Тема 1.3 Экология микроорганизмов

Микроорганизмы распространены повсеместно. В окружающей среде, организме животных и человека они встречаются в виде биоценозов, представляющих собой совокупность микробных популяций, различных по численности и видовому составу. Сложные взаимоотношения микроорганизмов со средой, которые обусловливают их размножение, развитие, выживание, изучает биологическая наука — экология.

Изучение экологии микроорганизмов ведет к пониманию явлений паразитизма, зоонозных (свойственных для животных), антропонозных (свойственных для человека), зооантропонозных (свойственных для человека и животных) заболеваний, болезней с природной очаговостью и, как следствие этого, к разработке практических мероприятий по борьбе

с различными инфекционными болезнями.

Микрофлора почвы. Количество микроорганизмов в среднем составляет от 200 млн до 5 млрд в 1 г почвы. Степень обсемененности почвы зависит от ее характера, химического состава, степени загрязнения ее фекальными массами, мочой, а также от содержания удобрений. Так, в пахотной почве содержится в 2,5 раза больше микробов, чем в лесной.

Почва участвует в распространении таких инфекционных заболеваний, как сибирская язва, клостридиозы, так как в почве долго сохраняются споры. Патогенные, не образующие спор бактерии сохраняются в почве недолго — от нескольких дней до нескольких месяцев.

Почва служит местом обитания грызунов, на которых паразитируют возбудители чумы, туляремии, лептоспироза сельскохозяйственных животных. В почве обитают некоторые грибы. Проникая в организм животного, они вызывают аспергиллез, мукоромикоз, гистолазноз и другие заболевания.

Для санитарной оценки почвы ее подвергают микробиологическому исследованию с помощью специальных методов. Ценным показателем санитарного состояния почвы является обнаружение Е. coli и полиморфных бактерий, а также S. faecalis, С. perfringens и т.д., а также определение общего количества микроорганизмов в 1 г почвы — общее микробное число (ОМЧ).

Микрофлора воды. Микроорганизмы широко распространены в водах морей, рек, озер и прудов. В водоемах могут содержаться и сохраняться определенное время патогенные бактерии родов Proteus, Pseudomonas, Clostridium, Salmonella, Leptospira, Yersinia, Francisella.

Вода не является благоприятной средой для размножения той патогенной микрофлоры, для которой естественной средой обитания являются органы животных и человека.

Самоочищение воды происходит вследствие антагонистического действия на патогенные микроорганизмы постоянных обитателей водоемов (сапрофитных микроорганизмов, планктона, водорослей, простейших), а также вследствие лизиса бактерий фагами. Самоочищению способствует отсутствие питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности и размножения многих патогенных микроорганизмов.

При санитарно-микробиологическом исследовании воды определяют:

· ОМЧ бактерий группы кишечной палочки (БГКП),

· кишечную палочку,

· энтерококки,

· стафилококки,

· патогенные микроорганизмы (сальмонеллы, холерные вибрионы, лептоспиры, энтеровирусы).

Разработаны и дополнительные критерии оценки санитарного состояния водоемов, в которые включены показатели титра энтерококков, перфрингенститра и индекс бактериофагов.

Микрофлора воздуха. Отсутствие питательных веществ, солнечные лучи делают воздух непригодной средой для размножения микроорганизмов. Видовой состав микрофлоры воздуха разнообразен и определяется микрофлорой почвы и воды данной местности. В воздухе находятся спорообразующие микроорганизмы, сарцины, дрожжи, плесневые грибы, актиномицеты. Распределение микробов в воздухе происходит посредством аэрозоля, состоящего из воздуха, капель жидкости или мельчайших твердых частиц. Распространение патогенных или условно-патогенных бактерий воздушным путем связано с их устойчивостью к высушиванию.

Санитарное состояние атмосферного воздуха оценивается по количеству микроорганизмов в 1 м3 воздуха, а в закрытых помещениях и по наличию в нем микрофлоры верхних дыхательных путей (α- и β-гемолитических стрепто- и стафилококков).

Нормальная микрофлора макроорганизма — это открытый биоценоз микроорганизмов. У животных и человека она способствует поддержанию здорового статуса макроорганизма.

Нормальную микрофлору подразделяют на две части:

· облигатную (резидентную),

· постоянную часть, сложившуюся в процессе эволюции,

· факультативную или транзиторную.

В желудке содержится небольшое количество микробов. Это кислотоустойчивая микрофлора — лактобактерии, стрептококки, дрожжи, сарцины.

Микрофлора нижних отделов желудочно-кишечного тракта представлена бифидобактериями, бактероидами, пептострептококками, фузобактериями, клостридиями, лактобактериями, эшерихиями, энтерококками, группой спирально-извитых бактерий и т.д.

Транзиторно могут быть представлены энтеробактерии: клебсиелла, протей, цитробактер, энтеробактер, псевдомонады, дифтероиды, стафилококки, стрептококки и др.

Микрофлора кожи представлена дифтероидами, плесневыми грибами, дрожжами, бациллами, стафилококками (на здоровой коже в небольшом количестве присутствует и золотистый стафилококк).

Респираторный тракт содержит больше всего микроорганизмов в области носоглотки, за гортанью их значительно меньше, еще меньше в крупных бронхах, в глубине здоровых легких микрофлора отсутствует.

В носовых ходах содержатся коринебактерии, стафилококки, нейссерии, гемофилы и др. У здоровой мамы плод в матке стерилен до момента начала родов.

Роль микробов в круговороте веществ в природе.

Химическое состояние элементов на поверхности Земли в значительной степени является следствием ферментативной активности микроорганизмов. В превращение элементов, из которых построены живые организмы, свой вклад вносят и микробы.

Азот составляет 80 % земной атмосферы, но из-за своей инертности он не может быть использован организмами непосредственно, т.е. торможению круговорота азота в природе препятствует процесс фиксации азота. Этот биологический процесс способны осуществить только свободноживущие бактерии и бактерии, существующие в сообществе с растениями. К первым относят цианобактерии, азотобактеры, фотосинтезирующие бактерии, клостридии и др.; ко вторым — бактерии рода ризобиум, развивающиеся в клубнях на корнях бобовых растений. При отмирании растения или гибели животного азотистые соединения их тела подвергаются действию микроорганизмов. Первый этап этого процесса— аммонификация — гидролиз белков и нуклеиновых кислот, затем идет цепь превращений более простых соединений, которая заканчивается образованием аммиака.

Облигатно анаэробными хемоавтотрофами осуществляется превращение аммиака в нитрат (нитрификация); это основное вещество почвы, используемое растениями.