симбіонти і паразити людини

Бактеріальні симбіонти людини складають його нормальну мікрофлору. Вони живуть в кишечнику, на шкірі, на слизових, забезпечуючи або захист (конкурентним способом не даючи іншим, шкідливість, бактеріям заселити ці ділянки), або беручи участь у переварюванні їжі та синтезуванні деяких, необхідних людині вітамінів. Ми вже згадували симбіонти людини кишкову паличку. Всього до нормальної мікрофлору людини належать близько 500 видів бактерій. Якщо вбити всіх бактерій на шкірі або в кишечнику людини, то нічого доброго з цього не вийде. Роль нормальної мікрофлори вивчена на стерильних тварин. У спеціальних умовах вирощують тварин (щурів або мишей), і дивляться, що з ними відбувається у відсутності бактерій. Треба відзначити, що живуть вони не дуже добре. Таким чином, кожен реальна людина - це не просто представник виду Homo sapiens, а ціла колекція різних організмів.

Крім нормальної мікрофлори людини є бактерії, які є паразитами. Від вірусних та бактеріальних інфекцій гине людей більше, ніж від самих кровопролитних воєн. Боротьба з вірусними інфекціями почалася в 1796 році з відкриття Дженнером вакцини проти віспи. У 1885 році Луї Пастер вперше прищепив укушеного скаженою собакою хлопчика від сказу. Зараз існують вакцини, здатні захистити людину від дуже багатьох інфекцій.

Розглянемо будову та життєвий цикл паразитичних бактерій на прикладі збудників захворювань, що передаються статевим шляхом. Захворювання, що передаються статевим шляхом, викликаються бактеріями, вірусами (тобто одноклітинними) або грибами. У силу анатомічних особливостей жінки більше схильні до інфікування, ніж чоловіки. У жінок також легше діагонстіровать ці захворювання. Нижче перераховані збудники різних хвороб.

Статевим шляхом також можуть передаватися віруси, наприклад, вірус герпесу. Вірус герпесу викликає утворення бульбашок на шкірі, наповнених вірусними частками ( "лихоманку"). Серед населення західних країн 70-90% інфіковані вірусом герпесу, у 30% бувають висипання, у 10% - генітальні форми захворювання. Статевим шляхом можуть передаватися віруси імунодефіциту людини (викликає СНІД - Синдром прогресуючого муунодефіціта), гепатиту В і С (вражають печінку), папіломавірусу (викликати розростання кожного епітелію та освіта бородаок; деякі види проводіруют розвиток раку).

Розглянемо будова паразитичних мікроорганізмів.

Збудник гонореї - гонокок - був відкритий в 1879 році Нейсером (тому в честь відкривача латинська назва цієї бактерії - Neisseria gonorrhaea). Гонокок відноситься до групи диплококков. Під мікроскопом він виглядає як пара кавових зерен, що лежать поруч. На малюнку зображена картина характерна неповного фагоцитозу: лейкоцит намагається знищити паразитів, але мікроорганізм здатний захиститися від його дії, і перетравити його лейкоцитам не вдається. Гонокок має розмір клітини 0.7х1.7 мкм і будова, характерний для одноклітинних.

Серед збудників захворювань, що передаються статевим шляхом, раніше інших були описані гонокок, бліда спірохета і еукаріотичний орагнізм трихомонада. Довгий час, їли у хворого були ознаки сечостатевої інфекції, але ні одна з цих трьох збудників не був виявлений, йому ставили діагноз "неспецифічний уретрит ". Однак у другій половині ХХ століття були знайдені збудники "неспецифічного" запалення. До них відносяться гарднерелла, хламідія, уреаплазма, микоплазма і деякі інші види. Викликаються ними захворювання відрізняються тим, що часто проходять малосимптомно, залишаються непоміченими носієм і переходять у хронічну форму. Хоча б один з цих збудників зустрічаються у 30-50% людей, що у частини людей (що мають кілька статевих партнерів) можна виявити цілий "букет" збудників. До цих пір деякі лікарі вважають, що ці бактерії безпечні. Це, невірно, давно вже показано, що ці бактерії є не тільки збудниками сечостатевих інфекцій, одним з найважчих ускладнень яких є безпліддя, а й ряду загальних захворювань, просто усталені уявлення змінюються повільно.

Бактерія гарднерелла, що викликає гарднереллез - запальне захворювання сечостатевих шляхів - була описана в середині двадцятого століття. Гарднерелла трохи більші гонокока, має характерне для прокаріотів будову. У препаратах, отриманих від хворих, клітини епітелію статевого тракту виглядають як би «приперченим»; ці перчинки - якраз і є гарднерелли. Вони також викликають запалення урогенітального тракту, і самим тяжким наслідком такого захворювання є безпліддя.

Хламідія, внутрішньоклітинний паразит, відрізняється від гонокока своїм життєвим циклом і будовою. Якщо гонокок - це позаклітинний паразит, тобто він знаходиться на тканинах у проміжках між клітинами, то хламидия нездатна жити поза клітини, і цим вона подібна з вірусом. Поза клітини хламидия зберігається у вигляді дрібних частинок, які називаються елементарними тільцями (0.2-0.3 мкм діаметром), які є інфекційними. Всередині клітини елементарні тільця збільшуються в розмірах і перетворюються на ретикулярні тільця (розміром 0,5-0,7 мкм). У такому вигляді вони живуть всередині клітини, використовуючи в готовому вигляді поживні речовини. Хламідії також викликають запалення урогенітального тракту, але крім цього хламидия давно відома, як збудник запального захворювання очей -- трахоми. Перебіг хламідійної інфекції відрізняється тим, що з часом вона генералізуется (поширюється з вогнища інфекції по всьому організму). У людини з'являються симптоми отиту (запалення вуха), кон'юнктивіту (запалення кон `юнктива) і артриту (запалення суглобів). Це тріада - кон'юнктивіт, отит та артрит - називається синдром Рейтера. Раніше вважалося, що це ускладнення гонореї. Тільки потім було виявлено, що цей синдром викликається окремим мікроорганізмом. Лікування від хламідій призводить до зникнення всіх цих симптомів. Хламідія має особливість часто поширюватися разом з гонококом у зв'язку з тим, що шляхи розповсюдження у них однакові, а лікувати їх необхідно по різному. Тому після лікування від гонореї у хворого залишалася хламідійної інфекція. В даний час розроблені ефективні методи діагностики, які дозволяють ставити діагноз і вибирати оптимальну схему лікування на ранніх етапах захворювання.

Перейдемо до вірусів.

Віруси не відносяться до прокаріотів. Іноді їх виділяють в окреме царство, іноді описують поза царств природи. Існують деякі проблеми з класифікацією вірусів, суперечки на тему, вважати віруси живими або неживими. Раніше віруси вважалися найбільш простими організмами, так як вони самі маленькі, і в них найменше білків і ДНК, і вважали, що від вірусів відбулися всі інші організми. Але зараз, коли встановлено, що віруси без клітини жити не можуть, немає підстав думати, що вони з'явилися раніше клітини. Мабуть, найближче до істини уявлення про те, що віруси - це "скажені" гени, тобто це гени, які стали автономними і придбали систему власного розмноження.

Незважаючи на всі відмінності у формі та розмірах, всі віруси утворені схожим чином. Всі вони вкриті оболонкою білкової і до їх складу входить нуклеїнова кислота - РНК або ДНК. ДНК може бути кільцевої або лінійної, РНК може бути одноланцюжкові або двуцепочечной.

ДНК-містять віруси: герпес-віруси (віруси простого герпесу і вітряної віспи, цитомегаловірус); вірус натуральної віспи; папіломавірусу; аденовіруси; вірус гепатиту В.

РНК-містять: вірус грипу; вірус кору; вірус сказу; віруси гепатиту А і С; вірус імунодефіциту людини; ретравіруси.

Розглянемо будова частинок вірусу на прикладі вірусу герпесу. Білкова оболонка вірусу, звана нуклеокапсид, побудована з білків і представляє правильний шестигранник. Навколо є оболонка, що вірус сторі з шматків клітинних мембран, які організм не атакує, так як це мембрани його власних клітин. Щоправда, ці мембрана інкрустована вірусними білками, тому імунна система вірус герпесу все-таки може розпізнати. «Згортання» в мембрану -- це спосіб захисту вірусу. Всередині білкового шестикутника знаходиться лінійна двуспіральная молекула ДНК. Нижче на малюнку праворуч зображена клітка, «Нафарширована» частинками дозріває вірусу. Вірус герпесу розмножується в клітинах кожного епітелію, але при розмноженні частинки вірусу інфікують нерви, і по нерву вірус проникає в спинний мозок. Там вірусна ДНК вбудовується в геном клітин корінців спинного мозку, тому, раз інфікуватися, людина несе в собі вірусну ДНК. Вилікувати його назавжди неможливо, хіба що разом з клітинами спинного мозку видалити. Час від часу геномні копії можуть синтезувати нові вірусні ДНК. Але якщо у людини добре працює Імунна система, то у нього є антитіла, які захищають його від цього вірусу. Ці антитіла не дають вірусу вибратися зі свого укриття. Але при ослабленні імунної системи, наприклад, при застуді, титр антитіл у крові падає, віруси виходять з клітин спинного мозку і по нерву добирається до кожного епітелію, і там він вже починає розмножуватися. Тому бульбашки, висипають у тих місцях, через які вірус потрапив в організм - найчастіше на обличчі, на губах - називають "застудою".

Близьким родичем вірусу герпесу є вірус вітрянки. Вітрянкою людина хворіє один раз у житті, звичайно в дитинстві. Все тіло дитини покривається герпетичних бульбашками; потім вірус вітрянки також поселяється в спинному мозку, і активація вірусу викликає запалення нервів і висипання на шкіри, які називаються оперізуючий лишай. Процес досить хворобливий і може позбавити людину працездатності на місяць.

папіломавірусу набагато менший, у порівнянні з вірусом герпесу. Принципово будова таке ж. Передається при безпосередньому контакті, в тому числі при статевому контакті. Папіломавірусу досить поширений; він викликає розростання епітелію (утворюються бородавки і папіломи). Деякі штами цього вірусу онкогенних - вони викликають рак шийки матки у жінок. Тобто, це форма раку, що передається статевим шляхом. Зараз розроблені вакцини, що оберігають людини від цієї форми раку.

Вірус імунодефіциту людини

Нижче на малюнку представлена модель і малюнок вірусу імунодефіциту челвоека (ВІЛ). Вірус викликає синдром прогресуючого імунодефіциту (СНІД). Вірусна частка містить кілька білкових оболонок, усередині яких знаходяться два молекули вірусної РНК. Цей вірус вражає лімфоцити, клітини, що захищають організм від інфекції. Руйнуючи лімфоцити, він позбавляє людину імунного захисту проти різних інфекцій. Саме супутні інфекції або пухлини, які розвиваються через ослаблення імунного захисту, є причиною смерті хворих СНІДом.

Життєвий цикл вірусу імунодефіциту людини характерний і для інших вірусів, що містять РНК, та вмонтовують свій РНК-овий геном в геном господаря.

Можна виділити наступні стадії:

-- Вірус прикріплюється до рецепторів на поверхні клітини.

-- Вірус проникає усередину клітини за допомогою цих рецепторів і "роздягається" - знімає з РНК білкову оболонку.

-- На вірусної РНК за допомогою ферменту зворотної транскриптази (ревертази) синтезує на РНК копію ДНК. Ревертаза входить до складу вірусної частки. Спочатку синтезується одна нитка ДНК, потім РНК в цьому комплексі руйнується РНКази, і синтезується друга нитка ДНК.

-- ДНК-копія вірусного генома проникає в ядро і вбудовується в геном клітини. Після цього вірус може там існувати кілька років, нічим себе не виявляючи. Це називається латентною фазою.

-- На вбудованої в геном господаря вірусної ДНК відбувається транскрипція, синтезуються вірусні білки. Вони запускають процеси, необхідні для обробки РНК і перетворення її в форму, яка входить до складу вірусних частинок. Потім відбувається збірка інфекційних частинок.

-- Нові вірусні частки виходять з клітин. Після деякого перетворення білків, що входять до складу Вариони, частка стає інфекційної ( "дозріває"), і цикл може повторитися знову.

Імовірність зараження ВІЛ при одноразовому впливі

Сексуальні контакти (вагінальні, анальні, оральні) 1,0%

Переливання крові та препаратів з неї> 90%

парентерально (забруднені медичні та ін інструменти) від 1,0% до 90%

Поранення медперсоналу забрудненими інструментами <0,5%

Перинатальне (вагітність, пологи) інфікування від 2-5% до 30%

Захисні кошти.

Для захисту від інфікування збудниками захворювань, що передаються статевим шляхом, використовують бар'єрні контрацептиви (чоловічі та жіночі презервативи), захисні креми і капсули (типу "Фарматекс" і "Патентекс", ефективно захищають від багатьох видів захворювань, застосовуються до контакту, дія починається через кілька хвилин після нанесення і триває кілька годин), рідини, що містять бактерицидні речовини (Гибітану, мірамістин та ін, застосовуються для профілактики відразу після контакту, спектр обмежений позаклітинними паразитами). До всіх засобів захисту додається інструкція, яку необхідно дотримуватися.

небактеріальних інфекції урогенітального тракту

Крім бактеріальних інфекцій статевим шляхом передаються також захворювання, що викликаються еукаріотичних організмами - найпростішими і грибами. До найбільш поширеним грибкових інфекцій, що передаються статевим шляхом, відноситься кандидоз (молочниця) - волає дріжджоподібні грибком роду Candida.

Запалення сечостатевого тракту викликати трихомонада - найпростіші одноклітинні. Як і всі еукаріоти, трихомонада має ядро, але, що цікаво, у неї немає мітохондрій. Енергозабезпечувальні органели трихомонади називаються гідрогеносомамі. Вони виділяють молекулярний водень і ефективні при недоліку кисню, коли аеробне дихання малодоступне. Гідрогеносоми є еволюційними похідними мітохондрій, і це доведено тим, що в них знайшли ДНК. Крім трихомонад, їх містять деякі інші найпростіші.

Трихомонада здатна поглинати інші мікроорганізми. На фотографії зображена внизу трихомонада з гонококами, які вона захопила. Вона при цьому захищає їх від дії антибіотиків, тому лікар завжди враховує, яке поєднання збудників виявлено. Спочатку потрібно вилікувати трихомоноз, і тільки потім бактеріальні інфекції.

Лікують ці інфекції з допомогою антибіотиків. Першим був виділений антибіотик з цвілевий гриба пеніціллум. Відкриття зробив наприкінці 1920-х рр.. Олександр Флемінг, сотрудінк лабораторії при лікарні в Лондоні (Нобелівська премія з медицині 1945). Антибіотик назвали пеніциліном, його застосування врятувало життя багатьох людей. Пеніцилін діє на мембрани бактерій. Він належить до класу бета-лактамних антибіотиків. У молекулі цих антибіотиків є так звана лактамні кільце. Воно імітує елемент бактеріальної клітинної стінки, тому ферменти, які будують клітинну стінку, зв'язуються з молекулою антибіотика і пригнічує. У клітинній стінці бактерії з'являються "дірки", і клітина може просто лопнути. До антибіотиків цієї групи відносяться також цефалоспорини.

Антибіотики інших груп, у тому числі тетрациклін, блокують різні етапи синтезу білків на мРНК. Вони діють тільки на дрібні прокаріотів рибосоми. У людини, також як і в інших еукаріотичних організмів, рибосоми великі. Але в мітохондріях містяться рибосоми прокаріотів типу, і тому цей клас антибіотиків пошкоджує мітохондрії. Звичайно в першу чергу страждають мітохондрії в клітинах, що працюють в середньому вусі, тому в якості ускладнень при лікуванні такими атібіотікамі може розвинутися глухота. При лікуванні необхідно дотримувати рекомендовані дози ліків, і не використовувати один за одним декілька антибіотиків з однаковим побічною дією.

Протигрибкові антибіотики впливають на мембрану клітин грибів, оскільки гриби - це еукаріоти, і на рибосоми у них впливати важко. Мембрани у них відрізняються від мембран людських клітин, тому можна блокувати її синтез.

Список літератури

М.В. ГУСЄВ, Л.А. Минеева. МІКРОБІОЛОГІЯ підручник для студентів біологічних спеціальностей університетів Видавництво Московського університету 1992 (http://phm.bio.msu.ru/edocs/micro/index.html )

Інформація по ЗПСШ (http://www.primer.ru/std/gallery_std/)

Мокеева Т.М. Захворювання, що передаються статевим шляхом. Біологія в школі, 1996, № 2.

"Любов земна ", Енціклoпедія" ABAНТА ", тому" Людина "(PDF, 274 Кб)

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://bio.fizteh.ru