ЛЕКЦИЯ № 14. ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ

14.3.Действие биологических факторов: симбиоз и антибиоз

14.3.Действиебиологическихфакторов: симбиозиантибиоз

Микроорганизмы в природе существуют в тесных ассоциациях друг с другом и с высшими организмами – животными и растениями.

Все формы сосуществования микроорганизмов условно делят на две категории: симбиотические и антагонистические. В некоторых случаях партнеры могут не оказывать друг на друга никакого влияния (нейтрализм).

Симбиоз – это длительные естественные ассоциации организмов, сформировавшиеся в процессе приспособления к среде путем естественного отбора. В результате симбиоза оба партнера извлекают выгоду от совместного существования (слайд 14.13).

Типы симбиоза выделяют по нескольким признакам: по обязательности симбиотической связи (факультативный и облигатный); по расположению (эктосимбиозы и эндосимбиозы), по характеру отношений между симбионтами (мутуализм, комменсализм, паразитизм).

Симбиотические взаимоотношения в сообществах микроорганизмов могут проявляться как синтрофные (слайд 14.14). Под синтрофией понимается явление совместного роста двух или более видов микроорганизмов на среде, недоступной каждому виду в отдельности. Если продукты метаболизма одного вида микробов являются пищевым или энергетическим субстратом для другого вида микроорганизмов, такая форма взаимоотношений называется метабиозом.

Примером высокоразвитого симбиоза микроорганизмов и грибов могут служить лишайники (слайд 14.15).

Вризосфере многих растений часто бывает больше бактерий, чем в остальной почве. По-видимому, росту бактерий способствуют здесь питательные вещества, выделяемые корнями.

Микориза – тесная ассоциация корней с грибами. Польза такой ассоциации для гриба состоит в том, что он получает от растения продукты ассимиляции, а для растения – в более эффективном поглощении минеральных веществ (фосфата, связанного азота) из почвы (слайд 14.16).

Вслучае симбиоза клубеньковых бактерий Rhizobium с бобовыми растениями оба ассоцианта получают преимущества от сожительства. Разновидность такого симбиоза называют мутуализмом, или кооперацией

(слайд 14.17).

Многие морские рыбы имеют особые светящиеся органы (слайд 14.18),

вкоторых растут светящиеся бактерии (Photobacterium fisheri).

Примером мутуалистического симбиоза являются взаимоотношения микрофлоры рубца жвачных животных с организмом хозяина.

Комменсализм – форма симбиоза микробов с макроорганизмом, при которой симбионты пользуются защитой или пищей за счет макроорганизма, не причиняя ему ни пользы, ни вреда, например, нормальная микрофлора тела.

ЛЕКЦИЯ № 14. ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ

14.3. Действие биологических факторов: симбиоз и антибиоз

Полезные функции кожной флоры становятся очевидными когда применяемые антибиотики поражают и кожные бактерии. В этом случае начинается размножение дрожжей (Candida albicans) и других патогенных грибов.

2. Антибиоз – антагонистические взаимоотношения проявляются в подавляющем влиянии одного или нескольких членов микробного сообщества друг на друга. Различают антагонизм пассивный (конкурентный)

иактивный (слайд 14.19). Особой формой антагонизма являются паразитизм

ихищничество (слайд 14.20).

Пассивный антагонизм – взаимодействия, при которых разные микроорганизмы используют одни и те же питательные вещества, конкурируя за пищу и жизненное пространство. В этой борьбе преимущества получают быстрорастущие организмы, нетребовательные к источникам питания. За короткое время они захватывают большую поверхность и тем самым затрудняют доступ к ней других микроорганизмов.

Активный антагонизм обусловлен выделением бактерицидных веществ: антибиотиков, кислот, спиртов, аммиака и др.

Резистентность микроорганизмов к антибиотикам может быть естественной или приобретенной. Естественная устойчивость обусловлена отсутствием у микроорганизмов «мишени» для действия антибиотика. Приобретенная устойчивость может быть обусловлена мутациями в хромосомных генах.

Другими, наиболее резко выраженными формами антагонистических взаимоотношений являются паразитизм и хищничество. Различие между ними в том, что хищники умертвляют свою жертву немедленно, тогда как паразиты питаются за счет живого организма, который остается живым в течение более длительного времени.

Бактерии Bdellovibrio являются паразитами грамотрицательных бактерий.

Примером хищников являются грибы рода Dactylaria.

14.4. Патогенностьивирулентность

Одним из проявлений биологического антагонизма является патогенность микроба. Патогенность – это потенциальная способность микроорганизмов вызывать инфекционный процесс. Патогенность, как видовой признак микроба, генетически детерминирована и кодируется многими генами. В то же время степень выраженности патогенных свойств проявляется в фенотипе по-разному (слайд 14.21).

Для количественного выражения патогенности применяется термин «вирулентность». Высоковирулентные штаммы способны вызывать гибель животного при заражении несколькими микробными клетками, у штаммов с пониженной вирулентностью, смертельные дозы выражаются сотнями тысяч и миллионами особей.

ЛЕКЦИЯ № 14. ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ

14.4. Патогенность и вирулентность

Вирулентность микробов определяют экспериментальным путем на восприимчивых животных. Единицей измерения вирулентности является минимальная смертельная доза – Dlm (Dosis letalis minima). Это то наименьшее количество живых микробов, которое при определенном способе заражения вызывает за определенное время смертельное заболевание восприимчивого животного стандартной массы и возраста.

Поскольку животные обладают индивидуальной чувствительностью к патогенному микробу, то для более точной характеристики вирулентности устанавливают безусловно смертельную дозу – Dcl (Dosis certa letalis) или среднюю смертельную дозу – LD50 (Dosis letalis 50%) – это наименьшее количество микробов, которое вызывает гибель половины зараженных животных. Последняя единица является наиболее объективным критерием вирулентности патогенных микробов, так как обеспечивает наименьшую ошибку в оценке этого свойства.

Вирулентность не является стабильным признаком микроба. Она может изменяться в зависимости от возраста культуры, условий ее выращивания, состава питательной среды. С другой стороны, вирулентность микроба определяется резистентностью макроорганизма, и, следовательно, может изменяться в зависимости от вида и возраста животного, условий его содержания.

Факторы патогенности. Это свойства, обеспечивающие способность проникать и распространяться в макроорганизме, противостоять его защитным приспособлениям и вызывать заболевания (слайд 14.22).

1). Инвазивность. Для того чтобы проникнуть в макроорганизм, патогенный микроб должен преодолеть его слизистые оболочки, кожные покровы и другие тканевые барьеры.

2). Антифагоцитарная активность. Это специфические вещества, которые подавляют реакцию хемотаксиса фагоцитов, блокируют прикрепление микробных клеток к фагоцитам и их поглощение, противодействуют внутриклеточному перевариванию поглощенных микробов, вызывают лизис фагоцитов.

Антифагоцитарные функции могут выполнять капсулы, слизистые образования, оболочечные антигены.

3). Токсигенность – способность вырабатывать токсические вещества – является более поздним эволюционным приобретением патогенных микробов. Все токсические вещества микроорганизмов делятся на внеклеточные и внутриклеточные (экзотоксины и эндотоксины). Токсигенные свойства находятся под контролем tox-генов, локализованных в хромосоме или внехромосомных генетических структурах.

4). Адгезивность как фактор патогенности. В ходе эволюции патогенные микроорганизмы приспособились к проникновению в макроорганизм через определенные ткани, где они находят благоприятные условия для своего развития и которые именуются входными воротами инфекции. Мутантные варианты патогенных бактерий, лишенные адгезинов, не обладают патогенными свойствами.

ЛЕКЦИЯ № 14. ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ

14.4.Патогенность и вирулентность

14.5.Условно-патогенныемикроорганизмы

Представители нормальной микрофлоры препятствуют развитию попавших в организм болезнетворных микробов, синтезируют факторы роста или расщепляют сложные углеводы. Однако, в случае ослабления защитных функций организма, некоторые представители нормальной микрофлоры кишок и верхних дыхательных путей (чаще условно-патогенные бактерии) способны проникать в кровь и вызывать инфекцию. К условно-патогенным микроорганизмам относятся Е. coli, E. faecalis, S. epidermidis, P. vulgaris и др.,

обитающие на коже и слизистых оболочках ротовой полости и ЖКТ (слайд 14.23). В здоровом организме нормальная микрофлора создает конкурентные условия для патогенных микробов, подавляя их рост и размножение, и оказывает стимулирующее влияние на развитие и функционирование иммунной системы.

Потенциально-патогенные свойства условно-патогенные микробы проявляют при ослаблении защитных сил организма, когда они могут вызывать различные заболевания. Эти нарушения могут быть обусловлены применением антибиотиков, особенно широкого спектра действия, иммунодепрессантов, повышением общего уровня радиации и другими факторами

Потенциально-патогенные свойства проявляются почти у всех представителей нормальной микрофлоры человека. Так, из облигатной микрофлоры кишок одни лишь бифидобактерии считаются непатогенными. Кишечная палочка – постоянный обитатель толстых кишок – может явиться причиной цистита, холецистита, пиелита, септицемии.

Среди облигатных обитателей полости рта в развитии патологических процессов принимают участие вейлонеллы, стрептококки и др.