ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ В АССОЦИАЦИЯХ. БИОПЛЕНКА. Нормальная микрофлора. Условнопатогенная микрофлора.
Биопленка – это конгломерат колоний микроорганизмов, которые погружены во внеклеточный матрикс и прикреплены к поверхности. Микроколонии занимают примерно 15% от общей массы биопленки. Несмотря на название биопленка не является однородной субстанцией, она гетерогенна в пространстве и во времени, сквозь биопленку проходят водные каналы, несущие питательные вещества и вымывающие продукты жизнедеятельности микроорганизмов. Экстрацеллюлярный матрикс является мощным биологическим клеем, с помощью которого биопленка прочно прикрепляется к поверхности
Особенности биопленки. Внутри биопленки создаются уникальные условия с точки зрения взаимодействия между микроорганизмами: близкий контакт позволяет резко усилить обмен генетической информацией, соответственно, образование резистентных штаммов микроорганизмов происходит намного быстрее, чем у микроорганизмов, находящихся в форме планктона. Между колониями микробов возникает свой язык общения по типу феромонов: сигнальные молекулы вызывают изменение в поведении микроколоний и влияют на скорость размножения микробов и проявления тех или иных фенотипических свойств.
Особенности биопленки. Внутри биопленки возникают сложнейшие пищевые цепочки, где продукты жизнедеятельности одних микроорганизмов являются основой для существования других. Экстрацеллюлярный матрикс защищает микробов от воздействия внешних факторов, к которым относятся и наши попытки их уничтожения. Как выяснилось, большинство международных микробиологических исследований изучало микробов в форме планктона, и поэтому часто исследователи не понимали, в чем такая большая разница результатов исследований in vitro и конечного эффекта in vivo. Характерным примером являются данные о возможной разнице резистентности микробов к амоксициллину в форме планктона и биопленки в 1000 раз.
Распространенность биопленок. В последние годы стало ясно, что биоплёнки чрезвычайно широко распространены в природе, и их изучение может оказаться полезным во множестве приложений. Гинекология Бактериальные вагинозы чаще всего вызываются актинобактериями Гарднерелла вагиналис, причём присутствие отдельных клеток G. vaginalis в посеве не обязательно свидетельствует о наличии вагиноза, а обнаружение плёнки этого микроорганизма в мазке достоверно доказывает заболевание. Стоматология Биоплёнки (преимущественно Актиномицеты, , Спирохеты, Synergistetes ответственны за образование зубного налёта и развитие гингивита, кариеса, пародонтоза[. Пищевая промышленность Далеко не единственный пример использования биоплёнки для приготовления пищи — чайный гриб. Защита окружающей среды Альтернативное топливо
Стадии развития биопленки. Выделяют пять стадий развития биоплёнки: Сначала происходит первичное прикрепление микроорганизмов к поверхности (адгезия, сорбция) из окружающей среды (обычно жидкости). Эта стадия обратима. Окончательное (необратимое) прикрепление, иначе называемое фиксацией. На этой стадии микробы выделяют внеклеточные полимеры, обеспечивающие прочную адгезию.
Стадии развития биопленки. Созревание (в англоязычной литературе — созревание-I). Клетки, прикрепившиеся к поверхности, облегчают прикрепление последующих клеток, внеклеточный матрикс удерживает вместе всю колонию. Накапливаются питательные вещества, клетки начинают делиться. Рост (в англоязычной литературе — созревание-II). Образована зрелая биоплёнка, и теперь она изменяет свой размер и форму. Внеклеточный матрикс служит защитой клеток от внешних угроз. Дисперсия (выброс бактерий): в результате деления периодически от биоплёнки отрываются отдельные клетки, способные через некоторое время прикрепиться к поверхности и образовать новую колонию.
Полезное действие биопленки у человека. Мало кто знает, что биопленка представляет собой слой полезных бактерий микрофлоры организма. Они тесно связаны друг с другом и клетками слизистых оболочек всего организма (как кожа изнутри). Покрывая все слизистые, она обеспечивает устойчивую защиту от различных инфекций и вирусов. Биопленку даже можно назвать фундаментом иммунной, кроветворной, витаминообразующей, всасывающей, ферментативной, гормональной функций. Слой полезных бактерий влияет на бодрое состояние, жизнерадостность, энергетику за счет нормализации гемоглобина – переносчика кислорода, а также нормализует процесс метаболизма (обмена веществ).
Восстановление биологической пленки.
Микробы-антагонисты. При антагонизме один вид микробов угнетает развитие других видов, а иногда и полностью уничтожает их. Явление антагонизма у микроорганизмов очень распространено. Различные виды микробов па протяжении длительной истории эволюции в борьбе за существование вырабатывали те или иные средства борьбы со своими конкурентами. Средства эти очень различны. Одни виды вытесняют другие своим обильным и очень быстрым размножением. Другие виды вырабатывают неспецифические и специфические вещества, которые подавляют рост многих микробов. К неспецифическим веществам относятся органические кислоты, спирты, перекиси, сероводород, аммиак и пр.
Конечно, явления антагонизма не являются совершенно неизменными. В условиях наиболее благоприятных для развития данного антагониста антагонистическое действие хорошо выражено. Но сильные антагонисты в неблагоприятных для них условиях сами могут быть подавлены теми микробами, которые в обычных условиях становятся их жертвами. Влагалищная палочка оказывает сильное антагонистическое действие на кишечную палочку в месте ее обитания - во влагалище, но погибает при попадании в кишечник - место обитания кишечной палочки. Хорошо выражены антагонистические свойства у представителей нормальной микрофлоры, например: кишечной палочки в кишечнике взрослых людей, Bact. bifidum в кишечнике новорожденных детей
Микробы-антагонисты и антибиотики. Понятие об антибиотиках. Антибиотики (от ант. ии греч. bĺоs — жизнь), вещества биологического происхождения, синтезируемые микроорганизмами и подавляющие рост бактерий и других микробов, а также вирусов и клеток. Многие антибиотики способны убивать микробов. Иногда к антибиотикам относят также антибактериальные вещества, извлекаемые из растительных и животных тканей. Каждый антибиотик характеризуется специфическим избирательным действием только на определённые виды микробови олеандомицин подавляют лишь грамположительные бактерии). В связи с избирательным характером действия некоторые антибиотики способны подавлять жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов в концентрациях, не повреждающих клеток организма хозяина, и поэтому их применяют для лечения различных инфекционных заболеваний человека, животных и растений.
Микроорганизмы, образующие антибиотики, являются антагонистами окружающих их микробов-конкурентов, принадлежащих к другим видам, и при помощи антибиотика подавляют их рост. Мысль об использовании явления антагонизма микробов для подавления болезнетворных бактерий принадлежит И. И. Мечникову, который предложил употреблять молочнокислые бактерии, обитающие в простокваше, для подавления вредных гнилостных бактерий, находящихся в кишечнике человека.
Первым антибиотиком, обладающий лечебным действием, был тиротрицин, полученный американским учёным Р. Дюбо (1939) из культуры почвенной споровой аэробной палочки Bacillus brevis. Сильное лечебное действие тиротрицина было установлено в опытах на мышах, зараженных пневмококками. В 1940 английские учёные Х. Флори и Дж. Чейн, работая с пенициллином, образуемым плесневым грибом Penicillium notatuip, открытым английским бактериологом А. Флемингом в 1929, впервые выделили пенициллин в чистом виде и обнаружили его замечательные лечебные свойства. В 1942 советские учёные Г. Ф. Гаузе, М. Г. Бражцикова получили из культуры почвенных бактерий грамицидин С, а в 1944 американский учёный З. Ваксман получил стрептомицин из культуры актиномицета Streptomyces griseus.
Нормальная и условнопатогенная микрофлора. Известно, что в организме животного «обитает» множество микроорганизмов. Многие из них являются полезными и даже необходимыми для животного и составляют нормальную микрофлору организма. Нормальная микрофлора участвует во многих функциях организма, например, рубцовом пищеварении, биосинтезе некоторых витаминов и т. д. , и не является патогенной. В состав микрофлоры животного микроорганизма входят также временные, случайные микробы, обитающие в окружающей среде. Но известны и факультативно (условно) патогенные микроорганизмы, которые «обитают» в организме животного постоянно или попадают туда из окружающей среды. Особенностью такой микрофлоры является то, что при нормальном физиологическом состоянии организма они не причиняют ему никакого вреда и могут быть даже полезны (например – E. coli участвует в пищеварении и синтезе витамина В 12).
Условно-патогенная микрофлора. К условно-патогенным микроорганизмам относят представителей семейства кишечной палочки, различные виды стрептококков и стафилококков, энтерококки, псевдомонады и многие другие микроорганизмы. При снижении резистентности организма, под действием различных эндогенных и экзогенных факторов, происходит повышение вирулентности условно-патогенных микроорганизмов, что приводит к возникновению различных заболеваний, таких как колибактериоз, стрептококоз, стафилококкоз, клебсиеллез, цитобактериоз, морганиллез, иерсиниоз, псевдомоноз и многие др. Возникает вопрос: «насколько опасны такие заболевания для животного организма, и какие они влекут за собой последствия?
Условно-патогенные микроорганизмы, в ряде сложившихся условий, способны вызывать заболевания и наносить весьма ощутимый ущерб животным, а также человеку. Так опасна ли условно-патогенная микрофлора для животного организма? При определенных условиях конечно «да» . Но бороться с ней, и пытаться вовсе ее исключить из организма, было бы неправильно и даже опасно для него. Поэтому целесообразно проводить бактериологическое исследование с целью определения патогенности и антибиотикорезистентности выделенных культур и создавать такие оптимальные условия для организма, чтобы эти микроорганизмы приносили ему только пользу и участвовали в поддержании здорового состояния.
Нормальная микрофлора человека. Микрофлора человека — это совокупность микроорганизмов, обитающих на коже и слизистых оболочках. Фактически она являет собой метаболическую систему, синтезирующую и разрушающую собственные и чужеродные субстанции, участвующие в адсорбции и переносе в организм человека как полезных, так и, увы, потенциально вредных веществ. Важнейшей функцией микрофлоры является ее участие в формировании резистентности организма различным заболеваниям и обеспечение предотвращения колонизации организма человека посторонними микроорганизмами. Микрофлора человека включает разнообразные виды микроорганизмов. Общее количество микроорганизмов, обнаруживаемых у взрослого человека, достигает 1014, что почти на порядок больше числа клеток всех тканей человеческого организма. Основу микрофлоры человека составляют облигатно-анаэробные бактерии. Даже на коже в ее глубоких слоях число анаэробов в 3— 10 раз превышает количество аэробных бактерий.
Скачать презентацию ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ В АССОЦИАЦИЯХ БИОПЛЕНКА Нормальная микрофлора
презентация по микре.pptx