Biologiniai ląstelės potencialai

3484 0

Į mus supantį gyvosios gamtos pasaulį galima žvelgti įvairiai:matyti tik augalus ir gyvūnus,smulkiai nagrinėti tam tikrų organizmų išorinę sandarą,galima domėtis jų vidine sandara.Mums kyla ir daugiau klausimų:kaip vyksta stiebo augimo procesas,žaliojo lapo fotosintezė,kas daro mus nepanašius vienas į kitą,pagal kokius panašumus esame vienos rūšies – Homo sapiens – atstovai; kokios ypatybės yra bendros visiems gyviesiems organizmams.

Norint suprasti visų gyvųjų organizmų bendruosius struktūros funkcionavimo, raidos dėsningumus, reikia pažvelgti į smulkiausią struktūrinį ir funkcinį jų elementą- ląstelę.

Ląstelė- elementari gyvoji sistema, gebanti savarankiškai egzistuoti, vystytis ir daaugintis. Ji yra mūsų planetos gyvųjų organizmų struktūros vystymosi ir gyvybinės veiklos pagrindas. Gyvybinė veikla suprantama kaip ląstelės gebėjimas pasisavinti maisto medžiagas, šalinti medžiagų apykaitos produktus, reaguoti į dirginimą, reguliuoti savo funkcijas, sintetinti medžiagas, gaminti ir kaupti energija, daugintis, augti, specializuotis ir diferencijuotis. Toks ląstelių funkcionavimas ir lemia būsena, kuri įvardijama kaip gyvybė. Visi daugialąsčiame organizme vykstantys procesai- tai jį sudarančių ląstelių koordinuotų funkcijų visuma.

Mokslas apie ląstelę vadinamas citologija.Citologijos objektas-ląstelės daugialąsčių gyvūnų ir augalų, taip pat vienaląsčių organizmų, prie kurių skkiriamos bakterijos, pirmuonys ir vienaląsčiai dumbliai.Citologija nagrinėja ląstelių sandarą ir cheminę sudėtį, ląstelės vidaus struktūrų funkcijas, gyvūnų ir augalų ląstelių funkcijas organizme, ląstelių dauginimąsi, vystymąsi, prisitaikymą prie aplinkos.

Termino ląstelė amžius- daugiau kaip trys šimtai metų. Pirmą kartą šį terminą pavartojo XVII a.

. viduryje anglų mokslininkas R. Hukas. Apžiūrinėdamas savo konstrukcijos mikroskopu ploną kamščio nuopjova, R. Hukas pamatė, kad kamštį sudaro akutės- ląstelės.

XIX a. viduryje remdamiesi jau gana gausiomis žiniomis apie ląstelę zoologas T.Švanas ir botanikas M. Šleidenas 1839m. suformulavo ląstelės teorija. Ląstelės teorija tebėra svarbi ir šiandien. Ji buvo ne kartą patikrinta ir papildyta daugybe duomenų. Dabartinė ląstelės teorija išskiria šiuos pagrindinius teiginius:

1. ląstelė – svarbiausias visų organizmų sandaros ir vystymosi vienetas, mažiausias gyvojo organizmo vienetas;

2. visų vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų ląstelės yra panašios sandaros, cheminės sudėties, turi panašių gyvybinės veiklos ir medžiagų apykaitos požymių;

3. ląstelės dauginasi dalydamosi ir kiekviena nauja ląstelė susidaro dalijantis pirminei (motininei) ląstelei;

4. sudėtingų daugialąsčių organizmų ląstelės specializuotos pagal atliekamas funkcijas, sudaro audinius; iš audinių sudaryti organai, iš jų- organų sistemos, o šios kartu sudaro gyvąjį organizmą.

LĄSTELĖS SANDARA

Atliekant mikroskopinį žmogaus kūno audinių tyrimą nustatyta, kad juos sudaro daugybė ląstelių. Jos yra skirtingos formos, nevienodo didumo ir atlieka įvairias funkcijas. Tačiau visos ląstelės turi tokias pat dalis-membraną, citoplazmą ir branduolį. Ląstelės membrana-tai iš organinių medžiagų sudarytas išorinis ląstelės dangalas. Ji reguliuoja medžiagų patekimą į ląstelę bei šalinimą iš jos. Ląstelės vidus užpildytas pusiau skystos citoplazmos, kurioje yra branduolys ir kiti ląstelės dariniai-organoidai. Citoplazma yra terpė, kurioje vyksta visos gyvybiškai svarbios cheminės reakcijos ir ka

aupiamos maisto medžiagos. Citoplazma nuolatos lėtai juda, o kartu su ja-ir organoidai.Branduolyje yra chromosomos, sudarytos iš nukleorūgščių ir baltymų. Skirtingų rūšių organizmų ląstelėms būdingas tam tikras chromosomų skaičius. Žmogaus ląstelėse (išskyrus lytines) yra 46 chromosomos. Visos chromosomos yra išsidėsčiusios poromis, taigi jos sudaro 23 poras. Chromosomose saugoma paveldima informacija apie ląstelės medžiagų sudėtį ir struktūrą. Kai ląstelei pritrūksta kurių nors baltymų, informacija apie jų sandarą perrašoma iš chromosomų ir pernešama į baltymų gamybos vietą-ribosomas. Ribosomų yra citoplazmoje arba ant endoplazminio tinklo. Pagaminti baltymai endoplazminio tinklo kanalais išnešiojami po visą ląstelę arba išskiriami į jos išorę. Dalis baltymų patenka į plokščias ertmes, sudarančias Goldžio kompleksą. Jame kaupiamos organinių medžiagų atsargos. Minėtiems ir kitiems gyvybiniams procesams reikalingos energijos teikia mitochondrijose gaminamos medžiagos.Lizosomose skaidomi organiniai junginiai ir ląstelės nunykusios dalys.

Pastovūs citoplazmos dariniai, atliekantys svarbias ląstelės gyvybinės veiklos palaikymo funkcijas, vadinami ląstelės organoidais.

Visas sintezės ir skaidymosi reakcijas ląstelėje vykdo įvairūs fermentai.

Ląstelę sudaro tokios pat neorganinės medžiagos ir organiniai junginiai, kokių esama ir negyvojoje gamtoje. Pakankamas šių medžiagų kiekis nulemia normalią ląstelės gyvybinę veiklą. Šiai veiklai būdinga nuolatinė medžiagų apykaita (mityba, biosintezė, kvėpavimas, medžiagų skaidymas, šalinimas), dirglumas, augimas, dauginimasis ir ryšys su aplinka.

LĄSTELĖ-NATŪRALUS VARIKLIS

Nervų sistema sudaryta iš nervinio audinio. Šį sudaro nervinės ląstelės- neuronai ir pagalbinio audinio- neuroglijos ląstelės. Neuronai- pa

agrindinės nervinio audinio ląstelės, reguliuojančios nervų sistemos funkcijas. Neuronus supančios neuroglijos ląstelės atlieka maitinimo, atraminę ir apsauginę funkciją. Šių ląstelių yra apie 10 kartų daugiau negu neuronu.

Kiekvienas neuronas turi kūną ir ataugas. Kūną sudaro branduolys ir citoplazma su joje esančiais organoidais. Ataugos yra dvejopos: dendritai ir aksonai. Dendritai- trumpesnės, šakotos, nervinius impulsus perduodančios į neurono kūną ataugos. Jų yra daug. Aksonu iš neurono į raumenis perduodami nerviniai impulsai. Impulsas yra elektrinės prigimties signalas, plintantis nervinėmis ląstelėmis. Impulsai plinta neuronu atšakomis labai greitai, net 100-130 m per sekundę greičiu. Todėl nervų sistema veikia kur kas greičiau nei hormonai. Neuronai turi tik vieną aksoną ir vieną arba kelis dendritus. Dauguma dendritų yra palyginti trumpos, labai išsišakojusios ataugos. Aksonas paprastai ilgesnis už dendritus, dažniausiai nelabai išsišakojęs. Ilgąsias ataugas dažnai dengia baltos, panašios į riebalus medžiagos- mielino dangalas. Tokius mielinu padengtus aksonus vadiname mielininiais, o neturinčius tokio dangalo – nemielininiais.

Neuronu kūnai išsidėstę daugiausia galvos bei nugaros smegenyse ir nerviniuose mazguose, o ataugos sudaro išeinančius į periferija nervus. Pažeisti neuronų kūnai nebeatsinaujina, o periferijoje esantis aksonai pažeisti gali ataugti. Neuronų kūnai ir trumposios ataugos sudaro centrinės nervų sistemos pilkąją medžiagą, o mielininiai aksonai, kurie neišeina iš centrinės nervų sistemos ir turi baltą mielino dangalą, sudaro baltąją centrinės nervų sistemos medžiagą.

Neuronų fo
orma labai nevienoda.Taip pat jie skiriasi ir savo atliekamomis funkcijomis.Vieni neuronai perduoda impulsus iš jutimo organų į nugaros ar galvos smegenis – tai juntamieji neuronai.Kiti perduoda impulsus iš nugaros ir galvos smegenų į raumenis ar kitus vidaus organus-tai judinamieji neuronai.Ryšį tarp juntamųjų ir judinamųjų neuronų palaiko nugaros ir galvos smegenyse esantys įterptiniai neuronai.Juntamųjų neuronų kūnai sudaro nervinius mazgus šalia centrinės nervų sistemos.

Nervinių ląstelių ataugos, padengtos apvalkalėliais, vadinamos nervinėmis skaidulomis.Šios skaidulos puriuoju jungiamuoju audiniu jungiasi į plika akimi matomus pluoštus, o šie – į stambius kamienus – nervus. Todėl nervai yra panašūs į elektros kabelį.

ŽMOGAUS ELEKTROS CENTRAI

Širdis. Širdis – svarbiausias kraujotakos sistemos organas. Suaugusio žmogaus širdis vidutiniškai sveria 250-300g. Ji yra krūtinės ertmėje, šiek tiek kairiau išilginės kūno ašies.Širdį gaubia jungiamojo audinio maišelis – širdiplėvė.Jos vidinis paviršius išskiria skystį, kuris mažina trintį širdžiai susitraukinėjant.Širdis-tuščiaviduris raumeninis organas, sudarytas iš keturių dalių:2 prieširdžių ir 2 skilvelių.Jos viduje yra pertvara, dalijanti ją į dvi dalis:kairiąją ir dešiniąją.Kiekvienoje tų dalių yra vožtuvas, dalijantis jas į dar dvi dalis: prieširdį ir skilvelį.Prieširdžių sienelės yra daug plonesnės negu skilvelių, mat prieširdžiai, palyginti su skilveliais, atlieka nesunkų darbą:jie nestipriai susitraukdami tik išstumia kraują į skilvelius. O šiems tenka varinėti kraują visomis kraujagyslėmis, todėl jų sienelės kur kas storesnės.Kiekvieną prieširdį su skilveliu jungia anga, kurioje yra panašūs į bures vožtuvai, sausgyslių gijomis prisitvirtinę prie širdies sienelių.Tai buriniai vožtuvai.Prieširdžiams susitraukiant, vožtuvai, kraujo spaudžiami, nukąra į skilvelių vidų ir kraujas iš prieširdžių laisvai patenka į skilvelius.Kai skilveliai susitraukia, juose esantis kraujas spaudžia vožtuvus, juos pakelia ir vožtuvai užsidaro. Įtemptos sausgyslių gijos neleidžia užsidariusiems vožtuvams išvirsti į prieširdžių pusę.Todėl kraujas negali grįžti į prieširdžius.Taigi kraujas teka viena kryptimi: iš prieširdžių į skilvelius. Iš skilvelių jis stumiamas į kraujagysles-aortą ir plaučių kamieną.Tose vietose, kur aorta ir plaučių kamienas jungiasi su skilveliais, yra į kišenėles panašūs pusmėnuliniai vožtuvai. Kraujas, tekėdamas iš skilvelių į kraujagysles, prispaudžia pusmėnulinių vožtuvų kišenėles prie kraujagyslių sienelių ir laisvai teka iš širdies toliau. Grįžti atgal į širdį kraujas negali, nes patenka į pusmėnulinių vožtuvų kišenėles, jas ištempia ir sandariai uždaro. Taigi ir čia kraujas teka tik viena kryptimi:iš skilvelių į kraujagysles.

Smegenys.Galvos smegenys yra kaukolėje.Pro jos angas galvos smegenų nervai susijungia su nugaros smegenimis, praeina kraujagyslės.Apsauginę funkciją atlieka tiek galvos, tiek nugaros smegenis dengiantys smegenų dangalai.

Galvos smegenys sudarytos iš 5 dalių: 1)galinių smegenų; 2)tarpinių smegenų; 3)vidurinių smegenų; 4)užpakalinių smegenų ir 5)pailgųjų smegenų.

Didžiausią žmogaus galvos smegenų dalį sudaro didieji pusrutuliai – galinės smegenys. Iš visų galvos smegenų dalių jie labiausiai ištobulėję.

Didžiųjų pusrutulių išorinį 2-5mm storio sluoksnį-žievę-sudaro pilkoji medžiaga.Po žieve yra baltoji medžiaga.Žievė sudaryta iš nervinių ląstelių, jų ataugų ir neuroglijos.Joje priskaičiuojama apie 14 milijardų nervinių ląstelių.Sudėtinga žievės struktūra yra susijusi su nepaprastai svarbia ir labai sudėtinga žievės funkcija.Ji yra svarbiausias mūsų psichinio gyvenimo ir visų gyvybinių organizmo funkcijų reguliatorius.Atskiros žievės sritys yra šiek tiek skirtingos sandaros ir atlieka skirtingas funkcijas.Šiose srityse yra centrai:regos žievinis centras, klausos žievinis centras, odos ir raumenų jutimo žievinis centras, motorinis žievinis centras, skonio, uoslės, kalbos, rašymo ir daugelis kitų žievinių centrų.

Organų veiklą kontroliuoja skirtingi žieviniai centrai.Pavyzdžiui, pažeidus pakaušio srityje esantį regos centrą, žmogus apanka, nors jo akys yra visiškai sveikos.

Didžiųjų pusrutulių jutimų žieviniai centrai padeda žmogui pažinti pasaulį.

Tarpinės smegenys slypi po galinių smegenų pusrutuliais.Jomis į didžiųjų pusrutulių žievę sklinda impulsai iš visų receptorių.Tarpinių smegenų branduoliai reguliuoja medžiagų ir vandens apykaitą, todėl yra svarbūs termoreguliacijai.

Vidurinės smegenys yra dar žemiau.Jos nuolat siunčia nervinius impulsus į griaučių raumenis, taip palaikydamos jų įtempimą-tonusą.Vidurinėse smegenyse yra požieviniai regėjimo ir klausos analizatorių centrai.Jose taip pat yra akių judesius ir vyzdžių susiaurėjimą reguliuojantys branduoliai.

Užpakalinėms smegenims priklauso smegenų tiltas ir smegenėlės.Smegenėlės reguliuoja kūno raumenų darbą, pusiausvyrą, judesius.Smegenėlės laidais susijusios su daugeliu centrinės nervų sistemos dalių.Smegenų tiltas-kita užpakalinių smegenų dalis, iš kurios išeina keli galviniai nervai, įnervuojantys klausos ir skonio organus, akies raumenis, veido odą, nosies ir burnos ertmes, dantis.

Pailgosios smegenys sudaro nenutrūkstantį nugaros smegenų tęsinį.Jose yra daugelis gyvybiškai svarbių centrų, kurie reguliuoja pagrindines gyvybines funkcijas:kvėpavimą, virškinimą, širdies veiklą.Šios smegenys taip pat dalyvauja kramtymo, rijimo, čiulpimo bei kai kuriuose apsauginiuose refleksuose (čiaudėjimo, kosėjimo, vėmimo, mirksėjimo, ašarojimo).

ELEKTRINIŲ LAUKŲ POVEIKIS ŽMOGUI

Elektros smūgis.Trauma

Elektros smūgis dažniausiai ištinka kontaktuojant su elektros laidais, tačiau kartais gali smūgiuoti per orą ar žemę, taip pat gali trenkti žaibas.

Organizmas elektros srovės veikimui būna jautresnis perkaitus, pagreitėjus medžiagų apykaitai, esant hipertiroidizmui, organizmo hipoksijai, intoksikacijai alkoholiu, sumažėjus dėmesingumui ir kt. Ir priešingai, emocinė įtampa, tikėjimasis gauti elektros smūgį bei dėmesio sutelkimas, hiperoksija, antinksčių hipofunkcija susilpnina elektros srovės žalojantį poveikį ir sumažina elektros traumos sunkumą.

Ypač didelę reikšmę traumai atsirasti turi audinių varža ir elektrinis laidumas, kuriuos apibūdina elektrinis impedansas. Jis matuojamas norint apibūdinti organų, audinių ar ląstelių elektrines savybes, kurios įvairių funkcinių būklių ir patologinių procesų metu kinta. Pavyzdžiui, impedanso matavimu yra pagrįstas reografijos metodas, kuriuo tiriama periferinė kraujotaka, audinių struktūros ir jonizacijos pakitimai, pačių ląstelių bei jų membranų pralaidumas. Impedanso matavimai, perleidžiant per audinius aukšto dažnumo srovę, leidžia nustatyti audinių ir ląstelių laisvųjų elektrolitų suminę koncentracija, taip pat stebėti patologinių procesų dinamiką.

Mažiausią varžą ir didžiausią elektrinį laidumą turi organizmo skysčiai (kraujas, smegenų skystis). Mat jie, kaip elektrolitai, turi mažą elektrinio impedanso talpuminę varžą. Raumenis irgi lengvai praleidžia elektros srovę. Kiti audiniai- kaulai, kremzlės, raiščiai- turi didelę varžą ir elektros srovei yra mažai laidus. Tačiau didžiausia varžą turi sausas nesužalotas epidermis, ypač sustorėjęs dėl nuospaudu. Tada jo varža gali siekti net milijonus omų. Smarkiai sumažėja šlapios ar suprakaitavusios odos varža. Pradėjus tekėti elektros srovei, odos varža greitai mažėja, nes oda įšyla ir pradeda prakaituoti. Elektros srovė, perėjusi odą ir poodį, teka daugeliu krypčių, sudarydama kilpas pagal kraujagysles, limfagysles, fascijas, nervus bei raumenis, palikdama įėjimo ir išėjimo ženklus. Tačiau elektros traumos padariniai priklauso nuo pagrindinės elektros tekėjimo per organizmą krypties: pavojingiausia, kai elektros srovė eina per galvą, ypač pailgąsias smegenis, kuriose yra kvėpavimo, širdies ir kraujagyslių centrai, bei pačią širdį, ypač jos diastolės metu.

Elektros traumos sunkumas priklauso nuo srovės pratekėjimo per kūną laiko. Jei ji teka ne ilgiau kaip 0,02 sek., tai net 1000V įtampos srovė nesukelia jokio patogeninio poveikio, o jeigu iki 1 sek.,- žmogus miršta.

Elektros traumos padariniai priklauso ir nuo elektros srovės fizikinių savybių: jie tiesiog proporcingi per organizmą pratekėjusios srovės galingumui. Vienodo galingumo kintamoji srovė yra pavojingesnė negu nuolatinė. Kadangi srovės galingumas tiesiog proporcingas jos įtampai, tai pažeidimas bus tuo sunkesnis, kuo aukštesnės įtampos srovė pratekės. Laikoma, kad 40V įtampos kintamoji srovė yra nepavojinga, iki 100V- sąlygiškai patogeniška ir kartais mirtina, o didesnė kaip 500V- mirtina. Tačiau šios prielaidos labai sąlygiškos, nes elektros traumos padarinius lemia ir daugelis kitų faktorių.

Ištikus elektros traumai, pasireiškia vietiniai ir bendrieji, taip pat biologiniai, elektrocheminiai ir elektroterminiai patogenezės mechanizmai.

Vietiniai elektros srovės ženklai- tai srovės įėjimo vietoje matomi nedideli, apskriti ar ovalūs, pilkai balti kieti velenėlio pavidalo iškilimo apgaubti odos ploteliai. Dažnai aplink juos matomas šakotas raudonos spalvos piešinys, kurį sudaro paralyžiuotos ir išsiplėtusios arteriolės. Pratekėjus srovei kaulais, susiformuoja balti grūdo ar žirnio dydžio “kauliniai karoliai”, kuriuos sudaro kalcio fosfatas. Jie tuščiaviduriai, nes srovei tekant susidariusi šiluma ištirpdo kalcio fosfatą, o skysčio garai užpildo vidų. Ypač sunkų nudegimą sukelia Voltos lankas, kurio stipri šviesa sužaloja ir akis.

Bendroji organizmo reakcija yra elektros šokas. Jis būna mirtinas ir nemirtinas. Jei mirtinas, tai greit išnyksta sąmonė, sustoja kvėpavimas, mažėja arterinis kraujospūdis (tariamoji mirtis), vėliau atsiranda širdies skilvelių virpėjimas ir asistolija (tikroji mirtis). Kvėpavimas sustoja dėl tiesioginio elektros srovės poveikio kvėpavimo centrui arba dėl j

. . .

Elektromagnetinės spinduliuotės bendras ir klinikinis poveikis, pažiedžiamų organų ir sistemų patogenezė

Elektromagnetinė spinduliuotė skirtingai veikia žmogaus atskirus organus ir organizmo sistemas. Nustatyta, kad silpno intensyvumo spinduliuotė stimuliuoja CNS, o stipraus intensyvumo- slopina, todėl galima spręsti apie parabiozinę elektromagnetinės spinduliuotės esmę.

EML poveikis priklauso nuo individualių organizmo savybių ir apšvitintų organų, kurie į elektromagnetinę spinduliuotę reaguoja nevienodai. Įvairių organų jautrumas elektromagnetinės spinduliuotės poveikiui priklauso nuo kraujagyslių tinklo, mitozinio dauginimosi dažnumo ir ląstelių diferenciacijos lygio. Ypač jautrūs elektromagnetinės spinduliuotės šiluminiam poveikiui yra permatomi akies audiniai, sėklidės ir CNS. Labiausiai EML pažeidžiamų organų ir sistemų patogeninis mechanizmas pateikiamas lentelėje.

Organas, sistema Efektas Patogenezė

1 2 3

Lęšiukas Katarakta Kraujagyslių tinklo nebuvimas ir nedidelė lęšiuko geba išsklaidyti energiją lemia jo temperatūros pakilimą, dėl to sustoja mitozinis procesas ir lęšiukas drumsčiasi.

Reprodukcinė sistema Funkciniai sutrikimai Sėklidėse ląstelių diferenciacija vyksta labai greitai, intersticinės ląstelės gamina mažiau androgenų, dėl to vystosi hipofizės ir lytinės sistemos hipofunkcija.

CNS Funkciniai sutrikimai EML bangų difrakcija ir atspindys vyksta dėl kaukolės sferinės formos, tam tikrose CNS dalyse susikaupia didesnė spinduliuotės energijos koncentracija; spinduliuotei ypač jautrūs smegenų kamieno tinklinis darinys ir pagumburis, todėl dėl šių dalių hipertermijos galimi CNS veiklos sutrikimai.

Elektromagnetinis laukas gali pažeisti akis, sukelti leukemiją, smegenų auglius, reprodukcinės sistemos pakenkimus. Nuolat EML veikiamiems darbuotojams gali būti dažnesni širdies kraujagyslių ir imuninės sistemų bei kvėpavimo organų funkciniai pakitimai.

ELEKTROMAGNETINIO LAUKO POVEIKIO PASIREIŠKIMAS ŠIRDIES IR KRAUJAGYSLIŲ SISTEMOJE

Mokslo literatūroje aprašyti tokie dirbančiųjų su elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniais funkciniai širdies kraujagyslių sistemos pakitimai: hipotonija, bradikardija, skilvelių laidumo sulėtėjimas.

Duomenų apie dozės ir efekto ryšio suradimą nepateikiama, tačiau nurodoma, kad širdies kraujagyslių sistemos sutrikimai ryškesni tada, kai EML bangos centimetrinės. Funkcinių pakitimų didėjimas priklauso nuo darbo trukmės. Be to, širdies kraujagyslių sistemos sutrikimai gali būti susiję su nervų sistemos pakitimais ir asmeninėmis dirbančiojo savybėmis. Pavyzdžiui, vieniems dirbantiems tomis pačiomis sąlygomis pacientams pastebėti silpni astetiniai simptomai, o kitiems- sunki vegetacinė kraujagyslių disfunkcija.

LITERATŪRA:

R.Žiliukas “Ląstelės elektrobiologija”

M.Urbonas “Elektromagnetinio lauko poveikis sveikatai”

J.Butkevičius “Radioaktyvumas ir žmogus”

V.Lapinskas “Medicininė radiologija”

L.Molienė, S.Molis “Žmogaus biologija ir sveikata”

Join the Conversation

×
×