Реконструкция клеток Изменять
свойства клеток можно, вводя клеточные
органеллы (ядра, хлоропласты), изолированные
из одних клеток, в протопласты других
клеток. Так, одним из путей активизации
фотосинтеза растительной клетки может
служить введение в нее высокоэффективных
хлоропластов. Искусственные ассоциации
растительных клеток с микроорганизмами
используют для моделирования на клеточном
уровне природных симбиотических отношений,
играющих важную роль в обеспечении растений
азотным питанием в природных экосистемах.
Реконструкцию клеток проводят также
путем слияния клеточных фрагментов (безъядерных,
кариопласты с ядром, микроклитин, содержащих
лишь часть генома интактной клетки) друг
с другом или с интактными (неповрежденными)
клетками. В результате получают клетки
с различными свойствами, например цибриды,
или клетки с ядром и цитоплазмой от разных
отцов. Такие конструкции используют для
изучения роли цитоплазмы в регуляции
активности ядра.
Улучшения растений и животных
на основе клеточных технологий. Клетки,
выращиваемые на искусственных питательных
средах, и ткани растений является
основой различных технологий в
сельском хозяйстве. Одни из них направлены
на получение идентичных исходной форме
растений (оздоровление и клонального
микроразмножения, крио-хранения генофонда
при глубоком замораживании меристем
и клеток пыльцы), другие - на создание
растений, генетически отличных от исходных,
путем или облегчения и ускорения традиционного
селекционного процесса, или создания
генетического разнообразия и поиска
и отбора генотипов с ценными признаками.
Таким путем получены растения, устойчивые
к вирусам и других патогенов, гербицидов;
растения, способные синтезировать токсины,
патогенные для насекомых-вредителей;
растения с чужеродными генами, контролирующими
синтез белков холодоустойчивости и белков
с улучшенным аминокислотным составом;
растения с измененным балансом фитогормонов
и т.д..
НЕКЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ
. ПРОФИЛАКТИКА ВИЛ-ИНФЕКЦИИ ,СПИДа ГЕПАТИТОВ
И ДРУГИХ КЛЕТОЧНЫХ БОЛЕЗНЕЙ ЧЕЛОВЕКА.
Вирусы — неклеточные формы
жизни
Строение вирусов. Наряду с одно- и многоклеточными
организмами в природе существуют и другие
формы жизни. Таковыми являются вирусы,
не имеющие клеточного строения. Они представляют
собой переходную форму между неживой
и живой материей.
Вирусы (лат. virus — яд) были открыты
в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским
при исследовании мозаичной болезни листьев
табака.
Каждая вирусная частица
состоит из РНК или ДНК, заключенной
в белковую оболочку, которую называют капсидом. Полностью
сформированная инфекционная частица
называется вирионом. У некоторых вирусов (например,
герпеса или гриппа) есть еще и дополнительная
липопротеидная оболочка, возникающая
из плазматической мембраны клетки хозяина.
Поскольку в составе вирусов
присутствует всегда один тип нуклеиновой
кислоты — ДНК или РНК, вирусы
делят также на ДНК-содержащие и
РНК-содержащие. При этом наряду с двухцепочечными
ДНК и одноцепочечными РНК встречаются
одноцепочечные ДНК и двухцепочечные
РНК. ДНК могут иметь линейную и кольцевую
структуры, а РНК, как правило, линейную.
Подавляющее большинство вирусов относится
к РНК-типу.
Вирусы способны размножаться
только в клетках других организмов.
Вне клеток организмов они не проявляют
никаких признаков жизни. Многие
из них во внешней среде имеют
форму кристаллов. Размеры вирусов
колеблются в пределах от 20 до 300 нм
в диаметре.
Хорошо изучен вирус табачной
мозаики, имеющий палочковидную
форму и представляющий собой
полый цилиндр. Стенка цилиндра образована
молекулами белка, а в его полости
расположена спираль РНК (рис. 5.2).
Белковая оболочка защищает нуклеиновую
кислоту от неблагоприятных условий
внешней среды, а также препятствует
проникновению ферментов клеток
к РНК и ее расщеплению.
Рис. 5.2. Схема строения вируса (а) и
бактериофага (б); 1— нуклеиновая
кислота; 2 — белковая оболочка; 3 — полый стержень; 4 — базальная пластинка; 5 — отростки (нити).
Молекулы вирусной РНК
могут самовоспроизводиться. Это
означает, что вирусная РНК является
источником генетической информации и
одновременно иРНК. Поэтому в пораженной
клетке в соответствии с программой нуклеиновой
кислоты вируса на рибосомах клетки хозяина
синтезируются специфические вирусные
белки и осуществляется процесс самосборки
этих белков с нуклеиновой кислотой в
новые вирусные частицы. Клетка при этом
истощается и погибает. При поражении
некоторыми вирусами клетки не разрушаются,
а начинают усиленно делиться, часто образуя
у животных, в том числе и человека, злокачественные
опухоли.
Бактериофаги. Особую группу представляют
вирусы бактерий — бактериофаги, или фаги, которые способны проникать
в бактериальную клетку и разрушать ее.
Тело фага кишечной палочки
состоит из головки, от которой отходит
полый стержень, окруженный чехлом
из сократительного белка. Стержень
заканчивается базальной пластинкой,
на которой закреплены шесть нитей
(см. рис. 5.2). Внутри головки находится
ДНК. Бактериофаг при помощи отростков
прикрепляется к поверхности
кишечной палочки и в месте
соприкосновения с ней растворяет спомощью
фермента клеточную стенку. После этого
за счет сокращения головки молекула ДНК
фага впрыскивается через канал стержня
в клетку. Примерно через 10—15 мин под действием
этой ДНК перестраивается весь метаболизм
бактериальной клетки, и она начинает
синтезировать ДНК бактериофага, а не
собственную. При этом синтезируется и
фаговый белок. Завершается процесс появлением
200— 1 000 новых фаговых частиц, в результате
чего клетка бактерии погибает.
Бактериофаги, образующие в
зараженных клетках новое поколение
фаговых частиц, что приводит к лизису
(распаду) бактериальной клетки, называются вирулентными
фагами.
Некоторые бактериофаги внутри
клетки хозяина не реплицируются. Вместо
этого их нуклеиновая кислота
включается в ДНК хозяина, образуя
с ней единую молекулу, способную
к репликации. Такие фаги получили
название умеренных фагов илипрофагов.
Вирусные болезни. Поселяясь в
клетках живых организмов, вирусы вызывают
опасные заболевания многих сельскохозяйственных
растений (мозаичную болезнь табака, томатов,
огурцов; скручивание листьев, карликовость,
желтуху и др.) и домашних животных (ящур,
чуму у свиней и птиц, инфекционную анемию
у лошадей, рак и др.). Указанные болезни
резко снижают урожайность культур, приводят
к массовой гибели животных. Вирусы вызывают
также многие опасные заболевания человека:
грипп, корь, оспу, полиомиелит, свинку,
бешенство, желтую лихорадку и др. В последние
годы к ним прибавилось еще одно страшное
заболевание — СПИД.
СПИД— синдром приобретенного иммунодефицита— эпидемическое
заболевание, поражающее преимущественно
иммунную систему человека, которая защищает
его от различных болезнетворных микроорганизмов.
Поражение системы клеточного иммунитета
приводит к инфекционным заболеваниям
и злокачественным опухолям. Организм
становится беззащитным к микробам, которые
в обычных условиях не вызывают болезни.
Возбудитель болезни— вирус иммунодефицита человека (ВИЧ).
Геном ВИЧ представлен двумя идентичными
молекулами РНК, состоящими примерно из
10 тыс. пар оснований. При этом ВИЧ, выделенные
от различных больных СПИДом, отличаются
друг от друга по количеству оснований
(от 80 до 1 000).
ВИЧ обладает уникальной изменчивостью,
которая в пять раз превышает
изменчивость вируса гриппа и в сто
раз больше, чем у вируса гепатита
В. Беспрерывная генетическая и антигенная
изменчивость вируса в человеческой
популяции приводит к появлению
новых вирионов ВИЧ, что резко
усложняет проблему получения вакцины
и затрудняет проведение специальной
профилактики СПИДа. Более того, это
свойство ВИЧ, по мнению ряда специалистов,
ставит под сомнение саму принципиальную
возможность создания эффективной
вакцины для защиты от СПИДа.
Одно из проявлений заражения
человека вирусом СПИДа — поражение
центральной нервной системы. Типичных
симптомов, характерных именно для
СПИДа, не выявлено.
Для СПИДа характерен очень
длительный инкубационный период (исчисляется
с момента поражения до появления
первых признаков болезни). У взрослых
он составляет в среднем 5 лет. Предполагается,
что ВИЧ может сохраняться
в организме человека пожизненно.
Это значит, что до конца своей
жизни инфицированные люди могут
заражать других, э при соответствующих
условиях могут сами заболеть СПИДом.
Один из главных путей
передачи ВИЧ и распространения
СПИДа — половые контакты, поскольку
возбудитель болезни наиболее часто
находится в крови, сперме и влагалищных
выделениях инфицированных людей.
Другой путь инфицирования
— использование нестерильных медицинских
инструментов, которыми зачастую пользуются
наркоманы. Возможна также передача
инфекции через кровь и некоторые
лекарственные препараты, при пересадке
органов и тканей, использовании
донорской спермы и др. Заражение
может происходить и при вынашивании
плода, во время рождения ребенка
или в период его грудного вскармливания
матерью, инфицированной ВИЧ или
больной СПИДом.
Ведущими факторами риска
в распространении этого заболевания
являются также проституция и
частая смена половых партнеров
как при гомо-и бисексуальной,
так и при гетеросексуальной
передаче инфекции. По различным оценкам,
в супружеских парах передача
инфекции от одного из зараженных происходит
с частотой от 35 до 60%. Последствия распространения
инфекции и ее влияние на здоровье непредсказуемы.
Гарантией безопасности от СПИДа
является здоровый образ жизни, прочность
брачных уз и семьи, негативное отношение
к половым извращениям и распущенности,
случайным половым связям. В качестве
особой меры профилактики следует выделить
использование физических контрацептивов
— презервативов.
Происхождение вирусов в
процессе эволюции пока неясно. Их зависимость
от других организмов, в клетках
которых они растут и размножаются,
дает основание считать, что они
появились не раньше клеточных организмов.
Предполагается, что вирусы представляют
собой сильно дегенерировавшие клетки
или их фрагменты, утратившие в процессе
приспособления к паразитизму все,
без чего можно обойтись (клеточную
стенку, цитоплазму с органеллами),
за исключением своего наследственного
аппарата в виде нуклеиновой кислоты
(РНК или ДНК) и защитного аппарата
в форме белковой капсулы.
Профилактика ВИЧ/СПИД
Основным принципом профилактики
ВИЧ-инфекции является безопасное и
ответственное поведение, здоровый
образ жизни. Поэтому главной
стратегией, направленной на замедление
распространения ВИЧ, по-прежнему остается
широкая пропаганда, имеющая своей
целью перемены в образе жизни
населения. Хотя исследовательская
работа идет полным ходом, сегодня еще
нет надежд на скорое появление вакцин
или полностью эффективных методов
лечения. Интересен в этом отношении
опыт таких западных стран как
Великобритания и США, где число
ВИЧ-инфицированных одно из самых больших
в мире. Так, пионерами просветительских
кампаний в США и Великобритании
были группы добровольцев, первоначально
обративших свои усилия на мужчин-гомосексуалистов.
В результате этих усилий, по-видимому,
удалось достичь существенных перемен
в сексуальном поведении этой
группы людей и, как следствие, снизить
частоту заражения их возбудителями
СПИДа и гонореи. После того как
в Великобритании прошла правительственная
просветительская кампания, о СПИДе
знают практически все люди. При
этом многие хотят получить более
подробные сведения, и прежде всего,
от органов здравоохранения. Кто-то
из них будет несоразмерно встревожен,
а кто-то (особенно те, кто относится
к группам повышенного риска)
будет нуждаться в детальной
информации и личных консультациях.
Это дает клиницистам прекрасную
возможность применять меры превентивного
характера, включая практические рекомендации
и просто сочувственное отношение,
завоевывающее доверие к врачам.
Если же работники здравоохранения
не воспользуются такой возможностью,
есть опасность, что развернувшаяся
просветительская кампания только еще
больше напугает людей. Тогда подрастающее
поколение будет или игнорировать
поступающую информацию, или, наоборот,
бояться и стыдиться своих
сексуальных проявлений. Подобного
рода просветительские программы предусмотрены
и в Республике Беларусь. Ознакомление
с мерами профилактики ВИЧ-инфекции
вводятся уже в курсе школьного
обучения, например на уроках ОБЖ. Предотвращение
передачи вируса половым путем Данные
по эпидемиологии ВИЧ указывают
на то, что люди, которые проявляют
или проявляли определенную активность,
имеют гораздо больше шансов заболеть
СПИДом, чем все остальные. К ним
относятся гомосексуалисты и
бисексуальные мужчины, наркоманы,
делающие себе инъекции, гемофилики и
половые партнеры всех этих лиц, а также
те, кто имел половые контакты в определенных
районах мира. Тем не менее, возможность
заражения СПИДом ни для кого полностью
не исключена, даже для тех, кто не относится
ни к одной из известных групп риска. Конечно,
для них она несравненно меньше, но даже
одного полового контакта с зараженным
партнером может иногда быть достаточно
для передачи вируса. Тем, у кого вирус
не обнаружен и кто состоит во взаимно-моногамном
браке, бояться нечего. Всем остальным
можно рекомендовать следующие разумные
правила: 1) чтобы уменьшить вероятность
заражения, уменьшите число ваших сексуальных
партнеров; 2) поинтересуйтесь их прошлыми
половыми контактами и отношением к наркотикам;
3) используйте презервативы. Презервативы
не обеспечивают стопроцентной защиты,
но существенно помогут вам, если вы будете
пользоваться ими постоянно и правильно.
Поэтому они всегда должны быть доступны.
Следует добиваться того, чтобы презервативы
продавались во всех местных аптеках,
барах и клубах. Лица, отвечающие за здравоохранение
на местах, должны обеспечить их доступность,
а также пропагандировать правильное
к ним отношение. Как мужчины, так и женщины
могли бы получать их бесплатно в центрах
планирования семьи. Сейчас лечащий врач
может выписывать рецепт на спермициды,
но не на презервативы. Пользоваться следует
только презервативами с водной смазкой
(например, желе КУ). Смазки на масляной
основе могут повредить резину. Токсичные
для вирусов спермициды могут обеспечить
дополнительную защиту, но в какой мере
- еще не до конца выяснено. При консультировании
важно учитывать все факторы риска. Если
человек относится к группе высокого риска,
то независимо от того, заражен он или
нет, следует настаивать, чтобы он ограничивался
менее опасными формами секса. В случае
рискованной половой активности здоровый
человек может заразиться, а инфицированный
- заразить других. Лицам, относящимся
к группе повышенного риска, при консультировании
можно предлагать пройти проверку на антитела
к ВИЧ. Такая возможность должна быть обеспечена
в урологическом или венерологическом
отделении любой местной клиники. При
этом врачи должны сознавать, насколько
важно уверить пациента в конфиденциальности
проверки, а также обеспечить эту конфиденциальность.
Независимо от того, согласен пациент
подвергнуться тестированию или нет, ему
следует дать советы о том, как можно уменьшить
риск. Лица с антителами к ВИЧ могут выразить
желание привести своих постоянных сексуальных
партнеров для консультирования и возможной
проверки. Это очень деликатный вопрос,
однако, такую практику сейчас уже поощряют
во многих государствах, особенно в тех
группах, где опасность заразиться все
еще невелика. И мужчины, и женщины хотят
знать правду о своем положении хотя бы
для того, чтобы в случае положительного
теста на антитела не подвергать риску
других. Женщины могут интересоваться
этим еще и потому, что это небезразлично
в случае беременности. Предотвращение
передачи вируса при инъекции наркотиков
Борьба с передачей ВИЧ от одного наркомана
другому - это в основном борьба с использованием
общих игл и прочей "атрибутики" (шприцев,
смесителей, ложек и т. п.), хотя важна также
и пропаганда безопасных форм половой
жизни. Наркоманы должны знать, как рискованно
использовать общие инструменты, для каких
бы инъекций они ни применялись - внутривенных,
внутримышечных или подкожных. Следует
разъяснять также опасность заразиться
или заразить другого половым путем. Потенциальную
опасность для них представляет также
мужская и женская проституция, поскольку
именно этим путем часто добываются средства
для приобретения наркотиков. В идеале
лучший способ первичной профилактики
СПИДа в среде наркоманов - это отказ от
употребления наркотиков. За помощью можно
обратиться к местным наркологическим
службам (если они существуют), а также
к добровольным агентствам. Если невозможно
совсем отказаться от наркотиков, то лучше
всего прекратить инъекции и перейти на
вдыхание, курение или прием внутрь. И
в этом отношении местные службы могли
бы оказать помощь. Если же кто-то не может
обойтись без инъекций, ему следует по
крайней мере иметь собственный инструментарий
и содержать его в чистоте. Возможно, это
легче сказать, чем сделать, но узнайте
хотя бы, в какой из ближайших аптек продаются
иглы и шприцы. Практика использования
одноразовых игл уже укоренилась в большинстве
стран, но само по себе это не панацея,
избавляющая наркоманов от СПИДа. Им должен
быть обеспечен свободный доступ к необходимой
информации, распространяемой не по официальным
каналам органов здравоохранения. Там,
где обеспечить всех иглами не представляется
возможным, одной из альтернативных стратегий
может стать повсеместное распространение
домашних стерилизаторов вместе с инструкциями
по их использованию. Так же как и программа
по внедрению сменных игл, эта стратегия
может повысить информированность людей
об опасности заражения через иглы. Так
же как и лицам, рискующим заразиться половым
путем, всем наркоманам нужно предоставить
возможность пройти проверку на антитела
к ВИЧ и получить соответствующую консультацию.
Важно, чтобы проверяемому лицу была обеспечена
адекватная поддержка. Дело в том, что
при положительном ответе употребление
наркотиков может принять хаотический,
"запойный" характер, что подвергает
дополнительному риску и самого наркомана,
и окружающих. Независимо от того, проводилось
ли обследование или нет, всем наркоманам
нужно давать советы о "безопасном сексе"
и использовании презервативов, а женщинам
- еще и о мерах по предупреждению беременности
(см. ниже). Предотвращение вертикальной
передачи вируса Хотя этот вопрос нуждается
в дополнительном изучении, принято считать,
что вероятность передачи ВИЧ плоду от
матери-вирусоносителя составляет 30-50%.
Поэтому женщину с антителами к ВИЧ или
предполагающую иметь ребенка от мужчины
с такими антителами следует предупредить
о том, что беременность сопряжена с риском
как для нее самой, так и для будущего ребенка.
Первичное предупреждение беременности
должно включать адекватные методы контрацепции
и, кроме того, использование презервативов
для профилактики заражения вирусом. Переход
от более надежных контрацептивных средств
к использованию одних лишь презервативов
часто приводит к нежелательной беременности.
Женщинам, относящимся к группам риска,
следует, если они того хотят, предоставлять
возможность пользоваться консультациями
и проверяться на ВИЧ еще на ранних стадиях
беременности. При этом обследуемые женщины
должны знать, что в случае положительного
ответа им ввиду угрозы для плода показано
прерывание беременности. Конечно, право
принять окончательное решение - сохранять
беременность или нет - принадлежит самой
женщине. Высказывалась мысль (основанная
главным образом на теоретических соображениях),
что беременность повышает вероятность
развития СПИДа у самой матери, но это
не было четко подтверждено фактическими
данными. Серопозитивным женщинам следует
избегать вскармливания младенца грудью,
так как уже описан возможный случай передачи
ВИЧ с материнским молоком. Конечно, этому
совету трудно следовать в развивающихся
странах, где другие виды вскармливания
могут быть практически недоступны. Заключение.
Таким образом, в заключении хотелось
бы отметить следующее. В настоящее время
основным действенным способом предотвращения
распространения ВИЧ-инфекции является
ее профилактика, основанная на знании
особенностей самого вируса, а также путей
его передачи. Выделяют следующие основные
профилактические меры: Просвещение людей
в области профилактики ВИЧ-инфекции.
Личные меры профилактики - это исключение
беспорядочных половых связей, употребления
наркотиков, нанесения татуировок, использования
общих бритвенных, маникюрных и других
предметов личной гигиены, использование
индивидуальных средств защиты. Профилактика
полового пути заражения. Наличие одного
надежного, верного полового партнера;
исключение ранних, множественных и случайных
сексуальных отношений; использование
презерватива при всех видах случайных
половых контактов. Профилактика парентерального
(попадания вируса в кровь) пути заражения.
Обследование доноров крови на наличие
антител к ВИЧ; ограничение показаний
к переливанию продуктов и препаратов
крови; исключение инъекционного употребления
наркотических веществ. Применение одноразового
или стерильного инструментария для медицинских
процедур, связанных с нарушением целостности
кожных покровов; использование обеззараженных
или собственных инструментов для проведения
косметических процедур (маникюр, педикюр,
пирсинг, татуировка и др.), связанных с
возможным повреждением кожи и слизистых
оболочек. Прокалывание ушей, нанесение
татуировок следует проводить в специальных
кабинетах. Использование индивидуальных
предметов личной гигиены (бритвенные,
маникюрные принадлежности). Профилактика
вертикального (от матери к ребенку) пути
передачи. Проведение добровольного обследования
на ВИЧ-инфекцию беременных женщин с консультированием
до и после обследования; назначение специфических
лекарственных препаратов матери до и
во время родов, а также ребенку после
рождения; искусственное вскармливание
новорожденных.