Екологія мікроорганізмів 2
Мікроорганізми поширені всюди. Οʜᴎ заселяють грунт, воду, повітря, рослини, організми тварин і людей-екологічні середовища проживання мікробів.
Виділяють свободноживущие і паразитичні мікроорганізми. Усюди, де є хоч якісь джерела енергії, вуглецю, азота͵ кисню і водню (цеглинок нд ?? його живого), обов'язково зустрічаються мікроорганізми, що розрізняються за своїми фізіологічними потребами і займають свої екологічні ніші. Титанічна роль мікроорганізмів у кругообігу речовин в природі має виняткове значення для підтримки динамічної рівноваги біосфери.
Мікроорганізми в екологічних нішах співіснують у вигляді складних ассоціацій- біоценозів з різними типами взаємин, в кінцевому рахунку забезпечують співіснування численних видів прокаріотів і різних царств життя.
Всі типи взаємин мікроорганізмів об'єднуються поняттям симбіоз. Він має бути антогоністіческіе і сінергіческім.
Роль мікроорганізмів у кругообігу речовин в природі.
Під кругообігом речовин в природі розуміють цикли перетворення хімічних елементів, у тому числі побудовано живі істоти, що відбуваються внаслідок різноманітності та гнучкості метаболізму мікроорганізмів.
Найбільше значення для вс ?? його живого має обмін (кругообіг) вуглецю, кисню, водню, азота͵ сірки, фосфору і жел ?? еза. Етапи кругообігу різних хімічних елементів здійснюється мікроорганізмами різних груп. Безперервне існування кожної групи залежить від хімічних перетворень елементів, здійснюваних іншими групами мікроорганізмів. Життя на Землі неперервна, оскільки нд ?? е основні елементи життя піддаються циклічним перетворенням, в значній мірі визначаються мікроорганізмами.
Грунт є основним місцем проживання мікробів. Склад мікрофлори складається з багатьох тисяч видів бактерій, грибів, найпростіших і вірусів. Кількість мікробів залежить від складу грунтів і ряду інших факторів, в одному грамі орної грунту може міститися до 10 млрд. Мікроорганізмів. Серед них сапрофіти ( "гниле рослина"), ᴛ.ᴇ. мікроорганізми, які живуть за рахунок мертних органічних субстратів. У процесі самоочищення грунту і кругообігу речовин беруть участь також нитрифицирующие, азотфіксуючі, денітрифікуючі і інші групи мікроорганізмів.
Патогенні мікроорганізми потрапляють в грунт з біовидел ?? еніямі людей і тварин (калом, сечею, харкотинням, слиною, гноєм, потім і ін.), А також з трупами. Довше нд ?? його в грунті зберігаються спороутворюючі патогенні мікроорганізми збудники сибірської виразки, правця, газової гангрени, ботулізму, що визначає епідемічне значення грунту при цих інфекціях. Збудники сапронозов можуть автономно жити в грунті і воді і бути пов'язаними з грунтовими і водними організмами, ᴛ.ᴇ. ця природне середовище проживання для них- основний резервуар збудника ?? їй. Грунт і вода в разі сапронозов виступає в якості джерела зараження тварин і людей.
Санітарно гігієнічний якість води оцінюється різними способами. Найчастіше визначають кіль- титр і кіль- індекс, а також загальна кількість мікроорганізмів в мл. Кіль- індекс- кількість E.coli (кишкової палички) в одному літрі, кіль- тітр- найменшу кількість води, в якому можна знайти одна клітина кишкової палички. Санітарно епідеміологічне значення определ ?? ення в різних об'єктах мікроорганізмів вивчає санітарна мікробіологія. До числа її базових принципів можна віднести індикацію (виявлення) патогенів в об'єктах навколишнього середовища, до непрямих методам- виявлення санітарно показових мікроорганізмів, определ ?? ення загальної мікробної обсіменіння.
Вода має істотне значення в епідеміології кишкових інфекцій. Їх збудники можуть потрапляти з випорожненнями в зовнішнє середовище (грунт), з стічними водамі- в водойми і в деяких випадках-в водопровідну мережу.
Повітря як середовище існування менш сприятливий, ніж грунт і вода-мало поживних речовин, сонячні промені, висушування. Головним джерелом забруднення повітря мікроорганізмами є грунт, менше-вода. У видовому відношенні переважають коки (в т.ч. сарціни), спорові бактерії, гриби, актиноміцети. Особливе значення має мікрофлора закритих приміщень (накопичується при виділ ?? еніі через дихальні шляхи людини). Повітряно-крапельним шляхом (за рахунок утворення стійких аерозолів) поширюються багато респіраторні інфекції (грип, коклюш, дифтерія, кір, туберкульоз і ін.).
Мікробіологічна чистота повітря має велике значення в лікарняних умовах (особливо- операційні та інші хірургічні відділ ?? ення).
Мікрофлора людини і її значення.
Дитина розвивається в організмі матері в нормі в стерильних умовах. Формування нової екологічної системи "організм людини + населяє його мікрофлора" починається в момент народження, причому основою її є мікрофлора матері і навколишнього дитини зовнішнього середовища (перш нд ?? його повітря). Протягом короткого часу шкірні покриви і слизові оболонки, сполучені із зовнішнім середовищем, заселяються різноманітними мікроорганізмами. У формуванні мікрофлори дітей першого року (головним чином-біфідобактерії і лактобактерії) істотну роль має природне (грудне) вигодовування.
Нормальна (ᴛ.ᴇ. в умовах здорового організму) мікрофлора в кількісному і якісному відношенні представлена на різних ділянках тіла (екотопах) неоднаково. Причини- неоднакові умови проживання.
L-форми - бактерії, частково або повністю позбавлені клітинної стінки, але зберегли здатність до розвитку. Вперше виявлені в 1894 році Н.Ф. Гамалія. Буква L - перша буква назви Лістеровского інституту в Лондоні, де вперше Еммі Кляйнебергер-Нобель звернула увагу на розвиток морфологічно дуже незвичайних клітин в культурі бактерій Streptococcus momliforniis. виділ ?? енной з рідини вуха щура. Пізніше були описані L-форми у найрізноманітніших видів бактерій. Було показано, що L-форми виникають спонтанно або індуковано - під впливом агентів, які блокують синтез клітинної стінки (антибіотиків пеніцилінового ряду і ціклос ?? Єріна, ультрафіолетових і рентгенівських променів, амінокислоти гліцину).
L-форми утворюються в результаті незбалансованого зростання нормальних бактеріальних клітин в довжину і в товщину і в зв'язку з цим поліморфні. У культурах L-форм виявляються кулясті, ниткоподібні або зовсім ?? е безструктурні клітини розміром від 0,2 до 50 мкм. Οʜᴎ спокійно проходять через бактеріальні фільтри і легко руйнуються при механічних впливах. На відміну від нормальних клітин L-форми часто містять великі вакуолі. Їх метаболічна активність дуже низька. Клітинне справ ?? ення відбувається нестандартно, за рахунок утворення елементарних тіл шляхом відокремлення від поверхні клітини або від мембрани вакуолі.
Культивувати L-форми можна тільки на спеціальних середовищах з високим осмотичним тиском. L-форми краще ростуть на щільною, ніж в рідкому середовищі. На щільному середовищі вони утворюють колонії, що вростають в агар і мають характерну форму перевернутої капелюхи. Колонії ростуть повільно, хоча іноді досягають значних розмірів. Розрізняють стабільні і нестабільні L-форми. Нестабільні L-форми мають елементами клітинної стінки і в зв'язку з цим здатні перетворюватися в нормальні бактеріальні клітини після виключення дії фактора, що викликав їх освіту. Стабільні L-форми повністю позбавлені ригидной клітинної стінки, що зближує їх з протопластами. Οʜᴎ вкрай рідко повертаються в вихідні бактеріальні форми і існують без змін в різних умовах середовища. Перехід в L-форму можна розглядати як спосіб переживання бактеріями несприятливих умов, особливо у випадках патогенних мікроорганізмів.
Дослідження L-форм представляють суттєвий інтерес для медичної мікробіології, оскільки в цій формі в організмі людини і тварин можуть зберігатися патогенні бактерії. При нераціональному використанні антибіотиків, що приводить до утворення L-форм з бактерій, може наступити поліпшення стану хворого. При цьому після припинення прийому лікувального препарату настає перетворення L-форм в бактерії початкового вигляду з відновленням їх вірулентності, що призводить до рецидиву хвороби. Бактерії, у яких відсутня клітинна стінка, існують і в природі: це мікоплазми. Першим описаним представники ?? їм микоплазм з'явився збудник плевропневмонії великої рогатої худоби. Подібні мікроорганізми виявлені і у інших тварин - овець, кіз, щурів, собак, а також у людини, нд ?? їм їм було дано загальну назву PPLO (плевропневмоніеподобние організми). Мікоплазми також можуть існувати як сапрофіти в природних умовах, а також викликати захворювання і у рослин.
№188. Мікробіологія як галузь сучасної біології. Мед.мікробіологія.
Мікробіологія (від грец. Micros- малий, bios- життя, logos- вчення, ᴛ.ᴇ. вчення про малих формах життя) - наука, що вивчає організми, нерозрізнені (невидимі) неозброєним будь-якої оптикою оком, які за свої мікроскопічні розміри називають мікроорганізми (мікроби).
Предметом вивчення мікробіології є їх морфологія, фізіологія, генетика, систематика, екологія і взаємини з іншими формами життя.
У таксономічних відношенні мікроорганізми дуже різноманітні. Οʜᴎ включають пріони, віруси, бактерії, водорості, гриби, найпростіші і навіть мікроскопічні багатоклітинні тварини.
За наявністю і будовою клітин вся жива природа повинна бути розділ ?? ена на прокаріоти (що не мають справжнього ядра), еукаріоти (мають ядро) і не мають клітинної будови форми життя. Останні для свого існування потребують клітинах, ᴛ.ᴇ. є внутрішньоклітинними формами життя.
Мікроорганізми - це невидимі неозброєним оком представники нд ?? ех царств життя. Οʜᴎ займають нижчі (найбільш древні) ступені еволюції, але грають найважливішу роль в економіці, круговороті речовин в природі, в нормальному існуванні і патології рослин, тварин, людини.
Мікроорганізми заселяли Землю ще 3 4 млрд. Років тому, задовго до появи вищих рослин і тварин. Мікроби представляють найчисленнішу і різноманітну групу живих істот. Мікроорганізми надзвичайно широко поширені в природі і є єдиними формами живої матерії, заселяють будь-які, найрізноманітніші субстрати (довкілля), включаючи і більш високоорганізовані організми тваринного і рослинного світу.
Можна сказати, що без мікроорганізмів життя в її сучасних формах була б просто неможлива.
2. Основні етапи розвитку мікробіології, вірусології та імунології
До них можна віднести наступні:
1.Емпіріческіх знань (до винаходу мікроскопів та їх застосування для вивчення мікросвіту).
Дж.Фракасторо (1546ᴦ.) Припустив живу природу агентів інфекційних захворювань-contagium vivum.
2.Морфологіческій період зайняв близько двохсот років.
Антоні ван Левенгук в 1675ᴦ. вперше описав найпростіших, в 1683ᴦ.- основні форми бактерій. Недосконалість приладів (максимальне збільшення мікроскопів X300) і методів вивчення мікросвіту не сприяло швидкому накопиченню наукових знань про мікроорганізми.
3.Фізіологіческій період (з 1875ᴦ.) - епоха Л. Пастера і Р. Коха.
Л.Пастер- вивчення мікробіологічних основ процесів бродіння і гниття, розвиток промислової мікробіології, з'ясування ролі мікроорганізмів в кругообігу речовин в природі, відкриття анаеробних мікроорганізмів, вироблення принципів асептики, методів стерилізації, ослаблення (аттенуации) вірулентності і отримання вакцин (вакцинних штамів).
Р.Кох- метод виділ ?? ення чистих культур на твердих поживних середовищах, способи забарвлення бактерій аніліновими барвниками, відкриття збудника ?? їй сибірської виразки, холери (коми Коха), туберкульозу (палички Коха), совершенствованіетехнікі мікроскопії. Експериментальне обгрунтування критеріїв Хенлі, відомі як постулати (тріада) Хенле- Коха.
І.І.Мечніков- "поет мікробіології" за образним определ ?? енію Еміля Ру. Він створив нову епоху в мікробіології - вчення про несприйнятливості (імунітет), розробивши теорію фагоцитозу і обгрунтувавши клітинну теорію імунітету.
Одночасно накопичувалися дані про вироблення в організмі антитіл проти бактерій і їх токсинів, що дозволили П. Ерліха розробити гуморальну теорію імунітету. У наступній багаторічної і плідної дискусії між прихильниками фагоцитарної і гуморальної теорій були розкриті багато механізмів імунітету і народилася наука імунологія.
Надалі було встановлено, що спадковий і набутий імунітет залежить від узгодженої діяльності п'яти базових систем. макрофагів, комплемента͵ Т- і В-лімфоцитів, інтерферонів, головної системи гістосумісності, які забезпечують різні форми імунної відповіді. І.І.Мечникова та П. Ерліха в 1908ᴦ. була присуджена Нобел ?? евского премія.
5. Наступним важливим етапом у розвитку мікробіології стало відкриття антибіотиків. У 1929ᴦ. А.Флеминг відкрив пеніцилін і почалася ера антибіотикотерапії, яка призвела до революційного прогресу медицини. Надалі з'ясувалося, що мікроби пристосовуються до антибіотиків, а вивчення механізмів лікарської стійкості призвело до відкриття другого-позахромосомних (плазмідної) генома бактерій.
Вивчення плазмід показало, що вони представляють з себяеще більш просто влаштовані організми, ніж віруси, і на відміну від бактеріофагів не шкодять бактеріям, а наділяють їх додатковими біологічними властивостями. Відкриття плазмід істотно доповнило уявлення про форми існування життя і можливі шляхи її еволюції.
6. Сучасний молекулярно генетичний етап розвитку мікробіології, вірусології та імунології розпочався у другій половин ?? е 20 століття в зв'язку з досягненнями генетики та молекулярної біології, створенням електронного мікроскопа.
У дослідах на бактеріях була доведена роль ДНК у передачі спадкових ознак. Використання бактерій, вірусів, а потім і плазмід в якості об'єктів молекулярно біологічних і генетичних досліджень призвело до глибшого розуміння фундаментальних процесів, що лежать в основі життя. З'ясування принципів кодування генетичної інформації в ДНК бактерій і встановлення універсальності генетичного коду дозволило краще розуміти молекулярно генетичні закономірності, властиві більш високо організованим організмам.
Розшифровка геному кишкової палички зробило можливим конструювання і пересадку генів. До теперішнього часу генна інженерія створила нові напрямки біотехнології.
Завдання медичної мікробіології.
До них можна віднести наступні:
1.Установленіе етіологічної (причинного) рольмікроорганізмів в нормі та патології.
2. Розробка методів діагностики, специфічної профілактики і лікування інфекційних захворювань, індикації (виявлення) та ідентифікації (определ ?? ення) збудника ?? їй.
3. Бактеріологічний і вірусологічний контроль навколишнього середовища, продуктів харчування, дотримання режиму стерилізації і нагляд за джерелами інфекції в лікувальних і дитячих установах.
4. Контроль за чутливістю мікроорганізмів до антибіотиків та інших лікувальних препаратів, станом мікробіоценозів (мікрофлорою) повехності і порожнин тіла людини.
