К микроорганизмам относятся


примеры, их описание и роль в природе

Микроорганизмы - это группа настолько маленьких живых организмов, что они не видны человеческим зрением. Их размер меньше 1 миллиметра, а, порою, намного меньше. Хотя встречаются в этой группе и относительно большие организмы, их даже можно рассмотреть при должном усердии. Изучением их всех занимается наука микробиология.

Представители микроорганизмов

В природе существуют десятки тысяч видов микроорганизмов, и это только те, о которых мы знаем. Они являются довольно разнообразными. Некоторые различаются средой обитания, другие - образом или условиями существования, третьи - строением. Так, практически все они одноклеточные, но встречаются среди них и многоклеточные, хоть и редко.

Все микроорганизмы можно поделить на 2 группы: безъядерные (прокариоты) и обладающие клеточным ядром (эукариоты).

Прокариоты - это одноклеточные живые организмы, не имеющие клеточного ядра. Иногда их называют доядерными, а в 20-ых веках именовали монерами, но сейчас этот термин не используется. Представителями прокариотов являются всего 2 домена живых организмов: бактерии и археи. Полагают, что существуют миллионы видов микроорганизмов, относящихся к этим доменам. Но найти то, что не видишь невооружённым взглядом, довольно сложно, поэтому на сегодняшний день известно около десятка-другого тысяч видов.

Микроорганизмы, относящиеся к домену Эукариоты, могут быть как многоклеточными, так и одноклеточными. Главная их особенность - наличие ядра в клетке, поэтому их также называют ядерными. К слову, практически все живые организмы, имеющиеся в природе, относятся к Эукариотам. Исключением являются бактерии, археи, и вирусы.
Микроорганизмы, обладающие клеточным ядром, не очень многочисленны. Их объединяются в одну группу - протисты, хотя входят туда не все ядерные микроскопические организмы.

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:

Археи: описание и типы

Археи представляют собой домен одноклеточных живых организмов, не имеющих ядра и мембранных органелл. Исходя из особенностей видов этих микроорганизмов, делят их на 8 типов (6 основных и 2 предполагаемых). А каждый из типов, в свою очередь, делится на один или несколько классов архей, обладающих уникальными свойствами. Классы включают в себя семейства и роды архей.

Типы архей:

Протисты: описание и типы

Протистами называют группу живых организмов, относящихся к домену Эукариоты (их клетки имеют ядро), и не входящих в состав животных, растений, грибов и хромистов. Создана она по "остаточному принципу". И, соответственно, включает в себя различные живые организмы, сильно отличающиеся друг от друга.

Исходя из их способа перемещения в пространстве, протистов делят на 3 типа. А каждый из этих типов, исходя из иных особенностей видов, делят на классы, семейства и рода:

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.

Заключение

Таким образом, микроорганизмы представляют собой невидимые человеческим зрением живые организмы, обитающие практически везде (поскольку вода находится также практически везде), осуществляющие в природе важные функции, и приносящие человеку как вред, так и пользу.

naturae.ru

Микроорганизмы — Медицинская энциклопедия

Микрооргани́змы

Мельчайшие организмы, имеющие различное строение и разнообразные биологические свойства. Изучением строения М., их морфологии и физиологии, жизненных циклов и систематики, наследственности и изменчивости, взаимоотношений М. с внешней средой и организмом человека или животного занимается микробиология.

Микроорганизмы, имеющие клеточную организацию, могут относиться к эукариотам или к прокариотам (см. Клетка). Первая группа включает Грибы (в т.ч. Грибки паразитические) и Простейшие, вторая — Бактерии. К микроорганизмам можно отнести также неклеточные формы жизни — вирусы, вироиды и прионы (см. Вирусы).

Микроорганизмы широко распространены в природе. Они находятся в почве, воде, воздухе, в организме и на поверхности тела человека и животных, на растениях, различных предметах, в пищевых продуктах. М. играют важную роль в круговороте веществ в природе. В частности, с помощью М. почвы осуществляются биологический круговорот углерода, азота, фосфора, фиксация молекулярного азота воздуха, благодаря их жизнедеятельности происходят разложение и минерализация животных и растительных остатков, попадающих в почву, процесс ее самоочищения от нечистот и отбросов. Микроорганизмы, обитающие в воде, участвуют в круговороте серы, железа и других элементов, осуществляют разложение органических веществ животного и растительного происхождения, обеспечивают самоочищение воды в водоемах. Микрофлора, заселяющая организм человека и животных, играет важную роль в их жизнедеятельности. Многие М. используют для получения биологически активных соединений (в т.ч. антибиотиков, иммуномодуляторов и др.), различных пищевых, например кисломолочных, продуктов. В сельском хозяйстве применяют бактериальные удобрения, с помощью М. осуществляют консервирование кормов.

Относительно небольшая часть М. является условно-патогенной или патогенной для человека и животных. Некоторые М. вызывают поражение с.-х. продуктов, приводят к обеднению почвы азотом, обладают деструктивным действием на объекты окружающей среды, санитарно-технические, производственные и другие сооружения и объекты, вызывают цветение и загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ (сероводорода, нитритов, микробных токсинов).

Микроорганизмы отличаются хорошей приспособляемостью к действию факторов внешней среды. Различные М. могут расти при температуре от -6° до +50—75° (архебактерии — при температуре около 300°, создаваемой под давлением в горячих источниках на дне океана), повышенном уровне ионизирующего излучения, любом значении рН, при 25% концентрации хлорида натрия, в условиях различного содержания кислорода (вплоть до полного его отсутствия).

Источник: Медицинская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. Микроорганизмы — Микробы, обширная группа преимущественно одноклеточных живых существ, различимых только под микроскопом и организованных проще, чем растения и животные. Большая советская энциклопедия
  2. микроорганизмы — [см. микро] – мельчайшие организмы, невидимые невооружённым глазом, например, бактерии, инфузории и пр. Большой словарь иностранных слов
  3. микроорганизмы — МИКРООРГАНИЗМЫ, микробы, мельчайшие организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопич. грибы, микроскопич. формы водорослей, простейшие (иногда к М. относят вирусы). М. изучает микробиология. О роли М. в природе, их практич. значении, вызываемых ими болезнях см. в ст. о соотв. группах М. Сельскохозяйственный словарь
  4. микроорганизмы — МИКРОБЫ – обобщенное название организмов, размеры которых не превышают 1 мм. Обычно видны только с помощью микроскопа. К М. относят как прокариот – бактерии, археи, – так и эукариот – дрожжевые и плесневые грибы, микроводоросли, простейшие. М. – объекты микробиологии. Микробиология. Словарь терминов
  5. МИКРООРГАНИЗМЫ — МИКРООРГАНИЗМЫ (микробы) — мельчайшие, преимущественно одноклеточные, организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие. Иногда к микроорганизмам относят вирусы. Большой энциклопедический словарь
  6. микроорганизмы — Мельчайшие, преимущественно одноклеточные организмы, играющие важную роль в круговороте веществ в природе. Различимы в микроскоп. К ним относятся бактерии, микроскопические грибы, водоросли, простейшие. Особое место занимают вирусы. Биология. Современная энциклопедия
  7. микроорганизмы — Микробы, мельчайшие организмы, различимые только под микроскопом. Открыты в 17 в. А. Левенгуком. Среди М.— представители разных царств органич. Биологический энциклопедический словарь
  8. микроорганизмы — МИКРООРГАНИЗМЫ ов, мн. micro-organisme m. Общее название всех мельчайших организмов растительного и животного происхождения, видимых лишь в микроскоп. Крысин 1998. — Лекс. Брокг. : микроорганизмы; Уш. 1938: микроорганизм. Словарь галлицизмов русского языка
  9. микроорганизмы — орф. микроорганизмы, -ов, ед. -изм, -а Орфографический словарь Лопатина
  10. микроорганизмы — микроорганизмы мн. Мельчайшие, преимущественно одноклеточные, организмы, видимые только в микроскоп (бактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие). Толковый словарь Ефремовой
  11. Микроорганизмы — См. Бактерии. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  12. микроорганизмы — МИКРООРГАНИЗМЫ, микробы, невидимые невооружённым глазом одноклеточные и многоклеточные организмы растит. и животного происхождения, а также организмы, занимающие промежуточное положение между растит. и животным миром. К М. относятся бактерии (в т. Ветеринарный энциклопедический словарь

gufo.me

Микроорганизмы - это... Что такое Микроорганизмы?

Микрооргани́змы, (микро́бы) — собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом (их характерный размер — менее 0,1 мм). В состав микроорганизмов входят как безъядерные (прокариоты: бактерии, археи), так и эукариоты: некоторые грибы, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу. Большинство микроорганизмов состоят из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы, точно также как и есть некоторые одноклеточные макроорганизмы, видимые невооружённым взглядом, например Thiomargarita namibiensis, представители рода Caulerpa (являются гигантскими поликарионами). Изучением этих организмов занимается наука микробиология.

Борьба с микробами. Французская карточка 1900 года

Общие сведения

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

Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определенные «этажи» размеров, показывает, что, как правило, величина объектов определенно 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 объемом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объем — в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего.

Среда обитания

Микроорганизмы обитают почти повсеместно, где есть вода, включая горячие источники, дно мирового океана, а также глубоко внутри земной коры. Они являются важным звеном в обмене веществ в экосистемах, в основном выполняя роль редуцентов, но в некоторых экосистемах они — единственные производители биомассы — продуценты.

Микроорганизмы, обитающие в различных средах, участвуют в круговороте серы, железа, фосфора и других элементов, осуществляют разложение органических веществ животного, растительного происхождения, а также абиогенного происхождения (метан, парафины), обеспечивают самоочищение воды в водоемах.

Впрочем, не все виды микроорганизмов приносят человеку пользу. Весьма многочисленное количество видов микроорганизмов является условно-патогенной или патогенной для человека и животных. Некоторые микроорганизмы вызывают порчу сельскохозяйственной продукции, обедняют почву азотом, вызывают загрязнение водоемов, накопление в продуктах питания ядовитых веществ (например, микробных токсинов).

Микроорганизмы отличаются хорошей приспособляемостью к действию факторов внешней среды. Различные микроорганизмы могут расти при температуре от −6° до +50—75°. Рекорд выживаемости при повышенной температуре поставили археи, некоторые изученные культуры которых растут на питательных средах свыше 110 °C, например, Methanopyrus kandleri (штамм 116) растёт при 122 °C, рекордно высокой температуре для всех известных организмов[1].

В природе среда обитания с такой температурой существует под давлением в горячих вулканических источниках на дне океанов (Черные курильщики).

Известны микроорганизмы, процветающие при гибельных для многоклеточных существ уровнях ионизирующего излучения, в широком интервале значений рН, при 25 % концентрации хлорида натрия, в условиях различного содержания кислорода вплоть до полного его отсутствия (Анаэробные микроорганизмы).

В то же время, патогенные микроорганизмы вызывают болезни человека, животных и растений.

Наиболее общепризнанные теории о происхождении жизни на Земле предполагают, что протомикроорганизмы были первыми живыми организмами, появившимися в процессе эволюции.

См. также

Примечания

  1. Takai K, Nakamura K, Toki T, Tsunogai U, Miyazaki M, Miyazaki J, Hirayama H, Nakagawa S, Nunoura T, Horikoshi K (2008). «Cell proliferation at 122°C and isotopically heavy Ch5 production by a hyperthermophilic methanogen under high-pressure cultivation». Proc Natl Acad Sci USA 105 (31): 10949–54. DOI:10.1073/pnas.0712334105. PMID 18664583. Bibcode: 2008PNAS..10510949T.

Ссылки

dic.academic.ru

Микроорганизм - это... Что такое Микроорганизм?


Микроорганизм

Микрооргани́змы, (микро́бы) — название собирательной группы живых организмов, которые слишком малы для того, что бы быть видимыми невооружённым глазом (их характерный размер — менее 0,1 мм). В состав микроорганизмов входят как безъядерные (прокариоты), так и эукариоты: бактерии, некоторые грибы, археи, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу. Большинство микроорганизмов состоят из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы. Изучением этих организмов занимается наука микробиология.

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

Микроорганизмы обитают почти повсеместно, где есть вода, включая горячие источники, дно мирового океана, а также глубоко внутри земной коры. Они являются важным звеном в обмене веществ в экосистемах, в основном выполняя роль редуцентов, но в некоторых экосистемах они — единственные производители биомассы — продуценты. В то же время, патогенные микроорганизмы вызывают болезни человека и животных и растений.

Наиболее общепризнанные теории о происхождении жизни на Земле постулируют, что протомикроорганизмы были первыми живыми организмами, появившимися в процессе эволюции.

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:
  • Микронезия (подопечная территория)
  • Микронутриент

Смотреть что такое "Микроорганизм" в других словарях:

  • микроорганизм — микроорганизм …   Орфографический словарь-справочник

  • микроорганизм — сущ. • бактерия • микроб Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 Информатик. 2012. микроорганизм сущ., кол во синонимов: 21 • актиномицет …   Словарь синонимов

  • МИКРООРГАНИЗМ — (микроб), организм, который можно увидеть лишь при помощи МИКРОСКОПА. К микроорганизмам относятся ВИРУСЫ, БАКТЕРИИ, РИККЕТСИИ, ПРОСТЕЙШИЕ и некоторые микроскопические ВОДОРОСЛИ и ГРИБКИ. Микроорганизмы, вызывающие болезни, называются ПАТОГЕННЫМИ… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • МИКРООРГАНИЗМ — МИКРООРГАНИЗМ, микроорганизма, муж. (биол.). То же, что микроб. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • МИКРООРГАНИЗМ — МИКРООРГАНИЗМ, а, муж. Мельчайший, преимущественно одноклеточный животный или растительный организм, различимый лишь в микроскоп. | прил. микроорганизменный, ая, ое (спец.). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • микроорганизм — микроорганизм. См. микроб. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • микроорганизм — Простейшее, гриб, бактерия, вирус или другой микроскопический самовоспроизводящийся биологический объект (МСФМ № 3, 1996). [Mеждународные стандарты по фитосанитарным мерам МСФМ № 5. Глоссарий фитосанитарных терминов] Тематики защита растений EN… …   Справочник технического переводчика

  • Микроорганизм(ы) — * мікраарганізм(ы) * microorganism(s) организм, невидимый невооруженным глазом вследствие очень малого размера. Впервые М. были описаны в 1683 г. нидерландским биологом А. Левенгуком (1632 1723). Среди М. различают одно и многоклеточные организмы …   Генетика. Энциклопедический словарь

  • микроорганизм — mikroorganizmas statusas Aprobuotas sritis augalų apsauga apibrėžtis Ląstelinis arba neląstelinis mikrobiologinis organizmas, galintis daugintis arba perduoti genetinę medžiagą. Prie mikroorganizmų priskiriamos bakterijos, grybai, pirmuonys,… …   Lithuanian dictionary (lietuvių žodynas)

  • микроорганизм — mikroorganizmas statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Smulkiausias organizmas, matomas tik per mikroskopą. Kai kurie mikroorganizmai yra patogeniniai (ligas sukeliantys) ir naudojami biologiniam ginklui kaip biologiniai ↑… …   Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

  • микроорганизм — ( ы) (микро + организм; син. микроб) мельчайший организм, невидимый невооруженным глазом …   Большой медицинский словарь

Книги

  • Микрокосм E coli и новая наука о жизни, Циммер К.. Е. coli, или кишечная палочка, — микроорганизм, с которым мы сталкиваемся практически ежедневно, но который при этом является одним из важнейших инструментов биологической науки. С ним… Подробнее  Купить за 458 руб
  • Микрокосм. E. coli и новая наука о жизни, Карл Циммер. Цитата "В начале XX в. ученые, стремясь познать природу жизни, начали исследовать безвредные штаммы E. coli. И кое-кому из них уже в конце первого десятилетия пришлось съездить в Стокгольм за… Подробнее  Купить за 452 руб
  • Микрокосм. E. coli и новая наука о жизни, Карл Циммер. Цитата `В начале XX в. ученые, стремясь познать природу жизни, начали исследовать безвредные штаммы E. coli. И кое-кому из них уже в конце первого десятилетия пришлось съездить в Стокгольм за… Подробнее  Купить за 343 грн (только Украина)
Другие книги по запросу «Микроорганизм» >>

dic.academic.ru

Бактерии — Википедия

Бакте́рии (лат. bacteria, от др.-греч. βακτήριον — «палочка») — домен прокариотических микроорганизмов. Бактерии обычно достигают нескольких микрометров в длину, их клетки могут иметь разнообразную форму: от шарообразной до палочковидной и спиралевидной. Бактерии — одна из первых форм жизни на Земле и встречаются почти во всех земных местообитаниях. Они населяют почву, пресные и морские водоёмы, кислые горячие источники, радиоактивные отходы[2] и глубинные слои земной коры. Бактерии часто являются симбионтами и паразитами растений и животных. Большинство бактерий к настоящему времени не описано, и представители лишь половины типов бактерий могут быть выращены в лаборатории[3]. Бактерии изучает наука бактериология — раздел микробиологии.

Один грамм почвы в среднем содержит 40 миллионов бактериальных клеток, а в миллилитре свежей воды можно найти миллион клеток бактерий. На Земле насчитывается около 5⋅1030 бактерий[4], и их биомасса превышает суммарную биомассу животных и растений[5]. Они играют важную роль в круговороте питательных веществ[en], например, именно бактерии осуществляют фиксацию атмосферного азота. Они также разлагают останки животных и растений посредством гниения[6]. Экстремофильные бактерии, обитающие рядом с холодными[en] и горячими гидротермальными источниками, вырабатывают энергию из нерастворимых соединений, таких как сероводород и метан. Предполагается, что бактерии живут и в Марианской впадине, имеющей глубину 11 километров[7][8]. Имеются сообщения о бактериях, обитающих в каменистых породах на 580 метров глубже морского дна на глубине 2,6 км около северо-востока США[7][9].

Человеческую микрофлору составляют 39 триллионов бактериальных клеток (само тело человека состоит из около 30 триллионов клеток)[10]. Наиболее многочисленна кишечная микрофлора, кожа также заселена многими бактериями[11]. Большинство бактерий, обитающих в человеческом теле, безвредны за счёт сдерживающего действия иммунной системы или приносят пользу (микрофлора человека). Ряд бактерий патогенны для человека. Такие инфекционные болезни, как холера, сифилис, сибирская язва, проказа и бубонная чума, вызываются бактериями. Наибольшее число смертей вызвано бактериальными респираторными инфекциями[en], и один лишь туберкулёз ежегодно убивает 2 миллиона человек (преимущественно в Африке южнее Сахары)[12]. В развитых странах антибиотики используются не только для лечения заболеваний человека, но и в животноводстве, из-за чего проблема устойчивости к антибиотикам становится всё более актуальной. В промышленности бактерии используют в очистке сточных вод, для ликвидации разливов нефти, при получении сыра и йогурта, восстановлении золота, палладия, меди и других металлов из руд[13], а также в биотехнологии, для получения антибиотиков и других соединений[14].

Первоначально бактерии поместили в царство растений в составе класса Schizomycetes. Сейчас известно, что бактерии, в отличие от растений и других эукариот, не имеют оформленного ядра и, как правило, мембранных органелл. Традиционно бактериями называли всех прокариот, однако в 1970-х годах было показано, что прокариоты представлены двумя независимыми доменами — бактериями и археями (эукариоты составляют третий домен)[15].

Слово «бактерия» происходит от лат. bacterium, производного от греч. βακτηρία, что означает «трость, палочка», так как первые описанные бактерии были палочковидными[16][17].

Предки современных бактерий были одноклеточными микроорганизмами, которые стали одной из первых форм жизни на Земле, появившись около 4 миллиардов лет назад. Почти три миллиарда лет вся жизнь на Земле была микроскопической[18][19]. Хотя для бактерий известны ископаемые останки (например, строматолиты), их морфология очень однообразна, что не позволяет идентифицировать отдельные виды. Однако для реконструкции филогении бактерий можно использовать последовательности генов, и именно с их помощью было показано, что бактерии отделились раньше архей и эукариот[20]. Ближайший общий предок бактерий и архей, вероятнее всего, был гипертермофилом, который жил 3—2,5 млрд лет назад[21][22].

Бактерии сыграли важнейшую роль в появлении эукариот. Считается, что эукариотическая клетка возникла, когда бактерии стали эндосимбионтами одноклеточных организмов, вероятно, близких к современным археям[23][24]. Иными словами, прото-эукариотическая клетка проглотила клетку α-протеобактерии, которая дала начало митохондриям и гидрогеносомам. На данный момент неизвестны эукариоты, лишённые и митохондрий, и гидрогеносом, хотя иногда эти органеллы сильно редуцированы. Впоследствии некоторые из эукариот, уже имеющих митохондрии, проглотили клетки цианобактерий, которые стали пластидами растений и водорослей[25][26].

Различные морфотипы бактерий

Бактериальные клетки имеют чрезвычайно разнообразную морфологию (то есть форму и размер). Как правило, бактериальные клетки в десять раз мельче эукариотических и достигают 0,5—5 мкм в длину. Однако есть и бактерии, видимые невооружённым глазом: так, Thiomargarita namibiensis достигает половины миллиметра в длину[27], а длина Epulopiscium fishelsoni может составлять 0,7 мм[28]. К числу самых мелких бактерий можно отнести представителей рода Mycoplasma, длина клеток которых не превышает 0,3 мкм, что сравнимо по размерам с вирионами некоторых вирусов[29]. Существуют ещё более мелкие бактерии (ультрамикробактерии[en]), однако они плохо изучены[30].

Большинство бактерий имеют шарообразную (кокки) или палочковидную (бациллы) форму[31]. Некоторые бактерии, называемые вибрионами[en], выглядят как слегка закрученные палочки или запятые; спириллы имеют спиральную форму, а спирохеты имеют длинные плотно закрученные клетки. Описаны и бактерии с другими необычными формами клеток, например, клетками в форме звезды[32]. Разнообразие форм бактериальных клеток обусловлено особенностями их клеточных стенок и цитоскелета. Форма бактериальной клетки обусловливает их способность поглощать питательные вещества, прикрепляться к поверхностям, плавать в жидкостях и ускользать от питающихся бактериями организмов[33].

Многие виды бактерий существуют в виде одиночных клеток, однако у некоторых видов клетки образуют характерные скопления: например, клетки Neisseria объединены в пары, у Streptococcus — в цепочки, у Staphylococcus — в скопления в виде грозди винограда. Некоторые бактерии могут формировать более сложные многоклеточные структуры. Так, Actinobacteria формируют длинные филаменты (внутриклеточные нитевидные образования), Myxococcales образуют плодовые тела, а Streptomyces образуют ветвящиеся нити[34]. Иногда такие сложные структуры появляются только при некоторых условиях. Например, при нехватке аминокислот клетки Myxococcales определяют расположение соседних клеток того же вида с помощью чувства кворума, движутся навстречу друг другу и формируют плодовые тела до 500 мкм длиной, состоящие из около 100 тысяч бактериальных клеток[35]. Бактериальные клетки в составе плодовых тел выполняют различные функции: десятая часть всех клеток мигрирует к верхней части плодового тела и превращается в особую покоящуюся форму, называемую миксоспорой, которая более устойчива к высыханию и другим неблагоприятным условиям внешней среды[36].

Бактерии часто прикрепляются к какой-либо поверхности и формируют плотные скопления, известные как биоплёнки, или более крупные скопления — бактериальные маты. Толщина биоплёнок и матов может составлять от нескольких микрометров до полуметра, в их состав могут входить бактерии разных видов, а также археи и протисты. В биоплёнках наблюдается сложное расположение клеток и внеклеточных компонентов, которые формируют вторичные структуры, известные как микроколонии, через которые проходит сеть каналов, обеспечивающая лучшую диффузию питательных веществ[37][38]. В таких местообитаниях, как почва и поверхность растений, большинство бактерий, прикреплённых к поверхностям, входят в состав биоплёнок[39]. Биоплёнки имеют важное значение для медицины, потому что они часто образуются при хронических бактериальных инфекциях или инфекциях, связанных с инородными имплантатами. Более того, бактерии в составе биоплёнок гораздо сложнее убить, чем отдельные бактериальные клетки[40].

Строение клетки типичной грамположительной бактерии (обратите внимание на наличие только одной клеточной мембраны)

Внутриклеточные структуры[править | править код]

Бактериальная клетка окружена мембраной, состоящей в основном из фосфолипидов. Мембрана окружает всё содержимое клетки и выступает в роли барьера для удержания в клетке питательных веществ, белков и других компонентов цитоплазмы[41]. В отличие от клеток эукариот, у бактерий, как правило, отсутствуют крупные мембранные органеллы, такие как ядро, митохондрии, хлоропласты[42]. Однако у некоторых бактерий имеются органеллы с белковой оболочкой, в которых протекают определённые метаболические процессы[43][44], например, карбоксисомы[45]. Кроме того, у бактерий имеется многокомпонентный цитоскелет, который контролирует локализацию нуклеиновых кислот и белков внутри клетки и управляет клеточным делением[46][47][48].

Многие важные биохимические реакции, такие как образование АТФ, происходят за счёт градиента концентрации определённых ионов по разные стороны мембраны, что создаёт разность потенциалов, как в батарейке. Поскольку у бактерий нет мембранных органелл, такие реакции (например, перенос электронов) протекают при участии мембраны бактериальной клетки, обращённой во внешнюю среду в случае грамположительных бактерий или в периплазматическое пространство в случае грамотрицательных бактерий[49]. Однако у многих фотосинтезирующих бактерий мембрана образует многочисленные складки, которые заполняют почти всё внутреннее пространство клетки[50]. На этих складках располагаются светопоглощающие комплексы, однако у некоторых бактерий, например, зелёных серных бактерий, светопоглощающие комплексы находятся внутри особых мембранных пузырьков — хлоросом[51].

У большинства бактерий нет ядра, окружённого мембранами, и их генетический материал, в большинстве случаев представленный единственной кольцевой молекулой ДНК[en], находится в цитоплазме в составе нуклеоида, имеющего неправильную форму[52]. Нуклеоид содержит не только геномную ДНК, но также взаимодействующие с ней белки и РНК. Как все живые организмы, бактерии имеют рибосомы, которые обеспечивают синтез белков, однако размеры и структура рибосом бактерий отличаются от таковой у рибосом архей и эукариот[53].

У некоторых бактерий в цитоплазме имеются гранулы, запасающие питательные вещества, такие как гликоген[54], полифосфат[55], сера[56] или полигидроксиалканоаты[57]. Ряд бактерий, например, фотосинтезирующие цианобактерии, имеют газовые вакуоли, с помощью которых они регулируют свою плавучесть, благодаря чему могут перемещаться между слоями воды с разным содержанием питательных веществ и уровнем освещённости[58].

Внеклеточные структуры[править | править код]

Поверх мембраны бактериальной клетки располагается клеточная стенка. Клеточная стенка бактерий состоит из пептидогликана, также известного как муреин, который состоит из полисахаридных цепочек, связанных пептидными линкерами из D-аминокислот[59]. По химическому составу бактериальная клеточная стенка отличается от клеточной стенки растений и грибов, у которых она состоит из целлюлозы и хитина соответственно[60]. Клеточная стенка архей также не содержит пептидогликана. Клеточная стенка жизненно необходима для многих видов бактерий, и некоторые антибиотики, такие как пенициллин, подавляют биосинтез пептидогликана и тем самым убивают бактерию[60].

В широком смысле по составу клеточной стенки бактерий принято делить на грамположительные и грамотрицательные. Название этих типов связано с их дифференциальной окраской по методу Грама, который долгое время используется для классификации бактерий[61]. У грамположительных бактерий имеется толстая клеточная стенка, состоящая из многих слоёв пептидогликана и тейхоевых кислот. У грамотрицательных бактерий, напротив, клеточная стенка значительно тоньше и включает всего лишь несколько слоёв пептидогликана, а поверх неё залегает вторая мембрана, содержащая липополисахариды и липопротеины. Большинство бактерий грамотрицательны, и только фирмикуты и актинобактерии грамположительны (ранее они были известны как грамположительные бактерии с низким GC-составом и грамположительные бактерии с высоким GC-составом соответственно)[62]. Различия между грамположительными и грамотрицательными бактериями могут обусловливать различную чувствительность к антибиотикам. Например, ванкомицин эффективен только против грамположительных бактерий и не действует на грамотрицательные бактерии[63]. У некоторых бактерий строение клеточной стенки не соответствует в строгом смысле ни грамположительному, ни грамотрицательному типу. Например, у микобактерий имеется толстый слой пептидогликана, как у грамположительных бактерий, который покрыт внешней мембраной, как у грамотрицательных бактерий[64].

У многих бактерий клетка покрыта так называемым S-слоем, состоящим из плотно уложенных молекул белков[65]. S-слой обеспечивает химическую и физическую защиту клетки и может выступать в роли макромолекулярного диффузионного барьера. Функции S-слоя разнообразны, но плохо изучены, однако известно, что у Campylobacter он выступает фактором вирулентности, а у Geobacillus stearothermophilus[en] он содержит поверхностные ферменты[66].

Электронная микрофотография Helicobacter pylori, на клеточной поверхности располагается множество жгутиков

У многих бактерий имеются жгутики, представляющие собой плотные белковые структуры около 20 нм в диаметре и до 20 мкм в длину. Они обеспечивают подвижность клеток и по строению и механизму работы не имеют ничего общего с эукариотическими жгутиками. Движение жгутиков бактерий происходит за счёт энергии, которая высвобождается при движении ионов по электрохимическому градиенту через клеточную мембрану[67].

Нередко клетки бактерий покрыты фимбриями, которые представляют собой белковые филаменты, достигающие 2—10 нм в диаметре и до нескольких мкм в длину. Они покрывают всю поверхность бактериальной клетки и в электронный микроскоп выглядят как волоски. Предполагается, что фимбрии участвуют в прикреплении клеток бактерий к различным поверхностям и друг к другу, а у многих патогенных бактерий они являются факторами вирулентности[68]. Пили — это клеточные белковые придатки, более толстые, чем фимбрии, которые обеспечивают перенос генетического материала от одной бактериальной клетки к другой в ходе конъюгации (половые пили)[69]. Кроме того, пили IV типа участвуют в движении[70].

Многие бактериальные клетки выделяют покрывающий их гликокаликс различной сложности строения: от тонкого неструктурированного слоя внеклеточных полимеров[en] до высоко структурированной капсулы. Гликокаликс может защищать бактерию от поглощения эукариотическими клетками, например, макрофагами, входящими в состав иммунной системы[71]. Он также может выступать в роли антигена, который используется для распознавания бактериальных клеток иммунной системой, а также участвовать в формировании биоплёнок и прикреплении бактериальных клеток к поверхностям[72].

Образование внеклеточных структур бактериальной клетки обеспечивается бактериальными системами секреции. Они транспортируют белки из цитоплазмы в периплазматическое пространство или во внешнюю среду. Известно несколько типов бактериальных систем секреции, кроме того, бактериальные системы секреции нередко выступают в роли факторов вирулентности[73].

Эндоспоры[править | править код]

Окрашенный препарат Bacillus subtilis. Вегетативные клетки красные, споры зелёные.

Представители нескольких родов грамположительных бактерий, таких как Bacillus, Clostridium, Sporohalobacter[en], Anaerobacter[en] и Heliobacterium, образуют покоящиеся структуры, обладающие повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды и называемые эндоспорами[74]. Эндоспоры образуются в цитоплазме клетки, и, как правило, в одной клетке может сформироваться только одна эндоспора. Каждая эндоспора содержит ДНК и рибосомы, окружённые поверхностным слоем цитоплазмы, поверх которого залегает плотная многослойная оболочка, состоящая из пептидогликана и разнообразных белков[75].

Внутри эндоспор не протекают метаболические процессы, и они могут выживать при сильнейших неблагоприятных физических и химических воздействиях, таких как интенсивное УФ-излучение, γ-излучение, детергенты, дезинфицирующие агенты, замораживание, давление и высыхание[en][76]. Эндоспоры могут сохранять жизнеспособность в течение миллионов лет[77][78], и с их помощью бактерии могут оставаться живыми даже в условиях вакуума и космического излучения[79]. Некоторые бактерии, формирующие эндоспоры, патогенны. Так, сибирская язва развивается после вдыхания спор грамположительной бактерии Bacillus anthracis, а попадание эндоспор Clostridium tetani в глубокие открытые раны может привести к столбняку[80].

У бактерий наблюдается колоссальное разнообразие видов метаболизма[81]. Традиционно таксономия бактерий строилась на основе их метаболических особенностей, однако она во многом не совпадает с современной классификацией, построенной на геномных последовательностях[82]. Бактерии делятся на три типа питания в зависимости от ключевых черт метаболизма: источника энергии, донора электронов и источника углерода[83].

Бактерии получают энергию двумя способами: поглощая свет в ходе фотосинтеза или окисляя химические соединения (хемосинтез)[84]. Хемотрофы используют в качестве источника энергии химические вещества, перенося электроны с имеющегося донора на конечный акцептор электронов в ходе окислительно-восстановительной реакции. Высвобождающаяся при этой реакции энергия далее используется для нужд метаболизма. В зависимости от того, какое вещество используется как донор электронов, хемотрофы подразделяются ещё на несколько групп. Бактерии, использующие неорганические вещества, такие как водород, угарный газ или аммиак, называются литотрофами, а бактерии, окисляющие органические соединения, называются органотрофами. Бактерий также классифицируют в зависимости от веществ, выступающих акцепторами электронов. У аэробов акцептором электронов выступает кислород, а анаэробы используют для этого другие соединения, такие как нитрат, сульфат и углекислый газ[84].

Многие бактерии удовлетворяют свои потребности в углероде за счёт органических соединений; такие бактерии называются гетеротрофами. Другие бактерии, например, цианобактерии и некоторые пурпурные бактерии, являются автотрофами, то есть получают углерод, фиксируя углекислый газ[85]. В некоторых условиях метанотрофные бактерии используют метан и как источник электронов, и как источник углерода[86].

Типы питания бактерий
Тип питания Источник энергии Источник углерода Примеры
Фототрофы Солнечный свет Органические вещества (фотогетеротрофы) или фиксированный углекислый газ (фотоавтотрофы) Цианобактерии, зелёные серные бактерии, Chloroflexi[en], пурпурные бактерии
Литотрофы Неорганические соединения Органические вещества (литогетеротрофы) или фиксированный углекислый газ (литоавтотрофы) Thermodesulfobacteria[en], Hydrogenophilaceae[en], Nitrospirae[en]
Органотрофы Органические соединения Органические вещества (хемогетеротрофы) или фиксированный углекислый газ (хемоавтотрофы) Bacillus, Clostridium, Enterobacteriaceae

Метаболизм бактерий имеет огромное значение для экологической стабильности и деятельности человека. Например, некоторые бактерии являются единственными фиксаторами атмосферного азота (с помощью фермента нитрогеназы)[87]. Другими важными для окружающей среды химическими процессами, осуществляемыми бактериями, являются денитрификация, восстановление сульфата и ацетогенез[88][89]. Метаболические процессы бактерий также могут служить источниками загрязнения. Так, сульфатредуцирующие бактерии образуют высокотоксичные соединения ртути (метил- и диметилртуть)[90]. Ряд анаэробных бактерий осуществляет брожение для получения энергии, и его побочные продукты (например, этанол при спиртовом брожении) попадают в окружающую среду. Факультативные анаэробы могут переключаться между получением энергии с помощью брожения и получением её с помощью дыхания с различными акцепторами электронов в зависимости от условий окружающей среды[91].

Многие бактерии размножаются бинарным делением (сравните с митозом и мейозом на этой схеме)

В отличие от многоклеточных организмов, у одноклеточных организмов (и бактерий в том числе) рост, то есть увеличение клетки в размерах, и размножение путём деления клеток тесно связаны[92]. Бактериальные клетки достигают определённого размера и после этого делятся бинарным делением. В оптимальных условиях бактерии растут и делятся очень быстро, описан пример морской псевдомонады, популяция которой может удваиваться каждые 9,8 минуты[93]. При бинарном делении образуются две дочерние клетки, идентичные материнской. Некоторые бактерии, хотя и размножаются простым делением, образуют более сложные структуры, предназначенные для распространения дочерних клеток. Примером могут служить плодовые тела миксобактерий и воздушные гифы стрептомицетов. Некоторые бактерии способны к почкованию, когда дочерняя клетка образует вырост на материнской, который впоследствии отделяется и переходит к самостоятельной жизни[94].

В лаборатории бактерии растят на твёрдых или жидких средах. Твёрдые среды, такие как агар, используются для изоляции[en] чистых культур бактериальных штаммов. Жидкие среды используются, когда необходимо измерять скорость роста или получить большое количество клеток. При выращивании бактерий в жидкой среде с перемешиванием получаются однородные клеточные культуры, однако сложно заметить загрязнение другими бактериями. Для идентификации отдельных бактерий используются селективные среды, содержащие антибиотики, специфические питательные вещества или, наоборот, лишённые каких-то соединений[96].

Для большинства лабораторных методов выращивания бактерий необходимы большие количества питательных веществ, чтобы обеспечить быстрое получение больших объёмов клеток. Однако в естественных условиях питательные вещества ограничены, и бактерии не могут размножаться бесконечно. Из-за ограниченного количества питательных веществ в ходе эволюции появились различные стратегии роста. Некоторые виды растут чрезвычайно быстро, когда питательные вещества доступны, например, цианобактерии нередко вызывают цветение водоёмов, насыщенных органикой[97]. Другие организмы адаптированы к жёстким условиям окружающей среды, например, бактерии рода Streptomyces выделяют антибиотики, которые подавляют рост конкурирующих бактерий[98]. В природе многие виды бактерий живут сообществами (например, в виде биоплёнок), которые обеспечивают каждую клетку необходимым питанием и защищают от неблагоприятных условий[39]. Некоторые организмы и группы организмов растут только в составе сообществ и не могут быть выделены в чистую культуру[99].

Динамику роста бактериальной популяции можно подразделить на четыре фазы. Когда популяция бактерий попадает в среду, богатую питательными веществами, клетки начинают адаптироваться к новым условиям. Первая фаза роста называется лаг-фазой, это период медленного роста, когда клетки адаптируются к среде, богатой питательными веществами, и готовятся к быстрому росту. Во время лаг-фазы происходит интенсивный синтез белков[100]. За лаг-фазой следует логарифмическая, или экспоненциальная фаза, во время которой происходит быстрый экспоненциальный рост. Скорость, с которой клетки растут во время этой фазы, называют скоростью роста, а время, которое необходимо для удвоения клеточной популяции, называется временем генерации. В ходе лог-фазы питательные вещества потребляются с максимальной скоростью, до тех пор пока одно из необходимых соединений не кончится и не начнёт подавлять рост. Третья фаза роста называется стационарной, она начинается при нехватке питательных веществ для быстрого роста. Скорость метаболизма падает, и клетки начинают расщеплять белки, не являющиеся строго необходимыми. Во время стационарной фазы экспрессируются гены, белковые продукты которых участвуют в репарации ДНК, метаболизме антиоксидантов и транспорте питательных веществ[101]. Финальная фаза роста — фаза смерти, при которой запас питательных веществ исчерпывается и бактерии погибают[102].

У большинства бактерий геном представлен единственной кольцевой молекулой ДНК (её иногда называют хромосомой), а размер генома варьирует от 160 тысяч пар оснований (п. о.) у эндосимбиотической бактерии Carsonella ruddii[en][103] до примерно 13 миллионов п. о. у почвенной бактерии Sorangium cellulosum[en][104]. Впрочем, у ряда представителей родов Streptomyces и Borrelia геном представлен единственной линейной хромосомой[105][106], а у некоторых видов рода Vibrio имеется более одной хромосомы[107]. Многие бактерии также содержат плазмиды — маленькие внехромосомные молекулы ДНК, которые содержат несколько генов, обеспечивающих своих обладате

ru.wikipedia.org

Микроорганизмы - это... Что такое Микроорганизмы?

        микробы, обширная группа преимущественно одноклеточных живых существ, различимых только под микроскопом и организованных проще, чем растения и животные. К М. относятся Бактерии, Микоплазмы, Актиномицеты, Дрожжи, микроскопические Грибы и Водоросли (иногда к М. причисляются Простейшие и Вирусы). М. делят на прокариотов (примитивное ядро содержит одну хромосому, не имеет оболочки и делится перетяжкой, в цитоплазме отсутствуют Митохондрии, большинство форм лишено хроматофоров) и эукариотов, сходных с клетками высших растений и животных (ядро содержит набор хромосом, имеет оболочку; у многих нормальный половой цикл, клетки их содержат эндоплазматическую сеть и митохондрии, у фотосинтетиков — хлоропласты). К М.-прокариотам относят бактерии, микоплазмы, актиномицеты, синезелёные водоросли, к М.-эукариотам — дрожжи, микроскопические грибы и водоросли. Изучением М. занимается Микробиология.          Морфология и жизненный цикл М. очень разнообразны. Так, большинство М. — одноклеточные. Однако многие плесневые грибы имеют многоклеточный мицелий. М., как правило, не содержат Хлорофилла, но пурпурные и зелёные фотоавтотрофные бактерии, как и микроскопические водоросли, содержат фотосинтетические пигменты — Бактериохлорофиллы и хлорофилл. Бактерии размножаются делением, дрожжи и микобактерии — почкованием, плесневые грибы — делением клеток и образованием конидий и спор. Бактерии произошли от различных в систематическом отношении организмов, актиномицеты родственны грибам, некоторые нитчатые бактерии близки к синезелёным водорослям, спирохеты — к простейшим и т.д. Все М. делят на патогенные (болезнетворные) и непатогенные. Возбудители большинства инфекционных заболеваний — бактерии, значительно реже — дрожжи, плесневые грибы, актиномицеты.          Микроскопические грибы, образующие пушистые налёты (колонии) белого, зелёного или чёрного цвета на пищевых продуктах, стали известны человеку раньше, чем дрожжи или бактерии. Изучение дрожжей и бактерий с помощью микроскопа было осложнено тем, что они выращивались на жидких питательных средах, что затрудняло получение чистых культур (См. Чистые культуры). Введение в практику плотных питательных сред открыло возможности для выращивания изолированных колоний определённого вида бактерий или дрожжей и тем самым — для изучения их различных свойств. Разработаны методы характеристики и определения систематического положения М. (см. Микробиологическая техника).

         М. широко распространены в природе. В 1 г почвы или грунта водоёма может содержаться 2—3 млрд. М. Полагают, что современной микробиологии известно не более 10% видов М., существующих в природе: ежегодно описываются всё новые роды и виды М. (так, в 40—60-е гг. 20 в. число изученных видов актиномицетов возросло с 35 до 350).

         В процессе эволюции М. адаптировались к самым различным экологическим условиям. Известны бактерии, размножающиеся при 65—75 °С (см. Термофильные организмы), Психрофильные микроорганизмы, растущие при минус 6 °С, Галофильные микроорганизмы, размножающиеся в среде, содержащей до 25% NaCl, бактерии, которые обитают в воде, охлаждающей атомные реакторы, и переносят облучение в 3—4 млн. р, осмофильные дрожжи, живущие в мёде и варенье, ацидофильные бактерии, размножающиеся в кислых средах при pH 1,0, Баротолерантные бактерии, выдерживающие давление в несколько сот атм. Необычайная устойчивость М. к различным факторам внешней среды позволяет им занимать крайние границы биосферы: их обнаруживают в грунте океана на глубине 11 км, на поверхности ледников и снега в Арктике, Антарктике и высоко в горах, в почве пустынь, в атмосфере на высоте 20 км и т.д.          Благодаря успехам биохимии М. и особенно развитию генетики микроорганизмов (См. Генетика микроорганизмов) и молекулярной генетики (См. Молекулярная генетика) было выяснено, что многие процессы биосинтеза и энергетического обмена (транспорт электронов, цикл трикарбоновых кислот, синтез нуклеиновых кислот, белка и др.) протекают у М. также, как в клетках высших растений и животных. Т. о., в основе роста, развития, размножения как высших, так и низших форм жизни лежат единые процессы. Наряду с этим М. присущи специфические ферментные системы и биохимические реакции, не наблюдаемые у др. существ. На этом основана способность М. разлагать целлюлозу, лигнин, хитин, углеводороды нефти, кератин, воск и др. Необычайно разнообразны у М. пути получения энергии. Хемоавтотрофы получают её за счёт окисления неорганических веществ, фотоавтотрофные бактерии используют энергию света в той части спектра, которая недоступна высшим растениям, и т.д. Некоторые М. способны усваивать молекулярный азот (см. Азотфиксирующие микроорганизмы), синтезировать белок за счёт самых различных источников углерода, вырабатывать множество биологически активных веществ (антибиотики, ферменты, витамины, стимуляторы роста, токсины и др.). Применение М. в с.-х. практике и промышленности основано на этих специфических особенностях их обмена веществ. См. также ст. Брожение, Микробиологический синтез и литературу при них.

         А. А. Имшенецкий.

dic.academic.ru

Микробиом человека — Википедия

Микробиом человека представляет собой совокупность всех микробов населяющих организм человека[1], включая такие его участки как кожа, молочные железы, половые органы, легкие, слизистые оболочки,

Микробиота кожи человека, с относительным распространением бактерий различных классов

биологические жидкости, желчевыводящие пути и желудочно-кишечный тракт.

Микробиом человека включает себя бактерии, археи, грибы, протисты и вирусы. Хотя микроорганизмы могут также жить на теле человека, они обычно исключаются из этого определения. В контексте геномики термин « микробиом человека» иногда используется для обозначения коллективных геномов резидентных микроорганизмов;[2] Однако термин «метагеном человека» имеет то же значение.

Первая оценка о количестве микроорганизмов, населяющих человека, говорит о том, что число клеток микробов в десять раз больше, чем число клеток человека, однако более поздние оценки снизили это соотношение до 3: 1 или даже приблизительно до того же числа.[3][4][5][6] Часть микроорганизмов в организме человека являются комменсальными, то есть они сосуществуют, не причиняя вреда людям; другие имеют муталистические (взаимовыгодные) отношения со своими хозяевами.[2][7] И наоборот, некоторые непатогенные микроорганизмы могут нанести вред организму человека посредством производимых ими метаболитами, такими как триметиламин, который человеческий организм превращает в N-оксид триметиламина посредством окисляющего комплекса FMO3.[8][9] Определенные микроорганизмы выполняют ряд очень важных задач, которые, как известно, полезны для человека-хозяина, однако роль большинства из них не совсем понятна. Нормальной же микробиотой иногда считается та, которая должна присутствовать при нормальных обстоятельствах, не вызывая заболевания.[2]

Для анализа микробиоты человека был проведён проект «Микробиом человека», решающий ряд таких задач как секвенирование и анализ генома микробиоты человека, уделяя особое внимание микробиоте, населяющую кожу, рот, нос, пищеварительный тракт и влагалище.[2] Он достиг вехи в 2012 году, когда опубликовал свои первоначальные результаты.[10]

Несмотря на то, что такие термины как флора или микрофлора часто используются в литературе, в технических терминах это является неправильным понятием, поскольку корень слова «флора» относится к растениям, а термин биота относится к совокупности организмов в конкретной экосистеме. В настоящее время применяется более подходящий термин « микробиота», хотя его использование не затмило укоренившееся использование и распознавание флоры в отношении бактерий и других микроорганизмов. Оба термина используются в различной литературе.[11]

Хронология эволюции, млн. лет

По состоянию на 2014 год в различных источниках часто сообщалось, что число микробных клеток в организме человека примерно в 10 раз больше, чем число клеток человека. Эта цифра основана на оценках того, что микробиом человека насчитывает порядка 100 триллионов бактериальных клеток, и 10 триллионов собственных клеток взрослого человека.[12] В 2014 году Американская академия микробиологии опубликовала часто задаваемые вопросы, в которых подчеркивалось, что число микробных клеток и количество клеток человека являются приблизительными. Также они отметили, что недавние исследования позволили получить новую оценку количества клеток человека  – приблизительно 37,2 триллиона, что означает, что отношение микробных к человеческим клеткам при первоначальной оценке 100 триллионов бактериальных клеток верна, ближе к 3: 1.[12][13] В 2016 году другой научной группой была произведена новая оценка, показавшая, что соотношение составляет примерно 1: 1.[6][14]

Проблема определения микробиома связана с идентификацией членов микробного сообщества, которое включает бактерии, эукариоты и вирусы.[15] В основном для идентификации этих сообществ используется ДНК, хотя также известны случаи использования РНК, белков и метаболитов.[15][16] Исследования микробиома на основе ДНК обычно можно отнести к недавним метагеномным исследованиям с использованием метода дробовика (shotgun sequencing) . Данный метод представляет собой целый метагеномный подход, который также можно использовать для изучения функционального потенциала различных сообществ.[15] Одна из проблем, которая присутствует в исследованиях микробиома человека, состоит в том, чтобы в исследование не было вовлечено человеческое ДНК.[17]

Один из основных вопросов, помимо простого анализа микробиома человека, заключается в том, существует ли общий «скелет», либо существует общая группа микроорганизмов, которая в дальнейшем имеет видовое разнообразие у людей.[18][19] Если такой скелет существует, то можно было бы выявить возникающие болезни в зависимости от изменения видового состава, что является одной из целей проекта «Микробиом человека». Известно, что микробиом человека (микробиом кишечника) сильно варьируется и является уникальным для всех людей, что также наблюдалось у тестируемых групп мышей.[20]

13 июня 2012 года директор NIH Фрэнсис Коллинз сделал заявление о важности проекта «Микробиом человека» (HMP).[21] Заявление сопровождалось серией научных статей, опубликованных в журнале Nature[22][23] и Публичной научной библиотеке (PLoS) в тот же день. Анализируя карту микробиома здоровых людей с использованием методов секвенирования генома, учёные создали справочную базу данных для нормальных вариаций микробных сообществ. Из 242 здоровых добровольцев были собрано более 5000 биологических образцов, взятых с различных участков тела. В результате был произведён анализ полной ДНК человека и населяющей его микробиоты. Интерпретировать такие данные смогли путём идентификации генов бактериальной рибосомальной РНК, 16S рРНК. Исследователи выявили, что более 10000 видов микроорганизмов составляют сложную экосистему у человека, определив 81-99 % родов в такой экосистеме.

Блок-схема, иллюстрирующая, как человеческий микробиом изучается на уровне ДНК.

Метод дробовика[править | править код]

Зачастую бывает невозможным культивировать огромное разнообразие бактерий, архей или вирусов, в лабораторных условиях. Решением проблемы становится внедрение технологий секвенирования, используемых в технологии метагеномики. Анализ полной картины функционирования и характеризация специфичных микробных штаммов несут в себе огромный потенциал для открытий терапии и диагностики состояний здоровья.[24]

Сбор образцов и выделение ДНК[править | править код]

Главной задача состоит в том, чтобы собрать достаточное для анализа количество микробной ДНК, при это сохранив чистоту данного образца; по этой причине используются различные методы обогащения. В частности метод экстракции ДНК является универсальным инструментом при работе с каждым бактериальным штаммом, где важно изолировать устойчивые участки генома, которые не поддаются быстрому лизису. Механическое разрушение, как правило, более предпочтительно чем химическое.[24]

Подготовка библиотеки данных и секвенирование[править | править код]

Наиболее часто для реакций секвенирования используются такие платформы как Illumina, Ion Torrent, Oxford Nanopore MinION и Pacific Bioscience Sequel. Нет никаких указаний относительно правильного количества образца для его использования.[24]

Сборка метагенома[править | править код]

Несмотря на то, что подход активно используется, существуют некоторые трудности, которые необходимо преодолеть. Охват зависит от обилия каждого генома в его конкретном сообществе; геномы с низкой численностью могут подвергаться фрагментации, если глубина секвенирования недостаточна (используется для того чтобы удалось избежать образования пробелов). К счастью, существуют ассемблеры, упрощающих поиск корреляции для метагенома, поскольку, если присутствуют сотни штаммов, глубина секвенирования должна быть увеличена до максимума.[24]

Контин Биннинг[править | править код]

Априори не известно ни от какого генома происходит каждый континг, ни от количества геномов, присутствующих в образце. Основной целью данного шага является разделение контингов на различные виды. Основополагающие методы для осуществления данного анализа могут быть контролируемые (к примеру, базы данных с известными последовательностями) или неконтролируемые (прямой поиск континг групп в собранных данных). Однако оба метода требуют метрики для определения оценки сходства между конкретным контигом и группой, в которую он должен быть помещен, и алгоритмом для преобразования сходства в распределении группы.[24]

Анализ результатов после обработки[править | править код]

Необходимо провести ряд статистических анализов таких как ANOVA для подтверждения результатов. Такие тесты могут оценить и определить степень различия между различными группами. Если тесты связаны с графическими инструментами, то можно легко произвести интерпретацию результатов для более лёгкого представления и понимания.[24]

Как только полученный метагеном собран в правильной последовательности, можно получить функциональный потенциал микробиома. Существует ряд проблем при вычислении таких систем, так как системы сборки метагенома имеют более низкое качество из за сложности таких систем, а многие гены могут быть неполными или фрагментированными. После шага идентификации генов, данные могут быть использованы для проведения функциональной аннотации путем множественного выравнивания генов-мишеней с базами данных ортологов.[25]

Маркерный анализ генов[править | править код]

Это техника, в который используются праймеры для наведения на конкретную генетическую область с целью установления филогенетического ряда. Генетическая область характеризуется сильно изменчивой областью, которая может предоставить детальную идентификацию. Наряду с этим, существуют также консервативные области, которые функционируют как места связывания праймеров, используемых в ПЦР. Основным геном, характеризующимбактерии и археи, является 16S рРНК ген, тогда как идентификация грибков основана на Внутреннем транскрибированном спейсере (ITS). Этот метод является быстрым и достаточным для получения классификации микробного сообщества. Также метод подходит для загрязнённой ДНК (загрязнением от хозяина). Сродство праймера варьируется среди всех последовательностей ДНК, что может привести к смещению во время реакции амплификации. Следовательно, оптимизация выбора праймера может помочь уменьшить такие ошибки, при учёте полного знания микроорганизмов, присутствующих в образце, и их относительной численности.[26]

Маркерный анализ гена может зависеть от выбора праймера; в этом виде анализ желательно проводить в рамках хорошо проверенного протокола (например, тот, который используется в Проекте «Микробиом Земли»). Первый шаг в данном анализа — это удаление ошибок секвенирования. Многие платформы секвенирования очень надежны, но большая часть очевидного разнесения последовательностей по-прежнему обусловлена ошибками в процессе секвенирования. Чтобы уменьшить число этих ошибок, можно воспользоваться объединением последовательностей в Оперативную Таксономическую Единицу (OTU), которая уже в дальнейшем используется в следующем шаге. Но это метод отбрасывает ОНП, поскольку они объединяются в одну OTU. Другой подход основан на олиготипировании, которое включает специфичную информацию о секвенировании рРНК 16s для выявления небольших вариаций нуклеотидов и о различии тесно связанных отличных таксонов. Эти методы дают в качестве выходных данных таблицу последовательностей ДНК и количество различных последовательностей на образец.[26]

Другим важным шагом в анализе является присвоение таксономического названия микробным последовательностям. Это осуществляется использованием подходов, основанных на машинном обучении, достигающие точность на уровне рода около 80 %. Другие популярные аналитические пакеты обеспечивают поддержку таксономической классификации с использованием точных совпадений со справочными базами данных и должны обеспечивать большую специфичность, но обладают более худшей чувствительностью.[26]

Филогенетический анализ[править | править код]

Многие методы, основанные на филогенетическом предположении, используют 16Sр РНК гены для архей и бактерий и 18SRNA гены для эукариотических клеток. Филогенетические сравнительные методы основаны на сравнении множества признаков у микроорганизмов; принцип таков: чем ближе они связаны, тем больше у них общих черт. Обычно эти методы используют с филогенетическим обобщенным методом наименьших квадратов или другими статистическими анализами, для получения более значимых результатов. Обычно это осуществляется на основе приложения PICRUSt, использующей существующие базы данных.[27]

Филогенетическое осведомленное расстояние обычно выполняется с помощью UniFrac или подобных инструментов, таких как индекс Сорезена или индекс Рао, для количественной оценки различий между различными сообществами. На все эти методы негативно влияет горизонтальный перенос генов (HGT), поскольку это может привести к ошибкам и привести к корреляции отдаленных видов. Существуют различные способы снижения негативного воздействия HGT: использование нескольких генов или вычислительных инструментов для оценки вероятности предполагаемых событий HGT.

Бактерии[править | править код]

Бактерии и грибки населяют кожу и слизистые оболочки в различных частях тела. Их роль является частью построения нормальной, здоровой физиологии человека, однако, если численность микробов выходит за пределы их типичного диапазона (часто из-за нарушения иммунной системы), или если микробы заселяют (например, из-за плохой гигиены или травмы) участки тела, как правило, не колонизированные или стерильные (например, кровь или нижние дыхательные пути или брюшная полость) это может привести к серьёзным заболеваниям (вызывающему, соответственно, бактериемию/сепсис, пневмонию и перитонит).[28]

Результаты работы над проектом «Микробиом человека» показали, что у людей содержатся тысячи видов бактерий со своими особенностями на различных участках тела. Такие участки как кожа и влагалище обладают меньшим видовым разнообразием, чем рот и кишечник, где разнообразие крайне велико. Также, бактерии одного и того же вида, обнаруженные в ротовой полости, имеют несколько подтипов, обитающих в разных местах полости рта.[29][30]

Согласно проведённой оценке, от 500 до 1,000 видов бактерий, проживающих в кишечнике человека принадлежат нескольким группам: в основном преобладают Firmicutes и Bacteroidetes, но встречаются и Proteobacteria, Verrumicrobia, Actinobacteria, Fusobacteria и Cyanobacteria.[31]

Ряд таких бактерий как, Actinomyces viscosus и A. naeslundii, обитают в полости рта и являются частью липкого вещества, называемого зубным налётом. Если они не удалены во время чистки, вся масса затвердевает и образует зубной камень. Некоторые бактерии выделяют ряд кислот, растворяющих зубную эмаль, вызывая кариес.

Микрофлора влагалища состоит в основном из различных видов лактобацилл. Долгое время считалось, что наиболее распространенным из этих видов был Lactobacillus acidophilus, но позже было показано, что на самом деле наиболее распространенным является L. iners, за которым следует L. crispatus. Другими лактобациллами, обнаруженными во влагалище, являются L. jensenii, L. delbruekii и L. gasseri. Нарушение микрофлоры влагалища может привести к инфекциям, таким как бактериальный вагиноз или кандидоз.

Археи[править | править код]

Археи присутствуют в кишечнике человека, но в гораздо более меньших количествах чем бактерии.[32] Преобладающей группой являются метаногены, в частности Methanobrevibacter smithii and Methanosphaera stadtmanae.[33] Однако только около 50 % людей имеют легко детектируемые разновидности данных архей.[34]

По состоянию на 2007 год, не было обнаружено явных примеров патогенов,[35][36] несмотря на то, что была предложена взаимосвязь между присутствием некоторых метаногенов и пародонтитом.[37]

Грибы[править | править код]

Грибы, в частности дрожжи, присутствуют в кишечнике человека.[38][39][40][41] Наиболее изученными являются штаммы Кандиды из за их способности становиться патогенными при иммунодефиците, или даже вызывая нарушения у здорового хозяина.[39][40][41] Часть грибов колонизирует кожу,[38] такие как штаммы Malassezia, где они потребляют масла, выработанных из сальных желез.[42][43]

Вирусы[править | править код]

Вирусы, в особенности бактериальные вирусы (бактериофаги), населяют различные участки тела включая кожу,[44] кишечник,[45] лёгкие,[46] ротовую полость.[47] Была установлена взаимосвязь вирусов с некоторыми заболеваниями. Вирусы отражают сложность взаимоотношений с бактериальными сообществами.[48][49][50]

Кожа[править | править код]

Исследование 20 участков кожи на каждом из десяти здоровых людей выявило 205 идентифицированных родов в 19 бактериальных типах, при этом большинство бактерий принадлежит четырем типам: Actinobacteria (51.8 %), Firmicutes (24.4 %), Proteobacteria (16.5 %), and Bacteroidetes (6.3 %).[51] На здоровой коже человека присутствует большое количество грибковых родов с некоторыми изменениями по областям тела; однако при патологических состояниях определенные роды имеют тенденцию доминировать в пораженной области (к примеру при атопическом дерматите преобладают Malassezia).[52]

Кожа служит барьером для предотвращения проникновения патогенных микробов, являясь их постоянными или временным местом обитания. Типы резидентных микроорганизмов различаются в зависимости от типа кожи на теле человека. Большинство микробов находятся на поверхностных клетках кожи или предпочитают связываться с железами (сальными или потовыми), так как они снабжают микробов водой, аминокислотами, жирными кислотами и другими питательными веществами.[2]

Слизистая оболочка глаз[править | править код]

Небольшое количество грибов и бактерий обычно присутствуют в конъюктиве[53][54] , включая Грамположительные кокки (Staphylococcus и Streptococcus), Грамотрицатльные палочки и кокки (Haemophilus and Neisseria)[54] и грибки (Candida, Aspergillus, and Penicillium.[53] Слезы содержат бактерициды, такие как лизоцим, так что микроорганизмам трудно выжить и колонизировать эпителиальные поверхности.

Желудочно-кишечный тракт[править | править код]

Микробиом человека появляется с рождением и зависит от того, каким путём ребёнок был рождён.[55] К примеру рождение детей Кесаревым сечением привносит более патогенную микрофлору такую как Escherichia coli и Staphylococcus и гораздо увеличивает время развития непатогенной, полезной микробиоты.[56] У детей рожденных вагинально наблюдается нормальная, непатогенная полезная микробиота схожая по составу с материнской.[57]

Диаграмма показывает метаболизм триптофана к индолу и производным индола в толстой кишке. Clostridium sporogenes метаболизирует индол в 3-индолпропионовую кислоту (IPA), высокоэффективный нейропротекторный антиоксидант. В кишечнике IPA связывается с рецепторами прегнана X (PXR), тем самым способствуя гомеостазу слизистой оболочки и барьерной функции. После всасывания и распределения в мозг, IPA оказывает нейропротекторное действие против церебральной ишемии и болезни Альцгеймера. Виды Lactobacillus метаболизируют индол в индол-3-альдегид (I3A), который действует на арильный углеводородный рецептор (AhR) в кишечных иммунных клетках, в свою очередь увеличивая выработку интерлейкина-22 (IL-22). Активация AhR заметно влияет на иммунитет кишечника, поддерживая функцию эпителиального барьера, повышая иммунную толерантность к комменсальной микробиоте и защищает от патогенных инфекций. Сам индол действует как секретирующий глюкагон-подобный пептид-1 (GLP-1) в клетках кишечника L и как лиганд для AhR. Индол также может метаболизироваться печенью в индоксилсульфат, соединение, которое в высоких концентрациях вредно для здоровья человека. Накопление индоксилсульфата в плазме крови токсично и связано с сосудистыми заболеваниями и почечной дисфункцией. AST-120 (активированный уголь), кишечный сорбент, который принимается внутрь, адсорбирует индол, в свою очередь, уменьшая концентрацию индоксилсульфата в плазме крови.

Отношения между кишечной микробиотой и организмом человека не только комменсальные (безвредное сосуществование), а скорее a мутуалистическое (взаимовыгодное).[2] Некоторые микроорганизмы в кишечнике помогают хозяину усваивать различные пищевые волокна в короткоцепочечные жирные кислоты, такие как уксусная кислота или масляная кислота, которые в дальнейшем поглощаются организмом человека.[58][59] Бактерии кишечника играют важную роль в синтезе Витамина B и Витамина K, также метаболизируя жёлчные кислоты, стерины, и ксенобиотики.[2][59] В результате метаболических циклов бактерии производят вещества подобные гормонам, и по всей видимости микробиота функционирует как эндокринная железа.[59] Нарушение регуляции кишечной микробиоты коррелировало с множеством воспалительных и аутоиммунных состояний.[58][60]

Состав кишечной флоры человека изменяется со временем, когда меняется диета, а также по мере изменения общего состояния здоровья.[61][62]Систематический обзор 15 рандомизированных контролируемых исследований на людях с июля 2016 года показал, что некоторые коммерчески доступные штаммы пробиотических бактерий из родов Bifidobacterium и Lactobacillus (B. longum, B. breve, B. infantis, L. helveticus, L. rhamnosus, L. plantarum и L. casei) при приеме внутрь в суточных дозах 10 9 −10 10 колониеобразующие единицы (КОЕ) для 1-2 месяцев, обладают лечебными действиями (то есть улучшают поведенческие результаты) при некоторых расстройствах центральной нервной системы — включая тревогу, депрессию, расстройства аутистического спектра и обсессивно-компульсивное расстройство — и улучшает определенные аспекты памяти .[63] Однако, изменения микробиома также могут вызвать пагубные состояния для здоровья. В работе Musso et al., Было обнаружено, что кишечная микробиота у особей с ожирением имеет больше бактерий типа Firmicutes и меньше Bacteroidetes, чем у здоровых людей.[64] Другое исследование, проведённое Gordon et al., подтвердило, что именно состав микробиоты вызывает ожирение, а не наоборот. Это было сделано путем трансплантации кишечной микробиоты от мышей с ожирением, или мышей со специальной диетой к мышам контрольной группы мышам, лишенным микробиома. Они обнаружили, что у мышей, которым трансплантировали микробиоту кишечника от мышей больных ожирением уровень жира оказался гораздо выше при одинаковом питании нежели чем у мышей, которым пересадили микробиом, от животных с диетой.[65]

Уретра и мочевой пузырь[править | править код]

Похоже, что в мочеполовой системе имеется микробиота,[66][67] что является неожиданным фактом, по причине отсутствия результатов при анализе классическими лабораторными микробиологическими методами культивирования для обнаружения инфекции мочевыводящих путей; .[68] Классические методы культивирования не обнаруживают многие виды бактерий и других микроорганизмов.[68] Однако на основе методов секвенирования была произведена идентификация микроорганизмов, с целью определения есть ли различия в микробиоте между здоровыми людьми и людьми с проблемами мочевыводящих путей.[66][67]

Влагалище[править | править код]

Микробиота влагалища включает в себя организмы, которые играют важную роль в защите от инфекций и поддержании здоровья влагалища.[69] Наиболее распространенные микроорганизмы, обнаруженные у женщин в пременопаузе, относятся к роду Lactobacillus, подавляющие рост патогенных организмов производством перекиси водорода и молочной кислоты.[70][69][71] Композиция микробиоты сильно зависит от стадии менструального цикла.[2][72] Была установлена взаимосвязь между половыми актами, приёмами антибиотиков и потерей лактобацилл в организме женщин.[71] Более того, исследования показали, что половой акт с презервативом, по-видимому, изменяет уровень лактобацилл и увеличивает уровень кишечной палочки во влагалище.[71] Все изменения, происходящие в здоровой вагинальной микробиоте, могут указывать на развитие различных инфекций, включая кандидоз или бактериальный вагиноз.[73][70][74]

Плацента[править | править код]

До недавнего времени плацента считалась стерильной, однако было выявлено несколько непатогенных бактерий, находящихся в плацентарной ткани.[75][76][77]

Матка[править | править код]

До недавнего времени верхний репродуктивный тракт женщины считался стерильной средой. Разнообразные микроорганизмы населяют матку здоровых, бессимптомных женщин репродуктивного возраста. Микробиом матки значительно отличается от микробиома влагалища и желудочно-кишечного тракта.[78]

Ротовая полость[править | править код]

В полости рта создаются необходимые условия для роста микроорганизмов, включая воду, питательные вещества и подходящую температуру.[2] Анаэробные бактерии в полости рта включают в себя: Actinomyces, Arachnia, Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Lactobacillus, Leptotrichia, Peptococcus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Selenomonas, Veillella, Trepone .[79] Роды грибов, включают, среди прочих: Candida, Cladosporium, Aspergillus, Fusarium, Glomus, Alternaria, Penicillium и Cryptococcus .[80]

Бактерии накапливаются как в твердых, так и в мягких тканях полости рта, в биопленке, позволяя им прилипать . В результате они получают защиту от факторов окружающей среды и противомикробных агентов.[81] Слюна играет ключевую роль в поддержании условий для роста биоплёнки и реколонизацию бактерий, поставляя питательные вещества и регулируя температуру. Также контролирует рост микроорганизмов посредством вымывания части биоплёнки.[82][83]

Бактерии в полости рта развили механизмы, чтобы чувствовать их окружающую среду и избегать внесение изменений в организм хозяина. Тем не менее, высокоэффективная врожденная система защиты человека постоянно контролирует бактериальную колонизацию и предотвращает бактериальную инвазию в локальные ткани. Существует динамическое равновесие между бактериями зубного налета и врожденной защитной системой организма.[84]

Здоровое равновесие представляет собой некий симбиоз, когда микробы из полости рта ограничивают рост и присоединение болезнетворных микроорганизмов, а организм человека обеспечивает условия для их роста и развития.[85][86] Изменение жизни человека, включая его иммунную систему, питание, преобразование видового состава нарушает данное равновесие из взаимовыгодного в паразитическое.[86] Было показано, что сахарный диабет и сердечно-сосудистые заболевания связаны со здоровьем полости рта.[85]

Постоянная гигиена полости рта является основным методом для предотвращения развития различных заболеваний.[87] Очистка полости рта уменьшает — разрастание потенциальных патогенных бактерий.[88] Однако правильной гигиены полости рта может быть недостаточно, так как это сложная система, в которой нужно учитывать иммунный ответ, генетику и видовой состав.[88] Антибиотики могут быть использованы при борьбе с инфекциями, однако могут быть неэффективны против биоплёнок.[88]

Лёгкие[править | править код]

Как и в случае полости рта, верхняя и нижняя дыхательная система обладают механическими средствами для удаления микробов. Бокаловидные клетки производят выделения, которые захватывают микробов и выводят их из дыхательной системы через непрерывно движущиеся ресничные эпителиальные клетки. Наряду с этим, бактерицидный эффект достигается содержанием лизоцима в слизи.[2] Легочная микробиота принадлежит 9 родам: Prevotella, Sphingomonas, Pseudomonas, Acinetobacter, Fusobacterium, Megasphaera, Veillonella, Staphylococcus, и Streptococcus. Считается, что некоторые из этих «нормальных» бактерий могут вызвать очень серьёзные заболевания, особенно у людей с ослабленным иммунитетом. Бактерии включают в себя: Streptococcus pyogenes, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, и taphylococcus aureus. Грибковые роды, которые составляют легочный микобиом, включают Candida, Malassezia, Neosartorya, Saccharomyces, Aspergillus и другие.[89]

Необычное распределение бактериальных и грибковых родов в дыхательных путях наблюдается у людей с муковисцидозом.[89][90] Их бактериальная среда часто содержит устойчивые к антибиотикам и медленно растущие бактерии, и частота этих патогенов изменяется в зависимости от возраста.[90]

Жёлчный тракт[править | править код]

Традиционно считается, что жёлчные пути обычно стерильны, а наличие микроорганизмов в желчи является маркером патологического процесса. Это предположение было подтверждено неудачей в выделении бактериальных штаммов из нормального желчного протока. В 2013 году было показано что нормальная микробиота желчевыводящих путей представляет собой отдельный функциональный слой, который защищает желчный тракт от колонизации экзогенными микроорганизмами.

Болезнь и смерть[править | править код]

Метагеномные и эпидемиологические исследования показывают важную роль для человеческого микробиома в предотвращении широкого спектра заболеваний, от сахарного диабета 2 типа, ожирения, воспалительных заболеваний кишечника до болезни Паркинсона и даже психиатрических заболеваний, таких как депрессия.[91] Симбиотические отношения между микробиотой кишечника и различными бактериями могут влиять на иммунный ответ человека.[92] Самые передовые исследования показывают, что лечение с помощью коррекции микробиома может быть эффективным для лечения диабета.[93]

Рак[править | править код]

Несмотря на то, что рак является смесью генетических заболеваний и факторов окружающей среды, микробы вовлечены в 20 % случаев его развития.[94] Некоторые факторы рака толстой кишки показывают, что в толстой кишке число бактерий в миллион раз выше, чем в тонкой кишке, и примерно в 12 раз больше случаев рака в толстой кишке по сравнению с тонкой кишкой, что, возможно, устанавливает патогенную роль микробиоты в раке прямой кишки,[95] Микробный анализ может быть использован в качестве прогностического инструмента при оценке колоректального рака.[95]

Микробиота может влиять на канцерогенез тремя основными путями: (i) изменением баланса пролиферации и гибели опухолевых клеток, (ii) регулированием функции иммунной системы и (iii) влиянием на метаболизм, изменяя усвояемость принимаемых пищевых продуктов и фармацевтических препаратов.[95] Опухоли, развивающиеся на различных участках обычно включают микробиоту. Микробы в данных местах лучше приспосабливаются на основе пониженного содержания кислорода или источника дополнительного питания. Уменьшение популяции специфичных микробов или вызванный окислительный стресс могут увеличить риск развития рака.[94][95] Из 1030 всех известных микробов, 10 из них выделены Международным агентством по изучению рака как канцерогенные.[94][95] Бактерии могут выделять белки или другие факторы, которые непосредственно управляют пролиферацией клеток человека, что может усиливать или ослаблять иммунную систему хозяина, в том числе вызывать острое или хроническое воспаление.

Нарушение равновесия между хозяином и микробиотой снижает устойчивость к злокачественным новообразованиям, возможно вызывая воспаление и рак. После преодоления защитных барьеров микробы вызывают провоспалительные или иммуносупрессивные программы различными путями.[94] Например, связанные с раком микробы, по-видимому, активируют передачу сигналов NF-κΒ в микроокружении опухоли. Другие рецепторы, такие как Nod-подобные рецепторы могут играть роль в опосредовании колоректального рака.[94] Аналогично Helicobacter pylori aпо-видимому, увеличивает риск рака желудка из-за его хронической воспалительной реакции в желудке.[95]

Воспалительное заболевание кишечника[править | править код]

Воспалительное заболевание кишечника включают в себя язвенный колит и болезнь Крона. Эти заболевания сопровождаются нарушением состава в микробиоте кишечника (также известным как дисбиоз) и проявляется в форме уменьшения микробного разнообразия в кишечнике.[96][97] Было установлено, что дисбиоз коррелирует с дефектами генов хозяина, которые изменяют врожденный иммунный ответ у людей.[96]

Вирус иммунодефицита человека[править | править код]

Развитие заболевания ВИЧ влияет на изменение кишечной микробиоты. Вирус нарушает целостность эпителиального барьера, воздействую на плотные контакты. Эти расстройства приводят к развитию воспалений у людей с ВИЧ.

ru.wikipedia.org

Микроорганизмы (микробы)

Микроорганизмы — это мельчайшие живые организмы, большинство которых невидимы невооруженным глазом.

К микроорганизмам относятся простейшие (одноклеточные животные), бактерии (см.), спирохеты, риккетсии (внутриклеточные паразиты, возбудители особой группы заразных болезней, так называемых риккетсиозов), вирусы (см.) и грибки (см. Грибки паразитические).

Иногда микроорганизмами называют микробами, но в этом случае к ним не относят простейших.

Микроорганизмы (микробы) — невидимые невооруженным глазом организмы растительного и животного происхождения. Изучение микроорганизмов стало возможным после изобретения микроскопа. Микроорганизмы — собирательное понятие, в него входят бактерии, вирусы, дрожжи, актиномицеты и плесневые грибы, микроскопические водоросли, простейшие. Величина микроорганизмов колеблется от 50 мк до 10 ммк.

Среди всевозможных форм, объединяемых в перечисленные группы, имеются одноклеточные (бактерии, дрожжи, простейшие) и многоклеточные (нитчатые бактерии, некоторые плесневые грибы). Изучением микроорганизмов занимаются микробиология (медицинская, ветеринарная и др.), бактериология, вирусология, протозоология. Совокупность разновидностей микроорганизмов, обитающих в определенном субстрате (воздух, почва, кишечник и т. д.), называется микрофлорой. Помимо размеров, ряд особенностей отличает микроорганизмы от других организмов. Микроорганизмы могут находиться между собой в антагонистических (см. Антагонизм микробов), симбиотических (см. Симбиоз) или метабиотических (продукты жизнедеятельности одних микроорганизмов служат источником энергии и питания для других микроорганизмов) отношениях. Разлагая растительные и животные остатки, микроорганизмы осуществляют минерализацию органических веществ, принимая активное участие в круговороте веществ в природе. Некоторые микробы вызывают заболевания у человека, животных и растений.

Основные группы микроорганизмов — см. Бактерии, Вирусы, Грибки паразитические, Дрожжи, Простейшие.

www.medical-enc.ru

Классификация патогенности — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 января 2014; проверки требуют 100 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 января 2014; проверки требуют 100 правок. Принципиальная схема организации максимально изолированной биологической лаборатории для работы с микроорганизмами I-II групп патогенности. На технологических этажах расположены системы приточно-вытяжной вентиляции с биологическими фильтрами, системы обезвреживания сточных вод

В целях безопасности, микроорганизмы разделены на ряд групп по патогенности. В странах СНГ, ЕЭС и ряде других, ряд включает 4 группы, отличающиеся порядковой нумерацией. На группы патогенности разделены только микроорганизмы, способные вызвать заболевания у человека (от возбудителей особо опасных заболеваний до условно-патогенных микроорганизмов). При этом микроорганизмы вызывающие заболевания животных и растений, но не приводящие к заболеванию людей, не рассматриваются по группам патогенности[1].

Подразделение на группы патогенности позволяет кроме оценки рисков, с учётом их опасности, создавать раздельные требования по группам для выделения чистой культуры, допуска и условиям работы с ними, хранения, транспортировки, проведения других профилактических и противоэпидемических мероприятий с целью недопущения заражения и распространения инфекций, в том числе режимно-ограничительных[2][1].

Полевая подвижная медицинская бактериологическая лаборатория на шасси грузового автомобиля. Вторая мировая война Работа в бактериологической лаборатории с не патогенными и с условно-патогенными микроорганизмами

Патогенность — полидетерминантная, генотипическая характеристика определённого организма, ответственная за создание специфических структур (например, капсула, экзотоксины) или отвечающая за поведение, нарушающее целостность тканей организма животных или человека. Патогенность характеризуется специфичностью, то есть способностью вызывать типичные для определённого возбудителя патофизиологические и морфологические изменения в определённых тканях и органах, при условии естественного для него способа заражения.[3] Чаще всего соответствуют определённому типу инфекционного заболевания с соответствующей клиникой и патоморфологией.

Условно-патогенные организмы — это естественные обитатели различных биотопов организма человека, вызывающие заболевания при резком снижении общего или местного иммунитета. К ним относят, например, клещ Demodex folliculorum.

Вирулентность — количественная мера патогенности, измеряемая чаще всего в специальных единицах LD50 — минимальная смертельная доза, равная наименьшему количеству патогена, который при определённом способе заражения вызывает гибель 50 % зараженных животных. Вирулентность также связана с токсигенностью — способностью организма патогена синтезировать токсин, негативно влияющий на функции восприимчивого организма. Различают эндо- и экзотоксины.

В соответствии с этим в России приняты санитарные правила, устанавливающие требования к организационным, санитарно-противоэпидемическим (профилактическим) мероприятиям, направленным на обеспечение личной и общественной безопасности, защиту окружающей среды при работе с патогенными биологическими агентами[4]:

  • СП 1.3.2322-08 регламентирует работу с III-IV группой патогенности с классификатором патогенов
  • СП 1.3.3118-13 для работы с I-II группой патогенности (введены с 15.08.2014 года, взамен СП 1.3.1285-03)

Наиболее опасные микроорганизмы классифицированы в I и II группу патогенности.

  • Входы/выходы в максимально изолированных биологических лабораториях оборудуются тамбур-шлюзами и гермодверями обеспечивающими герметичность помещений рабочей (опасной) зоны лаборатории

  • Для гарантированного предотвращения попадания бактериальных аэрозолей на поверхность тела и слизистые используются изолирующие костюмы с пневмонаддувом и избыточным давлением внутри

  • Бокс для перевозки больного (или с подозрением на заболевание) ООИ

«2.1.3. Все виды работ с вирусами I группы патогенности и микроорганизмами, таксономическое положение которых не определено, а степень опасности не изучена, а также аэробиологические исследования проводят в максимально изолированных лабораториях»

Приложение 3, пукнт 2. «Возникающие (впервые выделенные) патогенные биологические агенты, не включенные в приведенную ниже Классификацию, а также известные ранее, однако обладающие новыми патогенными для человека свойствами патогенные биологические агенты, в отношении которых известны случаи летальных исходов заболевания и/или имеются сведения о высоком эпидемическом потенциале, следует относить ко II группе патогенности».

Представители I и II групп[5]
группы патогенности группа организмов видовой состав группы заболевания
I группа патогенности Бактерии Yersinia pestis Чума
Вирусы Filoviridae:
Вирус Марбург

Геморрагическая лихорадка Марбург
Вирус Эбола Геморрагическая лихорадка Эбола
Arenaviridae:
Вирус Ласса[en]

Геморрагическая лихорадка Ласса
Вирус Хунин[en] Аргентинская геморрагическая лихорадка
Вирус Мачупо Боливийская геморрагическая лихорадка[en]
Вирус Себиа Бразильская геморрагическая лихорадка[en]
Вирус Гуанарито[fr] Венесуэльская геморрагическая лихорадка[en]
Poxviridae (род Ortopoxvirine):
Вирус натуральной оспы[de]

Натуральная оспа
Вирус оспы обезьян[en] Оспа обезьян
Herpesviridae:
Обезьяний вирус B[en]

Хронический энцефалит и энцефалопатия
II группа патогенности Бактерии Bacillus anthracis Сибирская язва
Vibrio cholerae
(токсигенные штаммы)
Холера
Burkholderia mallei Сап
Burkholderia pseudomallei Мелоидоз[en]
Francisella tularensis Туляремия
Род Brucella:
B. melitensis[en], B. abortus[en], B. suis[en],
B. neotomae[en], B. ovis[en], B. canis[en],
B. ceti[en], B. pinnipedialis[en], B. microti[en]
Бруцеллёз
Escherichia coli
(штаммы продуцирующие веротоксин[en]:
O157:H7, O104:h5 и другие[en])
Геморрагический колибактериоз[de]
Гемолитико-уремический синдром[en]
Chlamydophila psittaci Орнитоз (пситтакоз)
Rickettsia typhi[en] Крысиный сыпной тиф
Rickettsia prowazeki[en] Эпидемический сыпной тиф
Болезнь Брилля — Цинссера
Rickettsia rickettsii Пятнистая лихорадка Скалистых гор
Coxiella burnetii[en] Лихорадка Ку (коксиеллёз)
Orientia tsutsugamushi[en] Лихорадка Цуцугамуши
Вирусы Togaviridae[en]:
Вирусы венесуэльского[en], восточного, западного лошадиных энцефаломиелитов

Лошадиные (комариные) энцефаломиелиты (венесуэльский[fr], восточный[en], западный[en])[6][7]
Вирусы лихорадок Семлики[en], Бибару, Эвергладес, Чикунгунья[de], О'Ньонг-Ньонг[en], Карельской, Синдбис[de], реки Росс[en], Майяро[de], Мукамбо, Сагиума Лихорадки Семлики, Бибару, Эвергладес, Чикунгунья, О'Ньонг-Ньонг, Карельская, Синдбис, реки Росс[en], Майяро[en], Мукамбо, Сагиума
Flaviviridae:
Вирусы клещевого энцефалита весенне-летнего (всех типов), клещевых энцефалитов Алма-Арасан, Апои, Лангат[en], Негиши, Повассан[en], шотландского энцефаломиелита овец

Энцефалиты и энцефаломиелиты (клещевой весенне-летний, Алма-Арасан, Апои, Лангат, Негиши, Повассан[en]), шотландский энцефаломиелит овец[en][8]
Вирусы энцефалитов японского[fr], Росио[fr], Сент-Луис, Усуту[en], долины Муррея[en], Ильеус[fr], лихорадки Западного Нила Энцефалиты и менингоэнцефалиты (японский, Росио[en], Сент-Луис, Усуту[fr], долины Муррея[fr], Ильеус, лихорадка Западного Нила)
Вирусы гемморагических лихорадок: болезни леса Киассанур, омской Геморрагические лихорадки (болезнь леса Киассанур[en], омская)
Вирусы лихорадок жёлтой[de]*, Зика, Денге[en]*, Риобраво, Сокулук Лихорадки жёлтая, Зика, Денге, Риобраво, Сокулук
Вирусы болезней Карши, Кунжин[en], Сепик, Вессельсборн Болезни Карши, Кунжин, Сепик, Вессельсборн
Вирус гепатита С[en]* Вирусный гепатит С, гепатоцеллюлярная карцинома
Nodaviridae[en]:
Вирусы гепатитов Д и Е[en]

Вирусные гепатиты Д и Е
Hepadnaviridae:
Вирус гепатита B

Вирусный гепатит B
Bunyaviridae:
(род Bunyavirus):
комплекс С-вирусы Aney, Мадрид, Орибока, Осса, Рестан и др.

Лихорадки с миозитами и артритами
Вирусы Калифорнийского энцефалита[en], энцефалита Ла Кросс, энцефалита Джеймстаун-каньона, зайцев-беляков, Инко, Тягиня[en] Энцефалиты, энцефаломиелиты, менингоэнцефалиты, лихорадки с менингеальным синдромом и артритами (энцефалит Ла Кросс[en], калифорнийский энцефалит[fr], энцефалит Джеймстаун-каньона[en])
(род Phlebovirus):
Вирусы лихорадок Сицилии[en], Неаполя[en], Тоскана[de], Рифт-Валли и др.

москитные лихорадки Паппатачи, Рифт-Валли и другие, проявляющиеся энцефалитами, лихорадкой, артритами и миозитами
(род Nairovirus):
Вирус энцефалита Дугбе[fr]

Энцефалит Дугбе
Вирусы болезни овец Найроби, Ганджам[en] Лихорадка с менингеальным синдромом (болезнь Найроби[en][9], лихорадка Ганджам)
Вирус Конго-крымской геморрагической лихорадки Конго-крымская геморрагическая лихорадка
(род Hantavirus):
Вирусы Хантаан, Сеул, Пуумала, Чили, Аидо, Андес, Таиланд, Добрава-Белград, Хабаровск, Тула и др.

Геморрагические лихорадки с почечным синдромом, геморрагические лихорадки с легочным (кардиопульмональным) синдромом
Reoviridae (род Orbivirus[en]):
Вирусы клещевой лихорадки Кемерово, колорадской клещевой лихорадки, болезни синего языка овец, лихорадки Чангвинола, лихорадки Орунго[en] и др.

лихорадки с менингеальным синдромом и артритами (Клещевая лихорадка Кемерово[en], колорадская клещевая лихорадка[en], болезнь синего языка овец[en], лихорадка Чангвинола, лихорадка Орунго и др.)
Rhabdoviridae (род Lyssavirus[en]):
Вирус бешенства

Бешенство
Вирусы дикования (арктического бешенства)[en], Лагос-бат (бешенства летучих мышей)[en] Псевдобешенство (вирусный арктический энцефаломиелит плотоядных), энцефалопатии
Picornaviridae (род Aphtovirus):
Вирус ящура[en]

Ящур
Arenaviridae:
Вирусы лимфоцитарного хориоменингита Такарибе, Пичинде

Астенические менингиты и менингоэнцефалиты
Retroviridae:
Вирусы иммунодефицита человека (ВИЧ-1, ВИЧ-2)

Синдром приобретённого иммунного дефицита (ВИЧ-инфекция)
Т-лимфотропный вирус человека Т-клеточные лейкоз и лимфома человека[en]
Coronaviridae:
Вирус SARS[en]

Тяжёлый острый респираторный синдром
MERS-CoV Ближневосточный респираторный синдром
2019-nCoV Вспышка коронавируса 2019-nCoV
Прионы
(возбудители медленных нейроинфекций)
Возбудитель губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота Коровье бешенство
Возбудитель хронической изнуряющей болезни копытных Болезнь хронической усталости оленей и лосей в неволе[en]
Возбудитель энцефалопатии но

ru.wikipedia.org

Микроб - это... Что такое Микроб?

  • микроб — бактерия / болезнетворный: бацилла Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык. З. Е. Александрова. 2011. микроб сущ. • бактерия • микроорганизм …   Словарь синонимов

  • МИКРОБ — (греч. mikros малый, и bios жизнь). Микроскопический организм, живущий в воздухе или воде; некоторые виды микробов являются источниками болезней. См. БАКТЕРИИ. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. микроб …   Словарь иностранных слов русского языка

  • микроб — а, м. microbe m. 1. Мельчайший животный или растительный организм, видимый лишь при помощи микроскопа. БАС 1. В микроскопических организмах (les microbes) искали причины заразительных болезней. ИВ 1881 9 107. Название микроба предложено лет… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • микроб —     МИКРОБ, бактерия, бацилла, палочка, спец. микроорганизм     МИКРОБНЫЙ, бактериальный …   Словарь-тезаурус синонимов русской речи

  • МИКРОБ — МИКРОБ, микроба, муж. (от греч. mikros маленький и bios жизнь). Мельчайший организм животного и растительного происхождения, различимый лишь в микроскоп. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • МИКРОБ — МИКРОБ, а, муж. То же, что микроорганизм. Болезнетворные микробы. М. равнодушия (перен.; неод.). | прил. микробный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • микроб — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN microbe …   Справочник технического переводчика

  • микроб — микроорганизм греч.: mikros + bios В отличие от микроорганизмов, множество микробов обычно не включает простейшие, микроскопические водоросли и вирусы. греч. Источник: http://slovari.yandex.ru/dict/ushakov/article/ushakov/13/us221016.htm?text=%D0%… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • микроб — microorganism микроорганизм, микроб. Организм, не различимый невооруженным взглядом; впервые М. выявлены в XVII в. А.Левенгуком; большинство М. одноклеточные организмы из различных царств, относящихся как к про , так и к эукариотам. (Источник:… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • микроб — Заимств. в конце XIX в. из франц. яз., где microbe неологизм хирурга Седийо, образованный путем сложения греч. mikros «маленький» (суф. производное от той же основы, что и лат. mica «крошка, зернышко») и bios «жизнь» (см. жить). Микроб буквально… …   Этимологический словарь русского языка

  • микроб — (микробыр, микробхэр) микроб Псэушъхьэ е къэкIрэ организм цIыкIу дэдэу, микроскоп фэшъхьафкIэ плъэгъун умылъэкIырэр ары ЧъыIэм микробыр еукIы …   Адыгабзэм изэхэф гущыIалъ

  • dic.academic.ru

    это что такое? Классификация микроорганизмов

    Микробы – это самые маленькие живые, в основном одноклеточные организмы, которые можно разглядеть только через очень точный микроскоп. Их размер настолько мал, что измеряется в микрометрах (1 мкм = 1/1000 мм) или даже нанометрах (1 нм = 1/1000 мкм).

    Что изучает микробиология

    Микробиологией называют науку, которая исследует сферу жизни микроорганизмов: строение, функционирование, условия жизнедеятельности, развитие и размножение.

    Первым человеком, которому удалось рассмотреть и описать микробы, был голландец А. Левенгук. На закате 17-го века он смастерил линзы, увеличивающие изображение более чем в 200 раз. Его потрясло то, что он через них увидел, что микробы – это целый мир со своими особенностями существования. Так была положена основа новой науке – микробиологии. Левенгук проиллюстрировал и описал обнаруженные микробы. Фото и картинки с их изображением тех времен – заснятые увеличения через микроскоп.

    Виды микробов

    Бесчисленное многообразие видов микроорганизмов впечатляет. Микробы – это короткое название сотен их самых разных типов. Они отличаются между собой внешним видом, строением, условиями жизни, способностью к размножению. Различают неклеточные, многоклеточные и одноклеточные микробы. Фото с их визуализацией помогают с легкостью относить каждую особь к тому или иному виду. Классификация микробов:

    • бактерии;
    • вирусы;
    • фаги;
    • грибы;
    • микроводоросли;
    • простейшие;
    • дрожжи.

    Бактерии

    Целый раздел микробиологии - бактериология - открывает нам огромный мир бактерий – прокариотных организмов. От эукариот (многоклеточные, простейшие, водоросли, грибы) они отличаются отсутствием хлорофилла, оформленного ядра с генетическим материалом и органоидами. Размер бактерии непостоянен, может меняться в зависимости от внешней среды (от 0,1 до 28 мкм). Наиболее популярная классификация бактерий – по морфологическому строению.

    Кокки

    Кокками называют шарообразные микробы, которые могут принимать сферическую, бобовидную, эллипсовидную или ланцетовидную форму.

    1. Микрококки могут располагаться по одному, парами или беспорядочно. Они называются сапрофитами, живут в воде и воздухе.
    2. Диплококки размножаются делением в одной плоскости по две штуки. К ним относятся менингококки (носители менингита) и гонококки.
    3. Стрептококки аналогично делятся в одной плоскости, но целыми цепочками. Известны патогенные для человеческого организма виды, которые передают ангину и различные рожистые воспаления.
    4. Тетракокки располагаются по две штуки на двух плоскостях, взаимно перпендикулярных. Патогенные особи очень редки.
    5. Сардины представляют собой характерные тюки клеток по 8, 16 и более на трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Практически все их представители обитают исключительно в воздухе.
    6. Стафилококки могут делиться одновременно в нескольких плоскостях, расположенных беспорядочно относительно друг друга, по внешнему виду напоминают виноградные грозди.

    Палочковидные

    Цилиндрические микроорганизмы встречаются гораздо чаще других видов. Их разделяют на бактерии, не имеющие способности образовывать споры (дифтерийная, дизентерийная, туберкулезная, партифозная, кишечная палочка), и бациллы, способные к созданию спор (сибиреязвенная, сенная, столбнячная, анаэробная). Классификация по способу деления:

    • Диплобактерии, диплобациллы отличаются расположением только в одной плоскости по две клетки (пневмония).
    • Стрептобактерии, стрептобациллы в процессе деления занимают одну плоскость, на которой выстраивают целую цепочку (сибирская язва).
    • Основная часть цилиндрических микробов располагаются бессистемно по одной особи.

    Извитые

    Извитые микробы могут принимать форму запятой, это вибрионы (например, холера). Спириллы имеют несколько завитков, спирохеты – это тонкие извитые палочки (сифилис).

    Важно отметить, что все микробы и бактерии полиморфны, они имеют уникальную способность менять свою форму под воздействием самых разных факторов: внешняя среда, температура, кислотность и пр. Именно эта способность лежит в основе многих лабораторных исследований микробов, направленных на разработку медицинских препаратов, которые помогут в дальнейшем бороться с патогенными для человека бактериями.

    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.

    Грибы

    Это особенные микроорганизмы растительного происхождения, лишенные хлорофилла и способности синтезировать органические вещества. Более того, для их жизни требуются уже готовые органические вещества, поэтому практически все они растут на основе из субстратов разного происхождения. Имеются некоторые патогенные для человека, животных и растений виды грибов.

    Грибы отличаются от бактерий тем, что их клетки более похожи на растительные, имеют ядра и вакуоли. Они представлены в виде гифов - длинных нитей, которые могут ветвиться и переплетаться между собой.

    Размножаться грибы могут несколькими способами: вегетативным делением, бесполым и половым – образованием спор. Споры грибов характеризуются высокой стойкостью, они могут продолжительное время жить в разной внешней среде и перемещаться при этом на огромные расстояния до тех пор, пока не попадут в питательную среду, где они достаточно быстро трансформируются в гифы.

    Плесневые грибы встречаются нам очень часто, их можно легко разглядеть невооруженным взглядом на подпорченных пищевых продуктах. Они выглядят как творожистый налет неоднородного цвета. Существуют некоторые виды грибов, которые не просто портят продукты, они вырабатывают токсичный для людей и животных митоксин, например аспергиллус или фузариум.

    Однако грибы не всегда вредны, их многочисленные полезные свойства успешно используются производителями медицинских препаратов. Самый эффективный и популярный антибиотик пенициллин изготавливают на основе грибов из вида пенициллов.

    Актиномицеты – исключительный вид микроорганизмов, который имеет строение и свойства бактерий и способ размножения, аналогичный грибам.

    Дрожжи

    Это обездвиженные одноклеточные микробы размером от 10 до 15 мкм, которые могут иметь круглую, овальную, в редких случаях цилиндрическую и серповидную форму. Дрожжи аналогичны грибам по своему строению, содержат вакуоль и ядро. Возможные способы размножения - деление, почкование или с помощью спор. Они быстро развиваются в почве, на продуктах питания, растениях. Дрожжи на поверхности продуктов питания приводят к их брожению и закисанию. Спиртовое брожение трансформирует сахар в спирт, этот процесс заложен в основу алкогольной промышленности и домашнего виноделия.

    Существуют патогенные для человеческого организма типы. Например, довольно распространенный род дрожжей кандида способствует распространению неприятного заболевания - кандидоза.

    Полезные микробы в организме человека

    Человеческое тело населено триллионами различных бактерий, которые могут быть как вредными, так и полезными. Существуют и бактерии, которые жизненно необходимы для нормального функционирования нашего организма. Суммарный вес бактерий во взрослом человеке может достигать 4 кг, причем ¾ из них проживают в нашем кишечнике. Остальные прекрасно себя чувствуют в мочеполовой системе, на поверхности кожи и слизистых. Интересно, что тело ребенка заселяется микроорганизмами уже в процессе его рождения, а к 10 годам кишечная микрофлора уже полностью сформирована. Некоторые микробы для детей крайне опасны, поэтому первый год жизни гигиена тела ребенка должна быть очень тщательной.

    Какие микробы живут в кишечнике:

    • лактобактерии;
    • бифидобактерии;
    • стрептококки;
    • энтеробактерии;
    • грибы;
    • простейшие;
    • вирусы.

    Польза бактерий для человека

    1. При помощи энтеробактерий организмом осваиваются витамины группы В, С, К, никотиновая и фолиевая кислота.
    2. Помогают переварить нерасщепленную пищу.
    3. Поддерживают ионный и водно-солевой обмен.
    4. Сдерживают рост патогенных микроорганизмов.
    5. Способствуют поддержанию иммунитета.
    6. Развивают лимфоидный аппарат.
    7. Снижают чувствительность стенок кишечника к канцерогенным продуктам.
    8. Повышают вирусоустойчивость.
    9. Активно участвуют в тепловом балансе.

    Бифидо- и лактобактерии занимают более половины кишечной микрофлоры, они играют важную роль в жизни здорового человека:

    1. Молочная кислота и ацетат, вырабатываемые с участием этих микроорганизмов, способны создавать такую среду в кишечнике, в которой не могут жить болезнетворные микробы.
    2. Бифидобактерии – натуральное антигистаминное средство, подавляет аллергические реакции в организме.
    3. Они оказывают антиоксидантный эффект и борются с ростом опухолевых клеток.
    4. Бифидобактерии активно участвуют в выработке витаминов группы В.
    5. Бифидо- и лактобактерии способствуют увеличению процента усвоения человеком железа, кальция и витамина Д.

    Значение микробов для природы

    Бактерии, содержащие аммонифицирующие ферменты, инициативно способствуют процессу гниения останков людей, животных, растений и пищевых отходов. В ходе разложения белка в атмосферу выделяются очень важные газы: аммиак и азот, которые жизненно важны для человека, животных, растений.

    Уробактерии способны разложить мочевину, производимую ежедневно каждым человеком и животным. А это, между прочим, не менее 55 млн тонн каждый год.

    Микробы, способные к нитрофикации, окисляют аммиак. Денитрифицирующие микроорганизмы способствуют выделению из почвы молекулярного кислорода.

    Углерод – одно из важнейших клеточных веществ мира растений и животных. Клетчатка, которую употребляют в пищу многие животные, содержит много углерода. В их желудках он при помощи целлюлозных бактерий ферментируется и выходит с навозом обратно в природу. Таким образом, земля получает гумус, становится гораздо более плодородной, а атмосфера насыщается углекислотами.

    Таким образом, бактерии и микробы - это очень важная составляющая всего живого мира. Множество полезных бактерий постоянно сопровождают человека на протяжении всей жизни и защищают наш организм от нежелательных внешних воздействий. Очень важно не нарушить тонкий и хрупкий баланс между благотворными и патогенными микроорганизмами.

    fb.ru


    Смотрите также