Контрольные вопросы задания

1. Какова роль микроорганизмов в круговороте веществ?

2. Из каких процессов складывается круговорот азота в природе?

3. Какой этап круговорота азота осуществляется исключительно микроорганизмами?

4. Какие бактерии участвуют в круговороте серы?

5. Расскажите о круговороте железа и фосфора в природе.

6. Охарактеризуйте типы взаимоотношений микроорганизмов.

7. Назовите основные среды обитания микроорганизмов.

8. Какие факторы влияют на состав микрофлоры почвы?

9. Что лежит в основе самоочищения почвы?

10. Где содержится больше микроорганизмов: в атмосферном воздухе или воздухе жилых помещений?

11. Какие полости в организме человека являются стерильными?

12. Что такое дисбактериоз? Назовите причины возникновения дисбактриозов.

Список рекомендуемой литературы

1. Градова Н.Б., Бабусенко Е.С., Горнова И.Б., Гусарова Н.А. Лабораторный практикум по общей микробиологии. – М.: ДеЛи Принт, 2001. – 131 с.

2. Гусев М.В. Микробиология: Учебник для студ. биол. специальностей вузов / М.В. Гусев, Л.А. Минеева. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 464 с.

3. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология: Учебник для вузов. – М.: Дрофа, 2005. – 445 с.

4. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию: Учеб. пособие. – М.: Книжный дом «Университет», 2001. – 256 с.

5. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: Учебник для вузов. – СПб.: СпецЛит, 2002. – 591 с..

6. Нетрусов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М. и др. Экология микроорганизмов. – М: Изд. центр «Академия», 2005.– 272 с.

7. Поздеев О.К. Медицинская микробиология / Под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. – М.:ГЭОТАР-МЕД, 2001. – 768 с.

8. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие для студентов высших учебных заведений / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова и др.; Под ред. А.И. Нетрусова. – М: Изд. центр «Академия», 2005. – 608 с.

9. Промышленная микробиология / Под ред. Н.С. Егорова. – М.: Высшая школа, 1993. – 693 с.

10. Саловарова В.П., Козлов Ю.П. Эколого-биотехнологические основы конверсии растительных субстратов: Учеб. пособие. М.: Изд-во РУДН, 2001. – 331 с.

11. Сельскохозяйственная биотехнология: Учебник / В.С. Шевелуха, Е.А. Ка­лашникова, Е.С. Воронин и др.; Под ред. В.С. Шевелухи.– М.: Высшая школа, 2003.– 469 с.

12. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 556 с.

Глава XI. Патогенные микроорганизмы и иммунитет

Организм контактирует со множеством микроорганизмов, некоторые из которых способны вызывать инфекционные заболевания. Патогенность является видовым, генетически детерминированным признаком микроорганизма. Патогенный потенциал многих возбудителей зависит как от свойств, присущих конкретному микроорганизму, так и от состояния факторов защиты организма-хозяина.

XI.1. Патогенность микроорганизмов

Патогенность (от греч. pathos – болезнь + genos – рождение) означает способность микроорганизмов вызывать заболевание. Патогенные микроорганизмы, активно проникая в организм, вызывают инфекционные заболевания у здоровых людей (табл. 9). Существует широкий спектр микроорганизмов, способных вызывать инфекционные поражения при нарушении сопротивляемости организма и массивности инфицирования. Их относят к условно-патогенным микроорганизмам.

Патогенность – видовое свойство бактерий, присущее виду в целом, но она может проявляться в разной степени у разных представителей данного вида. Поэтому для оценки степени патогенности используют термин вирулентности. Под вирулентностью (от лат. virulentus – ядовитый) понимают количественную оценку, т. е. меру, степень патогенности. К критериям определяющим вирулентность микроорганизмов относят инфекционность, способность к колонизации, инвазивность, токсигенность и способность к длительному персистированию. Под инфекциозностью (инфективностью) понимают способность возбудителей проникать в организм и вызывать заболевание.

Способность к колонизации – свойство заселять очаги первичного инфицирования. Размножению бактерий в первичном очаге инфицирования предшествует адгезия, т. е. закрепление бактерий на поверхности клеток. Прикрепление обеспечивают различные микробные продукты – молекулы адгезии (белки, липополисахариды, тейхоевые кислоты), которые располагаются непосредственно на поверхности клеток, либо входят в состав микроворсинок и капсул. Некоторые бактерии способны «заранее подготавливать» место для дальнейшего размножения; например, нейроминидаза облегчает проникновение холерного вибриона через слой слизи и контакт с сиалосодержащими рецепторами эпителия кишечника. Для успешной колонизации очага первичного инфицирования бактерии должны выдержать действие многочисленных и разнообразных микробицидных факторов хозяина. Для защиты от них микроорганизмы активно используют ряд структур (например, капсулы) и синтезируемых веществ (например, ферменты). Капсула ингибирует начальные этапы защитных реакций – распознавание и поглощение. Капсула «экранирует» бактериальные структуры, активирующие системы комплемента, а также структуры, распознаваемые иммунокомпетентными клетками; гидрофильность капсулы затрудняет их поглощение фагоцитами. Многие возбудители, особенно паразитирующие на слизистых оболочках, выделяют протеазы, расщепляющие иммуноглобулины. Бактериальные ферменты также способны изменять рН окружающей среды, делая её пригодной для размножения. Например, Heliobacter pylori выделяют уреазу, нейтрализирующую кислую среду в желудке.

Таблица 9

Некоторые заболевания, вызываемые микроорганизмами

Возбудитель	Заболевание	Краткая характеристика
Bacillus anthracis	Сибирская язва	Зоонозное заболевание. Человек заражается при контакте с инфицированным материалом (уход за больным животным, переработка шерсти, кож или употреблении в пищу мяса больных животных). Клинические симптомы зависят от пути заражения. Выделяют кожную (образование везикул на коже), легочную (пневмония, отек легкого) и желудочно-кишечную формы (поражения желудочно-кишечного тракта)
Salmonella typhi	Брюшной тиф	Острое инфекционное заболевание, сопровождающееся поражением лимфоидной ткани кишечника, лихорадкой и общей интоксикацией. Путь передачи – фекально-оральный
Yersinia pestis	Чума	Особо опасная инфекция, характеризующаяся сильнейшей интоксикацией, лихорадкой, поражением лимфатических узлов с образованием бубонов, развитием септицемии и пневмонии. Передается через блох, а также контактным, алиментарным и аспирационными путями
Vibrio cholerae	Холера	Острое инфекционное заболевание, характеризующееся водянистой диареей, выраженной потерей жидкости и электролитов. Кишечная инфекция. Путь передачи – фекально-оральный, реже контактный
Mycobacterium tuberculosis	Туберкулез	Хроническая инфекция, проявляющаяся поражениями органов дыхания, костей, суставов, кожи и т.д. Резервуар возбудителя – больной человек; основной путь заражения – аэрогенный, реже через кожу и слизистые оболочки
Rickettsia prowazekii	Сыпной тиф	Острая инфекция, характеризующаяся лихорадкой, интоксикацией и поражением капилляров с появлением розеолезно-папулезной сыпи. Резервуар возбудителя – больной человек; переносчик – платяная вошь
Treponema pallidum	Сифилис	Хроническое венерическое заболевание с вариабельным и циклическим течением, затрагивающим все органы и ткани.
Вирус гепатита В (род Orthohepadnavirus, сем. Hepadnaviridae)	Гепатит В	Инфекционное заболевание с кровяно-контактным механизмом передачи с развитием симптомокомплекса острого и хронического гепатита
Вирус бешенства (род Lyssavirus, сем.Rhabdoviridae)	Бешенство	Зоонозное заболевание, резервуар возбудителя – млекопитающие (собаки, кошки и т.д.). Путь передачи – через укус животного. Поражение ЦНС, дегенерация нейронов; нарушение тонуса мышц, генерализованные судороги, кома
Вирус иммунодефицита человека (род. Lentivirinae, сем. Retroviridae)	ВИЧ- инфекция	Вирус проникает через кровь и слизистые оболочки. ВИЧ-инфекция напоминает клиническую картину известных инфекционных заболеваний. Ее своеобразие заключается лишь в тропности возбудителя к определенным клеткам организма, что отличает инфекционные заболевания друг от друга. Клетки-мишени для ВИЧ – Т-хелперы, моноциты, макрофаги. В терминальной стадии ВИЧ развивается синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД)

Инвазивность – это способность возбудителей проникать в ткани, лежащие за пределами входных ворот инфекции, и размножаться в них. Основные факторы, обеспечивающие инвазивность – подвижность (обеспечивает проникновение как в клетки, так и в межклеточные пространства) и особые клеточные факторы – инвазины (от лат. invasio – проникать, атаковать), способствующие проникновению в эпителиоциты посредством эндоцитоза (например, поверхностные белки грамотрицательных бактерий).

Токсигенность – способность вырабатывать ядовитые вещества, токсины. Токсины (от греч. toxikon – яд) – важнейшие факторы патогенности, вырабатываемые микроорганизмами и реализующие основные механизмы инфекционного процесса. Бактериальные токсины традиционно подразделяются на эндотоксины и экзотоксины. Экзотоксины – секреторные белковые вещества, обычно проявляющие ферментативную активность. Нередко экзотоксины действуют дистанционно (далеко за пределами очага инфицирования) и ответственны за клинические проявления инфекции (например, энтеротоксины вызывают диарею, нейротоксины – параличи и другие неврологические симптомы). Наибольшую токсичность проявляет ботулотоксин – 6 кг токсина могли бы убить все человечество. Высокая токсичность экзотоксинов обусловлена особенностью структуры их фрагментов, имитирующих строение субъединиц гормонов, ферментов или нейромедиаторов хозяина. В результате экзотоксины проявляют свойства антиметаболитов, блокируя функциональную активность естественных аналогов. Экзотоксины проявляют высокую иммуногенность; в ответ на их введение образуются специфические антитела (антитоксины).

Экзотоксины – интегральные компоненты клеточной стенки грамотрицательных бактерий, большая их часть высвобождается после гибели клетки. Эндотоксины представлены комплексом протеинов, липидных и полисахаридных остатков. Биологическая активность энтеротоксинов напоминает таковую у некоторых медиаторов воспаления. Некоторые бактерии могут одновременно синтезировать экзотоксины и выделять при гибели эндотоксины (например, токсигенные Escherichia coli и холерные вибрионы).

Способность к длительному персистированию – свойство длительно циркулировать либо сохраняться в определенном очаге, что обусловлено способностью долгое время противодействовать влиянию факторов макроорганизма. В ряде случаев развивающиеся иммунные реакции лишают возбудителя возможности полностью реализовать свои патогенные свойства, но оказываются бессильными удалить его из организма. Таким путем развивается бактерионосительство. Патогенез ряда инфекционных заболеваний в качестве ведущего фактора включает длительную циркуляцию возбудителя (например, возбудителей сифилиса, туберкулеза, бруцеллеза и др.). Длительное выживание в организме хозяина во многом определяет способность патогенов «уходить» от действия защитных факторов (например, за счет изменения антигенной структуры либо путем антигенной мимикрии).