Медицинская экология

Нуклеиновые кислоты, как и белки, имеют первичную, вторичную и третичную структуру. Первичная структура ДНК – последовательность нуклеотидных остатков в полинуклеотидных цепях. Вторичная структура – пространственная конфигурация полинуклеотидных цепей ДНК. В формировании вторичной структуры полинуклеотидной цепи важное значение имеют водородные связи, которые возникают на основе принципа комплементарности, то есть дополнительности или соответствия между парами оснований: аденином и тимином, гуанином и цитозином.

Изучая состав ДНК, Чаргафф  установил важные закономерности, касающиеся содержания отдельных оснований ДНК. Они помогли раскрыть вторичную структуру ДНК. Эти закономерности называют правилами Чаргаффа: 1сумма пуриновых нуклеотидов равна сумме пиримидиновых нуклеотидов, т. е. А+Г / Ц+Т = 1, 2содержание аденина равно содержанию тимина (А = Т, или А/Т=1); 3 содержание гуанина равно содержанию цитозина (Г = Ц, или Г/Ц = 1); 4 количество 6-аминогрупп равно количеству 6-кетогрупп оснований, содержащихся в ДНК: Г + Т = А + Ц; 5изменчива только сумма А + Т и Г + Ц. Если А+Т > Г-Ц, то это АТ-тип ДНК; если Г+Ц > А+Т, то это ГЦ-тип ДНК.

Эритроциты – красные кровяные тельца, содержащие дыхательный пигмент – гемоглобин. Эти безъядерные клетки образуются в красном костном мозге, а разрушаются в селезенке. В зависимости от размеров делятся на нормоциты, микроциты и макроциты. Примерно 85 % всех клеток имеет форму двояковогнутого диска или линзы с диаметром 7,2–7,5 мкм. Такая структура обусловлена наличием в цитоскелете белка спектрина и оптимальным соотношением холестерина и лецитина. Благодаря данной форме эритроцит способен переносить дыхательные газы – кислород и углекислый газ.

Функции эритроцитов:1. дыхательная; 2. питательная; 3. ферментативная; 4. защитная; 5. буферная.

Поскольку эритроциты содержат антигены, то их используют в иммунологических реакциях для выявления антител в крови. Эритроциты являются самыми многочисленными форменными элементами крови. Так, у мужчин в норме содержится 4,5–5,5 × 1012/л, а у женщин – 3,7–4,7 × 1012/л. Однако количество форменных элементов крови изменчиво (их увеличение называется эритроцитозом, а при уменьшение – эритропенией). Эритроциты обладают свойствами: 1. Пластичностью. 2. Осмотической стойкостью 3. Наличием креаторных связей, 4. Способностью к оседанию. 5. Агрегацией 6. Деструкцией. 

Стресс - совокупность общих неспецифических физиологических, психологических и биохимических реакций организма в ответ на действие стрессоров - раздражителей чрезвычайной силы любой природы. Он направлен на обеспечение гомеостаза организма и его адаптацию к новым условиям окружающей среды. Основные группы стрессоров: 1) средовые (физические, биологические, инфекционные агенты; химические); 2) психоэмоциональные; 3) социальные. При действии на организм они вызывают два вида реакций: 1) специфические, связанные с качеством действующего фактора; 2) неспецифические, общие при действии различных стрессоров. Защитная роль синдрома заключается в формировании неспецифической резистентности организма к патогенным агентам независимо от их природы. Совокупность таких стереотипных неспецифических реакций, как гиперемия, фагоцитарная инфильтрация, тромбоз капилляров и др. в очаге повреждения. Г. Селье назвал «местным адаптационным синдромом»- характерны выраженные изменения в месте действия стрессора. Местный адаптационный синдром имеет те же стадии, что и общий, но проявляется в виде воспаления. Его выраженность зависит от общей способности организма к адаптации.

Липиды – называются органические в-ва которые содержатся в живых клетках и могут быть экстрагированы из клеток с помощью растворителей.

Свойства. Некоторые вещества обладают биологической активностью. Основное свойство липидов – это их амфифильность, и в структуре выделяют полярную часть, а также гидрофобные углеводородные цепи. Большинство свойств определяются нейтральными жирами, которые очень слабо полярны и имеют сродство к воде. Они находятся в клетке в безводном состоянии и служат энергетическим резервом.

Классификация. Делятся на 4-ре класса:

I. Жирные кислоты. называются карбоновые кислоты с углеводородной цепью не менее 4 атомов углерода. Они присутствуют в организмах всех видов в виде сложных эфиров (например, с глицерином и холестерином). Многие жирные кислоты имеют одну или несколько двойных связей. К наиболее распространенным ненасыщенным кислотам относятся олеиновая и линолевая. Из двух возможных цис- и транс-конфигурации двойной связи в природных липидах присутствует лишь цис-форма. Разветвленные жирные кислоты встречаются только в бактериях. К незаменимым жирным кислотам относятся те из них, которые не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. 

Абиотические факторы —физико-химические условия среды обитания. К ним относятся температура, влажность среды, осмотическое давление, различные виды лучистой энергии, концентрация водородных ионов, кислорода.

В огромном многообразии химических веществ имеются вещества, тормозящие или полностью прекращающие рост микробных клеток. Характер действия химического вещества зависит с одной стороны, от его природы, условий воздействия, а с другой – от вида и состояния микроорганизмов, против которых направлено его действие. В первом случае это химическая структура дезинфектанта, его доза, время воздействия, температура, рН раствора, возможность инактивации действующего начала, доступность уничтожаемых микроорганизмов и т.п.; во втором – уровень микробного загрязнения, фаза развития микроорганизмов, их индивидуальная устойчивость и возможные ее изменения. Множество дезинфектантов с различными торговыми названиями относятся к сравнительно небольшому числу групп химических соединений. Из неорганических веществ сильным антимикробным действием обладают соли тяжелых металлов (ртути, меди, серебра), окислители (хлор, озон, иод, пероксид водорода, хлорная известь, перманганат калия), щелочи и кислоты (едкий натр, едкое кали, сернистая, борная, фтористоводородная кислоты), некоторые газы (сероводород, оксид углерода, диоксид серы, диоксид углерода). Вещества органической природы также оказывают губительное действие на микроорганизмы. Из органических веществ наиболее часто используют спирты, фенолы, альдегиды и другие соединения и их производные.

Жизненный цикл клетки - это весь период существования клетки (от деления до деления или от деления до смерти). Клеточный цикл состоит из митотического периода (М) и интерфазы (межмитотического периода). (Рис. 2-12). Интерфаза в свою очередь состоит из пресинтетического (G1), синтетического (S) и постсинтетического (G2) периодов. В пресинтетическом (постмитотическом, G1) периоде дочерняя клетка достигает размеров и структуры материнской, для чего в ней происходит биосинтез РНК и белков цитоплазмы и ядра. Кроме того, в ней синтезируются РНК и белки, необходимые для синтеза ДНК в следующем периоде. В синтетическом (S) периоде происходит удвоение (редупликация) ДНК и, соответственно, удваивается число хромосом (их количество становится тетраплоидным, 4n). В постсинтетическом (премитотическом, G2) периоде клетка готовится к митозу, в ней происходит синтез РНК и белков (тубулинов) веретена деления, накопление энергии, необходимой для митоза. Вышеописанный жизненный цикл характерен для популяции клеток, которые непрерывно делятся. 

Кроме того, в организме есть клетки, которые временно или постоянно находятся вне митотического цикла (в G0 периоде). Этот период характеризуется как состояние репродуктивного покоя. Такие клетки можно разделить на три группы: 1) клетки, которые после деления длительно не меняют своих морфологических свойств и сохраняют способность к делению; это стволовые, камбиальные клетки (в эпителии, красном костном мозге).

Развитие организма человека представляет собой сложное сочетание таких процессов, как деление клеток, их перемещение и взаимодействие, образование тканей и органов. Любое нарушение этих процессов может вызвать пороки развития эмбриона или плода. Такие нарушения могут возникать под воздействием различных повреждающих факторов. К факторам риска развития врожденных пороков относятся: ионизирующее излучение, вирусные и бактериальные инфекции, патогенные микроорганизмы, гельминты, некоторые лекарственные препараты, алкоголь, курение, наркотики, недостаточное питание, профессиональные вредности, поздний материнский возраст, недостаточный медицинский контроль. Из окружающей среды токсические элементы и их соединения мигрируют в различные экосистемы и по пищевым цепям, достигая больших концентраций в растениях и организмах животных разного уровня питания, попадают с пищей в организм человека.

Проникновение вредных веществ в тело человека может осуществляться непосредственно из воды и воздуха.

На нашей планете есть большое количество природных ресурсов. К ним относят водоемы и почву, воздух и полезные ископаемые, животных и растения. Всеми этими благами люди пользуются с древних времен. Однако сегодня встал острый вопрос о рациональном использовании этих даров природы, так как люди сверхинтенсивно ими пользуются. Некоторые ресурсы на грани истощения, нуждаются в скорейшем восстановлении. Кроме того, все ресурсы распределены по поверхности планеты не одинаково, а по скорости возобновления есть те, которые восстанавливаются быстро, а есть те, которым для этого требуются десятки, а то и сотни лет.

Экологические принципы использования ресурсов

В эпоху не просто научно-технического прогресса, а в постиндустриальную эпоху особое значение имеет охрана окружающей среды, так как в ходе развития люди активно воздействуют на природу. Это приводит к чрезмерному использованию природных ресурсов, загрязнению биосферы и климатическим изменениям.

Генетика  - наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости организма. Медицинская генетика изучает роль наследственности в патологии человека, закономерности передачи из поколения в поколение наследственных болезней, разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии, включая болезни с наследственной предрасположенностью. 

Медицинская генетика фокусирует внимание не только на пациенте, но на всей его семье. Исчерпывающая семейная история — важный первый шаг для анализа любого заболевания, независимо от того, генетическое оно или нет. Как указывал Чайлдс, «не уточнить семейную историю — плохая практика». Семейная история важна, поскольку она может быть определяющей в диагностике, она может указывать, что заболевание наследственное, может рассказать о естественной истории болезни и изменениях в ее течении, наконец, она может помочь выяснить тип наследования. Кроме того, осознание семейного компонента в заболевании позволяет оценить риск для других членов семьи, нуждающихся в обследовании или профилактике, а пациенту и его семье может быть предложено медико-генетическое консультирование.

В процессе взаимодействия с антигеном принимает участие не вся молекула Ig, а лишь ее ограниченный участок — антигенсвязывающий центр, или паратоп, который локализован в Fab-фрагменте молекулы Ig. Co своей стороны, антитело взаимодействует не со всей молекулой антигена сразу, а лишь с ее антигенной детерминантой.

Антитела отличает специфичность взаимодействия, т. е. способность связываться со строго определенной антигенной детерминантой. Наиболее доступные для взаимодействия эпитопы располагаются на поверхности молекулы антигена.

Связь антигена с антителом осуществляется за счет слабых взаимодействий (вандерваальсовы силы, водородные связи, электростатические взаимодействия) в пределах антигенсвязывающего центра. Такая связь отличается неустойчивостью — образовавшийся иммунный комплекс (ИК) может легко диссоциировать на составляющие его компоненты. Продолжительность существования иммунного комплекса определяется целым рядом факторов. При этом важное значение имеют особенности антитела, антигена и условия, в которых происходит их взаимодействие.

К физикальным методам обследования относят осмотр пациента, перкуссию (выстукивание), пальпацию, аускультацию (выслушивание). Физикальные методы позволяют врачу выявить симптомы болезни при непосредственном контакте с пациентом, сформулировать предварительный диагноз и назначить обследование согласно находкам и диагнозу. Физикальное исследование обязательно к исполнению врачом клинических специальностей (хирурги всех специальностей, терапевты всех специальностей и т.д.)

Спирометрия (спирография) – исследование функции внешнего дыхания. Исследование позволяет оценить жизненную емкость легких, функциональную проходимость бронхов, форсированные объемы дыхания. Спирометрия - обязательный метод обследования в пульмонологии, особенно важен для диагностики таких болезней как бронхиальная астма, ХОБЛ, бронхит и т.д. В ряде случаев спирометрия выполняется с медикаментозной нагрузкой, т.н. тест с бронхолитиком. Вначале пациент делает дыхательные маневры в аппарат в обычном состоянии, затем его просят провести ингаляцию бронхорасширяющего вещества и спирометрию повторяют. При этом проводится сравнение результатов до, и после ингаляции. Если разница будет значима (прирост более 15%) – это свидетельствует об обратимых изменениях, которые наиболее вероятны для бронхиальной астмы. В арсенале современной пульмонологии имеется такой метод как спирометрия с бронхопровакационной пробой. Например, при ингаляции метахолина здоровым человеком – никаких изменений не произойдет, та же доза для больного с «истинной» бронхиальной астмой спровоцирует приступ бронхоспазма. Для проведения подобных исследований необходимо специальное оборудование, обученные специалисты и возможность оказать экстренную помощь пациенту. 

Классификации гормонов. А. По химическому строению 1. Стероиды, стероидные гормоны (производные холестерола - циклопентанпергидрофенантрена. Подразделяются на 5 групп: • глюкокортикоиды; • минералокортикоиды; • андрогены; • эстрогены; • прогестероны. • кальцитриол - производным холестерола является активная форма витамина Д3 . 2. Производные арахидоновой кислоты – эйкозаноиды классические (простагландины, лейкотриены, тромбоксаны) и эндоканабиноиды (анандамид). 3. Декарбоксилированные производные ароматических аминокислот (биогенные амины, моноамины) - адреналин, норадреналин. 4. Белково-пептидные соединения - пептидные гормоны – - короткие пептиды (вазопрессин, тиолиберин), - состоящих из сотен аминокислот (АК) - инсулин, гормон роста. - гликопротеиды (ЛГ, ФСГ, ТСГ). • адренокортикотропный гормон (АКТГ) 39 АК, • соматотропный гормон (СТГ) 191 АК, • тиреотропный гормон (ТТГ) гликопротеин. β (181 АК) и α (92 АК) субъединицы, • лактотропный гормон (пролактин, ПЛГ) 199 АК, • лютеинизирующий гормон (ЛГ) 92 (α) и 120 (β) АК, • фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) 92 (α) и 111 (β) • меланоцитстимулирующий гормон (МСГ), 14, 22, 12 АК • антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин) 9 АК, • окситоцин, • кальцитонин, • паратгормон, • инсулин, • глюкагон. Б. Классификация по влиянию на обмен веществ: •Белковый обмен - инсулин, СТГ, АКТГ и кортизол, ТТГ и тироксин, •Липидно-углеводный обмен - инсулин, СТГ, АКТГ и кортизол, ТТГ и тироксин, адреналин, глюкагон, •Водно-солевой обмен - альдостерон, вазопрессин.

Индивидуальная  радиочувствительность – это  способность биологического  объекта  определенным  образом  реагировать  на действие  ионизирующего  излучения или  степень  выраженности этой  реакции.  Радиочувствительность определяется  многими факторами,  среди  которых  выделяют:  способность  к  репарации после  радиационного  воздействия,  степень  активности метаболических  процессов,  скорость  окислительно-восстановительных реакций, физико-химических и биохимических процессов в  клетке.  Изучение  индивидуальной  радиочувствительности человека  является  одним из  наиболее перспективных  направлений радиационной  генетики.  Возрастание  частоты  онкологических, сердечно-сосудистых  и  других  многофакторных  заболеваний, развитие  которых  зависит  как  от  генетических,  так  и  от внешнесредовых  факторов,  ставит  вопрос  о  необходимости выделения  групп  повышенного  риска,  имеющих  наибольшую чувствительность  к  воздействию  генотоксических  агентов,  и поэтому – противопоказания к работе с этими агентами.

Патогенез - механизм возникновения и течения болезни, т е взаимосвязь этиологических процессов, протекающих в огранизме с защитно-приспособительной реакцией на них.

Патогенез бывает: Общим- предполагает изучение механизмов, общие закономерности типовых процессов или отдельных категорий болезней(наследственные, опухолеваые). Частным: изучает механизм отдельных пат.реакций, процессов, состояний и заболеваний. Частный патогенез раскрывает механизмы конкретных заболеваний. 

Этиологические факторы и патогенез тесно взаимосвязаны. Этиологические факторы не только вызывают болезнь, но и определяют клиническую картину. Существует общее понятие – этипатогенез. Основные типы взаимоде этиологических факторов с организмом и патогенез.1 тип: этиологич.факторы запускает процесс который развивается под влиянием патогенетических факторов .2 тип. Этиолог.фактор действует на протяжении определенного времени болезни, но она не прекращается после удаления фактора.3 тип ЭФ действует на всем протяжении болезни, и после его удаления болезнь проходит.4 тип. ЭФ не прекращает своего действия, но болезнь проходит.

Вода является одним из самых ценных природных ресурсов нашей планеты, без нее невозможно существование человечества. Антропогенное загрязнение естественных водоемов началось много веков назад, постоянно возрастало с развитием цивилизации и в настоящее время достигло планетарных масштабов. Основные загрязнители: неорганические соединения; летучие органические соединения; органические соединения средней летучести; полициклические ароматические углеводороды; пестициды, гербициды и бифенилы; фенолы; анилины и нитроароматические соединения; бензидины; оловоорганические соединения; другие соединения. При проведении исследования вод различного происхождения: отбор пробы; пробоподготовка; обнаружение и идентификация ожидаемых компонентов; измерение концентрации найденных компонентов. Методы анализа, используемые в современных лабораториях, занимающихся контролем окружающей среды, включают: 1.различные варианты оптических методов анализа; 2.хроматографические методы; 3.электроаналитические методы. Ни один из перечисленных методов не является универсальным, некоторые из них пригодны для определения только органических веществ, другие – неорганических.  Показатели качества сбрасываемых сточных вод определяются на каждом выпуске их в водные объекты, а также в точках передачи в городскую канализацию. Определение концентрации загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах производится постоянно или периодически путем гидрохимических анализов.

В жизненном цикле возбудителя-паразита выделяют две фазы: 1) пребывание в организме хозяина; 2) перемещение из организма одного хозяина в организм другого хозяина. В первой фазе происходит питание и размножение возбудителей инфекционных болезней.

Условия в фазе пребывания возбудителя в организме хозяина не могут обеспечить сохранение его как биологического вида. Во-первых, это связано с гибелью возбудителя под влиянием защитных механизмов организма человека. Во-вторых, если защитные механизмы (прежде всего, иммунитет) не позволяют макроорганизму избавиться от возбудителей, то гибель последних наступит вместе со смертью каждого заболевшего. Поэтому в патологии человека значение имеют лишь те паразиты, у которых в процессе эволюции появилась способность к смене своих хозяев, т. е. выработались механизмы передачи.

Механизм передачи — это эволюционно сложившийся процесс перемещения возбудителя в пределах одной популяции из организма одного хозяина в восприимчивый организм другого хозяина, который обеспечивает сохранение возбудителя как биологического вида в природе.