В клетках поджелудочной железы хорошо развит
Нехватку инсулина при диабете могут восполнить перевоспитанные клетки, которые раньше никакого инсулина не синтезировали.
Инсулин вырабатывает поджелудочная железа, но это далеко не единственный её гормон. Эндокринные клетки поджелудочной производят ещё и глюкагон, чьё действие противоположно инсулину (глюкагон повышает уровень глюкозы в крови), и панкреатический полипептид, который регулирует пищеварение, и гормон грелин, который называют одним из «гормонов голода», и ещё некоторые другие.
Островок Лангерганса – скопление эндокринных клеток в поджелудочной железе. (Фото: UWMadisonCALS / Flickr.com)
‹
›
(Поджелудочная также синтезирует немногие пищеварительные ферменты, которые выбрасывает в кишечник, но речь сейчас не о них.) Клетки, которые их синтезируют, называются α, β, δ, ε и PP. Они собраны в скопления – так называемые островки Лангерганса, причём в каждом островке есть клетки разных типов.
Бета-клетки, которые синтезируют инсулин, при диабете портятся и гибнут. Их пытаются восстанавливать с помощью разных биотехнологических методов, чаще всего – с помощью стволовых клеток. Однако не так давно исследователи из Женевского университета показали, что другие эндокринные клетки поджелудочной могут сами начинать синтезировать инсулин, замещая бета-клетки. Те эксперименты ставили на клетках мышей, но буквально на днях в Nature вышла новая работа, в которой говорится, что к перемене участи способны и человеческие клетки.
Исследователи взяли образцы клеток из островков Лангерганса у здоровых людей и больных диабетом; для эксперимента отобрали α-клетки, которые обычно синтезируют глюкагон, и PP-клетки, синтезирующие панкреатический полипептид. В клетки ввели краситель, который позволял следить за синтезом инсулина. Затем из этих клеток слепили искусственные островки Лангерганса, состоявшие из клеток только одного типа (α или PP).
Оказалось, что в таких островках клетки сами по себе активировали некоторые гены, необходимые для продукции инсулина. То есть клетки чувствовали, что рядом с ними не хватает инсулиновых β-клеток, и старались их нехватку восполнить. Но для того, чтобы клетки действительно начали синтезировать инсулин, нужно было их дополнительно подтолкнуть – им вводили гены, кодировавшие белки, которые были необходимы для активации одного-двух ключевых инсулиновых генов. У β-клеток эти гены-регуляторы работают и так, но с их коллегами, которые обычно заняты другими гормонами, требовалось предпринять вот такие дополнительные шаги.
И клетки действительно занялись инсулином: через неделю его синтезировали и секретировали уже 30% α-клеток. РР-клетки в этом смысле были даже более эффективны, они даже научились чувствовать глюкозу и синтезировать инсулин в ответ. Причём гормональную специализацию меняли как клетки от здоровых людей, так и от диабетиков, то есть диабет никак не влиял на потенциальную способность других клеток поджелудочной синтезировать инсулин. А когда такие клетки пересадили мышам с диабетом, то симптомы болезни у животных исчезли, уровень сахара пришёл в норму, а сами клетки продолжали работать и спустя полгода после пересадки.
Авторы работы отдельно отмечают, что клетки не перерождались в клетки другого типа, то есть альфа оставались альфами, а не бетами. Как известно, диабет первого типа возникает из-за аутоиммунной реакции на инсулиновые β-клетки. Но на α-клетки иммунитет раздражаться не должен, и если заставить их производить инсулин, то это стало бы удачным решением проблемы диабета (по меньшей мере, первого типа).
Исследователи устроили встречу таким α-клеткам с Т-лимфоцитами от больных диабетом – и лимфоциты лишь в очень слабой степени отреагировали на α-клетки. Так что такое перевоспитание клеток поджелудочной железы действительно могло бы помочь в некоторых болезнях, связанных обменом веществ; нужно лишь найти метод перевоспитания, который можно было бы ввести в повседневную клиническую практику.
По материалам MedicalXpress.
Источник
1. Пепсин — фермент, расщепляющий белки в кислой среде желудка. Объясните, почему при попадании в двенадцатиперстную кишку он теряет свою активность.
1) Пепсин активен в кислой среде.
2) В щелочной среде двенадцатиперстной кишки он теряет свою активность.
2. Объясните, почему изменение аминокислотного состава белка может привести к изменению его биологических свойств
1) первичная структура белка (последовательность аминокислот) определяет дальнейший характер укладки молекулы белка
2)изменение аминокислотного состава может изменить конформацию его молекулы
3) изменение конформации белковой молекулы приводит к разрушению активного центра молекулы и потере биологических свойств
3. В чем состоит отличие цианобактерий от остальных организмов?
1)цианобактерии, или, как их называли ранее, синезеленые водоросли, — прокариоты;
2)цианобактерии способны к фотосинтезу в отличие от большинства прокариот.
4. Какие черты сходства митохондрий с прокариотами позволили выдвинуть симбиотическую теорию происхождения эукариотической клетки?
1)наличие кольцевой хромосомы, сходной с бактериальной;
2)наличие собственной системы биосинтеза белка, которая близка по своим свойствам к прокариотической;
3)способность размножаться делением.
5. Общая масса митохондрий по отношению к массе клеток различных органов крысы составляет: в поджелудочной железе – 7,9%, в печени – 18,4%, в сердце – 35,8%. Почему в клетках этих органов различное содержание митохондрий?
1)митохондрии являются энергетическими станциями клетки, в них синтезируются и накапливаются молекулы АТФ;
2)для интенсивной работы сердечной мышцы необходимо много энергии, поэтому содержание митохондрий в ее клетках наиболее высокое;
3)в печени количество митохондрий по сравнению с поджелудочной железой выше, так как в ней идет более интенсивный обмен веществ.
6. Известно, что аппарат Гольджи особенно хорошо развит в железистых клетках (надпочечников, слюнных желез, поджелудочной железы). Объясните, почему это происходит в клетках названных желез, используя знания о функциях аппарата Гольджи.
1)в железистых клетках идет активный синтез веществ (ферментов, гормонов);
2)в аппарате Гольджи синтезируемые в клетке вещества преобразуются, упаковываются в виде пузырьков;
3)аппарат Гольджи участвует в выносе синтезируемых в клетке веществ.
7. Какова роль белков, встроенных в мембрану?
1) белки-насосы – перемещают в клетке ионы и молекулы против градиента концентрации;
2) белки, встроенные в каналы, обеспечивают избирательную проницаемость мембраны;
3) рецепторные белки осуществляют распознавание нужных молекул и их фиксацию на мембране;
4) ферменты облегчают протекание химической реакции на поверхности нейрона.
В некоторых случаях один и тот же белок может выполнять функции как рецептора, фермента, так и насоса.
9. Почему лежащий долго на свету картофель зеленеет?
солнечный свет стимулирует выработку хлорофилла, и картофель начинает фотосинтезировать
11. Каково строение и функции оболочки ядра?
1) отграничивает содержимое ядра от цитоплазмы
2) состоит из наружной и внутренней мембран, сходных по строению с плазматической мембраной
3) имеет многочисленные поры, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой
12. Какие процессы жизнедеятельности происходят в ядре клетки?
митоз, мейоз
13. У амёбы удалили ядро, несмотря на это, некоторое время она продолжала
передвигаться, но перестала расти и размножаться. Объясните эти факты.
1) лизосомы и митохондрии, которые не удалили из клетки,
обеспечивают клетку энергией (молекулы АТФ) для
передвижения;
2) рост клетки связан с синтезом белков, который регулируется
генами, расположенными в ядре;
3) в основе размножения амёбы лежит деление клетки, которое
регулируется ядром.
14. Каким образом происходит формирование рибосом в клетках эукариот?
1) В клетках эукариот рибосомы формируются в ядрышке.
2) На ДНК синтезируется р-РНК, к которой затем присоединяются белки.
3) Субчастицы рибосомы выходят из ядра в цитоплазму, и здесь завершается формирование полноценных рибосом.
15. Объясните, почему для нормальной жизнедеятельности клеток и тканей необходимо жидкое межклеточное вещество.
1. В жидкой среде растворяются необходимые клетке питательные вещества, которые проникают через клеточную мембрану.
2. Жидкая среда обеспечивает вывод продуктов распада из клетки.
3. В жидкой среде происходят все биохимические реакции.
4. Жидкая среда способствует поддержанию относительного постоянства физических свойств и химического состава клетки.
16. Докажите, что клетка является саморегулирующейся системой.
Клетка является системой, т.к. состоит из множества взаимосвязанных и взаимодействующих частей – органоидов и др. структур. Эта система является открытой, т.к. в нее поступают из окружающей среды вещества и энергия, в ней осуществляется обмен веществ. В клетке поддерживается относительно постоянный состав благодаря саморегуляции, осуществляемой на генетическом уровне. Клетка способна реагировать на раздражители.
17. Какие органоиды имеют внутреннюю мембрану с выростами? Биозначение?
1) митохондрии, лейкопласты
2) кристы содержат ферменты, участвующие в системе переноса электронов, которая играет важнейшую роль в превращении потенциальной энергии пищевых веществ в биологически полезную энергию
20. Сходство митохондрий и хлоропластов.
двойная мембрана; в матриксе этих органоидов имеется собственное ДНК ( одна кольцевидная хромосома ) и благодаря этому они способны к самоудвоению; имеются собственные рибосомы , т.е. идет синтез собственного белка. Эти органоиды автономны.
21. Какое значение для формирования научного мировоззрения имело создание клеточной теории М. Шлейденом и Т. Шванном?
1) Обобщены знания о клетке как о единице строения всех организмов.
2) Обоснованно родство живых организмов.
3) Обоснованна общность происхождения организмов.
22. Отличия животной и растительной клетки.
1. В клетках растений есть хлоропласты, содержащие хлорофилл. Запасное вещество — крахмал.
2. В клетках животных запасное вещество — гликоген.
3. Клетки растений покрыты клеточной стенкой из целлюлозы, которая придает клетке прочность, у животных клеток клеточной стенки нет.
23. Найдите ошибки в приведённом тексте, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они сделаны, запишите эти предложения без ошибок.
1. Все живые организмы — животные, растения, грибы, бактерии, вирусы — состоят из клеток.
2. Любые клетки имеют плазматическую мембрану.
3. Снаружи от мембраны у клеток живых организмов имеется жесткая клеточная стенка.
4. Во всех клетках имеется ядро.
5. В клеточном ядре находится генетический материал клетки — молекулы ДНК.
1) 1 — вирусы не имеют клеточного строения;
2) 3 — у клеток животных нет жесткой клеточной стенки;
3) 4 — клетки бактерии не содержат ядра.
Я ХОЧУ СПАААААААТЬ=(
Источник
Клетки выращенной железы
Первая в мире бионическая поджелудочная железа с кровеносными сосудами была напечатана польскими учёными из Foundation for Research and Science Development, уникальную работу возглавил доктор Михал Вшола. В апреле учёные планируют имплантировать лепестки и островки поджелудочной железы мышам, чтобы проверить их функцию в живом организме. Опыты на свиньях запланированы на октябрь 2019 года.
«Никто раньше не выращивал паренхимный орган с полной васкуляризацией», – сказал хирург трансплантолог доктор Михал Вшола. Ранее он разработал новый метод малоинвазивного лечения осложнённого диабета с использованием эндоскопической трансплантации панкреатических островков под слизистую желудка. Его новый проект – бионическая поджелудочная железа – в будущем также сможет лечить диабет.
Напечатанная поджелудочная железа состоит исключительно из панкреатических островков; у неё отсутствует экзокринная функция. Исследователи полагают, что она сможет восстановить выработку инсулина в организме больного диабетом. В настоящее время это возможно лишь путём введения гормона с помощью дозатора инсулина или помпы.
Михал Вшола, хирург, эксперт в трансплантации
«Человеческая поджелудочная железа вырабатывает панкреатический сок, который помогает нам переваривать пищу. Ещё она несёт примерно миллион панкреатических островков, маленьких выступов, состоящих из альфа- и бета-клеток, которые вырабатывают инсулин и глюкагон. У людей с диабетом повреждены панкреатические островки, у них нет клеток, вырабатывающих инсулин и глюкагон. Вырабатывается лишь панкреатический сок. Поэтому они используют инъекции инсулина. Мы решили вырастить орган, который будет вырабатывать инсулин и глюкагон, используя альфа- и бета-клетки», – рассказал доктор Вшола в интервью PAP.
Польские учёные взяли островковые клетки у животных и смешали их с биочернилами – веществом, позволяющим клеткам выживать. Биопринтер начал размещать их в биореакторе в соответствии с разработанной ранее трёхмерной схемой. В то же время, используя второй шприц, исследователи напечатали кровеносные сосуды, по которым кровь будет течь в органе.
«После печати нашей поджелудочной железы мы не смотрели, как естественно она выглядит, нас это совсем не интересовало. Мы подтвердили, что нам удалось напечатать орган толщиной 1 — 1,5 см, и что этот орган имеет плотную сосудистую сеть, чтобы все островковые клетки поджелудочной железы были хорошо обеспечены глюкозой и кислородом», – говорит доктор Вшола.
Польским инженерам нужно было создать правильные биочернила, потому что ни одни из существующих чернил не подходили этому эксперименту. Иная сложность заключалась в том, чтобы гарантировать, что жидкость в шприце, в картридже – после печати и воздействия физических и химических факторов – станет плотной и образует слои, а также сохранит структуру.
«Математическое исследование позволило нам оценить, насколько функциональным будет этот орган после активации кровотока. Как будет вести себя кровь в этом органе в зависимости от различных значений её давления и гематокрита – числа эритроцитов в крови». Некоторые сосуды нужно было удлинить, иные укоротить», — говорит доктор Вшола.
Учёные за работой
В апреле лепестки поджелудочной железы с островками будут испытаны на мышах. Эти тесты закончатся в июне. В октябре 2019 на свиньях будет испытан большой фрагмент поджелудочной железы размером в несколько сантиметров с сосудами. «Нам нужно проверить, как орган будет функционировать в живом организме, как в нем будет формироваться микроциркуляция и как изменится его структура», – говорит доктор Вшола.
По словам врача, раньше никто этого не делал. «В иных экспериментах биоразлагаемые каркасы заселяются клетками, а затем имплантируются человеку. Это можно использовать лишь для некоторых типов тканей, таких как хрящи, кости, трахея или мочевой пузырь, но не для печени, поджелудочной железы, почек или лёгких, потому что это паренхимные органы, которым нужна сосудистая сеть. Васкуляризация была большой проблемой», – говорит он.
«14 марта во время благотворительного аукциона научных работ мы представим результаты нашей работы по бионической поджелудочной железе и надеемся наладить контакты с бизнесом с целью дальнейшей разработки», – говорит доктор Вшола. Он объясняет, что именно эта бионическая поджелудочная железа была напечатана из клеток свиней: «Но это не важно, ибо мы рассматриваем её как как пример».
Проект трёхмерной печати бионической поджелудочной железы, реализуемый Foundation for Research and Science Development, совместно финансируется National Centre for Research and Development в рамках программы STRATEGMED III. Членами консорциума являются Nencki Institute, Warsaw University of Technology, Medical University of Warsaw, Infant Jesus Hospital и MediSpace. Цель проекта в выращивании на заказ поджелудочной железы из стволовых клеток пациента, что позволило бы устранить иммунную реакцию.
Инициаторы и основатели компании Cellink, пионера трёхмерной биопечати, заинтересованы в исследованиях польского консорциума. Эрик Гатенхольм и Гектор Мартинес посетят лабораторию Фонда и примут участие в благотворительном аукционе, целью которого является сбор средств на исследования.
Источник
Примеры заданий части С1-С4 по биологии с ответами
Задания части С1-С4 1.Какие экологические факторы способствуют регуляции численности волков в экосистеме?
Ответ:
1) антропогенные: сокращение площади лесов, чрезмерный отстрел;
2) биотические: недостаток корма, конкуренция, распространение заболеваний.
Определите тип и фазу деления клетки, изображённой на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?
Ответ:
1) на рисунке изображена метафаза митоза;
2) нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом;
3) в этой фазе двухроматидные хромосомы выстраиваются в плоскости экватора.
Почему вспашка почвы улучшает условия жизни культурных растений?
Ответ:
1)способствует уничтожению сорняков и ослабляет конкуренцию с культурными растениями;
2)способствует снабжению растений водой и минеральными веществами;
3)увеличивает поступление кислорода к корням.
Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы?
Ответ:
1)большим биоразнообразием и разнообразием пищевых связей и цепей питания;
2)сбалансированным круговоротом веществ;
3)продолжительными сроками существования.
Раскройте механизмы, обеспечивающие постоянство числа и формы хромосом во всех клетках организмов из поколения в поколение?
Ответ:
1)благодаря мейозу образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом;
2)при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом, что обеспечивает постоянство хромосомного набора;
3)рост организма происходит за счет митоза, обеспечивающего постоянство числа хромосом в соматических клетках.
В чем состоит роль бактерий в круговороте веществ?
Ответ:
1)бактерии-гетеротрофы – редуценты разлагают органические вещества до минеральных, которые усваиваются растениями;
2)бактерии-автотрофы (фото, хемотрофы) – продуценты синтезируют органические вещества из неорганических, обеспечивая круговорот кислорода, углерода, азота и др.
Какие признаки характерны для моховидных растений?
Ответ:
1)большинство мхов – листостебельные растения, некоторые из них имеют ризоиды;
2)размножаются мхи как половым, так и бесполым путем с чередованием поколений: полового (гаметофит) и бесполого (спорофит);
3)взрослое растение мха – половое поколение (гаметофит) а коробочка со спорами – бесполое (спорофит);
4)оплодотворение происходит при наличии воды.
Белки, как правило, обитают в хвойном лесу и питаются преимущественно семенами ели. Какие биотические факторы могут привести к сокращению численности популяции белок?
Ответ:
1)неурожай семян ели;
2)увеличение численности хищников – лисиц, куниц;
3) увеличение численности паразитов, болезнетворных микроорганизмов.
Известно, что аппарат Гольджи особенно хорошо развит в железистых клетках поджелудочной железы. Объясните почему.
Ответ:
1)в клетках поджелудочной железы синтезируются ферменты, которые накапливаются в полостях аппарата Гольджи;
2)в аппарате Гольджи ферменты упаковываются в виде пузырьков;
3)из аппарата Гольджи ферменты выносятся в проток поджелудочной железы.
В пробирку поместили рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот и одинаковые молекулы иРНК и тРНК, создали все условия для синтеза белка. Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах?
Ответ:
1)первичная структура белка определяется последовательностью аминокислот;
2)матрицами для синтеза белка являются одинаковые молекулы иРНК, в которых закодирована одна и та же первичная структура белка.
Источник