Все о микробах

Микроорганизмы – мельчайшие, преимущественно одноклеточные организмы, различимые только под микроскопом. К микроорганизмам относят бактерии, микроскопические грибы и водоросли, а также простейшие. Наука, изучающая микроорганизмы называется микробиологией. В задачи микробиологии входит изучение морфологии, систематики и физиологических особенностей микроорганизмов, условия их жизнедеятельности, роль в природе и жизни человека. Многообразие микроорганизмов обусловило формирование микробиологии как многопрофильной науки.

Несмотря на многообразие микроорганизмов, у них есть целый ряд общих свойств, отличающих их от макроорганизмов – растений и животных. Впервые серьезное внимание на существенные отличия микроорганизмов от растений и животных обратил немецкий ученый Э. Геккель. Он предложил выделить все микроорганизмы в самостоятельное царство Протиста (Protista) наряду с царством растений (Plantae) и царством животных (Animalia) . В дальнейшем стал накапливаться материал, указывающий на существенные различия в строении клеток разных протист.

Подразделение протист на низшие и высшие произошло в соответствии с двумя выявленными типами клеточной организации – эукариотической и прокариотической. Высшие протисты – микроскопические животные (простейшие), микроскопические водоросли и микроскопические грибы (плесени и дрожжи), подобно растениям и животным, имеют эукариотическое строение клеток. Низшие протисты – бактерии, в том числе актиномицеты и синезеленые водоросли (цианобактерии), имеют прокариотическое строение клеток.

Морфология бактерий определяется небольшими размерами клетки (обычно около 1 мкм), не разделенной мембранами на внутренние отделы. Очень мелкие бактерии (около 0,2 мкм) – преимущественно паразиты, очень крупные (более 10 мкм) - цианобактерии – имеют развитый мембранный аппарат и включения. По общему строению клетки и ее агрегатов бактерии представляют собой аналогию низшим эукариотам, что дает основание предполагать общие законы морфогенеза для эукариот и прокариот.

Физиология бактерий по разнообразию превосходит физиологию всех остальных органических форм. Для получения энергии они используют различные органические и неорганические соединения (хемотрофы), солнечный свет (фототрофы). В зависимости от природы окисляемого соединения, используемого в обмене веществ, каждая из этих групп бактерий подразделяется на органотрофы (источник энергии – органическое вещество) и литотрофы, получающие энергию за счет окисления неорганических веществ. Среди внутриклеточных паразитов имеются так называемые энергетические паразиты, использующие энергодающие реакции хозяина.

Микроорганизмы обитают практически везде: в воде, почве, воздухе, на поверхностях растений и животных и др. Многовековые ледники Антарктиды, вечная мерзлота Чукотки, кипящие гидротермальные источники, глубочайшие впадины Мирового океана и даже воды охлаждающих контуров ядерных реакторов заселены микроорганизмами.

Широкое распространение микроорганизмов свидетельствует об их огромной роли в природе. При их участии происходит разложение различных органических веществ в почвах и водоемах; они обуславливают круговорот веществ и энергии в природе; от их деятельности зависит плодородие почв, формирование каменного угля, нефти, многих других полезных ископаемых. Микроорганизмы участвуют в выветривании горных пород и прочих природных процессах.

Микробы повсеместно распространены в окружающей нас среде. Они находятся в почве, воде, воздухе, на растениях, пищевых продуктах, предметах, в организме человека и животных. В отличие от растений и животных микроорганизмы могут использовать в процессах метаболизма метан, водород, молекулярный азот, окись углерода и превращать их в соединения, усваиваемые растениями и животными. Так, например, гнилостные микробы, расщепляя погибшие растения и трупы животных, возвращают в атмосферу 90% углекислого газа, поглощаемого растениями

Микрофлора воздушной среды

Воздух является неблагоприятной средой для микробов. Отсутствие питательных веществ, влаги, оптимальной температуры, губительное действие солнечных лучей и высушивания не создают условий, для сохранения микробов и большая часть их погибает.

Количественный и качественный состав микрофлоры воздуха зависит от степени загрязнения воздуха минеральными и органическими взвесями, температуры, осадков, местности, влажности и других факторов. Чем больше в воздухе пыли, дымов, копоти, тем больше микробов. Каждая частица пыли или дыма обладает способностью адсорбировать на своей поверхности множество микробов. Наиболее обильна и разнообразна микрофлора воздуха нижних слоев тропосферы, находящихся непосредственно над поверхностью Земли. Верхние слои атмосферы, как правило, бедны микроорганизмами.

Количество микробов в воздухе колеблется в больших диапазонах – от нескольких экземпляров до многих десятков тысяч в 1 м³. Так, например воздух Арктики содержит 2 – 3 микроба на 20 м³, в фабричных же городах в 1 мл воздуха обнаруживают огромное количество бактерий. В лесу, особенно хвойном, микробов очень мало; на них оказывают губительное действие летучие вещества растений – фитонциды, обладающие бактерицидными свойствами.

Существенное влияние на микрофлору воздуха оказывает сезон года. Максимальная численность микроорганизмов в воздухе наблюдается в сухую жаркую погоду, минимальная – зимой. Сезоны весны и осени занимают промежуточное положение. Так, в воздухе большого города в июне-августе в 1 м3 находится до 10-12 тыс. бактерий, в декабре-феврале численность бактерий снижается до 3-4 тыс. .

Выпадение дождя и снега в значительной мере очищает воздух от пыли и соответственно микроорганизмов.

Микрофлора воздуха состоит из самых разнообразных видов, которые поступают в него из почвы, растений и организма животных. В воздухе часто встречаются пигментные сапрофитные бактерии (микрококки, различные сарцины), споровые (сенная палочка, B. cereus, B. megaterium) актиномицеты, плесневые, дрожжевые грибы и др.

Многочисленные анализы воздуха позволили идентифицировать 1200 видов различных бактерий и грибов.

Микрофлора организма человека и животного

Многие микроорганизмы временно или постоянно обитают в полостях тела или на теле человека и животных. Состав микрофлоры у разных видов и особей специфичен и относительно постоянен в данный промежуток времени, можно рассматривать как единую экологическую систему. Наука о нормальной микрофлоре микроорганизмов называется гнотобиологией. Под нормальной микробиологией следует подразумевать открытый биоценоз микроорганизмов, встречающихся у здоровых людей и животных. От стабильности сложившегося в ходе эволюции баланса между организмом и его микрофлорой и равновесия внутри микробных ассоциаций существенно зависит ход разнообразных процессов в организме и, в конечном счете, его здоровье .

Микрофлора человека является результатом взаимного приспособления в процессе эволюции микро – и макроорганизма. Большая часть бактерий постоянной микрофлоры человеческого тела приспособилась к жизни в определенных его частях. Кроме того, имеются микробы, которые составляют непостоянную (случайную) микрофлору.

На поверхности кожи обитают стафилококки, стрептококки, плесневые и дрожжевые грибы, а также некоторые патогенные и условно патогенные бактерии. Питание их обеспечивается выделениями жировых и сальных желез, отмершими клетками и продуктами распада. На коже одного человека находили от 85 000 000 до 1 212 000 000 особей.

Наиболее часто инфицируются открытые части тела, главным образом руки. На их поверхности обнаруживаются кишечные палочки, стафилококки, стрептококки, энтерококки, плесневые, дрожжевые и несовершенные грибы, споры аэробных и анаэробных бацилл. Нарушение санитарно гигиенического режима, нормальных условий труда и быта людей нередко является причиной гнойничковых, грибковых поражений кожи и желудочно-кишечных заболеваний .

Полость рта является благоприятной средой для многих микробов: оптимальная температура, достаточное количество питательных веществ, слабо щелочная реакция. В полости рта живут свыше 100 видов микробов. В ней находятся естественные обитатели (ацидофильная палочка, Treponema microdentium, диплококки, стрептококки, микрококки, Entamoeba gingivalis и др.). Кроме того, в полости рта обнаруживаются посторонние или заносные микробы, которые поступают из внешней среды вместе с пищей, водой и воздухом.

Наибольшее количество микробов можно обнаружить у шейки зубов, в промежутках между зубами и в десневых карманах. Много бывает микробов и в других участках полости рта, малодоступных обмыванию слюной и действию лизоцима (антибиотик, содержащийся в слюне, слезной жидкости, мокроте). Наличие кариозных зубов обуславливает увеличение микрофлоры полости рта, появление гнилостных процессов и неприятного запаха .

Человек вместе с воздухом вдыхает огромное количество частиц пыли и адсорбированных на них микроорганизмов. В опытах установлено, что количество микробов во вдыхаемом воздухе в 200 – 500 раз больше, чем в выдыхаемом. Большинство их задерживается в полости носа, и лишь небольшая часть микробов проникает в бронхи. Альвеолы легких и конечные ветви бронхов обычно стерильны. В верхних дыхательных путях (носоглотка, зев) содержится несколько относительно постоянных видов микробов (белые стафилококки, стрептококки, пневмококки, дифтероиды, Gaffkya tetragena и др.).

В полости носа содержится небольшое количество микробов. Слизистая оболочка носа продуцирует муцин и лизоцим, которые оказывают бактерицидное действие. Однако, несмотря на это, полость носа имеет относительно постоянную микрофлору (гемолитические микрококки, дифтероиды, негомолитические и гемолитические стафилококки, пневмококки, сапрофитные грамотрицательные бактерии и др.) .

При ослаблении защитных сил организма в результате охлаждения, истощения, недостаточности витаминов, травм постоянные обитатели дыхательных путей становятся способными вызывать различные заболевания (острые катары дыхательных путей, ангины, пневмонии, бронхиты и др.) .

Микрофлора организма человека не является постоянной, она варьирует в своем видовом составе в зависимости от возраста, питания и состояния микроорганизма. Глубокие изменения претерпевает микрофлора тела человека при различных заболеваниях.

Изменение видового состава микрофлоры под влиянием инфекционных и соматических заболеваний, а также в результате длительного и нерационального использования антибиотиков приводит к состоянию дисбактериоза, который характеризуется нарушением усвояемости продуктов пищеварения, изменением ферментативных процессов, расщеплением готовых физиологических секретов . Многие микроорганизмы низкие температуры переносят сравнительно легко. Некоторые виды бактерий остаются жизнеспособными при температуре жидкого воздуха (-1900), жидкого водорода (-2530). Споры бацилл выдерживают температуру –2530 в течение трех суток. Некоторые температуры приостанавливают гнилостные и бродильные процессы. На этом принципе построено использование в санитарно – гигиенической практике погребов и холодильных остановок для сохранения пищевых продуктов.

Только отдельные патогенные виды являются чувствительными к низким температурам. При непродолжительном действии охлаждения термолабильные микроорганизмы довольно быстро погибают .