Category: Медицина

Original:http://www.tulane.edu/~wiser/protozoology/notes/mal_lc.html

Малярийный паразит проявляет сложный жизненный цикл, включающий вектор насекомых (москит) и хозяина позвоночных (человека). (См. Также файл в формате pdf для печати.) Основными этапами жизненного цикла являются: стадия в печени, стадия в крови, половая стадия и спорогония.

История

Инфекция начинается, когда спорозоиты вводятся слюной кормящегося комара. Спорозоиты переносятся кровеносной системой в печень и вторгаются в гепатоциты (1). Внутриклеточный паразит подвергается бесполой репликации, известной как экзоэритроцитарная шизогония внутри гепатоцитов (2-4). Экзоэритроцитарная шизогония достигает высшей точки в производстве мерозоитов, которые высвобождаются в кровоток (5). Часть паразитов печени-стадии от P. vivax и P. ovale проходят через неактивный период (не показан) вместо того, чтобы немедленно пройти через бесполошную репликацию (то есть временно остановиться на этапе 2). Эти гипнозоиты активируются через несколько недель или месяцев (или лет) после первичной инфекции и несут ответственность за рецидивы. (Возврат к рецидивам в основном документе.)

Мерозоиты вторгаются в эритроциты (6) и подвергаются трофическому периоду, в течение которого паразит увеличивается (7-8). Ранний трофозоит часто называют «кольцевой формой» из-за его морфологии. Укрупнение трофозоитов сопровождается активным метаболизмом, включая поглощение цитоплазмы хозяина и протеолиза гемоглобина в аминокислоты. Окончание трофического периода проявляется в многократных раундах ядерного деления без цитокинеза, в результате получается шизонт (9). Мерозоиты растут из зрелого шизонта, также называемого сегментирующим (10), и мерозоиты высвобождаются после разрыва инфицированного эритроцита (11). Вторжение эритроцитов возобновляет очередной цикл репликативного цикла крови (6-11). (Вернитесь к шизогонии в главном документе.)

Прерывистые лихорадки, часто связанные с малярией, вызваны синхронным разрывом инфицированных эритроцитов и выделением мерозоитов (см. Малярийный пароксизм). Трофозоит- и шизонт-инфицированные эритроциты редко обнаруживаются в периферическом кровообращении при инфекциях P. falciparum. Эритроциты, инфицированные этими стадиями, прилипают к эндотелиальным клеткам и секвестрируют микрососуды жизненно важных органов, особенно мозга, сердца и легких. Секвестрация в головном мозге является фактором, способствующим церебральной малярии.

В качестве альтернативы бесполошному репликативному циклу паразит может дифференцироваться в половые формы, известные как макро- или микрогаметоциты (12). Гаметоциты – большие паразиты, которые заполняют эритроцит, но содержат только одно ядро. Проглатывание гаметоцитов вектором комаров вызывает гаметогенез (т. Е. Образование гамет) и выход из эритроцита хозяина. Факторы, которые участвуют в индукции гаметогенеза, включают: снижение температуры, увеличение углекислого газа и метаболитов комаров. Микрогаметоциты , образованные процессом, известным как эксфлагелляция (13), являются жгутиковыми формами, которые оплодотворяют макрогамету (14), ведущую к зиготе (15). (Вернитесь к половой репликации в основном документе.)

Зигота развивается в подвижной оокинете (16), которая проникает в эпителиальные клетки кишечника и развивается в ооцист (17). Ооцист подвергается множественным раундам бесполого размножения (18), что приводит к образованию спорозоитов (19). Разрыв зрелой ооцисты высвобождает спорозоиты в гемоцель (полость тела) комара (20). Спорозоиты мигрируют и проникают в слюнные железы (не показаны), тем самым завершая жизненный цикл. (Вернитесь к спорогонам в основном документе.)

Таким образом, паразиты малярии подвергаются трем различным асексуальным репликативным стадиям (экзоэритроцитарная шизогония, шизогония в крови и спорогония), приводя к образованию инвазивных форм (мерозоитов и спорозоитов). Половое размножение происходит при переходе от позвоночного хозяина к беспозвоночному и приводит к инвазивному оокине. Все инвазивные стадии характеризуются апикальными органеллами, типичными для апикомплексных видов. Инвазивные стадии различаются в зависимости от типов клеток или тканей, в которые они вторгаются, и их подвижности. После успешного вторжения некоторые из этих инвазивных форм будут подвергаться высокому уровню распространения, чтобы установить инфекцию у нового хозяина. (См. Розенберг, 2008 для обсуждения чисел.)

Мерозоит

• Не подвижный
• Поражает эритроциты

Спорозоит

• Подвижный
• Поражает слюнные железы москита
• Поражает клетки печени

Оокинеты

• Подвижные
• Проникают в эпителиальные клетки кишки москита

Original:http://muscle.ucsd.edu/musintro/contractions.shtml

Когда мы думаем о нормальном сокращении мышц, мы склонны думать о сокращении мышц, поскольку оно создает силу. Хотя это правда, что это способ сокращения мышц, существует много разных способов, которыми мышца может создавать силу, как показано на рисунке 1 ниже.

Рисунок 1: Демонстрация различий в силовых характеристиках между удлиняющимися и не удлиняющимися активными сокращениями (изометрическими и эксцентричными) и между активным удлинением (эксцентричным) и неактивным удлинением (пассивное растяжение).

Концентрические сокращения – мышечное сокращение мышц

Когда мышца активируется и требуется поднять нагрузку, которая меньше максимального тетанического напряжения, которое она может произвести, мышца начинает сокращаться. Сокращения, которые позволяют мышцам сокращаться, называются концентрическими сокращениями. Пример концентрического сжатия в поднятии веса во время завитка бицепса.

При концентрических сокращениях сила, создаваемая мышцей, всегда меньше максимума мышцы (Po). Так как нагрузка требуется для подъема мышц, скорость сжатия увеличивается. Это происходит до тех пор, пока мышца, наконец, не достигнет максимальной скорости сжатия Vmax. Выполняя серию сокращений с уменьшением постоянной скорости, можно определить зависимость силы-скорости.

Эксцентричные сокращения – мышечное удлинение

Во время нормальной деятельности мышцы часто активны, пока они удлиняются. Классическими примерами этого являются ходьба, когда четырехглавые мышцы (разгибатели колена) активны сразу после удара пяткой, когда колено сгибается, или мягко опускают предмет (сгибатели руки должны быть активны, чтобы контролировать падение объекта).

Когда нагрузка на мышцу возрастает, она, наконец, достигает точки, где внешняя сила на мышце больше силы, которую может выработать мышца. Таким образом, даже если мышца может полностью активироваться, она вынуждена удлиняться из-за большой внешней нагрузки. Это называется эксцентрическим сжатием (помните, что сокращение в этом контексте не обязательно означает сокращение). Есть две основные особенности, которые следует отметить в отношении эксцентрических сокращений. Во-первых, абсолютное напряжение достигнуто очень высоко по отношению к максимальному тетаническому напряжению мышцы генерирующей мощности (вы можете установить гораздо более тяжелый объект, чем вы можете поднять). Во-вторых, абсолютное натяжение относительно не зависит от удлинения скорости. Это говорит о том, что скелетные мышцы очень устойчивы к удлинению. Основная механика эксцентричных сокращений по-прежнему остается предметом дискуссий, поскольку теория кросс-моста, которая так хорошо описывает концентрические сокращения, не столь успешна в описании эксцентрических сокращений.

Эксцентричные сокращения в настоящее время являются очень популярной областью исследования по трем основным причинам: во-первых, большая часть нормальной деятельности мышц происходит, когда она активно удлиняется, так что эксцентрические сокращения физиологически обычны (Goslow et al., 1973; Hoffer et al., 1989) Во-вторых, повреждение мышц и болезненность избирательно связаны с эксцентрическим сокращением (рис. 2, Friden et al., 1984; Evans и др. 1985; Friden и Lieber, 1992). Наконец, укрепление мышц может быть самым большим, используя упражнения, которые включают эксцентричные сокращения. Таким образом, есть некоторые очень фундаментальные вопросы структуры-функции, которые могут быть решены с использованием эксцентрической модели сжатия, а эксцентрические сокращения имеют очень важные приложения терапевтически для укрепления мышц.

 

Рисунок2:Участок, демонстрирующий максимальную тетаническую силу до и сразу после тренировки. Хотя пассивное растяжение вызывает незначительное уменьшение силы, изометрическое приводит к умеренным потерям, а эксцентричность вызывает значительную потерю силы

Виртуальная больница имеет более клинический взгляд на эту и другие формы повреждения мышц.

Изометрическое сокращение – мышцы, активно удерживаемые на фиксированной длине

Третий тип мышечного сокращения – изометрическое сокращение – это такое, при котором мышца активируется, но вместо того, чтобы ее удлинять или сокращать, она удерживается постоянной длины. Примером изометрического сокращения может быть перенос объекта перед вами. Вес объекта будет тянуть вниз, но ваши руки и руки будут противодействовать движению с равной силой, идущей вверх. Поскольку ваши руки не поднимаются и не опускаются, ваши бицепсы будут изометрически сжиматься.

Сила, возникающая при изометрическом сокращении, полностью зависит от длины мышцы при стягивании. Максимальное изометрическое напряжение (Po) создается на оптимальной длине мышцы, где длина саркомеров мышц находится на плато кривой растяжения.

muscle’s sarcomeres are on the plateau of the length-tension curve.

Рисунок 3: Серия изометрических сокращений, выполняемых при различной длине мышц (от -40% (слабая) до + 40% (растянутая). Максимальная сила вырабатывается при оптимальной длине (Lo). Базовая сила записи возрастает из-за пассивного напряжения (PT) в мышце и вносит больший вклад в общую силу, чем активное напряжение (AT).to passive tension (PT) in the muscle and contributes more to overall force than the active tension (AT).

Пассивная растяжка-мышечное удлинение

Существует четвертый тип «сокращения» мышц, называемый пассивным растяжением. Как следует из названия, мышца удлиняется, находясь в пассивном состоянии (то есть не стимулируется к сокращению). Примером этого может быть тяга, которую человек ощущает в своих бедрах, касаясь пальцами ног.

Структура (и), ответственные за пассивное напряжение, находятся вне самого перекрестного моста, поскольку мышечная активация не требуется. Несколько недавних исследований пролили свет на то, что оказалось увлекательным и огромным белком с скелетной мускулатурой, точно названным «титин». Проведенное Магидом и законом семенное исследование убедительно продемонстрировало, что происхождение пассивного мышечного напряжения находится на самом деле внутри Сами миофибриллы. Это чрезвычайно важно, потому что до этого исследования большинство полагали, что внеклеточная соединительная ткань в поперечно-полосатой мышце вызывает большинство его пассивных свойств. Тем не менее, Магид и Лоу измерили пассивное напряжение в цельной мышце, отдельные волокна и отдельные волокна с удаленными мембранами и показали, что каждое соотношение масштабируется до размера образца. Другими словами, источник пассивной силы, несущей мышцу, находился в пределах нормальной миофибриллярной структуры, а не внеклеточной, как предполагалось ранее.

Original:http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/otherendo/pineal.html

Шишковидная железа или эпифиз синтезирует и секретирует мелатонина , структурно простой гормон, который передает информацию об экологическом освещении различным частям тела. В конечном счете, мелатонин обладает способностью захватывать биологические ритмы и оказывает важное влияние на репродуктивную функцию многих животных. Светопроводящая способность шишковидной железы побудила некоторых назвать шишковидную железу «третьим глазом».. Анатомия щитовидной железы Шишковидная железа – небольшой орган, сформированный как сосновый конус (отсюда и его название). Он расположен по средней линии, прикрепленной к заднему концу крыши третьего желудочка мозга. Шишковидная железа различается по размеру среди видов; У человека она составляет примерно 1 см в длину, тогда как у собак она составляет всего около 1 мм в длину. Чтобы наблюдать шишковидную шишку, отразите полушария головного мозга в стороны и посмотрите на маленький сероватый выступ перед мозжечком. На приведенных ниже рисунках показана шишковидная железа лошади по отношению к мозгу. Гистологически шишковидная структура состоит из «шишковидных клеток» и глиальных клеток. У старших животных шишковидная железа часто содержит отложения кальция («мозговой песок»). Как сетчатка передает информацию о светло-темном воздействии на шишковидную железу?  Световая экспозиция сетчатки сначала передается в супрахиазматическое ядро гипоталамуса – область мозга, хорошо известную для координации биологических сигналов часов. Волокна из гипоталамуса опускаются до спинного мозга и в конечном итоге проецируются в верхние шейные ганглии, откуда постганглионарные нейроны поднимаются назад к шишковидной железе.. Таким образом, шишковидной похож на мозговое вещество надпочечников в том смысле , что она передает сигналы от симпатической нервной системы в гормональный сигнал. Мелатонин: Синтез, секреция и Рецепторы Предшественником мелатонина является серотонин , Нейротрансмиттер, который сам является производным аминокислоты триптофана. В пределах шишковидной железы серотонин ацетилируют, а затем метилируют, получая мелатонин. Синтез и секреция мелатонина резко зависит от воздействия света на глаз. Фундаментальная модель наблюдается в том , что концентрации в сыворотке мелатонины являются низкими в течение часов дневного света, и увеличить до максимума во время темноты.

Примеры циркадного ритма в секреции мелатонина у людей изображены на рисунке справа (адаптировано у Вона и др. J Clin Endo Metab 42: 752, 1976). Темно-серые полосы представляют ночь, и уровни мелатонина в сыворотке показаны для двух индивидуумов (желтый против светло-голубого). Обратите внимание, что уровни мелатонина в крови практически не обнаруживаются в дневное время, но резко возрастают в темноте. Очень похожие модели наблюдаются у других видов. Длительность мелатонина секреции каждый день прямо пропорциональна длине ночи.

Механизм, лежащий в основе этого механизма секреции во время темного цикла, заключается в том, что активность ограничивающего скорость фермента в синтезе мелатонина – серотонин N-ацетилтрансфераза (NAT) – низкая во время дневного света и пиков в темной фазе. У некоторых видов циркадные изменения активности NAT тесно коррелируют с транскрипцией NAT-мессенджерной РНК, тогда как у других видов посттранскрипционное регулирование активности NAT является ответственным. Активность другого фермента, участвующего в синтезе мелатонина из серотонина – метилтрансферазы, не показывает регуляцию по образцу воздействия света. Два мелатонина рецепторов были идентифицированы из млекопитающих (обозначенных Mel1A и Mel1B) , которые дифференциально экспрессируются в различных тканях и , вероятно , участвуют в реализации различных биологических эффектов. Эти G-белком рецепторы клеточной поверхности. Высокая плотность рецепторов была найдена в супрахиазматическоге ядра гипоталамуса, то передняя доля гипофиз (преимущественно рагз tuberalis) и сетчатку. Рецепторы также в ряде других областей мозга. Биологические эффекты мелатонина Мелатонин имеет важные эффекты в интеграции фотопериода и влиянии на циркадные ритмы. Следовательно, сообщалось, что он оказывает значительное влияние на воспроизводство, циклы сна и бодрствования и другие явления, показывающие циркадный ритм. Влияние на репродуктивную функцию Сезонные изменения светового дня оказывают глубокое воздействие на размножение у многих видов, и мелатонин является ключевым игроком в контроле таких событий. В умеренном климате животные, такие как хомяки, лошади и овцы, имеют разный сезон размножения. Во время неселективного сезона гонады становятся неактивными (например, самцы не в состоянии производить сперму в любом количестве), но по мере приближения сезона размножения, гонады должны быть обновлены. Photoperiod – длина дня и ночи – это самый важный сигнал, позволяющий животным определять, какой сезон он. Как вы, вероятно, уже определили, шишковидная железа способна измерять продолжительность светового дня и соответственно регулировать секрецию мелатонина. Хомяк без шишковидной железы или с поражением, которое препятствует получению фотоизображения из эпифиза, не может подготовиться к сезону размножения. Влияние мелатонина на репродуктивную систему можно резюмировать, говоря , что это анти-гонадотропин. Другими словами, мелатонин ингибирует секрецию гонадотропных гормонов лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона из передней доли гипофиза. Большая часть этого ингибирующего эффекта , кажется , за счет ингибирования гонадотропин-рилизинг гормона из гипоталамуса, который необходим для секреции гормонов передней доли гипофиза. Одно из практических применений роли мелатонина в регулировании сезонного размножения заключается в его использовании для искусственного манипулирования циклами у сезонных селекционеров. Например, овцы, которые обычно размножаются только один раз в год, могут быть вынуждены иметь два сезона размножения путем лечения мелатонином. Влияние на сон и активность Мелатонин, вероятно, не является основным регулятором нормальных режимов сна, но, несомненно, обладает определенным эффектом. Одна из тем, которая вызвала большой интерес, – использование мелатонина в одиночку или в сочетании с фототерапией для лечения расстройств сна. Существует некоторая информация о том, что уровень мелатонина ниже у лиц пожилого возраста, страдающих бессонницей, по сравнению с неинсомническими по возрасту, и терапия мелатонина в таких случаях представляется скромной выгодой для коррекции проблемы. Другое расстройство сна наблюдается у сменщиков, которым часто бывает трудно приспособиться к работе ночью и спать в течение дня. Полезность терапии мелатонином для облегчения этой проблемы неоднозначна и, по-видимому, не столь эффективна, как фототерапия. Еще одним условием нарушения циркадианных ритмов является реактивное отставание. В этом случае неоднократно было продемонстрировано, что прием мелатонина вблизи целевого времени сна назначения может облегчить симптомы; Он имеет наибольший положительный эффект, когда прогнозируется, что реактивное отставание является наихудшим (например, пересечение многих часовых поясов). Показано, что у разных видов, включая людей, введение мелатонина снижает моторную активность, вызывают усталость и понижают температуру тела, особенно при высоких дозах. Влияние на температуру тела может играть важную роль в способности мелатонина увлекать циклы сна-бодрствования, как у пациентов с реактивной задержкой. Другие эффекты мелатонина Один из первых экспериментов, проведенных с целью выяснения функции шишковидной железы, в воду, содержащую головастиков, добавили экстракты шишковидной железы крупного рогатого скота. Интересно, что головастики ответили, становясь очень светлыми в цвете или почти прозрачными из-за изменений в распределении пигмента меланина. Хотя такие кожные эффекты мелатонина наблюдаются у различных «низших видов», гормон не оказывает такого эффекта у млекопитающих или птиц.