Экология микроорганизмов • Микроорганизмы распространены повсюду.

Экология микроорганизмов

• Микроорганизмы распространены повсюду. Они заселяют почву, воду, воздух, растения, организмы животных и людей- экологические среды обитания микробов. • Выделяют свободноживущие и паразитические микроорганизмы. • Всюду, где есть хоть какие- то источники энергии, углерода, азота, кислорода и водорода (кирпичиков всего живого), обязательно встречаются микроорганизмы, различающиеся по своим физиологическим потребностям и занимающих свои экологические ниши. • Титаническая роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе имеет исключительное значение для поддержания динамического равновесия биосферы. • Микроорганизмы в экологических нишах сосуществуют в виде сложных ассоциаций - биоценозов с различными типами взаимоотношений. • Все типы взаимоотношений микроорганизмов объединяются понятием симбиоз. • Симбиоз может быть антогонистическим и синэргическим.

Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе • Под круговоротом веществ в природе понимают циклы превращения химических элементов, из которых построены живые существа, происходящие вследствие разнообразия и гибкости метаболизма микроорганизмов. • Наибольшее значение для всего живого имеет обмен (кругооборот): • • углерода, кислорода, водорода, азота, серы, фосфора и железа.

Микрофлора почвы • Почва является основным местом обитания микробов. Состав микрофлоры складывается из многих тысяч видов бактерий, грибов, простейших и вирусов. • Количество микробов зависит от состава почв и ряда других факторов, в одном грамме пахотной почвы может содержаться до 10 млрд. микроорганизмов • Среди них сапрофиты ( “гнилое растение”), т. е. микроорганизмы, живущие за счет мёртвых органических субстратов. • В процессе самоочищения почвы и кругооборота веществ принимают участие также: • нитрифицирующие, • азотфиксирующие, • денитрифицирующие и • другие группы микроорганизмов.

Микрофлора почвы • Патогенные микроорганизмы попадают в почву с биовыделениями людей и животных (калом, мочой, мокротой, слюной, гноем, потом и др. ), а также с трупами. • Дольше всего в почве сохраняются спорообразующие патогенные микроорганизмы возбудители : • сибирской язвы, • столбняка, • газовой гангрены, • ботулизма • Возбудители сапронозов могут автономно обитать в почве и воде и быть связанными с почвенными и водными организмами, т. е. эта природная среда обитания для них - основной резервуар возбудителей. • Почва и вода в случае сапронозов выступает в качестве источника заражения животных и людей.

Микрофлора воды • Вода - древнейшее место обитания микроорганизмов. • Пресноводные водоемы и реки отличаются богатой микрофлорой. • Многие виды галофильных микробов обитают в морской воде, в том числе на глубинах в несколько тысяч метров. • Численность микроорганизмов в воде в определенной степени связана с содержанием органических веществ. • Серьезной экологической проблемой являются сточные воды, содержащие значительное количество микроорганизмов и органических веществ, не успевающих самоочищаться.

Микрофлора воды • Вода - фактор передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. • Вместе с загрязненными ливневыми, талыми и сточными водами в озера и реки попадают представители нормальной микрофлоры человека и животных (кишечная палочка, цитробактер, энтерококки, клостридии) и возбудители кишечных инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций, криптоспоридиоза и др. ). • Некоторые возбудители могут даже размножаться в воде (холерный вибрион, легионеллы).

Микрофлора воды • Санитарно- гигиеническое качество воды оценивается различными способами. • Чаще определяют коли - титр и коли - индекс, а также общее количество микроорганизмов в мл. • Коли – индекс - количество E. coli (кишечной палочки) в одном литре (не более 3) • коли – титр - наименьшее количество воды, в котором обнаруживается одна клетка кишечной палочки. • Вода имеет существенное значение в эпидемиологии кишечных инфекций. • Их возбудители могут попадать с испражнениями во внешнюю среду (почву), со сточными водами - в водоемы и в некоторых случаях - в водопроводную сеть.

Микрофлора воздуха • Воздух как среда обитания менее благоприятен, чем почва и вода - мало питательных веществ, солнечные лучи, высушивание. • Микрофлора воздуха состоит из микроорганизмов, попавших в воздушную среду из почвы, воды, а также с поверхности тела, из дыхательных путей и с каплями слюны человека и животных. • Бактериальная обсемененность закрытых помещений зависит от условий уборки помещения, уровня освещенности, количества людей в помещении, частоты проветривания и других факторов. • В видовом отношении преобладают кокки (в т. ч. сарцины), споровые бактерии, грибы, актиномицеты.

Микрофлора воздуха • Воздух - фактор передачи инфекций дыхательных путей, при которых возбудитель передается воздушнокапельным или воздушно-пылевым путем. • Солнечные лучи и другие факторы способствуют гибели микрофлоры воздуха. • Для снижения бактериальной обсемененности воздуха проводят влажную уборку помещения в сочетании с вентиляцией и очисткой (фильтрацией) поступающего воздуха. • Применяют также аэрозольную дезинфекцию и обработку помещений лампами УФ-излучения (например, в микробиологических лабораториях и операционных блоках).

Микрофлора воздуха • Воздушно- капельным путем (за счет образования стойких аэрозолей) распространяются многие респираторные инфекции: • • • грипп, коклюш, дифтерия, корь, туберкулез и др. • Микробиологическая чистота воздуха имеет большое значение в больничных условиях (особо- операционные и другие хирургические отделения).

Влияние факторов окружающей среды на микроорганизмы • Физические, химические и биологические факторы окружающей среды оказывают на микроорганизмы • бактерицидное, • бактериостатическое и • мутагенное воздействие

Действие температуры • Представители различных групп микроорганизмов развиваются при определенных диапазонах температур. • Психрофилы – растут при низкой температуре (от -10 до +40*С); эти микроорганизмы обитают в почве, воде, холоднокровных организмах; • Мезофилы – имеют температурный оптимум 30 -40 °C; в эту группу входит большинство возбудителей инфекционных болезней человека, которые размножаются при температуре 37 °C; • Термофилы – способны расти при повышенных температурах (более 40 °C), обитают в почве, воде горячих источников и т. д. • Микроорганизмы хорошо переносят действие низкой температуры. При 0 °C и ниже замедляются процессы жизнедеятельности и прекращается размножение. Микроорганизмы сохраняют жизнеспособность при высушивании в вакууме при температуре -180 °C (лиофилизации) и при попадании в благоприятные условия способны размножаться.

Действие температуры • При действии высоких температур происходят денатурация белков и повреждение структур клеток. • Вегетативные формы бактерий погибают при температуре 60 °C в течение 30 -60 мин, при 80 -100 °C - через 1 -2 мин. • Споры бактерий гораздо более устойчивы к высоким температурам, выдерживая кипячение от 30 мин (возбудители сибирской язвы) до 6 ч (возбудители ботулизма). Для уничтожения спор необходима температура 120 -180 °C. • Большинство вирусов быстро погибают под действием высоких температур. Однако вирус гепатита В выдерживает кипячение до 20 мин.

Действие излучения • Ионизирующее излучение (γ-лучи и энергия ускоренных электронов) оказывает повреждающее действие на микроорганизмы, разрушает нуклеиновые кислоты, белки, липиды и приводит к гибели микробных клеток. Наиболее чувствительны к этому виду излучений вегетативные формы. Ионизирующее излучение применяют для стерилизации инструментария, лабораторной посуды и др.

Действие излучения • Неионизирующее излучение (инфракрасное и ультрафиолетовое) вызывает повреждение нуклеиновых кислот, а также инактивирует клеточные ферменты, что делает бактериальные клетки нежизнеспособными. • УФ-излучение используют главным образом для обеззараживания помещений, воздуха, а также воды. Для этого используют бактерицидные лампы. • Не все микроорганизмы погибают под действием УФлучей. Устойчивы споры бактерий, микроорганизмы, образующие пигменты, являющиеся защитой от этого вида излучения, а также некоторые вирусы (возбудитель гепатита В).

Влияние р. Н среды. • Большинство бактерий обитают при р. Н среды, близкой к 7, 0. • Существуют микроорганизмы, предпочитающие щелочную (возбудитель холеры) или кислую (ацидофильные бактерии) среду. • При низких (менее 3, 0) или высоких (более 9, 0) значениях р. Н микроорганизмы прекращают размножение и погибают. • Отрицательное воздействие кислой и щелочной среды используют применении дезинфицирующих и антисептических средств.

Химические факторы • Химические факторы на микроорганизмы действуют неспецифически. • Мишени, на которые воздействуют химические вещества, аналогичны находящимся в клетках человека. • Именно поэтому химические вещества применяют вне макроорганизма - их используют для уничтожения болезнетворных микроорганизмов во внешней среде (дезинфектанты). • Химиотерапевтические препараты используют для лечения, поскольку они обладают избирательностью действия.

Действие биологических факторов • Типы взаимодействия между различными группами микробов: • • • Симбиоз Метабиоз Сателлизм Синергизм Антагонизм

• Симбиоз – взаимовыгодное сожительство организмов • Метабиоз – один организм продолжает процесс, вызванный другим • Сателлизм – один из членов сообщества стимулирует рост другого • Синергизм – происходит совместное усиление физиологических функций у членов микробных ассоциаций • Антагонизм – характеризуется неблагоприятным воздействием одного вида микроорганизма на другой, что приводит к повреждению и даже гибели последнего. • Форма антагонизма, когда микроорганизм использует другой организм как среду обитания и источник питания, называется паразитизмом.