohen oder getrockneten Fisch isst, gelangen Metazerkarien in den Magen-Darm-Trakt des Wirts. Unter dem Einfluss von Enzymen lösen sich die Schalen auf. Der Parasit dringt in die Leber und die Gallenblase ein und erreicht die Geschlechtsreife. Somit ist das invasive Stadium für den ersten Zwischenwirt ein Ei mit einem Miracidium, für den zweiten ein Cercarium und für den letzten eine Metacercarie. Opisthorchiasis ist eine schwere Krankheit. Bei gleichzeitiger Parasitierung vieler Individuen kann es tödlich enden. Bei einigen Patienten wurden Fälle von Leberkrebs gemeldet, die durch ständige Reizung des Organs durch das Vorhandensein von Egeln hervorgerufen werden können. Diagnostik Labornachweis von Katzenegel-Eiern im Kot und Zwölffingerdarminhalt eines Patienten. Vorbeugung Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene. Sanitär- und Bildungsarbeit. Essen Sie nur gut gekochten oder gebratenen Fisch (Wärmebehandlung von Produkten). Schistosomen. Morphologie, Entwicklungszyklus, Infektionswege, Prävention Schistosomen sind die Erreger der Bilharziose. Alle Parasiten leben in Blutgefäßen, hauptsächlich in Venen. Sie kommen in einer Reihe von Ländern mit tropischem und subtropischem Klima vor (hauptsächlich in Asien, Afrika und Südamerika). Im Gegensatz zu anderen Egeln sind Schistosomen zweihäusige Organismen. Der Körper der Männchen ist kürzer und breiter. Die Weibchen sind schnurförmig. Junge Menschen leben getrennt, aber wenn sie die Pubertät erreichen, schließen sie sich zu Paaren zusammen. Danach lebt das Weibchen im Gynäkophorenkanal auf der Bauchseite des Männchens. Da Schistosomen in Blutgefäßen leben, verfügen ihre Eier über Anpassungen für die Ausscheidung in die Hohlraumorgane und von dort in die äußere Umgebung. Alle Eier haben Stacheln, durch die verschiedene Enzyme freigesetzt werden, die das Gewebe des Wirtskörpers auflösen. Mit Hilfe dieser Enzyme passieren Eier die Gefäßwand und gelangen in das Gewebe. Sie können in den Darm oder in die Blase eindringen (abhängig von der Art des Parasiten). Aus diesen Hohlraumorganen gelangen Parasiten in die äußere Umgebung. Eine hämatogene Übertragung (durch Blutgefäße) von Eiern in viele innere Organe ist möglich, was aufgrund der Entwicklung lokaler multipler Entzündungsprozesse in diesen Organen sehr gefährlich ist. Für einige Schistosomenarten ist der endgültige Wirt nur der Mensch, für andere (zusammen mit dem Menschen) verschiedene Säugetierarten. Zwischenwirte sind Süßwassermollusken. In ihrem Körper kommt es zur Entwicklung von Larvenstadien, die sich parthenogenetisch unter Bildung von zwei Generationen von Sporozysten vermehren. Die letzte Generation bildet Zerkarien, die das invasive Stadium für den Endwirt darstellen. Cercarien haben ein charakteristisches Aussehen: einen gegabelten Schwanz und am vorderen Ende befinden sich spezielle Penetrationsdrüsen, mit deren Hilfe sie in den Körper des Endwirts eindringen, wenn dieser sich im Wasser befindet. Gleichzeitig schwimmen Cercarienlarven frei im Wasser und können beim Schwimmen, bei der Arbeit auf Reisfeldern und im Wasser, beim Trinken von Wasser aus Bewässerungskanälen usw. aktiv die Haut des menschlichen Körpers durchdringen. Kleidung schützt nicht vor dem Eindringen des Parasiten der Körper. Cercarien verursachen beim Eindringen in die Haut eine spezifische Läsion in Form von Cercariasis. Ihre Anzeichen sind das Auftreten von Hautausschlag, Juckreiz und allergischen Zuständen. Gelangen Cercarien in großer Zahl in die Lunge, kann es zu einer schweren Lungenentzündung kommen. Larven von für den Menschen pathogenen Schistosomen werden durch den Blutfluss durch den Körper getragen. Sie siedeln sich hauptsächlich in den Venen der Bauchhöhle oder des kleinen Beckens an, wo sie die Geschlechtsreife erreichen. Diagnostik Nachweis von Schistosomeneiern im Urin oder Kot eines Patienten. Allergologische Hauttests sind möglich, es kommen immunologische Diagnostikverfahren zum Einsatz. Vorbeugung Verwenden Sie zum Trinken nur desinfiziertes Wasser. Vermeiden Sie längeren Kontakt mit Wasser in Gebieten, in denen Bilharziose endemisch ist. Kontrolle des Zwischenwirts – Wassermollusken. Schutz der Gewässer vor Verschmutzung durch unbehandeltes Abwasser. Verschiedene Arten von Bilharziose Drei Haupttypen von Blutegeln parasitieren im menschlichen Körper. Dies ist Schistosoma heamatobium, Sch. Mansoni und Sch. japonicum. Sie unterscheiden sich in einer Reihe von biologischen Merkmalen, dem Lebensraum im menschlichen Körper und der geografischen Verbreitung. Alle Bilharziose sind natürliche Herderkrankungen. In den Tropen Asiens, Afrikas und Amerikas verbreitet. Schistosoma heamatobium - der Erreger der urogenitalen Bilharziose, lebt in den großen Venen der Bauchhöhle und den Organen des Urogenitalsystems. Die Krankheit ist von Afrika bis Südwestindien verbreitet. Der Endwirt sind Menschen und Affen. Zwischenwirte sind verschiedene Wassermollusken. Der männliche Parasit hat eine Länge von bis zu 1,5 cm und der weibliche - bis zu 2 cm, die Körperoberfläche ist fein holprig. Die Eier sind sehr groß, bis zu 160 mm, haben einen Dorn, mit dem sie die Gefäßwand zerstören. Mit dem Blutstrom dringen sie in die Blase und die Organe des Fortpflanzungssystems ein und werden mit dem Urin ausgeschieden. Urogenitale Schistosomiasis ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein von Blut im Urin (Hämaturie) und Schmerzen über dem Schambein. Oft kommt es zur Bildung von Steinen in den Harnwegen. An Orten, an denen diese Krankheit verbreitet ist, ist Blasenkrebs viel häufiger. Diagnostik Nachweis von Parasiteneiern durch Urinmikroskopie. Charakteristische Veränderungen der Blase und Vagina während der Untersuchung sind Entzündungen, polypöse Wucherungen und Geschwüre. Schistosoma mansoni ist der Erreger der intestinalen Bilharziose. Das Verbreitungsgebiet ist viel größer als das der vorherigen Arten. Es kommt in Afrika, Indonesien, Ländern der westlichen Hemisphäre vor – Brasilien, Guyana, den Antillen usw. Es parasitiert in den Venen des Mesenteriums und des Dickdarms. Es betrifft auch das Pfortadersystem der Leber. Im Gegensatz zu den vorherigen Arten hat es eine etwas kleinere Größe (bis zu 1,6 cm) und eine grob unebene Körperoberfläche. Die Eier haben die gleiche Größe wie die von Schistosoma heamatobium, aber im Gegensatz zu ihnen befindet sich der Stachel an der Seitenfläche. Die Endwirte des Parasiten sind Menschen, Affen, Hunde und Nagetiere. Zwischenwirte sind Wassermollusken. Bei Befall mit diesem Parasiten kommt es vor allem im Dickdarm (Colitis, blutiger Durchfall) und der Leber (Blutstauung, Krebs möglich) zu pathologischen Veränderungen. Diagnostik Nachweis von Eiern im Stuhl eines Patienten. Schistosoma japonicum ist der Erreger der Japanischen Bilharziose. Das Sortiment umfasst Ost- und Südostasien (Japan, China, Philippinen etc.). Es parasitiert in den Blutgefäßen des Darms. Es unterscheidet sich in der Größe nicht von Sch. heamatobium, hat aber einen sehr glatten Körper. Die Eier sind rund, die Wirbelsäule ist sehr klein, sie befindet sich an der Seitenfläche des Körpers. Die Endwirte sind Menschen und viele Haus- und Wildsäugetiere. Zwischenwirte sind Wassermollusken. Die Manifestationen der Erkrankung entsprechen denen der intestinalen Bilharziose. Parasiteneier dringen jedoch viel eher in andere Organe (einschließlich des Gehirns) ein, sodass die Krankheit schwerwiegend ist und häufig tödlich endet. Diagnostik Nachweis von Eiern im Stuhl eines Patienten. 4. Allgemeine Merkmale der Klasse Bandwürmer Klasse Bandwürmer (Cestoidea) hat etwa 3500 Arten. Alle von ihnen sind obligate Parasiten, die bei der Geschlechtsreife im Darm von Menschen und anderen Wirbeltieren leben. Der Körper (Strobilus) des Bandwurms hat eine bandartige Form, die in dorsoventraler Richtung abgeflacht ist. Besteht aus einzelnen Segmenten - Proglottiden. Am vorderen Ende des Körpers befindet sich ein Kopf (Skolex), der rund oder abgeflacht sein kann, gefolgt von einem unsegmentierten Hals. Am Kopf befinden sich Befestigungsorgane – Saugnäpfe, Haken, Saugschlitze (Bothria). Neue Proglottiden knospen aus dem Hals und bewegen sich zurück. Je weiter vom Hals entfernt, desto reifer sind also die Segmente. In jungen Gelenken werden Organe und Systeme nicht differenziert. Im mittleren Teil der Strobili befinden sich reife Segmente mit voll entwickelten männlichen und weiblichen Fortpflanzungssystemen (Bandwürmer sind Hermaphroditen). Die jüngsten Segmente enthalten fast ausschließlich den Uterus mit Eiern, und die übrigen Organe werden durch Rudimente dargestellt. Während des Wachstums des Wurms brechen die hinteren Segmente allmählich ab und werden in die Umgebung freigesetzt, und junge Proglottiden nehmen ihren Platz ein. Der Körperbau eines Bandwurms ist in vielerlei Hinsicht typisch für Plattwürmer. Aber es gibt auch Unterschiede. Da diese Würmer eine ausschließlich parasitäre Lebensweise führen und im Darm leben, fehlt ihr Verdauungssystem vollständig. Die Aufnahme von Nährstoffen aus dem Wirtsdarm erfolgt osmotisch über die gesamte Körperoberfläche. Lebenszyklus. Alle Bandwürmer haben zwei Entwicklungsstadien: geschlechtsreif (leben im Körper des Endwirts) und Larve (parasitieren den Zwischenwirt). Die ersten Stadien der Eizellenentwicklung finden in der Gebärmutter statt. Hier bildet sich in den Eierschalen ein Embryo mit sechs Haken – eine Onkosphäre. Mit dem Kot des Wirts gelangt das Ei in die äußere Umgebung. Zur weiteren Entwicklung muss das Ei in das Verdauungssystem des Zwischenwirts gelangen. Hier bohrt sich das Ei mit Hilfe von Haken durch die Darmwand und gelangt in den Blutkreislauf, von wo es zu Organen und Geweben transportiert wird, wo es sich zu einer Larve – dem Finnen – entwickelt. Normalerweise hat es einen Hohlraum im Inneren und einen geformten Kopf. Die Infektion der Endwirte erfolgt durch den Verzehr des Fleisches infizierter Tiere, in deren Gewebe sich Finnen befinden. Im Darm des Endwirts löst sich unter dem Einfluss seiner Verdauungsenzyme die Flossenschale auf, der Kopf dreht sich nach außen und setzt sich an der Darmwand fest. Die Bildung neuer Segmente und das Wachstum des Parasiten beginnen am Hals. Der Hauptwirt leidet nicht sehr unter diesem Parasiten, der im Darm lebt. Doch die Vitalaktivität von Zwischenwirten kann stark beeinträchtigt werden, insbesondere wenn der Bandwurm Finnen in seinem Gehirn, seiner Leber oder seiner Lunge lebt. Krankheiten, die durch Bandwürmer verursacht werden, werden als Cestodose bezeichnet. Viele Arten dieser Parasiten betreffen nur den Menschen, aber es gibt auch solche, die in der natürlichen Umgebung vorkommen. Sie zeichnen sich durch das Vorhandensein natürlicher Herde aus. 5. Ketten Stierbandwurm. Morphologie, Entwicklungszyklus, Prävention Der Rinder- oder unbewaffnete Bandwurm (Taeniarhynchus saginatus) ist der Erreger der Teniarhynchosis. Die Krankheit tritt überall dort auf, wo die Bevölkerung rohes oder ungekochtes (gekochtes) Fleisch von Rindern isst. Im geschlechtsreifen Stadium erreicht der Bullenbandwurm eine Länge von 4-7 m. Am Kopf befinden sich nur 4 Saugnäpfe, es gibt keine Haken (daher der Name). Im mittleren Teil des Körpers befinden sich zwittrige Segmente von quadratischer Form. Der Uterus verzweigt sich nicht, der Eierstock hat nur zwei Lappen. Jedes Segment enthält bis zu 1000 Bläschenhoden. Reife Segmente am hinteren Ende des Körpers sind stark verlängert, der Uterus in ihnen bildet eine große Anzahl von Seitenästen und ist mit einer großen Anzahl von Eiern (bis zu 175000) gefüllt. Die Eier enthalten Onkosphären (Durchmesser 10 µm), die mit einer dünnen Schale bedeckt sind. Jede Onkosphäre hat 3 Hakenpaare und eine dicke, radial gestreifte Schale. Der Endbesitzer des Rinderbandwurms ist nur der Mensch, die Zwischenwirte sind Rinder. Tiere infizieren sich durch den Verzehr von Gras, Heu und anderen Lebensmitteln mit Proglottiden, die zusammen mit Kot von einer Person dorthin gelangen. Im Magen von Rindern kommen Onkosphären aus den Eiern, die sich in den Muskeln von Tieren ablagern und Finnen bilden. Sie werden Cysticerci genannt. Ein Cysticercus ist ein mit Flüssigkeit gefülltes Bläschen mit einem Kopf, in den Saugnäpfe eingeschraubt sind. In den Muskeln von Nutztieren können Finnen viele Jahre bestehen bleiben. Ein charakteristisches Merkmal des Parasiten ist die Fähigkeit seiner Segmente, aktiv einzeln aus dem Anus zu kriechen. Eine Person infiziert sich, indem sie rohes oder halbgegartes Fleisch von einem infizierten Tier isst. Im Magen löst sich unter dem Einfluss der sauren Umgebung des Magensaftes die Schale des Finnen auf, die Larve kommt heraus, die sich an der Darmwand festsetzt. Die Wirkung auf den Wirtsorganismus ist: 1) die Wirkung der Nahrungsaufnahme; 2) Vergiftung mit den Abfallprodukten des Parasiten; 3) Ungleichgewicht der Darmflora (Dysbakteriose); 4) beeinträchtigte Absorption und Synthese von Vitaminen; 5) mechanische Reizung des Darms; 6) mögliche Entwicklung eines Darmverschlusses; 7) Entzündung der Darmwand. Kranke verlieren an Gewicht, sie haben keinen Appetit, sie werden durch Bauchschmerzen und Darmstörungen (abwechselnd Verstopfung und Durchfall) gestört. Diagnostik Nachweis im Kot eines Patienten von reifen Segmenten mit einer spezifischen Struktur. Segmente können auch auf dem Körper und der Unterwäsche einer Person gefunden werden. Prävention. 1. Persönlich. Gründliche Wärmebehandlung von Rind- und Kalbfleisch. 2. Öffentlich. Strenge Überwachung der Verarbeitung und des Verkaufs von Fleisch in Fleischverarbeitungsbetrieben, Schlachthöfen, Märkten. Durchführung von sanitären und erzieherischen Arbeiten mit der Bevölkerung. Schweinebandwurm. Morphologie, Entwicklungszyklus, Prävention Schweinefleisch oder bewaffneter Bandwurm (Taenia solium) - der Erreger der Teniasis. Die Krankheit tritt überall dort auf, wo die Bevölkerung rohes oder halbgares Schweinefleisch isst. Im menschlichen Körper lebt der Parasit im Dünndarm und kann in den Augen, im Zentralnervensystem, in der Leber, in den Muskeln und in der Lunge gefunden werden. Geschlechtsreife Formen erreichen eine Länge von 2-3 m. Am Kopf befinden sich Saugnäpfe sowie eine Krone mit 22-32 Haken. Hermaphroditische Proglottiden haben einen männlichen Fortpflanzungsapparat, der aus mehreren hundert Hoden und einem gewundenen Ejakulationskanal besteht, der sich in einen Zirrusbeutel verwandelt. Es geht in die Kloake über und öffnet sich nach außen. Es gibt Besonderheiten in der Struktur des weiblichen Fortpflanzungssystems. Das Ovar hat ein drittes zusätzliches Läppchen und mehr Äste (7-12), was ein wichtiges diagnostisches Merkmal ist. Die Eier unterscheiden sich nicht von den Eiern des Bandwurms. Lebenszyklus. Der endgültige Besitzer ist nur ein Mensch. Zwischenwirte sind Schweine und gelegentlich auch Menschen. Charakteristisches Merkmal: Die Segmente werden nicht einzeln, sondern in Gruppen von 5-6 Stück mit dem menschlichen Kot ausgeschieden. Wenn die Eier austrocknen, platzt ihre Schale und die Eier zerstreuen sich frei. Auch Fliegen und Vögel tragen zu diesem Prozess bei. Schweine infizieren sich durch den Verzehr von Abwässern, die Proglottiden enthalten können. Im Magen von Schweinen löst sich die Eierschale auf, daraus entstehen sechshakenige Onkosphären. Durch die Blutgefäße gelangen sie in die Muskeln, wo sie sich niederlassen und sich nach 2 Monaten in Finnen verwandeln. Sie werden Cysticerci genannt und sind mit Flüssigkeit gefüllte Fläschchen, in die ein Kopf mit Saugnäpfen eingeschraubt ist. In Schweinefleisch sind Cysticerci so groß wie ein Reiskorn und mit bloßem Auge sichtbar. Die Infektion des Menschen erfolgt durch den Verzehr von rohem oder unzureichend gekochtem Schweinefleisch. Unter Einwirkung von Verdauungssäften löst sich die Cysticercus-Membran auf; Der Skolex ist umgestülpt, der an der Wand des Dünndarms befestigt ist. Dann beginnen sich neue Proglottiden vom Hals aus zu bilden. Nach 2-3 Monaten erreicht der Parasit die Geschlechtsreife und beginnt Eier zu produzieren. Bei dieser Krankheit treten häufig eine umgekehrte Darmperistaltik und Erbrechen auf. Gleichzeitig gelangen reife Segmente in den Magen und werden dort unter Einfluss von Magensaft verdaut. Die freigesetzten Onkosphären gelangen in die Darmgefäße und werden über den Blutkreislauf zu Organen und Geweben transportiert. Sie können in die Leber, das Gehirn, die Lunge und die Augen gelangen, wo sie Cysticerci bilden. Zystizerkose des Gehirns ist häufig die Todesursache von Patienten, und Zystizerkose des Auges führt zu Sehverlust. Die Behandlung der Zystizerkose ist nur chirurgisch. Diagnostik Nachweis im Kot eines Patienten von reifen Segmenten mit einer spezifischen Struktur. Die Segmente sind auch am menschlichen Körper und in der Unterwäsche zu finden, da sie aus dem Anus kriechen und sich aktiv bewegen können. Prävention. 1. Persönlich. Gründlich gekochtes Schweinefleisch. 2. Öffentlich. Schutz der Weiden vor Kontamination durch menschliche Fäkalien. Strenge Überwachung der Verarbeitung und des Verkaufs von Fleisch in Fleischverarbeitungsbetrieben, Schlachthöfen, Märkten. Zwergbandwurm. Morphologie, Entwicklungszyklus, Prävention Der Zwergbandwurm (Hymenolepis nana) ist der Erreger der Hymeno-Lepidose. Die Krankheit tritt überall auf, besonders in Ländern mit heißem und trockenem Klima. Vorwiegend sind Kinder im Vorschulalter erkrankt. Im Alter von 7 bis 14 Jahren wird die Erkrankung selten erfasst, bei den Älteren tritt sie fast nie auf. Im menschlichen Körper lebt es im Dünndarm. Der Zwergbandwurm ist kurz (1,5–2 cm). Der Kopf ist birnenförmig, hat 4 Saugnäpfe und einen Rüssel mit einer Hakenkrone. Die Strobila enthält 200 oder mehr Segmente. Sie sind sehr empfindlich und werden daher im Darm zerstört. Aus diesem Grund werden nur Eier in die Umwelt abgegeben. Die Eigröße beträgt bis zu 40 Mikrometer. Sie sind farblos und haben eine runde Form. Der Lebenszyklus des Parasiten hat sich während der langen Zeit der Anpassung an den Menschen stark verändert. Dieser Parasit hat die Fähigkeit erworben, sich lange Zeit ohne Wirtswechsel im menschlichen Körper zu entwickeln, ohne ihn im Eistadium zu verlassen. Somit ist ein Mensch für einen Zwergbandwurm sowohl Zwischen- als auch Endwirt. Wenn eine Person die Eier eines Zwergbandwurms unter Nichteinhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene schluckt, gelangen sie in den Dünndarm, wo sich ihre Hülle unter dem Einfluss von Verdauungsenzymen auflöst. Aus den Eiern gehen Onkosphären hervor, die in die Zotten des Dünndarms eindringen, wo sich aus ihnen zystische Cercoide entwickeln. Vorne haben sie einen geschwollenen Teil mit einem verschraubten Kopf, und am hinteren Ende des Körpers befindet sich ein kaudaler Anhang. Nach einigen Tagen werden die betroffenen Zotten zerstört und zystische Cerkoide fallen in das Darmlumen. Jugendliche heften sich an die Darmschleimhaut und erreichen die Geschlechtsreife. Es gibt Fälle, in denen sich im Darm einer Person gleichzeitig bis zu 1500 Bandwürmer befanden. Die Eier dieses Parasiten dürfen nicht in die äußere Umgebung abgegeben werden und werden bereits im Darm zu geschlechtsreifen Individuen. Aus ihnen werden zunächst Cysticercoide gebildet und dann erwachsene Bandwürmer, d. H. Es kommt zu einer wiederholten Selbstinfektion (Autoreinvasion). pathogene Wirkung. Ein Teil der Zotten des Dünndarms wird zerstört, was zu einer Störung der parietalen Verdauungsprozesse führt. Außerdem wird der Körper durch die Abfallprodukte des Wurms vergiftet. Die Darmtätigkeit ist gestört, Bauchschmerzen, Durchfall, Kopfschmerzen, Reizbarkeit, Schwäche, Müdigkeit treten auf. Die Krankheit kann nicht ewig andauern, da der menschliche Körper in der Lage ist, eine Immunität gegen den Parasiten zu entwickeln. Es behindert die Entwicklung nachfolgender Generationen des Parasiten, insbesondere während der Autoreinvasion. Nach einem Generationenwechsel tritt eine Selbstheilung ein. Diagnostik Nachweis von Eiern des Zwergbandwurms im Kot des Patienten. Verhütung. 1. Persönlich. Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, Vermittlung von Hygienekenntnissen bei Kindern. 2. Öffentlich. Gründliche Reinigung von Kindereinrichtungen (insbesondere Toiletten), Sterilisation von Spielzeug. Mit mechanischen Eiträgern, also mit Insekten, ist ein ständiger Kampf nötig. Echinococcus. Morphologie, Infektionswege, Entwicklungszyklus, Prävention Echinococcus (Echinococcus granulosus) ist der Erreger der Echinokokkose. Die Krankheit tritt auf der ganzen Welt auf, am häufigsten jedoch in den Ländern, in denen die Tierhaltung entwickelt ist. Die geschlechtsreife Form des Parasiten ist 2-6 mm lang und besteht aus 3-4 Segmenten. Der vorletzte Hermaphrodit (d.h. er hat weibliche und männliche Geschlechtsorgane). Das letzte Segment ist ausgereift und enthält eine Gebärmutter mit bis zu 5000 Eiern, die Onkosphären enthalten. Echinococcus-Eier ähneln in Form und Größe den Eiern von Schweine- und Rinderbandwürmern. Am Kopf (Skolex) befinden sich 4 Saugnäpfe und ein Rüssel mit zwei Hakenrändern. Lebenszyklus. Endwirte sind Raubtiere aus der Familie der Canidae (Hunde, Schakale, Wölfe, Füchse). Zwischenwirte sind Pflanzenfresser (Kühe, Schafe), Schweine, Kamele, Kaninchen und viele andere Säugetiere sowie der Mensch. Der Endwirt wird durch den Verzehr von Gewebe eines infizierten Zwischenwirts infiziert. Der Kot der Endwirte enthält Parasiteneier. Darüber hinaus können reife Echinokokkensegmente aktiv aus dem Anus kriechen und sich im Fell von Tieren ausbreiten, wobei Eier darauf zurückbleiben. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination der Weide. Menschen und andere Zwischenwirte werden durch die Aufnahme von Eiern infiziert (meistens fallen sie zuerst aus den Haaren von Hunden auf die Hände und werden dann in den Mund gebracht). Im menschlichen Verdauungstrakt entsteht aus dem Ei eine Onkosphäre, die in den Blutkreislauf eindringt und über den Blutkreislauf zu Organen und Geweben transportiert wird. Dort verwandelt sie sich in eine Finnin. Bei Echinococcus handelt es sich um eine Blase, die oft enorme Größen erreicht (bis zu 20-30 cm Durchmesser). Die Blasenwand hat eine äußere geschichtete Kapsel und eine innere Parenchymmembran. Darauf können sich Tochterindividuen bilden, die von der Wand abknospen. Im Inneren der Blase befindet sich eine Flüssigkeit mit den Abfallprodukten des Parasiten. Echinococcus hat eine sehr große pathogene Wirkung auf den menschlichen Körper. Im Larvenstadium kann es sich in verschiedenen Organen befinden: Leber, Gehirn, Lunge, Röhrenknochen. Finna kann Organe quetschen, wodurch sie verkümmern. Gewebe werden zerstört, der Körper arbeitet viel schlechter. Stoffwechselprodukte des Parasiten gelangen ständig in die innere Umgebung des menschlichen Körpers und verursachen eine schwere Vergiftung. Gefährliche Ruptur der Echinokokkenblase. Da es Flüssigkeit mit Dissimilationsprodukten des Parasiten enthält, kann es beim Eindringen in den Blutkreislauf zu einem toxischen Schock kommen, der mit dem Tod des Patienten verbunden ist. Gleichzeitig besiedeln die Tochterskolexe das Gewebe, wodurch sich neue Finnen entwickeln. Die Behandlung der Echinokokkose ist nur chirurgisch. Diagnostik Nach der Cassoni-Reaktion: 0,2 ml sterile Flüssigkeit aus der Echinokokkenblase werden subkutan injiziert. Wenn sich die gebildete Blase innerhalb von 3-5 Minuten fünfmal erhöht, wird die Reaktion als positiv angesehen. Vorbeugung Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, insbesondere im Umgang mit Tieren. Vernichtung streunender Hunde, Untersuchung und Behandlung von Haus- und Nutztieren. Vernichtung der Leichen kranker Tiere. Breites Band. Morphologie, Infektionswege, Entwicklungszyklus, Prävention Der breite Bandwurm (Diphyllobotrium latum) ist der Erreger der Diphyllobothriasis. Die Krankheit kommt vor allem in Ländern mit gemäßigtem Klima vor. In Russland - entlang der Ufer der Wolga, des Dnjestr und anderer großer Flüsse. Beim Menschen befindet sich der Parasit im Dünndarm. Im ausgewachsenen Zustand erreicht der Parasit eine Länge von bis zu 7-10 m oder mehr. Der Kopf des Parasiten (Skolex) hat keine Saugnäpfe. Die Befestigung an der Darmwand erfolgt mit Hilfe zweier Bothria oder Saugschlitze, die wie Rillen aussehen. Proglottiden sind breiter als lang. Die Gebärmutter hat eine charakteristische rosettenförmige Form und ist klein. Es kommt durch eine Öffnung am Vorderrand jedes Proglottids mit der Außenumgebung in Kontakt. Daher können reife Eier ungehindert herauskommen. Die Eier des Breitbandwurms sind breit, oval, bis zu 70 Mikrometer groß und gelbbraun gefärbt. An einem Pol haben sie eine Kappe, am anderen einen kleinen Tuberkel. Der Lebenszyklus des Parasiten ist der älteste unter den Bandwürmern. Es behält das Larvenstadium bei, das aktiv im Wasser schwimmt, das Coracidium. Es gibt zwei Zwischenwirte, die im Wasser leben: kleine Süßwasserkrebse (Cyclops und Diaptomus) und die Fische, die sich von ihnen ernähren. Endwirte sind Menschen und fleischfressende Säugetiere (Katzen, Luchse, Füchse, Polarfüchse, Hunde, Bären usw.). Die Eier gelangen mit dem menschlichen Kot ins Wasser. Nach 3-5 Wochen schlüpft aus dem Ei ein bewegliches, mit Flimmerhärchen bedecktes Coracidium, das über 3 Hakenpaare verfügt. Coracidia werden von Krebstieren (dem ersten Zwischenwirt) aufgenommen, in deren Darm sie ihre Flimmerhärchen verlieren und sich in eine Larve verwandeln – ein Procercoid. Das Procercoid hat eine längliche Körperform und 6 Haken. Wird das Krebstier von einem Fisch (dem zweiten Zwischenwirt) verschluckt, geht das Procercoid in seinen Muskeln in das nächste (Larven-)Stadium über – das Plerocercoid. Eine Person infiziert sich durch den Verzehr von rohem oder halbgekochtem Fisch oder frisch gesalzenem Kaviar. Beim Salzen, Marinieren, Braten von Fleisch sterben Plerocercoide. Diphyllobothriasis ist eine gefährliche Krankheit. Der Parasit greift mit seinen Saugschlitzen in die Schleimhaut ein und kann deren Nekrose verursachen. Aufgrund der Größe des Helminthen kommt es häufig zu einem Darmverschluss. Der Effekt des Nahrungsentzugs tritt auf: Der Parasit verbraucht Nährstoffe aus dem Darm, die Person erhält sie jedoch nicht (es kommt zu einer Erschöpfung). Eine Vergiftung ist eine Folge der Freisetzung toxischer Lebensprodukte des Parasiten in das Blut. Dysbakteriose tritt häufig auf, da der Parasit im Widerspruch zur normalen Darmflora steht. Es liegt eine Verletzung der Aufnahme von Vitamin B12 aus dem Darm vor, was zu einer schweren Form der B12-Folsäuremangelanämie führen kann. Diagnose. Nachweis von Eiern und Fragmenten reifer Segmente des Breitbandwurms im Kot. Prävention. 1. Persönlich. Weigerung, rohen Fisch zu essen (was bei den Völkern des hohen Nordens oft eine etablierte kulturelle Tradition ist), sorgfältige Wärmebehandlung von Fisch. 2. Öffentlich. Schutz von Gewässern vor fäkaler Verschmutzung. VORTRAG Nr. 22. Typ Spulwürmer (Nemathelminthes) 1. Merkmale der Struktur Mehr als 500 Arten von Spulwürmern wurden beschrieben. Sie leben in unterschiedlichen Umgebungen: Meer- und Süßwasser, Erde, zerfallende organische Substrate usw. Viele Würmer haben sich an eine parasitäre Lebensweise angepasst. Die wichtigsten Aromorphosen des Typs: 1) primäre Körperhöhle; 2) das Vorhandensein des hinteren Darms und Anus; 3) Dichotomie. Alle Spulwürmer haben einen nicht segmentierten Körper mit einem mehr oder weniger runden Querschnitt. Der Körper ist dreischichtig und entwickelt sich aus Endo-, Meso- und Ektoderm. Es gibt einen Haut-Muskel-Beutel. Es besteht aus einer äußeren, nicht dehnbaren, dichten Kutikula, einer Hypodermis (dargestellt durch eine einzelne mehrkernige zytoplasmatische Masse ohne Grenzen zwischen Zellen – Synzytium) und einer Schicht längs verlaufender glatter Muskelfasern. Die Nagelhaut übernimmt die Rolle eines Exoskeletts (Stütze für die Muskulatur) und schützt vor den Auswirkungen schädlicher Umweltfaktoren. In der Unterhaut laufen Stoffwechselprozesse aktiv ab. Es enthält auch alle Produkte, die für Helminthen giftig sind. Die Muskelschicht besteht aus einzelnen Zellen, die in 4 Längsmuskelstränge gruppiert sind – dorsal, abdominal und zwei lateral. Spulwürmer haben eine primäre Körperhöhle, das Pseudocoel, das mit Flüssigkeit gefüllt ist. Alle inneren Organe befinden sich darin. Sie bilden fünf differenzierte Systeme – Verdauungs-, Ausscheidungs-, Nerven-, Fortpflanzungs- und Muskelsystem. Das Kreislauf- und Atmungssystem fehlt. Darüber hinaus verleiht die Flüssigkeit dem Körper Elastizität, übernimmt die Rolle eines Hydroskeletts und sorgt für den Stoffwechsel zwischen inneren Organen. Das Verdauungssystem stellt sich in Form einer durchgehenden Röhre dar, die mit der Mundöffnung, umgeben von Nagelhautlippen, am vorderen Ende des Körpers beginnt und mit dem Anus am hinteren Ende des Körpers endet. Der Verdauungsschlauch besteht aus drei Abschnitten – dem vorderen, mittleren und hinteren. Madenwürmer haben einen Bulbus – eine Erweiterung der Speiseröhre. Das Nervensystem besteht aus den Kopfganglien, dem peripharyngealen Ring und den davon ausgehenden Nervenstämmen – dem dorsalen, dem abdominalen und zwei lateralen. Am weitesten entwickelt sind die dorsalen und ventralen Nervenstämme. Zwischen den Stämmen gibt es Verbindungsbrücken. Die Sinnesorgane sind sehr schwach entwickelt und werden durch taktile Tuberkel und chemische Sinnesorgane dargestellt. Das Ausscheidungssystem ist entsprechend der Art der Protonephridien aufgebaut, aber die Anzahl der Ausscheidungszellen ist viel geringer. Die Funktion der Ausscheidung besitzen auch spezielle Fresszellen, die Stoffwechselprodukte und in die Körperhöhle eingedrungene Fremdkörper ansammeln. Spulwürmer entwickeln eine Zweihäusigkeit. Die Genitalien haben eine röhrenförmige Struktur. Bei Weibchen sind sie meist paarig, bei Männchen unpaarig. Der männliche Fortpflanzungsapparat besteht aus dem Hoden, dem Samenleiter, der in den Ejakulationskanal übergeht. Es öffnet sich in den Hinterdarm. Der weibliche Fortpflanzungsapparat beginnt mit paarigen Eierstöcken, dann gibt es zwei Eileiter in Form von Röhren und paarigen Gebärmuttern, die zu einer gemeinsamen Vagina verbunden sind. Spulwürmer vermehren sich nur sexuell. Die Anzahl der Zellen, aus denen der Körper von Spulwürmern besteht, ist immer begrenzt. Daher haben sie wenig Möglichkeiten in Bezug auf Wachstum und Regeneration. Von medizinischer Bedeutung sind nur Vertreter einer Klasse - der eigentlichen Spulwürmer. Es gibt Biohelminthen, die sich unter Beteiligung von Zwischenwirten entwickeln, und Geohelminthen, die den Kontakt mit der äußeren Umgebung beibehalten haben (ihre Eier oder Larven entwickeln sich im Boden). 2. Spulwürmer – menschliche Parasiten Ascaris Der menschliche Spulwurm (Ascaris lumbricoides) ist der Erreger der Askariasis. Die Krankheit ist fast überall verbreitet. Die Art des menschlichen Spulwurms ähnelt in ihrer Morphologie dem Schweine-Spulwurm, der in Südostasien vorkommt und dort leicht Menschen infizieren kann, und der menschliche Spulwurm kann Schweine infizieren. Der menschliche Spulwurm ist ein großer Geohelminth, dessen Weibchen eine ausgewachsene Länge von 40 cm und die Männchen 20 cm erreichen. Der Körper des Spulwurms ist zylindrisch und zu den Enden hin verjüngt. Beim Männchen ist das hintere Körperende spiralförmig zur Bauchseite hin verdreht. Reife Eier des Parasiten haben eine ovale Form und sind von einer dicken, mehrschichtigen, knolligen Schale umgeben. Sie haben eine gelblich-braune Farbe, Größen bis zu 60 Mikrometer. Ascaris human ist ein Geohelminth, der fast ausschließlich beim Menschen parasitiert. Befruchtete Eier werden mit Kot aus dem menschlichen Körper ausgeschieden und müssen zur weiteren Entwicklung in den Boden gelangen. Eier reifen bei hoher Luftfeuchtigkeit, Sauerstoff und einer optimalen Temperatur von 24-25°C in 2-3 Wochen. Sie sind resistent gegen nachteilige Umweltfaktoren (sie können 6 Jahre oder länger lebensfähig bleiben). Am häufigsten infiziert sich eine Person mit Ascaris durch ungewaschenes Gemüse und Obst, auf dem sich die Eier befinden. Im menschlichen Darm entsteht aus dem Ei eine Larve, die komplexe Wanderungen durch den menschlichen Körper macht. Es perforiert die Darmwand, dringt zuerst in die Venen des Körperkreislaufs ein und gelangt dann durch die Leber, den rechten Vorhof und den Ventrikel in die Lunge. Von den Kapillaren der Lunge geht es in die Alveolen, dann in die Bronchien und die Luftröhre. Dies verursacht die Bildung eines Hustenreflexes, der zum Eindringen des Parasiten in den Rachen und zur sekundären Einnahme mit Speichel beiträgt. Wieder im menschlichen Darm angekommen, verwandelt sich die Larve in eine geschlechtsreife Form, die sich vermehren kann und etwa ein Jahr lang lebt. Die Zahl der Spulwürmer, die gleichzeitig im Darm einer Person parasitieren, kann mehrere Hundert oder sogar Tausende erreichen. Gleichzeitig gibt ein Weibchen bis zu 240 Eier pro Tag ab. pathogene Wirkung. Allgemeine Vergiftung mit Abfallprodukten von Ascaris, die sehr giftig sind. Kopfschmerzen, Schwäche, Schläfrigkeit, Reizbarkeit entwickeln sich, Gedächtnis und Arbeitsfähigkeit nehmen ab. Eine Invasion mit einer großen Anzahl von Ascaris kann zur Entwicklung eines mechanischen Darmverschlusses, einer Blinddarmentzündung, einer Verstopfung der Gallengänge (mit mechanischer Gelbsucht) führen, Abszesse können sich in der Leber bilden. Es gibt Fälle von atypischer Lokalisation von Ascaris im Ohr, Hals, Leber, Herz. Dies erfordert einen dringenden chirurgischen Eingriff. Wandernde Larven verursachen die Zerstörung des Lungengewebes und die Bildung von eitrigen Infektionsherden. Diagnose. Nachweis menschlicher Spulwurmeier im Kot des Patienten. Vorbeugung 1. Persönlich. Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, gründliches Waschen von Gemüse, Beeren, Früchten, kurzes Schneiden von Nägeln, unter denen sich Eier des Parasiten befinden können. 2. Öffentlich. Sanitäre und pädagogische Arbeit. Verbot der Düngung von Gemüsegärten und Beeren mit nicht besonders behandelten Fäkalien. Pinwurm Madenwurm (Enterobius vermicularis) ist der Erreger der Enterobiose. Die Krankheit ist allgegenwärtig, häufiger in Kindergruppen (daher der Name). Der Madenwurm ist ein kleiner weißer Wurm. Reife Weibchen erreichen eine Länge von 10 mm, Männchen 2-5 mm. Der Körper ist gerade und nach hinten spitz. Das hintere Ende des männlichen Körpers ist spiralförmig verdreht. Madenwurmeier sind farblos und transparent, oval, asymmetrisch und auf einer Seite abgeflacht. Die Eigröße beträgt bis zu 50 Mikrometer. Der Madenwurm parasitiert nur im menschlichen Körper, wo das reife Individuum in den unteren Abschnitten des Dünndarms lokalisiert ist und sich von seinem Inhalt ernährt. Es findet kein Eigentümerwechsel statt. Ein Weibchen mit reifen Eiern verlässt nachts seinen Anus und legt eine große Anzahl von Eiern in die Falten des Anus (bis zu 15000), wonach es stirbt. Krabbeln des Parasiten auf der Haut verursacht Juckreiz. Typischerweise erreichen Eier innerhalb weniger Stunden nach dem Legen eine invasive Reife. Personen, die an Enterobiose leiden, kämmen im Schlaf juckende Stellen, während eine große Anzahl von Eiern unter die Nägel fällt. Von den Händen werden sie vom Patienten selbst in den Mund gebracht (es kommt zu einer Auto-Reinvasion) oder über die Oberfläche von Wäsche und Gegenständen gestreut. Wenn Eier geschluckt werden, gelangen sie in den Dünndarm, wo sich schnell geschlechtsreife Parasiten entwickeln. Die Lebenserwartung eines erwachsenen Madenwurms beträgt 56-58 Tage. Wenn in dieser Zeit keine neue Selbstinfektion aufgetreten ist, tritt die Selbstheilung einer Person ein. pathogene Wirkung. Durch Juckreiz am Perineum kommt es bei Kindern oft zu Schlafstörungen, Schlafmangel, Reizbarkeit, Verschlechterung des Wohlbefindens und oft sinken die Schulleistungen. Wenn der Parasit in den Blinddarm eindringt, ist eine Entzündung des Blinddarms möglich, d.h. die Entwicklung einer Blinddarmentzündung (was häufiger vorkommt als bei Ascariasis). Da sich die Parasiten auf der Oberfläche der Schleimhaut des Dünndarms befinden, ist eine Entzündung und Verletzung der Integrität der Darmwand möglich. Die Wirkung des Nahrungsentzugs entwickelt sich meistens nicht, da der Parasit klein ist und nicht so viel Nahrungsmaterial benötigt wie beispielsweise Bandwürmer. Diagnostik Die Diagnose basiert auf dem Nachweis von Madenwurmeiern im Material der Perianalfalten und auf dem Nachweis von Parasiten, die aus dem Anus kriechen. Im Kot von Patienten mit Enterobiasis fehlen Madenwürmer und ihre Eier meistens. Vorbeugung 1. Persönlich. Sorgfältige Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, Gesundheitserziehung der Bevölkerung. Gründliches Händewaschen, besonders vor dem Essen und nach dem Schlafen, kurzes Schneiden der Nägel. Kranke Kinder müssen nachts Höschen tragen, die morgens gründlich gewaschen und gebügelt werden (Madenwürmer vertragen keine hohen Temperaturen). 2. Öffentlich. Regelmäßige Untersuchung von Kindern (insbesondere in organisierten Gruppen) und Personal, Mitarbeitern von Gastronomiebetrieben auf Enterobiasis. Vlasoglav Der menschliche Peitschenwurm (Trichocephalus trichiurus) ist der Erreger der Trichuriasis. Die Krankheit hat eine ziemlich breite, fast universelle Verbreitung. Der Erreger ist in den unteren Teilen des Dünndarms (hauptsächlich im Blinddarm), den oberen Teilen des Dickdarms lokalisiert. Ein geschlechtsreifes Individuum des Peitschenwurms wird bis zu 3-5 cm lang, das vordere Körperende ist deutlich schmaler als das hintere und fadenförmig verlängert. Es enthält nur die Speiseröhre. Das hintere Ende des Körpers des Männchens ist spiralförmig verdreht und verdickt. Es enthält das Fortpflanzungssystem und den Darm. Peitschenwurmeier haben die Form von Fässern mit korkenförmigen Deckeln an den Enden. Die Eier sind leicht, transparent und bis zu 50 Mikrometer lang. Die Lebensdauer des Parasiten beträgt bis zu 6 Jahre. Vlasoglav parasitiert nur im menschlichen Körper. Es findet kein Eigentümerwechsel statt. Dies ist ein typischer Geohelminth, der sich ohne Migration entwickelt (im Gegensatz zum menschlichen Spulwurm). Für die weitere Entwicklung müssen Helmintheneier mit menschlichem Kot in die äußere Umgebung gelangen. Sie entwickeln sich im Boden bei hoher Luftfeuchtigkeit und ziemlich hoher Temperatur. Eier erreichen die Invasivität innerhalb von 3-4 Wochen nach dem Eintritt in den Boden. Im Ei entwickelt sich eine Larve. Die Infektion des Menschen erfolgt durch Aufnahme von Eiern, die Peitschenwurmlarven enthalten. Dies ist möglich, wenn Sie Gemüse, Beeren, Obst oder andere mit Eiern kontaminierte Lebensmittel sowie Wasser essen. Im menschlichen Darm löst sich unter der Wirkung von Verdauungsenzymen die Eischale auf und die Larve tritt daraus hervor. Wenige Wochen nach der Infektion erreicht der Parasit im menschlichen Darm die Geschlechtsreife. pathogene Wirkung. Der Parasit befindet sich im Darm, wo er sich von menschlichem Blut ernährt. Es nimmt den Darminhalt nicht auf, in diesem Zusammenhang ist die Entfernung dieses Parasiten aus dem menschlichen Körper ziemlich schwierig und erfordert vom Arzt besondere Ausdauer (oral verabreichte Medikamente haben keine Wirkung auf den Parasiten). Das vordere Ende des Körpers des Peitschenwurms sinkt ziemlich tief in die Darmwand ein, was deren Integrität erheblich stören und Entzündungen verursachen kann. Es kommt zu einer Vergiftung des menschlichen Körpers mit den Produkten der Vitalaktivität des Parasiten: Kopfschmerzen, erhöhte Müdigkeit, verminderte Leistungsfähigkeit, Schläfrigkeit, Reizbarkeit treten auf. Die Darmfunktion ist beeinträchtigt, Bauchschmerzen treten auf und es kann zu Krämpfen kommen. Da sich der Parasit von Blut ernährt, kann es zu Blutarmut (Blutarmut) kommen. Oft entwickelt sich eine Dysbakteriose. Peitschenwürmer können bei massivem Befall entzündliche Veränderungen des Blinddarms (Appendizitis) verursachen. Diagnostik Nachweis von Peitschenwurmeiern im Kot einer erkrankten Person. Prävention. 1. Persönlich. Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, gründliches Waschen von Gemüse, Beeren und Früchten. 2. Öffentlich. Sanitär- und Aufklärungsarbeit mit der Bevölkerung, Verbesserung öffentlicher Latrinen und Gemeinschaftsverpflegungsbetriebe. Trichinellen Trichinella (Trichinella spiralis) ist der Erreger der Trichinose. Die Krankheit tritt episodisch überall auf allen Kontinenten und in allen Klimazonen auf, es gibt jedoch bestimmte natürliche Herde. In Russland traten fast alle Fälle von Trichinose in der Waldzone auf, was darauf hindeutet, dass die Krankheit ein natürlicher Herd ist und mit bestimmten Tierarten in Verbindung gebracht wird, die in diesem Gebiet das natürliche Reservoir des Parasiten darstellen. Lokalisierung. Trichinella-Larven leben in der quergestreiften Muskulatur und ausgewachsene Individuen im Dünndarm, wo sie zwischen den Zotten liegen und mit dem vorderen Ende des Körpers in die Lymphkapillaren eindringen. Morphologisch gesehen ist Trichinella ein sehr kleiner Parasit: Weibchen sind bis zu 2,5–3,5 mm lang, Männchen sind 1,4–1,6 mm lang. Lebenszyklus. Trichinella ist ein typischer Biohelminth, dessen Lebenszyklus nur mit dem Wirtsorganismus verbunden ist. Ein Eintrag in die Umwelt zur weiteren Entwicklung und Ansteckung ist überhaupt nicht erforderlich. Neben dem menschlichen Körper parasitieren Trichinella Schweine, Ratten, Katzen und Hunde, Wölfe, Bären, Füchse und viele andere wilde und domestizierte Säugetiere. Jedes Tier, in dessen Körper Trichinella lebt, ist sowohl Zwischen- als auch Endwirt. Die Ausbreitung der Krankheit erfolgt normalerweise, wenn Tiere infiziertes Fleisch fressen. Im Darm verschluckte Larven erreichen im Dünndarm des Wirts schnell die Geschlechtsreife. Nach der Befruchtung im Darm sterben die Männchen schnell und die Weibchen bringen 2 Monate lang etwa 1500-2000 lebende Larven zur Welt, danach sterben sie ebenfalls. Die Larven durchbohren die Darmwand, dringen in das Lymphsystem ein, breiten sich dann mit Blutfluss im ganzen Körper aus, siedeln sich jedoch hauptsächlich in bestimmten Muskelgruppen an: Zwerchfell, Zwischenrippen, Kaumuskeln, Deltamuskel, Gastrocnemius. Die Migrationsdauer beträgt in der Regel 2-6 Wochen. Nach dem Eindringen in die Muskelfasern (von denen einige gleichzeitig absterben), drehen sich die Larven spiralförmig und kapseln sich ein (die Membran verkalkt). In solch dichten Kapseln können Larven mehrere Jahrzehnte leben. Eine Person infiziert sich durch den Verzehr von Fleisch von Tieren, die von Trichinose betroffen sind. Thermische Einwirkungen auf Fleisch beim konventionellen Garen wirken sich nicht nachteilig auf den Parasiten aus. Pathogene Wirkung. Die klinischen Manifestationen der Krankheit variieren: von asymptomatisch bis tödlich, was hauptsächlich von der Anzahl der Larven im Körper abhängt. Die Inkubationszeit beträgt 5-45 Tage. Es wird eine allgemeine toxisch-allergische Wirkung auf den Körper beobachtet (Exposition gegenüber Abfallprodukten des Parasiten und Entwicklung von Reaktionen des Immunsystems darauf). Wichtig ist die mechanische Wirkung des Parasiten auf Muskelfasern, die die Muskelfunktion beeinflusst. Diagnostik Anamnestisch - die Verwendung von Fleisch von Wildtieren oder ungeprüftem Fleisch. Untersuchung einer Muskelbiopsie auf das Vorhandensein eines Parasiten. Immunologische Reaktionen werden angewendet. Vorbeugung Thermische Verarbeitung von Fleisch. Fleisch, das nicht tierärztlich untersucht wurde, sollte nicht verzehrt werden. Hygieneaufsicht in der Schweinezucht, Schweinefleischbeschau. Hakenwurm (krummer Kopf) Der schiefe Zwölffingerdarmkopf (Ancylostoma duodenale) ist der Erreger der Ankylostomiasis. Die Krankheit ist in den subtropischen und tropischen Klimazonen mit hohen Temperaturen und Feuchtigkeit weit verbreitet. Es gibt Fälle des Auftretens von Krankheitsherden in gemäßigten Zonen unter Bedingungen hoher Bodenfeuchtigkeit und ihrer Kontamination mit Fäkalien. Hakenwürmer sind wurmförmige Parasiten mit rötlicher Farbe. Das Weibchen ist 10–18 mm lang, das Männchen 8–10 mm. Das vordere Ende ist nach dorsal gebogen (daher der Name). Am Kopfende des Parasiten befindet sich eine Mundkapsel mit 4 Chitinzähnen. Die Eier des Lockenkopfes sind oval, durchsichtig, mit stumpfen Stangen und bis zu 60 Mikrometer groß. Die Lebenserwartung des Parasiten beträgt 4-5 Jahre. Im menschlichen Körper lebt es im Dünndarm (hauptsächlich im Zwölffingerdarm). Bezieht sich auf Geohelminthen, die im menschlichen Körper wandern (wie Spulwürmer). Es parasitiert nur beim Menschen. Befruchtete Eier mit Kot gelangen in die Umgebung, wo unter günstigen Bedingungen Larven, sogenannte Rhabditen, an einem Tag aus ihnen hervorgehen. Sie sind nicht invasiv. Die Larven ernähren sich aktiv von Kot und zerfallendem organischem Material und häuten sich zweimal. Danach wird die Larve invasiv (dies sind filariforme Larven). Sie können mit kontaminierten Lebensmitteln und Wasser durch den Mund in den menschlichen Körper gelangen. Aber meistens werden die Larven aktiv durch die Haut eingeführt. Da die Ansteckung hauptsächlich durch Kontakt mit dem Boden erfolgt, infizieren sich am häufigsten Menschen jener Berufe, die mit der Erde in Verbindung stehen (dies sind Bagger, Gärtner, Bergleute usw.). Im menschlichen Körper wandern Larven. Zunächst dringen sie aus dem Darm in die Blutgefäße ein, von dort zu Herz und Lunge. Sie steigen durch die Bronchien und die Luftröhre auf, dringen in den Pharynx ein und verursachen die Entwicklung eines Hustenreflexes. Wiederholtes Verschlucken der Larven mit Speichel führt dazu, dass sie wieder in den Darm gelangen, wo sie sich im Zwölffingerdarm ansiedeln. Mit seiner oralen Kapsel fängt der Krummkopf einen kleinen Bereich der Schleimhaut ein und ernährt sich unter Schädigung seiner Zotten von Blut. Parasiten scheiden gerinnungshemmende Substanzen aus, die die Blutgerinnung verhindern, sodass es zu Darmblutungen kommen kann. pathogene Wirkung. Es gibt eine Vergiftung des Körpers mit den Produkten der lebenswichtigen Aktivität des Parasiten. Möglicherweise die Entwicklung einer massiven (aufgrund der Dauer) Darmblutung, die zu einer schweren Anämie führt. Es ist möglich, eine Allergie gegen den Parasiten zu entwickeln. Es gibt Bauchschmerzen, Verdauungsstörungen, Kopfschmerzen, Schwäche, Müdigkeit. Kinder können in der Entwicklung merklich zurückbleiben. Ohne angemessene Behandlung ist der Tod möglich. Diagnostik Nachweis von Larven und Eiern im Kot des Patienten. Prävention. 1. Persönlich. In Gebieten, in denen Hakenwürmer verbreitet sind, sollten Sie nicht ohne Schuhe auf dem Boden laufen. 2. Öffentlich. Früherkennung und Behandlung von Patienten mit Ankylostomiasis. In den Minen muss eine Schädlingsbekämpfung durchgeführt werden. Alle Bergleute müssen Flaschen mit sauberem Wasser haben. Guinewurm Rishta (Dragunculus medinensis) - der Erreger der Dragunkulose. Die Krankheit ist in Ländern mit tropischem und subtropischem Klima (im Irak, Indien, Äquatorialafrika etc.) weit verbreitet. Früher wurde es nur in Zentralasien gefunden. Der Parasit hat eine fadenförmige Form, die Länge des Weibchens beträgt 30 bis 150 cm bei einer Dicke von 1-1,7 mm, das Männchen wird nur bis zu 2 cm lang. Der Lebenszyklus des Parasiten ist mit einem Wirts- und Gewässerwechsel verbunden. Der Endwirt ist der Mensch, aber auch Affen, manchmal auch Hunde und andere Wild- und Haussäugetiere. Der Zwischenwirt sind Cyclops-Krebstiere. Beim Menschen ist der Parasit im Unterhautfettgewebe hauptsächlich der unteren Extremitäten lokalisiert. Es wurden Fälle beschrieben, in denen Guineawürmer unter der serösen Membran des Magens, der Speiseröhre und der Hirnhäute gefunden wurden. Weibchen des Guineawurms sind lebendgebärend. Über dem vorderen Ende des weiblichen Körpers bildet sich eine riesige Blase, die mit seröser Flüssigkeit gefüllt ist. In diesem Fall entsteht ein Abszess und die Person verspürt starken Juckreiz. Es verschwindet, wenn die Haut mit Wasser in Berührung kommt. Wenn die Beine ins Wasser gesenkt werden, platzt die Blase und eine große Anzahl lebender Larven schlüpft daraus. Ihre weitere Entwicklung ist möglich, wenn sie in den Körper von Zyklopen eindringen, die diese Larven verschlucken. Im Körper des Zyklopen verwandeln sich die Larven in Mikrofilarien. Beim Trinken von verunreinigtem Wasser kann der Endwirt Cyclops mit Mikrofilarien aufnehmen. Im Magen dieses Wirts wird der Zyklop verdaut, und die Mikrofilarie des Meerwurms dringt zunächst in den Darm ein, wo er dessen Wand durchdringt und in den Blutkreislauf gelangt. Mit dem Blutfluss gelangen sie in das Unterhautfettgewebe, wo sie nach etwa einem Jahr die Geschlechtsreife erreichen und mit der Larvenproduktion beginnen. Die Entwicklung des Parasiten im Körper der infizierten Personen erfolgt synchron (im Abstand von 1 Jahr). Larven treten bei Weibchen bei allen Trägern des Parasiten etwa zur gleichen Zeit auf. Dadurch wird die gleichzeitige Infektion einer großen Anzahl von Zyklopen erreicht, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Parasit in einem ariden Klima mit seltenen Regenfällen in den Körper des Endwirts eindringt. pathogene Wirkung. An Stellen, an denen sich der Parasit befindet, treten starker Juckreiz und Verhärtung der Haut auf. Befindet sich der Parasit neben dem Gelenk, ist seine Beweglichkeit gestört: Der Patient kann nicht gehen. Auf der Haut treten schmerzhafte Geschwüre und Abszesse auf, die durch eine Sekundärinfektion kompliziert werden können. Durch die Freisetzung seiner Stoffwechselprodukte ins Blut wirkt der Parasit auch allgemein toxisch und allergisch auf den Menschen. Diagnose. Bei einer typischen Lokalisation des Parasiten vor der Bildung von Geschwüren auf der Haut ist ein visueller Nachweis geschlechtsreifer Formen möglich, die wie verschlungene, deutlich sichtbare Grate unter der Haut aussehen. Bei atypischer Lokalisation (z. B. in Seren und Meningen) sind immunologische Tests erforderlich. Prävention. 1. Persönlich. Sie sollten kein ungefiltertes und ungekochtes Wasser aus offenen Reservoirs in den Krankheitsherden trinken. 2. Öffentlich. Rechtzeitige Erkennung und Behandlung von Patienten, Schutz von Wasserversorgungsstandorten, Organisation von Wasserleitungen an öffentlichen Orten. Es gibt ein altes Sprichwort: „Wenn er in Buchara Weihwasser trinkt, bricht der Wurm an seinem Bein aus.“ Spulwürmer – Biohelminthen Biohelminthen sind Parasiten, die sich unter Beteiligung von Zwischenwirten entwickeln. Unter den Spulwürmern benötigt nur eine relativ kleine Gruppe von Parasiten Vektoren, das heißt, sie werden übertragbar übertragen. Sie alle kommen in tropischen und subtropischen Klimazonen vor. Sie gehören zur Familie der Fillariodea und verursachen ähnliche Krankheiten – Filariose. Die Rolle des Hauptwirts spielen Menschen, Menschenaffen und andere Säugetiere. Überträger sind blutsaugende Insekten (Mücken, Mücken, Bremsen, Mücken). Geschlechtsreife Individuen (Phyllaria) leben in den Geweben der inneren Umgebung. Sie bringen Larven (Mikrofillarien) zur Welt, die regelmäßig in Blut und Lymphe gelangen. Wenn sie von einem blutsaugenden Insekt gebissen werden, gelangen die Larven in den Magen und von dort in die Muskeln, wo sie infektiös werden und in den Rüssel des Insekts gelangen. Wenn der Träger den Hauptwirt beißt, infiziert er ihn im invasiven Stadium mit dem Parasiten. Da die Entwicklung des Parasiten im Körper der Träger erfolgt, handelt es sich auch um einen Zwischenwirt (sie sind immer spezifisch für jede Filarienart). Die Freisetzung von Filarien in den Blutkreislauf ist immer mit dem Zeitpunkt der maximalen Aktivität des Trägers verbunden. Handelt es sich bei den Überträgern um Mücken, gelangen die Larven abends und nachts in die Blutbahn, bei Bremsen treten sie hauptsächlich nachmittags und morgens aus. Wenn Filarien von Stechmücken oder Mücken getragen werden, ist die Freisetzung des Parasiten ohne Periodizität, da die lebenswichtige Aktivität des Stechmückens hauptsächlich durch Feuchtigkeit bestimmt wird. Die Hauptarten von Filarien sind menschliche Parasiten. 1. Wuchereria banctofti. Kommt in Äquatorialafrika, Asien und Südamerika vor. Überträger sind Mücken. Der Endwirt ist sowohl der Mensch als auch der Affe. In ihrem Körper sind Parasiten in den Lymphknoten und Gefäßen lokalisiert, was zu einer Stagnation von Blut und Lymphe, Elefantiasis und Allergien führt. 2. Brügge malayich. In Südostasien vertrieben. Überträger sind Mücken. Der Endwirt ist der Mensch, aber auch höhere Menschenaffen und Katzen. Lokalisierung und pathogene Wirkung sind die gleichen wie bei Wuchereria banctofti. 3. Oncocerca volvulus. Kommt in Äquatorialafrika, Mittel-, Nord- und Südamerika vor. Die Träger sind Mücken. Der endgültige Eigentümer ist der Mensch. Im Körper sind Parasiten unter der Haut von Brust, Kopf und Gliedmaßen lokalisiert und verursachen die Bildung schmerzhafter Knötchen. Bei Lokalisierung im Augenbereich ist Blindheit möglich. 4. Loa loa. In Westafrika vertrieben. Träger sind Bremsen. Der Endwirt ist sowohl der Mensch als auch der Affe. Lokalisation im Körper: unter der Haut und den Schleimhäuten, wo schmerzhafte Knötchen und Abszesse auftreten. 5. Mansonella. Gefunden in Mittel- und Südamerika. Die Träger sind Mücken. Der Endwirt ist eine Person, in deren Körper der Parasit im Fettgewebe, unter den serösen Membranen, im Darmgekröse lokalisiert ist. 6. Akantocheilonema. Sie unterscheidet sich von der vorherigen Krankheit im Verbreitungsgebiet des Parasiten: Es ist Südamerika, Äquatorialafrika. Diagnose Nachweis von Mikrofilarien im Blut. Die Blutentnahme sollte zu der Tageszeit erfolgen, zu der der Nachweis des Parasiten am wahrscheinlichsten ist. Prävention. Trägerkontrolle. Früherkennung und Behandlung von Patienten. VORTRAG Nr. 23. Arthropoden 1. Diversität und Morphologie der Arthropoden Arthropoda-Arthropoden umfassen mehr als 1 Millionen Arten. Von größter medizinischer Bedeutung sind Vertreter der Klassen Spinnentiere (sie werden von der Arachnologie untersucht) und Insekten (sie werden von der Entomologie untersucht), deren pathogene Wirkungen von der Abteilung für medizinische Parasitologie - Arachnoentomologie - untersucht werden. Zu den Vertretern dieser Klassen zählen dauerhafte und vorübergehende Parasiten des Menschen, Zwischenwirte anderer Parasiten, Überträger von Infektions- und Parasitenkrankheiten, giftige und gefährliche Arten für den Menschen (Skorpione, Spinnen usw.). Die Klasse der Krebstiere umfasst nur wenige Arten, die für einige Helminthen (z. B. Egel) Zwischenwirte sind. Aromorphosen vom Typ Arthropoden: 1) äußeres Skelett; 2) gegliederte Gliedmaßen; 3) quergestreifte Muskeln; 4) Isolierung und Spezialisierung der Muskeln. Der Stamm Arthropoda umfasst die Unterarten Kiemenatmer (die Klasse Crustacea ist von medizinischer Bedeutung), Chelicerae (die Klasse Spinnentiere) und Trachealatmer (die Klasse Insekten). In der Klasse der Spinnentiere sind Vertreter der Ordnungen Skorpione (Scorpiones), Spinnen (Arachnei) und Zecken (Acari) von medizinischer Bedeutung. Morphologie Arthropoden zeichnen sich durch einen dreischichtigen Körper aus, das heißt durch die Entwicklung aus drei Keimschichten. Es gibt bilaterale Symmetrie und heteronome Körpersegmentierung (Körpersegmente haben unterschiedliche Strukturen und Funktionen). Charakteristisch ist das Vorhandensein metamerisch angeordneter Gliedmaßen. Der Körper besteht aus Segmenten, die drei Abschnitte bilden – Kopf, Brust und Bauch. Einige Arten haben einen einzigen Cephalothorax, während bei anderen alle drei Abschnitte ineinander übergehen. Gelenkige Gliedmaßen funktionieren nach dem Prinzip eines Hebels. Es gibt eine äußere Chitinhülle, die eine schützende Funktion hat und zur Muskelbefestigung (Exoskelett) dient. Aufgrund der Undehnbarkeit der chitinisierten Nagelhaut ist das Wachstum von Arthropoden mit der Häutung verbunden. Bei höheren Krebstieren ist Chitin mit Calciumsalzen imprägniert, bei Insekten mit Proteinen. Die Körperhöhle, das Myxocoel, entsteht durch die Verschmelzung der primären und sekundären Embryonalhöhlen. Gekennzeichnet durch das Vorhandensein des Verdauungs-, Ausscheidungs-, Atmungs-, Kreislauf-, Nerven-, Hormon- und Fortpflanzungssystems. Das Verdauungssystem besteht aus drei Abschnitten - anterior, middle und posterior. Endet mit einem Anus. Im mittleren Abschnitt befinden sich komplexe Verdauungsdrüsen. Die vorderen und hinteren Abschnitte haben eine kutikuläre Auskleidung. Charakteristisch ist das Vorhandensein eines komplex aufgebauten Mundapparates. Das Ausscheidungssystem ist bei verschiedenen Arten unterschiedlich aufgebaut. Es wird durch modifizierte Metanephridien (grüne oder coxale Drüsen) oder malpighische Gefäße dargestellt. Die Struktur der Atmungsorgane hängt von der Umgebung ab, in der das Tier lebt. Bei aquatischen Vertretern sind dies Kiemen, bei terrestrischen Arten sind es sackartige Lungen oder Luftröhren. Die Kiemen und die Lunge sind modifizierte Gliedmaßen, die Luftröhre sind Einstülpungen der Haut. Das Kreislaufsystem ist nicht geschlossen. Auf der Rückenseite des Körpers befindet sich ein pulsierendes Herz. Blut transportiert nur Nährstoffe, keinen Sauerstoff. Das Nervensystem besteht aus dem Ganglion cephalica, den peripharyngealen Kommissuren und dem ventralen Nervenstrang teilweise verschmolzener Nervenganglien. Die größten Ganglien – Subpharyngeal und Suprapharyngeal – befinden sich am vorderen Ende des Körpers. Die Sinnesorgane sind gut entwickelt – Geruchs-, Tast-, Geschmacks-, Seh-, Hör- und Gleichgewichtsorgane. Es gibt endokrine Drüsen, die wie das Nervensystem eine regulatorische Rolle spielen. Die meisten Vertreter der Art sind zweihäusig. Der Sexualdimorphismus ist ausgeprägt. Die Fortpflanzung erfolgt nur sexuell. Die Entwicklung erfolgt direkt oder indirekt, im letzteren Fall – mit vollständiger oder unvollständiger Metamorphose. 2. Zecken Sie gehören zur Unterart Cheliceraceae, Klasse Spinnentiere. Vertreter dieser Ordnung haben einen unsegmentierten Körper von ovaler oder kugeliger Form. Es ist mit Chitin-Cuticula bedeckt. Es gibt 6 Gliedmaßenpaare: Die ersten 2 Paare (Cheliceren und Pedipalpen) stehen dicht beieinander und bilden einen komplexen Rüssel. Pedipalps fungieren auch als Tast- und Geruchsorgane. Die restlichen 4 Gliedmaßenpaare dienen der Fortbewegung, das sind Laufbeine. Das Verdauungssystem ist an die Aufnahme von halbflüssigen und flüssigen Lebensmitteln angepasst. Dabei dient der Rachen der Spinnentiere als Saugapparat. Es gibt Drüsen, die Speichel produzieren, der sich verhärtet, wenn eine Zecke beißt. Das Atmungssystem besteht aus blattförmigen Lungen und Luftröhren, die sich an der Seitenfläche des Körpers mit Öffnungen öffnen, die Stigmata genannt werden. Die Luftröhren bilden ein System verzweigter Röhren, die mit allen Organen verbunden sind und Sauerstoff direkt zu diesen transportieren. Das Kreislaufsystem der Zecken ist im Vergleich zu anderen Spinnentieren am wenigsten einfach aufgebaut. Sie haben es entweder gar nicht oder bestehen aus einem sackförmigen Herzen mit Löchern. Das Nervensystem zeichnet sich durch eine hohe Konzentration seiner Bestandteile aus. Bei einigen Zeckenarten verschmilzt das gesamte Nervensystem zu einem cephalothorakalen Ganglion. Alle Spinnentiere sind zweihäusig. Gleichzeitig ist der Geschlechtsdimorphismus ziemlich ausgeprägt. Die Entwicklung von Zecken verläuft mit Metamorphose. Ein geschlechtsreifes Weibchen legt Eier, aus denen Larven schlüpfen, die 3 Beinpaare haben. Außerdem haben sie keine Narben, Luftröhre und Genitalöffnung. Nach der ersten Häutung verwandelt sich die Larve in eine Nymphe, die 4 Beinpaare hat, aber im Gegensatz zum Erwachsenenstadium (Imago) noch unterentwickelte Keimdrüsen hat. Je nach Zeckenart können ein Nymphenstadium oder mehrere beobachtet werden. Nach der letzten Häutung verwandelt sich die Nymphe in eine Imago. Unter den Zecken gibt es freilebende Arten, die Raubtiere sind. Es gibt Arten, die Parasiten von Menschen, Tieren und Pflanzen sind. Viele Krankheiten an Kulturpflanzen werden durch verschiedene Arten von Milben verursacht. Einige Zecken haben sich an das Leben in menschlicher Behausung angepasst. Das sind Hausmilben. Andere Milben haben sich an vorübergehenden Ektoparasitismus angepasst (dh sie leben auf der Körperoberfläche von Menschen und anderen Tieren). Sie verbringen jedoch immer noch den größten Teil ihres Lebens in ihrem natürlichen Lebensraum, sodass diese Arten keine tiefe Degeneration der Struktur erfahren haben. Dazu gehören Vertreter der Familien Iksodovye und Argazovye. Ein kleiner Teil der Art hat sich an den ständigen Parasitismus auf den Menschen angepasst. Sie waren es, die die tiefgreifendste Degeneration der Struktur und Anpassung an den Parasitismus durchmachten. Dazu gehören Krätze (der Erreger der Krätze) und die Aknedrüse, die in den Talgdrüsen und Hautfollikeln lebt. Krätze juckt Krätze (Sarcoptes scabiei) ist der Erreger der menschlichen Krätze (Scabies). Bezieht sich auf dauerhafte menschliche Parasiten, in deren Körper es in der Hornschicht der Epidermis lebt. Die Krankheit ist allgegenwärtig, da der Parasit untrennbar mit dem Menschen verbunden ist. Nahestehende Arten können auch Krätze bei Haus- und Wildtieren verursachen, aber sie haben keine strenge Spezifität in Bezug auf den Wirt, daher kann Krätze von Hunden, Katzen, Pferden, Schweinen, Schafen, Ziegen usw. auf Menschen parasitieren nicht lange leben, sondern charakteristische Hautveränderungen hervorrufen. Die Größe des Parasiten ist mikroskopisch: Die Länge des Weibchens beträgt bis zu 0,4 mm, das Männchen etwa 0,3 mm. Der ganze Körper ist mit Borsten unterschiedlicher Länge bedeckt, an den Gliedmaßen befinden sich Saugnäpfe. Die Gliedmaßen sind stark reduziert. Der Mundapparat ist dafür ausgelegt, durch Passagen in der menschlichen Haut zu nagen, in denen das Weibchen Eier legt (bis zu 50 Stück im Leben, das bis zu 15 Tage dauert). Auch hier findet die Metamorphose statt (in 1-2 Wochen). Um in die Haut einzudringen, wählt der Parasit die empfindlichsten Stellen aus: Interdigitalräume, Genitalien, Achselhöhlen, Bauch. Die Länge der Bewegung, die das Weibchen macht, beträgt 2-3 mm (Männer machen keine Bewegungen). Wenn sich die Milben in der Dicke der Haut bewegen, reizen sie die Nervenenden, was einen unerträglichen Juckreiz verursacht. Nachts verstärkt sich die Zeckenaktivität. Beim Kämmen werden die Passagen der Zecken geöffnet. Larven, Eier und erwachsene Milben werden über die Unterwäsche des Patienten und umgebende Gegenstände verteilt, was zur Infektion gesunder Personen beitragen kann. Sie können sich mit Krätze infizieren, wenn Sie persönliche Kleidung, Bettwäsche und Dinge einer kranken Person verwenden. Diagnostik Die Läsionen dieser Milben sind sehr charakteristisch. Auf der Haut finden sich gerade oder verdrehte Streifen von cremefarbener Farbe. An einem Ende befindet sich ein Fläschchen, in dem sich das Weibchen befindet. Sein Inhalt kann auf einen Glasobjektträger übertragen und in einem Tropfen Glycerin mikroskopiert werden. Vorbeugung Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, Aufrechterhaltung der Sauberkeit des Körpers. Früherkennung und Behandlung von Patienten, Desinfektion ihrer Wäsche und persönlichen Gegenstände, Gesundheitserziehung. Sanitäre Überwachung von Herbergen, öffentlichen Bädern usw. Akne-Eisen Aknedrüse (Demodex folliculorum) - der Erreger der Demodekose. Es lebt in den Talgdrüsen, Haarfollikeln der Haut von Gesicht, Hals und Schultern, die sich in Gruppen befinden. Bei geschwächten, zu Allergien neigenden Menschen kann sich der Parasit aktiv vermehren. In diesem Fall kommt es zu einer Verstopfung der Drüsengänge und es entwickelt sich eine massive Akne. Bei gesunden Menschen mit guter Immunität kann die Krankheit asymptomatisch sein. Die Wiederansiedlung des Parasiten erfolgt bei Verwendung üblicher Wäsche- und Körperpflegeartikel. Diagnostik Der extrudierte Inhalt der Drüse oder des Haarfollikels wird auf einem Glasobjektträger mikroskopiert. Sie können einen erwachsenen Parasiten, Larven, Nymphen und Eier finden. Vorbeugung Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene. Behandlung der Grunderkrankung, die eine Schwächung des Immunsystems verursacht. Identifizierung und Behandlung von Patienten. 3. Zecken - Bewohner menschlicher Behausungen Diese Zecken haben sich an das Leben in menschlichen Behausungen angepasst, wo sie sich selbst ernähren. Vertreter dieser Milbengruppe sind sehr klein, meist kleiner als 1 mm. Nagender Mundapparat: Cheliceren und Pedipalpen sind zum Auffangen und Mahlen von Nahrung geeignet. Diese Zecken können sich auf der Suche nach Nahrung aktiv in der menschlichen Behausung bewegen. Zu dieser Milbengruppe gehören Mehl- und Käsemilben sowie die sogenannten Hausmilben – ständige Bewohner des menschlichen Zuhauses. Sie ernähren sich von Nahrungsmitteln: Mehl, Getreide, geräuchertem Fleisch und Fisch, getrocknetem Gemüse und Obst, abgeschälten Partikeln menschlicher Epidermis und Schimmelpilzsporen. Alle diese Zeckenarten können eine gewisse Gefahr für den Menschen darstellen. Zum einen können sie mit Luft und Staub in die Atemwege des Menschen eindringen und dort die Krankheit Akariasis auslösen. Erscheinen Husten, Niesen, Halsschmerzen, oft wiederkehrende Erkältungen und wiederholte Lungenentzündung. Darüber hinaus können Zecken dieser Gruppe mit verdorbenen Lebensmitteln in den Magen-Darm-Trakt gelangen und Übelkeit, Erbrechen und Stuhlverstimmungen verursachen. Einige Arten dieser Zecken haben sich an das Leben in der anoxischen Umgebung des Dickdarms angepasst, wo sie sich sogar vermehren können. Zecken, die Nahrung fressen, verderben diese und machen sie ungenießbar. Indem sie eine Person beißen, können sie die Entwicklung einer Kontaktdermatitis (Hautentzündung) verursachen, die als Getreide-Krätze, Lebensmittel-Krätze usw. bezeichnet wird. Maßnahmen zur Bekämpfung von Milben, die in Lebensmitteln leben, bestehen darin, die Luftfeuchtigkeit und Temperatur in den Lagerräumen zu senken, da diese Faktoren eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und Vermehrung von Milben spielen. Von besonderem Interesse ist in letzter Zeit die sogenannte Hauszecke, die zu einem ständigen Bewohner der meisten menschlichen Wohnungen geworden ist. Sie lebt in Hausstaub, Matratzen, Bettwäsche, Sofakissen, Vorhängen usw. Der bekannteste Vertreter der Gruppe der Hausmilben ist Dermatophagoides pteronyssinus. Es hat extrem kleine Abmessungen (bis zu 0,1 mm). In 1 g Hausstaub kommen 100 bis 500 Individuen dieser Art vor. Die Matratze eines Doppelbetts kann gleichzeitig eine Bevölkerung von bis zu 1 Personen ernähren. Die pathogene Wirkung dieser Milben besteht darin, dass sie eine schwere Allergisierung des menschlichen Körpers hervorrufen. Von besonderer Bedeutung sind dabei Allergene der Chitinhülle des Zeckenkörpers und seines Kots. Studien haben gezeigt, dass Hausstaubmilben eine große Rolle bei der Entstehung von Asthma spielen. Darüber hinaus können sie bei Menschen mit Überempfindlichkeit der Haut die Entwicklung von Kontaktdermatitis verursachen. Der Kampf gegen Hausstaubmilben besteht in der häufigsten Nassreinigung der Räumlichkeiten, dem Einsatz eines Staubsaugers. Es wird empfohlen, Kissen, Decken und Matratzen aus natürlichen Materialien durch synthetische zu ersetzen, in denen Zecken nicht leben können. 4. Zecken der Familie Ixodid Alle Ixodid-Zecken sind vorübergehende blutsaugende Ektoparasiten von Mensch und Tier. Der temporäre Wirt, von dem sie sich ernähren, wird Host-Feeder genannt. Dies sind ziemlich große Milben (ihre Größe beträgt je nach Sättigungsgrad bis zu 2 cm). Ein charakteristisches Merkmal dieser Zecken ist, dass die Körperhüllen und das Verdauungssystem des Weibchens sehr dehnbar sind. Dadurch können sie selten (manchmal einmal im Leben), aber in großen Mengen essen. Der orale Apparat ist zum Durchstechen der Haut und zum Absaugen von Blut geeignet. Der Rüssel hat ein Hypostom: einen langen, abgeflachten Auswuchs, an dem sich scharfe, nach hinten gerichtete Zähne befinden. Die Cheliceren sind an den Seiten gesägt. Mit ihrer Hilfe entsteht auf der Haut des Wirts eine Wunde, in die das Hypostom eingetaucht wird. Beim Biss wird Speichel in die Wunde injiziert, der um den Rüssel gefriert. So kann sich die Zecke fest an den Körper des Wirts anheften und lange (manchmal bis zu 1 Monat) davon leben. Bei Frauen bedeckt die Chitinschildkröte nicht mehr als die Hälfte der Körperoberfläche, sodass sie eine erhebliche Menge Blut aufnehmen kann. Männchen sind vollständig mit einem nicht dehnbaren Chitinschild bedeckt. Ixodid-Zecken verfügen über eine erhebliche Fruchtbarkeit, die ihrem Massensterben in Zeiten des Hungers und der Abwesenheit eines Wirts standhält. Nach der Nahrungsaufnahme legt das Weibchen bis zu 20 Eier in den Boden (Kleinnagerhöhlen, Bodenrisse, Waldstreu). Doch nur wenige von ihnen erreichen die Geschlechtsreife. Aus dem Ei schlüpft eine Larve, die sich meist einmal von kleinen Säugetieren (Nagetiere, Insektenfresser) ernährt. Dann fällt die wohlgenährte Larve zu Boden, häutet sich und verwandelt sich in eine Nymphe. Es ist größer als das vorherige Stadium und ernährt sich von Hasen, Eichhörnchen und Ratten. Nach der Häutung verwandelt es sich in ein geschlechtsreifes Individuum – einen Erwachsenen. Eine erwachsene Zecke saugt das Blut großer Haus- und Wildsäugetiere (Füchse, Wölfe, Hunde) und Menschen. Meistens wechselt eine Zecke während der Entwicklung drei Wirte, von denen sie sich jeweils nur einmal ernährt. Viele Ixodid-Zecken lauern passiv auf ihre Besitzer, aber dort, wo das Treffen am wahrscheinlichsten ist: an den Enden von Ästen in einer Höhe von bis zu 1 m entlang der Wege, auf denen sich Tiere bewegen. Einige Arten sind jedoch in der Lage, aktive Suchbewegungen durchzuführen. Viele Ixodid-Zecken sind Überträger von Krankheitserregern, die bei Mensch und Tier gefährliche Krankheiten verursachen. Unter diesen Krankheiten ist die durch Zecken übertragene Frühlings-Sommer-Enzephalitis (eine Viruserkrankung) die bekannteste. Viren vermehren sich im Körper der Zecke und reichern sich in den Speicheldrüsen und Eierstöcken an. Bei einem Biss dringen Viren in die Wunde ein (es kommt zu einer übertragbaren Übertragung des Virus). Bei der Eiablage werden Viren auf nachfolgende Zeckengenerationen übertragen (transovarielle Übertragung – durch Eier). Unter den Ixodid-Zecken sind folgende Arten als Überträger und natürliches Reservoir von Krankheiten wichtig: Taiga-Zecke (Ixodes persulcatus), Hundezecke (Ixodes ricinus), Zecken der Gattung Dermatocenter (Weidezecke) und Hyalomma 5. Vertreter der Ixodid-Zeckenfamilie. Morphologie, pathogene Bedeutung Die Länge der Zange beträgt 1-10 mm. Etwa 1000 Arten von Ixodid-Zecken wurden beschrieben. Fruchtbarkeit - bis zu 10, bei einigen Arten bis zu 000 Eier. Sie sind Träger von Erregern der durch Zecken übertragenen Enzephalitis, des durch Zecken übertragenen Typhus, der Tularämie, des hämorrhagischen Fiebers, des Q-Fiebers sowie der Piroplasmose von Haustieren. Hundezecke Die Hundezecke (Ixodes ricinus) kommt in ganz Eurasien in Misch- und Laubwäldern und Sträuchern vor. Unterstützt die Existenz von Tularämieherden in der Natur bei Nagetieren, von denen die Krankheit auf Menschen und Haustiere übertragen wird. Der Körper der Milbe ist oval und mit einer elastischen Kutikula bedeckt. Männchen erreichen eine Länge von 2,5 mm und sind braun gefärbt. Auch das hungrige Weibchen hat einen braunen Körper. Wenn es mit Blut gesättigt ist, ändert sich die Farbe von gelb nach rötlich. Die Länge eines hungrigen Weibchens beträgt 4 mm, ein wohlgenährtes Weibchen ist bis zu 11 mm lang. Auf der Rückenseite befindet sich ein Schild, der bei Männchen die gesamte Rückenseite bedeckt. Bei Weibchen, Larven und Nymphen ist die Chitinschilde klein und bedeckt nur den vorderen Teil des Rückens. An den übrigen Körperstellen ist die Haut weich, was eine deutliche Vergrößerung des Körpervolumens bei der Blutaufnahme ermöglicht. Der Entwicklungszyklus ist lang – bis zu 7 Jahre. Die Hundezecke parasitiert viele Wild- und Haustiere (einschließlich Hunde) und Menschen; bleibt mehrere Tage beim Besitzer. Neben seiner Funktion als Träger des Erregers der Tularämie bewirkt es durch den Biss des Wirts auch eine lokale Reizwirkung. Wenn sich die Wunde infiziert, können aufgrund der Hinzufügung einer bakteriellen Infektion schwere eitrige Komplikationen auftreten. Taiga-Zecke Die Taigazecke (Ixodes persulcatus) ist in der Taigazone Eurasiens vom Fernen Osten bis in die Berge Mitteleuropas (einschließlich des europäischen Teils Russlands) verbreitet. Es ist Träger des Erregers einer schweren Viruserkrankung – der durch Zecken übertragenen Taiga-Enzephalitis. Diese Art ist für den Menschen am gefährlichsten, da sie ihn häufiger angreift als andere. Morphologisch ähnelt die Taiga-Zecke der Hundezecke. Es unterscheidet sich nur in einigen strukturellen Merkmalen und einem kürzeren Entwicklungszyklus (2-3 Jahre). Die Taiga-Zecke parasitiert viele Säugetiere und Vögel, was das Enzephalitis-Virus in Umlauf hält. Das wichtigste natürliche Reservoir des Taiga-Enzephalitis-Virus sind Streifenhörnchen, Igel, Wühlmäuse und andere kleine Nagetiere und Vögel. Von Haustieren greifen Zecken am häufigsten Ziegen an. Das liegt an den Besonderheiten des Fressverhaltens von Ziegen: Sie waten lieber durch den Busch. Gleichzeitig kommen Zecken auf ihr Fell. Ziegen selbst leiden in milder Form an Zeckenenzephalitis, übertragen das Virus aber mit der Milch auf den Menschen. Somit ist das durch Zecken übertragene Enzephalitisvirus durch übertragbare (durch einen von Zecken übertragenen Vektor während des Blutsaugens) und transovariale (durch ein Weibchen durch Eier) Übertragungswege gekennzeichnet. Andere Ixodid-Zecken Vertreter der Gattung Derma-tocenter bewohnen die Steppen- und Waldzonen. Ihre Larven und Nymphen ernähren sich vom Blut kleiner Säugetiere (hauptsächlich Nagetiere). Dermatocenter pictus (bewohnt Laub- und Mischwälder) und Dermatocenter marginatus (bewohnt die Steppenzone) sind Träger des Tularämie-Erregers. Im Körper von Zecken leben Krankheitserreger jahrelang, so dass immer noch Krankheitsherde existieren. Dermatocenter marginatus trägt auch den Brucellose-Erreger, der kleine und große Rinder, Schweine und Menschen befällt. Dermatocenter nuttalli (lebt in den Steppen Westsibiriens und Transbaikaliens) bestätigt die Existenz von Herden von durch Zecken übertragenem Typhus in der Natur (der Erreger sind Spirochäten). 6. Vertreter der Familie Argas-Milben. Morphologie, Entwicklungszyklus Vertreter der Familie Argas-Milben sind Bewohner natürlicher und künstlicher geschlossener Räume. Sie siedeln sich in Höhlen und Höhlen von Tieren, Höhlen, Wohn- und Nichtwohngebäuden (hauptsächlich aus Lehm) an. Zecken sind hauptsächlich in Ländern mit warmem und heißem Klima verbreitet, häufig im Transkaukasus und in Zentralasien. Im Gegensatz zu Ixodid-Zecken befindet sich der Mundapparat der Argasid-Zecken auf der Bauchseite des Körpers und ragt nicht nach vorne. Auf der Rückenseite gibt es keine Chitinschilde. Stattdessen gibt es zahlreiche chitinöse Tuberkel und Auswüchse, so dass die äußere Hülle des Körpers sehr dehnbar ist. Entlang der Körperkante verläuft ein breiter Keder. Die Länge hungriger Zecken beträgt 2-13 mm. Die Lebensbedingungen dieser Zecken sind günstiger als die der Ixodiden, sodass sie nicht in solchen Mengen sterben. In dieser Hinsicht legen die Weibchen weniger Eier (bis zu 1000, in einem Gelege – bis zu 200). Im Laufe ihres Lebens ernähren sich Parasiten mehrmals und jedes Mal von einem neuen Wirt. Dies liegt daran, dass Tiere den Lebensraum dieser Zecken nur selten aufsuchen. Das Saugen dauert 3 bis 30 Minuten. Da die Nahrung des Weibchens nicht so reichlich ist, reifen weniger Eier heran. Aber Argasmilben sind in der Lage, sie im Laufe ihres Lebens mehrmals zu legen. Der Unterschlupf dieser Zecken wird möglicherweise sehr lange von den Wirten nicht aufgesucht, sodass die Zecken unter Umständen jahrelang nicht fressen können – bis zu 11 Jahre, wenn sie die Blutkonserven verwenden, die sie vom Vorbesitzer erhalten haben. In dieser Hinsicht kann sich der Entwicklungszyklus über einen langen Zeitraum hinziehen – bis zu 20–28 Jahre. Im Entwicklungszyklus der Argasmilbe wechseln mehrere Generationen von Nymphen: Nymphe 1, Nymphe 2, Nymphe 3 (manchmal mehr) und erst dann folgt die Imago. Wenn der Wirt in keiner Phase im Tierheim erscheint, wird die Entwicklung ausgesetzt. Die Ansiedlung neuer Unterkünfte ist sehr langsam. Ein typischer Vertreter ist die Dorfzecke (Ornithodorus papillipes). Es ist ein Träger von durch Zecken übertragenen rezidivierenden Enzephalitis-Erregern – Spirochäten der Gattung Borrelia. Spirochäten vermehren sich im Darm von Zecken und dringen dann in alle inneren Organe (einschließlich der Eierstöcke) ein, was für die transovarielle Übertragung von Spirochäten auf nachfolgende Generationen wichtig ist Zecken. Spirochäten gelangen bei einem Biss sowie bei Kontakt mit Kot und Kotprodukten von Zecken mit der Haut über den Rüssel in den menschlichen Körper. Die Dorfzecke hat eine dunkelgraue Farbe. Die Länge des Weibchens beträgt 8 mm, die des Männchens bis zu 6 mm. Es ernährt sich von Nagetieren, Fledermäusen, Lerchen sowie Haustieren – Hunden, Rindern, Pferden, Katzen usw. Erwachsene können bis zu 15 Jahre lang fasten. Prävention von durch Zecken übertragener rezidivierender Enzephalitis. 1. Persönlich. Schutz vor Zeckenbefall: Schlafen oder liegen Sie nicht in Höhlen und Gebäuden, in denen Zecken vermutet werden, verwenden Sie individuelle Abwehrmittel gegen diese Parasiten. 2. Öffentlich. Vernichtung von Zecken und Nagetieren, die ihre Überträger sind, Abriss und Verbrennung von alten, von Zecken bewohnten Räumen aus Lehmziegeln. VORTRAG Nr. 24 1. Morphologie, Physiologie, Systematik Die Insektenklasse ist die zahlreichste Tierklasse und umfasst mehr als 1 Million Arten. Der Körper von Insekten ist in drei Abschnitte unterteilt: Kopf, Brustkorb und Hinterleib. Die Körperhülle besteht aus einer Schicht subkutaner Zellen, die auf ihrer Oberfläche eine organische Substanz absondern – Chitin. Chitin bildet eine dichte Hülle, die den Körper von Insekten schützt und auch als Muskelansatz dient und die Funktion eines Exoskeletts erfüllt. Auf dem Kopf von Insekten befinden sich Sinnesorgane – Fühler und Augen – sowie ein komplexer Mundapparat, dessen Struktur von der Art der Nahrungsaufnahme abhängt: Nagen, Lecken, Saugen, Piercing-Saugen usw. Die Insektenbrust besteht aus drei Segmenten, die jeweils ein Paar Laufbeine tragen, deren Aufbau bei verschiedenen Arten unterschiedlich ist und von der Bewegungsart und Motorik abhängt. Die in der Nähe der Mundöffnung liegenden Gliedmaßen tragen Tastborsten, die als Riechorgan fungieren, zum Erfassen und Mahlen von Nahrung dienen. Der Bauch hat keine Gliedmaßen. Außerdem haben die meisten freilebenden Insekten zwei Flügelpaare auf der Brust. Die Muskulatur von Insekten ist gut entwickelt und besteht aus quergestreiften Muskelfasern, die einzelne Muskeln bilden. Das Zentralnervensystem besteht aus dem Ganglion cephalica, dem peripharyngealen Nervenring und dem ventralen Nervenstrang. Die Körperhöhle von Insekten ist gemischt (Mixocoel), gebildet durch die Verschmelzung der primären und sekundären Körperhöhlen. Die Atmungsorgane von Insekten sind die Luftröhre. Die Verdauungsorgane bestehen aus Vorderdarm, Mittel- und Hinterdarm. Vorder- und Hinterdarm sind mit Chitin ausgekleidet. Der Vorderdarm ist in Rachen, Kropf und Kaumagen unterteilt. Der Mitteldarm dient der Verdauung und Aufnahme von Nahrung. Die Ausscheidungsorgane werden durch malpighische Gefäße dargestellt, die in der Körperhöhle liegen und an der Grenze zwischen Mittel- und Hinterdarm in den Darm münden. Das Kreislaufsystem ist nicht geschlossen und übernimmt nicht die Funktion des Gasaustausches. Insekten haben auf ihrer Rückenseite ein Herz, das aus mehreren Kammern besteht, die mit Klappen ausgestattet sind. Insekten sind zweihäusige Tiere. Die Entwicklung von Insekten erfolgt durch Metamorphose – unvollständig, wenn aus einem Ei eine Larve schlüpft, die einem Erwachsenen ähnelt, oder vollständig, wenn die Ontogenese das Puppenstadium umfasst. Insekten von medizinischer Bedeutung werden unterteilt in: 1) synanthropische Arten, die keine Parasiten sind; 2) vorübergehende blutsaugende Parasiten; 3) permanente blutsaugende Parasiten; 4) Gewebe- und Höhlenlarvenparasiten. Merkmale von Insekten, die zu ihrer weiten Verbreitung beigetragen haben: 1) die Fähigkeit zu fliegen, mit der Sie schnell neue Gebiete erkunden können; 2) größere Mobilität und Bewegungsvielfalt in Verbindung mit entwickelten Muskeln; 3) Chitinhülle, die hauptsächlich eine Schutzfunktion erfüllt; 4) eine Vielzahl von Fortpflanzungsmethoden (sexuelle Fortpflanzung, Parthenogenese verschiedener Arten); 5) hohe Fruchtbarkeit und Fähigkeit zur Massenreproduktion; 6) eine Vielzahl von Möglichkeiten der postembryonalen Entwicklung; 7) hohe Überlebensrate. 2. Kaderläuse Es gibt zwei Arten von Läusen, die Menschen parasitieren: die menschliche Laus und die Filzlaus. Die menschliche Laus wird durch zwei Unterarten repräsentiert: die Kopflaus und die Kleiderlaus. Die Kleiderlaus kommt in Ländern mit kaltem und gemäßigtem Klima vor. Filzläuse kommen seltener vor, sind aber in allen Klimazonen verbreitet. Es lebt am Schambein, in den Achselhöhlen und seltener an Augenbrauen, Wimpern und Bart. Das Vorhandensein von Kleiderläusen und Kopfläusen beim Menschen wird als Pedikulose bezeichnet, der Parasitismus der Filzläuse wird als Phthiriasis bezeichnet. Gemeinsame Merkmale für alle Arten von Läusen sind eine geringe Größe, ein vereinfachter Entwicklungszyklus (Entwicklung mit unvollständiger Metamorphose), Gliedmaßen, die zur Fixierung auf der Haut, dem Haar und der Kleidung einer Person geeignet sind, ein stechend-saugender oraler Apparat; Flügel fehlen. Die Kleiderlaus ist die größte und erreicht eine Größe von bis zu 4,7 mm. Körperläuse und Kopfläuse haben einen klar abgegrenzten Kopf, Brustkorb und Hinterleib. Die Schamlaus hat einen verschmolzenen Brust- und Bauchbereich. Eine Körperlaus lebt etwa 50 Tage, eine Kopflaus bis zu 40 und eine Filzlaus bis zu 30. Kopf- und Körperläuse ernähren sich 2-3 Mal am Tag von menschlichem Blut und die Filzlaus fast ununterbrochen in kleinen Portionen . Weibliche Körper- und Kopfläuse legen im Laufe ihres Lebens bis zu 300 Eier, weibliche Filzläuse legen bis zu 50 Eier. Läuseeier (sogenannte Nissen) sind klein, länglich, weiß und haften an Haaren oder Kleidungsfasern. Sie sind sehr widerstandsfähig gegen mechanische und chemische Einflüsse. Der Speichel von Läusen ist giftig. An der Stelle eines Lausbisses verursacht es ein Jucken und Brennen, bei manchen Menschen kann es allergische Reaktionen hervorrufen. Kleine punktförmige Blutergüsse (Petechien) verbleiben an der Bissstelle. Juckreiz an der Bissstelle führt dazu, dass eine Person die Haut kratzt, bis sich Abschürfungen bilden, die sich entzünden und eitern können. In diesem Fall kleben die Haare auf dem Kopf zusammen, verwickeln sich und es entsteht ein Gewirr. Die Filzlaus ist nur ein Parasit und trägt keine Krankheit. Kopf- und Kleiderläuse sind spezifische Träger von Erregern des rezidivierenden und epidemischen Fleckfiebers, des Volyn-Fiebers. Die Erreger des Rückfallfiebers vermehren und reifen in der Körperhöhle der Läuse, eine Ansteckung beim Menschen erfolgt, wenn die Läuse zerquetscht werden und ihre Hämolymphe nach dem Kratzen in die Bisswunde oder Schürfwunden gelangt. Die Erreger von epidemischem Typhus und Volynfieber vermehren sich in der Dicke der Darmwand von Läusen und werden mit Kot in die äußere Umgebung freigesetzt. Eine Infektion des Menschen mit diesen Krankheiten tritt auf, wenn Läusekot mit Krankheitserregern in Hautdefekte oder Schleimhäute der Augen und Atemwege eindringt. Vorbeugung Einhaltung der Regeln der persönlichen Hygiene, insbesondere an überfüllten Orten. Zur Behandlung werden externe und interne Mittel verwendet: Salben und Shampoos mit Insektiziden sowie oral eingenommene Medikamente. Im Kampf gegen bereits bestehende Pedikulose wird Leinen in Desinfektionskammern aufbereitet und die Haare von Patienten kurz geschnitten. 3. Flohkommando Alle Vertreter der Flohordnung zeichnen sich durch kleine Körpergrößen (1-5 mm), ihre seitliche Abflachung, die die Bewegung zwischen den Haaren des Wirtstiers erleichtert, und das Vorhandensein von Borsten auf der Körperoberfläche aus, die in den wachsen Richtung von vorne nach hinten. Die Hinterbeine der Flöhe sind länglich und springen. Die Tarsen aller Beine sind fünfgliedrig, gut entwickelt und enden in zwei Krallen. Der Kopf ist klein, auf dem Kopf befinden sich kurze Antennen, vor denen sich ein einfaches Auge befindet. Der orale Apparat von Flöhen ist dazu geeignet, die Haut zu durchstechen und das Blut des Wirtstiers abzusaugen. Die Haut wird mit gezackten Mandibeln durchstochen. Der Magen von Flöhen kann sich deutlich ausdehnen. Männliche Flöhe sind kleiner als weibliche. Befruchtete Weibchen werfen die Eier gewaltsam in mehreren Portionen aus, damit die Eier nicht im Fell des Tieres bleiben, sondern in seinem Bau auf den Boden fallen. Aus dem Ei schlüpft eine beinlose, aber sehr bewegliche wurmartige Larve mit einem gut entwickelten Kopf. Für die weitere Entwicklung benötigt die Larve ausreichend Feuchtigkeit, deshalb gräbt sie sich in den Boden oder Trümmer im Nest oder Bau des Wirts ein. Die Larve ernährt sich von verrottendem organischem Material, einschließlich der Reste von unverdautem Blut, die im Kot erwachsener Flöhe enthalten sind. Flöhe sind Insekten mit vollständiger Metamorphose. Die ausgewachsene Larve umgibt sich mit einem Spinnennetzkokon, der außen mit Staub und Sandkörnern bedeckt ist, und verpuppt sich darin. Die Puppe von Flöhen ist normalerweise frei. Der aus der Puppe schlüpfende erwachsene Floh lauert auf das Wirtstier. Aufgrund ihrer parasitären Lebensweise fehlen Flöhen Flügel und das Sehorgan ist eingeschränkt. Die bekanntesten Vertreter der Ordnung Flöhe sind der Rattenfloh und der Menschenfloh. Diese Arten ernähren sich vom Blut von Ratten bzw. Menschen, können aber in Abwesenheit ihrer Wirte jedes andere Tier parasitieren. Der Rattenfloh lebt in Rattenlöchern, der Menschenfloh an schwer zugänglichen Stellen in der Wohnung eines Menschen (in Spalten, Bodenrissen, hinter Fußleisten). In ihren Lebensräumen legen weibliche Flöhe Eier, aus denen sich dann wurmartige Larven entwickeln. Sie ernähren sich einige Zeit von organischem Material, einschließlich des Kots erwachsener Flöhe, nach 3-4 Wochen verpuppen sie sich und verwandeln sich in erwachsene Flöhe. Flöhe beißen Menschen nachts. Giftige Substanzen in ihrem Speichel verursachen starken Juckreiz. Flöhe sind Überträger von Pesterregern. Sie beißen das Wirtstier und nehmen mit dem Blut Pestbakterien auf. Im Magen von Flöhen vermehren sich Bakterien sehr aktiv und bilden einen Pfropfen aus Peststäbchen – einen Pestblock. Da der Pfropfen das gesamte Volumen des Flohmagens einnimmt, können keine neuen Blutportionen mehr hineinpassen. Ein hungriger Floh unternimmt wiederholt Versuche, Blut zu saugen. Wenn ein Floh ein gesundes Tier oder eine gesunde Person beißt, spuckt der Floh als Erstes einen Pfropfen in die Wunde aus. Eine große Anzahl von Krankheitserregern gelangt in die Blutbahn des Wirts, was durch das Kratzen der Bissstelle erleichtert wird. Natürliche Pestreservoirs sind Ratten, Erdhörnchen, Frettchen usw. Nagetiere sind auch Quellen anderer Infektionen: Tularämie, Rattentyphus. 4. Merkmale der Entwicklungsbiologie von Stechmücken der Gattung Anopheles, Aedes, Culex Für Mücken (Ordnung Diptera, Unterordnung Langbart) sind die charakteristischen äußeren Merkmale ein dünner Körper, lange Beine und ein kleiner Kopf mit rüsselartigen Mundwerkzeugen. Mücken sind allgegenwärtig, insbesondere in warmen, feuchten Klimazonen. Mücken sind Überträger von mehr als 50 Krankheiten. Mücken – Vertreter der Gattungen Culex und Ncdcs (nicht malariabedingt) sind Überträger von Erregern der japanischen Enzephalitis, Gelbfieber, Milzbrand, Vertreter der Gattung Nnopheles (Malariamücken) – Überträger von Malariaplasmodium. Nichtmalaria- und Malariamücken unterscheiden sich in allen Phasen des Lebenszyklus voneinander. Alle Mücken legen ihre Eier im Wasser oder in feuchter Erde in der Nähe von Gewässern ab. Eier von Mücken der Gattung Nnopheles befinden sich einzeln auf der Wasseroberfläche, jedes Ei hat zwei Luftschwimmer. Ihre Larven befinden sich unter Wasser parallel zu ihrer Oberfläche, am vorletzten Segment haben sie zwei Atemöffnungen. Die Puppen sind kommaförmig, entwickeln sich unter der Wasseroberfläche und atmen Sauerstoff durch Atemhörner in Form von breiten Trichtern. Erwachsene Moskitos der Gattung Innopheles, die auf Gegenständen sitzen, heben den Körper an und halten den Kopf nach unten, wobei sie mit der Oberfläche einen spitzen Winkel bilden. Auf beiden Seiten ihres Rüssels befinden sich ihm gleich lange Unterkieferpalpen. Mücken der Gattungen Culex und Aedes legen ihre Eier in Gruppen im Wasser ab. Larven im Wasser liegen schräg zur Oberfläche und haben am vorletzten Segment einen langen Atmungsiphon. Die Puppen haben ebenfalls das Aussehen eines Kommas, aber ihre Atemhörner sind wie dünne zylindrische Röhren geformt. Die Unterkieferpalpen erwachsener Mücken erreichen kaum ein Drittel der Länge des Rüssels. Mücken sitzen auf Gegenständen und halten den Körper parallel zu ihrer Oberfläche. Die Malariamücke ist der endgültige Wirt, während der Mensch der Zwischenwirt des Protozoen Malaria Plasmodium (eine Art Sporozoen) ist. Der Entwicklungszyklus von Malaria-Plasmodium besteht aus drei Teilen: 1) Schizogonie - asexuelle Fortpflanzung durch mehrfache Teilung; 2) Gametogonie - sexuelle Fortpflanzung; 3) Sporogonie - die Bildung von Formen, die für Sporozoen (Sporozoiten) spezifisch sind. Eine invasive Mücke durchsticht die Haut eines gesunden Menschen und injiziert in dessen Blut Speichel, der Sporozoiten enthält, die in Gametozyten in den Leberzellen eingeführt werden. Dort verwandeln sie sich zunächst in Trophozoiten, dann in Schizonten. Schizonten teilen sich durch Schizogonie und bilden Merozoiten. Dieses Stadium des Zyklus wird als präerythrozytäre Schizogonie bezeichnet und entspricht der Inkubationszeit der Krankheit. Die akute Phase der Krankheit beginnt mit der Einführung von Merozoiten in Erythrozyten. Hier verwandeln sich Merozoiten auch in Trophozoiten und Schizonten, die sich durch Schizogonie teilen und Merozoiten bilden. Die Membranen der roten Blutkörperchen reißen auf, die Merozoiten gelangen in den Blutkreislauf und dringen in neue rote Blutkörperchen ein, wo sich der Zyklus innerhalb von 48 oder 72 Stunden erneut wiederholt. Wenn rote Blutkörperchen platzen, gelangen zusammen mit Merozoiten giftige Stoffwechselprodukte des Parasiten und freies Häm ins Blut und verursachen Malaria-Fieberanfälle. Einige Merozoiten verwandeln sich in unreife Keimzellen – Gametozyten. Die Reifung von Gameten ist nur im Körper einer Mücke möglich. VORTRAG Nr. 25. Giftige Tiere 1 Giftige Spinnentiere Die Klasse Spinnentiere umfasst Spinnen, Skorpione, Phalangen, Zecken. Zu den giftigen Spinnentieren gehören Spinnen wie Vogelspinne und Karakurt sowie alle Skorpione. Giftige Spinnentiere ernähren sich von lebender Beute, hauptsächlich Insekten. Indem Spinnen mit ihren Cheliceren die Chitinhülle des Insekts durchbohren, injizieren sie Gift und Verdauungssäfte in das Innere des Insekts, was für eine teilweise Verdauung der Beute außerhalb des Spinnenkörpers sorgt und das Saugen erleichtert. Daher haben Spinnen eine gemischte äußere und innere Verdauung. Skorpione lähmen ihre Beute mit Gift aus speziellen Drüsen an ihrem Schwanz, dem letzten Bauchsegment (bei Skorpionen sind sowohl Brust als auch Bauch in Segmente unterteilt). Skorpion-Trupp Es gibt mehr als 1500 Arten von Skorpionen auf der Welt, von denen 13-15 Arten in Russland vorkommen. Skorpione verschiedener Arten leben sowohl an Orten mit feuchtem Klima als auch in Sandwüsten. Skorpione sind nachtaktive Tiere. Skorpione ernähren sich von Spinnen, Weberknechten, Tausendfüßlern und anderen Wirbellosen sowie deren Larven und verwenden ihr Gift nur, um das Opfer bewegungsunfähig zu machen. Bei längerem Nahrungsmangel kommt es bei Skorpionen zu Kannibalismus. Ein weiblicher Skorpion bringt jeweils 15 bis 30 Babys zur Welt. Nachdem sie sich von den Membranen befreit haben, klettern die Jungen in 20 bis 30 Minuten auf den Körper der Mutter und bleiben dort 10 bis 12 Tage. Die Struktur des Giftapparates der Skorpione. Auf dem gegliederten flexiblen Metasom (Schwanz) befindet sich ein Anallappen, der in einer giftigen Nadel endet. Die Größe der Nadel und ihre Form variieren bei verschiedenen Arten. Im Anallappen befinden sich zwei giftige Drüsen, deren Kanäle sich nahe der Spitze der Nadel mit zwei kleinen Löchern öffnen. Jede Drüse hat eine ovale Form und verengt sich nach hinten allmählich zu einem langen Ausscheidungsgang, der in der Nadel verläuft. Die Wände der Drüse sind gefaltet, und jede Drüse ist von innen und von oben von einer dicken Schicht quer verlaufender Muskelfasern umgeben. Wenn sich diese Muskeln zusammenziehen, wird das Geheimnis preisgegeben. Squad-Spinnen Etwa 27 Arten gehören zur Ordnung der Spinnen, von denen die meisten einen giftigen Apparat haben. Die gefährlichsten für Menschen in Russland sind Karakurt und Vogelspinne. Die Struktur des Giftapparates. Das vordere Gliedmaßenpaar von Chelicera-Spinnen soll Beute schützen und töten. Cheliceren befinden sich vor dem Mund auf der ventralen Seite des Cephalothorax und sehen aus wie kurze, aber kräftige zweigliedrige Anhängsel. Die betrachteten Vertreter der Gruppe der Giftspinnen zeichnen sich durch die vertikale Anordnung der Hauptsegmente der Cheliceren senkrecht zur Hauptachse des Körpers aus. Dickes Basalsegment der Chelicera deutlich verdickt. An seiner Spitze, am äußeren Rand, ist es mit einem scharfen, klauenartigen, gekrümmten Endsegment gegliedert, das sich nur in einer Ebene bewegt und sich wie eine Messerklinge in eine Furche am Basilarsegment falten kann. Die Kanten der Rille sind mit Chitinzähnen bewaffnet. Am Ende des klauenförmigen Segments öffnen sich die Gänge zweier giftiger Drüsen, die entweder in den Hauptsegmenten liegen oder in den Cephalothorax eintreten. Giftdrüsen werden durch große zylindrische Säcke mit einer charakteristischen Streifung dargestellt, die vom Vorhandensein eines äußeren Muskelmantels und schräger Spiralfasern abhängt. Dünne Ausscheidungsströme gehen von den vorderen Enden der Drüsen aus. 2 giftige Wirbeltiere Es gibt etwa 5000 Arten giftiger Wirbeltiere. Sie enthalten im Körper ständig oder periodisch Substanzen, die für Individuen anderer Spezies giftig sind. In kleinen Dosen verursacht Gift, das in den Körper eines anderen Tieres gelangt, schmerzhafte Beschwerden, in großen Dosen führt es zum Tod. Einige Arten giftiger Tiere verfügen über spezielle Drüsen, die Gift produzieren, andere enthalten giftige Substanzen in bestimmten Organen und Geweben. Einige Arten verfügen über einen Verwundungsapparat, der das Einbringen von Gift in den Körper eines Feindes oder Opfers erleichtert. Bei vielen Tieren (Schlangen) sind Giftdrüsen mit den Mundwerkzeugen verbunden und das Gift wird bei Abwehr oder Angriff durch einen Biss oder eine Injektion in den Körper des Opfers eingebracht. Bei Wirbeltieren, die giftige Drüsen haben, aber keinen speziellen Apparat zum Einbringen von Gift in den Körper des Opfers haben, beispielsweise Amphibien (Salamander, Molche, Kröten), befinden sich die Drüsen in verschiedenen Bereichen der Haut; Wenn ein Tier gereizt ist, wird das Gift auf die Hautoberfläche freigesetzt und wirkt auf die Schleimhäute des Raubtiers. Giftiger Fisch Es ist bekannt, dass etwa 200 Fischarten giftige Stacheln oder Stacheln haben. Giftige Fische werden in aktiv-giftig und passiv-giftig unterteilt. Aktiv giftige Fische führen normalerweise einen sesshaften Lebensstil und lauern auf ihre Beute. Einer der gefährlichsten giftigen Fische, der Stachelrochen, kommt an der gesamten Küste des Weltozeans vor. Am häufigsten leiden Fischer, Sporttaucher und Schwimmer unter Stachelrochen-Injektionen. Allerdings nutzen Stachelrochen ihre Wirbelsäule fast nie zum Angriff. Die Injektion verursacht starke Schmerzen, Schwäche, Bewusstlosigkeit, Durchfall, Krämpfe und Atemprobleme. Eine Injektion in die Brust oder den Magen kann tödlich sein. Giftige Amphibien: Salamander, Kröten, Frösche Amphibien, die in tropischen Klimazonen leben, sind häufiger giftig. Im Dschungel Südamerikas gibt es einen Frosch, den Kokafrosch, dessen Gift das stärkste bekannte organische Gift ist. giftige Reptilien Giftige Schlangen sind durch das Vorhandensein von giftigen Zähnen und Drüsen gekennzeichnet, die Gift produzieren. Giftdrüsen sind gepaart und befinden sich auf beiden Seiten des Kopfes hinter den Augen, bedeckt mit Schläfenmuskeln. Ihre Ausscheidungskanäle öffnen sich an der Basis der giftigen Zähne. Entsprechend der Form und Anordnung der Zähne werden Schlangen bedingt in drei Gruppen eingeteilt. 1. Glattzahn (Schlangen, Schlangen). Nicht giftig. Die Zähne sind homogen, glatt und frei von Kanälen. 2. Rücken gefurcht (Katzen- und Eidechsenschlangen). Die Giftzähne befinden sich am hinteren Ende des Oberkiefers mit einer Rille auf der hinteren Oberfläche. An der Basis der Rille öffnet sich der Gang der Drüse, die das Gift produziert. Sie stellen keine besondere Gefahr für den Menschen dar, da ihre giftigen Zähne tief im Mund sitzen; Diese Schlangen können ihr Gift nicht in eine Person injizieren. 3. Anterior gefurcht (Viper, Kobra). Giftige Zähne befinden sich im vorderen Teil des Oberkiefers. Auf der Vorderseite befinden sich Rillen für den Giftabfluss. Bisse führen zu einer Vergiftung des Körpers, die oft lebensgefährlich ist. Die Zähne von Giftschlangen sind beweglich und liegen bei geschlossenem Maul längs über der Zunge. Beim Öffnen des Mundes heben sie sich und nehmen eine senkrechte Position in Bezug auf den Kiefer ein. Beim Beißen bohren sich die Zähne in die Beute. Die Schlange eilt vorwärts, um sich zu befreien. Dadurch entsteht zwischen dem betroffenen Bereich und den Zähnen ein Raum, der für den Abfluss des Giftes ausreicht. VORTRAG Nr. 26. Ökologie 1. Gegenstand und Aufgaben der Ökologie Ökologie ist die Wissenschaft von der Beziehung von Organismen, Lebensgemeinschaften untereinander und mit der Umwelt. Aufgaben der Ökologie als Wissenschaft: 1) das Studium der Beziehung von Organismen und ihren Populationen zur Umwelt; 2) Untersuchung der Wirkung der Umwelt auf die Struktur, Lebenstätigkeit und das Verhalten von Organismen; 3) Herstellen der Beziehung zwischen der Umwelt und der Populationsgröße; 4) Untersuchung der Beziehungen zwischen Populationen verschiedener Arten; 5) das Studium des Existenzkampfes und der Richtung der natürlichen Auslese in einer Population. Die Humanökologie ist eine komplexe Wissenschaft, die die Muster der menschlichen Interaktion mit der Umwelt, Bevölkerungsprobleme, die Erhaltung und Entwicklung der Gesundheit und die Verbesserung der körperlichen und geistigen Fähigkeiten einer Person untersucht. Die menschliche Umwelt ist im Vergleich zur Umwelt anderer Lebewesen ein sehr komplexes Geflecht interagierender natürlicher und anthropogener Faktoren, und diese Gesamtheit variiert an verschiedenen Orten stark. Der Mensch hat 3 Lebensräume: 1) natürlich; 2) sozial; 3) technogen. Das Kriterium für die Qualität der menschlichen Umwelt ist sein Gesundheitszustand. Im Gegensatz zu allen anderen Lebewesen hat der Mensch aus ökologischer Sicht einen Doppelcharakter: Einerseits ist der Mensch Gegenstand verschiedener Umweltfaktoren (Sonnenlicht, andere Lebewesen), andererseits ist der Mensch selbst ein ökologischer (anthropogener) Mensch. Faktor. 2. Allgemeine Merkmale der menschlichen Umwelt. Ökologische Krise Die Umwelt ist eine Reihe von Faktoren und Elementen, die den Organismus in seinem Lebensraum beeinflussen. Jedes Lebewesen lebt unter Bedingungen ständiger Veränderung der Umweltfaktoren, passt sich ihnen an und reguliert seine Lebenstätigkeit gemäß diesen Veränderungen. Lebende Organismen existieren als mobile Systeme, die für den Energie- und Informationsfluss aus der Umwelt offen sind. Auf unserem Planeten haben lebende Organismen vier Hauptlebensräume gemeistert, die sich jeweils durch eine Kombination spezifischer Faktoren und Elemente auszeichnen, die den Körper beeinflussen. Das Leben entstand und breitete sich in der aquatischen Umwelt aus. Anschließend kamen lebende Organismen an Land, eroberten die Luft, bevölkerten den Boden. Die natürliche Umwelt repräsentiert menschliche Lebensbedingungen und Lebensgrundlagen. Die Entwicklung der menschlichen Wirtschaftstätigkeit verbessert die Bedingungen seiner Existenz, erfordert jedoch eine Erhöhung des Aufwands an natürlichen, energetischen und materiellen Ressourcen. Im Zuge der industriellen und landwirtschaftlichen Produktion fallen Abfälle an, die zusammen mit den Produktionsprozessen selbst die Biogeozänosen stören und verschmutzen und die Lebensbedingungen der Menschen nach und nach verschlechtern. Biologische Faktoren oder treibende Kräfte der Evolution sind der gesamten lebenden Natur, einschließlich des Menschen, gemeinsam. Dazu gehören erbliche Variation und natürliche Selektion. Die Anpassung von Organismen an Umweltfaktoren wird als Adaptation bezeichnet. Die Fähigkeit zur Anpassung ist eine der wichtigsten Eigenschaften von Lebewesen. Nur angepasste Organismen überleben und erwerben im Laufe der Evolution lebenswichtige Merkmale. Diese Eigenschaften werden aufgrund der Fortpflanzungsfähigkeit der Organismen über Generationen hinweg fixiert. Wege des menschlichen Einflusses auf die Natur. Ökologische Krise Der Mensch als anthropogener Faktor hat einen enormen Einfluss auf die Natur. Umweltveränderungen durch Einwirkung anthropogener Faktoren: 1) Veränderung der Struktur der Erdoberfläche; 2) Änderung der Zusammensetzung der Atmosphäre; 3) Veränderung im Stoffkreislauf; 4) Veränderungen in der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung von Flora und Fauna; 5) Treibhauseffekt; 6) Lärmbelästigung; 7) militärische Aktionen. Irrationale menschliche Aktivitäten haben zu Verletzungen aller Bestandteile der Biosphäre geführt. Atmosphäre Die Hauptverschmutzungsquellen sind Autos und Industrieunternehmen. Jedes Jahr werden 200 Millionen Tonnen Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, 150 Millionen Tonnen Schwefeloxide und 50 Millionen Tonnen Stickoxide in die Atmosphäre emittiert. Außerdem werden eine Vielzahl feiner Partikel in die Atmosphäre emittiert, die das sogenannte atmosphärische Aerosol bilden. Durch die Verbrennung von Kohle gelangen Quecksilber, Arsen, Blei und Cadmium in Mengen in die Atmosphäre, die ihre Beteiligung am Stoffkreislauf übersteigen. In ökologisch belasteten Gebieten steigt eine große Menge Staub in die Luft auf, die 20-50% des Sonnenlichts zurückhält. Eine Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre, die in den letzten 100 Jahren um 10 % zugenommen hat, verhindert die Wärmestrahlung in den Weltraum und verursacht den Treibhauseffekt. Hydrosphäre Die Hauptursache für die Verschmutzung des Wasserbeckens ist die Einleitung von ungereinigtem Abwasser aus Industrie- und Kommunalbetrieben sowie landwirtschaftlichen Flächen. Das Einspülen von Mineraldüngern und Pestiziden in die Flüsse führt zu einer Verschlechterung der Trinkwasserqualität und zum Tod vieler Arten von Wassertieren. Das Ausmaß der Verschmutzung des Weltozeans nimmt mit dem Abfluss von Flüssen, atmosphärischen Niederschlägen und der Ölförderung auf dem Meeresschelf zu. Eine große Menge an Blei, Öl und Ölprodukten, Haushaltsabfällen und Pestiziden gelangt ins Wasser. Lithosphäre Die Bildung der fruchtbaren Bodenschicht dauert lange und durch den Anbau landwirtschaftlicher Nutzpflanzen werden dem Boden jedes Jahr zig Millionen Tonnen Kalium, Phosphor und Stickstoff – die Hauptbestandteile der Pflanzenernährung – entzogen. Bei der Ausbringung organischer und mineralischer Düngemittel kommt es nicht zu einer Bodenverarmung. Wenn Pflanzen nicht gedüngt werden und keine Fruchtfolge eingehalten wird, wird die fruchtbare Schicht auf ein Minimum reduziert. Auch die künstliche Bodenbewässerung wirkt sich nachteilig aus, da es am häufigsten zu Staunässe oder Versalzung der oberflächlichen Bodenschicht kommt. Unter den anthropogenen Bodenveränderungen kommt der Erosion eine große Bedeutung zu – der Zerstörung und Abtragung der obersten fruchtbaren Bodenschicht. In einer Saison verwandelt der K-700-Traktor eine Bodenschicht in Staub, deren Bildung 5 Jahre dauert. Es gibt Wind- und Wassererosion. Wassererosion ist am zerstörerischsten und entsteht, wenn das Land nicht richtig bewirtschaftet wird. Ökologische Krise Eine ökologische Krise ist eine Verletzung von Beziehungen innerhalb eines Ökosystems oder irreversible Phänomene in der Biosphäre, die durch menschliche Aktivitäten verursacht werden. Je nach Grad der Bedrohung des menschlichen Lebens und der Entwicklung der Gesellschaft werden eine ungünstige ökologische Situation, eine ökologische Katastrophe und eine ökologische Katastrophe unterschieden. Liste der verwendeten Literatur 1. Kalyuzhny K. V. Handbuch der Biologie. Rostow am Don: Phoenix, 2002. 2. Konstantinov V. M. Allgemeine Biologie. Lehrbuch. M.: Akademie, 2004. 3. Pavlovsky E. N. Leitfaden zur menschlichen Parasitologie mit der Lehre von Trägern vektorübertragener Krankheiten. Moskau: Nauka, 1946. 4. Pimenova I. N., Pimenov A. V. Vorlesungen über Biologie. Lernprogramm. Moskau: Lyzeum, 2003. 5. Rzhevskaya R. A. Medizinische Biologie. Vorlesungsnotizen. M.: Vorveröffentlichung, 2005. Autoren: Kurbatova N.S., Kozlova E.A.
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