Czynniki abiotyczne
W ekosystemie rozwój istot żywych ograniczony jest przez abiotyczne (nieożywione) oraz biotyczne (ożywione) czynniki środowiskowe. Prawidłowe czynności organizmu możliwe są tylko w określonym przedziale natężeń (zasada tolerancji Schelforda 1910: „Możliwość bytowania ogranizmów w środowisku określają minima i maksima danego czynnika”)
W oparciu o prawo Liebiga: „Możliwość wzrostu i rozwoju organizmów określa czynnik, którego wartość jest minimalna w stosunku do zapotrzebowań”
Tolerancja organizmu względem tego samego czynnika może być różna w zależności od wieku i płci, może ulegać zmianom w zależności od natężenia pozostałych czynników środowiska.
Standardy jakości żywności pod względem zawartości (...)
Dla związków chemicznych obecnych w żywności WHO i FAO opracowały nazwy dopuszczalnego dziennego pobrania (w mg na kilogram masy ciała) (ADI)
ADI : dopuszczalne dzienne pobranie substancji szkodliwej, które nie wywoła ujemnych skutków zdrowotnych. Maksymalna ilośc substancji (w mg/kg), która pobierana vodziennie w ciągu calego życia nie okaże się według prawdopodobieństwa szkodliwa dla zdrowia.
Wartość ADI uzyskuje się na podstawie badań na zwierzętach:
Wyznacza się maksymalny poziom nieobserwowanego efektu NOEL (to ilość substancji, która może być przyjmowana przez zwierzęta bez ich narażania)
Przeliczanie NOEL z uwzględnieniem współczynnika niepewności, w celu uzyskania ADI dla człowieka
Współczynnik niepewności wynika z różnic między zwierzętami a człowiekiem (długość życia, powierzchnia ciała, przepływ krwi przez wątrobę itd.), zmienności osobniczej, wieku, sposobu odżywiania. Aby uniemożliwić przekroczenie dawek dziennych ADI ustala się dla substancji maksymalne granice obecności w poszczególnych środkach spożywczych.
Organizmy mają różne zdolności przystosowawcze do zmiennych zawartości wody w środowisku oraz różną odporność na utratę wody (u człowieka utrata 20% wody z ogranizmu powoduje śmierć, u niesporczaka utrata 95% wody)
„zero biologiczne” dla limfocytów 6°C, dla neuronów od 5 do 12°C
heterotermy (poikilotermiczne): intensywność metabolizmu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury (zgodnie z regułą van't Hoffa)
Sterylizacja (niszczy drobnoustroje, zarodniki, przetrwalniki)
opalanie, wyżarzanie
suche, gorące powietrze (1-3godziny)
autoklawienie (para wodna 121 - 123°C, ciśnienie 150 kPa na 30 min)
tyndalizacja (frakcjonowana pasteryzacja, 3 razy co 24 godziny)
filtracja (filtry z azotanu celulozy)
promienie jonizujące, promienie UV
czynniki chemiczne, np. tlenek etylenu, aldehyd glutarowy
Dezynfekcja (niszczy tylko formy wegetatywne, a nie przetrwalniki)
pasteryzacja (temp. Między 60°C a 100°C)
gotowanie ( w 100°C przez 15-30 minut)
czynniki chemiczne, np. chloramina, chlorheksydyna, etanol, IV-rządowe związki amonowe, aldehydy
Liofilizacja - odwodnienie białek, szybkie zamrożenie w temp od -70°C do -30°C i sublimacja w próżni kryształków lodu; umożliwia długotrwałe przechowywanie białek bez zmiany właściwości biologicznych odwodnienie powoduje śmierć, bądź anabiozę (np. u pierwotniaków, niesporczaków i wrotków, gdy nie niszczy się struktura koloidalna związków białkowych)
Niesporczaki:
zwierzęta o nieustalonej pozycji systematycznej
nazywane „niedźwiedziami wodnymi”
ponad 800 gatumków żyjących w mchu, glebie, wodach słodkich i słonych
można je różnicować na podstawie charakterystycznie rzeźbionych jaj
Teratologia/Dysmorfologia
nauka o wadach rozwojowych
z grec. Terator to potwór
zaburzenia rozwoju embrionalnego są powodowane przez: czynniki genetyczne, czynniki środowiskowe i inne
7% urodzonych dzieci ma wady rozwojowe, 2% wad jest spowodowanych działaniem promieniowania, leków, czynników zakaźnych (np. wirus różyczki)
Zaburzenia w toku embriogenezy powodują wady rozwojowe (trwałe zmiany w budowie narządu prowadzące do zaburzeń funkcjonalnych). Ich przyczyny i mechanizmy ich powstania oraz profilaktyka to przedmiot badań teratologii.
Wady rozwojowe:
brak narządu lub jego części (aplazja)
niedorozwój narządu (hipoplazja)
zmniejszenie masy narządu (hipotrofia)
zwiększenie długości ciała (gigantyzm)
Czynniki teratogenne najbardziej działają w drugim okresie ciąży (różnicowanie listków zarodkowych i powstawanie pierwotnych narządów zarodka (organogeneza); każdy dzień rozwoju różni się od pozostałych) Najbardziej znanym przykładem działania teratogennego jest działanie kortyzolu wywołującego rozszczep podniebienia u zarodków myszy. Inhibitory protolizy glisty ludzkiej działają teratogennie u zarodków myszy (powodują rozszczep podniebienia, rozszczep powłok brzusznych, niewciągnięty pęcherzyk żółtkowy)
Promieniowanie jonizujące może powodować mutacje w komórkach płciowych u obu płci, nie ma bezpiecznej dawki tego promieniowania. W Japonii po ataku nuklearnym na Hiroszimę wśród ciężarnych 25% poroniło, 25% dzieci zmarło w 1 roku życia, 25% dzieci przyszło na świat z wadami rozwojowymi (mikrocefalia, wady umysłowe).
Dzieci z chorobą embriopatii alkoholowej:
nisko osadzony nos
wygładzona rynienka nosowa
krótkie szczeliny powiekowe
cienka warga górna
Efekt teratogenny zależy od:
czynnika, dawki, wrażliwości organizmu, stadium rozwojowego
pierwsze 2 tygodnie po zapłodnieniu działa zasada „wszystko albo nic” (śmierć albo życie)
3-8 tydzień to największa wrażliwość (organogeneza)
później płód - mniejsza wrażliwość (mogą jednak zajść zmiany funkcji, opóźnienie wzrostu, śmierć)
Do czynników chemicznych wpływających na wady wrodzone należą: alkohol, niektóre leki (preparat Talidonid - środek przeciwwymiotny, spowodował u kobiet ciężarnych RFN w latach `60 liczne amelie płodów). Każdy lek oceniany jest pod względem wpływu na zarodek i płód. Lekarz musi poinformować pacjentkę o przeciwwskazaniach dotyczących stosowania.
Wady rozwojowe:
fokomelia: brak bliższych części kończyn dolnych, skrócenie
amelia: brak kończyn
dwustronny rozszczep wargi
syrenomelia: fuzja kończyn dolnych (zrośnięcie)
acefalia: wada cewy nerwowej (dodanie do diety kwasu foliowego obniża prawdopodobieństwo wystąpienia tej wady)
wytrzeszcz oczu, brak czaszki, nisko osadzone małżowiny uszne
exencefalia: niekompletne sklepienie czaszki, wystąp mózgu
przepuklina rdzeniowo-oponowa
przepuklina pierścienia pępkowego
Interakcje biocenotyczne
Antagonistyczne międzygatunkowe:
Antybioza: terminu tego użył po raz pierwszy Vuillemin dla określenia interakcji między bakteriami, teraz określa się antybiozę jako produkcję przez bakterie lub grzyby związków chemicznych o działaniu bakteriobójczym bądź bakteriostatycznym.
Antybiotyki:
Pierwszym była Penicylina odkryta przez Fleminga
Kolonia grzyba Penicillum notatum na pożywce agarowej wytwarza związek hamujący wzrost bakterii Staphylococcus aureus Fleming izolował substancję hamującą wzrost grzyba.
Penicylinę zastosowano w 1940 roku, potem odkryto także inne antybiotyki np. streptomycyna produkowana przez Streptomyces griseus (bakterie promieniowców)
Przed terapią antybiotykową wykonuje się antybiogram, szczep bakterii od pacjenta sieje się na płytkę w formie murawki, działa się na nią różnymi antybiotykami, wybiera się najsilniej działający. Wykonuję się także próbę uczuleniową!
Mikotoksyny to metabolity produkowane i wydzielane do środowiska przez grzyby mikroskopowe:
Aflatoksyny B1, B2, G1, G2, M1 (grzyb Aspergillus flavus) w orzeszkach ziemnych, ryżu, fasoli, produktach zbożowych, powodują różne problemy zdrowotne, np. marskość wątroby.
Ochratoksyny produkowane przez Penicillum sp. i Aspergillus sp., uszkadza nerki, działa rakotwórczo.
Trichocetyna (T-2 toxin) grzyby z rodziny Fusarium, najbardziej toksyczne mikotoksyny, działają rakotwórczo.
Zearalenon Fusarium, ma strukturę zbliżoną do estrogenu, działa na układ rozrodczy.
Fumonizyny produkowane przez Fusarium, występuje w ziarnie i produktach zbożowych, ma znaczenie weterynaryjne (masowe zatrucia świń i koni).
Cytrynin- Aspergillus sp., Penicillum, powoduje uszkodzenie nerek, działa rozkurczowo na naczynia krwionośne.
Fitoncydy to lotne związku pochodzenia roślinnego, mają działanie bakteriobójcze, bakteriostatyczne, grzybobójcze. Nadają się do leczenia górnych dróg oddechowych drogą inhalacyjną i doustną (fitoncydy w olejkach rumiankowym, miętowym, lawendowym mają silne działanie). Synergizm z antybiotykami.
Fitoncydy są produkowane przez chrzan, cebulę i czosnek (obniża poziom cholesterolu, ciśnienie krwi, zapobiega chorobom serca, zwalcza infekcje gł. układu oddechowego, działa immunostymulująco, działa na bakterie Gram + i Gram - ).
Phytophthora infestans - grzyb z rodziny Oomyces, tzw. zaraza ziemniaczana. Niebezpieczny pasożyt ziemniaków i pomidorów, powoduje gnicie pędów, wytwarza mikotoksyny które przechodzą do bulw (działają teratogennie, przede wszystkim na OUN).
W częściach zielonych ziemniaka jest alkaloid solania który powoduje ciężkie zatrucia u ludzi (ból głowy, wymioty, nudności, biegunki, krwawienia).
Entomophthora muscae - grzyb z klasy Zygomycota wywołuje epizoocję u much (w owadzie rozwija się w grzybnia która powoduje śmierć). Mucha otoczona jest białym nalotem, z ciała wydostają się trzonki z konidiami, na skrzydle widać półprzezroczyste zarodniki.
Oddziaływania protekcjonistyczne:
Mutualizm np. u porostów, współżycie glonów (fikobiont) i grzybów (mikobiont),
Porosty to pionierzy życia, zasiedlają skrajnie ubogie siedliska, są wrażliwe na zanieczyszczenia powietrza, niektóre mają właściwości lecznicze:
Tarczownica islandzka w gruźlicy, nieżytach żołądka, chorobie wrzodowej
Lichen pulmonarius w chorobach płuc
Mutualizm występuje także między bakteriami Rhizobium sp. i roślinami motylkowymi. W formie glebowej kształt pałeczkowaty (forma ta wnika do włośnika korzenia). W formie bakterioidów (komórki rozgałęzione, do 10 razy większe) mają zdolność asymilacji azotu atmosferycznego.
Zjawisko regeneracji to swoista interakcja między komórkami i tkankami w obrębie jednego organu. Wśród zwierząt doskonałe regeneratory to bezkręgowce (wirki, stułbiopławy, pierścienice, raki). Ssaki mają bardzo małe możliwości regeneracyjne.
Regeneracja fizjologiczna (wymiana erytrocytów, komórek nabłonkowych, odrastanie włosów i paznokci).
Regeneracja reparatywna (traumatyczna) regeneracja tkanki po uszkodzeniu, odtwarzanie utraconych narządów:
Faza procesów doraźnych: zasklepianie rany, podział komórek nabłonka
Faza odróżnicowania: napływ komórek wędrownych topipotencjalnych
Faza regeneracji: odbudowa narządu
Grzyby o znaczeniu medycznym
Zygomycota: sprzężniaki
Ascomycota: workowce
Basidiomycota: podstawczaki
Chorobotwórcze dla człowieka i zwierząt grzyby należą do wszystkich gromad. U żywiciela rozmnażają się bezpłciowo (tylko faza anamorficzna, bez fazy teleomorficznej).
Candida species: dla całej rodziny charakterystyczne pseudostrzępki, okrągłe blastospory i chlamydospory (komórki przetrwalnikowe wytwarzane w warunkach głodowych).
Candida albicans: workowiec, kolonie kremowe, lśniące, gładkie, starsze kolonie pofałdowane, zarodniki (blastospory) w obecności surowice krwi tworzą krótkie pseudostrzępki tzw. germ tubes. Najczęstszy czynnik etiologiczny grzybic narządowych i uogólnionych.
Candida tropicalis: workowiec, kolonie kremowe lub białe, lekko lśniące, nieco wypukły środek, gładkie, w miarę starzenia pofałdowane promieniście o postrzępionym brzegu. Wykazują właściwości biochemiczne: asymilacja, fermentacja. Na podłożu Christensena nie ma zdolności rozkładania ureazy (podłoże nie zmienia barwy z żółtej na różową).
Candida wywołuje:
Grzybice skóry, paznokci, błon śluzowych, jamy ustnej
Przewodu pokarmowego, narządów płciowych
Ukł oddechowego, ukł moczowo-płciowego, gałki ocznej
Mięśnia sercowego, opon mózgowych
Mogą przebiegać z kandydemia (być przenoszone przez krew)
Rhodotorula rubra: podstawczak, kolonie czerwone/pomarańczowe/łososiowe, błyszczące, gładkie, komórki wegetatywne pączkujące, cylindryczne lub kuliste, syntetyzuje i magazynuje karoten, wywołuje grzybice narządowe i uogólnione. Na skosie agarowym nie wrasta w podłoże.
Geotrichum candidum: workowiec, kolonie białe/kremowe, gładkie, starsze pofałdowane (puszyste), komórki wegetatywne tworzą blastospory i pseudostrzępki zawsze - strzępki prawdziwe i artospory (prostokątne) Geotrychoza: skóry, paznokci, przewodu pokarmowego, układu oddechowego, narządów płciowych.
Secale cornutum (sporysz): w kłosach zbóż, przetrwalnik (ergot) workowca buławinki czerwonej Claviceps purpurea , zawiera alkaloidy (pochodne kwasu lizergowego) porażające zakończenia nerwów współczulnych, pobudza do skurczu mięśnie gładkie macicy, obwodowe naczynia krwionośne, w zatruciu pobudza OUN. Alkaloidy peptydowe: ergotamina, ergotoksyna, alkaloidy amidowe: ergometryna. Objawy zatrucia: bóle brzucha, wymioty, biegunka, zawroty i bóle głowy, zaburzenia oddechu, czucia i widzenia, drgawki, duszności. Należy wywołać wymioty, podać węgiel aktywny, niezwłocznie zawieźć do szpitala. Stosuje się jako składnik preparatów złożonych w położnictwie, ginekologii, migrenach, nerwicach wegetatywnych.
Substancje toksyczne owocników grzybów to związki chemiczne o różnym mechanicznym działaniu:
Cytotoksycznym
Blokującym metabolizm alkoholu etylowego
Muskarynowym
Atropinopochodnym
Halucynogennym
Gastroenterotoksycznym
Muchomor sromotnikowy (Amanita phalloides), gładki żółtozielony lub oliwkowy kapelusz, białe blaszki,biały trzon, duży, słabo prążkowany pierścień na trzonie, bulwiasta, zgrubiała nasada trzonu otoczona wysoką pochwą, zarodniki eliptyczne z wyrostkiem (apikulem), bezbarwne, o gładkiej powierzchni. 50g Amanta phalloides grzyba następuje śmiertelne zatrucie
Amatoksyny (termostabilne), uszkodzenia błony śluzowej przewodu pokarmowego, martwica wątroby i kanalików nerkowych, śmierć przy stężeniu 0,1 mg/kg masy ciała.
Fallotoksyny inhibitory enzymów wielu produktów metabolicznych
Toksyny po czasie:
4-6 h wiążą się z komórką.
8-40 h nudności, bóle brzucha, wymioty, biegunka.
3-4 dni uszkodzenia wątroby, żółtaczka, skaza krwotoczna, uszkodzenie nerek.
Należy wywołać wymioty, podać środek przeczyszczający, podać węgiel aktywny, zabezpieczyć wymiociny do badania mikologicznego. Leczenie: płukanie żołądka, uzupełnianie elektrolitów, podawanie glukozy i witaminy K.
Agaricus campestris (pieczarka polna): blaszki różowe lub brązowe, pierścień na trzonie, brak pochwy u nasady trzonu, zarodniki szeroko elipsoidalne, gładkie, grubościenne.
Paxillus involutus (krowiak podwinięty, olszówka): zarodniki elipsoidalne, gładkie wysyp zarodników rdzawobrązowy.
Substancje toksyczne roślin
Alkaloidy:związki zawierające azot: kofeina, nikotyna, kolchicyna, solanina.
Glikozydy cyjanogenne: związki organiczne w gorzkich migdałach, nasionach brzoskwini, moreli, wiśni, śliwki.
Glikozydy nasercowe, np. u naparstnic.
Olejki eteryczne
Aminokwasy niebiałkowe
Peptydy
Białka, np. toksalbumina, rycyna z rącznika pospolitego (powoduje aglutynację i hemolizę krwinek), inhibitor trypsyny z soi, fitohemoaglutyniny roślin motylkowych
Saponiny- obniżają napięcie powierzchniowe
Atropa belladonna (pokrzyk wilcza jagoda): zawiera ciała czynne: alkaloidy, flawonoidy, garbniki.
L-histocyjanina
Atropina (rozszerza źrenicę, stosowana w okulistyce w badaniu dna oka)
Skopolanina
Beladonina
Powoduje rozkurcz mięśni gładkich, przyspieszenie akcji serca (trachykardia), pobudzenie OUN, pobudzenie psychoruchowe, rozszerzenie źrenic, suchość w ustach, konwulsje, drgawki, zaburzenia świadomości. Dawka śmiertelna: 4 owoce dzieci, 10 owoców dorośli.
Datura stramonium (bieluń dziędzierzawa): ciała czynne: alkaloidy, flawonoidy, saponiny. Ma dużo skopolaminy, która poraża OUN i obwodowe nerwy przywspółczulne. Dawka śmiertelna: 15 nasion.
Digitalis purpurea (naparstnica purpurowa) oraz Digitalis lanata (naparstnica wełnista).
Ciała czynne: glikozydy nasercowe (blokują pompę sodowo-potasową w błonie komórkowej, co prowadzi do zmian w potencjale jonowym i w efekcie do zaburzeń przewodzenia bodźca i zaburzeń rytmu serca) Efekty:
+ inotropowe i tonotropowe (wzrost siły skurczów serca i napięcia mięśnia sercowego)
- chronotropowe i dromotropowe (spadek częstości skurczów serca i pobudliwości)
Cryptosporidium parvum:
kosmopolityczny pasożyt jelita cienkiego (także czasami układu. oddechowego)
niszczy erytrocyty, doprowadza do atrofii kosmków i przerostu krypt
forma inwazyjna: oocysta występuje w wodzie pitnej i powietrzu
rezerwuarem jest człowiek i niektóre zwierzęta
powoduje kryptosporydiozę: objawy zależą od stanu odporności żywiciela, bóle brzucha, nudności, wymioty, biegunki, podwyższona temperatura ciała
zespół złego wchłaniania (ZZW), utrata masy ciała
wykrywanie inwazji: badania kału, treści dwunastnicy, plwociny, materiału z bronchoskopii: preparaty barwione, testy immunologiczne
badanie kału: oocysty jasnoróżowe do ciemnoczerwonych z ciemnymi ziarnistościami
ma właściwości zarażające do 6 miesięcy, gotowanie wody nie niszczy oocyst
powoduje inwazje środowiskowe z możliwością zarażenia: czł>czł czł>środ>czło zwierz>środ>czł .
Trichomonas tenax (rzęsistek policzkowy):
kosmopolityczny
w jamie ustnej w postaci trozofitu
nie wytwarza cyst
powoduje rzęsistkowicę jamy ustnej: suchość, pieczenie, zapalenie języka, błony śluzowej, kieszonki
większe prawdopodobieństwo zarażenia u osób ze zmianami błony śluzowej i chorobami przyzębia
w preparacie bezpośrednim 0-9% NaCl, w utrwalonym barwnym Giemsy z zeskrobiny błony śluzowej oraz w hodowli np. na podłożu Simica po dodaniu popłuczyny jamy ustnej.
Trypanosoma brucei gambiense (świdrowiec gambijski):
postacie inwazyjne: trypomastigota
przenosi mucha tse-tse
wywołuje śpiączkę afrykańską (trypanosomosis)
okres wylęgania choroby: 2-23 dni, rzadko 2 lata
w miejscu ukłucia występuje grudkowaty odczyn zapalny lub wrzód
1 faza choroby: pierwotniaki w osoczu krwi i chłonce, napadowe dreszcze, temp 40°C, nudności, bóle głowy i stawów
2 faza: świdrowce w płynie mózgowo rdzeniowym, zaburzenia psychiczne
Entamoeba gingivalis (pełzak dziąsłowy):
kosmopolityczny
bytuje w jamie ustnej w postaci trofozoitu, nie wytwarza cyst
jądro z małym ekscentrycznym kariosomem i obwodową chromatyną na błonie jądrowej
cytoplazma półpłynna, ziarnista, z leukocytami
transmisja bezpośrednia czł-czł
nieudowodniona chorobotwórczość
niekiedy w treści ropni płuc.
Zwierzęta trujące/toksyny: znajduje się w różnych częściach ciała i w sposób bierny (po spożyciu zwierzęcia) przedostaje się do danego organizmu powodując zatrucie np. niektóre płazy, ryby, mięczaki.
Zwierzęta jadowite/trucizny: znajdują się w specjalnie przystosowanych organach, są przekazywane w sposób aktywny, np. niektóre skorupiaki, owady, gady.
Leiurus (skorpion): w krajach klimatu gorącego, pajęczak wolno żyjący, aktywny tylko w sezonie letnim, prowadzi nocny tryb życia, jego jad zawiera:
Neurotoksyny: gwałtowna reakcja ogólnoustrojowa bez uprzednich reakcji miejscowych; w ciągu 24-48 godzin śmierć z powodu niewydolności krążenia lub oddychania, głównie u dzieci.
Pediculus humanus (wesz ludzka): żywi się krwią, pobiera ją w dzień i w nocy, może przeżyć poza człowiekiem nie dłużej niż kilka dni, owad synantropijny, kosmopolityczny, dwie odmiany: wesz odzieżowa (Pediculus humanus corporis) i wesz głowowa(Pediculus humanus capitis). Nieznaczne różnice morfologiczne (zmienność przystosowawcza). Jaja: gnidy przytwierdzone do włosa wydzieliną gruczołu cementowego.
Przenosi:
dur epidemiczny (szczepionkę na tę chorobę opracował Polak, Franczesko Weigl)
dur powrotny
gorączkę okopową
Pthirus pubis (wesz łonowa): owad dorosły żyje na człowieku 3 tygodnie, poza człowiekiem 12-24 godziny. gdy występuje na rzęsach powoduje zapalenie spojówek i brzegów powiek, u dzieci utrudnia otwieranie powiek. Nie transmituje zarazków.
Anopheles macullipennis (komar widliszek): tylko samice pobierają krew, kłuje o zmierzchu, w nocy i o świcie, latem wewnątrz pomieszczeń. Wygłodniałe samice mogą atakować wiosną w dzień na wolnym powietrzu. Rozmnażają się w zbiornikach naturalnych z dobrze natlenioną wodą stojącą. W klimacie umiarkowanym 3-4 pokolenia w roku. Ślina zawiera składniki drażniące, wywołuje odczyny alergiczne. Przenosi pierwotniaki Plasmodium wywołujące malarię
Culex pipiens (komar kłujący): Europa, Azja, Afryka, Ameryka PN., w Polsce najliczniej na wsi, pod miastem, polimorficzny, samice kłują w sierpniu i na początku września, zimą tylko w ogrzewanych pomieszczeniach. Ślina wywołuje świąd, stany zapalne skóry. Przenosi ornitozy i wirusy neurotropowe z ptaków na ludzi.
Calliphora vicina (plujka): kosmopolityczna, około 1cm, larwy zanieczyszczają wydalinami produkty spożywcze, np. mięso, imago wysysa ropę i krew z ran zwierząt i ludzi, szerzenie chorób infekcyjnych, pasożytniczych (tasiemczyce, glistnice), chorób wywoływanych przez pierwotniaki. Larwy wykrywane w ranach, ropiejących wrzodach skórnych.
Pulex irritians (pchła ludzka): dojrzałe osobniki są kosmopolityczne, samce i samice krwiopijne, ukłucia dokuczliwe, odczyny alergiczne.
Przenosi:
dur endemiczny
dżumę
tularemię.
Żywiciel pośredni Dipylidium caninum, Hymenolepsis nana, Hymenolepsis diminuta.
Sacrophaga haemorrhoidalis (ścierwica): kosmopolityczny, duży owad: 10-15 mm, jajożyworodny, odwłok w postaci szachownicy, pasożyt przygodny, muszyca jelita u ludzi i zwierząt, larwy w padlinie i kale ludzkim.
Apis mellifera (pszczoła miodna) i Vespula vulgaris (osa zwyczajna): żądłówki, w populacji ok. 2% osobników jest nadwrażliwa - wstrząs anafilaktyczny, prowadzi do śmierci Vespula vulgaris jest agresywna, wystepuje w znacznej liczebności i jest niebezpieczna dla człowieka. Gniazda zbudowane z plastrów przeżutego drewna, pod okapami dachów, na gałęziach i na ziemi. Śmiertelna dawka jadu pszczoły: ok. 245 mg = 500 użądleń (dla dzieci 20 mg = 40 użądleń)
Jad zawiera:
toksoalbuminy
kwas mrówkowy
histamina
acetylocholina
enzymy: hialuronidaza (odpowiada za rozprzestrzenianie się jadu w organizmie)
Niebezpieczne użądlenia w okolicy głowy i szyi (skutki działania na OUN), w okolicy krtani i gardła (obrzęk, uduszenie). Użądlenia bolesne, powodujące miejscowy obrzęk + reakcje alergiczne.
Vespa crabro (szerszeń): królowa 25-35 mm, samce 21-23 mm, robotnice 17-24 mm, roślinożerny. Nieagresywny. Gniazdo z masy papierowej w dziuplach, norach, miejscach osłoniętych.
Bufo bufo (ropucha szara): największy płaz w Polsce, jego jad zawiera:
Bufoteniny (aminy biogenne o właściwościach nasennych)
Bufogeniny (np. bufotalina) (budową i działaniem zbliżone do roślinnych glikozydów nasercowych)
Vipera berus (żmija zygzakowata): jedyny jadowity wąż występujący w Polsce, zwierzę nocne, ale żeruje w dzień i w nocy. Jad zawiera:
Hemoragina: uszkadza ściany naczyń krwionośnych; krwawienie z nosa, krwiomocz
Hemolizyna: rozpad erytrocytów; niedokrwistość, żółtaczka
Neurotoksyna: poraża układ nerwowy; zawroty głowy, nudności, wymioty
Hialuronidaza: enzym trawiący polimer kwasu hialuronowego, głównego składnika istoty podstawowej tkanki łącznej; ułatwia rozprzestrzenianie się jadu.
100-175mg powoduje śmierć (pokąsanie małego dziecka może być groźniejsze). Pierwsza pomoc: ułożyć wygodnie pokąsanego, założyć elastyczną opaskę nad ukąszeniem (aby zahamować odpływ krwi żylnej z ukąszenia), unieruchomić kończynę (zmniejszyć wchłanianie się jadu), podać serum antiviperum i przewieźć do szpitala.
W przenoszeniu (transmisji) pasożyta uczestniczą m.in. przenosiciele.
Przenosiciel biologiczny: organizm przenoszący zarazki lub pasożyty na inny organizm; zwykle żywiciel pośredni pasożyta; w organizmie przenosiciela pasożyt przechodzi pewną część cyklu rozwojowego i wzrasta liczebność jego populacji.
Przenosiciel czynny (wektor): wprowadza postacie inwazyjne do innego żywiciela przy ssaniu jego krwi (np. widliszek dla Plasmodium).
Przenosiciel bierny: organizm zawierający zarazki lub postacie inwazyjne pasożyta zjadane przez innych żywicieli lub zawierające innych żywicieli przez mechaniczne przenoszenie patogenów.
Przenosiciel mechaniczny: organizm przenoszący zarazki lub formy dyspersyjne pasożytów do drugiego organizmu, ale nie jest to związane z cyklem rozwojowym pasożyta (np. mucha domowa dla pierwotniaków i helmintów).
Choroba transmisyjna to choroba pasożytnicza przenoszona przez stawonogi krwiopijne będące rezerwuarem pasożyta i wektorami patogenów wywołujących tę chorobę. Stawonogi te to samice owadów, które mają narząd gębowy kłująco-ssący (umożliwia to pobranie krwi samicy niezbędnej do złożenia jaj), np. malaria, trypanosomoza, filariozy. Istotne znaczenie ma ograniczanie transmisji pasożyta (np. dzięki biologii molekularnej i inżynierii genetycznej). Znaczenie mają transgeniczne samice komarów, które mogą przerwać transmisję z chorego człowieka na zdrowego. Do zmniejszenia populacji krwiopijnych stosuje się np. grzyby pasożytnicze, pierwotniaki, niektóre nicienie itd.
Hydrosfera
Dz. U. Nr 203 poz. 1718 - norma w sprawie wymagań jakości wody.
Wymagania dotyczące fizykochemicznych jakości wody do spożywiania przez ludzi:
Wskaźniki fizyczne:
mętność
barwa
pH
przewodność
smak
zapach
Wskaźniki chemiczne:
Substancje nieorganiczne (24)
Substancje organiczne (15)
Uboczne produkty dezynfekcji (11)
Radionuklidy (2)
Wymagania mikrobiologiczne (w 100 ml nie mogą występować):
Escherichia coli i grupy coli typu kałowego (termotolerancyjne)
Bakterie grupy coli (jedynie sporadycznie, nie w kolejnych próbach, do 5% próbek w ciągu całego roku)
Enterokoki (paciorkowce kałowe)
Clostridia redukujące siarczyny (badane w wodzie pochodzącej z ujęć powierzchniowych)
Określenie ogólnej liczby bakterii w 1 ml badanej wody (w 37°C po 24h i w 22°C po 72h)
Norma określa też minimalną częstość pobierania próbek wody przeznaczonej do spożycia w zależności od objętości rozprowadzanej lub zaopatrywanej z badanego ujścia
Barwa wody:
Rzeczywista- wywołana zawartością soli
Pozorna- wywołana zawartością zawiesin organicznych
Mętność:
Zdolność absorbowania promieni świetlnych
Zależy od ilości zawiesiny koloidalnej pcodzenia mineralnego i organicznego
Stężenie jonów wodorowych (pH): Do spożycia dla ludzi nadaje się woda o pH od 6,5 do 9,5
Przewodność wody: zakres wartości dla wody do spożycia: G= 2500 [mS/cm w 20°C]
Smak zależy od ilości rozpuszczonych soli i gazów, ilości substancji koloidalnych, temperatury wody (w zimnej trudniej wyczuwalny), wrażliwości smakowej badającego. Do 2002 roku wyróżniano 4 rodzaje smaków: słony, gorzki, alkaliczny i kwaśny w 6-stopniowej skali intensywności smaku w temp. 18-20°C
Aktualnie: akceptowalny, nieakceptowany.
Zapach wody: Do 2002 roku wyróżniano: roślinny, gnilny (zbutwiały, pleśni, siarkowodowu), specyficzny (chloru, fenolu, fekaliów). 6-cio stopniowa skala na zimno i gorąco. Teraz: akceptowalny, nieakceptowany.
Twardość:
obecność soli Ca i Mg
węglanowa (przemijająca) i niewęglanowa (nieprzemijająca)
w wodach pitnych przeważą twardość węglaowa
korelacja ujemna między stopniem twardości wody a zapadalnością na choroby układu sercowo-naczyniowego
Obecność mikroorganizmów w wodzie pitnej ma wpływ na stan zdrowia ludzi:
brak Cr: większe występowanie cukrzycy
nadmiar Cr: uczulenia, nowotwory
brak I (Poniżej 10mg/dm): powstawanie wola
niedobór F: próchnica
nadmiar F: fluoroza zębów, zmiany zwyrodnieniowe krwi
Wskaźniki dla śródlądowych wód powierzchownych:
temperatura
pH
BZT5: biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (określane w wodzie po 5 dniach inkubacji), wyższe dla wód zanieczyszczonych (przewaga procesów gnilnych)
CHZT5: chemiczne zapotrzebowanie na tlen (określane przy pomocy nieorganicznych utleniaczy)
Bi indeks biologiczny (metoda hydrobiologiczna określenia zanieczyszczenia na podstawie obecności różnych mikroorganizmów w 1ml wody). Niskie w wodach zanieczyszczonych (mało producentów dużo organizmów odpowiedzialnych za procesy gnilne).
Bi = 2P/R+K
P - ilość producentów
R - ilość reducentów
K - ilośc konsumentów
Miano coli: objętość wody na którą przypada jedna pałeczka okrężnicy (E. coli ) lub pałeczka bakterii jelitowych (Citrobacter/ Enterobacter)
Wskaźnik coli (ilość drobnoustrojów występującyh w 100 ml wody)
Klasy czystości wód:
I klasa:
Wody o bardzo dobrej jakości, soełniają wymagania dla wód powierzchniowych do zaopatrzania ludności do spożycia. W przypdku ich uzdatniania stosuje się metody katogorii A1. Wartości wskaźników wody nie wskazują na żadne oddziaływania antropogeniczne.
II klasa
Spełnia normy dla większości wskaźników wymaganych dla wód powierzchniowych. W uzdatnianiu właściwa kategoria A2. Warkości biologiczne wskazują niewielki wpływ oddziaływać antropogenicznych.
III klasa
Wody zadowalającej jakości. Uzdatniane metodą A2. Wartości biologicznych wskaźników jakości wykazują umiarkowany wpływ oddziaływać antropogenicznych.
IV klasa
Wody niezadowalającej jakości. Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych do spożycia metodą uzdatniania A3. Wykazują zmiany ilościowe i jakościowe w populacjach.
V klasa
Nie spełniają wymagać dla wód do spożycia. Wartości biologicznych wskaźników wykazuje duże wpływy oddziaływań antropogenicznych. Zanik znacznej części populacji biologicznych.
Kategorie wody pitnej:
kategoria A1
Woda wymaga podstawowego uzdaniania fizycznego, w szczególności filtracji i dezynfekcji.
kategoria A2
Uzdatnianie fizyczne i chemiczne: utlenianie wstępne, koagulacja, flokulacja, dekantacja, filtracja, dezynfekcja (chlorowanie końcowe).
kategoria A3
Wysokosprawne uzdatnianie: utlenianie wstępne, koagulacja, flokulacja, dekantacja, filtracja, adsorbcja na węglu aktywnym, dezynfekcja (ozonowanie, chlorowanie końcowe).
Monitoring diagnostyczny:
a) raz na miesiąc w odniesieniu do wskaźników fizycznych, tlenowych, biogennych, zasolenia, mikrobiologicznych
b) raz na kwartał: wskaźniki biologiczne, metale, metale ciężkie
c) raz na rok - zanieczyszczenia przemysłowe, wskaźniki biologiczne
Wody KATAROBOWE = czyste
Wody SAPROBOWE = zanieczyszczone
Wody polisaprobowe:
warunki anareobowe
brak producentów (Bi= 0,00 do 0,80)
zródło tlenu: dyfuzja z powietrza
najliczniejsi destruenci- baterie heterotroficzne
BZT5 = 10-100 mg tlenu na litr
Mała różnorodność organizmów, ale ich masowe występowanie
Wskaźnik Tubifex sp., pierścienice
Wody mezosaprobowe:
Średniozanieczyszczone
Warunki anareobowe lub areobowe, zależne od strefy (α jeszcze procesy gnilne; β już procesy mineralizacji i nitryfikacji)
Bi = 0,81 do 4,5
BZT5 = 3-10 mg tlenu na litr
Ryby karpiowate, rośliny kwiatowe, duża różnorodność gatunkowa, wskaźniki: pijawka lekarska (Hiruda medicinalis)¸ Galba sp.
Wody oligosaprobowe:
Warunki areobowe
Równowaga konsumenci-producenci-reducenci
Bi > 4,5
BZT5 = 0-3 mg tlenu na litr (zakończenie procesów rozkładu)
Duża różnorodność gatunków
Gammarus sp., Spongilla sp.
Strefa katarobowe: wysokogórskie potoki, źródła, strumienie, wody silnie natlenowane, bardzo mała biomasa ogranizmów i złe warunki pokarmowe. To wody oligotroficzne. Charakterystyczny: Salmo fontinalis - łosoś.
Wody transsaprobowe: toksyczne ścieki, brak żywych organizmów.
Aerosfera obejmuje najniższą warstwę atmosfery - troposferę do wysokości 6-17 km (6-8 km nad biegunami, ok. 17 km nad równikiem) oraz część stratosfery (do ok. 22 km).
Zanieczyszczenie aerosfery: wszystkie składniki niewystępujące w powietrzu czystym oraz te których stężenia przekraczają normę. Zanieczyszczenia stałe (pyły) działają na organizm ludzki drażniąco, toksycznie, zwłókniająco, alergizująco, karcynogennie. Szkodliwość zależy od:
Wielkości ziaren (pyły o średnicy poniżej 50 μm przenikają do pęcherzyków płucnych powodując m.in. pylicę płuc), składu chemicznego, stężenia, zzwartości metali toksycznych (Pb, Cu, Zn, Ni), izotopów promieniotwórczych, współistnienia zanieczyszczeń gazowych.
Pylice płuc to przewlekłe choroby układu oddechowego wywołane wdychaniem wolnych pyłów nieorganicznych z gromadzeniem się pyłu i określoną reakcją na jego obecność. 90% pylic rozpoznawanych jest po 40 roku życia. Czas ekspozycji poprzedzający ujawnianie się choroby wynosi powyżej 20 lat. Metodą klinicznego rozpoznania jest badanie radiologiczne.
Pylica kolagenowa: wywołuje ją działanie pyłów o właściwościach zwłókniających, prowadzi do trwałego uszkodzenia pęcherzyków płucnych z rozwojem włóknienia kolagenowego, np. pylice krzemowe (pył krzemionki), azbestowe, talkowe, aluminiowe (wolne drobiny glinu)
Pylice niekolagenowe: wywołane działaniem pyłów obojętnych o słabym działaniu zwłókniającym. Charakteryzuje się nieznacznym rozwojem włóknień lub nacieków komórkowych, bez naruszenia pęcherzyków płucnych np. barytoza (siarczek baru), stannoza (tlenki cyny), syderoza (tlenek żelaza).
Pylica weglowa:
ogniskowe włóknienie płuc
przez wdychanie pyłu kopalnianego (mieszanka pyłu węglowego, krzemionki i in.)
decydujące znaczenie chorobotwórcze ma zawartość krzemionki w pyle węglowym (2-4%)
po kilkunastu latach pracy w kopalni
skrócenie oddechu, przewlekły kaszel, duszności
stadia choroby (widoczne na zdjęciu radiologicznym): I. rozlany, małe przejaśnienia II. małe jasne pola III. rozlane masywne przejaśnienia zlewające się w górnych i środkowych polach płuc.
Pylica azbestowa (azbestoza):
wdychanie wolnych włókien azbestu
śródmiąższowe włóknienie płuc (wokół włókien azbestu tworzą się guzki i blizny, dochodzi wówczas do trwałego zniszczenia struktury pęcherzyków)
ryzyko wzrasta wraz we wzrostem dawki i czasu narażenia
azbest może powodować nowotwory złośliwe: krtani, płuc, oskrzeli, opłucnej, otrzewnej (międzybłoniak - mesothelioma), zmiany skórne (brodawki azbestowe)
średni czas rozwoju choroby to 15 lat
nowotwory ujawniają się po ekspozycji około 20 lat
WHO uznało azbest za trzecią najbardziej szkodliwą substancję
w Polsce od 1999 zakaz stosowania azbestu
Mikroflora płuc: stanowią ją saprobiotyczne bakterie z rodzaju Micrococcus, Bacillus, Sarcina.
Choroby układu oddechowego wywołane pyłami organicznymi:
Byssinoza (bawełnica)
Chorują osoby narażone na pył bawełny, lnu, konopii. W pyle znajduja się endotoksyny. Dodatkowo Gram - pałeczki atakują makrofagi płuc, które wydzielają substancje powodujące skurcz oskrzeli, duszność, kaszel.
Suberoza (korkowica)
U osób wrażliwych napył z kory dębu korkowego. Typ nadwrażliwości na inhalowany wilgotny pył kory dębu korkowego zawierający zarodniki grzybów Penicillum sp.
„Płuco farmera”
Spowodowany przez pyłki traw. Alergiczny nieżyt nosa.
Katar sienny (pyłkowica)
Reakcja na pył ze spleśniałych surowców roślinnych zawierających zarodniki grzybów Alternaria sp. Rhizopus sp., Penicillum sp. Objawy: duszność w okresie ekspozycji, kaszel z dużą ilością plwociny, ból w klatce piersiowej.
Deponowane na składowiskach odpady powodują skażenie powietrza: wirusami, bakteriami: Escherichia coli, Enteobacter sp., Streptococcus sp., Actinomyces sp., Salmonella sp., pleśniami lotnymi: Aspergillus sp. Penicillium sp., Fusarium sp., substancjami lotnymi z odpadów powstałych podczas rozkładu lub spalenia (np. dioksyny).
Analiza mikrobiologiczna powietrza: metoda sedymentacji Kocha:
Płytkę Petriego z podłożem agarowym wystawia się na 30 minut w badanym pomieszczeniu i po 24 h inkubacji w 37˚C wyznacza się ilość wyrosłych kolonii. Wskaźnik biologicznego zanieczyszczenia powietrza:
A= 530 · a/r
a - liczba kolonii na płytce, r - promień płytki
Ocena mikrobiologiczna powietrza w środowisku szpitalnym (w kierunku wykrywania gronkowca złocistego Staphylococcus aureus):
Metoda swobodnej sedymentacji:
W 5 różnych miejscach na otwartej przestrzeni rozstawia się płytki Petriego (agar z krwią) na 30 minut ekspozycji. Potem 48 godzin inkubuje się w temp 37˚C i liczy się wyrosłe kolonie oraz przeprowadza identyfikację.
Metoda zderzeniowa:
Płytki z podłożem umieszcza się wewnątrz aparatu i pobiera próbki powietrza wg zaleceń producenta. Liczbę drobnoustrojów w 1 metrze sześciennym określa się za pomocą tablic dołączonych przez producenta.
Litosfera to zewnętrzna warstwa skorupy ziemskiej, sięga około 80-150 km wgłąb Ziemi.
Gleba to wierzchnia warstwa litosfery, zwietrzała warstwa skorupy ziemskiej (do 2 m miąższości) wraz z żyjącymi w niej organizmami, formowana w procesach glebotwórczych. Jest siedliskiem roślin i zwierząt (procesy mineralizacji - azotany, fosforany, szczawiany), jest zbiornikiem retencyjnym wód opadowych.
Humifikacja: proces tworzenia próchnicy.
Endofor: organizm podejmujący proces humifikacji.
Skład objętościowy gleby:
45% składniki mineralne
5% materia organiczna
25% powietrze
25% woda
Pierwiastki: Ca, Mg, Na, K, Si, C, P, Fe, H
Mikroelementy: Co, I, F
Zanieczyszczenia gleby:
Ołów
Głównym źródłem skażenia środowiska jest benzyna samochodowa, a takżę przemysł garbarski, papierniczy, poligraficzny, hutniczy. Arsenian ołowiu - kiedyś stosowany jako środek ochrony roślin z powierzchniowej warstwy gleby. Kompleksowe jony PbOH, Pb(OH)x, PbX pobierane przez rośliny i odkładane w bulwach ziemniaka, liściach szpinaku, korzeniach marchwi.
Skutki (człowiek): uszkodzenie szpiku kostnego (zaburzenia układu krwiotwórczego), skrócenie życia krwinek czerwonych, białaczka, zatrucia (ołowica), Rabek ołowiczy na dziąsłach, uszkodzenie wątroby, uszkodzenie ObUN (dorośli), Osuń (dzieci). Długo po zakończenia narażenia (utajnienie 10-30 lat) uszkodzenie i niewydolność nerek.
Skutki (roślina): ciemne zabarwienie liści, więdnięcie, skrócenie korzeni, zaburzenie fotosyntezy i gospodarki wodnej.
Kadm
Źródło: emisje przemysłowe (huty Zn, Pb, Cu), ścieki komunalne i galwanizerskie, nawozy fosforowe (apatyty). Łatwo pobierany z gleb kwaśnych, bioakumulacja w korzeniach i liściach (buraki, marchew, sałata, szpinak, ogórki). Działanie teratogenne, rakotwórcze, embriotoksyczne, przwlekłe narażenie: anemia, nadciśnienie, niedobory Fe, Cu, Zn, zwyrodnienie stawów, magazynowany w nerkach (uszkodzenie syntezy witaminy D3 - osteomalacja), trzustce, jelitach, narządach gruczołowych np. wątrobie, płucach, stężenie w łożysku wielokrotnie wyższe jak we krwi matki i płodu. Wpływ na płód: nieprawidłowości w rozwoju psychofizycznym dziecka, wady: wodogłowe, przepuklina mózgowa, niedorozwój kości.
Pierwiastki promieniotwórcze z opadów promieniotwórczych mają działanie rakotwórcze, mutagenne, teratogenne. 90Sr jest konkurencyjny do Ca, wbudowuje się w tkankę kostną, dostaje się ze skażonym mlekiem krów (T 0,5 = 28 lat). 137Cs - w tkankę mięśniową (T 0,5 = 30 lat).
Działanie zależne od czasu jaki upłynął od skażenia do wydalenia przez organizm
Azotany:
Skutki (środowiskowe): zanieczyszczenia wód powierzchniowych, zakwity, eutrofizacja,
wpływ na wegetację roślin: ciemnozielone gąbczaste liście, opóźnione dojrzewanie.
Skutki (człowiek): methemoglobinemia, nadciśnienie, prekursory karcynogennych i mutagennych nitrozoamin.
str. 17