Weird Science: Penicillin and the Cell Wall
Версия для печати
Сквозные концепции NGSS
Структура и функции
Основные дисциплинарные идеи NGSS
LS1.A: Структура и функции
LS9.A: Natural Selection Table
LS9. Содержание
Странная наука: пенициллин и клеточная стенка
Современные врачи часто назначают антибиотики для борьбы с инфекциями. Одним из первых открытых антибиотиков был пенициллин. Пенициллин был впервые использован для лечения бактериальных инфекций в 1942 и получен из гриба Penicillium sp. При использовании в качестве антибиотика пенициллин действует по очень специфическому механизму. Пенициллин препятствует выработке молекулы, называемой пептидогликаном. Молекулы пептидогликана образуют прочные связи, которые придают бактериальной клетке силу, а также предотвращают утечку из цитоплазмы. Почти каждая бактерия имеет пептидогликановую клеточную стенку.
Состав клеточной стенки различается в зависимости от вида организма, поэтому пенициллин не действует на другие организмы.
У бактерий есть два типа клеточных стенок. Грамположительные бактерии имеют слой пептидогликана на внешней стороне клеточной стенки. Грамотрицательные бактерии имеют пептидогликан между мембранами. Пенициллин лучше всего действует на грамположительные бактерии, подавляя выработку пептидогликана, делая клетки неплотными и хрупкими. Клетки разрываются, и иммунной системе намного легче их разрушить, что помогает больному человеку быстрее выздороветь. Клетки человека не содержат пептидогликана, поэтому пенициллин нацелен на бактериальные клетки.
СФ Рис.
2.1. ( A ) Прокариотическая бактерия с клеточной стенкой, состоящей из пептидогликана
Изображение предоставлено Али Зифаном, Wikimedia Commons
СФ Рис. 2.1. ( B ) Диаграмма сравнения грамотрицательных и грамположительных бактерий
Изображение предоставлено Graevmoore, Wikimedia Commons
Другие антибиотики нацелены на различные молекулы, которые подавляют рост бактерий, не повреждая клетки человека. Сульфабиотики нацелены на определенный фермент, подавляющий рост бактерий. Антибиотики тетрациклинового ряда связываются с бактериальными рибосомами, которые отвечают за выработку белка, и ингибируют синтез бактериального белка. Ципрофлоксацин, один из сильнейших антибиотиков, атакует репликацию бактериальной ДНК, не затрагивая клеточную ДНК человека.
Антибиотики очень специфичны для определенной бактериальной функции и не помогают при лечении небактериальных заболеваний.
На вирусы не действуют антибиотики, потому что у них нет пептидогликановых клеточных стенок или рибосом, и они не реплицируют свою собственную ДНК.
Бактерии могут стать устойчивыми к антибиотикам в процессе отбора и эволюции. Пенициллин убивает большинство бактериальных клеток, но не всех. Бактерии, устойчивые к действию антибиотика, остаются, но в небольшом количестве могут быть выведены из организма иммунной системой. Важно закончить прием всех назначенных антибиотиков, чтобы иммунной системе не приходилось так усердно бороться с инфекцией. Как незавершенные курсы антибиотиков, так и чрезмерное использование антибиотиков также привели к увеличению числа устойчивых к антибиотикам бактерий.
Изучение нашей жидкой Земли, продукт Группы исследований и разработок учебных программ (CRDG) Педагогического колледжа. Гавайский университет, 2011 г. Этот документ можно свободно воспроизводить и распространять в некоммерческих образовательных целях.
Что такое миелома? | Исследование рака Великобритании
Миелома — это тип рака крови, который развивается из клеток костного мозга, называемых плазматическими клетками.
Костный мозг — это губчатая ткань, которая находится во внутренней части некоторых наших крупных костей. Костный мозг производит различные типы клеток крови.
Что такое плазматические клетки?
Плазматические клетки вырабатывают антитела, когда организм реагирует на инфекцию. Они вырабатывают разные антитела для разных инфекций. Антитела атакуют и помогают убивать бактерии и вирусы, тем самым защищая нас от инфекций.
Существует 5 основных типов антител (иммуноглобулинов) – A, G, M, D и E.
Как развивается миелома?
Миелома развивается при изменении ДНК плазматических клеток. ДНК — это инструкция для клетки, поэтому она знает, что и когда делать. Изменение происходит с ДНК, когда костный мозг производит новые плазматические клетки.
Затем аномальная плазматическая клетка производит больше аномальных клеток. Это клетки миеломы.
Клетки миеломы продуцируют аномальную форму одного из типов антител. Вы можете слышать, что ваш врач называет антитела аномальными белками, парапротеинами, моноклональными белками или моноклональными шипами. Они не могут нормально работать и поэтому не могут помочь в борьбе с инфекциями.
Парапротеин часто обнаруживается в крови и моче при миеломе. Анализы крови и мочи являются способом диагностики и мониторинга миеломы. Наряду со всем антителом (иммуноглобулин), часто небольшая часть, называемая свободной легкой цепью (называемая Бенс-Джонсом в моче), также в больших количествах вырабатывается миеломными плазматическими клетками.
Миелома не образует узел или опухоль. Большинство проблем, которые он вызывает, связаны с накоплением аномальных плазматических клеток в костном мозге и парапротеином в организме. Миелома поражает области, где у вас есть активный костный мозг.
Это видео о миеломе. Он длится 2 минуты 58 секунд.
Стенограмма
Что такое миелома?
Миелома — это тип рака крови, который развивается из плазматических клеток в костном мозге. Костный мозг — это губчатая ткань, которая находится во внутренней части некоторых наших крупных костей.
0,16 Образует различные типы клеток крови. Все клетки крови начинаются с одного и того же типа вызова, называемого стволовой клеткой. Они превращаются в эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
0,31 Существует несколько типов лейкоцитов. Некоторые лейкоциты, называемые В-лимфоцитами, развиваются с образованием плазматических клеток. Они являются важной частью иммунной системы.
0,43 Нормальные плазматические клетки вырабатывают белки, называемые антителами, также известные как иммуноглобулины.
Эти антитела помогают организму бороться с инфекциями.
0,54 Миелома начинается, когда происходит ошибка в костном мозге, вырабатывающем плазматические клетки. Эти аномальные плазматические клетки представляют собой клетки миеломы. Они делятся, чтобы сделать больше клеток миеломы.
1.09 Миеломные клетки вырабатывают аномальные типы антител, называемые парапротеинами или моноклональными белками. Эти аномальные антитела не работают. Миелома снижает количество нормальных иммунных клеток и нормальных антител. Вот почему люди с миеломой чаще заражаются.
1.29 Большое количество аномальных антител или парапротеинов может сгущать кровь. Это может вызвать у вас головокружение или головную боль.
1.39 Миеломные клетки также заполняют костный мозг, оставляя мало места для других типов клеток крови.
1.46 Эритроциты содержат гемоглобин. Они переносят кислород по телу. Когда эритроцитов становится меньше, вы становитесь анемичным. Это означает, что вы чувствуете усталость и одышку.
2.02 Клетки миеломы могут накапливаться в любом месте тела. Вот почему ее также называют множественной миеломой.
2.09 Клетки миеломы также могут повреждать и разрушать близлежащие кости. Это может вызвать боль и выброс кальция в кровоток, что приводит к повышению уровня кальция. Высокий уровень кальция вызывает такие симптомы, как чувство жажды, запор или спутанность сознания.
2.29 Клетки миеломы также могут повреждать почки.
2.32 Информация о ваших симптомах поможет вашему специалисту спланировать для вас наилучшее лечение. Узнайте больше о лечении на сайте cruk.org/myeloma
.Клетки крови и миелома
Чтобы понять, почему миелома влияет именно на вас, полезно понять, как в норме образуются клетки крови и что они делают.
Обычно костный мозг вырабатывает клетки крови контролируемым образом, когда они нужны вашему организму. Все клетки крови начинаются с клеток одного типа, называемых стволовыми клетками. По мере развития (созревания) они превращаются в один из трех типов клеток крови:
- лейкоциты (лейкоциты)
- эритроциты (эритроциты)
- тромбоциты (тромбоциты)
Плазматические клетки развиваются из типа лейкоцитов, называемых В-лимфоцитами.
При миеломе образуется слишком много плазматических клеток, и все они одного типа. Они вытесняют костный мозг. Это означает, что недостаточно места для образования нормальных лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов.
Что делают ваши клетки крови?
Лейкоциты важны для борьбы с инфекцией. Если у вас недостаточно лейкоцитов, вы подхватите больше инфекций, и вам может потребоваться больше времени, чтобы избавиться от инфекций.
Красные кровяные тельца переносят кислород по телу. Если у вас недостаточно эритроцитов, у вас анемия. Это может привести к усталости и одышке.
Тромбоциты важны для нормального свертывания крови. Если у вас недостаточно тромбоцитов, вы можете больше кровоточить. У вас могут быть носовые кровотечения, очень обильные менструации или мелкая сыпь в виде красных пятен, вызванная кровоизлиянием в кожу.
Насколько распространена миелома?
Каждый год около 6000 человек в Великобритании диагностируют миелому.