Od prvih trenutaka života do posljednje minute ljudsko tijelo je u interakciji s vanjskim okolišem, što je neophodan uvjet za normalan rast i razvoj čovjeka.
Pod utjecajem gotovo bilo kojeg utjecaja dolazi do promjena u unutarnjem okruženju tijela u većoj ili manjoj mjeri, a sve njegove poznate reakcije usmjerene su na održavanje ili izjednačavanje njegovih parametara. Zovu se adaptivno-kompenzacijske reakcije(prilagodba- od lat. adaptacija, ovisnost), koji se temelje na adaptivno-kompenzacijskim mehanizmima. Ako intenzitet ili agresivnost čimbenika ne prelazi granice adaptivno-kompenzacijskih reakcija, tijelo se nosi bez veće štete. Duljim izlaganjem ti se mehanizmi uništavaju i bolest se razvija.
Vanjska okolina kao cjeloviti sustav uključuje velik broj različitih elemenata ili čimbenika koji se međusobno razlikuju u kvantitativnom i kvalitativnom smislu.
Fizički faktori. Na fizičke faktore odnositi se svi tipovi elektromagnetske vibracije prirodnog ili umjetnog podrijetla.
Najjači prirodni izvor elektromagnetskih vibracija u prirodi je Sunce. Zahvaljujući sunčevoj energiji odvijaju se svi biološki procesi na Zemlji. Raspon valnih duljina sunčevog zračenja proteže se od nekoliko djelića nm (gama zračenje) do metar dugih radio valova.
Od svih sunčevih zračenja u vidljivom području, najsnažniji je biološki učinak ultraljubičasto radijacija. Ima izraženo eritemsko djelovanje, tj. izaziva crvenilo ljudske kože s naknadnim stvaranjem pigmenta. Ovo nije ništa drugo nego zaštitna reakcija tijela od pregrijavanja. Dakle, izravno izlaganje ultraljubičastom zračenju na živi organizam daleko je od sigurnog.
Prirodno prirodni izvori EMP mogu se podijeliti u dvije skupine. Prvi uključuje konstantu Zemljina električna i magnetska polja, do drugog - Radio valovi, koje stvaraju kozmički izvori (Sunce, zvijezde), kao i električnih procesa u atmosferi, kao što su udari groma. Raspon frekvencija jako varira.
Različiti ljudi različito reagiraju na EMF jer imaju različitu osjetljivost na njih. Neki ljudi uopće ne primjećuju magnetske oluje, dok drugi, naprotiv, osjete čak i manje promjene u elektromagnetskim poljima.
Umjetni izvori elektromagnetsko zračenje su radio stanice, radarske stanice, visokonaponske vodove i mnoge druge prijenosna tehnička sredstva. Emitiraju energiju u vrlo širokom rasponu valnih duljina - od milimetara do nekoliko desetaka i stotina metara. Osobito jaki učinci opažaju se u blizini izvora zračenja.
Kemijski faktori. Ljudi naširoko koriste kemikalije u proizvodnji te u svakodnevnom životu (konzervansi, sredstva za pranje, čišćenje, dezinfekciju, kao i sredstva za bojanje i lijepljenje raznih predmeta).
Korištene sve kemikalije kod kuće, u malim količinama sigurni su za zdravlje. Međutim, kršenje pravila za njihovu uporabu može imati negativan učinak na tijelo.
Treba uključiti i kemikalije lijekovi, koje liječnici propisuju za razne bolesti. Mnogi moderni lijekovi dolaze u obliku raznobojnih dražeja i imaju vrlo atraktivan izgled, pa ih djeca često brkaju s bombonima. U međuvremenu, dovoljna je samo jedna tableta da kod djeteta izazove ozbiljno trovanje, opasno po život.
Biološki faktori. Oblici postojanja žive tvari na Zemlji iznimno su raznoliki: od jednostaničnih protozoa do visoko organiziranih bioloških organizama. Svi poznati mikroorganizmi mogu se podijeliti u tri skupine: potpuno siguran za ljude(saprofiti), s njima smo stalno u kontaktu, ali to nikada ne uzrokuje bolesti; definitivno štetno odnosno opasno za ljudsko zdravlje (susret s njima uvijek je pun razvoja zarazne bolesti, međutim, to se događa kada tijelo nema odgovarajuću zaštitu); uvjetno patogeni(to su mikroorganizmi koji u normalnim uvjetima ne uzrokuju nikakve bolesti kod ljudi, ali kada je organizam oslabljen zbog prehlade ili kronične bolesti, pothranjenosti, nedostatka vitamina, stresa, umora i sl. mogu izazvati bolesti). Odabrana grupa posebno opasno mikroorganizama koji uzrokuju teške bolesti kod ljudi. To su, primjerice, uzročnici malih boginja, kuge, kolere, tularemije, antraksa i dječje paralize.
Društveni čimbenici. Društveni čimbenici povezani su sa životima ljudi, s njihovim odnosom jednih prema drugima i prema društvu. Revolucionarne promjene gotovo uvijek uzrokuju socijalnu napetost u društvu, što može imati negativan utjecaj na pojedinca i društvo u cjelini. I naprotiv, miran, progresivan, evolucijski razvoj društva i društvenih odnosa jamči mirno, kreativno okruženje i smanjenje utjecaja čimbenika društvene prirode na zdravlje čovjeka.
Mentalni faktori. Okolinski čimbenici koji imaju mentalni prizvuk povezani su s određenim aspektom ljudskog života. Ponašanje osobe u različitim situacijama, njegova percepcija okolne stvarnosti, njezina emocionalna boja, priroda ponašanja osobe u određenoj situaciji, formiranje njegove osobnosti usko su povezani s čimbenicima vanjskog i unutarnjeg okruženja i njihovom interakcijom sa svakim. drugo.
Provedba ideja mentalnog i socijalnog zdravlja zahtijevat će od svake osobe preispitivanje osobnih kvaliteta kao što su aktivnost i odgovornost, a od društva preispitivanje utvrđenih prioriteta i tradicija u području odgoja i obrazovanja, rada i slobodnog vremena.
Kritična razdoblja razvoja. Jedan od glavnih obrazaca razvoja je heterokronija - formiranje anlaga organa u različito vrijeme i različit intenzitet njihovog razvoja.
Prvo kritično razdoblje je na početku ili u sredini drobljenja;
Drugi je na početku gastrulacije;
Treći se podudara s formiranjem rudimenata svih organa.
Implantacija (6-7 dana nakon začeća)
Placentacija (kraj 2 tjedna trudnoće)
Perinatalno (porođaj)
U ovim stadijima embrij je posebno osjetljiv na nedostatak kisika, visoke ili niske temperature, mehanički stres itd. Tijekom kritičnih razdoblja metabolizam embrija se jako mijenja, disanje se naglo povećava, sadržaj RNA se mijenja, a stvaraju se novi, prethodno odsutni proteini. se imunološki otkrivaju. Istodobno, stopa rasta pada. Kritična razdoblja podudaraju se s aktivnom morfološkom diferencijacijom, s prijelazom iz jednog razdoblja razvoja u drugo, s promjenom uvjeta postojanja embrija. (prijelaz zigote do fragmentacije, početak gastrulacije, implantacija blastociste u stijenku maternice (u sisavaca)). Kritično razdoblje u tijelu novorođenčeta povezano je s oštrom promjenom životnih uvjeta i restrukturiranjem aktivnosti svih tjelesnih sustava.
Teratogeneza- pojava malformacija pod utjecajem čimbenika okoline (teratogeni čimbenici) ili kao posljedica nasljednih bolesti.
Teratogeni čimbenici uključuju lijekove, lijekove i mnoge druge tvari. Učinak teratogenih čimbenika ovisi o dozi. Ovisnost teratogenih učinaka o dozi može varirati među različitim vrstama. Za svaki teratogeni čimbenik postoji određena granična doza teratogenog djelovanja. Obično je 1-3 reda veličine niža od smrtonosne. Razlike u teratogenim učincima kod različitih bioloških vrsta, kao i kod različitih predstavnika iste vrste, povezane su s karakteristikama apsorpcije, metabolizma i sposobnosti tvari da se širi u tijelu i prodire u placentu. Osjetljivost na različite teratogene čimbenike može se promijeniti tijekom fetalnog razvoja. U slučajevima kada uzročnici infekcije imaju teratogeni učinak, granična doza i priroda djelovanja teratogenog faktora ovisna o dozi ne može se procijeniti.
Glavni nedostaci u razvoju
Malformacije središnjeg živčanog sustava
Malformacije središnjeg živčanog sustava klasificiraju se kao poligene bolesti.
Preferanskaja Nina Germanovna
Izvanredni profesor, Odsjek za farmakologiju, Farmaceutski fakultet, Prvo moskovsko državno medicinsko sveučilište nazvano po. IH. Sechenova, dr. sc.
Idiosinkrazija nastaje kada se supstanca (sredstvo) uzima prvi put, a ne razvije se imunitet, ne stvaraju se antitijela i ne dolazi do reakcije “AG + AT”. Na primjer, kongenitalna abnormalnost enzima pseudokolinesteraze produljuje učinak relaksacije mišića suksametonij jodida (Ditilin). Kod određenog broja bolesnika s nasljednim nedostatkom enzima glukoza-6-fosfat dehidrogenaze može doći do hemolize crvenih krvnih stanica pri primjeni lijeka protiv malarije Primaquine ili antibiotika Chloramphenicol.
Alergijske reakcije jedan su od najčešćih negativnih učinaka lijekova. Mnogi od njih ( antibiotici, sulfonamidi, pripravci inzulina itd.) prilikom ulaska u organizam preosjetljivih osoba dovode do stvaranja i nakupljanja specifičnih protutijela. Ponovljenom primjenom ovih lijekova dolazi do interakcije s protutijelima i kao rezultat toga dolazi do alergijskih reakcija. Alergija na lijekove uzrokovana je kršenjem imunoloških svojstava tijela, to je stečena povećana osjetljivost tijela na lijekove. Javlja se u obliku alergijskih reakcija neposrednog ili odgođenog tipa. Neposredne alergijske reakcije uključuju urtikariju, Quinckeov edem, peludnu groznicu, bronhijalnu astmu, serumsku bolest i anafilaktički šok izazvan lijekovima. Javljaju se tijekom ponavljanih ciklusa terapije, nekoliko minuta (≈20-30 minuta) nakon uzimanja lijeka. Od neposrednih alergijskih reakcija najopasniji je anafilaktički šok. Anafilaktički šok je brzo razvijajuća reakcija tijela na ponovljenu primjenu lijeka u prisutnosti preosjetljivosti na ovaj lijek. Simptomi: bol u prsima, oticanje grkljana, bronhospazam i gušenje, snižen krvni tlak i oslabljen rad srca, moguć gubitak svijesti. Ako se pomoć ne pruži na vrijeme, može doći do smrti tijela. Trenutne alergijske reakcije mogu izazvati antibakterijski lijekovi (osobito primjena penicilinskih antibiotika), nesteroidni protuupalni lijekovi, anestetici, primjena seruma i cjepiva.
Odgođene alergijske reakcije razvijaju se 24-48 sati ili više nakon ponovljene primjene lijeka na koji je tijelo osjetljivo. Senzibilizacija(latinski sensibilis - osjetljiv) naziva se imunološki posredovana povećana osjetljivost organizma na egzogene ili endogene antigene. To uključuje: alergije na lijekove, uzrokujući citotoksični učinak u obliku dermatitisa, vaskulitisa, flebitisa, alergijske reakcije na Mantoux i Pirquet testove.
Negativni učinci lijekova također uključuju "sindrom ustezanja" —apstinencija (lat. abstinentia - uzdržavanje), tjelesno i psihičko stanje bolesnika nakon naglog ili potpunog prekida terapije ovisno o lijekovima. Sindrom ustezanja može se pojaviti nakon prestanka uzimanja opioidnih narkotičkih analgetika (Morfin, Trimeperidin); hormonski lijekovi (inzulin, glukokortikosteroidi); antihipertenzivni lijek "Klonidin", adrenergički blokator "Anaprilin" i neki psihotropni lijekovi.
All-Union Health Organization (WHO) razmatra sve slučajeve nuspojava na tijelo registriranih lijekova. Prema definiciji SZO, nuspojava- to su neočekivani štetni (pogubni) učinci koji se javljaju pri primjeni doza lijeka preporučenih za prevenciju i liječenje bolesti. S jednom primjenom lijeka, nuspojave se možda neće razviti, neće se manifestirati i neće se otkriti ni na koji način. Uz dugotrajnu upotrebu lijekova, neželjena nuspojava može izazvati razne komplikacije, uklj. pogoršanje nasljednih bolesti. Nuspojave povezane s primjenom lijekova razlikuju se u:
- neželjene (negativne) reakcije;
- ozbiljne nuspojave (koje dovode do raznih komplikacija, invaliditeta, prijetnje ljudskom životu ili smrti);
- nepredvidive nuspojave;
- ozbiljne neočekivane nuspojave.
Nazivaju se nuspojave koje se javljaju pri primjeni lijekova u dozama većim od terapijskih otrovan U pravilu je to povezano s predoziranjem određenog lijeka.
Prema međunarodnoj klasifikaciji postoje 4 vrste negativnih nuspojava ili neželjenih reakcija na lijekove.
Tip A- predvidljive reakcije tijela na primijenjeni lijek. U pravilu su to nuspojave ovisne o dozi, javljaju se u 75% svih nuspojava i otprilike se javljaju u više od 1 na 100 bolesnika. Te su reakcije povezane s interakcijama lijekova, apsolutnim, relativnim predoziranjem i individualnim karakteristikama tijela. Smrtnost pacijenata je niska.
Tip B- nepredvidive reakcije organizma u pravilu su rijetke i javljaju se samo kod osjetljivih osoba. To su reakcije neovisne o dozi, u ~ 25% slučajeva nepoznatog podrijetla, imunološke ili neimunološke (imunopatije, enzimopatije, idiosinkrazije, senzibilizacija, preosjetljivost). Pojava takvih reakcija je manja od 1 na 1000 bolesnika, visoka smrtnost.
Vrsta C— reakcije tijela povezane s dugotrajnim liječenjem bolesti. Postoji sindrom povlačenja, nakupljanje, ovisnost o drogama, suzbijanje proizvodnje endogenih tvari. Dijagnosticiranje takvih reakcija je teško.
Vrsta D- teške ireverzibilne nuspojave na primijenjeni lijek. U pravilu se najčešće uočavaju odgođeni učinci: mutagenost, karcinogenost i teratogenost. Izuzetno je teško predvidjeti takve reakcije tijela. Trenutno se svi lijekovi koji su registrirani testiraju na gore navedene ireverzibilne nuspojave.
Istovremena uporaba nekoliko lijekova s malo predvidljivim rezultatima njihove zajedničke interakcije može dovesti do polifarmacija(grč. poli, polys - mnogo, pragma - djelovanje). Pacijentima starijim od 60 godina često se dijagnosticira nekoliko bolesti istovremeno. Obično liječnik propisuje ne više od 3-5 lijekova. Primjena 3-5 lijekova istovremeno dovodi do razvoja nuspojava u 4% bolesnika. Primjena 16-20 lijekova istovremeno može uzrokovati razvoj nuspojava u 54% slučajeva.
Toksični učinak također se javlja kod apsolutnog ili relativnog predoziranja lijekovima i očituje se značajnim, ponekad reverzibilnim poremećajem funkcija pojedinih organa ili organskih sustava. Apsolutno predoziranje nastaje povećanjem viših, dnevnih i tečajnih doza, a relativno predoziranje nastaje kada se osobama s oštećenjem jetre i bubrega propisuju srednje (uobičajene) doze, što je praćeno nakupljanjem iskorištene djelatne tvari u organizmu, jer usporava se njegova inaktivacija i oslobađanje iz tijela. Dobro je poznato toksično djelovanje aminoglikozidnih antibiotika (streptomicin, kanamicin) na slušni živac, kada je zahvaćen osmi par kranijalnih živaca i ototoksični učinak. Pacijenti doživljavaju gubitak sluha, buku, zvonjenje ili začepljenost u ušima, sve do gluhoće.
Toksični učinci, osim općih i lokalnih, mogu se označiti i kao usmjereni na određene organe: neuro-, nefro-, hepato-, hemato- ili kardiotoksični učinci itd.
Na neurotoksični učinak oštećena su tkiva živčanog sustava (CNS, periferni živčani sustav). Primjer neurotoksičnog učinka je štetno djelovanje lokalnog anestetika "Novocain" na središnji živčani sustav i antiaritmika klase 1A "Novocainamida", koji je sličan po kemijskoj strukturi. Kod intravenske primjene moguća je vrtoglavica, motorička agitacija ili neugodni osjećaji (obično u ekstremitetima), parestezije koje se očituju utrnulošću, trncima, pečenjem ili učinkom "puzanja". Antibiotik "cikloserin", koji se koristi za liječenje bolesnika s tuberkulozom, može uzrokovati razvoj psihoza, halucinacija i pseudoepileptičkih napadaja.
Antibiotici iz skupine aminoglikozida uzrokuju nefrotoksični učinak . Pri primjeni može doći do oštećenja glomerularnog aparata ili tubularnog sustava nefrona bubrega. polimiksini i još cefalosporini .
Hepatotoksični učinak- oštećenje jetrenog parenhima i poremećaj njegove metaboličke funkcije, itd. Na primjer, kada se koristi Metacycline, Rifampicin.
Hematotoksični učinak(inhibicija hematopoeze) imaju većinu citostatici, jer imaju izravan inhibitorni učinak na tkiva koja se brzo množe, itd. na hematopoetski sustav (koštanu srž). Ovaj toksični učinak javlja se samo kod resorptivne primjene kloramfenikola (kloramfenikola). Nakon lokalne primjene lijekova koji sadrže kloramfenikol: 0,25% otopina kloramfenikola u kapima za oči, 1% oftalmološki liniment, sintomicinski liniment koji sadrži racemsku smjesu (1 dio kloramfenikola + 1 dio njegovog desnorotirajućeg izomera), kombiniranu mast "Levomikol" i antibakterijski aerosol. "Olazol", takve nuspojave se ne pojavljuju.
Kod propisivanja lijekova trudnicama moguć je negativan učinak na fetus u razvoju. Ovi negativni učinci javljaju se pri korištenju lijekova koji prodiru kroz placentarnu barijeru. Najozbiljniji su teratogeni i embriotoksični učinci.
Teratogeni učinak(grč. teras - nakaza) očituje se urođenim deformacijama koje se razvijaju kao posljedica utjecaja određenih lijekova na plod (najopasnije razdoblje je od 3. do 12. tjedna trudnoće). Poznata je povijest uporabe sedativa i hipnotika talidomida u nekim stranim zemljama. Žene koje su uzimale ovaj lijek u prvoj trećini trudnoće rodile su djecu s urođenim deformacijama (defekti udova, njihova nerazvijenost, srčane mane, bubrežne mane, disfunkcija gastrointestinalnog trakta i drugih organa). Poznati su slučajevi deformiteta uslijed uporabe određenih hormonski lijekovi , antibiotici . Kako bi se spriječili teratogeni učinci, preporuča se suzdržati se od uzimanja lijekova u prva tri mjeseca trudnoće, osobito dok se djetetovi organi razvijaju.
Embriotoksični učinak PM očituje se kršenjem razvoja embrija, procesa implantacije (1-2 tjedna trudnoće) i formiranja posteljice (3-6 tjedana). Kao rezultat embriotoksičnog učinka, trudnoća se ili ne razvija ili završava spontanim pobačajem.
Fetotoksični učinak povezana s promjenama u funkciji organa i sustava fetusa, kao i metabolizma u razdoblju od 9 do 38 tjedana.
Mutageni učinak povezana s trajnim oštećenjem zametne stanice tijekom embriogeneze i njezinog genetskog aparata (do 12 tjedana trudnoće). Mutacije se mogu pojaviti u zametnim stanicama, mijenjajući genotip potomaka. Mutacije u somatskim stanicama mogu dovesti do razvoja malignih tumora (kancerogeno djelovanje).
Sigurnost lijekova mora se proučavati u svim fazama promocije lijekova na farmaceutskom tržištu (čak i nakon pažljivo provedenih pretkliničkih i kliničkih ispitivanja). Samo službeno odobrenje za uporabu lijeka ne jamči njegovu sigurnost za sve pacijente.
Određene toksične tvari, kada se unose u organizam životinja s hranom ili kao posljedica tretmana, mogu negativno utjecati na reproduktivnu funkciju životinja, uzrokujući embriotoksične, teratogene i gonadotoksične učinke. Iz tog razloga, otrovne tvari koje životinje mogu konzumirati kontinuirano ili tijekom određenog vremenskog razdoblja treba ispitati na embriotoksičnost, teratogenost i gonadotoksičnost. Također je preporučljivo testirati određene lijekove i premikse na te učinke ako se opetovano koriste.
Embriotoksični učinak. To je sposobnost ispitivane tvari da ima negativan učinak na embrije u razvoju. U medicinskoj toksikologiji proučava se embriotoksični učinak na ženkama bijelih štakora, kojima se lijek daje oralno kroz sondu ili s hranom tijekom cijele trudnoće. 17-19 dana trudnoće, čiji se početak određuje rezultatima istraživanja vaginalnih razmaza, štakori se ubijaju, broji se broj fetalnih vrećica, žutog tijela u jajnicima, živih i mrtvih fetusa. Usporedbom rezultata ovih istraživanja u pokusnoj i kontrolnoj skupini utvrđuje se stupanj embriotoksičnog djelovanja lijeka. Dio gravidnih štakora iz pokusnih skupina ostavlja se za okot, pri čemu se u obzir uzima trajanje trudnoće, broj fetusa, njihova težina, duljina tijela novorođenih štakora, njihov razvoj (povećanje dužine i težine preko određeno vremensko razdoblje, vrijeme otvaranja očiju, pokrivanja dlakom, početka samostalnog kretanja po kavezu i uzimanja hrane). Osim toga, uzima se u obzir stopa preživljavanja mladunaca štakora i njihova raspodjela po spolu. Istodobno primjećuju: selektivnu embriotoksičnost - učinak se očituje u dozama koje nisu toksične za majčino tijelo; opća embriotoksičnost - manifestira se istodobno s razvojem intoksikacije majčinog tijela; odsutnost embriotoksičnosti - učinak se ne opaža sa znakovima intoksikacije majčinog tijela (Medved, 1968).
Ne postoje metodološki pristupi određivanju embriotoksičnih svojstava veterinarskih lijekova.
U prvim fazama čini se uputnim koristiti i bijele štakore kao model, budući da su pokusi na domaćim životinjama teški zbog dugog razdoblja gestacije i relativno malog broja jedinki u leglu (s iznimkom svinja). Ako se utvrdi da ispitivani spojevi imaju opću ili selektivnu embriotoksičnost, pokusi se provode na životinjama, prvenstveno na svinjama. Ovisno o namjeni i načinu primjene lijekove je preporučljivo davati s hranom, intramuskularno ili kutano.
Teratogeni učinak. To je radnja koja remeti formiranje fetusa tijekom njegovog embrionalnog razvoja. Manifestira se u obliku deformacija. Teratologija kao znanost razvila se nakon slučajeva talidomida, lijeka koji su trudnice u zapadnoj Europi obilato koristile kao sredstvo za spavanje i sedativ. Kao rezultat toga, zabilježeno je rođenje djece s kongenitalnim malformacijama.
U medicinskoj toksikologiji teratogeni učinak pesticida utvrđuje se na bijelim štakorima. Da bi se to postiglo, lijek se životinjama daje oralno svaki 1 dan tijekom trudnoće. Neke životinje u pokusnim skupinama ubijaju se 17-20. dana gravidnosti, a druge ostavljaju do poroda. Prilikom otvaranja uginulih štakora utvrđuje se prosječan broj žutih tijela po ženki, normalno i nepravilno razvijajućih embrija, kao i resorbiranih fetusa.
Tijekom prirodnog poroda uzima se u obzir broj okoćenih ženki, rođeno potomstvo, uključujući i mrtvorođenčad, utvrđuje se prosječna težina potomaka, duljina tijela, udova i druge morfološke značajke (Medved, 1969).
Teratogeni učinak lijekova na domaće životinje nije proučavan.
Kada se pojavi teratogeni učinak, moguće su sljedeće deformacije: odsutnost mozga (anencefalija); nerazvijenost mozga (mikrocefalija); povećani sadržaj cerebrospinalne tekućine u ventrikulama mozga (hidrocefalus); cerebralna kila (encefalocelija); cijepanje lukova prvih kralježaka (spina bifida). Osim toga, moguće su abnormalnosti u drugim organima: odsutnost očiju (anoftalmija); imati jedno oko (ciklopija); napuknuta usna; rascjep nepca; odsutnost udova (peramilija); odsutnost repa; skraćivanje repa i sl.
Gonadotoksični učinak. Pri proučavanju gonadotoksičnog učinka, učinak lijeka koji se proučava određuje se odvojeno na genitalnom području žena i muškaraca. Pokusi se provode na bijelim štakorima. Proučava se učinak lijeka na estrusni ciklus i oogenezu kod žena, a kod muškaraca na pokretljivost, morfologiju, otpornost spermija i spermatogenezu.
Estrusni ciklus se utvrđuje pregledom vaginalnih briseva. Da biste to učinili, zagrijana fiziološka otopina (2-3 kapi) ubrizgava se u vaginu pomoću kapaljke za oči, prolazi kroz pipetu nekoliko puta, a zatim se ubrizgava natrag u vaginu. Nakon ovog postupka pripremaju se vaginalni razmazi pomoću stakalca, fiksiraju se na plamenu i boje 1 minutu s 1% vodenom otopinom metilenskog modrila. Razmaz se promatra pod mikroskopom pri malom povećanju.
Razlikuju se sljedeće glavne faze estrusnog ciklusa:
faza proestrusa (pre-estrusa) traje nekoliko sati i karakterizirana je prevladavanjem epitelnih stanica u razmazima;
Faza estrusa (estrusa) traje 1-2 dana. U ovoj fazi uglavnom su prisutne keratinizirane poligonalne stanice (ljuske);
metestrus (nakon curenja) traje 1-2 dana i karakteriziran je prisutnošću epitelnih stanica i leukocita zajedno s ljuskama;
Faza diestrusa (faza odmora između grijanja) karakterizirana je prisutnošću leukocita i sluzi. Trajanje ove faze jednako je polovici cijelog ciklusa.
Promjene u trajanju faza estralnog ciklusa ili prirode stanica u njegovim različitim fazama pokazatelj su učinka ispitivane tvari.
Za proučavanje učinka kemikalije na oogenezu pripremaju se histološki rezovi jajnika i određuju se stadiji razvoja folikula u pokusnoj i kontrolnoj skupini životinja.
Pri proučavanju gonadotoksičnog učinka lijekova na muškarce utvrđuje se omjer pokretnih i nepokretnih spermija, prisutnost patoloških oblika, njihova otpornost i faze spermatogeneze (Medved, 1969).
Mutageni učinak. Neke kemikalije ometaju prijenos genetskih informacija, zbog čega se mogu pojaviti mutanti - jedinke s karakteristikama koje nisu karakteristične za određenu vrstu. Stoga je proučavanje mutagenih svojstava pesticida i drugih kemikalija jedna od nužnih faza toksikoloških istraživanja. U nizu zemalja se u tu svrhu koristi screening test - Amesov test. Kao testni organizmi koriste se pojedini sojevi bakterija iz skupine Salmonella, koji su vrlo osjetljivi na kemijske mutante. U prisutnosti potencijalne mutagenosti kemijske tvari koja se proučava, dolazi do cijepanja gena i broj kolonija na čvrstom hranjivom mediju naglo se povećava. Međutim, mutagenost kemijske tvari otkrivena ovim testom ne može se smatrati apsolutnom, budući da više životinje imaju snažne obrambene sustave koji štite stanice odgovorne za prijenos genetskih informacija od učinaka vanjskih čimbenika, uključujući kemikalije. U mnogim slučajevima, kemikalija se može detoksificirati pomoću enzimskih sustava prije nego što dosegne cilj.
Doslovni prijevod izraza "teratogeneza" znači "rađanje čudovišta" od grčke riječi teras, što znači "čudovište".
Teratogen je učinak kemijskih tvari na tijelo majke, oca ili fetusa, praćen značajnim povećanjem vjerojatnosti strukturnih i funkcionalnih poremećaja u potomstvu. Tvari s teratogenim djelovanjem nazivaju se teratogenima.
Velik broj tvari unesenih u tijelo oca ili majke u različitim razdobljima u dovoljno velikim dozama može izazvati teratogenezu. Stoga se teratogenima u užem smislu riječi trebaju nazivati samo toksikanti koji uzrokuju učinak u koncentracijama koje nemaju zamjetan učinak na organizam roditelja.
Postoje četiri vrste patologija fetalnog razvoja: smrt, deformacije, zastoj u rastu i funkcionalni poremećaji.
Djelovanje toksikanta, popraćeno smrću embrija, često se naziva embriotoksični (embriotropni).
Tijekom proučavanja teratogeneze identificiran je niz obrazaca, a glavni su:
1. Značajke toksikokinetike. Samo one tvari koje dobro prodiru kroz placentarnu barijeru imaju teratogeni učinak na fetus. Neke tvari, na primjer, nikotin, povećavaju propusnost ove barijere čak i za one tvari koje u normalnim uvjetima ne prolaze kroz nju.
Mnogi teratogeni podliježu bioaktivaciji u majci ili fetusu kao rezultat biotransformacije.
2. Genetska predispozicija.
3. Kritična razdoblja osjetljivosti. To je zbog činjenice da se proces formiranja različitih organa, organskih sustava i tkiva odvija u različitim razdobljima razvoja fetusa. Vrsta oštećenja uzrokovana supstancom određena je stupnjem fetalnog razvoja i specifičnim vremenom izloženosti. Za razvoj različitih organa, "kritična razdoblja" se promatraju u različitim vremenima nakon začeća. Kritična razdoblja s vrlo visokom osjetljivošću ljudskog embrija na vanjske utjecaje su 3 tjedna razvoja (prije implantacije) i 4-7 tjedana (stvaranje posteljice).
4. Ovisnost djelovanja o dozi. Većina teratogena ima niski prag doze, ispod kojeg tvar ne pokazuje toksična svojstva. Očigledno, pojava razvojnih nedostataka uključuje oštećenje određenog kritičnog broja stanica, iznad onoga što je embrij u stanju brzo nadoknaditi. Ako je broj oštećenih stanica ispod te razine, djelovanje otrovne tvari proći će bez posljedica, ako je znatno veći, dolazi do smrti ploda.
Mehanizmi djelovanja teratogena.
Teratogeni učinak nastaje kada toksikant u određenoj dozi djeluje na osjetljivi organ tijekom određenog razdoblja njegova formiranja. Identificirani su mnogi mehanizmi pomoću kojih tvari uzrokuju štetne učinke. Među njima su:
-stvaranje mutacija (mutagena); Utvrđeno je da je oko 20% - 30% poremećaja fetalnog razvoja uzrokovano mutacijama u zametnim stanicama roditelja, te nasljednim mutacijama; mutacije somatskih stanica fetusa u ranim fazama njegovog formiranja također su izuzetno opasne, jer promijeniti dovoljan broj stanica koje se dijele.;
- oštećenje kromosoma- fenomen loma ili spajanja kromosoma; Ovi poremećaji, prema suvremenim procjenama, uzrok su oko 3% poremećaja razvoja ploda;
- oštećenje mehanizama za popravak(na primjer, zbog inhibicije aktivnosti određenih enzima);
-poremećaj biosinteze vitalnih molekula;
- poremećaji energetskog metabolizma stanica;
- oštećenje staničnih membrana;
Teratogeni su također tvari koje sprječavaju ulazak u majčino tijelo molekula prekursora i supstrata potrebnih za plastični metabolizam. Kršenje prehrane - nedostatak u prehrani vitamina i minerala, uzrokuje usporavanje rasta fetusa, njegovu smrt i dovodi do teratogeneze. U ovom slučaju promjene u fetusu pojavljuju se ranije nego problemi u zdravlju majke. Najpoznatiji primjer je endemski kretenizam, karakteriziran usporavanjem tjelesnog i mentalnog razvoja u regijama s niskim sadržajem joda u vodi i tlu. Stanja nedostatka mogu se razviti kada u tijelo uđu analozi ili antagonisti vitamina, aminokiselina, nukleinskih kiselina itd. Neke tvari blokiraju protok esencijalnih elemenata u tijelo majke i fetusa. Na primjer, kronično trovanje cinkom prati značajno smanjenje unosa bakra, koji je, kao što je poznato, esencijalni element.
Teratogeni učinak daje:
Metil živa (atrofija mozga, mentalna retardacija);
Olovo (oštećenje CNS-a);
Poliklorirani bifenili (niska porođajna težina novorođenčadi, promjena boje kože);
Etilni alkohol (kašnjenje fizičkog i mentalnog razvoja);
Komponente duhanskog dima (gubitak težine u novorođenčadi);
Arsen (smanjena porođajna težina, nedostaci u razvoju).
Trenutačno su teratogena svojstva pronađena u nekoliko stotina kemijskih tvari.
Karcinogeni su kemijske tvari čija izloženost značajno povećava učestalost tumora ili skraćuje razdoblje njihova razvoja kod ljudi ili životinja.
Sudbina ovih tvari u tijelu, kao i drugih ksenobiotika, podložna je općim zakonima toksikokinetike. Međutim, oni imaju niz osobitosti u svom učinku na tijelo. Dakle, učinci koji se razvijaju pod njihovim utjecajem su odgođene prirode i, u pravilu, posljedica su dugotrajnog kumulativnog djelovanja u malim dozama. Djelovanje skupine tvari koje se razmatraju u odnosu na molekule koje su nositelji nasljeđa je u određenoj mjeri jedinstveno.
Trenutno je oko 20 tvari koje se široko koriste u industriji klasificirano kao karcinogeni za ljude (međutim, taj popis stalno raste). Osim toga, uvjerljivo je dokazano da je rad u brojnim djelatnostima povezan s rizikom od karcinogeneze, iako konkretni uzroci (tvari) koji izazivaju proces nisu utvrđeni. To su proizvodni pogoni za sintezu amina (rak mokraćnog mjehura), preradu proizvoda od kroma (rak pluća), kadmija (rak prostate), nikla (rak nosne sluznice i pluća), gume (rak pluća), rudnici hematita. (rak pluća). Podaci o smrtnosti od neoplazmi povezanih s profesionalnim aktivnostima su kontradiktorni. Prema američkim stručnjacima, može se kretati od 5 do 20% svih smrti od raka u ovoj zemlji.
U nekim slučajevima karcinogeneza je rezultat kombiniranog djelovanja ksenobiotika. Dakle, vodeći kancerogeni faktor za ljude je duhanski dim. Dokazano je da je oko 90% slučajeva raka pluća posljedica prekomjernog pušenja. Do 30% smrti od raka mjehura i probavnog sustava također je povezano s ovom navikom.
Neke tvari prirodnog podrijetla, poput aflatoksina, imaju kancerogena svojstva (provociraju razvoj raka jetre). Visoke razine aflatoksina nalaze se u prehrambenim proizvodima koje konzumiraju stanovnici nekih regija svijeta (Afrika, Istočna Azija). Ovdje te tvari ulaze u ljudski organizam u dozama koje su višestruko veće od onih koje su kancerogene za pokusne životinje.
Indukcija rasta tumora kemikalijama je složen proces koji se sastoji od više faza, uključujući interakciju okolišnih i endogenih čimbenika. Značajka kemijske karcinogeneze je dugo razdoblje koje dijeli djelovanje tvari koja uzrokuje rast tumora od pojave tumora. Duljina razdoblja ne može se objasniti sporim procesom sazrijevanja tumora, tj. pretvarajući je iz mikro u makro formaciju. Tijekom tog razdoblja u “oštećenoj” stanici odvijaju se složeni procesi, čiji tijek ponekad nije moguć bez djelovanja dodatnih tvari (ili čimbenika), koji u konačnici dovode do njezine neoplastične transformacije. Karcinogeneza prolazi kroz nekoliko faza prije nego što se sam tumor konačno formira. U pokusima se u pravilu razlikuju tri stupnja razvoja tumora: inicijacija, promocija i progresija.
Mutacije su nasljedne promjene u genetskim informacijama pohranjenim u DNK stanica. Različiti čimbenici kemijske i fizičke prirode mogu izazvati mutacije. Najviše su proučavani učinci ionizirajućeg zračenja i tvari kao što su sumporni i dušični iperiti, epoksidi, etilenimini, metil sulfonat itd. Kemikalije koje mogu izazvati mutacije nazivaju se mutageni.
Glavne vrste mutacija uzrokovanih kemikalijama su: 1) točkasta mutacija povezana s modifikacijom jednog nukleotida u strukturi DNA (zamjena nukleotida, gubitak nukleotida iz lanca, uključivanje dodatnog nukleotida u lanac); 2) kromosomske aberacije, t.j. promjene u strukturi kromosoma (lomovi u molekulama DNA, translokacije fragmenata DNA) ili broja kromosoma u stanici.
Neke kemijske tvari mogu uzrokovati mutacije samo u onim stanicama koje su u određenoj fazi ciklusa, to su takozvane tvari specifične za ciklus. Drugi djeluju na genetski aparat bez obzira na to u kojem se razdoblju staničnog ciklusa stanica nalazi (ciklo-nespecifični). Ova posebnost u djelovanju tvari određena je mehanizmom kojim toksikant oštećuje DNA (vidi gore). Ciklo-nespecifični mutageni uključuju one koji mogu izazvati kemijsko oštećenje nukleotida (agensi za alkiliranje i kemijski modifikatori nukleotida). Svi ostali mutageni su ciklo-specifični.
Reproduktivna funkcija provodi se kao složeni slijed fizioloških procesa koji se odvijaju u tijelu oca, majke i fetusa. Toksikanti mogu imati negativan učinak u bilo kojoj fazi funkcije.
Štetni učinci toksikanata (i njihovih metabolita) na muške i ženske organe reproduktivnog sustava mogu biti posljedica ili kršenja mehanizama fiziološke regulacije njihovih funkcija ili izravnih citotoksičnih učinaka.
Tvari za koje se sumnja da ometaju reproduktivne funkcije:
| 1. Steroidi - androgeni, estrogeni, progestini 2. Antitumorski lijekovi - alkilirajuća sredstva, antimetaboliti, antibiotici 3. Psihoaktivni lijekovi, tvari koje djeluju na središnji živčani sustav - hlapljivi anestetici (halotan, enfluran, metoksifluran, kloroform) 4. Metali i elementi u tragovima - aluminij*, arsen, bor*, berilij, kadmij, olovo (organski i anorganski spojevi), litij, živa (organski i anorganski spojevi), molibden, nikal, srebro*, selen, talij 5. Insekticidi - heksaklorobenzen, karbamati (karbaril ), derivati klorobenzena (metoksiklor, DDT), aldrin, dieldrin, FOS (paration), ostali (klordekon, etilen oksid, mireks) 6. Herbicidi - 2,4-D; 2,4,5-T Rodenticidi - fluoracetat* 7. Prehrambeni aditivi - aflatoksini*, cikloheksilamin, dimetilnitrozamin, glutamat, derivati nitrofurana, natrijev nitrit 8. Industrijski otrovi - formaldehid, klorirani ugljikovodici (trikloretilen, tetrakloretilen, TCDD*, poliklorirani benzofurani* ), etilen dibromid, etilen diklorid, etilen oksid, etilen tiourea, etilen klorohidrin, anilin, plastični monomeri (kaprolaktam, stiren, vinil klorid, kloropren), esteri ftalne kiseline, policiklički aromatski ugljikovodici (benzo(a)piren), otapala (benzen) , ugljikov disulfid, etanol, eteri glikoli, heksan, toluen, ksilen), ugljikov monoksid, metil klorid, dušikov dioksid, cijanoketoni, hidrazin, anilin 9. Ostali proizvodi - etanol, komponente duhanskog dima, sredstva za gašenje požara (tris-(2, 3-dibromopropil)fosfat), zračenje*, hipoksija* |
* - faktor koji utječe uglavnom na muškarce
Glavne manifestacije toksičnog učinka kemikalija na organe i tkiva odgovorne za reproduktivne funkcije tijela, a izravno na fetus, su: neplodnost i teratogeneza.
Postoje četiri vrste patologija fetalnog razvoja: smrt, deformacije, zastoj u rastu i funkcionalni poremećaji.
Tijekom proučavanja teratogeneze bilo je moguće identificirati niz obrazaca, među kojima su glavni: 1) toksikokinetički; 2) genetska predispozicija; 3) kritična razdoblja osjetljivosti; 4) zajedništvo mehanizama formiranja; 5) ovisnost o dozi.
Značajke toksikokinetike. Samo tvari koje dobro prodiru kroz placentarnu barijeru imaju teratogeni učinak na fetus. Mnogi teratogeni podliježu bioaktivaciji u majci ili fetusu
Genetska predispozicija. Osjetljivost na određeni teratogen značajno varira među predstavnicima različitih vrsta, podvrsta, pa čak i jedinki iste vrste.
Kritična razdoblja osjetljivosti. Razdoblje najveće osjetljivosti na teratogene, u kojem oni imaju najznačajniji učinak na fetus i izazivaju pojavu grubih morfoloških nedostataka, je razdoblje formiranja klica i početak organogeneze (prvih 12 tjedana embrionalnog razvoja). ). Razdoblje organogeneze počinje nakon diferencijacije klica i završava formiranjem glavnih organa. Nakon razdoblja organogeneze slijede razdoblja histogeneze i funkcionalnog sazrijevanja fetalnih organa i tkiva.
Mehanizmi nastanka. Različite tvari s različitim mehanizmima toksičnosti, kada su izložene fetusu tijekom istog kritičnog razdoblja, često uzrokuju iste vrste poremećaja. Iz ovoga proizlazi da nije toliko bitan mehanizam djelovanja toksikanta, koliko sama činjenica oštećenja staničnih elemenata u određenoj fazi razvoja organizma, što pokreće uglavnom identičnu kaskadu događaja koja dovodi do deformacije.
Ovisnost djelovanja o dozi. Većina teratogena ima određeni prag doze, ispod kojeg tvar ne pokazuje toksična svojstva. Očigledno, pojava razvojnih nedostataka uključuje oštećenje određenog kritičnog broja stanica, iznad onoga što je embrij u stanju brzo nadoknaditi. Ako je broj oštećenih stanica ispod te razine, djelovanje otrovne tvari proći će bez posljedica, ako je znatno veći, dolazi do smrti ploda.
Metode laboratorijskog praćenja sadržaja glavnih otrovnih tvari u zraku, vodenom okolišu i tlu
Voda je jedan od najvrjednijih prirodnih resursa na našem planetu, bez koje je ljudski život nemoguć. Antropogeno onečišćenje prirodnih vodenih tijela počelo je prije mnogo stoljeća, stalno se povećavalo s razvojem civilizacije i sada je doseglo planetarne razmjere. Glavni zagađivači: anorganski spojevi; hlapljivi organski spojevi; organski spojevi srednje hlapljivosti; policiklički aromatski ugljikovodici; pesticidi, herbicidi i bifenili; fenoli; anilini i nitroaromatski spojevi; benzidini; organokositreni spojevi; druge veze. Pri provođenju istraživanja voda različitog porijekla: uzorkovanje; priprema uzorka; detekcija i identifikacija očekivanih komponenti; mjerenje koncentracije pronađenih komponenti. Analitičke metode koje se koriste u modernim laboratorijima za kontrolu okoliša uključuju: 1. razne vrste optičkih analitičkih metoda (na primjer, UV-vidljiva spektrofotometrija, IR spektrofotometrija, atomska apsorpcijska spektrometrija i emisijska spektrometrija); 2.kromatografske metode (plinske, tekuće, superkritične); 3.elektroanalitičke metode (voltametrija, ionometrija i dr.). Nijedna od navedenih metoda nije univerzalna, neke od njih su prikladne za određivanje samo organskih tvari, druge - anorganske. Provedene aktivnosti za pročišćavanje voda: pročišćavanje površinskih i podzemnih voda, metode dezinfekcije vode za piće. pročišćavanje i dezinfekcija kanalizacijskih i otpadnih voda, oprema i metode za laboratorijsko praćenje kakvoće vode za piće, reagensi, filterski materijali i njihov utjecaj na učinkovitost pročišćavanja vode, ušteda energije u radu vodovoda, postupci i mehanizmi određivanja cijena u javnom sektoru. vodoopskrbni sustav, medicinsko-higijenski aspekti vodoopskrbe; stvaranje centralizirane informacijske baze podataka o tvrtkama i organizacijama u vodnom sektoru gospodarstva. Pokazatelji kakvoće ispuštenih otpadnih voda određuju se pri svakom ispuštanju u vodna tijela, kao i na mjestima pretoka u gradsku kanalizaciju. Određivanje koncentracije onečišćujućih tvari u ispuštenim otpadnim vodama provodi se kontinuirano ili povremeno putem hidrokemijske analize. Postupak laboratorijske kontrole ispuštanja otpadnih voda, učestalost, vrijeme i mjesta uzorkovanja utvrđuju se na temelju režima ispuštanja onečišćujućih tvari i dogovaraju se s regionalnim i gradskim odborima za okoliš Minska. Istovremeno s uzorkovanjem za analizu bilježe se i količine ispuštene otpadne vode. Kvaliteta ispuštenih otpadnih voda analizira se na sadržaj naftni proizvodi, suspendirane krutine, suhi ostatak, sulfati, kloridi, fosfati, amonijev dušik, nitrati, nitriti, površinski aktivne tvari, fenoli, bakar, cink, krom, nikal, željezo, kobalt, olovo, molibden, kadmij, tiocijanidi, cijanidi, također kao drugi Sastojci. Za određivanje godišnje količine onečišćujućih tvari u otpadnim vodama koristi se ponderirana prosječna koncentracija, ako su istovremeno s uzorkovanjem uzete u obzir količine ispuštene otpadne vode. Inače se u obzir uzima prosjek zabilježenih koncentracija. Analize se provode u hidrokemijskom laboratoriju. Laboratorijska kontrola onečišćenja atmosfere zrak oko poduzeća koristi se za procjenu učinkovitosti mjera koje se koriste za smanjenje opterećenja okoliša. Naravno, takva je kontrola nužna jer daje objektivne informacije o stvarnom stanju okoliša. Ugradnja stanica za praćenje stanja atmosferskog zraka. Organizacija laboratorijskog praćenja. Klasični zagađivači - sumporni dioksid, dušikov dioksid, ugljikov monoksid, prašina - kontroliraju se posvuda, specifični atmosferski zagađivači - dušikov oksid, sumporovodik, ugljikov disulfid, fenol, formaldehid, DMT, dinil, paraksilen, metanol, amonijak, benzopiren. Laboratorijsko praćenje stanja tlo pokazuje povećan sadržaj kroma, bakra, nikla, cinka, kadmija, mangana. Uzimaju se uzorci u različitim dijelovima lokaliteta te se u laboratorijskim uvjetima vrši analiza sadržaja otrovnih tvari, kao i njihove koncentracije (odgovaraju li maksimalno dopuštenoj koncentraciji).
57. MOLEKULARNA ORGANIZACIJA I ZNAČAJKE FUNKCIONIRANJA MEMBRANSKIH ORGANOIDA EUKARIOTSKE STANICE.
Eukariotska stanica sastoji se od tri glavne komponente: plazma membrane, jezgre i citoplazme s organelama.Organoidi (organele) su stalne stanične strukture koje osiguravaju da stanica obavlja određene funkcije. Svaki organel ima specifičnu strukturu i obavlja specifične funkcije.
Tamo su: membranske organele- imaju strukturu membrane, a mogu biti jednostruka membrana(endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi, vakuole biljnih stanica) i dvostruka membrana(mitohondriji, plastidi, jezgra). Osim membranskih, mogu postojati i oni nemembranski organele – bez strukture membrane (kromosomi, ribosomi, stanični centar i centrioli, trepavice i bičevi s bazalnim tijelima, mikrotubule, mikrofilamenti).
Građa svih membranskih organela temelji se na biološkoj membrani. Prema modelu fluidnog mozaika, membrana je fluidno dinamički sustav s mozaičnim rasporedom proteina i lipida. Membrane organela se međusobno razlikuju samo po skupovima proteina koje sadrže. Lipidi (fosfolipidi, sfingolipidi, kolesterol) čine do 45% mase membrane. Molekula fosfolipida sastoji se od polarnog (hidrofilnog) dijela (glave) i apolarnog (hidrofobnog) dvostrukog ugljikovodičnog repa. U vodenoj fazi molekule fosfolipida automatski se skupljaju rep do repa, tvoreći okvir biološke membrane u obliku dvosloja. U membrani su repovi fosfolipida usmjereni prema unutrašnjosti dvosloja, a glave prema van. Proteini čine više od 50% mase membrana. Većina membranskih proteina ima globularnu strukturu Integralni membranski proteini čvrsto su ugrađeni u lipidni dvosloj. Njihove hidrofobne aminokiseline međusobno djeluju s fosfatnim skupinama fosfolipida, a hidrofobne s lancima masnih kiselina. Primjeri integralnih membranskih proteina su proteini ionskih kanala i proteini receptori (membranski receptori). Proteinska molekula koja prolazi kroz cijelu debljinu membrane i strši iz nje i na vanjskoj i na unutarnjoj površini je transmembranski protein. Kapiranje je nakupljanje integralnih proteina u jednom području membrane. Periferni membranski proteini (fibrilarni i globularni) nalaze se na jednoj od površina stanične membrane i nekovalentno su povezani s integralnim membranskim proteinima. Primjeri periferije membrana proteini povezani s vanjskom površinom membrane – receptorski i adhezijski proteini. Primjeri periferije membrana proteini povezani s unutarnjom površinom membrane - proteini citoskeleta (spektrin, ankirin, distrofin), proteini sustava drugog glasnika.
Ugljikohidrati (uglavnom oligosaharidi) dio su glikoproteina membrane i čine 2-10% njegove mase. Lanci oligosaharida, kovalentno vezani na glikoproteine i glikolipide plazmaleme, strše na vanjskoj površini staničnih membrana i tvore glikokaliks.
Glavne funkcije plazma membrane: selektivna propusnost, endocitoza i egzocitoza.
Jednomembranske organele.
1. Endoplazmatski retikulum (ER). To je sustav membrana koje tvore spremnike i kanale, međusobno povezane i omeđuju jedan unutarnji prostor - EPR šupljine. Membrane su, s jedne strane, povezane s vanjskom citoplazmatskom membranom, as druge s vanjskom ovojnicom jezgrene membrane. Postoje dvije vrste ER: hrapavi, koji sadrže ribosome na svojoj površini i predstavljaju skup spljoštenih vrećica, i glatki, čije membrane ne nose ribosome.
Funkcije: dijeli citoplazmu stanice u izolirane odjeljke, čime se međusobno međusobno odvajaju mnoge različite reakcije koje se odvijaju paralelno. Provodi sintezu i razgradnju ugljikohidrata i lipida, steroidnih hormona, detoksikaciju, taloženje kalcijevih iona (glatki ER) i osigurava sintezu proteina (grubi ER), akumulira se u kanalima i šupljinama, a zatim transportira biosintetske proizvode do staničnih organela.
2. Golgijev aparat. Organela, koja se obično nalazi u blizini stanične jezgre (u životinjskim stanicama često u blizini centriola), sastoji se od hrpe od 3-10 spljoštenih cisterni s proširenim rubovima, s kojima je povezan sustav malih jednomembranskih vezikula (Golgijevih vezikula) . AG cisterne tvore tri glavna odjeljka: cis stranu, trans stranu i srednji odjeljak. Cis strana je više osmiofilna, uključuje cisterne okrenute prema proširenim elementima granularnog endoplazmatskog retikuluma, kao i male transportne vezikule.Trans stranu čine cisterne okrenute prema vakuolama i sekretornim granulama. Na maloj udaljenosti od rubne cisterne trans strane nalazi se trans mreža. Međuodjeljak uključuje mali broj cisterni između cis i trans strane.
Funkcije: 1. Modifikacija sekretornih produkata; AG enzimi glikoziliraju proteine i lipide; nastali glikoproteini, proteoglikani, glikolipidi i sulfatirani glikozaminoglikani namijenjeni su naknadnoj sekreciji; 2. Koncentracija sekretornih produkata događa se u kondenzirajućim vakuolama koje se nalaze na trans strani. 3. Pakiranje sekretornog produkta, stvaranje sekretornih granula uključenih u egzocitozu; 4. Razvrstavanje i pakiranje sekretornog produkta, formiranje sekretornih granula.
3. Lizosomi. Najmanje jednomembranske stanične organele, koje su vezikule promjera 0,2-0,8 mikrona, koje sadrže do 60 hidrolitičkih enzima (ribonukleaza, katepsina, sulfataza, fosfolipaza, glikozidaza itd.) aktivnih u slabo kiseloj sredini, za održavanje od kojih je ugrađena u membranu lizosoma protonska pumpa (H + , K + -ATPaza). Stvaranje lizosoma događa se u Golgijevom aparatu, gdje enzimi sintetizirani u njemu dolaze iz ER.
Postoje: primarni lizosomi - lizosomi odvojeni od Golgijevog aparata i sadrže enzime u neaktivnom obliku i sekundarni lizosomi - lizosomi nastali kao rezultat spajanja primarnih lizosoma s pinocitotskim ili fagocitotskim vakuolama; U njima se odvija probava i liza tvari koje ulaze u stanicu (stoga se često nazivaju probavne vakuole):
Produkte probave apsorbira stanična citoplazma, ali dio materijala ostaje neprobavljen. Sekundarni lizosom koji sadrži ovaj neprobavljeni materijal naziva se rezidualno tijelo. Egzocitozom se neprobavljene čestice uklanjaju iz stanice. Ponekad dolazi do samouništenja stanica uz sudjelovanje lizosoma. Taj se proces naziva autoliza. To se obično događa tijekom određenih procesa diferencijacije (na primjer, zamjena hrskavičnog tkiva koštanim tkivom).
4. Peroksisomi– membranske vezikule veličine 0,1-0,5 µm s elektronskom gustom jezgrom. Membrana organela sadrži specifične proteine – peroksine, a matriks proteine matriksa (katalaza, peroksidaza) koji kataliziraju anaboličke (biosinteza žučnih kiselina) i kataboličke (β-oksidacija dugih lanaca masnih kiselina, razgradnja ksenobiotika) procese. Sve komponente peroksisoma potječu iz citosola. Životni vijek peroksisoma je 5-6 dana. Nove organele nastaju iz prethodnih diobom.
5. Vakuole- to su šupljine omeđene membranom; dobro izražen u biljnim stanicama i prisutan u protozoama. Nastaju u različitim područjima endoplazmatskog retikuluma. I postupno se od njega odvajaju. Vakuole održavaju turgorski tlak, u njima je koncentriran stanični ili vakuolarni sok, čije molekule određuju njegovu osmotsku koncentraciju. Smatra se da se početni produkti sinteze - topljivi ugljikohidrati, bjelančevine, pektini itd. - nakupljaju u cisternama endoplazmatskog retikuluma. Ove nakupine predstavljaju rudimente budućih vakuola.
Organele s dvostrukom membranom.
1. Jezgra stanice igraju važnu ulogu u njegovom životu.
Jezgra je okružena dvostrukom membranom; jezgrina ovojnica uključuje vanjsku i unutarnju jezgrinu membranu, perinuklearne cisterne, jezgrinu laminu i jezgrine pore. Na površini vanjske nuklearne membrane nalaze se ribosomi, gdje se sintetiziraju proteini koji ulaze u perinuklearne cisterne, koje se smatraju dijelom granularnog ER. Int. Jezgrina membrana odvojena je od sadržaja jezgre jezgrinom laminom. Nuklearna lamina, debljine 80-300 nm, uključena je u organizaciju jezgrene ovojnice i perinuklearnog kromatina, može odvojiti komplekse jezgrinih pora i razgraditi jezgru tijekom mitoze; sadrži proteine intermedijarnih filamenata - lamine A, B, C. Nuklearna pora ima promjer od 80 - 150 nm, sadrži kanal pore i kompleks nuklearne pore. Sadržaj jezgre komunicira s citosolom kroz jezgrene pore u kojima se odvija difuzija vode, iona i transport makromolekula između jezgre i citoplazme. Prijenos makromolekula kroz nuklearne pore provode transportni proteini – karioferini. Unutar jezgre nalazi se kromatin - spiralizirani dijelovi kromosoma. Razlikuju se heterokromatin (transkripcijski neaktivan, kondenzirani kromatin interfazne jezgre) i eukromatin (transkripcijski aktivan). Svaki kromosom sadrži jednu dugačku molekulu DNA i proteine koji vežu DNA; Kromatin unutar kromosoma tvori brojne petlje. Kromosom se sastoji od strukturnih jedinica – nukleosoma – sferičnih struktura promjera 10 nm.
Nuklearni matriks sadrži mrežu ribonukleoproteina, nuklearne receptore, enzime (ATPaza, GTPaza, DNA i RNA polimeraze) i mnoge druge molekule koje često tvore asocijacije – nuklearne čestice. Transkripcija i obrada mRNA i rRNA odvija se u matrici.
Jezgrica je kompaktna struktura u jezgri interfaznih stanica. U nukleolu se nalazi fibrilarni centar (DNA koja kodira rRNA) i fibrilarna komponenta, gdje se odvijaju rane faze stvaranja prekursora rRNA, sastoji se od tankih ribonukleoproteinskih fibrila i transkripcijski aktivnih dijelova DNA; granularna komponenta, sadrži zrele prekursore ribosomskih podjedinica promjera 15 nm.Glavne funkcije jezgrice su sinteza rRNA i stvaranje ribosomskih podjedinica.
Funkcije jezgre su reguliranje svih vitalnih funkcija stanice koje ona obavlja uz pomoć DNA i RNA materijalnih nositelja nasljedne informacije. U pripremi za staničnu diobu, DNA se udvostručuje; tijekom mitoze kromosomi se odvajaju i prenose na stanice kćeri, osiguravajući kontinuitet nasljednih informacija u svakoj vrsti organizma. .
2. Mitohondriji. Organele s dvostrukom membranom eukariotske stanice koje opskrbljuju tijelo energijom. Duljina mitohondrija je 1,5-10 µm, promjer - 0,25-1,00 µm. Broj mitohondrija u stanici jako varira, od 1 do 100 tisuća, a ovisi o njezinoj metaboličkoj aktivnosti. Broj mitohondrija može se povećati diobom, jer te organele imaju vlastiti genom (cirkularna DNA, mRNA, tRNA, rRNA). Vanjska membrana mitohondrija je glatka i propusna za mnoge molekule. H + ioni ispumpani iz matriksa nakupljaju se u intermembranskom prostoru, što stvara gradijent koncentracije protona s obje strane unutarnje membrane. membrane. Unutarnja membrana tvori brojne invaginacije - kriste, njihov broj može varirati ovisno o funkcijama stanice, povećavaju površinu unutarnje membrane. Int. membrana sadrži transportne sustave za prijenos tvari (ATP, ADP, Pi, piruvat, difosfati, itd.) u oba smjera i komplekse transportnog lanca elektrona povezane s enzimima oksidativne fosforilacije.
Unutarnji prostor mitohondrija ispunjen je matriksom. Matrica sadrži kružnu molekulu mitohondrijske DNA, specifične mRNA, tRNA i ribosome (prokariotski tip), koji provode autonomnu biosintezu dijela proteina koji čine unutarnju membranu. Ali većina mitohondrijskih gena preselila se u jezgru, a sinteza mnogih mitohondrijskih proteina odvija se u citoplazmi. Osim toga, sadrži enzime koji tvore ATP molekule. Mitohondriji se mogu razmnožavati fisijom.
Funkcije mitohondrija su oksidacija u Krebsovom ciklusu, prijenos elektrona, kemiosmotsko spajanje, ADP fosforilacija, sprezanje oksidacije i fosforilacije, funkcija kontrole intracelularne koncentracije kalcija, sinteza proteina, stvaranje topline. Njihova uloga u apoptozi je velika.
3. Plastidi. Postoje tri glavne vrste plastida: leukoplasti - bezbojni plastidi u stanicama neobojenih dijelova biljaka, kromoplasti - obojeni plastidi žute, crvene i narančaste boje, kloroplasti - zeleni plastidi.
Budući da plastidi imaju zajedničko podrijetlo, moguće su međupretvorbe među njima. Najčešće dolazi do transformacije leukoplasta u kloroplaste (zelenje gomolja krumpira na svjetlu), obrnuti proces događa se u mraku. Kada lišće požuti, a plodovi pocrvene, kloroplasti se pretvaraju u kromoplaste. Samo se transformacija kromoplasta u leukoplaste ili kloroplaste smatra nemogućom.
Kloroplasti. Glavna funkcija je fotosinteza. Kloroplasti viših biljaka veliki su 5-10 mikrona i oblikom nalikuju bikonveksnoj leći. Vanjska membrana je glatka, dok unutarnja ima naboranu strukturu. Kao rezultat stvaranja izbočina unutarnje membrane nastaje sustav lamela i tilakoida. Unutarnji okoliš kloroplasta - stroma - sadrži kružnu DNA i ribosome prokariotskog tipa. Plastidi su sposobni za autonomnu diobu, poput mitohondrija.
Dakle, stanica ima finu i vrlo složenu organizaciju. Razgranata mreža citoplazmatskih membrana i membranski princip strukture organela omogućuju razlikovanje mnogih kemijskih reakcija koje se istovremeno odvijaju u stanici. Svaka od unutarstaničnih tvorevina ima svoju strukturu i specifičnu funkciju, ali jedino njihovim međudjelovanjem moguće je skladno funkcioniranje stanice. Na temelju tog međudjelovanja tvari iz okoliša ulaze u stanicu, a otpadne tvari iz nje se odstranjuju u vanjske prostore. okoliš - tako dolazi do metabolizma.
