Содержание
Введение 2
Особенности строения и патогенность микроорганизмов 3
Причины возникновения новых штаммов микроорганизмов 4
Механизмы возникновения новых штаммов микроорганизмов 6
Мутации у бактерий 6
Рекомбинация генетического материала у прокариот 8
Заключение 12
Список литературы 13
1. Введение К микроорганизмам относятся преимущественно одноклеточные организмы – бактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие, а также организмы с неклеточной организацией – вирусы. Микроорганизмы распространены повсеместно. Человек контактирует с множеством микроорганизмов; некоторые из них, называемые патогенными, способны вызывать инфекционные болезни. Человечество разрабатывает все новые методы борьбы с болезнетворными микроорганизмами, к которым те приспосабливаются как к новым факторам среды обитания. В ходе этой «гонки вооружений» появляются новые штаммы микроорганизмов, всё более совершенные и опасные для человека.
Особенности строения и патогенность микроорганизмов
Одной из наиболее существенных особенностей микроорганизмов является высокая пластичность их метаболизма, что приводит к быстрому приспособлению к меняющимся условиям окружающей среды. Указанное свойство также связано с малыми размерами клеток[1]. Клетки микроорганизмов могут вместить в себя только несколько сотен тысяч белковых молекул, поэтому ненужные в данных условиях существования ферменты не могут в содержаться про запас в их клетках. Они синтезируются только тогда, когда соответствующее питательное вещество (субстрат) появляется в среде. Таким образом, для микроорганизмов характерно большее разнообразие ферментных систем и более мобильные способы регуляции обмена веществ, чем для макроорганизмов.
Другим следствием высокой пластичности метаболизма микроорганизмов является их широкое распространение. Их можно обнаружить в арктических областях, горячих источниках, высоких слоях атмосферы, шахтах с большим содержанием сероводорода и этим они отличаются от всех растений и животных.
Отличительным свойством микроорганизмов является также их способность к быстрому размножению. В оптимальных условиях, например, бактерии Escherichia coli могут делиться каждые 20 мин[2].
Болезнетворные микроорганизмы обладают свойством вызывать болезнь (патогенностью). Степень патогенности называется вирулентностью, а антагонистические взаимоотношения паразита и хозяина – инфекцией. Система, обеспечивающая устойчивость макроорганизма к агрессии паразита, носит название иммунитет.Особенности строения и метаболизма патогенных микроорганизмов являются приспособлениями к успешному существованию и размножению в организменной среде обитания. Основными факторами патогенности являются: · Факторы адгезии, обеспечивающие прикрепление к клеткам макроорганизма, что, собственно, и служит началом инфекционного процесса. Прикрепление к поверхности клеток (например, к эпителию слизистых оболочек) обеспечивают молекулы адгезии — различные микробные продукты на поверхности бактериальной клетки либо в составе микроворсинок или капсул. · Факторы инвазии, позволяющие проникать внутрь клетки, способствующие проникновению в эпителиоциты посредством эндоцитоза.· Защитные факторы, уменьшающие фагоцитоз и обеспечивающие молекулярную мимикрию. Капсулы «экранируют» бактериальные структуры, активирующие систему комплемента, защищают от действия лизосомальных ферментов и токсичных оксидантов, выделяемых фагоцитирующими клетками. Гидрофильность капсул затрудняет их поглощение фагоцитами.
Причины возникновения новых штаммов микроорганизмов
Образование новых штаммов патогенных микроорганизмов происходит при воздействии на исходный штамм факторов окружающей среды и антибиотиков, таким образом обеспечивается наилучшее приспособление к условиям обитания.
Антибиотики – низкомолекулярные продукты метаболизма микроорганизмов, растений и животных или их модификации, задерживающие рост либо полностью подавляющие развитие других микроорганизмов[2]. Несмотря на эффективность данного средства против инфекции, бесконтрольный прием антибиотиков приводит к возникновению устойчивости к ним патогенной микрофлоры.
Причины быстрой приспособляемости бактерий к антибиотикам:
1. Необоснованное применение антибиотиков - без назначения врача и в тех случаях, когда они не помогают: при ОРВИ и гриппе, при кашле и диарее, для снижения температуры.
2. Применение антибиотиков в животноводстве для предупреждения заражения человека болезнетворными бактериями через продукты питания. В этом случае люди принимают антибиотики с мясом.
3. Очень быстрая природная мутация бактерий, позволяющая им приспосабливаться к антибиотикам[6].
Чем чаще микробы контактируют с антибиотиками, тем быстрее вырабатывается резистентность. Резистентность (невосприимчивость) возбудителей инфекционных заболеваний к антибиотикам обретает все более тревожные масштабы. Эта проблема сегодня стоит чрезвычайно остро во всем мире: медики все чаще сталкиваются со штаммами болезнетворных микроорганизмов, совершенно невосприимчивых ко многим, даже самым мощным, антибиотикам. Явление снижает терапевтическую эффективность антибиотиков, а также повышает вероятность заболевания госпитализированных больных. В условиях стационара резистентные к антибиотикам бактерии передаются от одного больного к другому, выделяются во внешнюю среду и заражают воздух, перевязочный материал и предметы ухода за больными. Часты внутрибольничные заражения стафилококками, устойчивыми к пенициллину, стрептомицину и другим антибиотикам[7].
Бактериофаги – специфические вирусы, которые атакуют только бактерии и убивают патогенные микроорганизмы. Бактериофаги не способны инфицировать клетки организмов более сложного строения ввиду принципиальных различий, как ключевых внутриклеточных процессов, так и белков клеточной поверхности.
Каждый тип бактерий имеет свои собственные фаги, которые могут быть выделены везде, где данные бактерии существуют: из сточных вод, фекалий, почвы, даже из океанских глубин и горячих источников. Развитие резистентности к определенному фагу в основном отражает потерю микробом специфического рецептора для фага в результате мутации; эта потеря часто оказывает отрицательное действие на бактерию и не защищает ее от многих других фагов, которые используют иные рецепторы[8].
Несмотря на то, что бактериофаги истребляют бактерий, они также являются переносчиками генетического материала бактерий в процессе трансдукции (см. Рекомбинация генетического материала прокариот), способствуя обмену генетической информацией между ними.