Как дышат инфузории: как дышит инфузория туфелька. — Школьные Знания.com

Содержание

7 класс. Биология. Органы дыхания и газообмен — Органы дыхания и газообмен

Комментарии преподавателя

Цель урока – об­су­дить тер­ми­ны «ды­ха­ние» и «га­зо­об­мен», а также рас­смот­реть ор­га­ны га­зо­об­ме­на жи­вот­ных.

Мно­гим про­стей­шим и огром­но­му боль­шин­ству жи­вот­ных жиз­нен­но необ­хо­дим кис­ло­род. Толь­ко с его по­мо­щью эти ор­га­низ­мы могут мед­лен­но сжи­гать пи­та­тель­ные ве­ще­ства с по­лу­че­ни­ем энер­гии. Это мед­лен­ное сжи­га­ние, или окис­ле­ние ор­га­ни­че­ских ве­ществ, на­зы­ва­ет­ся ды­ха­ни­ем.

У тер­ми­на «ды­ха­ние» сразу два зна­че­ния. Ды­ха­ние в био­хи­ми­че­ском смыс­ле – это окис­ле­ние пи­та­тель­ных ве­ществ, про­хо­дя­щее с вы­де­ле­ни­ем энер­гии. Ды­ха­ние в фи­зио­ло­ги­че­ском смыс­ле – по­лу­че­ние кис­ло­ро­да и вы­де­ле­ние уг­ле­кис­ло­го газа. Имен­но по­след­нее мы будем рас­смат­ри­вать в нашем уроке.

Га­зо­об­мен – это обмен газов между ор­га­низ­мом и окру­жа­ю­щей сре­дой. В ор­га­низм по­сто­ян­но по­сту­па­ет кис­ло­род, ко­то­рый по­треб­ля­ет­ся всеми клет­ка­ми, ор­га­на­ми и тка­ня­ми. Из ор­га­низ­ма вы­де­ля­ет­ся уг­ле­кис­лый газ и неко­то­рое ко­ли­че­ство дру­гих про­дук­тов рас­па­да пи­та­тель­ных ве­ществ. Таким об­ра­зом, га­зо­об­мен – это ды­ха­ние и немно­го вы­де­ле­ния.

Неко­то­рые про­стей­шие – анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы, т. е. ор­га­низ­мы, не нуж­да­ю­щи­е­ся в кис­ло­ро­де. Анаэ­ро­бы бы­ва­ют фа­куль­та­тив­ны­ми и об­ли­гат­ны­ми. Фа­куль­та­тив­но анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы – это ор­га­низ­мы, спо­соб­ные жить как в от­сут­ствии кис­ло­ро­да, так и при его при­сут­ствии. Об­ли­гат­ные анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы – это ор­га­низ­мы, для ко­то­рых кис­ло­род ядо­вит. Они могут жить толь­ко в от­сут­ствии кис­ло­ро­да. Анаэ­роб­ным ор­га­низ­мам кис­ло­род для окис­ле­ния пи­та­тель­ных ве­ществ не нужен (рис. 1, 2).

Рис. 1. Бра­чо­нел­ла – анаэ­роб­ная ин­фу­зо­рия

Рис. 2. Ки­шеч­ная лямб­лия

Дру­гим про­стей­шим, а их все же боль­шин­ство, кис­ло­род нужен. По­ступ­ле­ние кис­ло­ро­да в их клет­ки осу­ществ­ля­ет­ся бла­го­да­ря про­ни­ца­е­мо­сти кле­точ­ных мем­бран и диф­фу­зии (про­цесс вы­рав­ни­ва­ния кон­цен­тра­ции кис­ло­ро­да внут­ри ор­га­низ­ма и в окру­жа­ю­щей его среде) (рис. 3–5).

Рис. 3. Амебы

Рис. 4. Зе­ле­ная во­до­росль хло­рел­ла

Рис. 5. Ин­фу­зо­рия-ту­фель­ка

Неболь­шие жи­вот­ные спо­соб­ны, как и про­стей­шие, ды­шать через всю по­верх­ность тела. Каж­дая клет­ка, к при­ме­ру, кро­шеч­ной тур­бел­ля­рии на­хо­дит­ся от по­верх­но­сти неда­ле­ко. Кис­ло­род ко всем тка­ням и ор­га­нам по­сту­па­ет путем про­стой диф­фу­зии. С воз­рас­та­ни­ем раз­ме­ра тела воз­ни­ка­ет необ­хо­ди­мость в транс­пор­те кис­ло­ро­да к клет­кам тела, рас­по­ло­жен­ным внут­ри ор­га­низ­ма, да­ле­ко от внеш­ней среды. В про­цес­се эво­лю­ции воз­ни­ка­ют ор­га­ны и си­сте­мы ор­га­нов, ко­то­рые поз­во­ля­ют этот транс­порт осу­ще­ствить.

Губки – это филь­тра­то­ры. Через свое по­ри­стое тело они по­сто­ян­но про­пус­ка­ют ток воды. Все клет­ки губок так или иначе кон­так­ти­ру­ют с внеш­ней сре­дой и по­лу­ча­ют кис­ло­род от­ту­да (рис. 6).

Рис. 6. Губка на мор­ском дне

Ки­шеч­но­по­лост­ные имеют всего два кле­точ­ных слоя тела. На­руж­ный слой, эк­то­дер­ма, на­пря­мую кон­так­ти­ру­ет с окру­жа­ю­щей водой. Внут­рен­ний слой, эн­то­дер­ма, кон­так­ти­ру­ет с жид­ко­стью ки­шеч­ной по­ло­сти, ко­то­рая тоже, фак­ти­че­ски, окру­жа­ю­щая среда (рис. 7). И одни, и дру­гие клет­ки по­лу­ча­ют кис­ло­род из жид­ко­сти путем про­стой диф­фу­зии.

Рис.7. Стро­е­ние кож­но-му­скуль­но­го мешка гидры

Сво­бод­но­жи­ву­щие плос­кие черви спе­ци­аль­ных ор­га­нов ды­ха­ния не имеют. Они, по­доб­но про­стей­шим, также дышат всей по­верх­но­стью тела. По­верх­но­стью много не на­ды­шишь, все клет­ки долж­ны быть от нее неда­ле­ко. Имен­но по­это­му круп­ные сво­бод­но­жи­ву­щие плос­кие черви могут быть тон­ки­ми, как бу­ма­га. Транс­порт кис­ло­ро­да осу­ществ­ля­ет­ся раз­ветв­лен­ным ки­шеч­ни­ком (рис. 8).

Рис. 8. Плос­кий червь на дне моря

Сво­бод­но­жи­ву­щие круг­лые черви – очень неболь­шие жи­вот­ные. Дышат они также всей по­верх­но­стью тела (рис. 9).

Рис. 9. Круг­лый червь

А что ка­са­ет­ся па­ра­зи­тов плос­ких и круг­лых чер­вей, то они за­ча­стую анаэ­роб­ны (рис. 10).

Рис. 10. Ас­ка­ри­да

У мно­го­ще­тин­ко­вых чер­вей-по­ли­хет име­ют­ся спе­ци­аль­ные ор­га­ны ды­ха­ния – пе­ри­стые жабры. Пе­ри­стые жабры пред­став­ля­ют собой вы­ро­сты из стен­ки тела, рас­по­ла­га­ю­щи­е­ся на каж­дом сег­мен­те по обеим сто­ро­нам тела (рис. 11). 

Рис. 11. По­ли­хе­та с жаб­ра­ми

Ма­ло­ще­тин­ко­вые черви и пи­яв­ки (рис. 12) дышат через по­верх­ность кожи.

Рис. 12. Пи­яв­ка

У всех коль­ча­тых чер­вей в ды­ха­нии участ­ву­ет кровь, ко­то­рая обиль­но при­те­ка­ет к жаб­рам или к по­верх­но­сти кожи, где осво­бож­да­ет­ся от уг­ле­кис­ло­го газа и на­сы­ща­ет­ся кис­ло­ро­дом, ко­то­рый затем пе­ре­но­сит по всему ор­га­низ­му (рис. 13).

Рис. 13. Зем­ля­ной червь

У ра­ко­об­раз­ных и при­ми­тив­ных хе­ли­це­ро­вых ме­че­хво­стов ор­га­на­ми ды­ха­ния также яв­ля­ют­ся жабры (рис. 14). Жабры у них – это вы­ро­сты ко­неч­но­стей. Транс­порт кис­ло­ро­да осу­ществ­ля­ет­ся кро­вью.

Рис. 14. Жабры ра­ко­об­раз­но­го

Ор­га­на­ми ды­ха­ния па­у­ко­об­раз­ных слу­жат тра­хеи, как, на­при­мер, у фа­ланг лож­но­скор­пи­о­нов и се­но­кос­цев, или лег­кие, как у скор­пи­о­нов и жгу­то­но­гих, а ино­гда и те и дру­гие вме­сте, как у па­у­ков (рис. 15, 16).

Рис. 15. Лож­но­скор­пи­он

Рис. 16. Скор­пи­он

У неко­то­рых особо мел­ких па­у­ко­об­раз­ных, как, на­при­мер, у неко­то­рых кле­щей, во­об­ще не име­ет­ся обособ­лен­ных ор­га­нов ды­ха­ния. Они дышат через всю по­верх­ность тела (рис. 17).

Рис. 17. Жел­тый клещ

Ор­га­ны ды­ха­ния на­се­ко­мых – это тра­хеи, ко­то­рые про­ни­зы­ва­ют все тело. Тра­хеи вет­вят­ся и как бы оку­ты­ва­ют внут­рен­ние ор­га­ны. Кон­це­вые ветви тра­хеи за­кан­чи­ва­ют­ся тра­хей­ной клет­кой, от ко­то­рой от­хо­дят тон­чай­шие тра­хей­ные тру­боч­ки. Тра­хей­ные тру­боч­ки до­став­ля­ют кис­ло­род к каж­дой клет­ке тела на­се­ко­мо­го (рис. 18).

Рис. 18. Тра­хеи – ор­га­ны ды­ха­ния на­се­ко­мых

Тра­хей­ная си­сте­ма на­се­ко­мых от­кры­тая, т. е. она сво­бод­но со­об­ща­ет­ся с окру­жа­ю­щим воз­ду­хом (рис. 19).

Рис. 19. От­кры­тая тра­хей­ная си­сте­ма

Од­на­ко у неко­то­рых ли­чи­нок на­се­ко­мых, жи­ву­щих в воде, име­ет­ся за­кры­тая тра­хей­ная си­сте­ма (рис. 20). В этом слу­чае кис­ло­род диф­фун­ди­ру­ет в тра­хеи через по­верх­ность саль­ных тра­хей­ных жабр.

Рис. 20. За­кры­тая тра­хей­ная си­сте­ма

Пла­стин­ча­тые и пе­ри­стые жабры мол­люс­ков, рас­по­ло­жен­ные на­руж­но или в ман­тий­ной по­ло­сти, также слу­жат ор­га­на­ми ды­ха­ния (рис. 21).

Рис. 21. Стро­е­ние мол­люс­ка

У на­зем­ных брю­хо­но­гих мол­люс­ков об­ра­зу­ют­ся лег­кие. Ин­те­рес­но, что кровь мол­люс­ков часто имеет ха­рак­тер­ный го­лу­бо­ва­тый цвет. Этот цвет про­ис­хо­дит от ге­ма­то­ци­а­ни­на – пиг­мен­та крови, вы­пол­ня­ю­ще­го функ­ции, сход­ные с функ­ци­я­ми ге­мо­гло­би­на в крови че­ло­ве­ка (рис. 22).

Рис. 22. Го­ло­жа­бер­ный мол­люск

Иг­ло­ко­жие осу­ществ­ля­ют га­зо­об­мен через тон­кие неж­ные участ­ки кож­ных по­кро­вов. Важ­ную роль в ды­ха­нии иг­ра­ет ам­бу­ла­краль­ная си­сте­ма (рис. 23).

Рис. 23. Стро­е­ние иг­ло­ко­жих

Си­сте­ма ор­га­нов ды­ха­ния лан­цет­ни­ка пред­став­ле­на жа­бер­ны­ми ще­ля­ми, про­ни­зы­ва­ю­щи­ми стен­ку пе­ред­не­го от­де­ла ки­шеч­ни­ка – глот­ку. Жа­бер­ные щели от­кры­ва­ют­ся в осо­бую по­лость с частой сме­ной воды. Лю­бо­пыт­но, что жа­бер­ные щели у лан­цет­ни­ка есть, а жабр, как та­ко­вых, нет. Га­зо­об­мен идет через по­кро­вы глот­ки (рис. 24).

Рис. 24. Стро­е­ние лан­цет­ни­ка

У хря­ще­вых рыб име­ют­ся жа­бер­ные щели, а жа­бер­ных кры­шек нет. По­это­му хря­ще­вые рыбы не спо­соб­ны ак­тив­но ор­га­ни­зо­вы­вать ток воды через жабры. Имен­но по­это­му акулы и скаты долж­ны либо по­сто­ян­но плыть, либо на­хо­дить­ся на те­че­нии, ко­то­рое омы­ва­ло бы жабры, снаб­жая их кровь кис­ло­ро­дом (рис. 25).

Рис. 25. Жабры хря­ще­вой рыбы

У кост­ных рыб под жа­бер­ны­ми крыш­ка­ми рас­по­ла­га­ют­ся жабры, со­сто­я­щие из жа­бер­ных дуг с жа­бер­ны­ми ле­пест­ка­ми (рис. 26).

Рис. 26. Жабры кост­ных рыб

Жа­бер­ные ле­пест­ки (рис. 27) обиль­но про­ни­за­ны мель­чай­ши­ми кро­ве­нос­ны­ми со­су­да­ми. Вода, за­гла­ты­ва­е­мая рыбой, по­па­да­ет в ро­то­вую по­лость и про­хо­дит через жа­бер­ные ле­пест­ки на­ру­жу. Вода омы­ва­ет их и снаб­жа­ет кровь кис­ло­ро­дом.

Рис. 27. Жа­бер­ные ле­пест­ки

Ор­га­на­ми ды­ха­ния чет­ве­ро­но­гих жи­вот­ных яв­ля­ют­ся лег­кие. Лег­кие – это полые тон­ко­стен­ные мешки, опле­тен­ные гу­стой сетью мель­чай­ших кро­ве­нос­ных со­су­дов – ка­пил­ля­ров. Диф­фу­зия кис­ло­ро­да из воз­ду­ха в ка­пил­ля­ры про­ис­хо­дит на внут­рен­ней по­верх­но­сти лег­ких. Со­от­вет­ствен­но, чем это внут­рен­няя по­верх­ность боль­ше, тем ак­тив­нее идет диф­фу­зия.

Зем­но­вод­ные (рис. 28) дышат с по­мо­щью про­стых лег­ких и сли­зи­стой кожи. Доля кож­но­го ды­ха­ния у раз­ных зем­но­вод­ных может быть раз­лич­ной.

Рис. 28. Са­ла­манд­ра

Рис. 29. Кро­ве­нос­ная си­сте­ма по­зво­ноч­ных

У пре­смы­ка­ю­щих­ся кожа сухая, га­зо­об­мен через нее прак­ти­че­ски не идет. Внут­рен­няя по­верх­ность лег­ко­го пре­смы­ка­ю­щих­ся имеет более слож­ное устрой­ство, чем у ам­фи­бий (рис. 29). В лег­ких по­яв­ля­ют­ся мно­го­чис­лен­ные вы­ро­сты и ле­гоч­ные пе­ре­го­род­ки, все это зна­чи­тель­но уве­ли­чи­ва­ет внут­рен­нюю по­верх­ность лег­ких (рис. 30).

Рис. 30. Лег­кое пре­смы­ка­ю­ще­го­ся

Птицы во время ак­тив­но­го по­ле­та тра­тят кис­ло­род с огром­ной ско­ро­стью, и га­зо­об­мен у них про­те­ка­ет в связи с этим наи­бо­лее слож­но. Лег­кие птиц пред­став­ля­ют собой плот­ные губ­ча­тые тела, их внут­рен­няя по­верх­ность очень ве­ли­ка, брон­хи силь­но раз­ветв­ле­ны. Часть от­ветв­ле­ний до­хо­дит до мно­же­ства мел­ких по­ло­стей, стен­ки ко­то­рых про­ни­за­ны ка­пил­ля­ра­ми кро­ве­нос­ной си­сте­мы. Дру­гая часть брон­хов про­хо­дит через лег­кие и за их пре­де­ла­ми об­ра­зу­ет боль­шие тон­ко­стен­ные воз­душ­ные мешки. Они рас­по­ла­га­ют­ся между внут­рен­ни­ми ор­га­на­ми, про­ни­ка­ют в полые кости, между мыш­ца­ми рас­по­ла­га­ют­ся почти под кожей (рис. 31, 32).

Рис. 31. Ды­ха­тель­ная си­сте­ма птиц

Рис. 32. Схема ды­ха­ния птиц

В покое ды­ха­ние птиц обес­пе­чи­ва­ет­ся дви­же­ни­я­ми груд­ной клет­ки. Опус­ка­ясь, гру­ди­на уве­ли­чи­ва­ет ее объем и рас­тя­ги­ва­ет воз­душ­ные мешки. Устрем­ля­ясь в них, воз­дух про­хо­дит через лег­кие, и про­ис­хо­дит вдох, а при под­ня­тии гру­ди­ны про­ис­хо­дит выдох. Ча­сто­та ды­ха­ния в спо­кой­ном со­сто­я­нии у птиц за­ви­сит от их раз­ме­ра – чем мель­че птица, тем более часто она дышит. В по­ле­те дви­же­ния груд­ной клет­ки ис­клю­че­ны, а ды­ха­ние осу­ществ­ля­ет­ся за счет дви­же­ние кры­льев. При под­ня­тии кры­льев воз­душ­ные мешки рас­тя­ги­ва­ют­ся, а при опус­ка­нии про­ис­хо­дит выдох.

При одном толь­ко вздо­хе усво­ить кис­ло­род из воз­ду­ха невоз­мож­но, в воз­душ­ные мешки по­сту­па­ет воз­дух еще от­но­си­тель­но бо­га­тый кис­ло­ро­дом, при вы­до­хе этот же воз­дух вто­рич­но про­хо­дит через лег­кие и от­да­ет еще немно­го кис­ло­ро­да. Такое яв­ле­ние по­лу­чи­ло на­зва­ние двой­но­го ды­ха­ния.

Мле­ко­пи­та­ю­щие также об­ла­да­ют до­ста­точ­но со­вер­шен­ной си­сте­мой ор­га­нов ды­ха­ния. Она со­сто­ит из тра­хеи, брон­хов и лег­ких, по тра­хее и брон­хам воз­дух про­хо­дит в лег­кие, где осу­ществ­ля­ет­ся га­зо­об­мен (рис. 33).

Рис. 33. Лег­кое мле­ко­пи­та­ю­ще­го

Рис. 34. Ветв­ле­ние брон­хов в лег­ких

Лег­кие губ­ча­тые, в лег­ких брон­хи вет­вят­ся (рис. 34), по раз­ветв­ле­ни­ям воз­дух по­па­да­ет в ле­гоч­ные пу­зырь­ки, или аль­ве­о­лы. Аль­ве­о­лы опле­те­ны гу­стой сетью мель­чай­ших ка­пил­ля­ров. Вен­ти­ля­цию лег­ких обес­пе­чи­ва­ет дви­же­ние по­явив­шей­ся диа­фраг­мы. Диа­фраг­ма от­де­ля­ет брюш­ную по­лость от груд­ной, также ды­ха­нию спо­соб­ству­ет со­кра­ще­ние и рас­слаб­ле­ние меж­ре­бер­ных мышц. Вдох со­про­вож­да­ет­ся уве­ли­че­ни­ем объ­е­ма груд­ной клет­ки, а выдох при­во­дит к ее умень­ше­нию (рис. 35, 36).

Рис. 35. Ды­ха­тель­ная си­сте­ма че­ло­ве­ка

Рис. 36. Вдох и выдох

Анаэ­роб­ные жи­вот­ные

Как вы уже зна­е­те, мно­гие про­стей­шие анаэ­роб­ны. Среди жи­вот­ных анаэ­роб­ный обмен ве­ществ встре­ча­ет­ся реже, но все же встре­ча­ет­ся. Так, спо­соб­ны об­хо­дить­ся без кис­ло­ро­да со­саль­щи­ки (рис. 37), лен­точ­ные черви (рис. 38) и па­ра­зи­ти­че­ские круг­лые черви, на­при­мер ас­ка­ри­да. Как ни стран­но это зву­чит, но анаэ­роб­ный обмен ве­ществ иг­ра­ет важ­ную роль в ра­бо­те неко­то­рых наших тка­ней.

Рис. 37. Со­саль­щик

Рис. 38. Лен­точ­ный червь

На­при­мер, при ак­тив­ной ра­бо­те, когда кис­ло­ро­да не хва­та­ет, по­пе­реч­но­по­ло­са­тая му­ску­ла­ту­ра жи­вот­ных фак­ти­че­ски осу­ществ­ля­ет сбра­жи­ва­ние глю­ко­зы до мо­лоч­ной кис­ло­ты. Мы­шеч­ная боль, ко­то­рую мы чув­ству­ем после ин­тен­сив­ной фи­зи­че­ской ра­бо­ты, свя­за­на как раз с об­ра­зо­ва­ни­ем в мыш­цах мо­лоч­ной кис­ло­ты.

Про­стей­шие и кис­ло­род

Около 3 млрд лет тому назад на земле по­яви­лись фо­то­син­те­зи­ру­ю­щие бак­те­рии, ко­то­рые на­ча­ли вы­де­лять кис­ло­род. Кис­ло­род для живых ор­га­низ­мов того вре­ме­ни был непри­вы­чен и обыч­но ядо­вит. Пер­вые эу­ка­ри­о­ты, в от­ли­чие от бак­те­рий, не могли ис­поль­зо­вать кис­ло­род для окис­ле­ния пи­та­тель­ных ве­ществ и по­лу­че­ния энер­гии.

Зато пред­ки со­вре­мен­ных эу­ка­ри­от могли по­едать аэроб­ных бак­те­рий, не все клет­ки бак­те­рий при этом пе­ре­ва­ри­ва­лись. Неко­то­рые оста­ва­лись жить внут­ри эу­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ки. Имен­но от этих вы­жив­ших аэроб­ных бак­те­рий, ско­рее всего, про­изо­шли ми­то­хон­дрии (рис. 39).

Рис. 39. Стро­е­ние клет­ки

В клет­ках со­вре­мен­ных про­стей­ших кис­ло­род ис­поль­зу­ет­ся в ос­нов­ном ми­то­хон­дри­я­ми. Ми­то­хон­дрии (рис. 40) – это как бы энер­ге­ти­че­ские стан­ции клет­ки. У анаэ­роб­ных про­стей­ших ми­то­хон­дрии часто могут ис­че­зать или силь­но ви­до­из­ме­нять­ся. 

Рис. 40. Ми­то­хон­дрия

Кож­ное ды­ха­ние ам­фи­бий

Как мы уже го­во­ри­ли, вклад кож­но­го ды­ха­ния у раз­лич­ных ам­фи­бий может быть очень раз­ным. У жаб (рис. 41), ко­то­рые могут оби­тать в от­но­си­тель­но сухой среде, кожа оро­го­ве­ва­ет, и кож­ное ды­ха­ние через нее осу­ществ­ля­ет­ся слабо.

Рис. 41. Го­лу­бой дре­во­лаз

У взрос­лых осо­бей боль­шин­ства видов ам­фи­бий име­ют­ся лег­кие не очень боль­шо­го объ­е­ма и с неболь­шой внут­рен­ней по­верх­но­стью. Дышат они и через кожу, и лег­ки­ми (рис. 42).

Рис. 42. Лег­кие ля­гуш­ки

У без­ле­гоч­ных са­ла­мандр и неко­то­рых ля­гу­шек (рис. 43, 44) лег­ких во­об­ще нет, дышат они толь­ко через по­кро­вы и сли­зи­стые рта. И, на­ко­нец, ли­чин­ки ам­фи­бий дышат, как вы пом­ни­те, при по­мо­щи жабр.

Рис. 43. Без­ле­гоч­ная са­ла­манд­ра

Рис. 44.Без­ле­гоч­ная ля­гуш­ка

Ла­бо­ра­тор­ная ра­бо­та по теме: «Изу­че­ние спо­со­бов ды­ха­ния жи­вот­ных»

Про­ве­ди­те на­блю­де­ние за жи­вот­ны­ми: до­ступ­ны­ми пред­ста­ви­те­ля­ми кост­ных рыб, ам­фи­бий, реп­ти­лий, птиц и мле­ко­пи­та­ю­щих. Если про­ве­сти на­блю­де­ние за жи­вы­ми жи­вот­ны­ми со­вер­шен­но невоз­мож­но, по­смот­ри­те со­от­вет­ствен­ные ви­део­за­пи­си.

От­меть­те, с какой ча­сто­той от­кры­ва­ют­ся жа­бер­ные крыш­ки рыб, как свя­за­ны дви­же­ния рта и жа­бер­ных кры­шек. Есть ли ви­ди­мые ды­ха­тель­ные дви­же­ния у ам­фи­бий, реп­ти­лий птиц и мле­ко­пи­та­ю­щих. За­ставь­те жи­вот­ных 2–3 ми­ну­ты ак­тив­но по­дви­гать­ся. От­меть­те, из­ме­нил­ся ли ин­тер­вал и ча­сто­та ды­ха­тель­ных дви­же­ний, не из­ме­нил­ся ли их ха­рак­тер. Ре­зуль­та­ты на­блю­де­ния за­пи­ши­те.

Зна­е­те ли вы, что…

Несмот­ря на ин­тен­сив­ное ле­гоч­но­го ды­ха­ния у на­зем­ных по­зво­ноч­ных, они все еще не окон­ча­тель­но утра­ти­ли спо­соб­ность к ды­ха­нию через кожу. Пол­но­стью ли­ше­ны этой спо­соб­но­сти лишь самые бро­ни­ро­ван­ные из чет­ве­ро­но­гих, на­при­мер че­ре­па­хи и бро­не­нос­цы.

У че­ло­ве­ко­об­раз­ной обе­зья­ны пло­щадь внут­рен­ней по­верх­но­сти лег­ких в 40–50 раз боль­ше, чем пло­щадь всей кожи. Усло­вия для ды­ха­ния очень раз­лич­ны, на­при­мер, в 1 л воды со­дер­жит­ся кис­ло­ро­да в 20 раз мень­ше, чем в 1 литре воз­ду­ха.

источник конспекта — http://interneturok.ru/ru/school/biology/7-klass/tema/organy-dyhaniya-i-gazoobmen

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=BEYsPlDbBWY

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=hT9c-r20OEw

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=k3dl1Lz2WfY

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=qfKRh—X4eI

источник презентации — http://ppt4web.ru/biologija/organy-dykhanija-i-gazoobmen.html

источник теста — http://testedu.ru/test/biologiya/7-klass/organyi-dyixaniya.html

Инфузории со дна швейцарского озера научились «дышать» соединениями азота — Наука

ТАСС, 3 марта. На дне швейцарского озера Цуг ученые нашли необычных инфузорий. Они научились жить без кислорода благодаря бактериям, которые живут с ними в симбиозе. Эти бактерии извлекают энергию из реакций с участием азота. Описание необычных сожителей опубликовал научный журнал Nature.

Эукариоты – организмы, в клетках которых есть ядро, – появились благодаря тому, что их предки ассимилировали различные бактерии и археи. Ученые считают, что ключевой стадией этого процесса было появление митохондрий. Это одна из важнейших частей клетки, которая производит молекулы АТФ – основную «энерговалюту» клеток.

В пользу бактериального происхождения митохондрий говорит несколько фактов. Например, они отделены от остальной части клетки двойной мембраной, которая похожа на оболочку микробов. Кроме того, у них есть свои собственные ДНК и система синтеза белков.

Многие биологи считают, что митохондрии «приручились» на самых первых этапах эволюции многоклеточных живых существ – еще до того, как разделились предки простейших, животных, грибов и растений.

Яна Милуцка из Института морской микробиологии Общества Макса Планка (Германия) и ее коллеги случайно открыли пример того, как подобный процесс происходит в наше время. Они изучали образцы грунта со дна швейцарского озера Цуг. В воде на его дне кислорода почти нет.

Поэтому ученые ожидали найти в этих образцах лишь метаногенные бактерии, а вовсе не простейших, митохондриям которых для работы нужен кислород. Однако в этих образцах оказалось много инфузорий, которые игнорировали отсутствие кислорода и спокойно размножались в подобных условиях. Они очень заинтересовали ученых.

Изучение их обмена веществ показало, что внутри инфузорий жило множество симбионтов из класса гамма-протеобактерий, которых назвали Azoamicus ciliaticola. Оказалось, что эти микроорганизмы могут захватывать молекулы нитратов и других соединений азота из цитоплазмы сожителя и производить и их помощью необходимые для собственного существования молекулы АТФ.

Инфузории при этом научились захватывать молекулы нитратов из окружающей среды и транспортировать их к своим симбионтам. Благодаря этому все партнеры могут выживать в не самой благоприятной для существования среде у дна озера.

Расчеты ученых показывают, что этот симбиоз начался примерно 300 млн лет назад. В результате бактерии потеряли почти все свои гены, не связанные с производством АТФ и работой критически важных систем клеток, таких, например, как репликация ДНК. То есть эти микробы уже не могут самостоятельно жить вне клеток инфузорий, что роднит их с митохондриями.

Ученые предполагают, что эти микробы движутся по той же эволюционной траектории, что и предки митохондрий. Их можно будет использовать для изучения истории эволюции митохондрий. Кроме того, их открытие говорит в пользу того, что на Земле могут существовать и другие альтернативные системы дыхания, в которых не используется кислород. Их аналоги могли зародиться и на других планетах, подытожили Милуцка и ее коллеги.

В швейцарском озере Цуг обнаружили инфузорий, способных дышать азотными соединениями

Процесс дыхания обеспечивается за счет симбиоза с особым видом бактерий

Ученые обнаружили необычных инфузорий на дне озера Цуг в Швейцарии. Особенность этих одноклеточных заключается в их способность выживать без кислорода за счет симбиоза с бактериями, извлекающими энергию в ходе реакций с участием азота. Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Известно, что эукариоты появились благодаря ассимиляции их предков с различными бактериями и археями. В результате данного процесса у них появились митохондрии, являющиеся важнейшей частью в производстве молекул АТФ, дающих энергию для поддержания жизни клетки. Многие ученые предполагают, что на первых этапах эволюции многоклеточных организмов митохондрии «приручились». Пример такого процесс пронаблюдала Яна Милуцка из Института морской микробиологии Общества Макса Планка в Германии, совместно с ее коллегами.

Ученые обнаружили инфузорий в образцах грунта со дна озера Цуг. Изучение обмена веществ этих организмов выявило множество симбионтов, относящихся к классу гамма-протеобактерий. Они были способны захватывать молекулы нитратов и прочих соединений азота, содержащихся в цитоплазме сожителя и производить на их основе собственные молекулы АТФ. В условиях отсутствия кислорода инфузории научились захватывать нитраты и перенаправлять их своим симбионтам, что обеспечивает их совместное выживание.

Согласно данным научных расчетов, этот процесс начался около 300 млн. лет назад. В результате симбиоза бактерии потеряли собственные гены, за исключением тех, которые необходимы для производства АТФ и репликации ДНК. Неспособность жить вне клетки инфузории роднит эти бактерии и митохондриями.

Эксперты предполагают, что траектория эволюции этих микробов схожа с путем развития предков митохондрий. Они послужат материалом для изучения последних. Более того, ученые отметили, что данное открытие может говорить о наличии альтернативных систем дыхания без использования кислорода.

Инфузории со дна швейцарского озера научились «дышать» соединениями азота : Popular_Science_Ru

На дне швейцарского озера Цуг ученые нашли необычных инфузорий. Они научились жить без кислорода благодаря бактериям, которые живут с ними в симбиозе. Эти бактерии извлекают энергию из реакций с участием азота. Описание необычных сожителей опубликовал научный журнал Nature.

Инфузории© Choksawatdikorn/Shutterstock/Fotodom

Эукариоты – организмы, в клетках которых есть ядро, – появились благодаря тому, что их предки ассимилировали различные бактерии и археи. Ученые считают, что ключевой стадией этого процесса было появление митохондрий. Это одна из важнейших частей клетки, которая производит молекулы АТФ – основную «энерговалюту» клеток.

В пользу бактериального происхождения митохондрий говорит несколько фактов. Например, они отделены от остальной части клетки двойной мембраной, которая похожа на оболочку микробов. Кроме того, у них есть свои собственные ДНК и система синтеза белков.

Многие биологи считают, что митохондрии «приручились» на самых первых этапах эволюции многоклеточных живых существ – еще до того, как разделились предки простейших, животных, грибов и растений.

Яна Милуцка из Института морской микробиологии Общества Макса Планка (Германия) и ее коллеги случайно открыли пример того, как подобный процесс происходит в наше время. Они изучали образцы грунта со дна швейцарского озера Цуг. В воде на его дне кислорода почти нет.

Поэтому ученые ожидали найти в этих образцах лишь метаногенные бактерии, а вовсе не простейших, митохондриям которых для работы нужен кислород. Однако в этих образцах оказалось много инфузорий, которые игнорировали отсутствие кислорода и спокойно размножались в подобных условиях. Они очень заинтересовали ученых.

Изучение их обмена веществ показало, что внутри инфузорий жило множество симбионтов из класса гамма-протеобактерий, которых назвали Azoamicus ciliaticola. Оказалось, что эти микроорганизмы могут захватывать молекулы нитратов и других соединений азота из цитоплазмы сожителя и производить и их помощью необходимые для собственного существования молекулы АТФ.

Инфузории при этом научились захватывать молекулы нитратов из окружающей среды и транспортировать их к своим симбионтам. Благодаря этому все партнеры могут выживать в не самой благоприятной для существования среде у дна озера.

Расчеты ученых показывают, что этот симбиоз начался примерно 300 млн лет назад. В результате бактерии потеряли почти все свои гены, не связанные с производством АТФ и работой критически важных систем клеток, таких, например, как репликация ДНК. То есть эти микробы уже не могут самостоятельно жить вне клеток инфузорий, что роднит их с митохондриями.

Ученые предполагают, что эти микробы движутся по той же эволюционной траектории, что и предки митохондрий. Их можно будет использовать для изучения истории эволюции митохондрий. Кроме того, их открытие говорит в пользу того, что на Земле могут существовать и другие альтернативные системы дыхания, в которых не используется кислород. Их аналоги могли зародиться и на других планетах, подытожили Милуцка и ее коллеги.

Источник

Благодаря симбиозу с бактериями инфузории научились дышать нитратами

На глубине швейцарского Цугского озера биологи обнаружили пример необычного симбиоза эукариотических и бактериальных клеток. Их союз напоминает события незапамятного прошлого, в результате которых эукариоты получили органеллы, вырабатывающие энергию за счет кислородного дыхания, митохондрии. Однако в этом случае бактерия позволяет своим «хозяевам» дышать не кислородом, а нитратами. Йон Граф (Jon Graf) и его коллеги назвали ее Candidatus Azoamicus ciliaticola — «азотный помощник, живущий в инфузориях». Ученые описывают эти необычные межвидовые отношения в статье, опубликованной в журнале Nature.

Вода Цугского озера в предгорьях Альп почти неподвижна и резко стратифицирована. На большой глубине кислорода в ней практически не остается, и местные организмы полагаются на другие соединения. Ученые проанализировали их ДНК, которые удалось обнаружить в образце, забранной с глубины 190 метров. Среди них идентифицировали вид бактерий, имеющий все гены, необходимые для синтеза денитрифицирующих белков. Денитрификация — способ бескислородного (анаэробного) дыхания, в процессе которого нитраты восстанавливаются до нитритов.

При этом остальных генов у странных микробов явно недоставало, и трудно было бы представить, как они смогли бы выжить. Скромные размеры их ДНК напоминали о геномах паразитических или симбиотических организмов. Поэтому биологи начали поиск этих хозяев. Ими оказались реснитчатые инфузории-плагиопилиды: по словам ученых, в этих крупных эукариотических клетках бактерии играют ту же роль, что и митохондрии, вырабатывая энергию в форме молекул АТФ и получая взамен все, что необходимо для жизни. Сохраниться в тех же условиях самостоятельно они бы не смогли.

[shesht-info-block number=1]

Симбиоз бактерий с эукариотами далеко не новость. Тем не менее такой союз уникален. Крайне редко встречаются варианты, при которых прокариоты напрямую снабжают хозяина готовыми молекулами АТФ: редко их геном деградирует до состояния, не позволяющего выживать вне чужой клетки, а уж пример с денитрифицирующим дыханием оказался вовсе уникальным. Стоит вспомнить, что подобный процесс, как считается, около 1,5 миллиарда лет назад привел к превращению симбиотических (аэробно дышавших) прокариотических клеток в митохондрии, навечно оставшихся в клетках хозяев.

Живущие на дне швейцарского озера инфузории научились «дышать» соединениями азота

Четверг, 04 Марта 2021 10:32 Фото из открытых источников

Ученые обнаружили необычных инфузорий на дне озера Цуг в Швейцарии. Как пишет издание Nature, эти существа научились жить в бескислородной среде благодаря симбиотическим бактериям, которые извлекают энергию для инфузорий из реакций с соединениями азота.

 

Эукариоты — организмы, в клетках которых присутствует ядро — развились после того, как их предки вступили в симбиоз с археями и бактериями. Классический пример — клеточные органеллы митохондрии, которые, предположительно, когда-то были отдельно жившими бактериями, а затем их «захватили» клетки.

 

Подобные процессы происходят и в наше время — пример обнаружили сотрудники Института морской микробиологии Общества Макса Планка (Германия), группу которых возглавила Яна Милуцка. Исследователи изучили инфузорий, которые научились жить без кислорода на дне швейцарского озера Цуг.

 

Изучение метаболизма странных инфузорий показало, что у них внутри живут симбионты из класса гамма-протеобактерий, которые получили имя Azoamicus ciliaticola. «Инфузории захватывают нитраты и другие соединения азота из окружающей среды, и передают их своим симбионтам, а те производят из них молекулы АТФ. Как и митохондрии, симбиотические бактерии инфузорий утратили большую часть генов, не связанных с синтезом АТФ. То есть, они уже не могут жить вне инфузорий», — рассказывает Милуцка.

Интернет и СМИ

Главное за сутки

Когда пойдет первый газ по «Северному потоку-2» Самый страшный сон Украины стал явью. Укладка труб первой нитки газопровода «Северный поток-2» завершена. Это значит, что после испытаний по ней пойдет первый российский газ в Европу и случиться это…

Новости партнеров

Читайте также

Опрос

Поможет ли встреча Путина и Байдена нормализовать отношения между Россией и США?

 

Анекдот дня

Почему в России фраза «Ой, а я в школе только немецкий учил!» всегда означает, что человек в принципе никаких языков не знает?

Еще »

Живущие на дне швейцарского озера инфузории научились дышать соединениями азота | ЭкоСтанция

Фото из открытых источников

Фото из открытых источников

Ученые обнаружили необычных инфузорий на дне озера Цуг в Швейцарии. Как пишет издание Nature, эти существа научились жить в бескислородной среде благодаря симбиотическим бактериям, которые извлекают энергию для инфузорий из реакций с соединениями азота.

Эукариоты — организмы, в клетках которых присутствует ядро — развились после того, как их предки вступили в симбиоз с археями и бактериями. Классический пример — клеточные органеллы митохондрии, которые, предположительно, когда-то были отдельно жившими бактериями, а затем их «захватили» клетки.

Ученые считают, что ключевой стадией этого процесса было появление митохондрий. Это одна из важнейших частей клетки, которая производит молекулы АТФ – основную «энерговалюту» клеток.

В пользу бактериального происхождения митохондрий говорит несколько фактов. Например, они отделены от остальной части клетки двойной мембраной, которая похожа на оболочку микробов. Кроме того, у них есть свои собственные ДНК и система синтеза белков.

Многие биологи считают, что митохондрии «приручились» на самых первых этапах эволюции многоклеточных живых существ – еще до того, как разделились предки простейших, животных, грибов и растений.

Подобные процессы происходят и в наше время — пример обнаружили сотрудники Института морской микробиологии Общества Макса Планка (Германия), группу которых возглавила Яна Милуцка. Исследователи изучили инфузорий, которые научились жить без кислорода на дне швейцарского озера Цуг.

Поскольку на дне этого озера кислорода нет, ученые ожидали найти в этих образцах лишь метаногенные бактерии, а вовсе не простейших, митохондриям которых для работы нужен кислород. Однако в этих образцах оказалось много инфузорий, которые игнорировали отсутствие кислорода и спокойно размножались в подобных условиях. Они очень заинтересовали ученых.

Изучение их обмена веществ показало, что внутри инфузорий жило множество симбионтов из класса гамма-протеобактерий, которых назвали Azoamicus ciliaticola. Оказалось, что эти микроорганизмы могут захватывать молекулы нитратов и других соединений азота из цитоплазмы сожителя и производить и их помощью необходимые для собственного существования молекулы АТФ.

Как и митохондрии, симбиотические бактерии инфузорий утратили большую часть генов, не связанных с синтезом АТФ. То есть, они уже не могут жить вне инфузорий» , — рассказывает Милуцка.

Инфузории при этом научились захватывать молекулы нитратов из окружающей среды и транспортировать их к своим симбионтам. Благодаря этому все партнеры могут выживать в не самой благоприятной для существования среде у дна озера.

Расчеты ученых показывают, что этот симбиоз начался примерно 300 млн лет назад. В результате бактерии потеряли почти все свои гены, не связанные с производством АТФ и работой критически важных систем клеток, таких, например, как репликация ДНК. То есть эти микробы уже не могут самостоятельно жить вне клеток инфузорий, что роднит их с митохондриями.

Ученые предполагают, что эти микробы движутся по той же эволюционной траектории, что и предки митохондрий. Их можно будет использовать для изучения истории эволюции митохондрий. Кроме того, их открытие говорит в пользу того, что на Земле могут существовать и другие альтернативные системы дыхания, в которых не используется кислород. Их аналоги могли зародиться и на других планетах, подытожили Милуцка и ее коллеги.

_____________________
Источники: ТАСС, PLANET TODAY

(PDF) Дыхание инфузорий разного размера в условиях разной концентрации кислорода.

Дыхание инфузорий и концентрация кислорода 39

, что примерно в 1,5 раза выше среднего уровня

дыхания пойкилотерм. Новые данные о дыхании инфузорий

, полученные с помощью электродного поляро-

графика, несколько превосходят предыдущие результаты

, полученные в основном другими микроманометрическими методами 

niques, т.е.е. Декартовский водолазный респирометр в его различных модификациях

и респирометр Варбурга

(SCHOLANDER et al. 1952; SAROJ1N1 & NAGABHUSHA-

NAM 1966; VERNBERG & COULL 1974; KCHLEBO-

VITCHI 1974; KLEBO-

VITCHI 1974).

Ниже показано применение коэффициентов, полученных

, для интерпретации экспериментальных результатов

других исследователей. Дыхание морских

планктонных инфузорий Favella ehrenbergii и F tarai-

kaensis было изучено KAWAKAMI et al.(1985).

Таким образом, экспериментальные и теоретические цифры

показывают небольшие отличия, когда применяют средний индивидуальный объем этих инфузорий

мкл по формуле (4)

(18% и 32% соответственно). Применение коэффициентов

настоящих авторов к экспериментальным данным

ОЛЕКСИВ (1985) дает следующие результаты:

Расчетное дыхание

S. minus Roux (Wm = 508 нг)

дает 3400 мкл / образец в час, в то время как на самом деле автор

получил 3650 пл / образец в час.Более высокое совпадение

наблюдается для Coleps hirtus Nitzsch

(Wm = 16 нг), то есть 302 и 310 мкл / образец за

час. OCR, определенная для Stokesia vernalis

Wang, не могла быть принята во внимание, поскольку

автор дает явно ошибочную индивидуальную массу

для этих крупных водорослевых видов — 85 нг.

индивидуальная масса Condylostoma vorticella (Ehr.)

, предложенная Олексивом как 1560 нг, явно соответствует значению

.Расчет OCR с этой индивидуальной массой

дает 7452 мкл / образец в час, тогда как экспериментальные данные

составляют 5600 мкл / образец в час.

В соответствии с настоящим расчетом индивидуальная масса in species

этого вида составляет 1000 нг. Расчетное значение

составляет 5463 пл / образец в час, что на

отличается от экспериментально полученных данных только на 2,4%.

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

сий:

— уровень дыхания инфузорий в норме

(t = 20 ° C; O2 4 мг / 1 ч3O) равен 1.В 5 раз выше

, чем у пойкилотермных беспозвоночных;

— дыхание инфузорий зависит от концентрации растворенного кислорода

;

— установлено два типа зависимости ОПР инфузорий от концентрации кислорода

: приближение

линейное и почти S-образное;

— реакции инфузорий разного размера

на изменение концентрации кислорода

аналогичны;

— полученные результаты позволяют улучшить

гидробиологических расчетов деструктивной активности

в сообществах инфузорий.

Литература

Бабко Р.В., Ковальчук А.А. 1987 Потребление кислорода

инфузорий в условиях разного его содержания в воде.

(В кн .: Современные проблемы протозоологии IV Всесоюзный пр.

тозоологический съезд. Наука, Ленинград): 57-58.

B io la wski J. 1960. Влияние солей и содержания кислорода

во внешней среде при репродукции улитки

Theodoxusfluviatilis (L.). A cta Biol. опыт 20: 49-63.

Хорик Ф. П .. И. В Шубернецки И. В 1978. Интенсивность метаболизма

у некоторых видов инфузорий. (В: Вопросы в Ecolo

gy of Protista. Протозоология, т. 3. Наука, Ленинград): 66-75.

Эдвардс Р. У., Лернер М. А. 1960. Некоторые факторы, влияющие на потребление кислорода Asellus

. J. exp. Биол. 37: 706-718.

Финлей Б. Дж. 1982. Влияние сезонной аноксии на сообщество

бентосных мерцательных простейших в продуктивном озере.Arch.

Протистенк. 125: 215-222.18.

Хеммингс А. М. 1960. Энергетический метаболизм, связанный с

размером тела и респираторными поверхностями, и его эволюция. Nor-

disk Insulinlaboratorium Gentofte, Strdam Biological Lab.,

Хиллерод, Дания (Копенгаген) 9: 1-110.

Кэвэками Р., Айук айт., Танигуши А. 1985. Предварительный отчет

о скорости дыхания двух видов тинтиннид (Ciliata).

Бык.Планктон. Soc. Яп. 32: 171-172.

Каширск ая Е.В. 1972. Зависимость интенсивности газообмена

личинок хирономид от концентрации кислорода

в окружающей среде. Биологические науки (Mo

scow) 6: 7-12.

K h le bo vitc h T. V 1974. Интенсивность дыхания инфузорий

различных размеров. Цитология (Москва) 16: 103-106.

Klekows ki R. L’T um a nt sev a N. I. 1981. Респираторный метод

Таболизм в трех морских инфузориях: Strombidium sp., Tiarina

fusus and Diophrys sp. Ekologia Polska 29: 271-282.

K ond rash ova MN. N ik ola je va LV, C h is tia ko v V.,

K a lin ic h en ko L. P 1973. Приборы и настройка в pola-

рографические измерения дыхания митохондрий. (В:

Руководство по изучению биологического окисления графическим методом Polaro-

. Наука, Москва): 50-59.

Ковальчук А.А. 1988. Потребление кислорода компанией Gordius sp.

(Gordiacea, Cephalorhyncha). Биологические науки. (Москва).

№ 2: 48-51.

Ковальчук А.А., Воликов Дж. Н. 1990. Дыхание личинок чи-

рономид при пониженных температурах и различных концентрациях кислорода

в воде. Гидробиологический журнал (Киев) 26:

57-61.

L ak in G. F 1990. Биометрия. Высшая школа, Москва

Невер к ля П 1985. Дыхание Cytherissa lacustris (Ostra-

coda) при разных температурах и его толерантность к температуре

и концентрации кислорода.Oecologia 67 ‘250-254.

Олекив И.Т 1985. Интенсивность и скорость дыхания около

видов планктонных инфузорий. (В: Молодые ученые и

Общие направления современной биологии. VINITI Press, Mo

scow, № 5200-85): 117-120.

Умнов А. A. 1976. Использование статистических методов в расчете

параметров статистических показателей, описывающих

Странный микроб «дышит» нитратами, используя митохондриально-подобный симбионт

Увеличить / Бактерии (желтые) живут внутри более крупной эукариотической клетки.

Глубоко в озере Цуг в Швейцарии плавает микроорганизм, который развил странный способ «дышать». Группа исследователей обнаружила новое партнерство между одноклеточным эукариотом — организмом с четко определенным ядром, содержащим его геном, — и бактериями, которые вырабатывают энергию для своего хозяина. Но вместо кислорода для этого используется нитрат.

«Это очень странный [недавно открытый] организм», — сказала Яна Милука, биолог из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене и старший автор статьи, опубликованной в журнале Nature в начале марта.

Команда назвала бактерии Candidatus Azoamicus ciliaticola , что означает «друг азота, живущий внутри инфузорий». Его партнер, инфузория, представляет собой микроорганизм, который перемещается с помощью ресничек, крошечных волосковидных выступов за пределами их клеточных стенок. Организм-хозяин является частью группы инфузорий под названием Plagiopylea.

Поиск партнеров

В 2016 году исследователь отправился в озеро Цуг в поисках генетики. Милука и ее сверстники изучали водоем почти десять лет.Он полностью стратифицирован: наверху находится слой насыщенной кислородом воды, а внизу — слой, лишенный кислорода. Таким образом, организмы, которые процветают в глубинах, должны были эволюционировать, чтобы обходиться без кислорода.

Команда опустила бутыль с образцом примерно на 190 метров, затем секвенировала ДНК всех организмов в образце. Они обнаружили бактериальный геном, который содержал полный метаболический путь нитратного дыхания. Но геном был маленьким и не имел достаточного количества генов, чтобы можно было предположить, что он принадлежит организму, которому для выживания нужно было совмещать с другим.Геном был подобен по размеру геномам симбиотических микроорганизмов, обитающих в телах насекомых, и имел много генетических сходств.

Но насекомые не могут выжить в самых глубоких частях озер, поэтому это не объясняет наличие этого генома. Если бактерии жили в другом организме, очевидным вопросом было: «В каком именно?». Исследователи начали зондировать воду и нашли вероятного кандидата: рассматриваемую инфузорию. Незадолго до блокировки COVID-19 и закрытия границ в феврале 2020 года команда вернулась к озеру в последний раз, чтобы собрать образец для тестирования, который подтвердил их выводы.

Милука сказал, что в теле эукариота бактерии действуют аналогично митохондриям в других клетках, за исключением того, что вместо кислорода они используют нитрат для выработки АТФ для своего хозяина.

Симбиоз между эукариотом и бактериями — обычное дело. Но партнерство, описанное Милукой и ее командой, отличается в нескольких отношениях. Во-первых, бактерии эволюционировали вместе со своим хозяином достаточно долго, поэтому они больше не могут жить отдельно — это не совсем неслыханно, но редко.Кроме того, бактерии редко доставляют АТФ непосредственно своему хозяину. Наконец, нет никаких доказательств партнерства эукариот-бактерий, основанного на нитратном дыхании и при котором полностью потеряна способность использовать кислород.

«Среди эндосимбионтов, которые мы знаем сегодня, действительно нет подобного примера», — сказал Милука.

Мощность движения

Эукариоты летают на своих ресничках. Это позволяет им охотиться на других эукариот и бактерий, но увеличивает их потребность в энергии в экосистеме без кислорода, что делает нитратное дыхание идеальной адаптацией.«Он движется. На самом деле это очень быстро », — сказал Милука. «Это похоже на ракету».

Команда подозревает, что у бактерий была способность использовать кислород где-то в прошлом, но они могли потерять ее, когда адаптировались к жизни в бескислородной среде. Или же он мог просто случайно потерять ген. «Мы действительно не знаем, было ли это намеренно или просто случайно, что он потерял ген», — сказала она.

В любом случае, команда использовала анализ ДНК и сравнения схожих последовательностей генов, чтобы оценить, что партнерство между двумя микроорганизмами началось между 200 и 300 миллионами лет назад и с тех пор стало глубже.Но это вызывает вопросы в случае Candidatus Azoamicus ciliaticola и его хозяина, потому что озеро Цуг сформировалось только около 10 000 лет назад, во время последнего межледникового периода.

Учитывая, как давно сформировалось партнерство между микроорганизмами, маловероятно, что оно началось в озере, сказал Милука. Команда проверила, существуют ли гены, похожие на гены бактерий, и обнаружила, что самые близкие последовательности также существуют в стратифицированных озерах, таких как озеро Цуг. Таким образом, возможно, что адаптация родом из похожих озер, хотя океан — другой вариант.«Кажется, существует закономерность, согласно которой, по крайней мере, самые близкие относительные последовательности обнаруживаются в очень похожих местах обитания», — сказала она.

Выводы имеют значение, выходящее за рамки кажущейся странности всего этого. Эндосимбиоз — это ведущее объяснение того, как клетки изначально получили свои митохондрии. Миллиарды лет назад — 1,45 миллиарда по некоторым данным — одноклеточные формы жизни поглощали бактерии, которые, в свою очередь, начали снабжать их энергией. В конце концов бактерии стали частью клеток.

Это партнерство между организмами в озере Цуг сравнительно новое.По словам Милуки, это открытие может дать представление о том, как митохондрии формировались в прошлом, поскольку в некотором смысле это могло напоминать ранний момент этого процесса.

Это исследование является одним из первых примеров того, как бактерии-эндосимбионты превращаются в органеллы, генерирующие энергию для своего хозяина, — сказал Майкл Грей, почетный профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии Университета Далхаузи в Новой Шотландии. По словам Грея, который много писал об эндосимбиозе, исторически было довольно сложно понять, как формировались митохондрии, просто потому, что это произошло так давно.Таким образом, Candidatus Azoamicus ciliaticola и его инфузория представляют собой относительно современный пример того, как это могло произойти.

Кроме того, понимание процесса эндосимбиоза является фундаментальным для понимания происхождения сложной жизни. «Это пример случайного открытия, которое действительно немного больше открыло нам глаза на то, на что способна биология», — сказал он.

Nature , 2021. DOI: 10.1038 / s41586-021-03297-6 (О DOI).

Дуг Джонсон (@DougcJohnson) — канадский независимый репортер.Его работы публиковались, в частности, в журналах National Geographic, Undark и Hakai.

ученых открыли первое известное животное, дышащее кислородом | Блог | Природа

Ученые недавно обнаружили необычный вид паразита. Крошечный паразит прячется в мышцах лосося и имеет менее 10 клеток. И что наиболее интересно, этот вид, Henneguya salminicola , не дышит кислородом. Эта аномальная черта делает его первым известным многоклеточным животным, которое может выжить без кислорода.

Исследование было опубликовано во вторник, 25 февраля, в научном журнале Proceedings Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки (PNAS). Исследование проводилось учеными Тель-Авивского университета под руководством профессора зоологии Дороти Хучон.

Исследование показало, что по мере развития вид терял способность дышать и потреблять кислород для производства энергии. Животное является родственником медуз и кораллов.

Фото Марша Уильямса из Pexels

«Считалось, что аэробное дыхание распространено среди животных, но теперь мы подтвердили, что это не так», — сказал Хучон в пресс-релизе.«Наше открытие показывает, что эволюция может идти в странных направлениях. Аэробное дыхание — главный источник энергии, и тем не менее мы нашли животное, отказавшееся от этого важного пути ».

Хотя H. salminicola — первое животное, утратившее способность со временем, это не первый организм, утративший способность. Другие организмы, такие как грибы, амебы или инфузорий, также со временем утратили способность дышать. Однако недавнее исследование показывает, что тот же процесс может происходить и с животным.

Ученые предполагают, произошло ли это с животным из-за его анаэробной среды. Анаэробная среда — это среда, в которой отсутствует кислород.

В ходе исследования ученые обнаружили, что митохондриальный геном у животного отсутствует. Митохондрии необходимы для сбора кислорода и преобразования его в энергию. Таким образом, ученые пришли к выводу, что крошечный паразит больше не дышит кислородом.

«Нам еще не ясно, как паразиты вырабатывают энергию», — сказал Хучон.«Он может вытягивать его из окружающих клеток рыб, или у него может быть другой тип дыхания, такой как бескислородное дыхание, которое обычно характерно для анаэробных неживотных организмов».

Открытие опровергает еще одно широко распространенное в эволюционной науке представление о том, что организмы в процессе эволюции становятся все более и более сложными. Кроме того, согласно Хучону, обычно считается, что простые одноклеточные или малоклеточные организмы являются предками сложных организмов.

«Но вот, прямо перед нами, животное, эволюционный процесс которого противоположен.Живя в бескислородной среде, он избавился от ненужных генов, отвечающих за аэробное дыхание, и стал еще более простым организмом », — заключает Хучон в пресс-релизе.

Системы для млекопитающих | Биология для майоров II

Результаты обучения

  • Определить общие структуры дыхательной системы млекопитающих

У млекопитающих вентиляция легких осуществляется путем вдыхания (дыхания). Во время вдоха воздух поступает в тело через носовую полость , расположенную внутри носа (рис. 1).По мере прохождения воздуха через носовую полость он нагревается до температуры тела и увлажняется. Дыхательные пути покрыты слизью, защищающей ткани от прямого контакта с воздухом. Слизь с высоким содержанием воды. Когда воздух проходит через эти поверхности слизистых оболочек, он впитывает воду. Эти процессы помогают уравновесить воздух в соответствии с условиями тела, уменьшая любой ущерб, который может причинить холодный сухой воздух. Твердые частицы, которые плавают в воздухе, удаляются через носовые ходы через слизь и реснички.Процессы нагревания, увлажнения и удаления частиц являются важными защитными механизмами, предотвращающими повреждение трахеи и легких. Таким образом, вдыхание служит нескольким целям в дополнение к доставке кислорода в дыхательную систему.

Рис. 1. Воздух попадает в дыхательную систему через носовую полость и глотку, а затем проходит через трахею в бронхи, по которым воздух попадает в легкие. (кредит: модификация работы NCI)

Практический вопрос

Какое из следующих утверждений о дыхательной системе млекопитающих неверно?

  1. Когда мы вдыхаем, воздух проходит от глотки к трахее.
  2. Бронхиолы разветвляются на бронхи.
  3. Альвеолярные протоки соединяются с альвеолярными мешочками.
  4. Газообмен между легкими и кровью происходит в альвеолах.
Показать ответ

Утверждение b неверно.

Рис. 2. Трахея и бронхи состоят из неполных хрящевых колец. (кредит: модификация работы Gray’s Anatomy)

Из носовой полости воздух проходит через глотку (горло) и гортань (голосовой ящик), попадая в трахею (рис. 1).Основная функция трахеи — направлять вдыхаемый воздух в легкие, а выдыхаемый — обратно из тела. Трахея человека представляет собой цилиндр длиной от 10 до 12 см и диаметром 2 см, который находится перед пищеводом и простирается от гортани в грудную полость, где он разделяется на два основных бронха в средней части грудной клетки. Он состоит из неполных колец гиалинового хряща и гладкой мускулатуры (рис. 2).

Трахея выстлана слизистыми бокаловидными клетками и мерцательным эпителием.Реснички продвигают инородные частицы, попавшие в слизь, к глотке. Хрящ обеспечивает силу и поддержку трахеи, чтобы проход оставался открытым. Гладкая мышца может сокращаться, уменьшая диаметр трахеи, в результате чего выдыхаемый воздух с огромной силой устремляется вверх из легких. Форсированный выдох помогает избавиться от слизи при кашле. Гладкие мышцы могут сокращаться или расслабляться в зависимости от стимулов внешней среды или нервной системы организма.

Легкие: бронхи и альвеолы ​​

Рисунок 3.В легких трахея разветвляется на правый и левый бронхи. Правое легкое состоит из трех долей и больше. Для размещения сердца левое легкое меньше и имеет только две доли.

Конец трахеи разветвляется (делится) на правое и левое легкие. Легкие не идентичны. Правое легкое больше и содержит три доли, тогда как левое легкое меньшего размера содержит две доли (рис. 3). Мышечная диафрагма , облегчающая дыхание, находится ниже (внизу) легких и отмечает конец грудной полости.

В легких воздух попадает в все меньшие и меньшие проходы, или бронхов . Воздух поступает в легкие через два основных (главных) бронха (единственное число: бронх). Каждый бронх делится на вторичные бронхи, а затем на третичные бронхи, которые, в свою очередь, делятся, создавая бронхиолы все меньшего и меньшего диаметра по мере того, как они разделяются и распространяются по легкому. Как и трахея, бронхи состоят из хряща и гладких мышц. В бронхиолах хрящ заменяется эластичными волокнами.Бронхи иннервируются нервами как парасимпатической, так и симпатической нервной системы, которые контролируют сокращение мышц (парасимпатическая) или расслабление (симпатическая) в бронхах и бронхиолах, в зависимости от сигналов нервной системы. У человека бронхиолы диаметром менее 0,5 мм — это респираторные бронхиолы . У них нет хрящей, и поэтому они полагаются на вдыхаемый воздух, чтобы поддерживать их форму. По мере уменьшения диаметра проходов относительное количество гладких мышц увеличивается.

терминальных бронхиол подразделяются на микроскопические ветви, называемые респираторными бронхиолами. Дыхательные бронхиолы подразделяются на несколько альвеолярных протоков. Многочисленные альвеолы ​​и альвеолярные мешки окружают альвеолярные протоки. Альвеолярные мешочки напоминают грозди винограда, привязанные к концам бронхиол (рис. 4).

Рис. 4. Терминальные бронхиолы соединены респираторными бронхиолами с альвеолярными протоками и альвеолярными мешочками. Каждый альвеолярный мешок содержит от 20 до 30 сферических альвеол и имеет вид грозди винограда.Воздух поступает в предсердие альвеолярного мешка, затем циркулирует в альвеолах, где происходит газообмен с капиллярами. Слизистые железы выделяют слизь в дыхательные пути, сохраняя их влажными и гибкими. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

В ацинарной области альвеолярных протоков прикреплены к концу каждой бронхиолы. В конце каждого протока находится примерно 100 альвеолярных мешочков , каждый из которых содержит от 20 до 30 альвеол , имеющих диаметр от 200 до 300 микрон.Газообмен происходит только в альвеолах. Альвеолы ​​состоят из тонкостенных паренхиматозных клеток, обычно толщиной в одну клетку, которые выглядят как крошечные пузырьки внутри мешочков. Альвеолы ​​находятся в непосредственном контакте с капиллярами (толщиной в одну клетку) кровеносной системы. Такой тесный контакт обеспечивает диффузию кислорода из альвеол в кровь и распределение по клеткам тела. Кроме того, углекислый газ, который вырабатывается клетками в качестве отходов жизнедеятельности, будет диффундировать из крови в альвеолы ​​для выдоха.Анатомическое расположение капилляров и альвеол подчеркивает структурную и функциональную взаимосвязь дыхательной и кровеносной систем. Поскольку в каждом альвеолярном мешочке так много альвеол (~ 300 миллионов на легкое) и так много мешочков в конце каждого альвеолярного протока, легкие имеют губчатую консистенцию. Эта организация производит очень большую площадь поверхности, доступную для газообмена. Площадь поверхности альвеол в легких составляет примерно 75 м 2 . Эта большая площадь поверхности в сочетании с тонкостенной природой альвеолярных паренхиматозных клеток позволяет газам легко диффундировать по клеткам.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

простейших | живые почвы

простейшие

Giardia + duodenalis + трофозоит + 1000 + label.png

Giardia + duodenalis + трофозоит + 1000 + label.png

Amoeba

Почвенные амебы бродят по водной пленке, покрывающей каждую частицу почвы. Этот слой воды настолько тонкий, что амеба может выжить в очень сухих почвах.Амеба использует свои щупальца-шарики как для движения, так и для кормления. Амебы поедают столько бактерий, что конкурируют с нематодами за пищу, контролируя популяции нематод.

Амебы принадлежат к бригаде по переработке почвы. Они не могут использовать все питательные вещества из питающихся ими бактерий. Таким образом, много питательных веществ возвращается в почву. Амебы и другие простейшие должны дышать кислородом, поэтому в основном они живут в наиболее аэрированных слоях почвы.

Жгутиковые

Жгутиковые представляют собой тип аэробных простейших, которые потребляют бактерии в почве.Жгутиконосцы выполняют работу по иммобилизации и мобилизации питательных веществ, делая их доступными для использования растениями.

После того, как бактерии поедаются, их питательные вещества удерживаются в структуре жгутиков до тех пор, пока не произойдет выделение, манипуляции или потребление жгутиконосцев. Если бы жгутиконосцы не перерабатывали питательные вещества, многое из того, что нужно нашим растениям, никогда бы не попало в почву!

Инфузории

Эти протисты обычно довольно легко увидеть в стандартный световой микроскоп из-за их размера и характера движения жидкости.Их ненасытные аппетиты питаются детритом, таким как минералы, растительный материал и т. Д., Которые затем могут быть растворены через переваривание инфузорий в доступную для растений пищу. У них есть множество размеров, форм и моделей поведения. У некоторых есть хвосты, которые используются для прикрепления к объектам, в то время как у других есть гигантские (при увеличении в 400 раз) шипы, торчащие из разных частей их тела.

Обычно, когда мы видим инфузорий, мы знаем, что не получаем достаточного количества кислорода для роста наших корней.Если количество инфузорий слишком велико, то они, скорее всего, будут превосходить многие другие организмы, необходимые для здоровой экологии почвы.

Простейшие в респираторной патологии: обзор

В таблице 1 показаны различные типы простейших, которые могут вызывать патологию респираторного аппарата. Предпочтительный маршрут и продолжительность терапии для каждого организма приведены в таблице 2⇓.

Тип саркомастигофора

Этот тип включает подтипы Sarcodina (амебы) и Mastigophora (жгутиковые).

Общая характеристика подтипа Sarcodina состоит в том, что он представляет подвижные трофозоиты непостоянной формы в виде псевдопод, хотя некоторые могут иметь временные жгутики. Однако в подтипе Mastigophora трофозоиты имеют постоянную форму и имеют один или два жгутика, иногда связанные с другими органеллами, как в основании, так и в виде волнообразных мембран.

Род Entamoeba

В пределах этого рода единственным видом, традиционно признанным патогеном для человека, который является его основным хозяином и резервуаром, является Entamoeba histolytica .Это простейшее распространено по всему миру, хотя чаще встречается в странах с плохими условиями здоровья. Недоедание, пожилой возраст, беременность, состояния подавления иммунитета, алкоголизм и определенные сексуальные практики являются факторами риска, способствующими его развитию. В нынешнем контексте посещения эндемичных районов (Африка, Азия и Центральная Америка) и иммиграция — это два дополнительных фактора, которые необходимо учитывать.

Это агент, вызывающий такие клинические ситуации, как диарея путешественников, амебная диарея и амебная дизентерия, все из которых являются следствием инфекции толстого кишечника, а также внекишечных амебиазов, вызванных трофозоитами (рис.1⇓) присоединяется к кровеносным сосудам и затем переносится с кровотоком в различные органы, такие как печень, легкие, мозг, сердце, кожа, и т. Д. .

Рис. 1—

Entamoeba histolytica : два трофозоита во влажном образце, окрашенном йодом в фекалиях. Масштабная линейка = 15 мкм.

Плевропульмональная инфекция, вызванная E. histolytica , после поражения печени является наиболее частой формой внекишечного амебиаза и в большинстве случаев возникает как осложнение абсцесса печени (рис.2а и б) из-за свищей 6–8, причем наиболее часто поражается нижняя долька правого легкого. Однако гематогенный путь также был описан как причина легочных поражений, вызванных E. histolytica 9, 10.

Рис. 2—

Амебный абсцесс печени. а) Эхографическое изображение, показывающее несколько полостей. б) Компьютерная томография показывает, что поражение расположено в верхней части правой доли печени, очень близко к куполу диафрагмы.

Клиническая ситуация во многом зависит от сопутствующей легочной патологии, частыми симптомами которой являются лихорадка, кашель, кровохарканье и плевритная боль 11, 12.Иногда абсцесс печени может спровоцировать венозную компрессию и быть причиной респираторной недостаточности и изменений в артериальной газометрии 13. Появление гнойной жидкости шоколадного вида (часто описываемой как паста из анчоуса) после прокола абсцесса. выделения или рвота — весьма наводящие на размышления признаки 14.

Рентгенологические находки разнообразны: от тонких базальных ретикулярных узоров с очагами ателектазов до обширных инфильтратов.Возвышение правой диафрагмы (рис. 3,), гепатобронхиальный свищ, абсцесс легкого, плевральный выпот или выделения и бронхоплевральный свищ с пиопневмотораксом — другие описанные поражения 15–17.

Рис. 3—

Грудной амебиаз. Рентгенограмма грудной клетки показывает возвышение правого купола диафрагмы и обширные инфильтраты.

Такие процедуры, как цитология мокроты или пункционная пункция, доказали свою полезность в диагностике легочных поражений, при которых диагноз легочного амебиаза изначально не предполагался 18, 19.Более того, в случаях легочного амебиаза без данных, указывающих на кишечные и / или печеночные последствия, которые следует отличать от других процессов, таких как бактериальные абсцессы, новообразования, эмпиема и туберкулез 20, комбинация визуализации трофозоитов посредством цитологического исследования мокроты с экстракцией ДНК оказались очень полезными 21. Важно отметить, что в образцах мокроты может появиться непатогенный вид, Entamoeba gingivalis , который присутствует в полости рта 22 и может быть принят за E.histolytica 23, 24. Дополнительные лабораторные тесты, такие как серологическое определение антител, также помогают установить окончательный диагноз.

Роды Acanthamoeba и Balamuthia

Ряд простейших, повсеместно присутствующих в природе (они могут быть изолированы от земли, воздуха и воды) и которые могут быть патогенными для людей, независимо от их состояния или иммунодепрессии, были сгруппированы под названием «свободноживущие амебы» 25 .Знание этих простейших важно по двум причинам: с одной стороны, они вызывают патологии в различных органах (головном мозге, роговице, коже, легких, и т.д., ), а с другой стороны, они могут содержать и передавать патогенные бактерии 26– 29, некоторые из которых, такие как Legionella pneumophilia 30, 31, микобактерии 32, 33, Chlamydia pneumoniae 34 и Francisella tularensis 35, имеют серьезные последствия для дыхательной системы. Этот последний фактор может иметь клиническое значение, поскольку ряд микроорганизмов, связанных с амебами, упоминается как агенты, вызывающие внутрибольничную пневмонию 36.

Из известных в настоящее время родов только четыре связаны с патологией человека: Acanthamoeba, Balamuthia, Naegleria и Sappinia. Исследования, проведенные на экспериментальных животных, показали, что некоторые виды, такие как Naegleria fowleri , Acanthamoeba castellanii и Acanthamoeba polyphaga , могут вызывать прямое повреждение паренхимы легких в виде пневмонита с утолщением альвеолярных стенок, мононуклеаров. воспалительный инфильтрат и развитие гиалиновых мембран в альвеолярных пространствах 37–40.В случае человека только Acanthamoeba spp. и Balamuthia mandrillaris были связаны с легочной патологией 41–43.

Пневмонит — наиболее частое поражение с наличием кистозных форм и трофозоитов в альвеолярных пространствах. При рентгенологическом исследовании обнаруживаются диффузные участки альвеолярного уплотнения. Идентификация трофозоитов в образцах бронхоальвеолярного лаважа и их последующее культивирование помогает установить диагноз 44, 45. В других типах образцов, таких как назальный экссудат, присутствие амеб (Naegleria spp.и Acanthamoeba spp.) был описан 46.

Роды Trichomonas, Tritrichomonas и Tetratrichomonas

Обзор литературы показывает, что три вида трихомонад, патогенных для человека ( Trichomonas vaginalis , T. tenax и T. hominis ), участвуют в инфекционных процессах, влияющих на дыхательный аппарат.

Легочная инфекция, вызванная T. vaginalis (рис.4⇓) может появиться у новорожденных 47, 48, взрослых с подавленным иммунитетом 49, 50 и у пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом 51, 52. В случае новорожденных существует предшественник вагинальных родов от матерей, инфицированных простейшими. 53, 54. Осложнения могут быть немедленными, в виде затрудненного дыхания 55 или долгосрочными 56. Обнаружение наличия мобильных форм микроорганизма в секретах дыхательных путей и их последующее культивирование в соответствующей среде, процедуры, используемые при диагностике.

Рис. 4—

Trichomonas vaginalis : два трофозоита, окрашенных по Гимзе. Масштабная линейка = 15 мкм.

Что касается T. tenax , присутствующего в полости рта и часто встречающегося в зубном налете, это вид, наиболее часто описываемый в обзорной литературе. Появление этого микроорганизма — наиболее частая причина развития легочной патологии 57; Факторами, предрасполагающими к его развитию, являются плохая гигиена полости рта, недоедание, алкоголизм и предшествующие истощающие или легочные заболевания (карцинома, абсцесс, бронхоэктазы, и т. д. .) 58, 59. В этих случаях выделения из плевры являются наиболее частым осложнением 60–63, а наличие подвижных форм наблюдается в свежих препаратах полученных жидкостей. Окрашивание по Гимзе тоже весьма полезно. В других типах образцов, таких как бронхоальвеолярный лаваж, его присутствие было описано вместе с многочисленными эозинофилами у пациента с астмой в анамнезе 64. Идентификация вида возможна с использованием методов молекулярной биологии 65, 66.

T. hominis , также известный как Pentratrichomonas hominis , наименее часто встречается в литературе 67, 68.Поскольку это микроорганизм, расположенный в кишечнике, предполагается, что он может попасть в дыхательный аппарат путем аспирации или через бронхоэнтеральный свищ. Описанные патологические ситуации — некротизирующий абсцесс легкого и плевральный выпот.

Среди родов Tritrichomonas и Tetratrichomonas есть много видов, которые могут быть патогенными для различных животных (овцы, свиньи, кошки, птицы, и т.д., ). Из них Tritrichomonas fetus и Tetratrichomonas gallinarum являются двумя наиболее репрезентативными.Недавно было высказано предположение, что некоторые из этих видов, происходящие от животных, могли адаптироваться к людям. Доказательством этого являются два исследования, которые с помощью биологических тестов продемонстрировали генетические последовательности этих простейших в образцах респираторного аппарата человека 69, 70. Эти результаты были признаны открывающими новую важную область исследований 3.

Род Lophomonas

Простейшие, принадлежащие к этому роду, встречаются как симбионты в кишечнике некоторых членистоногих, таких как термиты и тараканы, участвуя в процессе переваривания некоторых материалов, таких как целлюлоза.

В опубликованной литературе упоминаются два исследования из Китая, в которых простейшие отряда Hypermastigida связаны с легочной патологией, отвечающей на терапию метронидазолом 71, 72. Кроме того, вид Lophomonas blattarum вовлечен в четыре случая пациентов, перенесших почечную недостаточность. трансплантат, у которого развилась легочная патология; во всех этих случаях также был продемонстрирован терапевтический ответ метронидазолом 73.

Формы простейших, которые еще не каталогизированы, но которые по своим морфологическим характеристикам и окраске предположительно являются жгутиковыми простейшими (рис.5a и b), были описаны в мокроте пациентов с астмой 74, в выделениях из носа пациентов с аллергическим ринитом 75 и в мокроте пациентов с ослабленным иммунитетом, особенно больных СПИДом 76, 77.

Рис. 5—

Мультифлагеллированные простейшие в мазках мокроты от больных СПИДом (окраска по Папаниколау). Масштабные линейки = 20 мкм.

Поразительным фактом является обнаружение подобных жгутиковых простейших в кишечных экстрактах пылевых клещей и тараканов, что позволяет установить возможную связь между этими микроорганизмами и респираторной аллергией 78–80.

Род Leishmania

Этот род включает большое количество видов, среди которых следует отметить L. donovani , L. tropica , L. major и L. infantum (присутствующие в бассейне Средиземного моря), с интегрированным биологическим циклом. внеклеточной формой или промастиготом в кишечном тракте флеботомов (мелких насекомых, похожих на комаров) и внутриклеточной формой или амастиготами, которые в основном атакуют клетки ретикулоэндотелиальной системы.Лейшманиоз является эндемическим заболеванием в регионах Азии, Африки, Центральной и Южной Америки и Средиземноморья в Европе 81.

Существует три формы лейшманиоза: кожный, кожно-слизистый и висцеральный (кала-азар). Многие формы, поражающие внутренние органы (легкие, гортань, желудочно-кишечный тракт, и т.д., ), считаются оппортунистическими инфекциями в случаях СПИДа 82, 83.

В экспериментальных моделях на животных поражение легких, вызванное Leishmania spp.характеризуется хроническим диффузным интерстициальным пневмонитом с утолщением альвеолярных перегородок из-за отложения коллагена и клеточного экссудата, образованного в основном макрофагами, лимфоцитами и плазматическими клетками 84. Сходная легочная патология, включающая очаги перегородочного фиброза и интерстициальный пневмонит с преобладанием мононуклеарные клетки также были описаны у людей 85. Другими формами, в которых проявляется заболевание, являются гранулематозное воспаление слизистой оболочки бронхов и средостенных лимфатических узлов 86 и развитие плевральных выпотов с присутствием внутриклеточных простейших в макрофагах 87, 88.В других типах образцов респираторного аппарата, таких как трансбронхиальная биопсия 89 и бронхоальвеолярный лаваж 90, 91, также было обнаружено присутствие амастигот Leishmania.

Еще одним осложнением лейшманиоза является инфекция слизистой оболочки гортани. Эта инфекция часто встречается у пациентов со СПИДом 92, 93, хотя случаи также описаны у иммунокомпетентных пациентов 94. В этих последних случаях был предложен дифференциальный диагноз в отношении новообразований 95; Помимо гистологических находок, демонстрация специфических последовательностей ДНК в пораженных тканях с помощью методов молекулярной биологии также очень полезна 96.

Прямое наблюдение за паразитом (рис. 6⇓) является одним из лучших методов диагностики и, в случае висцерального лейшманиоза, обычно проводится в аспирате костного мозга с помощью гематологических красителей. В настоящее время методы молекулярной биологии являются альтернативой, которую также следует учитывать.

Рис. 6—

Leishmania infantum : амастиготы, окрашенные по Гимзе, в мазке из костного мозга. Масштабная линейка = 7 мкм.

Использование лекарственных средств, таких как производные пятивалентной сурьмы, является одним из методов лечения лейшманиоза, хотя другие вещества, такие как паромомицин и липосомальный амфотерицин B, являются эффективными альтернативами 97.

Род Trypanosoma

Род Trypanosoma включает различные виды гемофлагеллированных простейших, передающихся человеку при укусах мух и клопов. Их названия отражают регион планеты, на котором они обитают: T. brucei rhodesiense и T. brucei gambiense (Африка), вызывающих сонную болезнь или африканский трипаносомоз; и T. ( Schizotrypanum ) cruzi (Южная Америка), ответственный за болезнь Шагаса или американский трипаносомоз.Именно последний может влиять на дыхательный аппарат либо в таких органах, как сердце и пищевод 98, либо во время беременности через плаценту (врожденная форма заболевания).

В широком исследовании патологоанатомических исследований случаев миокардита и мегаэзофагуса были причиной ряда легочных осложнений, таких как плевральный выпот, тромбоэмболия, аспирационная пневмония, абсцесс легкого, бронхоэктазы и туберкулез 99.

На экспериментальных животных было продемонстрировано, что паразитемия, вызванная T.cruzi является причиной пневмонита 100 с изменениями паренхимы легких, такими как утолщение альвеолярных стенок из-за пролиферации пневмоцитов II типа, макрофагов и мононуклеарной воспалительной инфильтрации с отеком. Альвеолярные пространства содержат жидкость, фибрин, гиалиновые мембраны и эритроциты. Наблюдалось присутствие микроорганизмов в стенках бронхов, что сопровождалось воспалительной реакцией. Микроорганизмы появились и в стенках крупных сосудов.

При врожденной форме заболевания наиболее частым поражением является пневмонит с наличием амастигот в легких, оболочках плаценты и пуповине 101.

Во время острой фазы болезни Шагаса в периферической крови появляются многочисленные паразиты, которые можно обнаружить с помощью прямых паразитологических тестов. Микроскопическое исследование свежей крови может легко выявить присутствие паразита благодаря его подвижности.

Мазки крови в виде тонкой тонкой пленки и толстой капли, окрашенные соответствующим образом, позволяют наблюдать типичные морфологические характеристики паразита (рис.7⇓). Если степень паразитемии низкая, жизненно важно использовать методы концентрации, такие как микрогематокритический. Ксенодиагностика (визуализация паразита в фекалиях переносчика) и гемокультивация — признанные косвенные методы, чувствительность которых зависит от степени паразитемии пациента. Кроме того, широко используются серологические и молекулярные методы.

Рис. 7—

Trypanosoma brucei gambiense : Трипоматиготы, окрашенные по Гимзе, в тонком мазке крови.Масштабная линейка = 14 мкм.

Нифуртимокс, производное нитрофурана, и бензнидазол (нитроимидазол) — практически единственные лекарства, применяемые для лечения болезни Шагаса.

Тип Apicomplexa (Sporozoa)

Эти простейшие являются внутриклеточными паразитами с одной исключительной характеристикой — наличием так называемого «апикального комплекса», внутрицитоплазматической структуры, связанной с адгезией и инвазией клеток-хозяев. На дыхательный аппарат могут действовать различные роды этого типа.

Род Cyclospora

Из различных видов, принадлежащих к этому роду, только Cyclospora cayetanensis являются патогенными для человека; микроорганизм приобретается в результате проглатывания спорулированных ооцист через зараженную пищу и воду 102. У иммунокомпетентных людей, в зависимости от их иммунного состояния, инфекция может протекать бессимптомно или вызывать приступы самоограничивающейся диареи (случаи часто возникают после посещения тропических стран ).У пациентов с ослабленным иммунитетом, особенно в случаях СПИДа, кишечные эпизоды более серьезны и имеют тенденцию переходить в хроническую форму.

Хотя воздействие Cyclospora на респираторный аппарат до сих пор не выявлено, были задокументированы два случая наличия в мокроте ооцист, соответствующих виду C. cayetanensis , с сопутствующей инфекцией туберкулеза в обоих случаях 103, 104

Микроскопическая идентификация ооцист Cyclospora (круглые структуры диаметром 7–10 мкм и с видимой стенкой) может проводиться либо в свежих образцах, либо с использованием специальных методов окрашивания (трихромного, модифицированного Циля – Нильсена, сафранина, калькофлюорового белого, и т. .). Также существуют методы обнаружения, основанные на методике ПЦР. Лечение выбора — комбинация триметоприма и сульфаметоксазола.

Род Cryptosporidium

Род Cryptosporidium включает 13 видов внутриклеточных кишечных простейших, широко распространенных среди животных, особенно птиц, крупного рогатого скота и овец. У человека наиболее часто обнаруживаются виды: C. parvum , C. hominis и C. meleagridis 105.Инфекция передается при проглатывании ооцист (рис. 8) через воду и пищу, загрязненную фекалиями, при контакте с животными или от человека к человеку.

Рис. 8—

Cryptosporidium sp. ооцисты (стрелка) и Cyclospora cayetanensis (стрелка) выделены красным цветом в модифицированном кислотоустойчивом окрашенном мазке фекалий. Масштабная линейка = 10 мкм.

Основным клиническим проявлением криптоспоридиоза является водянистая диарея различной продолжительности, процесс самопроизвольно купируется у иммунокомпетентных людей и имеет тенденцию переходить в хроническую форму у пациентов с ослабленным иммунитетом, у которых он может оказаться фатальным.Именно среди этой последней группы могут наблюдаться клинические формы внекишечных последствий 106.

Все задокументированные случаи инвазии Cryptosporidium в дыхательный аппарат относятся к пациентам с иммунодепрессией, основной причиной которых является появление СПИДа 107–116. Существуют и другие процессы, такие как процессы, соответствующие злокачественным гематологическим патологиям 117 и реципиентам трансплантата костного мозга 118, 119. Хотя механизм, с помощью которого Cryptosporidium колонизирует дыхательный аппарат, не ясен, аспирация содержимого желудка и гематогенная диссеминация облегчаются макрофагами, возникающими в кишечные фокусные точки были предложены в качестве возможных путей 120.

Как клиническое наблюдение, так и рентгенография имеют тенденцию быть неточными, чаще всего упоминаются стойкий продуктивный кашель, лихорадка, одышка и тахипноэ, в некоторых случаях требующие искусственной вентиляции легких из-за дыхательной недостаточности и гипоксемии. На рентгенограммах грудной клетки наиболее часто наблюдается интерстициальная пневмония.

Исследования на экспериментальных животных, подвергнутых иммуносупрессии, продемонстрировали, что Cryptosporidium может напрямую повреждать респираторный эпителий 121–123, особенно примечательным является наличие трахеита с чешуйчатой ​​метаплазией и инфильтрацией подслизистых лимфоцитов, перибронхиальной железистой гиперплазией, потерей ресничек, а также ядерными и цитоплазматическими изменениями. .Описано также заполнение бронхиальных полостей гнойным экссудатом с многочисленными микроорганизмами, прикрепленными к поверхности эпителия. Наблюдалось утолщение внутриальвеолярных стенок воспалительным инфильтратом на основе макрофагов и лимфоцитов, а также в альвеолярных пространствах и даже в макрофагах свободные микроорганизмы.

Эти же изменения были описаны в вскрытии, находках пациентов, умерших от дыхательной недостаточности; данные также существуют относительно диффузного альвеолярного повреждения, особенно гиперплазии пневмоцитов II типа и интерстициального фиброза.

Несмотря на это, даже когда вскрытие подтверждает присутствие Cryptosporidium в ткани легких, иногда трудно подтвердить его причастность к смерти из-за того, что другие патогены также присутствуют в бронхиальном дереве 124.

Наличие как некистозных форм простейших (спорозоитов и мерозоитов), свободных или в макрофагах, так и ооцист (со стенкой сферической формы и диаметром 4–6 мкм) может быть продемонстрировано в таких образцах, как мокрота. , аспират трахеи и бронхоальвеолярный лаваж 125.Здесь могут быть полезны такие методы окрашивания, как модификации Киньюна и Циля – Нильсена, а также окрашивание с использованием флуоресценции аурамина. Методы молекулярной биологии помогают определить вид паразита 126.

Паромомицин и азитромицин являются препаратами выбора для лечения этого протозооза 127, при этом следует помнить о путях ингаляции 128.

Род Toxoplasma

Toxoplasma gondii , облигатное внутриклеточное простейшее, является возбудителем токсоплазмоза, инфекционного заболевания, обнаруженного во всем мире, которое поражает людей и многие виды животных, причем кошки являются окончательным хозяином паразита.В своем жизненном цикле T. gondii принимает три формы: ооциста, обнаруживаемая в кишечнике кошки и выводимая наружу с фекалиями; тахизоит, зрелая форма, ответственная за паразитемию; и брадизоит, который образует спящие внутриклеточные кистозные агрегаты и отвечает за иммунное состояние человека.

У здоровых людей токсоплазмоз вызывает бессимптомную инфекцию или субклинические формы (лихорадку и лимфаденопатии). Наиболее серьезной формой является врожденный токсоплазмоз (заразившийся матерью во время беременности), который поражает женщин с ослабленным иммунитетом и вызывает системные инфекции.

Хотя легочный токсоплазмоз может развиваться у иммунокомпетентных людей 129, в большинстве случаев наблюдается серьезная недостаточность иммунной системы. Это вторая или третья по частоте системная инфекция среди лиц с ослабленным иммунитетом после поражений головного мозга и сердца 130, 131. Помимо СПИДа 132–136, другие процессы, такие как злокачественные гематологические патологии и трансплантация органов, также являются важными причинами легочного токсоплазмоза 137– 143. В большинстве этих случаев наиболее широко распространенной гипотезой развития легочного токсоплазмоза является реактивация ранее латентной инфекции 144, 145, при этом уровни гамма-интерферона и активность альвеолярных макрофагов являются важными причинными факторами.Кроме того, экспериментальные исследования на животных выявили изменения в уровнях интерлейкинов, сегрегированных Т-хелперами типа 1 лимфоцитов в легких в случаях реактивации инфекции T. gondii 146.

Наиболее частыми клиническими симптомами являются лихорадка, кашель, затрудненное дыхание, тахипноэ и одышка, причем последнее в некоторых случаях приводит к гипоксемии с острым респираторным дистресс-синдромом, который является одной из основных причин смерти пациентов 147–149 .

Радиологическое обследование обычно выявляет две модели: типичный двусторонний диффузный инфильтрат (рис. 9⇓), неотличимый от других процессов, таких как пневмония, вызванная Pneumocystisis jiroveci ; и толстый узелковый двусторонний инфильтрат, который может быть использован в дифференциальной диагностике 150. В целом эти эффекты выявляют интерстициальный пневмонит и альвеолярное уплотнение. Наличие сопутствующего плеврального выпота — еще один из описанных эффектов. Анатомические патологические исследования, проводимые либо при легочной биопсии, либо во время вскрытия, выявляют поражения, связанные с состоянием и интенсивностью инфекции 135.Макроскопически легкие кажутся перегруженными, с петехиальными кровотечениями и областями уплотнения. Гистопатология показывает интерстициальный пневмонит с воспалительным инфильтратом лимфоцитов, диффузным альвеолярным поражением с фибринозным альвеолярным экссудатом и образованием альвеолярных гиалиновых мембран. Обычно имеется множество альвеолярных макрофагов, содержащих кисты паразита. Некротизирующая пневмония представляет собой более серьезное поражение, характеризующееся обширными участками некроза паренхимы и наличием множества тахизоитов, как внеклеточных, так и внутриклеточных.В цитологических мазках, полученных из плевральных выпотов и окрашенных по методу Мая – Грюнвальда – Гимзы, описана визуализация многих тахизоитов, расположенных вне клетки и внутри клетки полиморфно-ядерных лейкоцитов и макрофагов 151, 152.

Рис. 9–

Легочный токсоплазмоз в костной ткани. Пациенту пересажен костный мозг с двусторонними диффузными инфильтратами.

Различные диагностические процедуры позволяют визуализировать паразита в образцах из дыхательного аппарата, одним из наиболее значимых является бронхоальвеолярный лаваж 153–156 с окрашиванием образцов по Гимзе.В мокроте также появляется T. gondii , что является альтернативным диагностическим путем, если невозможно применить инвазивные методы 157. В случаях, когда есть подозрение на инфекцию или когда микроорганизмы не наблюдаются, могут применяться такие методы, как ПЦР. пригодятся 158, 159.

Наиболее подходящими терапевтическими мерами являются комбинация пириметамина и сульфадиазина, вводимая для предотвращения гематологических осложнений, или замена сульфадиазина клиндамицином.Альтернативами этим комбинациям являются азитромицин и доксициклин. Помимо терапии, у пациентов с иммунодепрессией первичная профилактика и соответствующая профилактика против T. gondii могут значительно смягчить легочные последствия 160.

Род Plasmodium

Этот род включает внутриклеточные простейшие, вызывающие малярию. Болезнь эндемична более чем в 90 странах, ежегодно поражает 200–300 миллионов человек и является причиной смерти около 3 миллионов человек.Таким образом, это одна из болезней с самой высокой заболеваемостью и смертностью. Четыре вида, принадлежащих к этому роду, поражают людей: P. falciparum, P. malariae, P. ovale и P. vivax . Заболевание передается при укусе самки комара Anopheles, и жизненный цикл Plasmodium состоит из бесполой стадии у человека-хозяина, с экстраэритроцитарной и интраэритроцитарной фазами и половой стадии, которая развивается у комара.

В современной среде авторов малярия является одним из основных завозных острых заболеваний с легочными проявлениями 161, 162. P. falciparum и P. vivax (рис. 10⇓) — это виды, которые наиболее часто поражают легкие, а P. ovale и P. malariae являются наиболее редкими 163. В основном поражаются дети. , беременные женщины и путешественники в страны, где болезнь эндемична 164.

Рис. 10—

Plasmodium vivax : инфицированные эритроциты, содержащие окрашенный трофозоит, показывающий типичный амебоидный вид в тонкой мазке крови Гимзы.Масштабная линейка = 7 мкм.

Отек легких является основным проявлением воздействия малярии на легкие 165, особенно в случаях, связанных с P. falciparum и, в меньшей степени, с P. vivax 166. Повышенная проницаемость альвеолярных капилляров, по-видимому, основной механизм, с помощью которого плазматическая жидкость заполняет альвеолярные пространства 167. Экспериментальные модели in vitro продемонстрировали, что адгезия инфицированных эритроцитов к сосудистому эпителию через различные молекулы (молекула межклеточной адгезии-1, E-селектин, сосудистые клетки) молекула адгезии-1, и т. д. .), является одним из основных факторов, провоцирующих повреждение капилляров с последующим увеличением проницаемости 168, 169. Еще одним частым легочным осложнением малярии является острый респираторный дистресс-синдром, при котором как P. falciparum 170–172, так и P. vivax 173 -179 замешаны.

Клиническое воздействие малярии на легкие может варьироваться от легкого, с лихорадкой, кашлем, одышкой, мокротой и болью в грудной клетке 180, 181, до серьезной респираторной недостаточности, требующей госпитализации в отделение интенсивной терапии 182.

Рентгенологическое исследование выявляет наличие небольших диффузных и двусторонних инфильтратов, с выраженным увеличением сосудистой сети и областей долевого уплотнения 183. Могут также наблюдаться сопутствующие выделения из плевры.

При анатомопатологическом исследовании макроскопически легкие кажутся перегруженными и отечными с многочисленными геморрагическими очагами. Могут наблюдаться сосуществование плевральных и / или перикардиальных выделений. На гистологических срезах очевидны отек плевры, гиперемия капилляров, гиалиновые мембраны и утолщение альвеолярных перегородок.Присутствие коричневого пигмента (гемозоина или малярийного пигмента) может наблюдаться внутри альвеолярных макрофагов. В литературе описан случай облитерирующего бронхиолита с организационной пневмонией, связанной с P. vivax , с терапевтическим ответом на кортикоиды 184.

Визуализация простейших с помощью микроскопического исследования крови является предпочтительным методом диагностики, хотя для правильной идентификации вида можно прибегнуть к другим диагностическим методам, включая ПЦР 185.

Помимо соответствующего поддерживающего лечения для контроля гемодинамики и респираторной функции, противомалярийная лекарственная терапия зависит от ряда факторов, таких как вид животного, клиническое состояние пациента и восприимчивость паразита к лекарствам, особенно по отношению к области, где была приобретена инфекция. Один заслуживающий внимания аспект — легочная токсичность, которая может быть вызвана использованием мефлохина, с развитием диффузного альвеолярного повреждения 186–188.

Род Babesia

Бабезии представляют собой интраэритроцитарные простейшие, из которых существуют различные виды, в основном B. divergens и B. microti . Их основные резервуары — крупный рогатый скот и дикие грызуны. Люди заражаются инфекцией (бабезиозом), которая в основном характеризуется наличием лихорадки и гемолиза, через укусы клещей. К факторам риска системной инфекции относятся иммуносупрессия, пожилой возраст и предшествующие спленэктомии.Бабезиоз — довольно редкое заболевание, при котором воздействие на легкие, как и в случае с малярией, является следствием системной воспалительной реакции 189, которая в некоторых случаях может быть вторичной по отношению к применяемой антипротозойной терапии 190, 191. Среди клинических проявлений — лихорадка, кашель и затрудненное дыхание, причем некардиогенный отек легких является наиболее частым проявлением 192. Среди возможных причин этого легочного осложнения — отсутствие деформируемости инфицированных эритроцитов при их прохождении через легочные капилляры и увеличение их адгезии к стенкам сосудов.

В литературе описано три случая, когда острый респираторный дистресс-синдром развился как осложнение заболевания 193, 194, когда потребовалась искусственная вентиляция легких из-за дыхательной недостаточности и гипоксемии. При рентгенологическом обследовании описаны двусторонние инфильтраты с альвеолярным рисунком и утолщением перегородок 195. В одном из случаев результаты патологоанатомического исследования показали выраженную гиперемию и легочную консолидацию; на гистологических срезах наблюдаются гиперплазия пневмоцитов II типа, интерстициальный отек и очаги образования гиалиновых мембран.

Диагноз бабезиоза устанавливается при обнаружении в периферической крови интраэритроцитарных паразитов с характерной морфологией (гемматизированная форма или форма «мальтийского креста»). Такие методы, как ПЦР, позволяют поставить более точный диагноз. Лечение выбора — совместное введение клиндамицина и сульфата хинина.

Тип Microspora

Простейшие, принадлежащие к этому типу, являются внутриклеточными облигатными паразитами (у них отсутствуют такие органы, как митохондрии и аппарат Гольджи).Их жизненный цикл состоит из инфекционной внеклеточной фазы и фазы размножения в клетке-хозяине со спорами, состоящими из небольших инкапсулированных элементов (1–4 мкм в диаметре, овальная морфология), в качестве инфицирующих форм 196. Из восьми задействованных видов. в патологии человека наиболее частыми видами являются: Enterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon cuniculi, Encephalitozoon hellem и Encephalitozoon охота на кишечник .

У иммунокомпетентного человека микроспоридиоз может быть бессимптомной инфекцией или вызывать легкие эпизоды диареи, в то время как у пациентов с ослабленным иммунитетом инфекция приобретает особое значение, наиболее частая форма — желудочно-кишечная, хотя также существуют мультиорганические последствия 197, 198.Описаны оральные, глазные, половые и респираторные пути передачи, последний подтвержден наблюдением за микроорганизмами в мокроте и трахеобронхиальном дереве 199, 200.

Все задокументированные случаи легочного микроспоридиоза соответствуют пациентам с иммунодепрессией, предрасполагающими факторами являются СПИД 201–204 и реципиенты трансплантата костного мозга 205–207. Среди возможных механизмов, посредством которых микроорганизмы колонизируют дыхательный аппарат, выделяются вдыхание, срыгивание, орофекальное загрязнение и гематогенное распространение из кишечного очага 208.

Среди клинических проявлений инфекции респираторного аппарата микроспоридиями можно назвать риносинусит 209, лихорадку, непрекращающийся кашель, одышку и острый респираторный дистресс, который в некоторых случаях развился до смерти пациента из-за кардиореспираторной недостаточности.

При рентгенологических исследованиях следует отметить наличие инфильтратов и двусторонних помутнений легких, а также наличие областей обширной консолидации.

Образцы, в которых был идентифицирован этот микроорганизм, представляют собой выделения из носа, мокроту, трахеобронхиальный аспират и бронхоальвеолярный лаваж (рис.11⇓), в котором можно было провести окрашивание (модифицированный трихромом Вебера и калькофлуор), иммунофлуоресценцию, электронную микроскопию и специфические культуры клеток 210, 211.

Рис. 11—

Encephalitozoon hellem : споры, окрашенные модифицированным трихромом окраска в бронхоальвеолярном лаваже. Масштабная линейка = 6 мкм.

В тех случаях, когда проводилось анатомопатологическое обследование, биопсия выявляет бронхиолит с воспалительным эпителиальным инфильтратом, вызванным лимфоцитами.При вскрытии легких было обнаружено несколько участков абсцесса, особенно в субплевральной области.

Хотя терапия зависит от вида и иммунологического состояния пациента, обычно используются альбендазол и фумагалин.

Тип Ciliophora (инфузории)

Основной особенностью этих простейших является наличие ресничек вдоль всей клеточной мембраны или в определенных местах, которые используются как для движения, так и для захвата пищи.До настоящего времени единственным известным видом, вызывающим патологию у людей, является Balantidium coli ; единственный вид в этом роде. Это одно из самых крупных простейших (50–300 мкм в длину) с яйцевидным телом, покрытым ресничками (рис. 12⇓). Его основная естественная среда обитания и резервуар — толстый кишечник свиньи, хотя он также обитает в кишечнике человека. Хотя существуют разногласия относительно того, каким образом это простейшее попадает в организм человека, важным фактором, по-видимому, является некоторая связь со свиньями.Тем не менее, следует также учитывать передачу от человека к человеку. Инфекция у людей в основном поражает толстую кишку, вызывая клинические ситуации различной интенсивности, от бессимптомных форм до тяжелой диареи с изъязвлением слизистой оболочки.

Рис. 12—

Balantidium coli : трофозоит во влажной среде, окрашенный йодом. Масштабная линейка = 200 мкм.

Легочная инфекция, вызванная B. coli , встречается довольно редко, в литературе описано несколько случаев.К числу предрасполагающих факторов относятся, в основном, иммуносупрессия 212, 213 и контакт со свиньями 214, 215, хотя также был описан случай пациента с антецедентами астмы, у которого не было иммунодепрессии 216. Хотя механизм поражения легких — это не совсем ясно, гематогенное и лимфатическое распространение через изъязвление кишечника, а также, в случае перфорации, через диафрагму, кажется вероятным. Среди клинических проявлений в большинстве случаев следующие: лихорадка, непродуктивный и непрекращающийся кашель, одышка различной интенсивности (одному из пациентов потребовалось вспомогательное дыхание) и боль в грудной клетке.При рентгенологическом исследовании обращает на себя внимание наличие диффузных и двусторонних интерстициальных инфильтратов. При исследовании свежих образцов, полученных путем аспирации или бронхоальвеолярного лаважа, обнаруживается наличие многочисленных трофозоитов.

Метронидазол или тетрациклины оказались эффективными.

Как наши легкие защищают нас?

На этой странице мы объясняем важность ваших легких, что может их повредить и что вы можете сделать, чтобы защитить свои легкие.

Что еще делают мои легкие?

Легкие подвергаются воздействию воздуха, поэтому они также играют важную защитную роль в вашем организме, связанную с вашей иммунной системой. Каждый глоток воздуха несет не только кислород, но и микробы и другие инородные тела, например, загрязняющие вещества. В результате ваши легкие также предназначены для предотвращения попадания нежелательных материалов в ваше тело.

Слизь (густая жидкость) вырабатывается в стенках мелких дыхательных путей, чтобы поддерживать ваши легкие чистыми и хорошо смазанными.Он перемещается крошечными волосками, называемыми ресничками, которые выстилают дыхательные пути. Они двигаются вперед и назад, сметая тонкий слой слизи из легких в горло. Нежелательные вещества прилипают к слизи. Когда он достигает горла, его обычно проглатывают, даже не осознавая.

Если у вас скапливается слизь или у вас воспаление, кашель может помочь вывести ее из дыхательных путей.

Тонкая структура ваших легких прекрасно приспособлена для дыхания и в то же время помогает защитить ваше тело от повреждений.

Что может повредить мои легкие?

Ваши легкие могут быть повреждены, если вы вдыхаете сигаретный дым, загрязненный воздух (как снаружи, так и внутри дома) или пыль и пары на рабочем месте в течение длительного периода времени. Если ваши дыхательные пути повреждаются, со временем у вас может усилиться одышка. Иногда причина поражения легких неизвестна.

Как я могу защитить свои легкие?

Может быть сложно защитить себя от экологических рисков, таких как загрязнение воздуха. Но вы можете защитить свои легкие, бросив курить, улучшив качество воздуха в доме и сделав все возможное, чтобы снизить воздействие загрязнения воздуха.

Если на рабочем месте вы регулярно сталкиваетесь с вещами, которые могут повредить ваши легкие, например с кирпичной пылью или опилками, вы должны убедиться, что носите правильное респираторное защитное оборудование (СИЗ). Например, защитная маска для лица.

Бросить курить

Если вы курите, отказ от курения — лучшее, что вы можете сделать для вашего здоровья и ваших легких. Ваш лечащий врач и фармацевт могут помочь вам найти способы, которые облегчат вам жизнь. При помощи службы поддержки и лекарств у вас примерно в три раза больше шансов бросить курить.У нас есть дополнительная информация, которая поможет вам навсегда бросить курить.

Попытаться сохранить активность

Поддержание активности — одно из лучших средств, которые вы можете сделать для своих легких, особенно если у вас их заболевание.

Для вас есть множество поддержки и советов, как оставаться активными. Вы можете активизировать повседневную деятельность, например, прогулки или садоводство. Или вы можете присоединиться к уроку упражнений в местном центре досуга или общественном центре. Вы также можете поговорить с медицинским работником о направлении в местную программу легочной реабилитации.

Для начала взгляните на наши онлайн-видео с упражнениями и загрузите наше бесплатное руководство по упражнениям. Помогите сохранить мотивацию, загрузив наш 12-недельный дневник активности.

Управление одышкой

То, как вы чувствуете одышку, не всегда соответствует результатам функциональных тестов и сканирований легких.

Prev post Полубарный стул высота: Чем отличаются барные стулья от полубарных
Next post Современный интерьер зала в квартире фото: 150 лучших фото идей для дизайна интерьера зала — INMYROOM

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *