Действие биологических факторов
В природных условиях микробы существуют в разнообразных ассоциациях, которые создаются в результате различных взаимовлияний. Эти взаимовлияния проявляются либо в форме антагонизма, т. е. угнетения одного вида другим, либо в форме симбиоза, т. е. благоприятного сожительства.
К биологическим факторам внешней среды относят: антибиотики; бактериоцины и бактериофаги.
Антибиотики {anti — против, bios — жизнь) — вещества микробного, животного и растительного происхождения, подавляющие развитие и биохимическую активность чувствительных к ним микробов.
По происхождению антибиотики делят на: 1) выделенные из грибов; 2) бактериального происхождения; 3)
По механизму действия антибиотики делят на: животного происхождения и 4) растительного происхождения.
1) бактерицидные — пенициллин, стрептомицин, грамицидин, которые губят микробов;
2) бактериостатические — задерживают рост и развитие микробов, а в больших концентрациях действуют бактерицидно.
Благодаря избирательности действия на микробы, антибиотики их делят на:
1) узкого спектра действия;
2) широкого спектра действия.
В 1871-1872 гг. В. А. Манасеин и А. Г. Полотебнев установили, что плесень из рода Penicillium оказывает лечебное действие при гнойных язвах.
В Англии в 1929 г. А. Флеминг заметил, что случайно выросшая в чашках Петри плесень угнетала рост стафилококков. Было ясно, что плесень выделяет вещество, угнетающее рост стафилококка. В чистом виде это вещество было выделено английскими химиками Э. Чейном, Г. Флори, Э. Эбрахемом в 1940 г. В СССР пенициллин был получен в 1942jc 3. В. Ермольевой.
Наиболее активными продуцентами являются плесневые грибы и актиномицеты, например Penicillium notation, Pen. crustosum — продуцирующие пенициллин, Actinomyces streptomycini — стрептомицин, Actinomyces rimosus — окситетрациклин.
Антибиотики бактериального происхождения продуцируют в основном сапрофиты, обитающие в почве. Они менее эффективны: грамицидин, колицин, полимиксин.
К антибиотикам животного происхождения относят лизоцим, полученный из яичного белка, эритрин — из эритроцитов, экмолин — из тканей рыб.
Растения выделяют вещества, названные фитонцидами. Они открыты в 1928г. Б. Н. Токиным. Выделять фитонциды могут лук, чеснок, хрен, горчица, алоэ, крапива, почки березы и т. д. Некоторые фитонциды получены в чистом виде: аллицин — из чеснока, рифанин — из семян редиски, иманин — из зверобоя.
В основе механизма действия антибиотиков лежит нарушение синтеза клеточной стенки, ДНК, РНК, белка.
Необоснованное, спонтанное применение антибиотиков вместо пользы приносит вред — токсикозы, воспаление желудочно-кишечного тракта, угнетение функции кроветворных органов, дисбактериоз, кандидоз, колиты. Ко многим антибиотикам может развиваться аллергия. При неправильной дозировке могут возникнуть антибиотико-резистентные формы бактерий.
Бактериоцины. Синтезируются представителями всех семейств и называются по виду бактерий — колицины (синтезируются E.coli), туберкул оцины (синтезируются М. Tuderculosis). Эти вещества угнетают рост и развитие филогенетически родственных бактерий.
Бактериофаги. Впервые лизис бактерий под воздействием неизвестного фактора описал Н.Ф. Гамалея в 1898 г. Затем более подробно закономерности лизиса бактерий (стафилококков) были описаны Ф. Твортом в 1915г. Литическое начало он рассматривал как аутоэнзим.
В 1917г. Ф. Д. Эррель выделил из испражнений человека, переболевшего дизентерией, особый агент, проходящий через бактериальные фильтры и лизирующий бульонные культуры возбудителя дизентерии (В. schiga). Он утверждал, что фаг — живое существо, которое было названо бактериофагом (от rp.phagos — пожирающий), а феномен лизиса культуры — бактериофагией.
В наше время бактериофаги называют вирусами бактерий. Бактериофаги широко распространены в природе. Их обнаруживают в почве, воде, экскрементах больных и здоровых животных, человека.
Бактериофаги обнаружены более чем у 100 видов бактерий. Хозяевами их являются эшерихии, сальмонеллы, стафило- и стрептококки, микобактерии, листерии, коринебактерии и др.
Бактериофаг состоит из головки и отростка
Белковая оболочка головки называется капсидом. Морфологические субъединицы капсида получили название капсомеров. Головка содержит ДНК или РНК. Ее размер — от 20 до 200 нм. Длина отростка — 100-200 нм. Бактериофаги обладают антигенностью, иммуногенностью и специфичностью.
В зависимости от процесса взаимодействия фага с клеткой различают вирулентные и умеренные фаги.
Вирулентные фаги проникают в клетку и вызывают ее лизис. Умеренные не вызывают лизиса клетки, но сама она становится носителем бактериофага. Такое явление носит название лизогении, а бактериальные культуры называются лизогенными. При лизогении бактериофаг находится в состоянии профага, при котором бактериальная клетка не погибает.
В ветеринарной практике фаги применяют для терапии, профилактики и диагностики многих инфекционных болезней (сальмонеллез, колибактериоз, пуллороз).
Контрольные вопросы
1. Какие типы взаимоотношений существуют между микроорганизмами?
2. Какие основные виды микроорганизмов обитают в почве, воде, воздухе?
3. Какую роль в жизнедеятельности организма играет нормальная микрофлора?
4. Какие физические факторы оказывают влияние на микроорганизмы?
5. Как подразделяют микроорганизмы по отношению их к температурным условиям?
6. Какое действие могут оказывать на микробы химические вещества?
7. Как влияют на микроорганизмы биологические факторы?
8. Как устроен бактериофаг?