Патогенные (болезнетворные) прокариоты
Тема лекции « Разнообразие прокариот и их
Распределение в природе»
Прокариоты распространены повсеместно: в почве, воде, воздухе, на продуктах питания, в организме растений, животных и человека. Наиболее велико содержание прокариот в почве: до 5 млрд. бактериальных клеток в одном грамме чернозёма. На одном гектаре пашни содержится до 5 тонн микробной массы. В почве обнаруживаются споры патогенных для человека видов: возбудителей сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены, ботулизма. В воде содержание прокариот меньше: даже в загрязненной воде обычно не более 1 млн. бактериальных клеток в 1 мл. В питьевой воде содержание бактериальных клеток не должно превышать 1000. В воде могут встречаться возбудители брюшного тифа, холеры, дизентерии. Содержание прокариот в воздухе может достигать десятков тысяч клеток на 1 м3 (особенно, в промышленных центрах). В горных районах содержание прокариот может уменьшаться до 1 клетки на 10 м3. В организме человека прокариоты встречаются на поверхности кожи, в полости рта, в желудочно-кишечном тракте, в дыхательных путях, в мочеполовых путях. Совокупность всех прокариот в организме человека называется микрофлора.
Согласно публикации К. Вёза «Эволюция прокариот» (1987), ставшей уже классической, прокариоты разделяются на два основных домена – Bacteria и Archaea. По анализу 16S рРНК культивируемые бактерии были разделены на 12 основных филогенетических линий, а археи – на две. В последние 10–15 лет количество основных филогенетических линий заметно увеличилось в значительной степени за счет молекулярно-экологических исследований природных микробных сообществ.
|
|
|
Среди домена бактерий в настоящее время насчитывается более 40 основных филогенетических линий. Примерно треть из них вообще не содержит культивируемых организмов, еще в одной трети они составляют лишь незначительную часть (вплоть до единственного вида).
Среди архей также была обнаружена новая основная филогенетическая линия (корархаеоты), представленная исключительно некультивируемыми организмами (филотипами). Кроме того, молекулярно-биологические исследования свидетельствуют о значительно большем разнообразии и тех филогенетических линий, которые были выделены на основании изучения культивируемых организмов. Например, в одной из трех линий архей (Сrеnаrchaeota) культивируются только термофильные микроорганизмы, в то время как данные молекулярной экологии свидетельствуют о значительном разнообразии в природе мезофильных и психрофильных пока еще не культивируемых представителей этой линии.
Изучение культивируемых организмов показало, что представители отдельных филогенетических линий являются космополитами в природе, а другие обнаружены лишь в некоторых экологических нишах. Молекулярно-экологические исследования подтвердили и расширили эти данные. Оказалось, что, с одной стороны, среди бактерий 90 % культивируемых организмов и 70 % некультивируемых относятся всего к четырем основным филогенетическим линиям – это протеобактерии, флавобактерии-бактероиды-цитофаги и две линии грамположительных бактерий – клостридиальная и актиномицетная. С другой стороны, молекулярно-экологические исследования показали, что бактерии некоторых вновь обнаруженных филогенетических линий в значительной степени или даже полностью представленные только филотипами, также являются космополитами, т.е. значительную часть широко распространенных микроорганизмов пока еще не удается культивировать.
|
|
|
Экология прокариот определяется типами обмена веществ. По типам обмена веществ выделяются следующие группы прокариот, которые могут быть аэробными или анаэробными:
1) Гетеротрофные (свободноживущие и обитающие в других организмах)
2) Автотрофные (фотосинтезирующие и хемосинтезирующие)
Например, гетеротрофы нуждаются в готовых органических веществах. Среди гетеротрофных эубактерий имеются сапротрофы (свободноживущие формы), комменсалы (нахлебники), факультативные паразиты и облигатные паразиты.
|
|
|
К сапротрофам относятся, например, молочнокислые бактерии, чья деятельность используется при изготовлении молочнокислых продуктов, при квашении, силосовании. Благодаря деятельности других сапротрофов возможно получение и отбеливание льняных тканей. В природе сапротрофы выполняют функции деструкторов и минерализаторов (редуцентов), например, сенная палочка.
К комменсалам относится кишечная палочка. Эти бактерии составляют значительную часть содержимого толстого кишечника человека, а также кишечника других животных. Они вырабатывают некоторые витамины и препятствуют развитию болезнетворных (патогенных) бактерий. Однако некоторые формы кишечной палочки вызывают воспаления кишечника (энтериты), тогда этот вид ведет себя как факультативный паразит. В то же время кишечная палочка встречается и вне организма человека (в воде и почве), тогда этот вид является сапротрофным. Кишечная палочка широко используется в научных исследованиях, является основным объектом биотехнологии. Среди гетеротрофных прокариот существует множество патогенных видов.
|
|
|
Автотрофы способны к фиксации углекислого газа. В некоторых экосистемах автотрофные прокариоты являются важными продуцентами органического вещества. К автотрофным прокариотам относятся хемоавтотрофы (литотрофы) и фотоавтотрофы. Хемоавтотрофы способны к хемосинтезу: для фиксации углекислого газа они используют энергию химических реакций. Хемотрофные прокариоты обеспечивают круговорот важнейших элементов: азота, серы, железа. Фотоавтотрофы - это фотосинтезирующие прокариоты: для фиксации углекислого газа они используют световую энергию. Многие прокариоты могут переходить с одного типа питания на другой (миксотрофы).
По характеру энергетического обмена прокариоты делятся на аэробов, облигатных (обязательных) анаэробов и факультативных анаэробов. Представители аэробных прокариот - стафилококки, облигатных анаэробов - клостридии (возбудители газовой гангрены), факультативных анаэробов - холерный вибрион.
Особую группу прокариот составляют азотфиксаторы. Они переводят атмосферный азот в аммиачную форму, доступную высшим растениям. Существуют свободноживущие аэробные азотфиксаторы (азотобактер) и анаэробные (клостридиум). Симбиотические азотфиксаторы (ризобиум) в виде специальных препаратов специально вносятся в почву совместно с семенами бобовых культур. Прокариоты и бобовые растения вступают в симбиоз, на корнях бобовых образуются клубеньки, содержащие азотфиксирующие бактерии. В результате азота фиксируется больше, чем требуется симбионтам; тогда избыток фиксированного азота накапливается в почве.
Патогенные (болезнетворные) прокариоты
Среди прокариот различают патогенные виды (безусловно вызывают инфекционные заболевания), непатогенные виды (комменсалы) и условно патогенные виды. Условно патогенные виды вызывают заболевания при ослаблении защитных реакций организма: при охлаждении, истощении, недостатке витаминов, при травмах дыхательных путей. К безусловно патогенным прокариотам относятся: многие клостридии (вызывают ботулизм, столбняк), многие сальмонеллы (брюшной тиф, паратиф, пищевые отравления), многие стрептококки (ангины, скарлатина), риккетсии (сыпной тиф, Q-лихорадка), холерный вибрион, возбудители дизентерии, пневмонии, чумы, сибирской язвы, столбняка, гонореи и другие. Бактериальные инфекции остаются бичом человечества. Например, в 1990 г. палочкой Коха (возбудитель туберкулеза) было инфицировано 1,7 млрд. людей, из них 3,3 млн. скончались. От прочих инфекций дыхательных путей погибло 6,9 млн. людей (из них 4,3 млн. - дети до 5 лет). От кишечных инфекций погибло 4,2 млн. людей (из них 4,2 млн. - дети до 5 лет).
Борьба с болезнетворными микроорганизмами включает целый ряд мероприятий:
1) должна вестись профилактика заболеваний, которая включает соблюдение правил личной гигиены, употребление в пищу продуктов, свободных от возбудителей заболеваний и их токсинов (например, ботулинов), проведение профилактических прививок (например, против столбняка, дифтерии).
2) Во-вторых, при заболевании необходимо точно поставить диагноз, назначить лечение и выполнять все требования лечащего врача.
3) следует принимать все санитарные меры для того, чтобы исключить передачу возбудителя заболевания от больного человека (или другого носителя) к здоровым людям.
4) В природных очагах заболеваний необходимо бороться как с носителями заболеваний (например, с грызунами), так и переносчиками (например, вшами, блохами и другими паразитами).
5) Борьба с патогенными микроорганизмами должна вестись на строго научной основе, на знании биологии микроорганизмов и способах инфицирования.
Следует быть крайне осторожным при использовании нетрадиционных методов лечения (методов народной медицины). При инфекционных заболеваниях и нерациональном использовании антибиотиков может произойти нарушение видового состава микрофлоры – такое нарушение называется дисбактериоз. При дисбактериозе увеличивается численность патогенных прокариот.
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 1538; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!