Раздел 1. Микробиология. 1. Предмет и з
 Скачать 7.68 Mb.
|
|
Экологическая микробиология ― раздел общей микробиологии, изучающий взаимоотношения микроорганизмов между собой, с объектами внешней среды и с макроорганизмом. Основные понятия экологической микробиологии. Популяция ― совокупность особей одного вида, обитающих в пределах определенного биотопа. Биотоп ― территориально ограниченный участок биосферы с относительно однородными условиями жизни. Микробиоценоз ― сообщество популяций микроорганизмов, обитающих в определенном биотопе. Экосистема ― система, состоящая из биотопа и биоценоза. Биосфера ― общая сумма всех экосистем. Экологические связи в микробиоценозах. Нейтрализм – обитающие в одном биотопе популяции не оказывают друг на друга ни стимулирующего, ни подавляющего действия. Симбиоз ― обе популяции извлекают для себя пользу. Мутуализм ― полная степень взаимозависимости симбионтов, при которой они выполняют разные, дополняющие друг друга, жизненные функции. Комменсализм (нахлебничество) ― форма сосуществования, при которой микроорганизмы питаются за счет своего хозяина, не нанося ему особого ущерба. Конкуренция (антагонизм) ― подавление одной популяции другой. Паразитизм ― одна популяция (паразит), нанося вред другой популяции (хозяину), извлекает для себя пользу. Санитарная микробиология– направление медицинской микробиологии, изучающее микрофлору окружающей среды и ее влияние на здоровье человека и состояние среды его обитания. Задачи санитарной микробиологии: Разработка, совершенствование и оценка микробиологических методов исследования объектов окружающей среды — воды, воздуха, почвы, пищевых продуктов, предметов обихода и т. д. Оценка путей воздействия человека и животных на окружающую среду. Эта проблема интересует санитарных микробиологов прежде всего потому, что и человек и животные являются источниками загрязнения окружающей среды патогенными микроорганизмами. Разработка ГОСТов и других нормативных документов, определяющих соответствие микрофлоры объектов окружающей среды гигиеническим требованиям, включая микробиологические показатели. Разработка рекомендаций и мероприятий по оздоровлению объектов окружающей среды и контроль за их выполнением. Охрана окружающей среды. Эта задача санитарной микробиологии вытекает из предыдущих и является одной из главных. Микрофлора почвы Почва является главным резервуаром и естественной средой обитания микроорганизмов в природе. Суммарное количество микроорганизмов в почве составляет 109−1010 микробных клеток в 1 г почвы. Качественный состав микрофлоры почвы очень разнообразен: множество видов бактерий (преимущественно спорообразующих), актиномицетов, спирохет, архебактерий, простейших, синезеленых водорослей, микоплазм, грибов, вирусов. Распределение микробов в почве неравномерно. Наиболее обильна микрофлора на глубине 10−20 см. В составе микрофлоры почвы принято выделять так называемые физиологические группы микроорганизмов, которые участвуют в различных этапах постепенного разложения органических веществ. Бактерии-аммонификаторы (образуют аммиак из органических соединений). Нитрифицирующие бактерии (окисляют аммиак до нитритов и нитратов). Азотфиксирующие бактерии (усваивают атмосферный азот и синтезируют азотсодержащие органические соединения). Бактерии, расщепляющие клетчатку и вызывающие различные виды брожений (молочнокислое, спиртовое, маслянокислое, уксусное и др.) 5. Бактерии, участвующие в круговороте серы, железа, фосфора и других элементов. Микрофлора воздуха Воздух представляет собой среду, в которой микроорганизмы не способны размножаться. Это связано с отсутствием в воздухе питательных веществ и недостатком влаги. Жизнеспособность микроорганизмов в воздухе обеспечивается нахождением их в частицах воды, слизи, пыли. Воздух закрытых помещений и атмосферный значительно различаются по количественному и качественному составу микрофлоры. Бактериальная обсемененность жилых помещений всегда превышает обсемененность атмосферного воздуха. Основным источником загрязнения атмосферного воздуха микроорганизмами является почва. Микрофлора воздуха: пигментообразующие кокки (Micrococcus roseus, M. flavus, M. candicans); сарцины (Sarcina flava, S. alba, S. rosea); спорообразующие бациллы (Bacillus subtilis, B. mycoides, B. mesentericus); актиномицеты; грибы (Penicillium, Aspergillus, Mucor). Микрофлора воды Микрофлора воды зависит от ее происхождения. Микрофлора подземных вод малочисленна, а в артезианских скважинах в 1 мл воды содержатся единичные бактерии. С экологической точки зрения всю микрофлору водоемов можно разделить на две группы: автохтонную (или водную); аллохтонную, попадающую извне, при загрязнении различных источников. Автохтонная флора — это микроорганизмы, живущие и размножающиеся в воде. Формируется за счет микрофлоры почвы: аэробные кокки (Micrococcus candicans, Micrococcus roseus, Sarcina lutea); псевдомонады (Pseudomonas fluorescens); протеи; лептоспиры; анаэробные бактерии (Bacillus cereus, Bacillus mycoides, Chromobacterium violaceum, бактерии рода Clostridium). Микрофлора пищевых продуктов В продуктах питания различают специфическую и неспецифическую микрофлору. Специфическая микрофлора — это культурная раса микроорганизмов, которая используется для приготовления продукта и является обязательным звеном в технологии его получения. Такие микроорганизмы изучаются микробиологами, работающими в лабораториях соответствующих предприятий пищевой промышленности. Санитарный микробиолог должен знать специфическую микрофлору для того, чтобы уметь отличить ее от неспецифической, загрязняющей продукты. Специфическая микрофлора используется в приготовлении всех кисломолочных продуктов, хлеба, пива, вина, в квашении капусты, овощей. Неспецифическая микрофлора – микроорганизмы, которые попадают на пищевые продукты случайно из окружающей среды и загрязняют их. Среди неспецифической микрофлоры различают: 1) микробы-сапрофиты; условно-патогенные микроорганизмы; патогенные микроорганизмы; микроорганизмы, вызывающие порчу пищевых продуктов. Микробиологические аспекты охраны окружающей среды: Охрана микробов, участвующих в круговороте веществ (нитрифицирующих, азотфиксирующих бактерий). Охрана микробов, разрушающих ксенобиотики. Подавление микробов, наносящих вред хозяйственной деятельности человека. Защита биосферы от контаминации патогенными и условнопатогенными микробами. Защита биосферы от микробов – искусственных мутантов. Учение о санитарно-показательных микроорганизмах Основными источниками распространения возбудителей большинства инфекционных болезней, поражающих человечество, являются люди и теплокровные животные. Наиболее массивное выделение ими микроорганизмов в окружающую среду происходит воздушно-капельным и фекальным путями. Санитарно-микробиологическое исследование объектов окружающей среды обязано решить вопрос о наличии или отсутствии в них опасных для человека микроорганизмов. Непосредственное обнаружение возбудителей инфекционных болезней в объектах окружающей среды имеет целый ряд трудностей. Основными являются следующие. Во-первых, патогенные микроорганизмы находятся в окружающей среде непостоянно, сравнительно легко их можно обнаружить в период эпидемии, но очень трудно — в межэпидемические периоды. Основная деятельность санитарных микробиологов направлена на предупреждение эпидемий, поэтому вся работа ведется в межэпидемические периоды. Во-вторых, количество патогенных микроорганизмов, попавших в окружающую среду, значительно уступает непатогенным и распространение их в загрязненных объектах неравномерно. Трудности возникают и при выделении патогенных микробов при посевах на питательные среды, даже ингибиторные, поскольку они неизбежно страдают от конкуренции сапрофитной флоры. Отрицательные результаты определения патогенных микроорганизмов в объектах окружающей среды еще не говорят с достоверностью об их отсутствии. Поэтому приходится подходить к оценке различных объектов непрямым путем, устанавливая факт загрязнения их выделениями человека или теплокровных животных. И чем обильнее это загрязнение, тем более вероятно попадание в объект патогенных микробов. Сообщающиеся с внешним миром полости тела людей и животных заселены обильной нормальной микрофлорой, довольно постоянной по качественному составу и сравнительно мало изменяющейся при инфекционных заболеваниях. Для многих видов микробов (обитателей тела здорового человека) полость рта или кишечник являются биотопом — единственной природной средой обитания. Поэтому находки таких микробов вне организма свидетельствуют о загрязнении соответствующими выделениями. Находя в исследуемом материале представителей микрофлоры полости рта, мы вправе думать о попадании слизи из дыхательных путей, в которой могут содержаться и возбудители дифтерии, скарлатины, туберкулеза и пр., а обнаруживая нормальных обитателей кишечника, мы делаем заключение о наличии фекального загрязнения и возможной опасности присутствия сальмонелл, шигелл, возбудителей других кишечных инфекций. Выделяемые в этих случаях микробы служат показателями санитарного неблагополучия, потенциальной опасности исследуемых объектов, а потому названы «санитарно-показательными». Не все микроорганизмы, входящие в состав нормальной флоры тела человека или животных, могут быть признаны санитарно-показательными. На основании многочисленных исследований были сформулированы требования, которым должны отвечать санитарно-показательные микроорганизмы. Они должны постоянно содержаться в выделениях человека и теплокровных животных и поступать в окружающую среду в больших количествах. Они не должны иметь другого природного резервуара, кроме организма человека и животных. После выделения в окружающую среду они должны сохранять жизнеспособность в течение сроков, близких к срокам выживания патогенных микробов, выводимых из организма теми же путями. Они не должны размножаться в окружающей среде. Они не должны сколько-нибудь значительно изменять свои биологические свойства в окружающей среде. Они должны быть достаточно типичными, с тем чтобы их дифференциальная диагностика осуществлялась без особого труда. Индикация, идентификация и количественный учет должны производиться современными, простыми, легкодоступными и экономичными микробиологическими методами. Дополнительно: Микроорганизмы распространены повсюду. Они заселяют почву, воду, воздух, растения, организмы животных и людей - экологические среды обитания микробов. Выделяют свободноживущие и паразитические микроорганизмы. Всюду, где есть хоть какие - то источники энергии, углерода, азота, кислорода и водорода (кирпичиков всего живого), обязательно встречаются микроорганизмы, различающиеся по своим физиологическим потребностям и занимающих свои экологические ниши. Титаническая роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе имеет исключительное значение для поддержания динамического равновесия биосферы. Микроорганизмы в экологических нишах сосуществуют в виде сложных ассоциаций - биоценозов с различными типами взаимоотношений, в конечном счете, обеспечивающих сосуществование многочисленных видов прокариот и различных царств жизни. Все типы взаимоотношений микроорганизмов объединяются понятием симбиоз (сим+ биос = «совместная жизнь, сожительство»). Он может быть антагонистическим и синэргическим. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Под круговоротом веществ в природе понимают циклы превращения химических элементов, из которых построены живые существа, происходящие вследствие разнообразия и гибкости метаболизма микроорганизмов. Наибольшее значение для всего живого имеет обмен (кругооборот) углерода, кислорода, водорода, азота, серы, фосфора и железа. Этапы кругооборота различных химических элементов осуществляется микроорганизмами разных групп. Непрерывное существование каждой группы зависит от химических превращений элементов, осуществляемых другими группами микроорганизмов. Жизнь на Земле непрерывна, поскольку все основные элементы жизни подвергаются циклическим превращениям, в значительной степени определяемым микроорганизмами. Микрофлора почвы. Почва является основным местом обитания микробов. Состав микрофлоры складывается из многих тысяч видов бактерий, грибов, простейших и вирусов. Количество микробов зависит от состава почв и ряда других факторов, в одном грамме пахотной почвы может содержаться до 10 млрд. микроорганизмов. Среди них сапрофиты (“гнилое растение”), т.е. микроорганизмы, живущие за счет мертвых органических субстратов. В процессах самоочищения почвы и кругооборота веществ принимают участие также нитрифицирующие, азотфиксирующие, денитрифицирующие и другие группы микроорганизмов. Патогенные микроорганизмы попадают в почву с биовыделениями людей и животных (калом, мочой, мокротой, слюной, гноем, потом и др.), а также с трупами. Дольше всего в почве сохраняются спорообразующие патогенные микроорганизмы - возбудители сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены, ботулизма, что определяет эпидемическое значение почвы при этих инфекциях. Возбудители сапронозов могут автономно обитать в почве и воде и быть связанными с почвенными и водными организмами, т.е. эта природная среда обитания для них - основной резервуар возбудителей. Почва и вода в случае сапронозов выступает в качестве источника заражения животных и людей. Микрофлора воды. Вода - древнейшее место обитания микроорганизмов. Пресноводные водоемы и реки отличаются богатой микрофлорой. Многие виды галофильных микробов обитает в морской воде, в том числе на больших глубинах. Численность микроорганизмов в воде в определенной степени связано с содержанием органических веществ. Серьезной экологической проблемой являются сточные воды, содержащие значительное количество микроорганизмов и органических веществ, не успевающих самоочищаться. Санитарно - гигиеническое качество воды оценивается различными способами. Чаще определяют коли - титр и коли - индекс, а также общее количество микроорганизмов в мл. Коли - индекс - количество E.coli (кишечной палочки) в одном литре, коли - титр - наименьшее количество воды, в котором обнаруживается одна клетка кишечной палочки. Санитарно - эпидемиологическое значение определения в различных объектах микроорганизмов изучает санитарная микробиология. К числу ее основных принципов можно отнести индикацию (выявление) патогенов в объектах окружающей среды, к косвенным методам - выявление санитарно - показательных микроорганизмов, определение общей микробной обсемененности. Вода имеет существенное значение в эпидемиологии кишечных инфекций. Их возбудители могут попадать с испражнениями во внешнюю среду (почву), со сточными водами - в водоемы и в некоторых случаях - в водопроводную сеть. Микрофлора воздуха. Воздух как среда обитания менее благоприятен, чем почва и вода - мало питательных веществ, солнечные лучи, высушивание. Главным источником загрязнения воздуха микроорганизмами является почва, меньше - вода. В видовом отношении преобладают кокки (в т.ч. сарцины), споровые бактерии, грибы, актиномицеты. Особое значение имеет микрофлора закрытых помещений (накапливается при выделении через дыхательные пути человека, в меньшей степени - кожные покровы). Воздушно - капельным путем (за счет образования стойких аэрозолей) распространяются возбудители респираторных инфекций (гриппа, коклюша, дифтерии, кори, туберкулеза и др.). Микробиологическая чистота воздуха имеет большое значение в больничных условиях (особо - операционные и другие хирургические отделения). 37.Микрофлора человека и еѐ значение. Общая характеристика микрофлоры тела человека Ребенок развивается в полости матки в стерильных условиях и рождается стерильным. С первых минут после рождения он вступает в контакт с микрофлорой окружающей среды, и в течение короткого времени его кожные покровы и слизистые оболочки, сообщающиеся с внешней средой, заселяются разнообразными микроорганизмами. В результате этого формируется новая экологическая система ― организм человека + населяющая его микрофлора. Значение нормальной микрофлоры тела человека. Колонизационная резистентность, антагонизм к патогенным видам (фактор неспецифической резистентности). Способствует организации, созреванию и функционированию иммунной системы. Участвует в процессах пищеварения в кишечнике (обмен холестерина и желчных кислот, метаболизм ксенобиотиков). Бактерии кишечника синтезируют витамины, в том числе биотин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, пиридоксин, фолиевую кислоту, витамины Е, К, В12. Однако витамины не всасываются в толстом кишечнике, а потому можно рассчитывать только на те из них, которые в небольшом количестве образуются в подвздошной кишке. Их главным источником служит пища. |