Содержание
Невидимые, но от этого не менее важные организмы сопровождают жизнь человека повсюду. Микроорганизм – это наш друг или враг, в зависимости от вида, формы и условий существования. Они могут быть полезны и даже необходимы, а могут стать смертельно опасным неприятелем. После изобретения микроскопа мир был ошарашен наличием этого, невидимого ранее, параллельного мира и его влиянием на нас, больших и разумных существ.
Микроорганизмы и наука
Изучением простейших микроскопических организмом занимается специальная наука микробиология. По определению ученых, микроорганизм – это мельчайшие формы жизни, преимущественно одноклеточные. Реже, но случаются и бесклеточные или многоклеточные микробы. Размеры этих форм жизни измеряются десятыми и сотыми частями миллиметров и никак не видимы невооруженному человеческому глазу. Биологи разделили микробы на группы: бактерии, мицелярные грибы, микроводоросли и дрожжи.
Микроскопические вирусы выделены в отдельную отрасль изучения, они не относятся к живым организмам, однако обнаружены формы, которые представляют собой нечто переходное между вирусом и бактерией. Их назвали риккетсии. Основная цель научных исследований – определить истинную роль микроорганизмов различных форм в жизни человека и обезопасить его здоровье.
Хорошие или плохие?
Микроорганизм – это не всегда плохо. Нельзя бездумно уничтожить все примитивные формы жизни, такие действия привели бы к неотвратимым последствиям. Так, процессы гниения и разложения останков, переработка пищи – это работа различной формы микроорганизмов.
По своему взаимодействию с жизнедеятельностью человека, животных и растений микробы делятся на паразитов и сапрофитов. Сапрофиты – это этакие самостоятельные существа, никак не влияющие на самочувствие высшего организма. Паразиты – микроорганизмы, живущие только в теле носителя, бывают также двух видов. Первые живут, но не вызывают болезней, вторые, патогенные, являются причиной заболевания разной степени тяжести.
Все маленькие организмы имеют такую особенность, как способность легко видоизменяться и переходить из одной формы в другую. Это происходит под действием ряда факторов: изменения климата, внешних условий, приема антибиотиков.
Кто в человеке живет?
Человеку, незнакомому с микробиологией, даже отдаленно трудно представить себе, сколько маленьких жизней существует в нем самом. Даже если он педантично чистоплотен. Из воздуха, нефильтрованной и некипяченой воды к нам на кожу попадают грибки и бактерии в форме палочек и кокков. Во рту и слизистых оболочках носа проживают разнообразных кокки (стрепто-, пневмо- или стафило-). Они же поселяются и в зубном налете. Борьба с нежелательным соседством проста – чаще мыть руки, чистить зубы, пить воду из надежных источников или предварительно подвергать ее кипячению и тщательной фильтрации.
Не всякий «человеческий» микроорганизм – это враг. В желудке у нас живут друзья – бактерии, которые работают над процессом переработки пищи и выделения из нее витаминов и полезных микроэлементов. Поэтому при необходимом назначении антибиотиков врачи приписывают больному обязательно препараты для восполнения полезной бактериальной среды. Некачественная пища, просроченные продукты, несоблюдение режима питания – среда для успешного размножения патогенных микроорганизмов.
Грибки и дрожжи
Особым видом микроорганизмов являются невидимые грибы. Для своей жизнеспособности они селятся на субстрактах, которые содержат растительные вещества. Обширную группу составляют плесневые грибы, которые не только приводят к гниению плодов и порче продуктов, но и способны вызвать серьезные заболевания, вплоть до раковых опухолей. Но некоторые полезные свойства микроорганизмов-грибов человек научился использовать в своих целях: производство пенициллина, сыров, лимонной кислоты.
Грибы, в которых отсутствует мицелий, – это дрожжи. Они издавна используются для брожения в хлебопекарной промышленности, в производстве пива и крепких алкогольных напитков.
Водоросли-бактерии
Много-много миллионов лет назад источником кислорода и зарождающейся жизни на планете Земля был микроорганизм – это предок современных цианобактерий, которых еще называют сине-зелеными водорослями. На самом деле это микробы, которые единственные из всех микроорганизмов вырабатывают кислород благодаря процессу фотосинтеза и непосредственно влияют на климатические процессы в атмосфере. Обитают водоросли-микробы в водоемах, почве, на сырой коре деревьев и прибрежных скалах.
Микроскопический мир сложный и густонаселенный, он исполнен своими процессами. Войнами и борьбой за выживание. Только узнавая ближе и приспосабливаясь к его законам, человек может мирно сосуществовать с мелкими по размерам, но великими по значению микробами.
Большинство клеток в нашем организме не человеческие, а микробные.
В дополнение к многочисленности, микроорганизмы также чрезвычайно разнообразны – более 1000 бактериальных видов изобилуют в различных нишах организма человека. Это сразу ставит вопрос о том, кто мы такие.
Новорожденные дети, по сути, стерильны при рождении однако, с момента, когда они проходят через родовые пути и делают свой первый вдох, они колонизируют сукцессий микроорганизмов, которые образуют сообщества встречающихся у взрослых. Наиболее многочисленны бактериальные популяции в желудочно-кишечном тракте, на коже, в верхних дыхательных путях и во влагалище. Хотя эти группы микроорганизмов являются весьма стабильными роль микроорганизмов в жизни человека важна для всех наших функций и, следовательно, для нашего здоровья.
Существование микробиоты человека
Существование коренной или жилой микробиоты человека является древним.
Такие микробы встречаются у всех животных, которые, по крайней мере, столь же сложны, как аннелиды (дождевые черви). Это свидетельствует о совместной эволюции животных и бактерий в течение более 800 миллионов лет. Микробиота человека на конкретных участках нашего тела и на участках наших родных млекопитающих имеет много сходства по составу и организации, что согласуется с их общим происхождением и/или конвергентной эволюцией. Аналогично, структуры человеческих популяций (под влиянием миграции и спаривания в течение тысячелетий) и популяций аборигенных микробов показывают что они живут уже более 50 000 лет.
Экология микроорганизмов в теле человека
Экология микроорганизмов или места их обитания изучается микробиологами. С начала клинической микробиологии стало известно, что сохранение микробов или микробных семей сохраняется путем колонизации определенных ниш в теле. Например, стафилококки колонизируют кожу, кишечная палочка заселяет толстый кишечник, лактобактерии колонизируют влагалище.
Молекулярные и геномные методы подтвердили и развили идею, что свидетельствуют об огромных подобиях, что типы, роды и виды микробов встречаются на каждом месте. Хотя есть и существенные, но плохо определенные различия между людьми, есть также сохранение определенных мест, микробиом, то есть всех геномов микробиоты в каждом. Они определяют экологическую нишу в наших телах.
Как меняется экология микроорганизмов, так и микробиота человека. В прошлом веке состояние человека, особенно в развитых странах, претерпело кардинальные изменения, влияющие на передачу и содержание микробиоты народов:
- кесарево сечение ограничивает перинатальную передачу материнской флоры из влагалища новорожденным.
- замена грудного молока детским питанием изменяет выбор лактобактерий желудка.
- очиститель воды уменьшает влияние фекальных организмов, хотя и с множеством полезных эффектов.
- демографические изменения в целом населения, включая тенденцию к сокращению числа семей с меньшим числом детей, уменьшают внутрисемейную передачу и отбор микробов, предварительно адаптированных к конкретным фенотипам в семье.
- самое главное, мы живем более чем 75 лет в эру антибиотиков. Открытие пенициллина является важным изобретением 20 века. Данные свидетельствуют о том, что к 15-летнему возрасту дети получают в среднем несколько курсов антибиотиков. Имеются существенные доказательства того, что такое кратковременное воздействие антибиотиков отбирает устойчивые микроорганизмы. Эта тенденция оказывает долгосрочное воздействие на состав и стабильность эндогенных микробных популяций.
Генетика микроорганизмов человека
Изучение генетики микроорганизмов или их изменчивость и наследственность выявила их биологическую пластичность, позволяющую принимать различные биологические и физиологические функции. История развития генетики связана с изучением микроорганизмов.
По мере того как большая часть из видов найденных в человеке способствует его жизни, то смерть их хозяина подразумевает собственную кончину, если они не могут колонизировать новый организм. Это строгое требование отбирает вирусозависимость с коротким периодом интенсивной передачи.
Короче говоря, любой микроб, который ослабляет или убивает своего “хозяина-человека” должен быстро найти нового, чтобы гарантировать свой собственный репродуктивный успех.
Генетика микроорганизмов основана на сложной территориальной эволюции. Когда люди жили в небольших изолированных группах – как это было в большинстве случаев в нашей истории, вымирание группы также вызывало потерю всех ее микробных генов. Следовательно, эволюция выбрала те микробные популяции, которые поддерживают и повышают пригодность как отдельных хозяев, так и группы в целом. Эта концепция группового отбора в которой главной целью является ген, индивидуум или группа, в зависимости от контекста является расширение дарвиновских принципов.
Доказательств коэволюции (совместная эволюция биологических видов) много: микробы производят необходимые метаболиты, такие как менахинон (витамин К2), они помогают органам развития и обмена веществ, например, путем воздействия на жировые отложения, они защищают от вторжений внешних патогенов.
В целом их полезная деятельность влияет на многие метаболические, физиологические и иммунологические функции нашего организма.
ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ. МИКРОБЫ И ПРИНЦИПЫ ИХ КЛАССИФИКАЦИИ
План:
Микробиология и иммунология как наука.
История развития микробиологии.
Роль микроорганизмов в жизни человека и общества.
Принципы классификации микроорганизмов.
Микробиология и иммунология как наука.
Микробиология (от греч. micros – малый, bios – жизнь, logos – учение) – наука о невидимых невооруженным взглядом живых объектах – микроорганизмах, закономерностях их развития и тех изменениях, которые они вызывают в среде обитания и в окружающей среде.
o Сельскохозяйственная – занимается изучением микроорганизмов, которые участвуют в круговороте веществ, используются для приготовления удобрений, вызывают заболевания растений и др..
o Ветеринарная – изучает возбудителей заболеваний животных, разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения животных.
o Санитарная – изучает санитарно-микробиологическое состояние объектов окружающей среды, её влияние на здоровье человека и разрабатывает мероприятия, предупреждающие неблагоприятные воздействия болезнетворных микробов.
o Морская – изучает микрофлору морей и океанов.
o Космическая – изучает микрофлору космического пространства, влияние космических условий на свойства микроорганизмов и микрофлору организма человека.
o Медицинская – изучает микроорганизмы патогенные и условно-патогенные для человека, их экологию и распространённость, методы их выделения и идентификации, а также занимается разработкой методов микробиологической диагностики, специфической профилактики и лечения вызываемых ими заболеваний.
В составе медицинской микробиологии выделяю следующие разделы:
– бактериология (объект изучения – бактерии);
– вирусология (объект изучения – вирусы);
– микология (объект изучения – грибы);
– протозоология (объект изучения – простейшие);
– альгология (объект изучения – микроскопические водоросли);
– иммунология (объект изучения – защитные реакции организма) и др.
Иммунология – наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от чужеродных веществ – антигенов. Иммунология делится на общую и частную. Общая иммунология изучает иммунологические процессы на молекулярном, клеточном и органном уровнях и регуляцию иммунитета на всех уровнях. Частная иммунология занимается выполнением конкретных задач применительно к тем или иным медицинским проблемам:
– иммунопрофилактика изучает способы и методы профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней;
– иммуноонкология изучает способы и методы профилактики, диагностики и лечения злокачественных новообразований;
– аллергология изучает меры профилактики и лечения аллергических, аутоиммунных заболеваний;
– экологическая иммунология изучает влияние на иммунную систему различных экологических факторов;
– иммунобиотехнология разрабатывает принципы получения и приготовления иммунобиологических препаратов.
История развития микробиологии.
Выделяют пять исторических периода развития и становления микробиологии как науки.
I.Эвристический период связан скорее с логическими и методическими приемами нахождения истины, чем с какими-либо экспериментами и доказательствами.
Гиппократ, Парацельс (VI век до н.э.) высказывали предположение о природе заразных болезней, миазмах, мелких невидимых животных.
В наиболее законченной форме идею сформулировал Джироламо Фракосторо в труде «О контагиях, контагиозных болезнях и лечении» (1546г.), где высказал идею о живом контагии «зародышей болезни», который вызывает болезни. При этом каждая болезнь вызывается своим контагием. Для предохранения болезней им были рекомендованы изоляция больного, карантин, ношение масок, обработка предметов уксусом. Однако это были гипотезы, доказательств которых у них не было.
II.Описательный период (морфологический) связан с созданием микроскопа и открытием микроскопических существ, невидимых глазом человека. Первый микроскоп был создан в 1590 году голландскими учёными Гансом и Захарием Янсенами, но у него было увеличение всего лишь в 32 раза. Голландский натуралист Антонио Левенгук (1632 – 1723гг.) сконструировал микроскоп с увеличением в 160-300 раз, при помощи которого ему удалось обнаружить мельчайших «живых зверьков» («анималькулей», от лат. animalcula, зверушка) в дождевой воде, зубном налёте и других материалах.
В этот же период в 1771 г. русский врач Данило Самойлович (1744 – 1805 гг.) в опыте самозаражения гноем больных чумой доказал роль микроорганизмов в этиологии чумы и возможность предохранения людей от чумы с помощью прививок. Чтобы доказать, что чума вызывается особым возбудителем, он заразил себя отделяемым бубона больного чумой человека и заболел чумой. К счастью, Д. Самойлович остался жив.
Эдвард Дженнер (1749 – 1823 гг.) создал и успешно применил вакцину для профилактики натуральной оспы, взяв материал от доярки, больной коровьей оспой.
III.Физиологический период (Пастеровский) – «золотой век» микробиологии.
Л. Пастер(1822 – 1895 гг.)– основатель французской школы микробиологии, его основные достижения:
– брожение и гниение – микробный процесс;
– самопроизвольное зарождение не возможно;
– болезни вина и пива;
– болезни шелковичных червей;
– вакцина против бешенства, сибирской язвы у животных и куриной холеры;
– предложение мягкого метода стерилизации – пастеризации.
Р. Кох (1843 – 1910 гг.)– основатель школы немецких микробиологов, его достижения:
– выделил палочку сибирской язвы;
– выделил возбудителя туберкулеза и холеры;
– внедрил в практику микробиологии анилиновые красители, иммерсионную систему, плотные питательные среды.
IV. Иммунологический период связан с работами И. И. Мечникова и П. Эрлиха.
И. И. Мечников (1845-1916гг.) – один из основоположников иммунологии, описал явление фагоцитоза (клеточная теория иммунитета).
Пауль Эрлих (1854-1915гг.) сформулировал теорию гуморального иммунитета, объяснив происхождение антител и их взаимодействие с антигенами.
В 1908 г. И. И. Мечникову и П. Эрлиху была присуждена Нобелевская премия за работы в области иммунологии.
Д. И. Ивановский (1864-1920гг.) – первооткрыватель вирусов. Будучи сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета в 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака пришел он к выводу, что заболевание вызвано фильтрующимся агентом, впоследствии названным вирусом.
1928 г. – А. Флеминг, изучая явления микробного антагонизма, получил нестабильный пенициллин.
А в 1940 г. – Г. Флори и Э. Чейн получили стабильную форму пенициллина.
V. Современный период (молекулярно – генетический) связан с научно-технической революцией в естествознании.
1944 г. – Доказана роль ДНК в передаче наследственной информации. (О. Эвери, К. Мак-Леод, К. Мак-Карти)
1953 г. –Расшифровка структуру ДНК Д. Уотсон и Ф. Крик .
1958 г. – Описание явления иммунологической толерантности (П. Медавар и Гашек)
1959 г. – Смоделировали молекулу иммуноглобулина (Р. Портер и Д. Эдельман) .
В 60-70 гг. появились работы по генетике бактерий, становление генной инженерии.
1982 г. – Открыли ВИЧ(Р. Галло, 1883 г. Л. Монтанье).
Роль микроорганизмов в жизни человека и общества.
Микроорганизмы – самая многочисленная форма жизни на Земле. Их роль трудно переоценить. Единственный критерий, который объединяет микроорганизмы, это их микроскопические размеры. В остальном они очень разные. Это бактерии, вирусы, грибы, простейшие, микроводоросли. Микроорганизмы играют основную роль в круговороте веществ в природе, расщепляют органические вещества, обеспечивают синтез белка, участвуют в образовании и обмене энергии, обеспечивают равновесие и плодородие почвы, поддерживают постоянный состав газов в атмосфере.
Микроорганизмы используются в промышленности при производстве пищевых продуктов, в фармацевтической промышленности, в сельском хозяйстве, в медицине.
Организм человека населяет множество микроорганизмов. Безвредные и даже полезные для организма человека бактерии, питающиеся органическими веществами отмерших тканей, называют сапрофитами. Эти микроорганизмы поддерживают постоянство внутренней среды организма. При некоторых условиях сапрофиты могут вызывать болезни, тогда их называют условно-патогенными микроорганизмами. Патогенные микроорганизмы питаются органическими веществами живых тканей, они вызывают болезни и различные патологические процессы.
Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 797 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ