Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Использование микробных процессов в промышленности и сельском хозяйстве

Круговорот веществ — совокупность превращений химических элементов, из которых построены живые организмы. Основные факторы, определяющие доминирующую роль микробов в круговороте веществ, — широкое распространение микроорганизмов (например, слой плодородной почвы толщиной 15 см может содержать до 5 т микробной биомассы на гектар) и их необычайная метаболическая гибкость при высокой скорости обмена. Большое значение имеет узкая специализация отдельных групп микроорганизмов в отношении утилизируемых веществ. Поэтому некоторые этапы круговорота веществ могут осуществляться исключительно прокариотами. В природе все организмы разделяют на три группы. Продуценты — зелёные растения и микроорганизмы, синтезирующие органические вещества, используя энергию солнца, углекислый газ и воду. Потребители (консументы) — животные, расходующие значительную часть первичной биомассы на построение своего тела. Деструкторы — бактерии (в том числе актиномицеты) и грибы, разлагающие погибшие животные и растения; при этом органические вещества превращаются в неорганические, то есть происходит минерализация.

63.Патогенность и вирулентность бактерий. Факторы вирулентности. Их материальная основа.

Патогенность – способность (генотипическая) микроба вызывать инфекционный процесс у чувствительного к нему человека (или животного).

А. Потенциальность – как всякий генетически детерминированный признак, патогенность может и не проявляться в данной момент или у данного штамма, который, тем не менее, сохраняет способность проявить этот свой признак в будущем, например, под влиянием изменившихся условий внешней или внутренней среды (т.е. в результате изменчивости: модификационной, мутационной, рекомбинационной).

Б. Полидетерминантность – наличие патогенности опосредуется целым рядом факторов, которые и рассматриваются как «детерминанты» («причины») патогенности.

1. Наличие у микроорганизма биологически активных веществ, действие которых, при попадании в макроорганизм, приводит к развитию патологического процесса. К таким веществам относятся входящие в состав микроба белки, полисахариды или липиды.

2. Патогенность может быть также обусловлена способностью микроба продуцировать вещества, вызывающие патологический процесс в макроорганизме: токсины, ферменты инвазии и агрессии (см. ниже).

В. Специфичность патогенности обусловлена специфичностью действия конкретных факторов патогенности конкретного вида микроорганизма.

Г. Вирулентность характеризует степень фенотипического проявления патогенности.

Вирулентность – фенотипическое проявление патогенности.

Факторами вирулентности обычно обозначаются те этапы взаимодействия микроба (а именно бактерии) с макроорганизмом, которые приводят к развитию патологического процесса, так как способностью осуществлять эти процессы и опосредуется вирулентность.

А. Адгезия – способность бактерии прикрепляться к клеткам макроорганизма.

Б. Колонизация – размножение бактерий на поверхности клеток макроорганизма после адгезии.

В. Пенетрация – проникновения бактерий внутрь клеток макроорганизма.

Г. Инвазия – проникновение бактерий через слизистые и соединительнотканные барьеры макроорганизма в подлежащие ткани.

Д. Агрессия – противостояние бактерий факторам неспецифической и иммунной защиты макроорганизма.

Существует три единицы измерения вирулентности (и, одновременно, силы бактериального токсина):

LD₅₀ (доза, вызывающая смерть у 50% животных),

DLM (минимальная смертельная доза – dosisletalisminima),

DCL(абсолютно смертельная доза –dosiscertaeletalis).

Все они вычисляются по одинаковому принципу, хорошо иллюстрирующемуся определение 1 DLM для дифтерийного токсина: минимальное его количество, которое при внутрибрюшинном заражении морской свинки массой 250-300 г вызывает ее гибель на 4 сутки. На практике вирулентность всегда измеряют на группе подопытных животных и, как видно из приведенного определения, при этом учитывают четыре фактора, от которых зависит величина вирулентности.

1. Способ заражения.

2. Вид животного.

3. Вес животного. У мелких лабораторных животных по весу судят об их возрасте.

4. Время наступления гибели животного (50% взятых в опыт животных – при вычислении LD₅₀, 95% – при вычислении DLM и 100% при вычислении DCL).

Как всякий фенотипический признак, вирулентность можно не только выявить (определить качественно), но и измерить (определить количественно).

Существует два принципиальных подхода для выявления вирулентности.

1. Прямое определение – путем биопробы.

2. Косвенное определение – путем выявления наличия у данного микроорганизма конкретных ферментов вирулентности (Рис. 19.3-1).

Б. Для измерения вирулентности используют вычисление LD₅₀, DLM, DCL.

Поиск по сайту: