11 - Б, 11 - В класи

Поняття про біологічну небезпеку та біологічну безпеку


іологічний тероризм - застосування небезпечних біологічних агентів для завдання шкоди життю і здоров'ю людей заради досягнення цілей політичного або ідеологічного характеру. Зазвичай ідеться про навмисне «вивільнення» патогенних біологічних засобів з метою завдання максимальної шкоди людині, тваринам і рослинам для досягнення особистих, політичних, соціальних або релігійних цілей. У XX ст. було зафіксовано понад 100 підтверджених випадків використання біологічних агентів, з яких 19 були терористичними актами. Окремим випадком біологічного тероризму є агротероризм з використанням біологічної зброї проти культурних рослин або домашніх тварин.

Біологічна зброя - це спеціальні боєприпаси, прилади із засобами доставки, що споряджені біологічними агентами. Біологічні агенти - патогенні мікроорганізми, токсини, заражені комахи, а також синтетичні хімічні речовини - гербіциди та дефоліанти. З розвитком генетичної інженерії можна добути особливо небезпечні штами стійких до антибіотиків мікроорганізмів, які зможуть протистояти вакцинам. Біологічна зброя є засобом масового ураження й призначається для ураження людей, свійських і службових тварин, сільськогосподарських тварин і рослин. Навмисне застосування таких біологічних речовин для ураження або знищення людей, а також сільськогосподарських тварин і рослин входить у поняття «біологічна війна». Для ураження людей найбільш ймовірне використання як біологічної зброї збудників натуральної віспи, сибірської виразки, чуми, туляремії, бруцельозу, висипного тифу, жовтої гарячки, токсину ботулізму 

Самостійна робота з таблицею. Біонебезпечні інфекційні захворювання

Визначте збудників і механізм передачі інфекційних захворювань, що можуть бути причиною біологічної небезпеки. Чому хвороботворні віруси й бактерії у зафіксованих випадках були біологічною зброєю масового ураження? Які особливості відрізняють біологічну зброю від хімічної?

Захворювання	Збудник	Механізм передачі
Натуральна віспа
Сибірська виразка
Чума
Висипний тиф

11 - Б, 11 - В класи

Застосування досягнень молекулярної генетики.

МОЛЕКУЛЯРНА ГЕНЕТИКА - це галузь біології, що вивчає молекулярні основи спадковості й мінливості живих організмів і вірусів. Найголовнішими досягненнями молекулярної генетики, що застосовуються в біотехнології, є закономірності організації та збереження генетичного матеріалу (хімічна природа гена, штучний синтез гена, механізми реплікації й репарації ДНК). Молекулярна генетика стала теоретичною основою генної інженерії, метою якої є створення генетичних структур та організмів з новими комбінаціями спадкових ознак.

До найважливіших методів молекулярної генетики, що їх використовують у генній інженерії, належать:

• метод гібридизації ДНК з використанням ДНК-зондів - визначення фрагментів ДНК або РНК з певною генетичною інформацією за допомогою одноланцюжкових комплементарних фрагментів ДНК (ДНК-зондів);
• методи секвенування генів - встановлення послідовності нуклеотидів у молекулах ДНК;
• метод полімеразної ланцюгової реакції - збільшення кількості фрагментів ДНК у біологічному матеріалі;
• метод генетичних маркерів - ідентифікація фрагментів ДНК за допомогою специфічних нуклеотидних послідовностей з відомою первинною структурою;
• методи перенесення генів за допомогою вірусних векторів або плазмід.

МОЛЕКУЛЯРНА БІОЛОГІЯ - галузь біології, що вивчає біологічні процеси на рівні біополімерів - нуклеїнових кислот і білків та їх надмолекулярних структур. Для біотехнології фундаментальне значення мають такі досягнення цього розділу, як встановлення механізмів реалізації генетичної інформації, біосинтезу білків, мембранного транспортування, ферментного каталізу, а також вивчення регуляторних механізмів цих процесів. Молекулярна біологія разом з молекулярною генетикою стали фундаментом для клітинної інженерії, мета якої - створення нових клітин та отримання тканин, органів й організмів з клітинного матеріалу.

БІОХІМІЯ - наука про хімічний склад і хімічні процеси, що відбуваються в клітинах живих організмів. Сучасна біохімія вивчає організми на молекулярному рівні за допомогою цілої низки методів: електрофорезу, хроматографії, електронної мікроскопії, ультрацентрифугування, полярографії, методу мічених атомів.

Самостійна робота з ілюстрацією

Перед вами схема окремих етапів створення трансгенного сорту суниць. Назвіть ці етапи й укажіть методи й ферменти, що їх було використано під час створення сорту.

11- Б, 11 - В класи

Застосування результатів біологічних досліджень у біотехнології.

Біологічний словник: біотехнологія, цитотехнологія, гістотехнологія.
Самостійна робота "Сучасна біотехнологія як основа сталого розвитку" ст. 245 підручника

11 - Б, 11 - В класи

Біоетичні проблеми сучасної медицини


БІОЕТИКА (або етика життя) (від грец. етикос - звичай) - розділ науки, що вивчає проблеми моралі насамперед стосовно людини та всього живого, визначає, які дії щодо живого з морального погляду є припустимими, а які - неприпустимими. Вперше ідею про те, що людина відповідає за свою діяльність не лише перед іншими людьми, а й перед всіма іншими живими істотами, була сформульована видатним німецьким гуманістом, лауреатом Нобелівської премії з фізіології і медицини 1952 р. Альбертом Швейцером (1875-1965). Засновником біоетики є американський учений Ван Р. Поттер (1911-2001). Його концепція, викладена у праці «Біоетика - міст у майбутнє» (1969), сформувалася під впливом ідей американського еколога Олдо Леопольда (1887-1948), який став відомим у світі як засновник екологічної етики. Виникненню біоетики передував тисячолітній досвід розвитку медичної етики. У формулюванні основних етичних норм, правил, принципів сучасної медицини важливу роль відіграли Гіппократ, К. Гален, Авіценна (Ібн-Сіна), Парацельс, А. Везалій та багато інших видатних лікарів минулого.

Метою біоетики є збереження та розвиток життя за допомогою моральних норм і принципів. Об'єктом дослідження постає життя в цілісності та багатоманітності його проявів, а предметом досліджень - моральні ціннісно-нормативні механізми збереження та розвитку життя. Основним завдання є обґрунтування базових принципів, на котрих може бути побудована несуперечлива, цілісна наука про моральні стосунки людини з живою природою.

Отже, біоетика є галуззю знання та людської практики про збереження й розвиток життя за допомогою етичних механізмів і принципів.

Основоположними принципами біоетики є такі.

1. Принцип неспричинення шкоди (принцип «не нашкодь») - найстаріший у медичній етиці. Він пов'язаний не стільки з правами пацієнтів, скільки з професійними обов'язками лікаря і фармацевта виконувати свою роботу якісно і сумлінно.

2. Принцип автономії - індивід має право розпоряджатися своїм здоров'ям і благополуччям, навіть відмовлятись від лікування за умови, що це буде вартувати йому життя.

3. Принцип інформованої згоди означає, що медичний працівник повинен якомога повніше інформувати пацієнта про стан його здоров'я й надавати йому оптимальні рекомендації щодо лікування. Пацієнт, у свою чергу, дістає можливість вільно визначити курс своїх подальших дій, найбільш прийнятний для нього особисто.

4. Принцип правдивості вказує на необхідність достовірного інформування пацієнта про стан його здоров'я. Особливої гостроти ця проблема набуває в разі діагностування невиліковних хвороб.

5. Принцип конфіденційності - це принцип лікарської таємниці й недоторканості приватного життя; ідея не розголошування лікарем відомостей, що стосуються стану здоров'я пацієнта, його приватного життя і матеріального стану.

У Женевській декларації ця теза набуває чіткої і категоричної форми: «... Присягаюся поважати довірені мені секрети навіть після смерті пацієнта».

6. Принцип справедливості вимагає рівної доступності до медичної допомоги для кожного пацієнта та всіх соціальних груп суспільства.

7. Принцип людської гідності гарантує гідне ставлення до пацієнта в тому разі, якщо він позбавлений автономних рішень та дій; його, як правило, застосовують до людей, що перебувають у недієздатному фізичному та психічному стані, а також до малолітніх дітей.

8. Принцип «роби благо» означає дію на благо інших людей, що відбувається завдяки наявності в людини почуття відповідальності й обов'язку, альтруїзму, любові до ближнього, емпатії (здатності до розуміння й відчування емоційного стану інших людей, а також до сприйняття їхнього способу мислення).

Отже, одним із основних завдань біоетики є обґрунтування принципів, на котрих формується система моральних цінностей і нормативів для збереження та розвитку життя на Землі.

Біоетична проблема - складне теоретичне або практичне питання медицини або біології, що не має однозначного розв'язання, суперечить існуючим знанням і потребує розв'язування за допомогою наукових досліджень. Діапазон медичних технологій неймовірно розширився, зросла їхня роль у лікуванні різних захворювань. Трансплантація органів, тканин і стовбурових клітин, використання ембріональних тканин і клітин, генна терапія, штучна зміна статі, застосування трансгенних організмів з метою отримання харчових продуктів, клонування тварин і людини породжують чимало етичних суперечностей. Окрім того, серед проблемних питань на сучасному етапі розвитку біоетики виокремлюють: наукові дослідження на тваринах, генетичні технології й втручання в репродукцію людини, ставлення до смерті та сучасних технологій подовження життя, соціальну справедливість у медицині.

Самостійна робота "Основні принципи біоетики" ст. 240 - 241 підручника

11 - Б, 11- В класи

Генна інженерія в медицині. Досягнення регенеративної медицини та онкології

Генотерапія - це лікування захворювань шляхом заміни дефектних генів нормальними. Основою генотерапії є методи внесення змін у генетичний апарат клітин пацієнтів з метою спрямованої зміни генних дефектів або надання клітинам нових функцій. Залежно від способу введення ДНК у геном пацієнта генотерапія може відбуватися в культурі клітин (ex vivo) або безпосередньо в організмі (in vivo) (іл. 99). У генотерапії вирізняють такі види, як:

• а) фетальна генотерапія - чужорідну ДНК вводять у зиготу (ембріон) на ранній стадії розвитку;
• б) соматична генотерапія - введення генів у соматичні клітини пацієнта;
• в) позаорганізмова генотерапія - введення генів у культивовані клітини і пересадка цих клітин пацієнтам;
• г) активація власних генів організму з метою подолання дії мутантного гена.

Нині у світі вже близько 400 проектів перебувають на стадії клінічних випробувань, серед яких лікування муковісцидозу, гемофілії, імунодефіцитів, серпоподібно-клітинної анемії тощо. Одним із основних інструментів для сучасних генотерапевтичних проектів є технологія редагування ДНК - CRISPR/Cas9. За допомогою цієї системи розроблено технології для видалення ВІЛ із клітин живого організму, лікування хвороби Паркінсона, амаврозу Лебера, пухлин мозку, раку крові та ін.

У світі розроблено препарати для лікування вологої дистрофії сітківки ока - однієї з найпоширеніших причин сліпоти в людей похилого віку. У 2018 р. затверджено застосування першого в світі препарату, механізм дії якого пов'язаний з РНК-інтерференцією. Це патисаран для лікування спадкового амілоїдозу. В Україні розроблено метод терапії інфаркту міокарда із застосуванням інтерферуючих РНК.

Отже, генотерапія уможливлює безпосередній вплив на гени, що є причиною виникнення багатьох моно- й полігенних спадкових захворювань людини.

Онкологія (від грец. онкос - пухлина, логос - вчення) - розділ медицини, предметом якого є діагностика та лікування новоутворень. Сучасні уявлення про молекулярно-біологічні зміни в клітинах докорінно змінили підходи до розв'язування найгостріших проблем онкології.

Самостійна робота з таблицею. Новітні напрями розвитку медицини

Заповніть таблицю та схарактеризуйте основи новітніх напрямів розвитку медицини. Назвіть проблеми розвитку сучасної медицини в Україні у цих напрямах. ст. 237 підручника

11 - Б, 11 - В класи

Досягнення трансплантології, репродуктивної медицини та донорства

11- Б, 11- В класи

І. І. Мечников (1845-1916) - лауреат Нобелівської премії з фізіології і медицини за працю «Імунітет при заразних хворобах». Відкрив явище фагоцитозу, розробив фагоцитарну теорію імунітету та заклав основи імунології.

Застосування результатів біологічних дослідженя в медицині

Медицина (віл лат. medicina - наука лікувати) - система наукових знань і практичної діяльності, спрямованої на збереження здоров'я й лікування захворювань. Основні розділи медицини - теоретична та практична медицина. Теоретична медицина є медичною теорією, що об'єднує різні медичні науки (наприклад, остеологія, нейрологія, міологія, дентологія). Практична медицина (медична практика) - це галузь медицини, що застосовує на практиці надбання медичної теорії.

Медицина завжди була важливою галуззю для людини, й у майбутньому її значення лише зростатиме.

Біологічні основи. Загальна медична теорія в наш час формується із таких основних підходів: вчення про стрес, теорія хвороб цивілізації, екологічний підхід, психосоматика, етологічний (поведінковий) підхід, біоетика.

Теоретичною основою сучасної медицини є біологічні науки про організм людини, його властивості та інші живі організми (анатомія, фізіологія, ембріологія, генетика, вірусологія, мікробіологія тощо), екологічні (екологія людини, медична екологія), суспільні (філософія, етика, естетика, антропологія), технічні (інформатика, кібернетика) науки та ін.

Медична наука України пишається великими вченими, які зробили величезний внесок у становлення медицини на міжнародному рівні.

М. Ф. Гамалія (1859-1949) - вивчав сказ, холеру, чуму, відкрив холероподібний вібріон птахів. Створив протихолерну вакцину, опрацював теорію утворення антитіл.

Д. К. Заболотний (1866-1929) - мікробіолог і епідеміолог, досліджував вогнища чуми та організував боротьбу з нею, довів роль степових гризунів у розповсюдженні епідемії.

М. Д. Стражеско (1876-1952) - видатний терапевт, сприяв розвитку кардіології, обґрунтував теорію ревматизму, виявив зв'язок між ендокардитом і ревматизмом.

В. П. Філатов (1875-1956) - видатний офтальмолог, створив методи відновної хірургії ока, розробив проблему трансплантації рогової оболонки, творець тканинної терапії.

Ю. Ю. Вороний (1895-1961) - видатний хірург, досліджував проблеми трансплантації, здійснив першу в світі пересадку нирки, чим започаткував новий етап трансплантології.

М. М. Амосов (1913-2002) - видатний хірург, винайшов і упровадив апарат штучного кровообігу, протези серцевих клапанів, розробив основи біологічної та медичної кібернетики.

В. Ю. Чаговець (1873-1941) - видатний електрофізіолог, упровадив у практику метод електрогастрографії, створив біоелектричну теорію нервово-м'язової провідності.

О. О. Богомолець (1881-1946) - видатний фізіолог, розвинув вчення про сполучну тканину, її функції, концепцію старіння як ослаблення трофічної функції сполучної тканини, створив вчення про взаємодію пухлини і організму.

В. В. Фролькіс (1924-1999) - видатний фізіолог-геронтолог, створив адаптаційно-регуляторну теорію вікового розвитку та генно-регуляторну теорію старіння, висунув уявлення про процеси антистаріння.

У сучасній Україні розвиткові медицини в державній політиці приділяється особлива увага. Головним державним органом є Міністерство охорони здоров'я України. Спрямованість фундаментальних досліджень визначає й організовує Національна академія медичних наук України.

Самостійна робота "Визначення відкриття та розвиток медицини" ст. 228 - 229 підручника