Вращающим элементом служит базальное тельце, движущееся внутри бактериальной мембраны, подобно ротору в электромоторе. Интересно, что и источник энергии для вращения жгутика не энергия химических веществ (типа АТФ), а разность электрохимических потенциалов на мембране бактериальной клетки.

Жгутики и реснички животных и растений гораздо крупнее. Они имеют диаметр около 250 нм и достигают в длину нескольких миллиметров. В отличие от бактериальных эти жгутики покрыты мембраной и обладают собственной подвижностью.

Строение и принцип работы жгутиков и ресничек совершенно одинаковы. Различия между ними лишь в количестве: обычно на одну клетку приходится один или несколько жгутиков, а ресничек до нескольких тысяч.

Под мембраной у жгутиков (ресничек) располагается стержневая структура — аксонема. Она состоит из 9 спаренных микротрубочек, расположенных по окружности, и 2 одиночных микротрубочек в центре. Центральные и периферические микротрубочки соединены между собой системой связок.
состав периферических микротрубочек входит белок тубулин и специфический для жгутиков белок — динеин. Динеин использует энергию АТФ (см. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), расщепляя ее до АДФ (аденозиндифосфорной кислоты), и, взаимодействуя с тубулином, превращает энергию в механическую работу по перемещению спаренных микротрубочек относительно соседних — скольжению. Две центральные микротрубочки и система связок превращают скольжение отдельных микротрубочек внутри аксонемы в изгибание всей ак-сонемы, а это и приводит в движение жгутик (ресничку). Движение состоит либо из псевдовращения (такое движение мы производим, например, делая вращательные движения рукой) — так чаще всего бьются жгутики; либо из возвратно-поступательных колебаний в одной плоскости, типичных для ресничек.

В основании жгутиков (ресничек) лежат базальные тельца, но в отличие от бактериальных они не связаны с движением, а служат для роста аксонемы и закрепления жгутика (реснички) в клетке. Часто от базальных телец в глубь цитоплазмы отходят дополнительные заякоривающие структуры — исчерченные корешки.

Жгутики и реснички обеспечивают движение свободноживущих клеток. Реснички создают поток жидкости вдоль поверхности неподвижных клеток (например, в дыхательных путях согласованное биение миллионов ресничек обеспечивает удаление из легких пылевых частиц).

У некоторых животных (например, млекопитающих) имеются наряду с подвижными ресничками еще и неподвижные — чувствительные реснички. Последние не имеют двух центральных микротрубочек и иногда вообще лишены аксонемы, но всегда имеют в основании базальное тельце. Таковы палочки сетчатки глаза, реснички обонятельных луковиц, реснички во внутреннем ухе (орган равновесия).

Источник: alnam.ru

Палочки и колбочки

• Общие сведения
• Колбочки
• Строение колбочек
• Трехкомпонентная гипотеза цветовосприятия
• Двухкомпонентная гипотеза цветовосприятия
• Палочки
• Строение палочек
• Выводы

Основной отдел зрительного анализатора представляет сетчатка глаза. Именно здесь происходит восприятие световых электромагнитных волн, их трансформация в нервные импульсы и дальнейшая передача в зрительный нерв. Дневное (цветовое) и ночное зрение обеспечивают особыми рецепторами сетчатки. В совокупности они образуют фотосенсорный слой. В зависимости от формы подобные рецепторы называют палочки и колбочки.

Функции палочек и колбочек

В этой статье мы постарались более детально разобраться с вопросом, где находятся палочки и колбочки и разобрались, какие они выполняют функции.

Общие сведения

Гистологически на сетчатке глаза можно выделить 10 клеточных слоев. Светочувствительный слой состоит из специальных фоторецепторов, которые представляют собою особые образования нейроэпителиальных клеток. В них содержаться уникальные зрительные пигменты, которые поглощают световые волны определенной длины. Палочки и колбочки располагаются на сетчатке неравномерно. Основная часть колбочек чаще всего расположена по центру. Палочки в свою очередь обычно расположены на периферии. К дополнительным отличиям можно отнести:

1. Палочки необходимы для обеспечения ночного зрения. Это означает, что они ответственны за восприятие света в условиях пониженного освещения. Соответственно, с помощью палочек человек сможет видеть предметы только в черно-белом изображении.
2. Колбочки обеспечивают остроту зрения на протяжении всего дня. С их помощью каждый человек может видеть окружающий мир в цветном изображении.

Палочки чувствительны только к тем волнам, длина которых не превышает 500 нм. Однако, они остаются активными, даже когда фотонный поток понижен. Колбочки можно считать более чувствительными, и они способны воспринимать все цветовые сигналы. Однако, для их возбуждения порой может потребоваться свет с гораздо большей интенсивностью.

В темное время суток зрительную работу осуществляют палочки. В результате этого человек может хорошо видеть очертания предметов, но просто не сможет различить их цвет. При нарушении функции фоторецепторов могут возникнуть следующие проблемы и патологии зрения:

• нарушение восприятия цвета;
• различные воспалительные заболевания сетчатки;
• расслоение оболочки сетчатки;
• нарушение сумеречного зрения;
• светобоязнь.

Колбочки

У людей с хорошим зрением в каждом глазу присутствует около миллиона колбочек. Их длина составляет 0,05 мм, а ширина 0,004 мм. Чувствительность к потоку лучей у них невелика. Однако, все они качественно будут воспринимать цветовую гамму, включая различные оттенки.

Фоторецепторы колбочки

Также они отвечают за возможность распознавания движущихся объектов, поэтому намного лучше реагируют на динамику освещения.

Строение колбочек

В колбочках присутствует три основных сегмента и перетяжка:

1. Наружный сегмент. Он включает в себя чувствительный к свету пигмент йодопсин, который располагается в полудисках – складках плазматической мембраны. Этот участок фоторецепторных клеток постоянно обновляется.
2. Перетяжка – образуется плазматической мембраной и служит для передачи энергии из внутреннего сегмента вовне. Если рассмотреть ее более детально тогда можно заметить, что она представляет так называемые реснички, осуществляющие эту связь.
3. Внутренний сегмент. Это область активного обмена веществ. Здесь располагаются митохондрии – энергетическая база клеток. В этом сегменте также происходит интенсивное высвобождение энергии, которая нужна для осуществления зрительного процесса.
4. Синаптическое окончание представляет собою область синапсов. Эти контакты между клетками в дальнейшем будут передавать нервные импульсы в зрительный нерв.

Трехкомпонентная гипотеза цветовосприятия

Уже многим известно, что в колбочках присутствует специальный пигмент, йодопсин, который позволяет воспринимать весь цветовой спектр. Согласно трехкомпонентной гипотезе цветного зрения существует три вида колбочек. В каждом определенном виде присутствует свой тип йодопсина, который воспринимает только свою часть спектра:

1. L – тип содержит в себе пигмент под названием эритролаб и устанавливает длинные волны, а именно красно-желтую часть спектра.
2. M – тип содержит пигмент хлоролаб и способен воспринимать средние волны, которые излучает желто-зеленая область спектра.
3. S – содержит пигмент цианолаб и реагирует только на короткие волны, воспринимая синюю часть спектра.

Важно знать! На сегодняшний день многие ученые занимаются проблемами современной гистологии и отмечают неполноценность трехкомпонентной гипотезы цветовосприятия. Это связано с тем, что еще не найдено подтверждение существованию трех видов колбочек. Также еще не обнаружили пигмент, которому заранее присвоили название цианолаб.

Двухкомпонентная гипотеза цветовосприятия

Если верить этой гипотезе тогда можно понять, что все колбочки сетчатки содержат в себе эритолаб, а также хлоролаб. Поэтому они прекрасно могут воспринимать длинную и среднюю часть спектра. Короткую часть спектра в этом случае воспринимает пигмент родопсин, который содержится в палочках.

В пользу подобной теории может выступить тот факт, что люди, которые не способны воспринимать короткие волны спектра, одновременно страдают нарушениями зрения в условиях плохой освещенности. Подобная патология имеет название «куриная слепота».

Палочки

Если рассмотреть палочки более детально, то можно заметить, что они имеют вид вытянутых цилиндров длиною около 0.06 мм. У взрослого человека в каждом глазу присутствует около 120 миллионов таких рецепторов. Они заполняют собою всю сетчатку концентрируясь при этом на периферии.

Фоторецептор палочки

Пигмент, который обеспечивает палочкам достаточно высокую чувствительность к свету имеет название родопсин или зрительный пурпур. На ярком свету подобный пигмент выцветает и полностью теряет свою способность. В этот момент он будет восприимчивым только к коротким световым волнам, которые составляют синюю область спектра. В темноте его цвет и качества постепенно восстанавливаются.

Строение палочек

Строение палочек практически ничем не отличается от строения колбочек. В них присутствует 4 основные части:

1. Наружный сегмент с мембранными дисками включает в себя пигмент родопсин.
2. Связывающий сегмент или ресничка обеспечивает надежный контакт между наружным и внутренним отделом.
3. Внутренний сегмент включает в себя митохондрии. Здесь будет идти процесс выработки энергии.
4. Базальный сегмент содержит нервные окончания и осуществляет передачу импульсов.

Чувствительность подобных рецепторов к воздействию фотонов позволяет преобразовывать световое раздражение в нервное возбуждение и передавать его в головной мозг. Таким образом осуществляется процесс восприятия световых волн человеческим глазом – фоторецепция.

Выводы

Как видите, человек является единственным из живых существ кто может воспринимать окружающий мир во всем многообразии красок. Сохранить уникальную способность на длительные годы поможет надежная защита органов зрения от вредных воздействий, а также профилактика нарушений зрения. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Рекомендуем ознакомиться: строение глазницы.

Способы извлечения инородного тела из глаза

Каждому человеку в своей жизни приходилось хотя бы раз испытывать дискомфортные ощущения от попадания в глаза инородных тел, в качестве которых нередко выступают соринки, реснички или что-либо более серьезное. Извлечение инородного тела из глаза можно совершить самостоятельно или посредством врача.

Инородное тело: описание и виды

Инородное тело может вызвать неприятные болезненные ощущения, воспалительные реакции со стороны глаза и проникновение инфекционного агента. Следует отметить, что глаза — это тот орган человека, который нуждается в особом бережном отношении к себе. Инородные тела, как правило, проникают в глаза человека каждый день. Это могут быть:

• пылевые частицы;
• ресницы;
• насекомые;
• соринки.

Это лишь самые безобидные элементы. Объектами инородного происхождения могут быть вещества, которые обладают:

• поверхностно-расположенным характером;
• внутриглазным характером проникновения (проходящие сквозь оболочки глазного яблока).

Существуют ситуации, когда удаление инородных тел можно провести самостоятельно, своими силами. Но нередко без медицинской помощи просто не обойтись. Необходимо знать, как правильно извлекать инородные тела из глаза, чтобы не навредить еще больше. Кроме того, следует понимать, что сам глаз обладает особыми средствами защиты от проникновения инородных тел, основными среди которых являются следующие:

• веки;
• ресницы;
• брови;
• отделение слез;
• процесс моргания.

Именно благодаря дополнительным средствам защиты сор задерживается и не раздражает слизистую оболочку глаза. Но если инородные тела проникли глубоко, и при этом нет возможности достать их самостоятельно или при помощи посторонних людей, необходимо в срочном порядке обратиться за помощью к медицинским работникам.

Симптоматика инородных тел в глазу

Основными симптомами проникновения инородного тела в глазное яблоко являются:

• неприятное чувство дискомфорта;
• болезненность, от незначительных ощущений до сильных болей.

Степень болевых ощущений напрямую зависит от размеров инородного тела, места его локализации. Если объект дискомфорта имеет минимальные размеры, он может не причинять человеку никаких неудобств, а через определенный промежуток времени удалится из глаза естественным путем. Но бывают случаи, когда человек знает о том, что в глазу что-то есть, но неудобств и дискомфорта нахождение инородного тела не доставляет. В таком случае в обязательном порядке нужно посетить врача-офтальмолога и проконсультироваться по поводу сложившейся ситуации.

Если инородный предмет обладает особыми химическими особенностями и характеристиками, кроме дискомфорта в глазу он может вызвать чувство жжения и рези. Инородные вещества могут быть весьма агрессивными по отношению к слизистым оболочкам. Дополнительной симптоматикой при попадании инородного тела являются:

1. Усиленное отделение слезной жидкости.
2. Гиперемия глаза.
3. Отечность века.
4. Боязнь световых лучей.
5. Снижение зрительной функции (может быть очень значительное понижение зрения).
6. Трудности при открывании глаз.

Процесс извлечения инородного тела

Для начала нужно аккуратно и внимательно осмотреть глаз пострадавшего. Если удалять инородный объект конъюнктивы приходится самостоятельно, необходимо прежде всего найти зеркало, а только затем осмотреть слезящийся глаз. Осмотр проводят с оттягивания век.

Наиболее часто инородные тела находятся под веками. В лучшем случае можно доверить извлечение инородного тела из глаза постороннему человеку. Самостоятельно удалять сложно, поскольку глаз наверняка будет слезиться и рефлекторно закрываться.

Всегда необходимо иметь при себе (например, в домашней аптечке) капли сульфацила натрия, поскольку это отличный антибактериальный препарат, который значительно облегчает удаление инородных тел из конъюнктивы и обеззараживает при этом слизистую оболочку. Капать средство необходимо по 1 капле в глаз. После закапывания увеличивается отделение слезой жидкости и, таким образом, соринка выводится. Закапывать сульфацил натрия нужно непосредственно в глаз, для этого необходимо оттянуть нижнее веко и нанести на него 1-2 капли. Если данного лекарственного средства под рукой нет, можно воспользоваться промыванием пораженного глаза обычной водой, которая, в свою очередь, должна быть холодной.

Если после промывания результата не последовало, рекомендуется воспользоваться следующим советом: достать кусок ваты и намотать его на спичку. Кончик ватки при этом должен оставаться мягким. Вместо ваты можно использовать чистый носовой платок или полотенце. С их помощью можно попытаться извлечь инородные тела из глаза (уголком носового платка). Для начала уголок платка нужно смочить в воде, а затем аккуратно оттянуть нижнее веко и не спеша попытаться удалить инородный объект из конъюнктивы. После успешно проведенного удаления инородного тела необходимо постараться найти обеззараживающие капли (сульфацил-натрия).

Если данные действия так и не привели к положительному результату, самым правильным решением будет обращение к специалисту, поскольку в ином случае инородные тела могут вызвать появление серьезных осложнений.

Обращение к врачу и меры профилактики

Обращение за помощью к опытному специалисту проводится в следующих случаях:

• если извлечение инородного тела не удалось произвести самостоятельно;
• произошло проникновение стеклянного или металлического объекта;
• произошло проникновение в конъюнктивы глаз химических агентов;
• произошло проникновение чужеродных тел в более глубокие слои конъюнктивы.

Удаление инородного тела конъюнктивы самостоятельно может привести к формированию грубых рубцов или развитию инфекционного процесса в глазу. Человек может даже потерять зрение. При обращении больного в больницу врач сперва опрашивает и осматривает пациента. Если чужеродные объекты проникли глубоко, то их удаление проводится в операционном кабинете при помощи специального оснащения. Глубокие проникновения инородных объектов в глаз следует оперировать в немедленном порядке, иначе человек может потерять глаз. В неотложности процесса и заключается вся сложность процедуры по оперированию больного, поскольку в таких ситуациях время на принятие определенных решений достаточно ограничено.

Поверхностно расположенные инородные объекты врач может удалить прямо в своем кабинете. Сперва человеку закапывают в глаз капли, обладающие обезболивающим эффектом. Далее, при помощи щелевой лампы врач производит извлечение инородного тела.

После удаления инородного тела доктор прописывает пациенту противовоспалительные мази либо специальные капли в глаза. Это необходимо для того, чтобы предупредить развитие воспалительного процесса конъюнктивы и проникновение инфекционных агентов в глаз.

Не стоит забывать о том, что людям, занимающимся сельскохозяйственной, столярной и слесарной работой, необходимо постоянно носить защитные очки, поскольку человек не может проконтролировать вылетание щепок при проведении столярных и других работ. В этом случае защитные очки — это профилактика попадания опасных предметов и их частей в глаза работнику. При проникновении в глаз металлического предмета, острой щепки или стекла необходимо:

1. Срочно записаться на прием к специалисту. Самостоятельно извлекать предмет нельзя ни в коем случае.
2. Трогать и натирать глаза запрещено, поскольку так инородный объект может еще более углубиться в глаз.
3. Стараться не открывать глаз, поскольку частое моргание вызывает раздражение глазного яблока.

Важным является тот момент, что при возникновении ситуации такого рода никогда не стоит пренебрегать помощью специалистов (офтальмолога), чтобы исключить возможность заражения человека.

Источник: 1ozrenii.ru

Ресницы у человека– это ряд волос, окаймляющих верхнее и нижнее веко.

Главная функция ресниц – защищать глазки от попадания в них песка, пыли, воды и прочего. Ресницы и брови самые крепкие волоски на теле человека, их еще называют щетинистые. Ресницы состоят на 97% из белка и всего лишь на 3% из воды. Ресницы, в отличие от волос на голове, останавливают свой рост на определенной длине. Такие параметры как длина, густота, толщина, цвет и даже наклон ресниц (прямые или подкрученные) определяется генетически.

Строение ресниц

Ресница состоит из корня (часть ресницы которая находится под кожей) и стержня (видимая часть ресницы).

Корень (или луковица) находится на глубине 2мм, там происходит рост ресницы.

Луковица окружена фолликулом, в которой дно внедряется кожный сосочек, через него ресница получает питание и кислород. Также в окружении ресницы имеется пучок гладких мышц, задача которых поднимать волоски, и 2-3 сальные железы для смазки ресниц.

Стержень ресниц состоит из трех слоёв.

• Первый слой – это основа самого волоса или его сердцевина. Сердцевина состоит из кератина и особого белкового вещества, в состав входят и еще не ороговевшие клетки волоса.
• Следующий слой – корковый, он отвечает за плотность волоса. Корковый слой занимает практически 90% от всего стержня.
• Сверху ресницу прикрывает кутикула. Основная функция кутикулы – защитная, то есть она предохраняет весь стержень от неблагоприятных внешних воздействий.

На глазах у человека, в зависимости от особенностей конкретного организма, в среднем растет одновременно до 250 ресничек на верхнем веке в два-четыре ряда, их средняя дина 8-12 мм, и до 125 на нижнем веке в один-два ряда, длинной 6-8 мм. Растут ресницы в целом всю жизнь, находясь в разных фазах их роста.

Ресницы начинают расти когда человек еще находится в утробе матери, с 22 по 24 неделю развития плода. Так, человек рождается уже с ресницами, только у новорожденных, они настолько тоненькие, что сразу их можно не заметить.

Различают следующие фазы роста ресниц:

• аногенная (период, когда волосяные фолликулы начинают расти, в среднем длится около 30 дней, за это время ресничный волос вырастает примерно по 0,12-0,14 мм в день, и в итоге через 30 дней становится размером: если речь о верхних – до 12 мм, если о нижних – до 8 мм);
• катагенная (после наступает переходящая стадия, протекающая достаточно быстро, около 15 дней, в течение этой фазы волосяной фолликул сокращается);
• телогенная (период покоя, длящийся приблизительно 100 дней и заканчивающийся выпадением ресницы).

 

Источник: www.eyelike.com.ua

---

Реснички и жгутики — это два разных типа микроскопических придатков на клетках. Реснички встречаются как у животных, так и у микроорганизмов, но не у большинства растений. Жгутики используются для передвижения бактерий, а также гамет эукариот. И реснички, и жгутики выполняют функции передвижения, но по-разному. Оба полагаются на динеин, который является моторным белком, и микротрубочки для работы. Что такое реснички? Реснички были первыми органеллами, обнаруженными Антони ван Левенгуком в конце 17 века. Он наблюдал подвижные (движущиеся) реснички, «маленькие ножки», которые он описывал как «обитающие на животе» (вероятно, простейшие). Немобильные реснички наблюдались намного позже с лучшими микроскопами. Большинство ресничек существуют у животных, почти в каждом типе клеток, сохраняющихся у многих видов в эволюции. Тем не менее, некоторые реснички могут быть найдены в растениях в виде гамет. Реснички состоят из микротрубочек в расположении, называемом ресничной аксонемой, которая покрыта плазматической мембраной. Тело клетки вырабатывает ресничные белки и перемещает их к кончику аксонемы; этот процесс называется внутрисицилярным или внутриглазничным транспортом (IFT). В настоящее время ученые считают, что примерно 10 процентов генома человека отводится ресничкам и их генезу. Диапазон ресничек от 1 до 10 микрометров. Эти похожие на волосы органеллы придатков работают как для перемещения клеток, так и для перемещения материалов. Они могут перемещать жидкости для водных видов, таких как моллюски, чтобы обеспечить транспортировку пищи и кислорода. Реснички помогают с дыханием в легких животных, предотвращая проникновение в организм мусора и потенциальных патогенов. Реснички короче жгутиков и концентрируются в значительно большем количестве. Они имеют тенденцию двигаться быстрым ударом почти в одно и то же время в группе, создавая волновой эффект. Реснички также могут помочь в передвижении некоторых видов простейших. Существуют два типа ресничек: подвижные (движущиеся) и неподвижные (или первичные) реснички, и оба работают через системы IFT. Подвижные реснички находятся в дыхательных путях и легких, а также внутри уха. Немобильные реснички находятся во многих органах. Что такое жгутики? Жгутики — это придатки, которые помогают перемещать бактерии и гаметы эукариот, а также некоторые простейшие. Жгутики имеют тенденцию быть единичными, как хвост. Они обычно длиннее ресничек. У прокариот жгутики работают как маленькие моторы с вращением. У эукариот они делают более плавные движения. Функции ресничек Реснички играют роль в клеточном цикле, а также в развитии животных, например, в сердце. Реснички избирательно позволяют определенным белкам функционировать должным образом. Реснички также играют роль сотовой связи и молекулярного оборота. Подвижные реснички имеют расположение 9 + 2 из девяти наружных пар микротрубочек, а также центр из двух микротрубочек. Подвижные реснички используют свою ритмичную волнистость, чтобы смести вещества, например, при очистке от грязи, пыли, микроорганизмов и слизи, чтобы предотвратить заболевание. Вот почему они существуют на прокладках дыхательных путей. Подвижные реснички могут ощущать и перемещать внеклеточную жидкость. Немобильные или первичные реснички не соответствуют той же структуре, что и подвижные реснички. Они расположены в виде отдельных придатковых микротрубочек без центральной структуры микротрубочек. У них нет рук динеина, следовательно, их общая неподвижность. В течение многих лет ученые не фокусировались на этих первичных ресничках и поэтому мало знали об их функциях. Неподвижные реснички служат сенсорным аппаратом для клеток, обнаруживая сигналы. Они играют решающую роль в сенсорных нейронах. Неподвижные реснички можно обнаружить в почках для определения потока мочи, а также в глазах на фоторецепторах сетчатки. В фоторецепторах они функционируют для транспортировки жизненно важных белков от внутреннего сегмента фоторецептора к внешнему сегменту; без этой функции фоторецепторы умрут. Когда реснички ощущают поток жидкости, это приводит к изменениям роста клеток. Реснички обеспечивают не только клиренс и сенсорные функции. Они также обеспечивают местообитания или районы пополнения для симбиотических микробиомов у животных. У водных животных, таких как кальмары, эти эпителиальные ткани слизи можно наблюдать более непосредственно, поскольку они являются общими и не являются внутренними поверхностями. На тканях организма-хозяина существует два вида популяций ресничек: один с длинными ресничками, которые распространяются вдоль мелких частиц, таких как бактерии, но исключают более крупные, и более короткие биения ресничек, которые смешивают жидкости окружающей среды. Эти реснички работают, чтобы набрать симбионтов микробиома. Они работают в зонах, которые перемещают бактерии и другие крошечные частицы в защищенные зоны, одновременно смешивая жидкости и облегчая химические сигналы, чтобы бактерии могли колонизировать желаемую область. Поэтому реснички работают для фильтрации, очистки, локализации, отбора и агрегации бактерий и контроля адгезии для ресничных поверхностей. Также было обнаружено, что реснички участвуют в везикулярной секреции эктосом. Более поздние исследования выявили взаимодействия между ресничками и клеточными путями, которые могли бы обеспечить понимание клеточной коммуникации, а также болезней. Функции жгутика Жгутики можно найти у прокариот и эукариот. Они представляют собой длинные нити-органеллы, состоящие из нескольких белков, длина которых достигает 20 микрометров от их поверхности у бактерий. Как правило, жгутики длиннее ресничек и обеспечивают движение и движение. Бактериальные двигатели жгутиковых жгутиков могут вращаться со скоростью 15 000 оборотов в минуту (об / мин). Способность жгутиков плавать помогает в их функции, будь то для поиска пищи и питательных веществ, размножения или вторжения хозяев. У прокариот, таких как бактерии, жгутики служат движущими механизмами; они — главный способ для бактерий плавать через жидкости. Жгутик у бактерий обладает ионным двигателем для вращающего момента, крючком, который передает крутящий момент двигателя, и нитью, или длинной хвостоподобной структурой, которая продвигает бактерию. Двигатель может вращаться и влиять на поведение нити, изменяя направление движения бактерии. Если жгутик движется по часовой стрелке, он образует суперспираль; несколько жгутиков могут образовывать пучок, и они помогают продвигать бактерию по прямой линии. При вращении в обратном направлении нить образует более короткую суперкатушку, а пучок жгутиков разбирается, что приводит к переворачиванию. Из-за отсутствия высокого разрешения для экспериментов ученые используют компьютерное моделирование для прогнозирования движения жгутиков. Количество трения в жидкости влияет на то, как нить будет перематываться. Бактерии могут содержать несколько жгутиков, например, с кишечной палочкой. Жгутики позволяют бактериям плавать в одном направлении и затем поворачиваться по мере необходимости. Это работает с помощью вращающихся спиральных жгутиков, которые используют различные методы, включая циклы толкания и вытягивания. Другой метод движения достигается путем обертывания тела клетки в пучок. Таким образом, жгутики могут также помочь обратить вспять движение. Когда бактерии сталкиваются с трудными пространствами, они могут изменить свое положение, позволяя жгутикам переконфигурировать или разбирать их пучки. Этот полиморфный переход между состояниями допускает разные скорости, при этом состояния push и pull обычно бывают быстрее, чем состояния обтекания. Это помогает в разных средах; например, спиральный пучок может перемещать бактерии через вязкие области с помощью штопора. Это помогает в бактериальной разведке. Жгутики обеспечивают движение для бактерий, но также обеспечивают механизм для патогенных бактерий, чтобы помочь в колонизации хозяев и, следовательно, передаче заболеваний. Жгутики используют метод скручивания и прикрепления, чтобы закрепить бактерии на поверхности. Жгутики также функционируют как мосты или каркасы для адгезии к ткани хозяина. Эукариотические жгутики расходятся от прокариот по составу. Жгутики у эукариот содержат гораздо больше белков и имеют некоторое сходство с подвижными ресничками, с теми же общими движениями и контролем. Жгутики используются не только для движения, но и для содействия клеточному питанию и эукариотическому размножению. Жгутики используют внутрифлагеллярный транспорт, который является транспортом комплекса белков, необходимых для сигнальных молекул, которые дают подвижность жгутиков. Жгутики существуют на микроскопических организмах, таких как простейшие Mastigophora, или они могут существовать внутри более крупных животных. Многие микроскопические паразиты также обладают жгутиками, способствуя их прохождению через организм хозяина. Жгутики этих простейших паразитов также несут парафлагеллярный стержень или PFR, который способствует прикреплению к переносчикам, таким как насекомые. Некоторые другие примеры жгутиков у эукариот включают хвосты гамет, такие как сперма. Жгутики можно также найти в губках и других водных видах; жгутики у этих существ помогают перемещать воду для дыхания. Эукариотические жгутики также служат почти крошечными антеннами или сенсорными органеллами. Ученые только сейчас начинают понимать широту функций для эукариотических жгутиков. Заболевания, связанные с ресничками Недавние научные открытия показали, что мутации или другие дефекты, связанные с ресничками, вызывают ряд заболеваний. Эти условия называются цилиопатиями. Они глубоко влияют на людей, которые страдают от них. Некоторые цилиопатии включают когнитивные нарушения, дегенерацию сетчатки, потерю слуха, аносмию (потерю обоняния), черепно-лицевые аномалии, аномалии легких и дыхательных путей, лево-правую асимметрию и связанные с ними дефекты сердца, кисты поджелудочной железы, заболевания печени, бесплодие, полидактилию и почечные аномалии. такие как кисты, среди других. Кроме того, некоторые виды рака связаны с цилиопатиями. Некоторые заболевания почек, связанные с дисфункцией ресничек, включают нефронофтиз и как аутосомно-доминантное, так и аутосомно-рецессивное поликистозное заболевание почек. Неисправные реснички не могут остановить деление клеток из-за отсутствия обнаружения потока мочи, что приводит к развитию кисты. При синдроме Картахенера дисфункция рукава динеина приводит к неэффективному очищению дыхательных путей от бактерий и других веществ. Это может привести к повторным респираторным инфекциям. При синдроме Бардета-Бидля порок развития ресничек приводит к таким проблемам, как дегенерация сетчатки, полидактилия, нарушения головного мозга и ожирение. Ненаследственные заболевания могут быть вызваны повреждением ресничек, например, остатками сигарет. Это может привести к бронхиту и другим проблемам. Патогены также могут вызывать нормальное симбиотическое размножение бактерий ресничками, например, у видов Bordetella, что приводит к уменьшению биения ресничек и, следовательно, позволяет патогену прикрепляться к субстрату и приводить к инфекции дыхательных путей человека. Заболевания, связанные с жгутиком Ряд бактериальных инфекций связан с функцией жгутиков. Примеры патогенных бактерий включают Salmonella enterica, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и Campylobacter jejuni. Происходит ряд взаимодействий, которые приводят бактерии к проникновению в ткани хозяина. Жгутики действуют как связывающие зонды, ища покупку на субстрате хозяина. Некоторые фитобактерии используют свои жгутики для прилипания к тканям растений. Это приводит к тому, что такие продукты, как фрукты и овощи, становятся вторичными хозяевами бактерий, которые заражают людей и животных. Одним из примеров является Listeria monocytogenes, и, конечно, E. coli и Salmonella являются печально известными агентами болезней пищевого происхождения. Helicobacter pylori использует свой жгутик, чтобы проплыть через слизь и проникнуть в слизистую оболочку желудка, уклоняясь от защитной желудочной кислоты. Слизистые оболочки работают как иммунная защита, чтобы задержать такое проникновение, связывая жгутики, но некоторые бактерии находят несколько способов избежать распознавания и захвата. Нити жгутиков могут разлагаться, так что хозяин не может их распознать или их экспрессия и подвижность могут быть отключены. Синдром Kartagener также влияет на жгутики. Этот синдром разрушает руки динеина между микротрубочками. Результатом является бесплодие из-за того, что сперматозоидам не хватает движущей силы, необходимой жгутикам, чтобы плавать и оплодотворять яйца. По мере того, как ученые узнают больше о ресничках и жгутиках и выясняют их роль в организмах, должны следовать новые подходы к лечению болезней и производству лекарств.

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (03.03.2019)

Просмотров: 51 | Рейтинг: 0.0/0

Источник: www.winstein.org