Боліснотворні мікроби. Класифікація хвороботворних мікробів та хвороби, що викликаються ними. Бактерії різних форм

Їх розміри – від 0,1 до 30 мкм.

Мікроби надзвичайно поширені. Вони живуть у ґрунті, повітрі, воді, у снігах і навіть гарячих джерелах, на тілі тварин, а також усередині живих організмів, у тому числі в організмі людини.

Основні види бактерій

Розподіл бактерій на види йде з урахуванням кількох критеріїв, серед яких найчастіше беруть до уваги форму мікроорганізмів та їхнє просторове розміщення. Так, формою поділяються на:

Кокі – мікро-, дипло-, стрепто-, стафілококи, а також сарцини;

Паличкоподібні - монобактерії, диплобактерії та стрептобактерії;

Звивисті види - вібріони та спірохети.

Також включає стан бактеріальної стінки:

1. грампозитивні бактерії з тонкою клітинною стінкою – міксобактерії, фотосинтезуючі форми мікроорганізмів, що виділяють кисень (ціанобактерії);

2. грампозитивні бактерії з товстою (клостридії та актиноміцети);

3. у яких немає клітинної стінки (мікоплазми);

4. бактерії, які мають неповноцінну клітинну стінку - до цієї групи мікроорганізмів входять древні форми, здатні утворювати метан.

Розглянемо найпоширеніші хвороботворні бактерії, які вражають людину.

Вібріон Коха – викликає холеру. Зараження даними мікроорганізмами відбувається через воду, їжу, брудні руки та предмети, заражені вібріонами. Джерелом поширення хвороби є хворі та носії, у яких холера не розвивається, але які поширюють патогенні мікроби серед інших людей;

Бацила Зонне і Флекснера – зумовлює розвиток дизентерії, поширюється серед населення такими самими шляхами, що й попередній мікроорганізм;

Бацила Коха – є збудником туберкульозу. Передається іншим людям від хворих через повітря і краплі, що виділяються з кашлю заражених людей;

Бацила клостридіум тетанус - стає причиною тяжкого захворювання - правця. Зараження відбувається при контакті із забрудненим клостридіями ґрунтом, а також при передачі патогенних мікроорганізмів від хворої тварини або людини;

Ієрсинія пестис - збудник чуми, що обумовлює не тільки бубонну форму захворювання, але й тяжкі ураження легень;

Мікобактерія лепри - зумовлює розвиток лепри, яка в народі ще носить назву прокази і характеризується ураженням шкіри та слизових, периферичної нервової системи;

Коринебактерії дифтерії – мікроорганізми, що викликають дифтерію – важку патологію, що характеризується ураженням слизових оболонок ротоглотки з утворенням фіброзних плівок, інтоксикацією, ураженням серця, нервової системи та нирок;

Бліда трепонема – є збудником сифілісу, який є венеричною патологією та обумовлює ураження шкіри, слизових, внутрішніх органів, кісток, а також нервової системи;

Гелікобактер пілорі – мікроорганізм, який зумовлює розвиток виразкової хвороби.

Боліснотворні бактерії здатні викликати багато інших тяжких захворювань із поразкою різних органів, які вимагають відповідного лікування c

Боліснотворні бактерії здатні викликати системну запальну відповідь організму, важкі пневмонії, менінгіти і навіть сепсис з розвитком шокового стану, що призводить до смерті, тому важливо запобігати попаданню патогенної флори в організм. З цією метою застосовують різні методи антисептики та дезінфекції.

Мікроби-дрібні одноклітинні або багатоклітинні живі істоти різних форм і розмірів, а також живі істоти неклітинної природи.

Мікробна клітина складається з ядра (молекули ДНК), оболонки та цитоплазми. Багато мікробів мають і органи руху. Розмножуються простим поділом навпіл. Розрізняють хвороботворні та неболезнетворні мікроби

За типом пристос-ти до пит.среде хвороботворні мікроби ділять на умовнопатогенні і патогенні.

Умовнопатогенні (умовнохворотворні)у звичай. шкоди чел-ку не приносять, але при опред.усл., напр., при переохолодженні, голодуванні, опроміненні радіацією можуть проявити себе (наприклад, ангіна).

Залежно від форм та розмірів розрізняють: бактерії, рикетсії, віруси, грибки, найпростіші, пріони.

Бактерії- Одноклітинні орг-ми растіт.природи. Однак у них немає типового клітинного ядра, вони позбавлені хлорофілу і пластид і розмножуються простим поділом навпіл. Бактерії викликають такі захворювання, як сибірка, чума, холера, туберкульоз, сап, туляремія, правець, гангрена та ін. Інкубац. період більшості хвороб - 1-6 діб, смертність становить 80-100%. Різновидом бактерій є спірохети, які не мають оболонки та викликають такі захворювання, як сифіліс, зворотний тиф.

Залежно від форми клітин бактерії поділяються на 4 види:

Кулясті (мікрококи, диплококи, стрептококи, сарцини, стафілококи);

Паличкоподібні (переважна більшість відомих видів бактерій);

Нитчасті (мешкають у воді; серобактерії, залізобактерії);

Мають звивисту форму (вібріони, спірили).

До вірусних захворювань відносять: грип, кір, енцефаліти, натуральну віспу, сказ, вітряну віспу, краснуху, герпес, жовтяницю, поліомієліт, СНІД, ящур та ін. Є дані, що атеросклероз та інфаркт міокарда – теж результат дії вірусів.

Є віруси, здатні розмножуватись усередині бактеріальної клітини, і тоді така бактеріальна клітина викликає такі хвороби, як холера, дизентерія, дифтерія, черевний тиф та ін.

Розрізняють наступні формивірусів: паличкоподібна, куляста, кубоїдальна, сперматозоїдоподібна, ниткоподібна. Віруси ділять на 5 класів залежно від захворювання, що викликається ними.

Грибки- багатоклітинні організми рослинної природи, що викликають такі хвороби, як парша, стригучий лишай та ін.

Найбільш поширеними захворюваннями є: лейшманіоз, лямбліоз, трипаносомоз, трихомонадні захворювання, токсоплазмоз, кокцидоз, пневмоцистоз, малярія та ін.

Пріони (патологічні білки) більш примітивні, ніж віруси. Вони навіть немає нуклеїнових к-т, викликають повільні інфекції. Вони, зокрема, руйнують нейрони головного мозку, і людина поступово втрачає пам'ять, її вражає параліч, проявляється старечий маразм, сильний психоз. Пріони мають великий Інкубаційний період, тому і виявляються у віці понад 60 років.

Бактерії — найдавніша група організмів із нині існуючих Землі. Перші бактерії з'явилися, ймовірно, понад 3,5 млрд років тому і протягом майже мільярда років були єдиними живими істотами на нашій планеті. Оскільки це були перші представники живої природи, їхнє тіло мало примітивну будову.

Згодом їх будова ускладнилася, але й досі бактерії вважаються найпримітивнішими одноклітинними організмами. Цікаво, деякі бактерії й нині ще зберегли примітивні риси своїх древніх предків. Це спостерігається у бактерій, що мешкають у гарячих сірчаних джерелах та безкисневих мулах на дні водойм.

Більшість бактерій безбарвна. Тільки деякі пофарбовані в пурпуровий або в зелений колір. Але колонії багатьох бактерій мають яскраве забарвлення, яке обумовлюється виділенням забарвленої речовини у навколишнє середовище або пігментування клітин.

Першовідкривачем світу бактерій був Антоній Левенгук - голландський дослідник природи 17 століття, вперше створив досконалу лупу-мікроскоп, що збільшує предмети в 160-270 разів.

Бактерії відносять до прокаріотів і виділяють до окремого царства — Бактерії.

Форма тіла

Бактерії - численні та різноманітні організми. Вони різняться формою.

Назва бактерії	Форма бактерії	Зображення бактерії
Кокі		Куляста
Бацила		Паличкоподібна
Вібріон		Вигнута у вигляді коми
Спірила		Спіралеподібна
Стрептококи		Ланцюжок з коків
Стафілококи		Грона коків
Диплококи		Дві круглі бактерії, ув'язнені в одній слизовій капсулі

Способи пересування

Серед бактерій є рухомі та нерухомі форми. Рухливі пересуваються рахунок хвилеподібних скорочень чи з допомогою джгутиків (скручені гвинтоподібні нитки), які з особливого білка флагеллина. Джгутиків може бути один чи кілька. Розташовуються вони в одних бактерій на одному кінці клітини, в інших - на двох або по всій поверхні.

Але рух притаманне і багатьом іншим бактеріям, у яких джгутики відсутні. Так, бактерії, покриті зовні слизом, здатні до ковзного руху.

У деяких позбавлених джгутиків водних та ґрунтових бактерій у цитоплазмі є газові вакуолі. У клітині може бути 40-60 вакуолей. Кожна їх заповнена газом (імовірно — азотом). Регулюючи кількість газу у вакуолях, водні бактерії можуть занурюватися в товщу води або підніматися на її поверхню, а ґрунтові бактерії пересуватися в капілярах ґрунту.

Місце проживання

У силу простоти організації та невибагливості бактерії широко поширені у природі. Бактерії виявлені скрізь: у краплі навіть найчистішої джерельної води, у крупинках ґрунту, у повітрі, на скелях, у полярних снігах, пісках пустель, на дні океану, у видобутій із величезної глибини нафти і навіть у воді гарячих джерел із температурою близько 80ºС. Мешкають вони на рослинах, плодах, у різних тварин і в людини в кишечнику, ротовій порожнині, кінцівках, поверхні тіла.

Бактерії — найдрібніші та найчисленніші живі істоти. Завдяки малим розмірам вони легко проникають у будь-які тріщини, щілини, пори. Дуже витривалі та пристосовані до різним умоваміснування. Переносять висушування, сильні холоди, нагрівання до 90 С, не втрачаючи при цьому життєздатність.

Практично немає місця Землі, де не зустрічалися б бактерії, але у різних кількостях. Умови життя бактерій різноманітні. Одним з них необхідний кисень повітря, інші його не потребують і здатні жити в безкисневому середовищі.

У повітрі бактерії піднімаються у верхні шари атмосфери до 30 км. і більше.

Особливо багато їх у ґрунті. У 1 р. ґрунту можуть утримуватися сотні мільйонів бактерій.

У воді: у поверхневих шарах води відкритих водойм. Корисні водяні бактерії мінералізують органічні залишки.

У живих організмах: хвороботворні бактерії потрапляють в організм із зовнішнього середовища, але лише в сприятливих умоввикликаю захворювання. Симбіотичні живуть в органах травлення, допомагаючи розщеплювати та засвоювати їжу, синтезують вітаміни.

Зовнішня будова

Клітина бактерії одягнена особливою щільною оболонкою - клітинною стінкою, яка виконує захисну та опорну функції, а також надає бактерії постійну, характерну для неї форму. Клітинна стінка бактерії нагадує оболонку рослинної клітини. Вона проникна: через неї поживні речовинивільно проходять у клітину, а продукти обміну речовин виходять у довкілля. Часто поверх клітинної стінки у бактерій виробляється додатковий захисний шар слизу – капсула. Товщина капсули може багато разів перевищувати діаметр самої клітини, але може бути і дуже невеликий. Капсула - не обов'язкова частина клітини, вона утворюється залежно від умов, у які потрапляють бактерії. Вона оберігає бактерію від висихання.

На поверхні деяких бактерій є довгі джгутики (один, два або багато) або короткі тонкі ворсинки. Довжина джгутиків може значно перевищувати розмітки тіла бактерії. За допомогою джгутиків та ворсинок бактерії пересуваються.

Внутрішня будова

Усередині клітини бактерії знаходиться густа нерухома цитоплазма. Вона має шарувату будову, вакуолей немає, тому різні білки (ферменти) та запасні поживні речовини розміщуються у самій речовині цитоплазми. Клітини бактерій немає ядра. У центральній частині їх клітини сконцентровано речовину, яка несе спадкову інформацію. Бактерії, нуклеїнова кислота- ДНК. Але ця речовина не оформлена у ядро.

Внутрішня організація бактеріальної клітини складна та має свої специфічні особливості. Цитоплазма відокремлюється від клітинної стінки цитоплазматичної мембраною. У цитоплазмі розрізняють основну речовину, або матрикс, рибосоми та невелику кількість мембранних структур, що виконують самі різні функції(Аналоги мітохондрій, ендоплазматичної мережі, апарату Гольджі). У цитоплазмі клітин бактерій часто містяться гранули різної форми та розмірів. Гранули можуть складатися з сполук, які є джерелом енергії та вуглецю. У бактеріальній клітині трапляються і крапельки жиру.

У центральній частині клітини локалізована ядерна речовина - ДНК, не відмежована від цитоплазми мембраною. Це аналог ядра – нуклеоїд. Нуклеоїд не має мембрани, ядерця і набору хромосом.

Способи харчування

У бактерій спостерігаються різні способи харчування. Серед них є автотрофи та гетеротрофи. Автотрофи – організми, здатні самостійно утворювати органічні речовини для свого харчування.

Рослини потребують азоту, але самі засвоюють азот повітря не можуть. Деякі бактерії з'єднують молекули азоту, що містяться в повітрі, з іншими молекулами, в результаті чого виходять речовини, доступні для рослин.

Ці бактерії поселяються в клітинах молодого коріння, що призводить до утворення на коренях потовщень, званих бульбочками. Такі бульби утворюються на коренях рослин сімейства бобових та деяких інших рослин.

Коріння дає бактеріям вуглеводи, а бактерії корінням - такі речовини, що містять азот, які можуть бути засвоєні рослиною. Їхнє співжиття взаємовигідне.

Коріння рослин виділяють багато органічних речовин (цукри, амінокислоти та інші), якими харчуються бактерії. Тому в шарі ґрунту, що оточує коріння, поселяється особливо багато бактерій. Ці бактерії перетворюють відмерлі залишки рослин на доступні для рослини речовини. Цей шар ґрунту називають ризосферою.

Існує кілька гіпотез про проникнення бульбочкових бактерій у тканини кореня:

• через пошкодження епідермальної та корової тканини;
• через кореневі волоски;
• лише через молоду клітинну оболонку;
• завдяки бактеріям-супутникам, які продукують пектинолітичні ферменти;
• завдяки стимуляції синтезу В-індолілоцтової кислоти з триптофану, що завжди є в кореневих виділеннях рослин.

Процес впровадження бульбочкових бактерій у тканину кореня і двох фаз:

• інфікування кореневих волосків;
• процес утворення бульбочок.

У більшості випадків клітина, що впровадилася, активно розмножується, утворює так звані інфекційні нитки і вже у вигляді таких ниток переміщається в тканини рослини. Бульбякові бактерії, що вийшли з інфекційної нитки, продовжують розмножуватися в тканині господаря.

Рослинні клітини, що наповнюються швидко розмножуються клітинами бульбочкових бактерій, починають посилено ділитися. Зв'язок молодої бульбочки з коренем бобової рослини здійснюється завдяки судинно-волокнистим пучкам. У період функціонування бульбочки зазвичай щільні. До моменту прояву оптимальної активності бульби набувають рожевого забарвлення (завдяки пігменту легоглобіну). Фіксувати азот здатні лише ті бактерії, які містять легоголобін.

Бактерії бульбочок створюють десятки та сотні кілограмів азотних добрив на гектарі ґрунту.

Обмін речовин

Бактерії відрізняються одна від одної обміном речовин. В одних він йде за участю кисню, в інших без його участі.

Більшість бактерій харчуються готовими органічними речовинами. Лише деякі з них (синьо-зелені, або ціанобактерії) здатні створювати органічні речовини з неорганічних. Вони зіграли важливу рольу накопиченні кисню у атмосфері Землі.

Бактерії вбирають речовини ззовні, розривають їх молекули на частини, із цих частин збирають свою оболонку і поповнюють свій вміст (так вони ростуть), а непотрібні молекули викидають назовні. Оболонка та мембрана бактерії дозволяє їй вбирати тільки потрібні речовини.

Якби оболонка та мембрана бактерії були повністю непроникними, у клітину не потрапили б жодні речовини. Якби вони були проникними всім речовин, вміст клітини перемішалося б із середовищем — розчином, у якій живе бактерія. Для виживання бактерії необхідна оболонка, яка потрібні речовини пропускає, а непотрібні – ні.

Бактерія поглинає живильні речовини, що знаходяться поблизу неї. Що відбувається згодом? Якщо вона може самостійно пересуватися (рухаючи джгутик або виштовхуючи слиз назад), то вона переміщається, поки не знайде необхідні речовини.

Якщо вона рухатися не може, то чекає, поки дифузія (здатність молекул однієї речовини проникати в гущавину молекул іншої речовини) не принесе до неї необхідні молекули.

Бактерії разом із іншими групами мікроорганізмів виконують величезну хімічну роботу. Перетворюючи різні сполуки, вони одержують необхідну для їхньої життєдіяльності енергію та поживні речовини. Процеси обміну речовин, способи добування енергії та потреби у матеріалах для побудови речовин свого тіла у бактерій різноманітні.

Інші бактерії всі потреби у вуглеці, необхідному для синтезу органічних речовин тіла, задовольняють рахунок не органічних сполук. Вони називаються автотроф. Автотрофні бактерії здатні синтезувати органічні речовини із неорганічних. Серед них розрізняють:

Хемосинтез

Використання променистої енергії – найважливіший, але не єдиний шлях створення органічної речовини з вуглекислого газу та води. Відомі бактерії, які як джерело енергії для такого синтезу використовують не сонячне світло, а енергію хімічних зв'язків, що відбуваються в клітинах організмів при окисленні деяких неорганічних сполук - сірководню, сірки, аміаку, водню, азотної кислоти, закисних сполук заліза та марганцю. Утворену з використанням цієї хімічної енергії органічну речовину використовують для побудови клітин свого тіла. Тому такий процес називають хемосинтезом.

Найважливішу групу хемосинтезуючих мікроорганізмів становлять бактерії, що нітрифікують. Ці бактерії живуть у ґрунті та здійснюють окислення аміаку, що утворився при гнитті органічних залишків, до азотної кислоти. Остання, що реагує з мінеральними сполуками ґрунту, перетворюються на солі азотної кислоти. Цей процес відбувається у дві фази.

Залізобактерії перетворюють закисне залізо на окисне. Утворений гідроокис заліза осідає і утворює так звану болотяну залізну руду.

Деякі мікроорганізми існують рахунок окислення молекулярного водню, забезпечуючи цим автотрофний спосіб харчування.

Характерною особливістю водневих бактерій є здатність перемикатися на гетеротрофний спосіб життя при забезпеченні їх органічними сполуками та відсутності водню.

Таким чином, хемоавтотрофи є типовими автотрофами, оскільки самостійно синтезують з неорганічних речовин необхідні органічні сполуки, а не беруть їх у готовому виглядіз інших організмів, як гетеротрофи. Від фототрофних рослин хемоавтотрофні бактерії відрізняються повною незалежністю від світла як джерела енергії.

Бактеріальний фотосинтез

Деякі пігментовмісні серобактерії (пурпурні, зелені), що містять специфічні пігменти - бактеріохлорофіл, здатні поглинати сонячну енергію, за допомогою якої сірководень в їх організмах розщеплюється і віддає атоми водню для відновлення відповідних сполук. Цей процес має багато спільного з фотосинтезом і відрізняється лише тим, що у пурпурових та зелених бактерій донором водню є сірководень (зрідка - карбонові кислоти), а в зелених рослин - вода. У тих та інших відщеплення та перенесення водню здійснюється завдяки енергії поглинених сонячних променів.

Такий бактеріальний фотосинтез, який відбувається без виділення кисню, називається фоторедукцією. Фоторедукція вуглекислого газу пов'язана з перенесенням водню не від води, а від сірководню:

6СО 2 +12Н 2 S + hv → С6Н 12 О 6 +12S = 6Н 2 О

Біологічне значення хемосинтезу та бактеріального фотосинтезу в масштабах планети відносно невелике. Тільки хемосинтезуючі бактерії відіграють істотну роль у процесі кругообігу сірки в природі. Поглинаючись зеленими рослинами у формі солей сірчаної кислоти, сірка відновлюється та входить до складу білкових молекул. Далі при руйнуванні відмерлих рослинних та тваринних залишків гнильними бактеріямисірка виділяється у вигляді сірководню, який окислюється серобактеріями до вільної сірки (або сірчаної кислоти), що утворює у ґрунті доступні для рослини сульфіти. Хемо- та фотоавтотрофні бактерії мають істотне значення у кругообігу азоту та сірки.

Спороутворення

Усередині бактеріальної клітини утворюються суперечки. У процесі спороутворення бактеріальна клітина зазнає ряду біохімічних процесів. У ній зменшується кількість вільної води, знижується ферментативна активність. Це забезпечує стійкість суперечок до несприятливих умов довкілля (високої температури, високої концентрації солей, висушування та інших.). Спороутворення властиве лише невеликій групі бактерій.

Суперечки — це не обов'язкова стадія життєвого циклу бактерій. Спороутворення починається лише за браку поживних речовин чи накопиченні продуктів обміну. Бактерії у вигляді суперечок можуть довгий часперебувати у стані спокою. Спори бактерій витримують тривале кип'ятіння та дуже тривале проморожування. При настанні сприятливих умов суперечки проростає і стає життєздатною. Спору бактерій - це пристосування до виживання у несприятливих умовах.

Розмноження

Розмножуються бактерії розподілом однієї клітини на дві. Досягши певного розміру, бактерія поділяється на дві однакові бактерії. Потім кожна з них починає харчуватися, росте, ділиться тощо.

Після подовження клітини поступово утворюється поперечна перегородка, та був дочірні клітини розходяться; у багатьох бактерій у певних умовах клітини після поділу залишаються пов'язаними до характерних груп. При цьому залежно від напрямку площини поділу та числа поділів з'являються різні форми. Розмноження брунькуванням зустрічається у бактерій як виняток.

За сприятливих умов розподіл клітин у багатьох бактерій відбувається через кожні 20-30 хвилин. При такому швидкому розмноженні потомство однієї бактерії за 5 діб здатне утворити масу, якою можна заповнити всі моря та океани. Простий підрахунок показує, що за добу може утворитися 72 покоління (720 000 000 000 000 000 000 клітин). Якщо перевести у вагу – 4720 тонн. Однак у природі цього немає, оскільки більшість бактерій швидко гинуть під впливом сонячного світлапри висушуванні, нестачі їжі, нагріванні до 65-100ºС, в результаті боротьби між видами і т.д.

Бактерія (1), що поглинула достатньо їжі, збільшується в розмірах (2) і починає готуватися до розмноження (розподілу клітини). Її ДНК (у бактерії молекула ДНК замкнута в кільце) подвоюється (бактерія виготовляє копію цієї молекули). Обидві молекули ДНК (3,4) виявляються прикріплені до стінки бактерії і при подовженні бактерії розходяться в сторони (5,6). Спочатку ділиться нуклеотид, потім цитоплазма.

Після розходження двох молекул ДНК на бактерії з'являється перетяжка, яка поступово поділяє тіло бактерії на дві частини, у кожній з яких є молекула ДНК (7).

Буває (у сінної палички), дві бактерії злипаються, і між ними утворюється перемичка (1,2).

По перемичці ДНК із однієї бактерії переправляється до іншої (3). Опинившись в одній бактерії, молекули ДНК сплітаються, злипаються у деяких місцях (4), після чого обмінюються ділянками (5).

Роль бактерій у природі

Колообіг

Бактерії - найважливіша ланка загального круговороту речовин у природі. Рослини створюють складні органічні речовини з вуглекислого газу, води та мінеральних солей ґрунту. Ці речовини повертаються у ґрунт із відмерлими грибами, рослинами та трупами тварин. Бактерії розкладають складні речовини на прості, які використовують рослини.

Бактерії руйнують складні органічні речовини відмерлих рослин та трупів тварин, виділення живих організмів та різні покидьки. Живлячись цими органічними речовинами, сапрофітні бактерії гниття перетворюють їх на перегній. Це своєрідні санітари нашої планети. Таким чином, бактерії беруть активну участь у кругообігу речовин у природі.

Ґрунтоутворення

Оскільки бактерії поширені практично повсюдно і зустрічаються у величезній кількості, вони багато в чому визначають різні процеси, що відбуваються в природі. Восени опадає листя дерев і чагарників, відмирають надземні пагони трав, опадають старі гілки, іноді падають стовбури старих дерев. Все це поступово перетворюється на перегній. 1 см 3 . поверхневого шару лісового ґрунту містяться сотні мільйонів сапрофітних ґрунтових бактерій кількох видів. Ці бактерії перетворюють перегній на різні мінеральні речовини, які можуть бути поглинені з ґрунту корінням рослин.

Деякі грунтові бактерії здатні поглинати азот із повітря, використовуючи його у процесах життєдіяльності. Ці азотофіксуючі бактерії живуть самостійно або поселяються в корінні бобових рослин. Проникнувши в коріння бобових, ці бактерії викликають розростання клітин коренів та утворення на них бульбочок.

Ці бактерії виділяють азотні сполуки, які використовують рослини. Від рослин бактерії одержують вуглеводи та мінеральні солі. Таким чином, між бобовою рослиною та бульбочковими бактеріями існує тісний зв'язок, корисний як одному, так і іншому організму. Це носить назву симбіозу.

Завдяки симбіозу з бульбочковими бактеріями бобові рослини збагачують ґрунт азотом, сприяючи підвищенню врожаю.

Поширення у природі

Мікроорганізми поширені повсюдно. Виняток становлять лише кратери вулканів, що діють, і невеликі майданчики в епіцентрах підірваних. атомних бомб. Ні низькі температури Антарктики, ні киплячі струмені гейзерів, ні насичені розчини солей у соляних басейнах, ні сильна інсоляція гірських вершин, ні жорстке опромінення атомних реакторів не заважають існуванню та розвитку мікрофлори. Всі живі істоти постійно взаємодіють із мікроорганізмами, будучи часто не лише їхніми сховищами, а й розповсюджувачами. Мікроорганізми - аборигени нашої планети, які активно освоюють найнеймовірніші природні субстрати.

Мікрофлора ґрунту

Кількість бактерій у ґрунті надзвичайно велика — сотні мільйонів та мільярдів особин в 1 грамі. У ґрунті їх значно більше, ніж у воді та повітрі. Загальна кількість бактерій у ґрунтах змінюється. Кількість бактерій залежить від типу ґрунтів, їх стану, глибини розташування шарів.

На поверхні ґрунтових частинок мікроорганізми розташовуються невеликими мікроколоніями (по 20-100 клітин у кожній). Часто вони розвиваються в товщах згустків органічної речовини, на живих та відмираючих коренях рослин, у тонких капілярах і всередині грудочок.

Мікрофлора ґрунту дуже різноманітна. Тут зустрічаються різні фізіологічні групи бактерій: бактерії гниття, нітрифікуючі, азотфіксуючі, серобактерії та ін. Серед них є аероби та анаероби, спорові та не спорові форми. Мікрофлора - один із факторів утворення ґрунтів.

Сферою розвитку мікроорганізмів у грунті є зона, що примикає до коріння живих рослин. Її називають ризосферою, а сукупність мікроорганізмів, які у ній, — ризосферной мікрофлорою.

Мікрофлора водойм

Вода природне середовище, де у великій кількості розвиваються мікроорганізми Основна маса їх потрапляє у воду із ґрунту. Чинник, що визначає кількість бактерій у воді, наявність у ній поживних речовин. Найбільш чистими є води артезіанських свердловин та джерельні. Дуже багаті на бактерії відкриті водоймища, річки. Найбільша кількістьБактерій знаходиться в поверхневих шарах води, ближче до берега. При віддаленні від берега та збільшенні глибини кількість бактерій зменшується.

Чиста вода містить 100-200 бактерій на 1 мл., а забруднена - 100-300 тис. і більше. Багато бактерій у донному мулі, особливо у поверхневому шарі, де бактерії утворюють плівку. У цій плівці багато сіро- та залізобактерій, які окислюють сірководень до сірчаної кислоти і тим самим запобігають замору риби. У мулі більше спороносних форм, тоді як у воді переважають неспороносні.

За видовим складом мікрофлора води подібна до мікрофлори грунту, але зустрічаються і специфічні форми. Руйнуючи різні покидьки, що у воду, мікроорганізми поступово здійснюють так зване біологічне очищення води.

Мікрофлора повітря

Мікрофлора повітря менш численна, ніж мікрофлора грунту та води. Бактерії піднімаються в повітря з пилом, деякий час можуть бути там, а потім осідають на поверхню землі і гинуть від нестачі живлення або під дією ультрафіолетових променів. Кількість мікроорганізмів у повітрі залежить від географічної зони, місцевості, пори року, забрудненістю пилом та ін. Кожна порошинка є носієм мікроорганізмів. Найбільше бактерій у повітрі над промисловими підприємствами. Повітря сільської місцевості чистіше. Найбільш чисте повітря над лісами, горами, сніговими просторами. Верхні шари повітря містять менше бактерій. У мікрофлорі повітря багато пігментованих та спороносних бактерій, які більш стійкі, ніж інші, до ультрафіолетових променів.

Мікрофлора організму людини

Тіло людини, навіть цілком здорової, завжди є носієм мікрофлори. При зіткненні тіла людини з повітрям та ґрунтом на одязі та шкірі осідають різноманітні мікроорганізми, у тому числі й патогенні (палички правця, газової гангрени та ін.). Найчастіше забруднюються відкриті частини людського тіла. На руках виявляють кишкові палички, стафілококи. У ротовій порожнині налічують понад 100 видів бактерій. Рот з його температурою, вологістю, живильними залишками - прекрасне середовище для розвитку мікроорганізмів.

Шлунок має кислу реакцію, тому переважна більшість мікроорганізмів у ньому гине. Починаючи з тонкого кишечникареакція стає лужною, тобто. сприятливою для бактерій. У товстих кишках мікрофлора дуже різноманітна. Кожна доросла людина виділяє щодня із екскрементами близько 18 млрд. бактерій, тобто. більше особин, ніж людей на земній кулі.

Внутрішні органи, що не з'єднуються із зовнішнім середовищем (мозок, серце, печінка, сечовий міхурта ін), зазвичай вільні від бактерій. У ці органи мікроби потрапляють лише під час хвороби.

Бактерії у кругообігу речовин

Мікроорганізми взагалі і бактерії зокрема грають велику роль у біологічно важливих кругообігах речовин на Землі, здійснюючи хімічні перетворення, абсолютно недоступні ні рослинам, ні тваринам. Різні етапикругообіг елементів здійснюються організмами різного типу. Існування кожної окремої групи організмів залежить від хімічного перетворення елементів, яке здійснюється іншими групами.

Кругообіг азоту

Циклічне перетворення азотистих сполукграє першорядну роль постачанні необхідними формами азоту різних за харчовими потребами організмів біосфери. Понад 90% загальної фіксації азоту зумовлено метаболічною активністю певних бактерій.

Кругообіг вуглецю

Біологічне перетворення органічного вуглецю на вуглекислий газ, що супроводжується відновленням молекулярного кисню, потребує спільної метаболічної активності різноманітних мікроорганізмів. Багато аеробних бактерій здійснюють повне окислення органічних речовин. В аеробних умовах органічні сполуки спочатку розщеплюються шляхом зброджування, а кінцеві органічні продукти бродіння окислюються далі в результаті анаеробного дихання, якщо є неорганічні акцептори водню (нітрат, сульфат або СО 2).

Кругообіг сірки

Для живих організмів сірка доступна в основному у формі сульфатів розчинних або відновлених органічних сполук сірки.

Кругообіг заліза

У деяких водоймах із прісною водою містяться у високих концентраціях відновлені солі заліза. У таких місцях розвивається специфічна бактеріальна мікрофлора - залізобактерії, що окислюють відновлене залізо. Вони беруть участь в утворенні болотних залізнякута водних джерел, багатих на солі заліза.

Бактерії є найдавнішими організмами, що з'явилися близько 3,5 млрд років тому в археї. Близько 2,5 млрд. років вони домінували Землі, формуючи біосферу, брали участь у освіті кисневої атмосфери.

Бактерії є одними з найпростіше влаштованих живих організмів (крім вірусів). Вважають, що вони перші організми, що з'явилися на Землі.

Незважаючи на активний розвиток медицини, проблема інфекційних, у тому числі бактеріальних захворювань дуже актуальна. Бактерії зустрічаються на кожному кроці: у громадському транспорті, на роботі, у школі. Неймовірні їх кількості заселяють дверні ручки, гроші, комп'ютерні миші, мобільні телефони. Немає таких місць на нашій планеті, де не було б цих мікроорганізмів. Вони виявлені у солоних водах Мертвого моря, у гейзерах, температура яких становить понад 100 ºС, у водах океану на глибині 11 км, в атмосфері на висоті 41 км, навіть у ядерних реакторах.

Класифікація бактерій

Бактерії - крихітні істоти, які можна побачити лише за допомогою мікроскопа, їх розмір у середньому становить 0,5-5 мікронів. Загальною рисою всіх бактерій є відсутність ядра, віднесення до прокаріотів.

Існує кілька шляхів їх розмноження: бінарний поділ, брунькування завдяки екзоспорам або уривкам міцелію. Безстатевий шлях розмноження полягає в реплікації в клітині ДНК і подальшим її поділом надвоє.

Залежно від форми, бактерії поділяють на:

• коки – кулі;
• паличкоподібні;
• спірили - звивисті нитки;
• вібріони – вигнуті палички.

Грибкові, вірусні та бактеріальні захворювання, залежно від механізму передачі та місцезнаходження збудника, поділяють на кишкові, кров'яні, дихальні шляхи та зовнішні покриви.

Будова бактерій та інфекцій

Цитоплазма є основною частиною бактеріальної клітини, де відбувається метаболізм, тобто. синтез компонентів, зокрема які впливають її патогенність, з поживних речовин. Присутність у цитоплазмі ферментів, каталізаторів білкової природи зумовлює метаболізм. У ній також знаходиться «ядро» бактерії – нуклеоїд, без певної форми та зовні необмежений мембраною. Попадання різних речовин у клітину та виведення продуктів метаболізму відбувається через цитоплазматичну мембрану.

Цитоплазматичну мембрану облягає клітинна оболонка, де може бути шар слизу (капсула) чи джгутики, сприяють активному пересування бактерії у рідинах.

Харчуванням для бактерій є різноманітні речовини: від простих, наприклад, вуглекислого газу, іонів амонію, до складних органічних сполук. На життєдіяльність бактерій також впливає температура та вологість навколишнього середовища, наявність чи відсутність кисню. Багато видів бактерій для виживання у несприятливих умовах здатні утворювати суперечки. Бактерицидні властивості, що знайшли широке застосування як в медицині, так і в промисловості мають підвищену температуру або тиск, ультрафіолетове випромінювання, певні хімічні сполуки.

Властивості патогенності, вірулентності та інвазивності

Патогенністю називають здатність певного виду мікроорганізмів спричиняти бактеріальні інфекційні захворювання. Проте в одного і того ж виду її рівень може перебувати в широкому діапазоні, в такому разі говорять про вірулентність - ступінь патогенності штаму. Патогенність мікроорганізмів обумовлена ​​токсинами, які є продуктами їхньої життєдіяльності. Багато хвороботворних бактерій нездатні до розмноження в макроорганізмах, проте виділяють найсильніші екзотоксини, що є причиною хвороби. Тому існує поняття інвазивності - здатності поширюватися в макроорганізмі. Завдяки вищеописаним властивостям у певних умовах високопатогенні мікроорганізми можуть викликати смертельні хвороби, а слабопатогенні бактерії просто бути присутніми в організмі, не завдаючи жодної шкоди.

Розглянемо деякі бактеріальні захворювання людини, список яких дуже великий, щоб описати все в одній статті.

Кишкові інфекції

Сальмонельоз. У ролі збудника можуть виступати близько 700 видів сероварів роду Salmonella. Інфікування може статися водним, контактно-побутовим або аліментарним шляхом. Розмноження цих бактерій, що супроводжується накопиченням токсинів, можливе різних продуктахживлення та зберігається при їх недостатній термообробці під час готування. Також як джерело інфекції можуть виступати домашні тварини, птахи, гризуни, хворі люди.

Наслідком дії токсинів є підвищення секреції рідини в кишку та посилення її перистальтики, блювання та діарея, які призводять до зневоднення організму. Після проходження інкубаційного періоду, який триває від 2 годин до 3 діб, підвищується температура, з'являється озноб, головний біль, колікоподібні болі в ділянці живота, нудота, а через кілька годин – частий водянистий та смердючий стілець. Дані бактеріальні захворювання тривають приблизно 7 днів.

У деяких випадках можуть виникнути ускладнення у формі гострої ниркової недостатності, інфекційно-токсичного шоку, гнійно-запальних захворювань чи тромботичних ускладнень

Черевний тиф та паратифи А та В. Їх збудниками є S. paratyphi A, S. paratyphi, Salmonella typhi. Шляхи передачі – їжа, вода, інфіковані предмети, джерело – хвора людина. Особливістю захворювання є літньо-осіння сезонність.

Тривалість інкубаційного періоду становить 3-21 день, найчастіше 8-14, після чого відбувається поступове наростання температури аж до 40ºС. Лихоманка супроводжується безсонням, головним болем, відсутністю апетиту, зблідненням. шкірних покривів, розеолезним висипом, збільшенням печінки та селезінки, здуттям живота, затримкою випорожнень, рідше діареєю. Артеріальна гіпотензія, брадикардія, марення, загальмованість також супроводжують хвороби. Можливі ускладнення – пневмонія, перитоніт, кишкова кровотеча.

Харчова токсикоінфекція. Її збудниками є умовно-патогенні мікроорганізми. Хвороби бактерії потрапляють в організм з харчових продуктів, які або не підлягають термообробці або пройшли недостатню температурну обробку. Найчастіше це молочні або мясні продукти, кондитерські вироби.

Тривалість інкубаційного періоду становить від 30 хвилин на добу. Інфекція проявляється у вигляді нудоти, блювання, рідкого випорожнення до 15 разів на добу, ознобу, болю в животі, підвищення температури. Більш тяжкі випадки захворювання супроводжуються зниженим тиском, тахікардією, судомами, сухістю слизових оболонок, олігурією, гіповолемічним шоком. Хвороба триває від кількох годин до трьох діб.

Дизентерія. Збудником однієї із найпоширеніших кишкових інфекцій є бактерія роду Shigella. Мікроорганізми потрапляють в організм під час прийняття інфікованої їжі, води через побутові предмети та брудні руки. Джерелом інфекції є хвора людина.

Період інкубації може становити від кількох годин до тижня, як правило, 2-3 дні. Хвороба проявляється частою рідким стільцемз домішками слизу та крові, переймоподібними болями зліва та внизу живота, підвищенням температури, запамороченням, ознобом, головним болем. Також їй супроводжують артеріальна гіпотензія, тахікардія, здуття живота, пальпація сигмовидної кишки. Тривалість захворювання залежить від рівня тяжкості: від 2-3 до 7 днів і більше.

Ешеріхіоз. Дане захворювання ще називають діареєю мандрівників. Викликається воно кишковою паличкою Escherichia coli ентероінвазивних або ентеротоксигенних штамів.

У першому випадку інкубаційний період триває від 1 до 6 діб. Ознаками хвороби є рідке випорожнення і болі живота, рідше тенезми. Час хвороби 3-7 діб із слабовираженою інтоксикацією.

У другому випадку прихований період може тривати до 3 діб, після чого починається блювання, частий рідкий стілець, непостійна лихоманка та біль у животі. Болючої бактерії в великого ступенявражають дітей раннього віку. Захворювання супроводжують висока температура, пропасниця, диспепсичні явища. Такі бактеріальні захворювання можуть бути ускладнені апендицитом, холециститом, холангітом, менінгітом, ендокардитом, запальними захворюваннями. сечовивідних шляхів.

Кампілобактеріоз. Це поширена інфекція, що викликається бактерією Campylobacter fetus jejuni, джерелом якої є багато домашніх тварин. Також можливі професійні бактеріальні захворювання людини.

Інкубаційний період триває 1 – 6 днів. Захворювання супроводжується лихоманкою, гастроентеритом, вираженою інтоксикацією, блюванням, рясним рідким випорожненням. У поодиноких випадках - генералізована форма хвороби.

Лікування та профілактика кишкових інфекцій

Як правило, для ефективного лікування рекомендується госпіталізація хворого, оскільки більшість таких захворювань може призвести до ускладнень, а також зменшення ризику поширення інфекції. Лікування включає кілька основних пунктів.

При кишковій інфекції необхідно суворе дотримання дієти, що щадить. Список дозволених продуктів: уповільнюють рухову активність кишечника та містять значні кількостіТаніна - чорниця, черемха, міцний чай, а також протерті каші, слизові супи, киселі, сир, сухарі, страви з риби та м'яса, приготовані на пару. У жодному разі не можна їсти смажене та жирне, сирі овочі та фрукти.

При токсикоінфекціях обов'язкове промивання шлунка з метою видалення збудників зі слизової оболонки. шлунково-кишковий тракт. Дезінтоксикацію та регідратацію проводять за допомогою перорального введення в організм глюкозо-сольових розчинів.

Лікування бактеріальних захворювань кишечника обов'язково передбачає нормалізацію випорожнень. Для цього найчастіше застосовують засіб "Індометоцин", препарати кальцію, різні сорбенти, найдоступніше з яких, активоване вугілля. Оскільки бактеріальні захворювання супроводжує дисбактеріоз, призначають препарати для нормалізації мікрофлори кишечника ("Лінекс", "Біфідумбактерін" та ін.)

Що стосується антибактеріальних засобів, то залежно від виду збудника можуть бути використані антибіотики груп монобактамів, пеніцилінів, цефалоспоринів тетрациклінів, хлорамфеніколів, карбапенемів, аміноглікозидів, поліміксинів, хінолонів, фторхінолонів, нітрофуранів, а також змішані препарати.

Щоб запобігти бактеріальним захворюванням людини, список щоденних заходів повинен містити такі пункти: дотримання правил особистої гігієни, ретельна термічна обробканеобхідної їжі, миття овочів, фруктів перед вживанням, використання кип'яченої або бутильованої води, короткострокове зберігання продуктів, що швидко псуються.

Інфекції дихальних шляхів

Для дихальних шляхів найбільш характерні бактеріальні та вірусні інфекції, які мають, як правило, сезонний характер. Бактеріальні та вірусні захворюваннялюдину відрізняються, перш за все, локалізацією. Віруси діють весь організм, а бактерії місцево. Найбільш поширені вірусні захворювання – це ГРВІ та грип.

До бактеріальних захворювань належать такі інфекції дихальних шляхів:

Тонзиліт(ангіна) може бути викликаний як вірусами, так і бактеріями - мікоплазмою, стрептококом, хламідіями (A. Haemolyticum, N. Gonorrhoeae, C. Diphtheriae). Супроводжується змінами піднебінних мигдаликів, болями в горлі, ознобом, головним болем, блюванням.

Епіглоттит. Збудниками є бактерії S. Pneumoniae, S. Pyogenes та S. Aureus. Для захворювання характерне запалення надгортанника, що супроводжується звуженням гортані, швидке погіршення стану, біль у горлі, лихоманка.

Через тяжке перебіг хвороби потрібна обов'язкова госпіталізація хворого.

Гайморит- Запалення гайморових пазух, причиною якого є бактерії, що проникли в порожнину носа через кров або з верхньої щелепи. Характеризується спочатку локалізованим болем, який потім поширюється, перетворюючись на «головний» біль.

Пневмонія. Це захворювання легень, протягом якого уражаються альвеоли та термінальні бронхи. Хвороботворні бактерії - стрептококи, стафілококи, клебсієла пневмонії, пневмококи, гемофільна та кишкова палички. Захворювання супроводжується кашлем з мокротинням, лихоманкою, задишкою, ознобом, головними та м'язовими болями, зниженням апетиту, підвищеною стомлюваністю, інтоксикаційною слабкістю.

Лікування та профілактика інфекцій дихальних шляхів

При лікуванні інфекцій госпіталізація хворого здійснюється лише у випадках тяжкого та занедбаного перебігу хвороби. Основним засобом є антибіотики, що підбираються індивідуально залежно від виду збудника хвороби. Лікування носоглотки може бути зроблено з використанням місцевих антисептиків("Гексорала", "Септифрила", "Стопангіна", "Каметона", "Інгаліпта"). Додатково рекомендується вдатися до інгаляції, фізіотерапії, дихальної гімнастики, мануальної терапії, масаж грудної клітки. При використанні комбінованих засобів з антисептичним та знеболюючим ефектом на початку захворювання (препаратів з лікарських рослин, "ТераФлю", "Анти-Ангіна", "Стрепсілса", NovaSept) ймовірно відсутність необхідності подальшого використання антибіотиків.

Профілактика бактеріальних захворювань органів дихання включає такі заходи: прогулянки на свіжому повітрі, дихальну гімнастику, профілактичні інгаляції, відмова від куріння, використання ватно-марлевих пов'язок при контакті з хворими

Інфекції зовнішніх покривів

На шкірі людини, що має певні властивості, що захищають її від мікроорганізмів, присутня величезна кількість бактерій, що мирно існують. При порушенні цих властивостей (надмірної гідратації, запальних захворюваннях, травмах) мікроорганізми можуть спричинити інфікування. Бактеріальні захворювання шкіри виникають також при попаданні хвороботворних бактерій ззовні.

Імпетіго. Розрізняють два види захворювання: бульозне, що викликається стафілококами, та небульозне, збудниками якого є S. aulreuls та S. Pyogenes.

Захворювання проявляється у вигляді червоних плям, що перетворюються на бульбашки та гнійнички, які легко розкриваються, утворюючи товсті жовтувато-коричневі лусочки.

Для бульозної форми характерні пухирі розміром 1-2 см. При ускладненні бактеріальні захворювання спричиняють гломерулонефрит.

Фурункули та карбункули. Захворювання виникає при глибокому проникненні стафілококів у волосяні фолікули. Інфекція утворює запальний конгломерат, з якого згодом утворюється гній. Типові місця локалізації карбункулів - обличчя, ноги, задня частинашиї.

Пика та целюліт. Це інфекції, що вражають шкіру і підлягають тканини, збудниками яких є стрептококи груп A, G, C. У порівнянні з бешихою розташування целюліту більш поверхневе.

Типова локалізація пики – обличчя, целюліту – ікри. Обом захворюванням часто передує травма, пошкодження шкіри. Поверхня шкіри червона, набрякла, з нерівними запаленими краями, іноді пухирцями та пухирями. Супутні ознаки хвороби – лихоманка та озноб.

Пика і целюліт можуть викликати ускладнення, що проявляються у вигляді фасціїту, міозиту, тромбозу. печеристого синуса, менінгіту, різних абсцесів.

Лікування та профілактика інфекцій шкірних покривів

Лікувати шкірні бактеріальні захворювання людини рекомендується за допомогою антибіотиків місцевого або загальної діїзалежно від тяжкості та виду інфекції. Також застосовуються різні антисептики. У деяких випадках їх використання триває тривалий час, у тому числі здоровими членами сім'ї для профілактики.

Головним профілактичним заходом, що запобігають виникненню шкірних інфекцій, Дотримання особистої гігієни, використання індивідуальних рушників, а також загальне підвищення імунітету.

Інфекції тварин

Слід також згадати бактеріальні захворювання тварин, які передаються людині та звані зооантропонозами. Джерелом інфекції є тварини як домашні, так і дикі, від яких можна заразитися під час полювання, а також гризуни.

Перелічимо основні бактеріальні захворювання, список яких налічує близько 100 інфекцій: правець, ботулізм, пастерельоз, колібактеріоз, бубонна чума, сап, меліоїдоз, ерсініози, вібріоз, актиномікоз.