Меню

Экология животных растений грибов микроорганизмов

Лекция № 8. Экология микроорганизмов.

Микроорганизмы распространены повсюду. Они заселяют почву, воду, воздух, растения, организмы животных и людей- экологические среды обитания микробов.

Выделяют свободноживущие и паразитические микроорганизмы. Всюду, где есть хоть какие- то источники энергии, углерода, азота, кислорода и водорода (кирпичиков всего живого), обязательно встречаются микроорганизмы, различающиеся по своим физиологическим потребностям и занимающих свои экологические ниши. Титаническая роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе имеет исключительное значение для поддержания динамического равновесия биосферы.

Микроорганизмы в экологических нишах сосуществуют в виде сложных ассоциаций- биоценозов с различными типами взаимоотношений, в конечном счете обеспечивающих сосуществование многочисленных видов прокариот и различных царств жизни.

Все типы взаимоотношений микроорганизмов объединяются понятием симбиоз. Он может быть антогонистическим и синэргическим.

Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе.

Под круговоротом веществ в природе понимают циклы превращения химических элементов, из которых построены живые существа, происходящие вследствие разнообразия и гибкости метаболизма микроорганизмов.

Наибольшее значение для всего живого имеет обмен (кругооборот) углерода, кислорода, водорода, азота, серы, фосфора и железа. Этапы кругооборота различных химических элементов осуществляется микроорганизмами разных групп. Непрерывное существование каждой группы зависит от химических превращений элементов, осуществляемых другими группами микроорганизмов. Жизнь на Земле непрерывна, поскольку все основные элементы жизни подвергаются циклическим превращениям, в значительной степени определяемых микроорганизмами.

Почва является основным местом обитания микробов. Состав микрофлоры складывается из многих тысяч видов бактерий, грибов, простейших и вирусов. Количество микробов зависит от состава почв и ряда других факторов, в одном грамме пахотной почвы может содержаться до 10 млрд. микроорганизмов. Среди них сапрофиты (“гнилое растение”), т.е. микроорганизмы, живущие за счет мертных органических субстратов. В процессе самоочищения почвы и кругооборота веществ принимают участие также нитрифицирующие, азотфиксирующие, денитрифицирующие и другие группы микроорганизмов.

Патогенные микроорганизмы попадают в почву с биовыделениями людей и животных (калом, мочой, мокротой, слюной, гноем, потом и др.), а также с трупами. Дольше всего в почве сохраняются спорообразующие патогенные микроорганизмы- возбудители сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены, ботулизма, что определяет эпидемическое значение почвы при этих инфекциях. Возбудители сапронозов могут автономно обитать в почве и воде и быть связанными с почвенными и водными организмами, т.е. эта природная среда обитания для них- основной резервуар возбудителей. Почва и вода в случае сапронозов выступает в качестве источника заражения животных и людей.

Вода- древнейшее место обитания микроорганизмов. Пресноводные водоемы и реки отличаются богатой микрофлорой. Многие виды галофильных микробов обитает в морской воде, в том числе на глубинах в несколько тысяч метров. Численность микроорганизмов в воде в определенной степени связано с содержанием органических веществ. Серьезной экологической проблемой являются сточные воды, содержащие значительное количество микроорганизмов и органических веществ, не успевающих самоочищаться.

Санитарно- гигиеническое качество воды оценивается различными способами. Чаще определяют коли- титр и коли- индекс, а также общее количество микроорганизмов в мл. Коли- индекс- количество E.coli (кишечной палочки) в одном литре, коли- титр- наименьшее количество воды, в котором обнаруживается одна клетка кишечной палочки. Санитарно- эпидемиологическое значение определения в различных объектах микроорганизмов изучает санитарная микробиология. К числу ее основных принципов можно отнести индикацию (выявление) патогенов в объектах окружающей среды, к косвенным методам- выявление санитарно- показательных микроорганизмов, определение общей микробной обсемененности.

Вода имеет существенное значение в эпидемиологии кишечных инфекций. Их возбудители могут попадать с испражнениями во внешнюю среду (почву), со сточными водами- в водоемы и в некоторых случаях- в водопроводную сеть.

Воздух как среда обитания менее благоприятен, чем почва и вода- мало питательных веществ, солнечные лучи, высушивание. Главным источником загрязнения воздуха микроорганизмами является почва, меньше- вода. В видовом отношении преобладают кокки (в т.ч. сарцины), споровые бактерии, грибы, актиномицеты. Особое значение имеет микрофлора закрытых помещений (накапливается при выделении через дыхательные пути человека). Воздушно- капельным путем (за счет образования стойких аэрозолей) распространяются многие респираторные инфекции (грипп, коклюш, дифтерия, корь, туберкулез и др.).

Микробиологическая чистота воздуха имеет большое значение в больничных условиях (особо- операционные и другие хирургические отделения).

Микрофлора человека и ее значение.

Ребенок развивается в организме матери в норме в стерильных условиях. Формирование новой экологической системы “организм человека + населяющая его микрофлора” начинается в момент рождения, причем основой ее является микрофлора матери и окружающей ребенка внешней среды (прежде всего воздуха). В течение короткого времени кожные покровы и слизистые оболочки, сообщающиеся со внешней средой, заселяются разнообразными микроорганизмами. В формировании микрофлоры детей первого года (главным образом- бифидобактерии и лактобактерии) существенную роль имеет естественное (грудное) вскармливание.

Нормальная (т.е. в условиях здорового организма) микрофлора в количественном и качественном отношении представлена на различных участках тела (экотопах) неодинаково. Причины- неодинаковые условия обитания.

Аутохтонная (т.е. присущая данной области) микрофлора может быть разделена на резидентную (постоянную) и транзиторную (непостоянную). На слизистых оболочках, особенно желудочно- кишечного тракта, представители нормальной микрофлоры обитают в виде двух форм- часть из них располагается в просвете (просветная), другая заключена в мукозный пристеночный матрикс, образующий биопленку (пристеночная микрофлора).С ней связана колонизационная резистентность кишечника- естественный барьер защиты кишечника (и организма в целом) от инфекционных агентов.

Нормальная микрофлора кожи.

Наиболее заселены микроорганизмами места, защищенные от действия света и высыхания. Наиболее постоянен состав микрофлоры в области устьев сально- волосяных фолликулов. Чаще выявляют Staphylococcus epidermidis и S.saprophyticus, грибы рода Candida, реже- дифтероиды и микрококки.

Микрофлора дыхательных путей.

Слизистые оболочки гортани, трахеи, бронхов и альвеолы здорового человека не содержат микроорганизмов. Основная масса микрофлоры рото- и носоглотки приходится на зеленящего стрептококка, реже выявляются нейссерии, дифтероиды и стафилококки.

Микрофлора мочеполового тракта.

Микробный биоценоз скуден, верхние отделы обычно стерильны. Во влагалище здоровой женщины преобладают молочнокислые палочки Додерлейна (лактобактерии), создающие кислую рН, угнетающую рост грамотрицательных бактерий и стафилококков, и дифтероиды. Существует баланс между лактобактериями с одной стороны и гарднереллами и анаэробами с другой.

Микрофлора желудочно- кишечного тракта.

Наиболее активно бактерии обживают желудочно- кишечный тракт. При этом колонизация осуществляется четко “по этажам”. В желудке с кислой реакцией среды и верхних отделов тонкой кишки количество микроорганизмов не превышает 1000 в мл, чаще обнаруживают лактобациллы, энтерококки, дрожжи, бифидобактерии, E.coli.

Микрофлора толстого кишечника наиболее стабильна и многообразна. Это поистинне резервуар бактерий всего организма- обнаружено более 250 видов, общая биомасса микробов может достигать 1,5 кг. Доминирующей группой в норме являются бесспоровые анаэробные бактерии (бифидобактерии и бактероиды)- до 99%. Выделяют мукозную (пристеночную) и просветную микрофлору. Пристеночная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность кишечника, играющую важную роль в предупреждении (в норме) и в развитии (при патологии) экзо- и эндогенных инфекционных заболеваний.

Нормальная микрофлора и особенно микрофлора толстого кишечника оказывает существенное влияние на организм. Основные ее функции:

— защитная (антагонизм к другим, в том числе патогенным микробам);

— иммуностимулирующая (антигены микроорганизмов стимулируют развитие лимфоидной ткани);

— пищеварительная (прежде всего обмен холестерина и желчных кислот);

— метаболическая (синтез витаминов группы В- В1,2,6,12, К, никотиновой, пантотеновой, фолиевой кислот).

Существуют различные методы изучения роли нормальной микрофлоры. Гнотобионты (безмикробные животные) используются для изучения роли микроорганизмов для функционирования физиологических систем. Гнотобиологические технологии используют для лечения иммунодефицитов, ожогов.

В результате разнообразных воздействий, снижающих естественную резистентность, при тяжелых инфекционных и соматических заболеваниях и особенно при нерациональном применении антибиотиков возникают дисбактериозы. Дисбактериоз- изменения количественного и качественного состава микрофлоры, главным образом кишечника. Чаще сопровождаются увеличением факультативно- анаэробной или остаточной микрофлоры (грамотрицательных палочек — кишечной палочки, протея, псевдомонад), стафилококков, грибов рода Candida. Эти микроорганизмы как правило устойчивы к антибиотикам и при подавлении нормофлоры антибиотиками и снижении естественной резистентности получают возможность беспрепятственно размножаться.

Читайте также:  Домашнее растение для рождения ребенка

Наиболее тяжелые формы дисбактериозов- стафилококковые пневмонии, колиты и сепсис, кандидомикозы, псевдомембранозный колит, вызываемый Clostridium difficile.

Источник

Биологические опасности (микроорганизмы, грибы, растения, животные)

Микроорганизмы— это мельчайшие, преимуще­ственно одноклеточные существа, видимые только в мик­роскоп, характеризуются огромным разнообразием ви­дов, способных существовать в различных условиях. Среди патогенных микроорганизмов различают бак­терии, вирусы, риккетсии, спирохеты, простейшие.

Простейшие состоят из одной клетки. Чаще всего они обитают в водоемах. Примеры простейших живот­ных: амеба, радиолярия, грегарина, эвглена, трипаносома, миксоспоридия, парамеция. Трипаносомы имеют размер 12-100 мкм, являются паразитами крови и тканей человека и позвоночных животных.

Переносчики — кровососущие насекомые (муха цеце). Вызывают заболевание трипаносомоз, которым болеют люди и животные (лихорадка, поражение лимфатичес­ких узлов и др.). Заболевание людей называют сонной болезнью (африканский трипаносомоз) или болезнь Ша-гаса (американский трипаносомоз).

Эвглена водится преимущественно в мелких пресных водоемах, часто вызывает «цветение» воды, известно около 60 видов, длина до ОД мм.

Бактерии — типичные представители микроорганиз­мов. Бактерии, имеющие форму правильных шариков, называются кокками. Группы кокков называют стафи­лококками или стрептококками. К коккам относятся возбудители различных инфекционных болезней. Очень многие бактерии имеют форму палочек, например, жи­вущая в нашем организме кишечная палочка. Бактериальными заболеваниями являются чума, туберкулез, холера, столбняк, проказа, дизентерия, менингит и др.

ГРИБЫ — обособленная группа низших растений, лишенных хлорофилла и питающихся готовыми орга­ническими веществами. Грибы выделяют в особое цар­ство органического мира. Существует свыше 100 тыс. видов грибов. От бактерий грибы отличает наличие ядра в клетке. Патогенные грибы вызывают болезни растений, жи­вотных и человека. Наука о грибах — микология. Микозы (от греч. mykes — гриб) — болезни человека и животных, вызываемые паразитическими грибами. Токсические грибы вызывают пищевые отравления че­ловека и животных, называемые микотоксикозами. Грибы имеют 3 формы размножения: вегетативное, бесполое и половое.

РАСТЕНИЯнекоторые растения обладают как лечебными, так и ядовитыми свойствами.

Чилибиха. Туземцы Южной Америки смазывали свои стрелы ядом кураре. Его получали из растений семей­ства логаниевых, содержащих стрихнин. Попадая в кровь, стрихнин вызывает паралич спинного мозга и смерть. Наиболее известный представитель этого семей­ства — чилибиха (рвотный орех), растущая в тропиках. Это небольшое дерево высотой не более 15 м. Но кураре используют и в лечебных целях, например при укусах змей. Введение кураре в организм в качестве лекарства называется кураризацией.

Анчар. В Южной Азии растет анчар ядовитый. Млеч­ный сок его ядовит, но не смертелен.

Конопля. Из смолистых выделений конопли получа­ют опасные наркотики, известные как гашиш, марихуа­на, анаша, употребление которых приводит к развитию тяжелейшего заболевания — наркомании.

Крапива. Весной зеленые щи из молодой крапивы помогают восполнить образовавшийся за зиму недоста­ток витаминов в организме. Листья крапивы усажены волосками с едким соком. Волоски пропитаны кремне­земом и очень хрупки. При малейшем прикосновении головки волосков обламываются, едкий сок попадает в ранки, вызывая ожоги и раздражение кожи.

Существует ряд садовых растений, которые ядовиты или настолько токсичны, что вызывают отравление. Боль­шая часть пострадавших — дети, чьи родители часто не знакомы со свойствами тех или иных растений и потому не могут предостеречь детей от опасности.

Дурман. Все части этого растения содержат алкало­ид с наркотическим эффектом: лучше выдернуть его с корнем, благо его легко отличить по большим воронко­образным цветкам.

Клещевина. Семена этого кустарника в крапинку белого и коричневого цвета так красивы, что могут ис­пользоваться для ожерелья, пояса и т. д. Однако доста­точно пожевать одно семечко, чтобы получить смертель­ное отравление.

Олеандр. Ветки, листья и цветы этого растения со­держат смертельный яд.

Белладонна (сонная дурь). Содержит соланин — очень ядовитый даже в небольшом количестве.

Картофель. Кроме клубня, все остальные части, осо­бенно ростки (побеги, семена) ядовиты из-за содержа­ния соланина.

Ревень. Некоторые части этого растения содержат щавелевую кислоту, которая может вызвать нарушение работы почек.

Бузина. Неспелые ягоды, ветки, листья вызывают тошноту, рвоту и понос. Из спелых ягод можно делать варенье, а высушенные цветы используют для приготов­ления отвара.

Дигиталис (наперстянка). Из этого растения добы­вается вещество для лечения сердечно-сосудистых забо­леваний. Цветки, листья и семена могут вызывать от­равление и нарушение работы сердца.

ЖИВОТНЫЕ.Медузы. Мрачный факт. На морском побережье Ав­стралии в 1880 г. медуза морская оса стала причиной гибели 60 человек. Ее яд мгновенно парализует сердеч­ную мышцу. Ядовита также и черноморская медуза корнерот, хотя и не смертельна.

Скорпионы. Зловещая слава скорпиона связана с его ядовитостью. Для мелких зверьков укус скорпиона смер­телен. Для человека укол скорпионьего жала очень бо­лезнен (возникает опухоль, озноб, повышается темпера­тура), но жизни не угрожает. Достоверно известно лишь несколько случаев гибели детей, укушенных крупными тропическими скорпионами.

Пауки. Паук каракурт (в переводе «черная смерть»), длиной чуть больше одного сантиметра, один из самых опасных. Смертность от его укусов около 4%. Укус ка­ракурта вызывает психическое возбуждение укушенно­го, боли во всем теле, нарушение работы сердца и зат­рудненное дыхание. Специальная противокаракуртовая сыворотка не всегда доступна. В полевых условиях ре­комендуется сразу после укуса прижигать ранку спич­кой. Яд паука при нагревании разрушается.

Присосавшегося клеща нельзя вытаскивать. Его головка останется в коже и вызовет воспаление, более опасное, чем сам укус. Лучше обиль­но смочить клеща спиртом или одеколоном, и клещ сам отпадет. Весьма зловредны крошечные чесоточные кле­щи, вызывающие болезнь чесотку. Главный вред клещей — не в их укусах, а в перено­симых ими болезнях, например клещевом энцефалите. Надежной защитой от этой болезни являются прививки.

Саранча. Опасна тем, что уничтожает урожай, всю растительность, обрекая на голод весь животный мир и человека.

Источник

ЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Экология (от греч. оiкоs — дом, место обитания) мик­роорганизмов изучает взаимоотношения микроорганизмов или их сообществ между собой и окружающей средой. Микроорганизмы в природе распространены повсеместно. Они населяют почву, воду, воздух, растения, организмы животных и человека.

Взаимоотношения между микроорганизмами различных групп весьма разнообразны. Совместное существование двух различных организмов называетсясимбиозом (от греч. sуmbiosis — совмест­ная жизнь). Симбиотические взаимоотношения можно подразде­лить на ассоциативные и конкурентные. К ассоциативным взаи­моотношениям относятся мутуализм, метабиоз, комменсализм, сателлизм.

Мутуализм — это взаимовыгодные отношения. Микроорганизмы, обмениваясь продуктами жизнедеятельности, оказыва­ют благоприятное влияние друг на друга и совместно развива­ются значительно лучше, чем каждый из них в отдельности. Так, жизнедеятельность анаэробных бактерий в поверхностных слоях почвы возможна только в результате снижения окислитель­но-восстановительного потенциала, осуществляемого аэробными микробами, которые, в свою очередь, используют органические кислоты, образуемые анаэробными микроорганизмами.

Метабиоз характеризуется последовательной сменой одних групп микроорганизмов другими на основе использования продуктов жизнедеятельности предшествующих групп. Например, аммонифицирующие бактерии образуют аммиак, который затем окисляют до нитратов нитрифицирующие бактерии.

Комменсализм характеризуется такими взаимоотношениями особей разных видов, при которых выгоду из симбиоза извлекает один вид, не причиняя вреда другому. Бактерии, составляю­щие нормальную микрофлору тела человека, являются комменсалами.

Сателлизм — взаимоотношения стимуляции одного вида мик­роорганизмов другим. Например, колонии дрожжей или сарцин, выделяя в питательную среду продукты жизнедеятельности, сти-

мулируют рост колоний микроорганизмов, более требовательных

к питательным средам вокруг.

К конкурентным взаимоотношениям относятантагонизм, при котором один вид микроорганизмов угнетает жизнедеятельность другого за счет образования вредных продуктов, приводящих к повреждению или гибели другого. Открытие явления антагонизма принадлежит Л. Пастеру. Он описал гибель возбудителя сибирской язвы при совместном его культивировании с синегнойной палочкой. Известны антагонистические взаимоотношения нормальной микрофлоры толстого кишечника человека — лактобактерий, кишечной палочки, бифидобактерий в отношении гнилостных микробов, возбудителей дизентерии и т. д.

Читайте также:  Растения животных яблоневого сада растения и животные яблоневого сада

Антагонистические взаимоотношения возникают в борьбе за вещества питательного субстрата, использование молекулярного кислорода и др. Такого рода воздействия, препятствующие жиз­ненным проявлениям микробов, называютсяантибиозом. Отсюда и произошло название «антибиотики».

Бактериоцины являются исходной субстанцией для получе­ния антибиотиков природного происхождения. Наиболее активные продуценты антибиотиков — плесневые грибы и актиномицеты. Пенициллин продуцируют плесневые грибы Реnicilium сhrуzogenum и др. Из актиномицетов получено большинство антибиотиков: стрептомицин, тетрациклин, хлоромицетин, биоми­цин, неомицин, нистатин, канамицин и др.

Крайним проявлением конкурентных взаимоотношений микроорганизмов являетсяпаразитизм, когда один микроорганизм использует другой как источник питательного субстрата. Так, в 1963 году была описана бактерия-паразит — Вdеlоribrio bасtеriororum, которая паразитирует на многих грамположительных и грамотрицательных бактериях. Настигнув бактерию, Вdеlоribrio пробуравливает клеточную стенку и внедряется в клетку. Через 3—5 часов в клетке бактерии-жертвы образуется от 20 до 50 клеток-паразитов. Типичным примером паразитизма являются взаимоотношения вирусов бактерий — бактериофагов с микробными клетками.

Антагонизм может проявляться при конкуренции за источни­ки питания в том, что те микроорганизмы, которые размножаются более интенсивно, быстро используют питательный субстрат, подавляя рост других микробов. Существуют взаимоотношения хищничества между микроорганизмами. Например, амеба в кишечнике может захватывать и переваривать бактерии.

Несомненно, что характер взаимоотношений микроорганизмов между собой и окружающей средой определяет ту или иную экологическую нишу, которую занимает каждый вид микробов. Поэтому немаловажное значение имеют взаимоотношения микробов с физическими и химическими факторами внешней среды.

Температура — наиболее мощный фактор воздействия. Прокариоты не имеют физиологического механизма, регулирующего температуру клетки, и, следовательно, их жизнедея­тельность зависит от температуры окружающей среды. Микробы обладают сравнительно высокой приспособляемостью к темпера­турным условиям. У сапрофитов она выражена широкими диапа­зонами, у патогенных микроорганизмов ограничена температурой тела хозяина. Например, сенная палочка способна размножаться при температуре от 5 до 57 °С, тогда как гонококк только при 35—37 °С. В то же время для каждого вида микробов как сапрофитов, так и патогенных существуют температурные границы — оптимум, минимум, максимум.

Оптимальной температурой является та, при которой микробы лучше всего растут и развиваются. Минимальной температурой считается та, ниже которой микроб не способен к развитию. Максимальная температура является предельной, выше которой рост микроба не происходит.

Все микроорганизмы объединены в три физиологические группы, приспособившиеся в процессе эволюции к жизни при определенных температурах: психрофилы, мезофилы, термофилы. Для психрофилов температурный оптимум 15—20°С, для мезофилов — 30 °С, термофилов — 50—60°С. Группа мезофильных микроорганизмов является наиболее обширной, куда отно­сится большинство сапрофитов и все патогенные микробы.

Микробы чрезвычайно устойчивы к низким температурам (до минус 190—253 °С). Механизм действия низких температур на микробную клетку заключается в затормаживании в ней процес­сов метаболизма, прекращении роста и размножения и переходе микроба в состояние анабиоза, в котором он может существовать многие месяцы. В анабиотическом состоянии микробы не вызы­вают гниения, что широко используется в промышленности, быту (хранение продуктов в холодильнике).

В микробиологической практике широко применяется длительное хранение микробов, например, вакцины в высушенном виде из замороженного состояния (так называемая лиофильная сушка). Повторное замораживание и оттаивание вызывают гибель микробов.

В отличие от низких высокие температуры оказывают губи­тельное действие на микроорганизмы. Чем больше выходит тем­пература за пределы максимума, тем быстрее гибнут вегетативные клетки. Споры бактерий значительно устойчивее к действию высокой температуры из-за малого содержания в них свободной воды, высокой концентрации кальция и прочной оболочки. При повышении температуры выше максимального предела наблюдается

выделениеРНК из клетки, нарушается активность ферментных систем, происходит денатурация белков, что в конечном счете вызывает необратимую деградацию клеточных структур.

Применение высокой температуры является самым распространенным, удобным и надежным способом стерилизации. Сте­рилизация — это освобождение от микробов различных объектов.

Влияние высушивания. Развитие прокариот, как и любых дру­гих организмов, в первую очередь зависит от степени влажности. Именно наличие влаги определяет уровень процессов метаболизма в клетке, поступление в нее веществ питательного субстрата, энергию роста и размножения бактерий. Отдельные группы прокариот характеризуются разнообразной потребностью к условиям влажности и по-разному реагируют на высушивание. Большинство бактерий нормально развиваются при влажности среды свыше 20 %.

Высушивание бактерий приводит к обезвоживанию цитоплазмы клетки, почти полному прекращению процессов метабо­лизма и в конечном итоге переходу клетки микробов в состояние анабиоза. На отношении микроорганизмов к высущиванию издавна основано хранение пищевых продуктов в сухом состоянии, в аптеке — лекарственного растительного сырья. .

Однако и в условиях иссушения бактерии сохраняют жизне­способность. Так, микобактерии туберкулеза сохраняют жизнеспособность в высохшей мокроте больного более десяти месяцев, споры бацилл сибирской язвы в сухом состоянии выживают до десяти лет.

Различные виды излучения оказывают бактерицидное (убивающее) действие на микробы. Действие излучений на прока-риоты зависит от их энергии и дозы облучения. Инфракрасное излучение не способно вызывать какие-либо существенные изменения в живых клетках. Рентгеновские лучи заключают в себе огромную энергию, которая приводит к развитию мутаций или гибели клетки.

Сильным мутагенным эффектом обладают ультрафиолетовые лучи. Их используют при обеззараживании продуктов питания, лабораторной посуды, воздуха помещений, обработке биологи­ческих препаратов — вакцин и сывороток.

Ультразвук (высокочастотные колебания звуковых волн) оказывает мощное бактерицидное действие на прокариотов. Механизм действия заключается в необратимых физико-химических изменениях компонентов клетки и повреждениях всех клеточных структур. В настоящее время УЗ-датчики применяются для стери­лизации вакцин, лабораторного оборудования.

Микробы устойчивы к повышенному атмосферному давлению (200—900 атм. на дне морей, океанов). Споры выдерживают давление до 20 000 атм.

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Бактерицидное действие химических веществ имеет огромное практическое значение, поскольку их используют для дезинфекции — уничтожения патогенных микробов во внешней среде и обеззараживания патологического материала, полученного от больных.

В качестве дезинфицирующих средств применяют галои­ды, окислители, фенолы и их производные, тяжелые металлы, кислоты, щелочи, спирты, газообразные вещества. Губительное действие ряда соединений обусловлено производимыми ими окис­лительными реакциями в цитоплазме клетки, нарушениями деятельности ферментов.

Основой бактерицидного действия солей тяжелых металлов является их коагулирующее воздействие на белки цитоплазмы. В дезинфекционной практике используются такие хлорсодержащие вещества:

хлорная известь — 10—20 %;

осветленные растворы хлорной извести — 0,2—0,5 %;

сухая хлорная известь;

хлорамины (Б и ХБ);

дезам (50 % хлорамин Б + щавелевая кислота);

пантоцид (таблетки, содержащие 4 мг активного хлора);

формалин (35—40 %-ный водный р-р формальдегида);

фенол (кристаллическая карболовая кислота);

моющие средства — это детергенты, обладающие высокой поверхностной активностью и в связи с этим моющим, некото­рым дезинфицирующим и растворяющим действием;

соли тяжелых металлов, ртути (сулема и др.) — применяют редко, поскольку они токсичны и малоэффективны.

Кислоты применяются в смеси с другими дезинфицирующими средствами. Бактерицидное действие кислот на микробную клетку основано на обезвоживании цитоплазмы, растворении и расщеплении белков. Использование кислот в дезинфицирующей практике значительно сужается, так как они вызывают порчу обрабатываемых поверхностей.

Щелочи обладают бактерицидными, вирулицидными и спо-роцидными свойствами. Они разрушают микроорганизмы, вызывают гидролиз белков, омыляют жиры, расщепляют углеводы, вызывают набухание и изменяют осмос микробной клетки. В практике обеззараживания щелочи не нашли широкого применения, так как разъедают кожные покровы, раздражают слизистые оболочки глаз, повреждают обрабатываемые ткани.

Читайте также:  Эволюция строение стебля у растения

Спирты обладают слабыми бактерицидными свойствами. Бактерицидная эффективность спиртов зависит от коагулирующего

действия их на микроорганизмы и изменения поверхностного натяжения. Спирты проникают в клетку, отнимают от нее воду и свертывают белки. Максимально выражены бактерицидные свойства у 70 %-ного спирта. Он медленнее свертывает белки и поэтому лучше проникает в глубь микробной клетки.

Наряду с дезинфицирующими в медицинской практике широко применяются антисептические средства, или антисептики. Антисептика (от анти. и греч. septicos — гнойный) — метод предупреждения заражения и лечения инфицированных ран воздействием на патогенные микробы химическими соединениями.

До появления антисептиков хирургическое лечение резко ограничивалось из-за послеоперационных осложнений. В 1867 году английский хирург Д. Листер впервые разработал теоретически обоснованный метод борьбы с микроорганизмами, попавшими в рану.

С появлением антибиотиков внимание к антисептикам уменьшилось и круг их применения сузился. Вместе с тем многолетний опыт использования антибиотиков показал, что они не сдержива­ют в полной мере рост инфекционных и гнойно-воспалительных заболеваний. Этот факт и ряд негативных сторон применения антибиотиков возобновили интерес к антисептикам. В настоящее время антисептические средства определяют как химические пре­параты в основном длительного микробостатического действия, хорошо переносимые кожей, слизистыми оболочками и раневы­ми поверхностями, растворимые в липидах и плохо или умеренно растворимые в воде, используемые в различных лекарственных формах для обработки кожи, слизистых оболочек, ран, полостей с целью лечения инфекционных поражений или их предупреждения.

Классификация антисептических средств учитывает следующие их характеристики:

происхождение — неорганические вещества; биоорганичес­кие вещества и их синтетические аналоги; органические соединения абиогенной (синтетической) природы;

химическое строение — галогены и их органические и неор­ганические производные (хлорамин, пантоцид, спиртовый раст­вор йода, раствор Люголя, йодоформ); окислители — перекись водорода и перманганат калия; альдегиды; спирты (этиловый спирт); тяжелые металлы и их органические и неорганические соли (сулема, ртутные мази, протаргол, нитрат серебра и ДР.); кра­сители (этакридин, метиленовый синий, бриллиантовый зеленый);

фенол и его производные; 8-оксихинолины; 4-хинолины; хиноксолины; нафтилидины; нитрофураны; четвертичные аммониевые соединения и их аналоги; производные высших жирных кислот, антисептики растительного и животного происхождения; антиби­отики антисептического назначения (грамицидин); иммобилизо­ванные антисептики;

направленное действие — антибактериальные, антивирусные, противогрибковые, антипаразитарные;

механизм действия — деструктивные, окислительные, мем-браноатакующие, антиметаболические, антиферментные;

спектр антимикробного действия — универсальные, широко­го, умеренного и узкого спектра;

конечный эффект — микробоцидные; микробостатические;

микробостатичноцидные; снижающие численность микробной популяции;

состав — монопрепараты; комплексные, многокомпонентные лекарственные средства;

цель — профилактические; терапевтические; лечебно-профи­лактические; бинарные (антисептического и химиотерапевтического, антисептического и дезинфицирующего назначения); мно­гоцелевые (фармакоантисептические);

место аппликации — раневые (хирургические); кожные; пероральные; офтальмологические; отоларингологические; урологи­ческие; генитальные; стоматологические, ингаляционные; достав­ляемые к месту действия кровеносной или лимфатической системой.

Наиболее широко применяются такие антисептические сред­ства как ПАВ (поверхностно-активные вещества) анионного и катионного типов. К группе анионных ПАВ относятся щелочные мыла, производные алкилсульфатов и алкил-(арил)-сульфонов, натрия холеат.

К катионным ПАВ принадлежит вся группа четвертичных аммониевых соединений: цетовлон, цетримид, бензалконийхлорид, бензетхонийхлорид, этоний, декаметоксин, дегмин, церигель, хлоргексидин, деквалин и др. Йодоформ как антисепти­ческое средство может относиться к анионным, катионным, амфолитным и неионным ПАВ.

В последнее время большое внимание уделяется созданию иммобилизованных антисептиков. Они слагаются из носителя (матрицы) и активнодействующего вещества. По сравнению с дру­гими антисептическими средствами оказывают менее выражен­ный побочный эффект на организм больного, потому что дли­тельно и равномерно освобождают активные вещества в среду, замедляют всасывание действующих веществ в кровь и лимфу, блокируют биотрансформацию и противодействуют выделению антимикробных веществ с места аппликации.

К иммобилизованным антисептикам, которые нашли приме­нение в различных областях медицины, особенно в хирургии, от­носятся антимикробные нити и марля, тканые и нетканые мате­риалы, гранулы, пленки, бактерицидные повязки, гидрогелевые перевязочные материалы и пр. .

Почва является благоприятной средой для микроорга­низмов, так как здесь имеются питательные вещества и влага, не­обходимые для их размножения и развития. Распределение мик­роорганизмов в почве неравномерно и зависит от количества органических веществ, климатических воздействий и от многих других факторов.

Поверхностный слой почвы беден микроорганизмами вследст­вие прямого влияния таких факторов внешней среды как ультра­фиолетовые лучи, высокие температуры, высушиваиие и т. д. Боль­шинство микроорганизмов почвы развиваются при нейтральном рН, высокой относительной влажности и температуре 25—45°С.

Наибольшее количество микроорганизмов содержится в вер­хнем слое почвы на глубине 5—15 см. Здесь находят благоприятные условия амебы, инфузории, грибы, водоросли, актиномицеты, бактерии. По мере углубления в почву содержание микроорганизмов уменьшается и на глубине 3—4 м встречаются лишь единичные экземпляры. Если сравнить количество микроб­ной массы на различных почвах, то на малоплодородные почвы приходится до 3 т, на высокоплодородные — до 16т микробной массы на 1 га.

На количество микроорганизмов в почве влияет и раститель­ный покров: у корневой зоны растений их значительно больше, я чем вне корневой зоны. Это объясняется тем, что в ризосфере (прикорневая зона растений) микробы развиваются за счет корневых выделений и продуктов, образующихся при разложении отмирающего эпителия корневых волосков.

В почве живут азотфиксирующие бактерии — это клубенько­вые бактерии; специфичные для каждого вида бобовых растений,— клевера, сои, гороха, фасоли, люцерны. При благоприятных условиях клубеньковые бактерии могут зафиксировать на 1 га за год до 200 кг атмосферного азота, при этом значительно повышается плодородие почв. Свободноживущие азотфиксаторы развиваются и фиксируют азот в почве независимо от растений — это азото­бактер, цианобактерии или сине-зеленые водоросли.

К почвенным бактериям относят аммонифицирующие бакте­рии, осуществляющие минерализацию белков при гниении органических остатков: Ваcillus subtilis, Ваcillus mусоides, Ваcillus megaterium и др. Бактерии рода Рsеudоmопаs: Рs. fluorescens и Рs. аеruginosа участвуют в процессе восстановления нитратов до мо­лекулярного азота.

Обычно почва является неблагоприятной средой для боль­шинства патогенных видов бактерий, вирусов, грибов и простей­ших, поскольку в ней отсутствуют необходимые питательные ве­щества и другие условия для их размножения. Тем не менее

некоторые из них могут сохраняться в почве от нескольких дней до нескольких месяцев, например, возбудители дизентерии, брюш­ного тифа, энтеровирусных инфекций, бруцеллеза, туберкулеза, туляремии, лептоспироза. Наиболее длительное время в почве сохраняются спорообразующие бактерии: клостридии столбняка, ботулизма, газовой анаэробной инфекции, бациллы сибирской язвы (десятки лет). Патогенные микроорганизмы могут попадать в почву с фекалиями, трупами, хозяйственно-бытовыми отхода­ми и в дальнейшем распространяться через воду, траву, овощи или с помощью грызунов и насекомых.

В почве обитают патогенные грибы, которые, проникая в ор­ганизм, вызывают такие заболевания как аспергиллез, гистоплазмоз и микотоксикозы.

Учитывая роль почвы как фактора передачи некоторых ин­фекционных заболеваний животных и человека, в санитарно-эпи-демиологической практике проводится обеззараживание почвы, принимаются меры, предотвращающие ее загрязнение патоген­ными микроорганизмами. Наличие в почве микроорганизмов, попадающих туда с испражнениями, является показателем ее санитарно-эпидемиологического неблагополучия.

Для характеристики обсеменения почвы микрофлорой чело­века и животных выбраны такие санитарно-показательные мик­роорганизмы: Еsherichiа соli, Streptococcus faecalis, С1оstridium реrfringens. Если С1. рerfringens присутствует в почве без Е. соli, это показатель старой фекальной загрязненности среды. Наличие в почве Streptococcus faecalis свидетельствует о свежем фекальном загряз­нении. Для количественной характеристики микробного загряз­нения почвы используют микробное число — общее количество микроорганизмов в 1 г почвы; коли-титр — наименьшее коли­чество исследуемого материала, в котором обнаруживается жиз­неспособная клетка Е. соli; перфрингенс-титр почвы — наимень­шее количество почвы, в котором содержится одна клетка С1. реrfringens; коли-индекс почвы — количество Е. соli в 1 г исследу­емой почвы.

Источник