Inligting

Gevallestudie: Hoe om 'n cholera-epidemie te oorleef - Biologie

Gevallestudie: Hoe om 'n cholera-epidemie te oorleef - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Deel I - Dit is in die water!

Die dorpenaars was nie onbekend met die seisoenale siekte wat met die reën sou kom nie, hoewel die meeste nie die onderliggende oorsaak verstaan ​​het nie. Kinders was die kwesbaarste, en baie sou elke jaar aan hierdie gevreesde siekte sterf: cholera.

Uit desperaatheid sou baie dorpenaars maskers dra of kontak met die siekes vermy, maar sulke pogings was dikwels ondoeltreffend, hulle sou steeds siek word. Hierdie jaar was anders, hierdie jaar het 'n groep wetenskaplikes van Europa opgedaag om te help. Hulle het die dorpenaars aangesê om vir die siek mense 'n mengsel van water, suiker en sout te gee. Hulle het die gemeenskaplike put wat die hoofbron van water was, ondersoek.

Die dorpenaars was verbaas toe die wetenskaplikes 'n soort vloeistof in die put gegooi het, wat volgens hulle medisyne was. Sommige van die dorpenaars was bang en het geweier om die water te drink, in plaas daarvan om uit 'n nabygeleë put te trek, het hulle selfs die oorspronklike put gedreineer wat die buitelanders die behandeling bygevoeg het. Die Europeërs het teruggekeer om te vind dat die dorpenaars water van ander nabygeleë onbehandelde putte gebruik het, daarom het hulle ook die chemikalie daarin geplaas, en in ander putte het hulle 'n pers kleurstof gegooi om mense te ontmoedig om die water daar te drink. Die dorpenaars is gedwing om uit die behandelde put te drink.

Na 'n paar dae het mense in die dorp opgehou om siek te word. Het die chemikalie wat in die put gegooi is, gehelp om die verspreiding van die siekte te keer?

* Let wel: Hierdie saak is fiktief, maar soortgelyke gebeure het wel in 1926 in Indië plaasgevind (Hausler, 2006, pp. 84–85)

  1. Oorweeg aksies wat deur 'n buitelandse entiteit op die dorp geneem is. Watter etiese kwessies bring die afdwing van 'n behandeling aan die dorpenaars sonder hul toestemming mee? Watter stappe kon hulle gedoen het wat die situasie meer aanvaarbaar sou gemaak het?
  2. Wanneer is dit gepas om 'n "genesing" op 'n bevolking af te dwing? Onthou dat in Noord-Amerika baie stede fluoried in die water sit om tandbederf te voorkom.

Wat is in die water?

Cholera word veroorsaak deur 'n bakterieë: Vibrio cholerae is 'n kommavormige bakterie met 'n enkele flagellum, en word as 'n gramnegatief geklassifiseer. Dit is tipies van die meeste prokariote struktureel. Nie alles nie V. cholerae siekte veroorsaak, maar diegene wat dit wel doen, kan ernstige diarree en braking ure na inspuiting veroorsaak. Tydens infeksie koloniseer die bakterieë die dunderm en gebruik hul pili om aan die gasheerselle te heg. Nie almal wat besmet word, word siek nie, en sommige het slegs ligte simptome

3. Benoem die bakterie (pili, nukleoïed, ribosome, flagellum, selmembraan, selwand)

Die cholera-toksien is 'n proteïen wat gebou is uit 'n spesifieke DNS-volgorde wat op patogeniese cholera-bakterieë voorkom. Die toksien, ook bekend as cholerageen of CTX, bestaan ​​uit ses proteïensubeenhede, een van daardie proteïene, CTB, bind aan reseptore op die selle van die dunderm en aktiveer sikliese AMP, wat 'n boodskappermolekule is. Die aktivering van sikliese AMP veroorsaak dat chloried-ioonkanale oopmaak en uit die sel en in die lumen beweeg. Hierdie ekstra chloriedione trek natriumione aan, wat die aantal ione in die lumen verhoog. Dit verlaag die waterpotensiaal, wat veroorsaak dat water in die konsentrasiegradiënt afbeweeg en die selle verlaat, 'n proses waarmee jy dalk bekend is: osmose. Hierdie massiewe verlies aan water manifesteer in die pasiënt as waterige diarree.

4. Lees die beskrywing hierbo wat beskryf hoe CTX werk. Bioloë skep dikwels modelle om hulle te help om prosesse te verstaan ​​wat moeilik is om te visualiseer. Skep 'n model (skets) wat wys hoe V. cholerae veroorsaak diarree. Die model moet gedetailleerd wees en kan aantekeninge insluit. Jou doel is om iemand anders te help verstaan ​​wat aan die gebeur is.

Hoe behandel jy die besmette?

Behandeling van cholera behels die vervanging van die verlore vloeistowwe en ione. Gesondheidswerkers kan IV's gebruik om vloeistowwe toe te dien of die pasiënt aan te moedig om water gemeng met glukose en sout te drink. Glukose kan help om energie te verskaf aan slagoffers wat nie in staat was om kos te hou nie, en die sout sal selle help om hul homeostase te herstel.

5. Verfris jou geheue oor die spysverteringstelsel. Op die prent, identifiseer elk van die volgende en plaas 'n X in die area wat met die simptome van cholera geassosieer word.

  • Maag
  • Dikderm
  • Dunderm (duodenum)
  • Dunderm (jejunum)
  • Bylaag

Sommige mense kan aan cholera blootgestel word en nie besmet raak nie. Verskille in patogenisiteit kan verband hou met die selmembraan en kanale wat die beweging van chloried en natriumione toelaat. Diegene met variasies in daardie vervoerproteïene kan bestand wees teen die effekte van die gifstof. Trouens, 'n mutasie in 'n geen wat kodeer vir 'n membraantransportproteïen (CFTR) is verantwoordelik vir die genetiese siekte sistiese fibrose. By mense veroorsaak hierdie siekte dat slym in die longe opbou, wat dit moeilik maak om asem te haal. Sommige wetenskaplikes stel voor dat die mutasie in die bevolking voortduur as gevolg van 'n verskynsel wat "heterosigote-voordeel" genoem word, waar dit jou 'n voordeel gee om 'n draer van 'n siekte te wees. Heterosigote vir sekelselsiekte is byvoorbeeld bestand teen malaria, maar ly nie aan die gevolge van die siekte nie.

6. Indien heterosigote voordeel met CF voorkom, in watter populasies sou jy verwag om meer individue met die CF geen te sien. Hoekom?

7. Stel 'n manier voor waarop die cholera-toksien as 'n terapie vir diegene met CF gebruik kan word?

Deel II – Was die water besmet?

Toe die Europeërs 'n chemiese middel in die put gesit het, was wat hulle probeer doen het om die cholera-bakterieë te "besmet". Alle lewende dinge in die natuur word prooi, en dit sluit bakterieë in. Trouens, bakterieë het baie klein vyande wat bakteriofage genoem word. Fage is nie tegnies lewendig nie, hulle het nie energie nodig nie en hulle kan nie op hul eie voortplant nie. Hulle kan 'n bakterie binnedring en die sel kaap om dit te dwing om meer fage te produseer. Hierdie infeksie is dodelik vir die bakterieë.

'n Bakteriofaag is saamgestel uit genetiese inligting (RNA of DNA) wat in 'n proteïenkapsule ingesluit is. Dit is gevorm soos 'n maanlander en het drie afsonderlike streke. Die kop bevat die genetiese materiaal omring deur 'n proteïenjas genaamd die kapsied. Die nek en heliese skede is ook saamgestel uit proteïene en dien as 'n kanaal vir die inspuiting van die genetiese materiaal in 'n bakterie - soos 'n spuit. Net onder die kop is die liggaam van die virus wat op 'n sit basisplaat en het beenagtige uitbreidings genoem stertvesels gebruik om aan 'n bakterie te koppel.

Die proteïene wat die basisplaat en stertvesels uitmaak, het 'n driedimensionele vorm wat elkeen uniek maak. Fage is spesifiek vir die bakterieë wat hulle besmet omdat die proteïene reseptore op die seloppervlak moet pas, soos 'n slot en 'n sleutel. Aanhegsel van die faag vind plaas wanneer die proteïene ooreenstem met die reseptore op die seloppervlak. Penetrasie vind plaas wanneer die DNA van die fage die gasheersel binnegaan. Eenmaal binne die sel, biosintese vind plaas, waar die fage-DNS repliseer en die gasheersel proteïene produseer wat gebruik sal word om meer fage te bou. In die laaste stadiums is die faagdeeltjies saamgestel en word dan vrygestel van die gasheerbakterie, 'n proses wat genoem word lysis wat die gasheer vernietig. Nuwe fage kan dan nuwe gashere gaan besmet.

8. Gebruik die onderstreepte strukture in die eerste paragraaf om die bakteriofaag te benoem. Waarom word bakteriofage (en virusse) nie as lewende organismes beskou nie?


9. Annoteer die prent hieronder om die stappe van infeksie deur 'n faag te beskryf deur die onderstreepte woorde hierbo te gebruik en nommer hulle om die korrekte volgorde aan te dui.

Die siklus wat geïllustreer word, word die genoem litiese siklus want dit lei tot die produksie van nuwe virusse. Soms volg virusse 'n ander pad, genoem die lisogeniese siklus. In hierdie geval integreer die virale genoom in die gasheer-DNS, maar bly dormant. Elke keer as die sel verdeel, dra dit daardie sluimerende stuk virale DNA saam. Op 'n stadium sal die virale DNA aktiveer en die sel sal oorskakel na die litiese pad en meer fage produseer. Die lisogeniese siklus vind ook plaas met menslike virusse. Herpes kan byvoorbeeld dormant in jou vel bly en dan geaktiveer word, wat 'n koue seer veroorsaak. Ons verstaan ​​nie altyd die redes vir hierdie aktivering nie, maar dit faal gewoonlik nooit dat jy 'n koue seer die dag voor foto's of prom sal kry nie.

10. Sal die dorpenaars herhaaldelik of net een keer uit die behandelde putte moet drink om 'n voldoende dosis te verkry om as 'n kuur te dien? Wat is die basis van jou antwoord?

11 . Moet die dorpenaars bekommerd wees dat hierdie bakteriese virus skadelik vir hul eie selle sal wees? Hoekom of hoekom nie?

12. Verduidelik die verskil tussen die litiese siklus en die lisogeniese siklus. Wat sou die effek op behandeling wees as die bakteriofaag wat in die putte gegooi is, 'n lisogeniese lewensiklus aanneem?

Deel III - Wat van antibiotika?

Fage was 'n interessante verskynsel wat nie soveel aandag gekry het nie as gevolg van die ontwikkeling van antibiotika. Cholera het maklik behandelbaar geword met antibiotika en die idee om fage te gebruik om infeksie te beheer, het guns verloor. Antibiotika werk deur dele van die sel te beskadig wat mense nie het nie, soos die selwand. Sommige bakterieë is natuurlik bestand teen antibiotika, wat 'n probleem vir hul langtermyngebruik inhou. Wanneer antibiotika gebruik word, is daardie bakterieë wat weerstandbiedend is meer geneig om te oorleef. Hulle reproduseer en skep 'n nuwe generasie wat ook weerstandbiedend is. Met verloop van tyd verloor antibiotika hul doeltreffendheid. Die opkoms van antibiotika-weerstandige bakterieë is 'n groot bekommernis vir hedendaagse wetenskaplikes.

Die grafiek toon die resultaat van 'n eksperiment waar die groei van 'n bakteriese populasie oor tyd gemonitor is. Groei is gemonitor deur die troebelheid van die kultuur te meet (hoe meer troebel 'n kultuur, hoe meer selle is teenwoordig). Na 1 uur is die bakterieë in 4 verskillende flesse verdeel. Die bakterieë in elk van hierdie flesse is aan verskillende behandeling onderwerp (sien hieronder), en die bakterieë is geïnkubeer en hul groei is gemonitor.

13. Watter behandelings was die minste effektief? Watter was die doeltreffendste?

14. Gebruik van antibiotika kan die verloop van die siekte verkort. Pasiënte kan antibiotika mondelings gegee word bykomend tot rehidrasie protokolle. Pasiënte kan ná 'n dag beter begin voel, maar hulle moet steeds die antibiotika neem. Hoekom?

15. Dink jy cholera kan weerstand teen fage word? Hoekom of hoekom nie? In jou antwoord, oorweeg die verskille tussen faagterapie en antibiotika.