что такое патогенные бактерии в биологии
Патогенные микроорганизмы человека в окружающей среде: факторы уничтожения
В мире существует множество микроорганизмов, обитающих практически повсеместно. Большинство из них не представляют опасности для человека и животных, являясь неотъемлемой частью живого мира.
Однако среди них встречаются патогенные микроорганизмы, иначе называемые болезнетворными. Они могут спровоцировать развитие тяжелых заболеваний и даже привести к летальному исходу.
Патогенными называют микроорганизмы, способные вызывать заболевания.
Кто такие патогенные микроорганизмы?
Патогенными (от греч. patos — болезнь, страдание) называются микроорганизмы, потенциально способные вызывать инфекционный процесс. Это генотипический признак, характеризующий видовую способность бактерий приживаться в тканях и полостях организма и размножаться в них. Патогенность является потенциальным признаком бактерий потому, что она может быть проявлена только в определенных условиях — в восприимчивом организме. Патогенность контролируется многими генами, ответственными за проявление всех свойств, определяющих патогенность, таких как синтез продуктов метаболизма, ферментов, образование морфологических структур микроорганизма, в частности капсулы.
Характерной особенностью патогенных микробов является специфичность действия, т. е. способность вида вызывать строго определенное заболевание. Так, пневмококки вызывают только пневмонию, гонококки — гонорею, палочки туберкулеза — туберкулез. Но не все микробы одного и того же вида в одинаковой степени обладают свойством патогенности. Одни штаммы более патогенны, у других патогенность выражена слабее. Степень или мера патогенности микроорганизма называется вирулентностью (от лат. virulentus — ядовитый, болезнетворный).
Свойства патогенных микроорганизмов
1. патогенность — способность вызывать заболевание; зависит от возможности возбудителя внедряться в органы и ткани и размножаться в них, а также от состояния организма-хозяина (при низкой сопротивляемости организма попавшие в него микробы находят благоприятные условия для развития и вызывают заболевания различной степени тяжести).
Степень патогенности микроорганизмов называется вирулентностью (от лат. virulentus – ядовитый, болезнетворный) и представляет собой совокупность болезнетворных свойств микроорганизма.
2. специфичность действия — способность вызывать строго определенное заболевание: сальмонеллы вызывают сальмонеллез; золотистый стафилококк – стафилококковые отравления, пневмококки — пневмонию, палочки туберкулеза – туберкулез и т.д.
3. токсинообразование – способность к образованию токсинов.
Различают экзотоксины, или истинные токсины, которые выделяются в окружающую среду, и эндотоксины, которые прочно связаны с клеткой и освобождаются только после ее гибели.
Типы патогенных микроорганизмов
Прионы — это уникальный тип патогена, который является белком, а не живым организмом. Белки прионов имеют те же аминокислотные последовательности, что и обычные белки, но сложены в неправильную форму. Эта измененная форма делает прионные белки заразными, поскольку они влияют на другие нормальные белки, заставляя спонтанно принимать инфекционную форму. Прионы обычно влияют на центральную нервную систему. Они, как правило, собираются вместе в тканях мозга, что приводит к ухудшению состояния мозга. Прионы вызывают смертельное нейродегенеративное заболевание Крейтцфельдта-Якоба у людей, а также губчатую энцефалопатию у крупного рогатого скота.
Бактерии
Экзотоксины продуцируются бактериями и высвобождаются в окружающую среду. Три типа экзотоксинов включают цитотоксины, нейротоксины и энтеротоксины. Цитотоксины повреждают или уничтожают определенные типы клеток организма. Бактерии Streptococcus pyogenes продуцируют цитотоксины, называемые эритротоксинами, которые разрушают клетки крови, повреждают капилляры и вызывают симптомы, связанные с некротическим фасциитом.
Нейротоксины являются ядовитыми веществами, которые действуют на нервную систему и мозг. Бактерии Clostridium botulinum высвобождают нейротоксин, вызывающий мышечный паралич. Энтеротоксины влияют на клетки кишечника, провоцируя сильную рвоту и диарею. Бактериальные виды, которые производят энтеротоксины, включают Bacillus, Clostridium, Escherichia, Staphylococcus и Vibrio.
Примеры патогенных бактерий и вызываемых ими заболеваний
Вирусы
Вирусы — это уникальные патогены, поскольку они не являются клетками, а сегментами ДНК или РНК, заключенными внутри капсида (белковая оболочка). Они вызывают заболевание, заражая клетки и заставляя клеточные структуры вырабатывать больше вирусов быстрыми темпами. Вирусы противодействуют или предотвращают обнаружение иммунной системой и энергично размножают внутри клетки-хозяина. Эти микроскопические вредоносные частички инфицируют не только клетки животных и растений, но также заражают бактерии и археи.
Примеры вирусов и вызываемых ими заболеваний
Грибы
Примеры патогенных грибов и вызываемых ими заболеваний
Простейшие
Простейшие — крошечные одноклеточные организмы из царства протисты. Это очень разнообразное царство включает в себя такие организмы, как водоросли, амебы, эвглена, плазмодий и слизевики. Большинство протистов, которые вызывают заболевание у людей, являются простейшими. Они делают это путем паразитного питания и размножения за счет хозяина. Паразитарные простейшие обычно передаются людям через зараженную почву, пищу или воду. Они также могут передаваться животными и через укусы насекомых.
Примеры патогенных простейших и вызываемых ими заболеваний
Паразитические черви
Эти паразиты заражают ряд различных организмов, включая растения, насекомых и животных. Паразитические черви, также называемые гельминтами, включают нематоды (круглые черви) и платигельминт (плоские черви). Анкилостомы, острицы, нитевидные черви, власоглав и трихинеллы являются типами паразитических круглых червей. Паразитические плоские черви включают ленточных червей и трематод. У людей большинство этих червей заражают кишечник, но иногда распространяются на другие участки тела. Кишечные паразиты прикрепляются к стенкам пищеварительного тракта и питаются за счет хозяина. Они производят тысячи яиц, которые вылупляются либо внутри, либо снаружи тела.
Примеры паразитических червей и вызываемых ими заболеваний
Способы попадания патогенных микроорганизмов в организм человека
Существует несколько возможных вариантов, как патогенные вирусы и бактерии могут проникнуть внутрь носителя. Места, через которые они попали в организм, называются входными воротами инфекции. Различают четыре способа заражения.
Болезнетворные бактерии и болезни, вызываемые бактериями: основные заболевания, причины заражения и лечение
Прежде чем мы перейдем к болезням, вызываемым бактериями, напомним определение болезни и разберемся с болезнетворными бактериями.
Болезнь — отклонение, которое наблюдается в гомеостатических показателях человеческого организма.
Болезнетворные бактерии
Бактерии — полноценные живые организмы с клеточным строением.
Они могут прекрасно существовать в человеческом организме, что, к примеру, не удается вирусам. Достаточно вспомнить о том, что благодаря микрофлоре кишечника человек эффективно усваивает пищу. При этом, есть отдельные группы бактериальных клеток, которые отрицательно влияют на организм и становятся причиной патологических отклонений в гомеостатических показателях.
Бактерии по-разному оказывают влияние на организм человека. По этому показателю они и делятся на группы, среди которых выделяют:
Опасность бактерий кроется в следующем: в ходе метаболизма они выделяют особую группу ядов — экзотоксины.
Экзотоксины — яды, которые выделяют патогенные бактерии.
Органы и ткани организма человека поражаются, возникают такие заболевания как столбняк и ботулизм. В результате деятельности бактерий возникает пневмония.
Заболевания, вызываемые бактериями и причины заражения
Какие болезни вызывают бактерии?
Виды болезней от бактерий
Бактерии — возбудители различных опасных инфекционных заболеваний:
Болезни человека, вызываемые бактериями, опасны для человеческого организма. То, как будет протекать болезнь и как будет распространяться, напрямую зависит степени развития защитных сил организма.
Лечение болезней, вызванных бактериями
Человек тяжело переносит заболевания, вызванные бактериями, поэтому лечение обязательно должно проходить под наблюдением врача. Без медицинского вмешательства человек может умереть.
Лечение бактериальных заболеваний должно включать:
Важно отметить, что применение антибиотиков должен контролировать врач. Ведь человек без медицинского образования не всегда знает, что антибиотики эффективны только в лечении бактерий, которые вызывают заболевания вроде коклюша, и не работают в случае вирусной инфекции и прочих инфекционных возбудителей.
Лечение антибиотиками без точно сформулированного диагноза может ухудшить здоровье.
Пути заражения
Какие заболевания вызывают бактерии зависит от путей заражения. Опасность бактерий заключается еще и в их быстром распространении от одного организма к другому. При этом, бактерии не могут размножаться в открытом воздухе, а только внутри другого организма.
Есть несколько вариантов попадания бактерий в человеческий организм:
Бактерии вызывают заболевания, которые характеризуются инкубационным периодом. Начало этого периода — проникновение бактерий в организм, а окончание — проявление первых симптомов.
Сколько времени длится инкубационный период — зависит от конкретного органа и ткани, где размножается бактерия, и защитных сил организма.
Бактерии
Строение бактерий
Спешу сообщить, что на данный момент установлено однозначно: мезосомы это складки цитоплазматический мембраны, образующиеся только лишь при подготовке бактерий к электронной микроскопии (это артефакты, в живой бактерии их нет).
В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры, механическим и химическим факторам. При изменении условий среды на благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.
Энергетический обмен бактерий
Бактерии получают энергию за счет окисления веществ. Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии, которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.
Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии.
Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.
Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит цианобактериями (сине-зеленым водорослям). Благодаря им сотни миллионов лет назад возник кислород, а с ним и озоновый слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания (поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся 🙂
Биотехнология
Бактерии используются для получения антибиотиков (тетрациклина, стрептомицина, грамицидина), широко применяемых в медицине. Бактерии также применяют в пищевой промышленности, где их используют для получения молочнокислых продуктов, алкогольных напитков.
Классификация бактерий по форме
При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.
Размножение бактерий
В ходе бинарного деления бактерия делится на две дочерние клетки, являющиеся генетическими копиями материнской. Деление в среднем происходит раз в 20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.
Бактериальные инфекции
Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На настоящий момент при бактериальных инфекциях применяются антибиотики, дающие хороший эффект.
От некоторых болезней: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины, дающие стойкий пожизненный иммунитет. После вакцинации образуются антитела к возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций: при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит болезнь в легкой форме.
К бактериальным инфекциям относятся: чума, дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их локализации в организме.
При проведении медицинских процедур локального кварцевания (облучения УФ отдельных участков) тела следует надевать защитные очки для избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по той же причине.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Патогены: основные типы и способы передачи возбудителей инфекции
Фактически, наш организм содержит тысячи видов бактерий, грибов и простейших, которые являются неотъемлемой частью микробиома (микрофлоры) человека. Эти микроорганизмы полезны и важны для правильной работы биологических процессов, таких как пищеварение и функция иммунной системы. Они вызывают проблемы только в редких случаях, когда ослабевают функции иммунной системы. Напротив, действительно патогенные организмы имеют одну цель: выжить и размножаться любой ценой. Возбудители инфекций специально приспособлены для заражения живых организмов в обход иммунной системы хозяина. Они распространяются внутри тела и покидают его для заражения другого хозяина.
Как передаются патогены?
Патогены могут передаваться либо прямым, либо косвенным путем. Прямая передача включает распространение патогенов путем прямого контакта тела с телом. Такой тип передачи может происходить от матери к ребенку, как показано на примере ВИЧ, вируса Зика и сифилиса. Другие типы прямого контакта, через которые могут распространяться патогены, включают касание (метициллин-резистентный стафилококк), поцелуи (простой герпес) и сексуальный контакт (папилломавирусы человека).
Патогены способны также распространяться путем косвенной передачи, которая включает контакт с поверхностью или веществом, которые заражены вредоносными микроорганизмами, а также контакт и передача через животное или укс насекомых. Типы косвенной передачи включают:
Несмотря на то, что невозможно полностью предотвратить передачу патогенов, лучший способ минимизировать вероятность инфекционных заболеванием – поддерживать правильную гигиену. Не забывайте мыть руки после использования туалета, обрабатывайте сырые продукты и различные поверхности, которые подвергаются воздействию микробов, а также своевременно убирайте экскременты домашних питомцев.
Типы патогенов
Прионы – это уникальный тип патогена, который является белком, а не живым организмом. Белки прионов имеют те же аминокислотные последовательности, что и обычные белки, но сложены в неправильную форму. Эта измененная форма делает прионные белки заразными, поскольку они влияют на другие нормальные белки, заставляя спонтанно принимать инфекционную форму. Прионы обычно влияют на центральную нервную систему. Они, как правило, собираются вместе в тканях мозга, что приводит к ухудшению состояния мозга. Прионы вызывают смертельное нейродегенеративное заболевание Крейтцфельдта-Якоба у людей, а также губчатую энцефалопатию у крупного рогатого скота.
Бактерии
Экзотоксины продуцируются бактериями и высвобождаются в окружающую среду. Три типа экзотоксинов включают цитотоксины, нейротоксины и энтеротоксины. Цитотоксины повреждают или уничтожают определенные типы клеток организма. Бактерии Streptococcus pyogenes продуцируют цитотоксины, называемые эритротоксинами, которые разрушают клетки крови, повреждают капилляры и вызывают симптомы, связанные с некротическим фасциитом.
Нейротоксины являются ядовитыми веществами, которые действуют на нервную систему и мозг. Бактерии Clostridium botulinum высвобождают нейротоксин, вызывающий мышечный паралич. Энтеротоксины влияют на клетки кишечника, провоцируя сильную рвоту и диарею. Бактериальные виды, которые производят энтеротоксины, включают Bacillus, Clostridium, Escherichia, Staphylococcus и Vibrio.
Примеры патогенных бактерий и вызываемых ими заболеваний
Вирусы
Вирусы – это уникальные патогены, поскольку они не являются клетками, а сегментами ДНК или РНК, заключенными внутри капсида (белковая оболочка). Они вызывают заболевание, заражая клетки и заставляя клеточные структуры вырабатывать больше вирусов быстрыми темпами. Вирусы противодействуют или предотвращают обнаружение иммунной системой и энергично размножают внутри клетки-хозяина. Эти микроскопические вредоносные частички инфицируют не только клетки животных и растений, но также заражают бактерии и археи.
Вирусные инфекции у людей варьируются по тяжести от умеренных до смертельно опасных (Эбола). Они часто мигрируют и заражают определенные ткани или органы в организме. Вирус гриппа имеет родство с тканям дыхательной системы, что приводит к симптомам, затрудняющим дыхание. Вирус бешенства обычно заражает ткани центральной нервной системы, а различные вирусы гепатита локализируются в печени. Некоторые вирусы также связаны с развитием определенных типов рака. Вирусы папилломы человека связаны с раком шейки матки, гепатит В и С провоцируют возникновения рака печени, а вирус Эпштейна-Барра связан с лимфомой Беркитта.
Примеры вирусов и вызываемых ими заболеваний
Грибы
Дрожжи Candida albicans меняют морфологию, переключаясь с округлого возрастающего роста клеток на плетевидный (нитевидный) удлиненный клеточный рост, основанный на ряде факторов. Эти факторы включают изменения температуры тела, рН и наличия определенных гормонов. C. albicans вызывает вагинальные дрожжевые инфекции. Подобным же образом гриб Histoplasma capsulatum существует как нитчатая плесень в естественной среде обитания почвы, но при попадании в организм переключается на почкообразный рост дрожжей. Импульсом для этого изменения является повышенная температура в легких по сравнению с температурой почвы. H. capsulatum вызывает тип инфекции легких, называемый гистоплазмозом, который может развиться в легочные заболевания.
Примеры патогенных грибов и вызываемых ими заболеваний
Простейшие
Простейшие – крошечные одноклеточные организмы из царства протисты. Это очень разнообразное царство включает в себя такие организмы, как водоросли, амебы, эвглена, плазмодий и слизевики. Большинство протистов, которые вызывают заболевание у людей, являются простейшими. Они делают это путем паразитного питания и размножения за счет хозяина. Паразитарные простейшие обычно передаются людям через зараженную почву, пищу или воду. Они также могут передаваться животными и через укусы насекомых.
Амеба Naegleria fowleri, обычно встречающаяся в почвенных и пресноводных местах обитания, также называется мозговой амебой, так как вызывает заболевание, называемое первичным амебным менингоэнцефалитом (ПАМ). Эта редкая инфекция обычно возникает, когда люди купаются в зараженной воде. Амеба мигрирует из носа в мозг, где повреждает ткани мозга.
Примеры патогенных простейших и вызываемых ими заболеваний
Паразитические черви
Эти паразиты заражают ряд различных организмов, включая растения, насекомых и животных. Паразитические черви, также называемые гельминтами, включают нематоды (круглые черви) и платигельминт (плоские черви). Анкилостомы, острицы, нитевидные черви, власоглав и трихинеллы являются типами паразитических круглых червей. Паразитические плоские черви включают ленточных червей и трематод. У людей большинство этих червей заражают кишечник, но иногда распространяются на другие участки тела. Кишечные паразиты прикрепляются к стенкам пищеварительного тракта и питаются за счет хозяина. Они производят тысячи яиц, которые вылупляются либо внутри, либо снаружи тела.
Паразитические черви распространяются через контакт с загрязненной пищей и водой. Они также могут передаваться от животных и насекомых людям. Не все паразитические черви заражают пищеварительный тракт. Плоские черви – шистосомы могут проникать в органы тела (печень, селезенка, легкие), вызывая потерю крови, обструкцию толстой кишки, увеличение селезенки или чрезмерное накопление жидкости в брюшной полости. После того, как самки откладывают яйца, некоторое количество яиц выходит из организма с мочой или фекалиями. Шистосомы передаются при контакте с зараженной личинками водой. Они попадают в организм, проникая через кожу.
СОДЕРЖАНИЕ
Болезни
Каждый вид имеет специфическое действие и вызывает симптомы у инфицированных людей. У некоторых людей, инфицированных патогенными бактериями, симптомы отсутствуют. Люди с ослабленным иммунитетом более восприимчивы к патогенным бактериям.
Патогенная предрасположенность
Некоторые патогенные бактерии вызывают заболевание при определенных условиях, таких как проникновение через кожу через порез, половую активность или нарушение иммунной функции.
Внутриклеточный
Инфекции в определенных тканях
Механизмы повреждения
Прямой
Производство токсинов
Косвенный
Чрезмерный или несоответствующий иммунный ответ, вызванный инфекцией, может повредить клетки-хозяева.
Выживание в хозяине
Питательные вещества
Удостоверение личности
Обычно идентификация проводится путем выращивания организма в широком диапазоне культур, что может занять до 48 часов. Затем нарост идентифицируется визуально или геномно. Затем культивируемый организм подвергается различным анализам для наблюдения за реакциями, которые помогают в дальнейшей идентификации видов и штаммов.
Профилактика
Список родов и особенностей микроскопии
Список видов и клинических характеристик
Это описание наиболее распространенных родов и видов, представленное с их клиническими характеристиками и методами лечения.
Контакт с крупным рогатым скотом, овцами, козами и лошадьми
Споры попадают через дыхательные пути или через ссадины.
Контакт с респираторными каплями, выбрасываемыми инфицированными людьми-носителями.
Жесткие клещи Ixodes
Резервуар у мышей, других мелких млекопитающих и птиц
Доксициклин для взрослых, амоксициллин для детей, цефтриаксон при неврологических поражениях
Лучший доступ к моечным помещениям
Снижение скопления
пестицидов
Прямой контакт с инфицированным животным
Перорально, при приеме внутрь непастеризованного молока или молочных продуктов
Фекально-оральный от животных (млекопитающих и домашней птицы)
Сырое мясо (особенно птицы)
Загрязненная вода
Лечить симптомы
Фторхинолон, например ципрофлоксацин, в тяжелых случаях
Соблюдайте
правила гигиены Избегайте зараженной воды
Пастеризация молока и молочных продуктов
Приготовление мяса (особенно птицы)
Правильные методы хранения продуктов
Прекращение приема ответственного антибиотика
ванкомицина или метронидазола в тяжелой форме
Удаление раны или ампутация
Гипербарическая медицина
Высокие дозы доксициклина или пенициллина G и клиндамицина
Пищевое отравление: Поддерживающая терапия достаточна
Споры в почве, проникновение в кожу через раны
(сначала требуются испытания на сопротивление)
(сначала требуются испытания на сопротивление)
Стандартный «короткий» курс: