Другим уязвимым местом животного организма являются ротовое и носовые отверстия, через которые бактерии проникают в носоглоточное пространство, в пищеварительные и дыхательные органы (брюшной тиф, холера, туберкулез, чума и многие другие болезни).
Некоторые из патогенных бактерий, вызывающих болезни, еще не найдены. Многие из этих бактерий открыты и изучены, и борьба с ними проводится разнообразными способами.
Естественная борьба организма человека (и животных) с патогенными бактериями, попавшими в кровь, по учению И. И. Мечникова, происходит с помощью фагоцитов (пожирателей бактерий), то есть белых кровяных телец, уничтожающих бактерии. От успеха этой борьбы зависит выздоровление или гибель пораженного организма. Иммунитет организма, то есть невосприимчивость к болезням, зависит также от жидкой части крови, в которой скапливаются противоядия - антитоксины, играющие важную роль при заболеваниях.
В отношении каждого бактериоза применяются, специфические меры борьбы, которые изучаются в курсе защиты растений (фитопатология). Но все культуры предохраняют от заболевания следующие общие меры: выращивание сильных и устойчивых растений, дезинфекция семян и посадочного материала, выбор устойчивых сортов, хорошие условия хранения убранных растений, удаление больных растений целиком или их пораженных частей, защита от механических повреждений, обмазывание стволов и пораженных частей известью и садовой замазкой, правильный севооборот и выбор подходящего места для выращивания растений.
В жизни организмов большую роль играют бактериофаги , растворяющие живые бактерии. Бактериофаги не видны в оптические микроскопы. Только с помощью электронного микроскопа удалось установить, что бактериофаги имеют форму округлых или удлиненных мельчайших частиц, располагающихся на поверхности бактериальных клеток. Размеры различных бактериофагов колеблются от 0,04 до 0,1 μ. Они найдены также в почве.
В конце позапрошлого века русский ученый Д. И. Ивановский, изучая мозаичную болезнь на листьях табака , установил, что причина этой болезни кроется в фильтрующемся вирусе. Мозаичная болезнь встречается также на листьях картофеля, свеклы, томатов, тыквы и др. Внешне она выражается в том, что на листьях появляются светлые пятна, лишенные хлорофилла, чередующиеся (в виде мозаики) с темно-зелеными участками листа, содержащими хлорофилл. Листья при этом закручиваются, и урожай снижается. Если сок больного растения ввести в ткань здоровых, болезнь передается последним. Возбудитель болезни остался неизвестным и был назван фильтрующимся вирусом , так как он свободно проходит через все фильтры, употребляемые в микробиологии. Вирусных болезней известно более двухсот. К ним относятся, например, оспа, бешенство, инфекционная анемия лошадей, ящур, скарлатина, корь и др. Вирусные болезни животных заразны и с ними ведут борьбу предохранительными прививками. С растений на растения вирусные болезни также легко переносятся. В настоящее время известно, что заразное начало фильтрующегося вируса - это молекулы, состоящие из белков и нуклеиновых кислот. Величина их измеряется миллимикронами. Они размножаются в животных и растительных клетках.
Чтобы вызвать заболевание, микроорганизмы должны быть патогенными (болезнетворными). Патогенность (от греч. pathos - страдание, болезнь и genes - рождающий, рожденный) - это способность микроорганизмов вызывать появление инфекционной болезни. Патогенность микроорганизмов - генетически обусловленный признак, который передается по наследству. Для возникновения инфекции патогенные микробы должны проникать в макроорганизм через определенные ткани и органы.
Патогенность микробов зависит от многих факторов и подвержена большим колебаниям в различных условиях. Она может снижаться или, наоборот, увеличиваться. Степень патогенности или болезнетворное™ микроорганизмов называется вирулентностью. У патогенных микроорганизмов вирулентность обусловлена адгезией, инвазией, капсуло- и токсинообразованием.
Адгезия - способность микроорганизмов прикрепляться к органам и тканям хозяина. За адгезию отвечают пили и другие рецепторы: например, у стафилококков это белок А, у стрептококков белок М. Эти структуры, ответственные за прилипание к клеткам хозяина, называются адгезинами. При отсутствии адгезинов инфекционный процесс не развивается.
Инвазия - способность внедряться во внутреннюю среду организма хозяина и распространяться по его органам и тканям. Микроорганизмы способны вырабатывать различные ферменты агрессии для преодоления защитных барьеров макроорганизма, которые делают слизистые оболочки доступными для воздействия на них микроорганизмов, способствуют проникновению микробов в ткани организма идр.
Ферменты микроорганизмов могут действовать местно и генера- лизованно.
Капсулообразование - способность микроорганизмов образовывать на своей поверхности капсулу, которая защищает их от клеток фагоцитов организма хозяина (пневмококки, чумная палочка, стрептококки). Если капсул нет, то образуются другие структуры: например, у стафилококка, с помощью которого микроб белка А взаимодействует с иммуноглобулинами организма человека. Такие комплексы препятствуют фагоцитозу. Или же микроорганизмы вырабатывают определенные ферменты, приводящие к свертыванию белка, который окружает микроорганизм и защищает его от фагоцитоза.
Токсинообразование - способность микроорганизмов вырабатывать яды. По своим свойствам токсины делятся на экзо- и эндотоксины.
Экзотоксины - продукты жизнедеятельности микроорганизмов, вещества белковой природы, обладают выраженными иммуногенными и антигенными свойствами. Они состоят из двух фрагментов-А и В. ^-фрагмент способствует адгезии и инвазии; ^-фрагмент обладает выраженной активностью по отношению к внутренним системам клетки.
Наиболее сильные экзотоксины вырабатывают возбудители столбняка, дифтерии, ботулизма. Характерной особенностью экзотоксинов является их способность избирательно поражать определенные органы и ткани организма. Например, экзотоксин возбудителя столбняка поражает двигательные нейроны спинного мозга, а дифтерийный экзотоксин поражает сердечную мышцу и надпочечники.
Для профилактики и лечения токсинемических инфекций применяются анатоксины (обезвреженные экзотоксины микроорганизмов) и антитоксические сыворотки.
Эндотоксины - тесно связаны с телом микробной клетки и освобождаются при ее разрушении. Эндотоксины не обладают таким выраженным специфическим действием, как экзотоксины, а также менее ядовиты. Не переходят в анатоксины . Эндотоксины являются суперантигенами, они могут активизировать фагоцитоз, аллергические реакции. Эти токсины вызывают общее недомогание организма, их действие не отличается специфичностью. Независимо от того, от какого микроба получен эндотоксин, клиническая картина однотипна: это, как правило, лихорадка и тяжелое общее состояние. Выброс эндотоксинов в организм может привести к развитию инфекционнотоксического шока.
- Пили, фимбрии (fimbriae) - тонкие полые нитевидные отростки, имеющиеся на поверхности ряда бактерий. Считается, что они способствуют прилипанию этих бактерий к поверхности других клеток. У некоторых бактерийвыделяют специализированные фимбрии (/"-фимбрии), участвующие в процессе передачи ДНК во время конъюгации.
- Анатоксин (Anatoxinum), токсоид (от греч. апа- обратно и toxikon - яд) -безвредное производное токсина, сохранившее его антигенные и иммуногенные свойства. Получают, обезвреживая токсин формалином при 37-40 °С.
Инфекция – сложный биологический процесс, возникающий в результате проникновения патогенных микробов в организм и нарушения постоянства его внутренней среды.
Возникновение инфекции зависит от нескольких факторов: степени патогенности (вирулентности) микроба, состояния макроорганизма и условий внешней среды.
Патогенность – это способность микроба определенного вида при соответствующих условиях вызывать характерное для него инфекционное заболевание. Следовательно, патогенность есть видовой признак.
Вирулентность – это степень патогенности определенного штамма микроба, т. е. индивидуальный признак. Например, бацилла сибирской язвы является патогенной, так как обладает свойством вызывает заболевание сибирской язвой. Но штамм одной культуры вызывает заболевание и смерть через 96 часов, а другой – через 6-7 дней. Следовательно, вирулентность первого штамма более высокая, чем второго.
Вирулентность микроба может быть повышена путем его пассажей через чувствительный организм лабораторных животных, т.е. последовательным заражением ряда животных (после гибели первого зараженного животного выделенными из него микробами заражают следующее животное и т.д.).
В естественных условиях вирулентность бактерий повышается путем пассажа через восприимчивый организм, поэтому больных заразной болезнью необходимо немедленно изолировать от здоровых.
Снизить вирулентность микроба в лабораторных условиях можно путем пересевов и выращивания на питательных средах при повышенной температуре или при добавлении в среду некоторых химических веществ (бычья желчь, слабый раствор карболовой кислоты и пр.). Основываясь на этом принципе, готовят ослабленные живые вакцины, которые затем применяют против заразных болезней. Вирулентность микроба может понижаться и в естественных условиях под действием солнечных лучей, высушивания и пр.
Таким образом, вирулентность как мера патогенности – величина переменная. Она может быть повышена, понижена и даже утеряна.
Патогенность как особое качество болезнетворного вида микроба проявляется в агрессивных его свойствах и в токсическом действии на организм. Агрессивность – это способность патогенного микроба жить, размножаться и распространяться в организме, противостоять неблагоприятным влияниям, оказываемым организмом. Некоторые патогенные микробы, размножаясь в организме или на питательной среде в пробирке, вырабатывают растворимые продукты, получившие название агрессины . Назначение агрессинов — подавлять действие фагоцитов. Сами агрессины безвредны для организма, но если их прибавить к несмертельной дозе культуры соответствующего микроба, они вызывают смертельно протекающую инфекцию.
Токсичность – способность патогенного микроба вырабатывать и выделять ядовитые вещества, вредно действующие на организм. Токсины бывают двух видов – экзотоксины и эндотоксины.
Экзотоксины – выделяются в окружающую среду при жизни микробов в организме или на искусственных питательных средах, а также в пищевых продуктах. Они очень ядовиты. Например, 0,005 мл жидкого столбнячного токсина или 0,0000001 мл ботулинического токсина убивает морскую свинку.
Микробы, способные образовывать токсины, получили название токсигенных.
Под влиянием нагревания и света экзотоксины легко разрушаются, а под действием некоторых химических веществ теряют токсичность.
Эндотоксины прочно связаны с телом микробной клетки и освобождаются только после ее гибели и разрушения. Они весьма устойчивы при действии высоких температур и не разрушаются даже после нескольких часов кипячения. Ядовитое действие многих бактерийных экзотоксинов связано с ферментами – лецитиназой (разрушает эритроциты), коллагеназой, гиалуронидазой (расщепляет гиалуроновую кислоту) и рядом других ферментов, которые производят в организме разрушение жизненно важных соединений. Условленно также, что некоторые патогенные бактерии (дифтерийные стафилококки и стрептококки) продуцируют фермент дезоксирибонуклеазу
В процессе жизнедеятельности патогенные микробы выделяют и другие вещества, обусловливающие их вирулентность.
Пути внедрения патогенных микробов в организм
Место проникновения патогенных микробов в организм называется входными воротами инфекции .
В естественных условиях заражение происходит через пищеварительный тракт (алиментарный путь), когда в пищу или в воду попадают патогенные микроорганизмы.
Болезнетворное начало может проникать через поврежденные, а при некоторых инфекционных болезнях (бруцеллез) и неповрежденные слизистые оболочки рта, носа, глаз, мочеполовых путей и кожу.
Судьба патогенных микробов, попавших в организм, может быть различной – в зависимости от состояния организма и вирулентности возбудителя. Некоторые микробы, попав с током крови в определенные органы, оседают (задерживаются) в их тканях, размножаются в них, выделяют токсины и вызывают заболевание. Например, возбудитель туберкулеза в легочной ткани.
Любая инфекционная болезнь, независимо от клинических признаков и локализации микроба в организме, представляет собой заболевание всего организма.
Если патогенные микробы проникли в кровеносные сосуды и начинают размножаться в крови, то они очень быстро проникают во все внутренние органы и ткани. Такую форму инфекции называют септицемией. Она характеризуется быстротой и злокачественностью течения и нередко заканчивается смертельным исходом.
Когда микробы находятся в крови временно и не размножаются в ней, а посредством ее только переносятся в другие чувствительные ткани и органы, где затем уже размножаются, инфекцию принято называть бактериемией.
Иногда микробы, проникнув в организм, остаются только в поврежденной ткани и, размножаясь выделяют токсины. Последние, проникая в кровь, вызывают общее тяжелое отравление (столбняк, злокачественный отек). Такой процесс называется токсемией.
Пути выделения патогенных микробов из организма также различны: со слюной, мокротой, мочой, калом, молоком, выделениями из родовых путей.
Условия возникновения инфекций и значение состояния организма в этом процессе
Для возникновения инфекционного процесса требуется минимально заражающая доза микроба; однако чем больше проникло в организм микробов, тем скорее развивается болезнь. Чем вирулентнее микроб, тем быстрее наступают все клинические признаки болезни. Имеют значение и ворота инфекций. Например, после введения в легкие морской свинки 1 – 2 туберкулезных микробов может возникнуть заболевание, а чтобы вызвать заболевание путем подкожной инъекции микробов, надо ввести не меньше 800 живых туберкулезных палочек.
Одно из необходимых условий для возникновения заболевания – восприимчивость организма к данной инъекции очень восприимчивы, а к другим устойчивы. Например, крупный рогатый скот не заражается сапом лошадей, а чума свиней совершенно неопасно в смысле заражения для человека.
Исключительно важное значение для возникновения инфекционного процесса имеет состояние организма. И.И.Мечников писал: «Болезнь, помимо внешних причин – микробов, обязана своим происхождением еще и внутренним условиям самого организма. Болезнь наступает тогда, когда эти внутренние причины оказываются бес сильными помешать развитию болезнетворных микробов; когда они, наоборот, успешно борются с микробами, то организм оказывается невосприимчивым. Проникновение патогенного микроба в чувствительный организм вовсе не обязательно вызывает соответствующее заболевание». Устойчивость организма против инфекции снижается при плохом питании. Влияет также простудный фактор, перегревание, радиация, отравление алкоголем и пр.
Течение инфекционного заболевания
Инфекционный процесс проявляется не сразу после внедрения патогенного микроба в организм, а спустя некоторый срок.
Время от внедрения микробов в организм до появления первых клинических признаков заболевание называют скрытым, или инкубационным, периодом.
Продолжительность его определяется вирулентностью и количеством внедрившихся микробов, воротами инфекции, состоянием организма и окружающими условиями. Однако при каждом заразном заболевании инкубационный период боле или менее постоянен.
За период инкубации внедрившиеся микробы размножаются, производят качественные биологические изменения в организме, в результате чего появляются клинические признаки.
По длительности течения инфекции бывают острые, кратковременно протекающие (ящур, холера, сибирская язва и многие др.). Большинство инфекций относится к острым.
Инфекционные болезни людей и животных могут наблюдаться в виде единичных случаев, именуемых спорадическими. Когда инфекция быстро распространяется среди людей и охватывает населенные пункты значительной территории, такое распространение инфекции принято называть – эпидемия, соответственно инфекция среди животных – эпизоотия.
Инфекционные болезни по природе отличаются от других заболеваний следующими свойствами: наличием живого возбудителя, заразительностью (передаются от больных здоровым), инкубационным периодом, иммунитетом (невосприимчивостью) переболевших. Последний наступает не всегда.
Источники и пути распространения инфекции
Основной источник и переносчик заразного начала – больной организм. От больного могут заражаться люди, животные.
Зараженная почва может быть источником заражения. Болезни, при которых заражение происходит в результате попадания патогенных микробов из почвы, получили название почвенных инфекций (сибирская язва, газовая гангрена и др.). Почва может быть источником попадания патогенных микробов в пищевые продукты.
mirznanii.com
Что такое патогены?
Фактически, наш организм содержит тысячи видов бактерий, грибов и простейших, которые являются неотъемлемой частью микробиома (микрофлоры) человека. Эти микроорганизмы полезны и важны для правильной работы биологических процессов, таких как пищеварение и функция иммунной системы. Они вызывают проблемы только в редких случаях, когда ослабевают функции иммунной системы. Напротив, действительно патогенные организмы имеют одну цель: выжить и размножаться любой ценой. Возбудители инфекций специально приспособлены для заражения живых организмов в обход иммунной системы хозяина. Они распространяются внутри тела и покидают его для заражения другого хозяина.
Как передаются патогены?
Патогены могут передаваться либо прямым, либо косвенным путем. Прямая передача включает распространение патогенов путем прямого контакта тела с телом. Такой тип передачи может происходить от матери к ребенку, как показано на примере ВИЧ, вируса Зика и сифилиса. Другие типы прямого контакта, через которые могут распространяться патогены, включают касание (метициллин-резистентный стафилококк), поцелуи (простой герпес) и сексуальный контакт (папилломавирусы человека).
Патогены способны также распространяться путем косвенной передачи, которая включает контакт с поверхностью или веществом, которые заражены вредоносными микроорганизмами, а также контакт и передача через животное или укс насекомых. Типы косвенной передачи включают:
- Воздушно-капельный (как правило, чиханьем, кашлем, смехом и т. д.). Вредоносные микроорганизмы остаются подвешенным в воздухе и вдыхается или контактирует с дыхательными мембранами другого человека.
- Капельки — патогены, содержащиеся в каплях жидкости организма (слюна, кровь и т. д.) контактируют с другим человеком или загрязняют поверхность. Капли слюны чаще всего распространяются через чиханье или кашель.
- Еда — передача инфекции происходит путем употребления зараженной и неправильно обработанной пищи.
- Вода — патоген распространяется через потребление или контакт с загрязненной водой.
- Животные — патоген распространяется от животных к людям. К примеру, при укусе насекомых или контакте людей с дикими или домашними животни.
Несмотря на то, что невозможно полностью предотвратить передачу патогенов, лучший способ минимизировать вероятность инфекционных заболеванием — поддерживать правильную гигиену. Не забывайте мыть руки после использования туалета, обрабатывайте сырые продукты и различные поверхности, которые подвергаются воздействию микробов, а также своевременно убирайте экскременты домашних питомцев.
Типы патогенов
Прионы — это уникальный тип патогена, который является белком, а не живым организмом. Белки прионов имеют те же аминокислотные последовательности, что и обычные белки, но сложены в неправильную форму. Эта измененная форма делает прионные белки заразными, поскольку они влияют на другие нормальные белки, заставляя спонтанно принимать инфекционную форму. Прионы обычно влияют на центральную нервную систему. Они, как правило, собираются вместе в тканях мозга, что приводит к ухудшению состояния мозга. Прионы вызывают смертельное нейродегенеративное заболевание Крейтцфельдта-Якоба у людей, а также губчатую энцефалопатию у крупного рогатого скота.
Бактерии
Бактерии ответственны за ряд инфекций, которые варьируются от бессимптомных до внезапных и интенсивных. Заболевания, вызванные патогенными бактериями, обычно являются результатом производства токсинов. Эндотоксины служат компонентами стенки бактериальных клеток, высвобождающиеся после смерти или ухудшения состояния бактерий. Эти токсины вызывают различные симптомы, включая лихорадку, изменения артериального давления, озноб, септический шок, повреждение органов и даже смерть.
Экзотоксины продуцируются бактериями и высвобождаются в окружающую среду. Три типа экзотоксинов включают цитотоксины, нейротоксины и энтеротоксины. Цитотоксины повреждают или уничтожают определенные типы клеток организма. Бактерии Streptococcus pyogenes продуцируют цитотоксины, называемые эритротоксинами, которые разрушают клетки крови, повреждают капилляры и вызывают симптомы, связанные с некротическим фасциитом.
Нейротоксины являются ядовитыми веществами, которые действуют на нервную систему и мозг. Бактерии Clostridium botulinum высвобождают нейротоксин, вызывающий мышечный паралич. Энтеротоксины влияют на клетки кишечника, провоцируя сильную рвоту и диарею. Бактериальные виды, которые производят энтеротоксины, включают Bacillus , Clostridium , Escherichia , Staphylococcus и Vibrio .
Примеры патогенных бактерий и вызываемых ими заболеваний
- Clostridium botulinum : отравление ботулизмом, затрудненное дыхание, паралич;
- Streptococcus pneumoniae : пневмония, ангина, менингит;
- Escherichia coli O157:H7 : геморрагический колит;
- Staphylococcus aureus (включая MRSA): воспаление кожи, инфекция крови, менингит;
- Vibrio cholerae : холера.
Вирусы
Вирусы — это уникальные патогены, поскольку они не являются клетками, а сегментами ДНК или РНК, заключенными внутри капсида (белковая оболочка). Они вызывают заболевание, заражая клетки и заставляя клеточные структуры вырабатывать больше вирусов быстрыми темпами. Вирусы противодействуют или предотвращают обнаружение иммунной системой и энергично размножают внутри клетки-хозяина. Эти микроскопические вредоносные частички инфицируют не только клетки животных и растений, но также заражают бактерии и археи.
Вирусные инфекции у людей варьируются по тяжести от умеренных до смертельно опасных (Эбола). Они часто мигрируют и заражают определенные ткани или органы в организме. Вирус гриппа имеет родство с тканям дыхательной системы, что приводит к симптомам, затрудняющим дыхание. Вирус бешенства обычно заражает ткани центральной нервной системы, а различные вирусы гепатита локализируются в печени. Некоторые вирусы также связаны с развитием определенных типов рака. Вирусы папилломы человека связаны с раком шейки матки, гепатит В и С провоцируют возникновения рака печени, а вирус Эпштейна-Барра связан с лимфомой Беркитта.
Примеры вирусов и вызываемых ими заболеваний
- Вирус Эбола: геморрагическая лихорадка Эбола;
- Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ): пневмония, фарингит, менингит;
- Вирус гриппа: грипп, вирусная пневмония;
- Норовирус: вирусный гастроэнтерит (желудочный грипп);
- Вирус ветряной оспы: ветряная оспа (ветрянка);
- Вирус Зика: вирусная болезнь Зика, микроцефалия (у младенцев).
Грибы
Грибы — эукариотические организмы, которые включают дрожжи и плесень. Заболевание, вызванное грибами, редко встречается у людей и обычно является результатом повреждения физического барьера (кожи, слизистой оболочки и т.д.) или нарушений в работе иммунной системы. Патогенные грибы часто вызывают заболевание, переходя от одной формы роста к другой. То есть, одноклеточные дрожжи демонстрируют обратимый рост от дрожжеподобной до плесневой формы, тогда как плесень переходит к дрожжеподобному росту.
Дрожжи Candida albicans меняют морфологию, переключаясь с округлого возрастающего роста клеток на плетевидный (нитевидный) удлиненный клеточный рост, основанный на ряде факторов. Эти факторы включают изменения температуры тела, рН и наличия определенных гормонов. C. albicans вызывает вагинальные дрожжевые инфекции. Подобным же образом гриб Histoplasma capsulatum существует как нитчатая плесень в естественной среде обитания почвы, но при попадании в организм переключается на почкообразный рост дрожжей. Импульсом для этого изменения является повышенная температура в легких по сравнению с температурой почвы. H. capsulatum вызывает тип инфекции легких, называемый гистоплазмозом, который может развиться в легочные заболевания.
Примеры патогенных грибов и вызываемых ими заболеваний
- Aspergillus spp. : бронхиальная астма, аспергиллез легких;
- Candida albicans : оральный кандидоз, вагинальные дрожжевые инфекции;
- Epidermophyton spp. : атлетическая стопа, стригущий лишай;
- Histoplasma capsulatum : гистоплазмоз, пневмония;
- Trichophyton spp. : заболевания кожи, волос и ногтей.
Простейшие
Амеба Naegleria fowleri , обычно встречающаяся в почвенных и пресноводных местах обитания, также называется мозговой амебой, так как вызывает заболевание, называемое первичным амебным менингоэнцефалитом (ПАМ). Эта редкая инфекция обычно возникает, когда люди купаются в зараженной воде. Амеба мигрирует из носа в мозг, где повреждает ткани мозга.
natworld.info
Микроорганизмы – это собирательное название живых организмов, являющихся слишком маленькими, чтобы быть видимыми невооруженным глазом. Обычно их размер не превышает десятую часть миллиметра.
Практически все микроорганизмов являются одноклеточными, но бывают и многоклеточные. В состав микроорганизмов входят безъядерные: археи , бактерии, а также эукариоты, к которым относятся грибы и протисты . Вирусы , как правило, выделяют в отдельную группу и не относят к микроорганизмам. Наука микробиология занимается изучением микроорганизмов.
Микроорганизме играют важную роль в поддержании равновесия в биосфере планеты, а также в круговороте веществ, что обеспечивается их повсеместной распространенностью и общей мощностью метаболического потенциала. Краткое изучение разнообразных представителей микроорганизмов, так называемых «этажей», показало, что размер объекта непосредственно связан с его структурной сложностью.
Средой обитания микроорганизмов может быть любое пространство, где есть вода, включая даже глубь земной коры, горячие источники, дно океана, таким образом, обитают они практически повсеместно. Микроорганизмы являются важной частью экосистемы, разрушая останки живых существ, при этом в некоторых случаях они являются единственными создателями биомассы, то есть они занимаются превращением неорганических веществ в органические.
Микроорганизмы, которые живут в воде, создают условия для самоочищения воды в водоемах, участвуют в круговороте железа, серы и других элементов, разлагают органические вещества растительного и животного происхождения. Естественно, не все микроорганизмы являются полезными для человека. Часть из них является патогенной или условно-патогенной для животных и человека. Некоторые способны вызывать накопление ядовитых веществ, к примеру, микробных токсинов , загрязнять водоемы, приводить к обеднению азотом почвы, поражать сельскохозяйственную продукцию.
Отличительной чертой микроорганизмов можно считать их отличную приспособленность к различным факторам окружающей среды. Некоторые представители могут расти при минусовой температуре окружающей среды, некоторые – при температуре выше 60 градусов. Архебактерии поставили своеобразный рекорд по выживаемости в критических температурных условиях: они способны продолжать жизнедеятельность при температуре выше 300 градусов. Такие условия являются нормой на дне океана, где данная температура создается под давлением горячего источника. Существует также немало микроорганизмов, которые способны существовать под воздействием ионизирующего излучения, при низких концентрациях кислорода в окружающей среде и даже его отсутствии, при любом значении кислотно-щелочного баланса.
Патогенные микроорганизмы – это микроорганизмы, которые вызывают болезни растений, животных и человека. Знание классификации микроорганизмов, их характерных особенностей позволяет медицине бороться с заболеваниями, причиной которых являются данные живые организмы.
medside.ru
Мало кто из людей может похвастаться стопроцентным здоровьем. Наверняка, каждый из нас хотя бы раз в жизни испытывал на себе неприятные симптомы какого-либо инфекционного заболевания. Проявляются они все по-разному, а вот причина возникновения той или иной «болячки» практически во всех случаях одна и та же — патогенные микроорганизмы. Именно они проникают в нас извне и начинают свою коварную деятельность по внедрению инфекции. Для того чтобы определиться с методами борьбы и изгнания маленьких «захватчиков», прежде всего, необходимо четко выяснить, что же они из себя вообще представляют.
Патогенные микроорганизмы - это особая разновидность микробов болезнетворного характера. Они проникают не только в человека, но и прекрасно осваиваются в клетках и тканях животных, растений и насекомых. При этом последние два пункта могут являться всего лишь переносчиками инфекции. Благодаря своим свойствам, патогенные микроорганизмы могут даже ослаблять природную защиту своего носителя - его иммунитет. За счет этого человек становится подвержен и другим заболеваниям. Каждый отдельный вид таких микробов вызывает свою индивидуальную инфекцию. Болезни такого рода могут легко передаваться от одного живого организма к другому. Поэтому их часто в быту называют «заразными».
Степень тяжести заболевания зависит от нескольких факторов одновременно:
- патогенности, а также вирулентности микроорганизма;
- условий окружающей среды;
- общеего состояния микроба.
Разберемся сперва с первыми двумя понятиями. Патогенные микробы получили свое название именно из-за основной способности, которая характеризуется следующим образом. Каждая бактерия в зависимости от своей разновидности, а также условий может вызвать специфическое заболевание в организме своего носителя. Такая «зараза» будет присуща именно этому микробу и никакому другому. Данная способность является видовым признаком.
Вирулентность отражает степень патогенности какого-то определенного штамма микроорганизмов. Следовательно, она является индивидуальным признаком. Однако вирулентность может быть существенно повышена, если бацилла пройдет через несколько живых организмов, поочередно заражая их заболеванием. На практике это свойство может быть, как усилено, так и снижено. Впрочем, при должном воздействии есть шанс вообще его устранить.
Кроме своей основной сути, некоторые патогенные микроорганизмы выделяют особые токсины, которые негативно действуют на клетки носителя. Они способствуют более глубокому проникновению инфекции, а также усиливают симптомы её протекания. Кроме того, токсины изрядно ослабляют защиту организма, что делает заболевание еще более опасным.
Чтобы человек заразился подобной «болячкой», достаточно будет проникновения минимального количества активных бактерий. И чем больше их попадет внутрь организма, тем быстрее проявятся первые симптомы заболевания. Также имеет значение и тот способ, при помощи которого патогенные микроорганизмы оказались внутри человека. Если в данном процессе участвовали открытые и внутренние слизистые участки (нос, ротовая полость, легкие и прочее), то, скорее всего, первые признаки недуга вы почувствуете уже совсем скоро. А вот подкожное проникновение гарантирует заражение только в случае попадания большого количества болезнетворных «захватчиков».
Тот период, в процессе которого микробы уже успели попасть в организм, но ещё не начали активно проявлять свою деятельность, называется инкубационным. Он может иметь различную продолжительность в зависимости от того, насколько активные и патогенные бактерии проникли. Кроме того, иммунная система человека уже начала истреблять чужие клетки. Поэтому если защитный барьер организма функционирует хорошо, то и сама болезнь может даже не выйти за пределы инкубационного периода.
Рис. 12. На фото стрептодермия у ребенка.
Рис. 13. На фото рожистое воспаление голени, вызванное бактериями стрептококками.
Рис. 14. На фото панариций.
Рис. 15. На фото карбункул кожи спины.
Стафилококки на коже
Грибы рода микроспорумом (Microsporum) вызывают заболевание микроспорию. Источником инфекции служат больные трихофитией кошки, реже заболевание передается от собак. Грибы очень устойчивы во внешней среде. Они живут на чешуйках кожи и волосах до 10-и лет. Чаще болеют дети, так как они чаще контактируют с больными бездомными животными. В 90% грибы поражают пушковые волосы. Значительно реже микроспорум поражает открытые участки кожных покровов.
Рис. 22. Фото грибков рода микроспорум (Microsporum).
Рис. 23. На фото грибок кожи головы (микроспория). На коже головы очаг поражения покрыт асбестовыми чешуйками и корками.
Заболевание высоко контагиозное (заразное). Сам человек и его вещи являются источником инфекции. При этой форме трихофитии так же поражаются открытые участки тела, но при затяжном течении может поражаться кожа ягодиц и коленей.
Рис. 24. На фото грибок кожи головы (трихофития).
Разноцветный лишай является довольно распространенным заболеванием. Болезнь чаще встречается у лиц молодого и среднего возраста. Считается, что причиной заболевания является изменение химического состава пота при повышенной потливости. Заболевания желудка и кишечника, эндокринной системы, нейровегетативная патология и иммунодефицит являются пусковым механизмом развития отрубевидного лишая.
Грибы поражают кожные покровы туловища. Очаги поражения часто отмечаются на коже груди и живота. Значительно реже поражаются кожные покровы головы, конечностей и паховых областей.
Рис. 25. На фото кожного покрова спины.
Рис. 26. На фото грибки Malassezia furfur (рост колоний на питательной среде).
Рис. 27. На фото себорейный дерматит. Поражена кожа головы.
Грибы Pityrosporum orbiculare (P. orbiculare) поражают кожу туловища. Возбудители сосредотачиваются в местах наибольшего скопления кожного сала, которое продуцируют сальные железы. Кожное сало возбудители себорейного дерматита используют в процессе своей жизнедеятельности. Бурный рост грибов провоцируется нейрогенными, гормональными и иммунными факторами.
При кандидозе изменения появляются, в первую очередь, на коже крупных и мелких складок тела. При развитии заболевания поражения распространяются на кожу туловища.
Несколько реже очаги поражения отмечаются на коже ладоней и подошв. Грибы рода Candida поражают слизистые оболочки наружных и внутренних органов. Способны вызывать системные микозы.
Болезнь часто поражает грудных детей. В группе риска по заболеванию кандидозом находятся больные сахарным диабетом и тяжелой соматической патологией.
Болезнь протекает длительно. Часто рецидивирует.
Рис. 28. Фото грибков рода кандида (Candida albicans). Вид в микроскоп.
Рис. 31. На фото колонии плесневых грибов.
Бактерии в кишечнике
В организме человека содержится от 500 до 1000 всевозможных видов бактерий или триллионы этих удивительных жильцов, что составляет до 4-х кг совокупного веса. До 3-х килограмм микробных тел находится только в кишечнике. Остальная их часть находится в мочеполовых путях, на коже и других полостях человеческого тела.
Человеческий организм населяют и полезные и вредные, болезнетворные бактерии. Существующий баланс между организмом человека и бактериями отшлифовывался веками. При снижении иммунитета «плохие» бактерии наносят большой вред человеческому организму. При некоторых заболеваниях затрудняется процесс пополнения организма «хорошими» бактериями.
Микробы заполняют организм новорожденного уже с первых минут его жизни и окончательно формируют состав кишечной микрофлоры к 10-13 годам.
До 95% микробной популяции толстого кишечника составляют бифидобактерии и бактероиды. До 5% составляют , молочнокислые палочки, стафилококки, энтерококки, грибы и др. Состав этой группы бактерий всегда постоянный и многочисленный. Он осуществляет основные функции. 1% составляют условно-патогенные бактерии (болезнетворные бактерии). Бифидобактерии, кишечные палочки, ацидофильные палочки и энтерококки подавляют рост условно-патогенной флоры.
При заболеваниях, снижающих иммунитет организма, болезнях кишечника, длительном приеме антибактериальных препаратов и при отсутствии в организме человека лактозы, когда сахар, содержащийся в молоке, не переваривается и начинает бродить кишечнике, изменяя кислотный баланс кишечника, возникает микробный дисбаланс — дисбактериоз (дисбиоз). , энтерококки, клостридии, стафилококки, дрожжеподобные грибы и протей начинают усиленно размножаться. Среди них начинают появляться патологические формы.
Дисбактериоз характеризуется гибелью «хороших» бактерий и усиленным ростом патогенных микроорганизмов и грибков. В кишечнике начинают превалировать процессы гниения и брожения. Это проявляется поносами и вздутием кишечника, болями, снижением аппетита, а потом и веса, дети начинают отставать в развитии, развивается анемия и гиповитаминоз.
В результате изучения данной главы студент должен:
знать
- основные патогенные и условно-патогенные микроорганизмы и вызываемые ими заболевания;
- понятия иммунитета и бактерионосительства, их роль в механизме взаимоотношений с макроорганизмом и участие в формировании безопасности потребительских товаров;
уметь
Определять роль патогенных микроорганизмов в контаминации объектов окружающей среды и потребительских товаров;
Пониманием роли патогенных микроорганизмов в формировании и изменении безопасности окружающей среды и потребительских товаров.
Общая характеристика патогенных микроорганизмов
Патогенные, или болезнетворные, микроорганизмы - это микроорганизмы, способные вызывать заболевания макроорганизмов - людей, животных и растений. Патогенными могут быть бактерии, плесневые грибы, вирусы и даже простейшие. Во внешней среде патогены могут оставаться в жизнеспособном состоянии длительное время. Они могут передаваться при контакте макроорганизмов и через посредников, например насекомых, через объекты окружающей среды, в том числе различные товары.
Патогенность - это способность патогенного микроорганизма вызывать заболевание (от греч. pathos - болезнь, страдание + genes - рождающий). Патогенные микроорганизмы способны оказывать на макроорганизмы вредное воздействие, которое проявляется в нарушении деятельности различных органов, тканей и систем организма, возникновении воспалений. В процессе развития в макроорганизме патогенные микроорганизмы могут размножаться и вырабатывать ядовитые вещества - токсины (от греч. toxikon - яд).
Всемирная организация здравоохранения предложила вариант классификации микроорганизмов по уровню патогенности. Выделены четыре основные группы патогенности микроорганизмов.
Первая группа патогенности. Это бактерии, которые создают невысокую индивидуальную и общественную опасность. Считается, что эта группа микроорганизмов не может вызывать заболевания или они маловероятны для людей и животных.
Вторая группа патогенности. Это бактерии, которые могут представлять умеренную индивидуальную и ограниченную общественную опасность. Данные микроорганизмы не представляют особой опасности для жизни и здоровья человека и животных, однако могут вызывать некоторые отдельные заболевания (связано в основном с нарушениями иммунитета). Риск распространения патогенов данной категории может быть связан только с отсутствием необходимых средств лечения. При наличии эффективных профилактических методов риск заболеваний ограничен. Примеры возможных заболеваний: туберкулез, коклюш, холецистит, язвенная болезнь 12-перстной кишки и желудка, ботулизм, столбняк, энтерит, гастрит, септецимия, проказа, дифтерия, листериоз, лептоспироз и др.
Третья группа патогенности. Микроорганизмы, отнесенные к данной группе, представляют довольно высокую индивидуальную опасность, но низкую общественную. Бактерии данного классы способны вызвать тяжелые формы заболеваний, однако не способны распространяться от одного организма к другому, поддаются эффективным методам лечения и профилактики, медицинские препараты в данном случае оказывают значительную эффективность.
Четвертая группа патогенности. Это микроорганизмы, которые представляют наибольшую опасность, как общественную, так и индивидуальную. Они вызывают тяжелые формы заболеваний, часто не поддающиеся даже глобальному лечению, легко распространяются среди людей и животных, вызывают эпидемии, плохо реагируют на эффективные профилактические меры, обладают высокой вирулентностью и способны к мутагенезу с образованием новых устойчивых форм.
Воздействие продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и их токсинов приводит к заболеванию растения, животного или человека. Возникновение болезни - это результат взаимодействия возбудителя и объекта его воздействия. Важны не только свойства микроорганизма, но и восприимчивость и состояние макроорганизма. Естественно, большое значение имеют количество микробов, их активность и место попадания в макроорганизм. Например, опасно попадание столбнячных палочек (Clostridium tetani) в рану, а дизентерийных (бактерии из рода Shigella) - в желудочно- кишечный тракт; если будет наоборот - заболевание не возникнет.
Необходимо отметить, что среди возбудителей заболеваний выделяют три группы: зоонозы (от греч. zoo - животное + nosos - болезнь), антропонозы (от греч. anthropos - человек) и сапронозы. Возбудители антропонозов передаются от больных людей, которые выделяют их в окружающую среду, могут передаваться при контактах между здоровым человеком и больным. Примерами антропонозов являются брюшной тиф, полиомиелит, краснуха, дифтерия и др. Источником зоонозной инфекции является больное животное. Зоонозы преимущественно не передаются от человека человеку и животному. Человек не является источником зоонозов, попадая в организм человека, эти возбудители не выделяются им во внешнюю среду.
В настоящее время известно около 100 наиболее распространенных видов возбудителей инфекционных болезней, к которым восприимчив человек. Из них около 35% возбудителей относится к группе зоонозов. К зоонозам относятся бруцеллез, ящур, бешенство и др. Для возбудителей сапронозов главным естественным местом обитания являются различные объекты окружающей среды, например почва, вода. Для возникновения заболевания в или на объектах окружающей среды должна накопиться масса микробов в количестве заражающей дозы, т.е. столько, чтобы преодолеть защитные барьеры макроорганизма. Примером почвенного сапроноза является клостридиоз, водного сапроноза - холера.
Выделяют еще группу сапрозоонозов, представителями являются возбудители сибирской язвы, иерсиниоза, листериоза, столбняка и других заболеваний. Говоря об возбудителях инфекций, необходимо отметить оппортунистические возбудители, которые вызывают заболевания у людей с ослабленным иммунитетом.
Для характеристики распространенности инфекционных заболеваний используют различные термины:
- эндемия - заболевание на низком уровне в определенных зонах;
- эпидемия - заболевания, охватывающие определенные области;
- пандемия - инфекция, имеющая место в обширных зонах земного шара.
Обычно выделяют четыре стадии заболевания (преимущественно инфекционного).
- 1. Инкубационный период . Признаки заболевания часто проявляются не сразу после заражения (т.е. попадания микроорганизма в макроорганизм), а через некоторый период времени, который называется инкубационным (скрытым). В течение этого времени возбудители болезни размножаются, но признаков заболевания в инфицированном организме нс наблюдается.
- 2. Продромальный период . Следующий за инкубационным период характеризуется появлением клинических признаков (симптомов) - неспецифических, общих для многих заболеваний, таких как слабость, отсутствие аппетита, повышенная температура.
- 3. Основной период болезни . В этот период проявляются характерные для каждого конкретного признаки и симптомы.
- 4. Период восстановления. Признаки болезни постепенно проходят, и человек выздоравливает.
Степень патогенности микроорганизмов называется вирулентность ("от лат. virulentus - ядовитый). Вирулентность может быть изменена: усилена или ослаблена путем воздействия на микроорганизмы различными способами.
Токсины, вырабатываемые патогенными микроорганизмами, бывают двух типов: экзотоксины и эндотоксины.
Экзотоксины представляют собой высокотоксичные вещества белковой природы, выделяемые микроорганизмами в окружающую среду в процессе жизнедеятельности. Они малоустойчивы к высоким температурам, при кипячении быстро разрушаются, хотя ботулинический и стафилококковый экзотоксины выдерживают кипячение в течение нескольких минут. Экзотоксины синтезируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. Они способны разрушать элементы крови (эритроциты, тромбоциты, лейкоциты) и клетки тканей и органов. Некоторые экзотоксины подавляют жизненно важные процессы в клетке: синтез белка (например, дифтерийный токсин), перенос электронов по цепи и др.
Эндотоксины при жизни микроорганизма не выделяются и высвобождаются только при разрушении клетки. Они менее ядовиты, чем экзотоксины, но более термоустойчивы, выдерживают нагревание до 100°С и выше. Эндотоксины образуются грамотрицательными бактериями. Они представляют собой липополисахариды, расположенные на мембране бактерий. Эндотоксины являются воспалительными агентами, способны увеличивать проницаемость сосудов, вызывать повышение температуры.
Заболевания, возникающие в макроорганизме при воздействии патогенных микроорганизмов и их токсинов, делятся на инфекции и отравления.
Инфекция (от лат. infection - заражение) - это заболевание, возникающие в макроорганизме в результате проникновения в него и размножения в нем возбудителей.
Отравление - это заболевание организма, вызванное попаданием в него большого количества чужеродных веществ, в том числе и микроорганизмов. Отравление может быть биологического и небиологического характера. Причиной заболевания могут стать ядовитые вещества и продукты (ягоды, грибы и др.) немикробной природы.
Также выделяют токсикоинфекции - заболевания, возбудители которых способны размножаться в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) и вызывать отравление не только продуктами жизнедеятельности, но и составными элементами микробных клеток, в том числе эндотоксинами. Токсикоинфекции возникают при попадании в организм большого количества живых клеток микроорганизмов и их токсинов: естественно, что попадают они с пищей. В желудочно-кишечном тракте человека микробные клетки погибают и высвобождается эндотоксин, который поражает желудочно-кишечный тракт и является причиной заболевания.
К микроорганизмам, способным вызывать токсикоинфекции, относят бактерии родов Salmonella , Escherichia , Proteus , Clostridium и др. Пищевые токсикоинфекции могут возникнуть, когда в пищевых продуктах содержатся только токсины микроорганизмов, а живые микробы, выделяющие экзотоксины, могут отсутствовать. Пищевые токсикоинфекции - это острые желудочно-кишечные заболевания с очень коротким инкубационным периодом (обычно несколько часов).
Патогенные микроорганизмы могут попадать в организм потребителей через товары, в или на которые микробы попадают из воздуха, с пылью, водой и льдом, при контакте с больными людьми и бактерионосителями, зараженной тарой, при производстве из контаминированного сырья и др.
Существуют три основных источника инфекции: люди, животные и объекты окружающей среды, являющиеся средой обитания некоторых патогенных микроорганизмов. Чаще всего источником инфекции являются макроорганизмы, выделяющие патогенные микроорганизмы в окружающую среду. Макроорганизмы могут быть больными и являться бактерионосителями (старое название - бациллоносители).
Бактерионоситель - это макроорганизм, имеющий в своем организме патогенные микроорганизмы и выделяющий их в окружающую среду. Бактерионосителями могут являться переболевшие особи, в организме которых остались жизнеспособные патогенные микроорганизмы, и особи не болевшие, но имеющие в организме живых возбудителей и выделяющие их в окружающую среду.
Заболевания, причиной которых служат пищевые продукты, инфицированные патогенами, называют пищевыми . Любой продовольственный товар может стать источником пищевого заболевания. Естественно, что чем менее длительный период хранения имеет товар и чем большую роль играет человеческий фактор в процессе его создания (например, товары общественного питания), тем более опасным может быть этот товар для потребителя.
Пищевые заболевания подразделяют на пищевые инфекции и пищевые отравления. Это совершенно разные заболевания, и их сравнительная характеристика представлена в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Сравнительная характеристика пищевых инфекций и отравлений
|
Признак заболевания |
Пищевые инфекции |
Пищевые отравления |
|
Инкубационный период |
Длительный: дни, недели и более |
Короткий, от нескольких часов до 1-2 дней |
|
Способ передачи заболевания |
Заразные заболевания, передаются контактным путем, через воду, воздух, потребительские товары и т.д. |
Незаразные заболевания, контактным путем не передаются, передаются через пищевые продукты |
|
Сохранение, размножение и токсинообразо- вание у возбудителей заболеваний |
На объектах обычно не размножаются, но могут длительно сохраняться вирулентными |
Размножаются в пищевых продуктах и образуют токсины |
|
Продуцирование возбудителями заболеваний токсинов |
Возбудители (в большинстве) вырабатывают эндотоксины |
Возбудители в основном вырабатывают экзотоксины и эндотоксины |
Как ясно из табл. 6.1, отравления и инфекции имеют принципиальные отличия. Например, количество клеток возбудителя. Инфекция может возникнуть, если в продукте будет содержаться даже небольшое количество патогенных микроорганизмов. Они смогут размножиться в организме человека и вызвать соответствующее заболевание. Для возникновения отравления необходимо, чтобы в макроорганизм попало большое количество микробных клеток и (или) их токсинов.
Пищевые инфекции протекают как типичные заразные болезни, с характерными клиническими признаками для каждого заболевания. На товарах, особенно продовольственных, возбудители инфекций могут сохраняться вирулентными в жизнеспособном состоянии долгое время. Многие патогенные микроорганизмы устойчивы к действию низких температур и могут выживать даже в замороженных продуктах и из них попадать к потребителям. Кроме прямого попадания возбудителей, продукты питания могут быть изначально контаминированы патогенными микроорганизмами, когда их готовят из мяса больных животных или бактерионосителей.