Строение микроорганизмов

Что такое вирус

Но если бактерии могут быть такими опасными, почему мы больше боимся вирусов, чем бактерий? В отличие от бактерий, вирусы могут поражать не только сложные живые организмы, но и… сами бактерии.

Некоторые вирусы могут уничтожать бактерии

Вирусы могут поразить все организмы, от растений и животных до бактерий и архей. В то же время это паразиты, то есть они не могут выживать сами по себе, в отличие от бактерий. Вирусы используют клетки (человека, растений, животных), чтобы жить. Если вирус оказывается вне клетки, он существует в виде вирусной частицы, но тоже может быть опасен: любой контакт с живой клеткой может активизировать его, дать ему пищу. При этом размножаться клеточным методом вирус не может — свои копии он создает только с помощью живых клеток.

Когда вирус оказывается около клетки, он прикрепляется к ней, создавая связь между белками вирусной оболочки и рецепторами на поверхности живой клетки. С помощью этой связи вирус проникает внутрь клетки и высвобождает свой генетический материал. А там дело за малым — создавать свои копии и заселять таким же образом новые клетки.

Роль микроорганизмов в природе

Микроскопические организмы встречаются практически везде, где имеется вода. Оптимальной температурой для них является 0-50 °C (сильно приблизительно), хотя могут они существовать и при более экстремальных температурах. Рекордно высокая температура для них, как и для всех живых существ, составляет 122 °C. Только стоит понимать, что такую температуру выдержит вовсе не каждый представитель данной группы живых существ. Каждый из видов обладает своими особенностями.

Основная роль микроорганизмов в природе заключается в осуществлении обмена веществ. А поскольку обитают они практически повсеместно, то роль эта очень велика. В большинстве случаев они являются редуцентами, то есть, перерабатывают остатки живых существ. Но иногда выполняют роль продуцентов, производя органические вещества из неорганических. А в силу того, что могут эти существа обитать там, где не выживут другие живые организмы, иногда они являются единственными продуцентами экосистем.

Для человека микроорганизмы могут являться как полезными, так и не очень. Например, благодаря им осуществляет самоочищение воды в различных водоёмах. А ещё они принимают участие в круговороте различных элементов: железа, фосфора, серы и других. Это явная польза, если и не прямая, то как минимум косвенная. Но также существует множество видов организмов, приносящих вред. Некоторые, к примеру, загрязняют водоёмы (если вспомнить, что другие их виды занимаются очищением, это можно счесть забавным). А некоторые вызывают порчу продуктов. А есть даже вредители, которые действуют не опосредованно, а прямо. Речь о патогенных микроорганизмах, или условно-патогенных. Они вызывают инфекционные заболевания.

Что такое бактерии

Бактерии бывают не только «плохие», которые вызывают инфекции и последующие за ними болезни. Многие бактерии являются неотъемлемой частью жизни человека, без них мы просто не смогли бы жизнь. Например, в этот момент, когда вы читаете этот текст, получаете пользу от работы бактерий. От кислорода, который вы вдыхаете, до питательных веществ, которые извлекает желудок из еды, вам нужно благодарить бактерии за процветание на этой планете. В нашем организме микроорганизмов, включая бактерий, больше, чем наших собственных клетках примерно в десять раз.

Из-за этого многие шутят, что мы, наверное, больше микробы, чем люди. И в определенной степени это действительно так.

Лактобактерий помогает пищеварительным процессам в кишечнике

Чем бактерии так уникальны? Все в мире состоит из клеток — это строительные кирпичики жизни, из них состоят ткани нашего тела, лапка вашего кота и дерево, которое растет за окном. Такие клетки обладают ядром и называются эукариотами. Бактерии же не имеют ядер, и их генетический материал (ДНК) свободно плавает внутри клетки. Они обладают другими методами воспроизводства и передачи генетического материала. Бактерии считаются прокариотами.

Способы попадания болезнетворных микробов в организм человека

Существует несколько возможных вариантов, как патогенные вирусы и бактерии могут проникнуть внутрь носителя. Места, через которые они попали в организм, называются входными воротами инфекции. Различают четыре способа заражения.

Колония бактерий стафиллококка

Пищевые отравления. Возникают в том случае, когда токсины, которые вырабатывают патогенные микроорганизмы, проникают в желудочно-кишечный тракт вместе с пищей. Такое поражение не распространяется от человека к человеку, но если было заражено большое количество еды, то заболеть может много человек одновременно. Нередко первопричиной такой вспышки является распространение золотистого стафилококка на коже людей, участвующих в приготовлении пищи.
Кишечные инфекции. Данное бактериальное поражение возникает при употреблении загрязненной воды и продуктов

Очень часто его переносчиками могут являться обыкновенные комнатные мухи, поэтому важно следить, чтобы эти насекомые не садились на пищу. Отличаются от пищевых отравлений наличием живого возбудителя, а не только его продуктов жизнедеятельности.
Микроорганизмы патогенные могут также проникать через дыхательные пути

Это происходит в момент, когда носитель инфекционного заболевания чихает, кашляет. Внутрь организма здорового человека попадают живые патогенные микробы и очень быстро начинают свою болезнетворную деятельность. К заболеваниям, передающимся через дыхательные пути, относятся туберкулез, менингит, стрептококковые инфекции, дифтерия, пневмония.
Многие патогенные бактерии переносятся мелкими грызунами и насекомыми. В большинстве случаев микроорганизмы не поражают носителя, а лишь временно на нем обитают. К таким микробам относятся бактерии патогенные, вызывающие тиф, чуму, туляремию, различные формы лихорадки.

Бактерии: описание и типы

Бактерии — это домен микроорганизмов (чаще всего одноклеточных), не имеющих ядра. В природе их существует огромное количество видов, сотни тысяч, и даже миллионы, вероятно.

Дело в том, что они настолько малы, что их довольно трудно находить, и уж тем более изучать. Описано лишь около десяти тысяч видов бактерий. Ну а их количество, понятное дело, даже не поддаётся исчислению. Но можно сказать, что практически все из них выполняют некую роль в природе, и обладают некими уникальными свойствами. И исходя из этих знаний, делят бактерий на различные типы, классы, семейства и рода.

Всего науке известно 4 типа бактерий, но каждый из них включает немалое количество видов:

• — Tenericutes
• — Firmicutes
• — Gracilicutes
• — Mendosicutes

Среда, в которой могут жить бактерии

На физиологию бактерий, на их рост и размножение влияет не только химический состав окружающей среды, а также такие факторы, как:

• температура;
• кислотность;
• кислород;
• соленость.

Используя каждый из этих параметров, можно осуществлять контроль над составом микрофлоры кожи, носоглотки и слизистых половых органов, желудочно-кишечного тракта. Это позволяет удерживать в рабочем состоянии биологический щит, защищающий нас от агрессивной окружающей среды.

Микрофлора, представленная в том числе бактериальными клетками, защищает нас от инфекций

Так, чересчур повышенная температура тела может губительно повлиять на те молочнокислые бактерии, которые входят в состав микрофлоры ЖКТ. Не только замедлится размножение молочнокислых бацилл, но и число жизнеспособных организмов значительно уменьшится.

Как известно, молочнокислые бациллы выживают в очень небольшом температурном диапазоне, от 34 до 40 градусов по Цельсию. 40°C – верхний предел для молочнокислых. Вот почему при более высоких температурах человек становится беззащитным перед патогенами, число которых может в этот период расти, поскольку патогены не так чувствительны к перепадам температуры, как молочнокислые.

Еще одним фактором, который формирует естественную защиту, является уровень кислотности. Кислотность – основной враг опасных для человека микробов, в то время как для молочнокислых бактерий повышенная кислотность – нормальная среда обитания.

Кислород не всегда благоприятно влияет на физиологию и темпы размножения бактерий. Так, например, некоторые бактерии брожения являются факультативно-анаэробными, и кислород может мешать им переключиться на более эффективную программу жизни в бескислородных условиях.

Осуществление контроля над подачей кислорода – один из технологических процессов на некоторых биохимических производствах.

Щелочная среда сдерживает рост и размножение некоторых патогенных бактерий, поэтому для контроля размножения патогенной микрофлоры врачи рекомендуют при появлении первых симптомов заболеваний горла полоскать его содой.

Однако такие методы не всегда помогают избежать инфекционного заболевания. Если в верхние дыхательные пути попала гемофильная бацилла, то бороться с ней можно только антибиотиками. Гемофильная палочка – возбудитель гемофильной пневмонии, которая весьма распространена среди детей младшей возрастной группы (до 4 лет).

Классификация микробов, вызывающих инфекционные заболевания

Вакцина – надёжный способ защиты от болезни

Все микроорганизмы, которые являются патогенными, микробиология разделяет на несколько разновидностей:

• бактерии;
• риккетсии;
• вирусы;
• грибки;
• простейшие.

Бактерии представляют собой одноклеточные микроорганизмы. В микробиологии они достаточно хорошо изучены, и различают определенные виды, отличающиеся по своему строению:

• Кокки являются патогенными микроорганизмами шарообразной формы. Они могут существовать как поодиночке, так и парами и даже целыми колониями. К ним относятся стафилококки, стрептококки, диплококки.
• Бациллы имеют форму палочки, под микроскопом достаточно легко отличить их от иных видов. Они очень широко распространены в природе и имеют сильное патогенное действие. Играют роль возбудителей таких заболеваний, как дифтерия, туберкулез и столбняк.
• Спириллы – патогенные бактерии извилистой формы, похожие на спираль. Они вызывают лептоспироз и сифилис.

Все микроорганизмы также различает фактор дыхания. Они могут быть:

аэробными, для которых очень важно наличие кислорода в окружающей среде;
анаэробными, которым наоборот, необходимо отсутствие кислорода для размножения и роста.

Некоторые представители болезнетворных бактерий обладают способностью образовывать капсулы. Они используют для этого свою внешнюю оболочку. Патогенные микроорганизмы способны образовать капсулы исключительно при нахождении внутри организма носителя. Роль носителя могут играть животные или человек. Образование капсул происходит в том случае, если бактерии угрожает опасность. Капсулы делают микроорганизм невосприимчивым к воздействию антител, что не дает ему погибнуть при неблагоприятных условиях. Когда опасность минует, капсулы растворяются и бактерии продолжают свою вредоносную деятельность.

Капсулы бактерий под микроскопом

Риккетсии являются патогенными микробами, которые в микробиологии занимают промежуточную ступень между бактериями и вирусами. Чаще всего эти мельчайшие микробы переносятся блохами и клещами. Они являются возбудителями сыпного тифа, лихорадки Скалистых гор, Ку-лихорадки и многих других заболеваний, называемых риккетсиозами.

Вирусы являются самыми мелкими микроорганизмами, паразитирующими внутри клеток носителя. Они имеют способность находиться в организме длительное время в латентном состоянии, своеобразной «спячке». Когда иммунная система ослабевает под воздействием каких-либо факторов, вирусы стремительно выходят из анабиоза и атакуют живые клетки, вызывая симптомы заболевания.

Лечение вирусных заболеваний является длительным и сложным процессом. Современная микробиология и геномика патогенных бактерий и вирусов позволяют изучить микроорганизмы как можно глубже и найти новые методики лечения поражений, а также способы предотвращения заражений.

Чтобы обезопасить себя от заболеваний, связанных с деятельностью болезнетворных микроорганизмов, достаточно соблюдать элементарные правила гигиены и своевременно проходить вакцинацию. Существует определенный перечень прививок, которые нужно делать детям и взрослым в определенном возрасте. Также при поездках на отдых в экзотические страны необходимо проходить вакцинацию от местных заболеваний. Для каждой страны имеется свой список таких болезней

Чтобы обеспечить себе и своим близким спокойствие за свое здоровье, важно не пренебрегать этими простыми правилами

Вирусы

Вирусы – это обширное сообщество микробов, отличающееся от других отсутствием как такового клеточного строения. Из размеры несопоставимо меньше размеров бактерий: от 5 до 150 нм. Чтобы разглядеть их, придется настроить электронный микроскоп на самый высокий уровень точности. Большинство представителей вирусных микроорганизмов состоят только из белка и нуклеиновой кислоты (РНК, ДНК).

Некоторые микробы и вирусы могут быть возбудителями многих тяжелых человеческих заболеваний (грипп, гепатит, корь). Кроме того, существуют виды, патогенные и для животных (чума, ящур).

Микофаги – вирусы грибов. Бактериофаги – вирусы бактерий, они обитают практически повсюду, где есть хоть какая-то жизнь. Некоторые фаги обладают очень полезной способностью – разрушать микробную клетку, поэтому часто используются при производстве лекарств для профилактики и лечения инфекций различного типа.

Рикетсии – особый вид микробов, которые можно отнести как к бактериям, так и к вирусам. Это обездвиженные палочковидные внутриклеточные паразиты, неспособные образовывать споры или капсулы.

Что такое бактерии?

Бактерии — это микроорганизмы меньше 500 микрометров (1 микрометр = 1 миллионная часть метра) состоящие только из одной клетки с ядром (эукариоты).

Бактерии присутствуют везде: в воздухе, в воде и в почве. Как правило, большинство из них являются безвредными для человека.

Бактериология — это наука, которая занимается изучением бактерий. Эта наука классифицирует бактерии в 3 главные категории:

• спирохеты (в форме спирали);
• палочки/бациллы (удлиненные как палочки);
• кокки (в форме сферы/шара).

В зависимости от способа взаимодействия с различными красителями, бактерии классифицируются на грамположительные и на грамотрицательные. От этой реакции зависит дальнейшее лечение.

Чаще бактерии развиваются во влажных и теплых условиях. Бактерии, которые нуждаются в кислороде для развития и размножения (аэробные бактерии), наблюдаются в основном ближе к поверхности тела, на коже, и на уровне дыхательной системы. Другие развиваются в бескислородной атмосфере (анаэробные бактерии), например на уровне кишечника или глубоких ран.

В благоприятных условиях (тепло и питательные вещества в достаточном количестве) бактерии размножаются через деление на 2 одинаковых клетках, через каждые 20 минут. Таким образом, через 6 часов, одна бактерия может дать начало около 250.000 новым бактериям.

Способность бактерий производить болезни связано с двумя главными свойствами:

• вирулентность (способность размножаться и распространяться в организм);
• производство токсинов для клеток человека.

Инфекционные заболевания, вызванные бактериями, лечатся антибиотиками.

Бактериальная флора

Бактериальная флора включает все бактерии, которые живут на поверхности кожи или слизистых оболочек организма, а также на уровне влагалища, кишечника, глотки и горла.

Эти бактерии являются безвредными для человека и играют важную роль в повышении выносливости организма к инфекциям, предотвращая попадание в организм вредных бактерий.

Общие сведения

Характерный размер микроорганизмов — менее 0,1 мм. В их классификацию входят как безъядерные (прокариоты: бактерии, археи), так и эукариоты: некоторые грибы, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу, и не прионы. Большинство микроорганизмов состоят из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы, точно так же, как существуют одноклеточные микроорганизмы, видимые невооружённым глазом, например Thiomargarita namibiensis, представители рода Caulerpa (являются гигантскими поликариотами). Изучением этих организмов занимается наука микробиология.

Повсеместная распространённость и суммарная мощность метаболического потенциала микроорганизмов определяют их важнейшую роль в круговороте веществ и поддержании динамического равновесия в биосфере Земли.

Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определённые «этажи» размеров, показывает, что, как правило, величина объектов определённо связана с их структурной сложностью. Нижний предел размеров свободноживущего одноклеточного организма определяется пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров микроорганизмов определяется, по современным представлениям, соотношениями между клеточной поверхностью и объёмом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объём — в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего.

Общие сведения

Характерный размер микроорганизмов — менее 0,1 мм. В их классификацию входят как безъядерные (прокариоты: бактерии, археи), так и эукариоты: некоторые грибы, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу, и не прионы. Большинство микроорганизмов состоят из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы, точно так же, как существуют одноклеточные микроорганизмы, видимые невооружённым глазом, например Thiomargarita namibiensis, представители рода Caulerpa (являются гигантскими поликариотами). Изучением этих организмов занимается наука микробиология.

Повсеместная распространённость и суммарная мощность метаболического потенциала микроорганизмов определяют их важнейшую роль в круговороте веществ и поддержании динамического равновесия в биосфере Земли.

Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определённые «этажи» размеров, показывает, что, как правило, величина объектов определённо связана с их структурной сложностью. Нижний предел размеров свободноживущего одноклеточного организма определяется пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров микроорганизмов определяется, по современным представлениям, соотношениями между клеточной поверхностью и объёмом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объём — в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего.

Что опаснее — бактерии или вирусы?

Очевидно, вирусы могут нанести гораздо больший вред, чем бактерии. По той простой причине, что не бывает «хороших» вирусов, как в случае с бактериями (вроде бифидо- и лактобактерий, которые позволяют нам переваривать пищу). Кроме того, многие вирусы отличаются просто безобразным поведением — они могут годами существовать внутри клетки, вызывая хронические заболевания. Примером таких вирусов может быть герпес.

Из всей тройки — микробы, бактерии и вирусы, получается, что самыми опасными являются микробы, поскольку они включают в себя все микроорганизмы: как полезные, так и максимально вредные для организма. Сейчас ученые работают над тем, чтобы извлечь как можно больше пользы из «хороших» бактерий: активно исследуются возможности внедрения определенных микробов и бактерий в организм человека, которые могут дать определенные преимущества. Например, уничтожать опухоли. Кстати, именно из-за бактерий был случайно открыт пенициллин — антибиотик, который спас множество жизней.

На самом деле мы только начинаем понимать, как извлекать пользу из нашего сожительства с этими маленькими друзьями. Но после прочитанного вы еще уверены, что истинный хозяин Земли — человек?