Лекция №2 Классификация микроорганизмов.

Типы взаимоотношений микро- и макроорганизмов.

Принципы классификации и номенклатуры микроорганизмов.

Микроорганизмы представлены доклеточными (ви­русами — царство Virae) и клеточными (бакте­риями, архебактериями, грибами и простей­шими) формами жизни. Клеточные формы жизни представлены прокариотами (бактери­ями), которые не имеют оформленного ядра и организованных органелл, и эукариотами (грибами и простейшими), клетки которых имеют ядро с ядерной оболочкой и ядрыш­ком. а цитоплазма состоит из высокоорга­низованных органелл (митохондрии, аппарат Гольджи и др.).

Различают следующие таксономические категории микроорганизмов: домен, царство, отдел, класс, порядок, семейство, род, вид, под­вид и др. Царства микроорганизмов объеди­нены в три домена (или империи) — Bacteria, Archaea и Eukarya:

• домен Bacteria включает прокариоты, являющиеся настоящими бактериями (эубактериями);
• домен Archaea включает прокариоты, являющиеся археями, или архебактериями;
• домен Eukarya включает царства Protozoa (простейших), Eumycota (настоящих грибов) и Chromista (хромовиков) новое царство, образованное в результате реклассификации некоторых простейших и грибов из более раннего устаревшего таксона — царства грибов (Fungi, Мусоs).

Одна из основных таксономических категорий — вид (species), т.е. совокупность особей, объединенных по близким свойствам, но отли­чающихся от других представителей рода.

Название вида бактерий соответствует бинарной номенклатуре, т.е. состоит из двух слов. Например, возбудитель сифилиса пишется как Treponema pallidum. Первое слово — название рода и пишет­ся с прописной буквы, второе слово обозначает вид и пишется со строчной буквы. При повторном упоминании вида родовое название сокращается до начальной буквы, например: Т. pallidum.

Для микроорганизмов принята в 1980 г. единая международная классификация, в основе которой лежит система, предложенная американским ученым Берджи.

Для того чтобы определить, к какому виду относится микроорганизм, необходимо с помощью различных методов изучить его особенности (форму клетки, спорообразование, подвижность, ферментативные свойства) и по определителю найти его систематическое положение – идентифицировать.

Внутри вида существуют варианты: морфоварианты отличаются по морфологии, биоварианты - по биологическим свойствам, хемоварианты - по ферментативной активности, сероварианты - по антигенной структуре, фаговарианты - по чувствительности к фагам.

Классификация микроорганизмов по патогенности

Патогенность – потенциальная способность микроорганизма вызывать то или иное заболевание.

Выделяют патогенные, условно-патогенные микроорганизмы и сапрофиты.

Фактически все возбудители инфекционных заболеваний являются патогенными, но чтобы вызвать заболевание, они должны обладать вирулентностью – это степень патогенности конкретного микроорганизма, т.е. это индивидуальный признак. Патогенность и вирулентность – это различные понятия. Микроорганизм считается вирулентным, если он при внедрении в организм животного, даже в малых дозах, вызывает развитие инфекционного процесса.

Вирулентность – это величина, которая подвергается измерению. За единицу измерения вирулентности условно приняты летальная и инфицирующая дозы. Минимальная летальная доза (DLM) – это наименьшее количество живых микробов или их токсинов, вызывающее за определенный срок гибель большинства животных одного вида, взятых в опыт.

У одного и того же микроорганизма вирулентность может значительно колебаться в зависимости от ряда биологических, физических и химических факторов, воздействующих на него. Вирулентность микроорганизма можно усилить или ослабить искусственными приемами.

Вирулентность микроорганизмов тесно связана с токсигенностью и инвазивностью. Токсигенность – это способность микроорганизма образовывать токсины, которые отрицательно воздействуют на макроорганизм, изменяя его метаболические функции. Токсигенность обеспечивается способностью микроорганизмов синтезировать ряд веществ с токсическими функциями. Инвазивность – способность микроорганизма преодолевать защитные барьеры организма, проникать в органы, ткани и полости, размножаться в них, подавлять защитные средства макроорганизма. Инвазионные свойства патогенных бактерий обеспечиваются за счет микробных ферментов (гиалуронидаза), капсул, специальных структур клетки, обладающих антифагоцитарным и адгезивным действием.

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:

1. СП 1.3.2322-08 регламентирует работу с III-IV группой патогенности (Найти СП в интернете и законспектировать пункт 2.4. Требования к проведению работ в лаборатории!!!!!!!!!!!!!)
2. СП 1.3.1285-03 для работы с I-II группой патогенности

Наиболее опасные микроорганизмы классифицированы в 1 и 2 группу патогенности, менее опасные в 3 и 4 (по классификации ВОЗ наоборот):

Типы взаимоотношений микро- и макроорганизмов.

Микроорганизмы жёстко конкурируют между собой. Это связано с тем, что обитающие в конк­ретном биоценозе микробы обладают принципиально сходными потребностями в источниках энер­гии и питания. Каждый микроорганизм приспосабливается не только к неживым субстратам, но и к другим окружающим его организмам. Подобная адаптация иногда приводит к приобретению особых метаболических свойств, наделяющих обладателя способностью занимать специфические ниши. Значительная часть бактерий участвует в конкурентной борьбе, адаптируясь к сосуще­ствованию с другими формами жизни либо вступая с ними в противодействие.

Симбиоз— совместное длительное существова­ние микроорганизмов в долгоживущих сообществах. Взаимоотношения, при которых микроор­ганизм располагается вне клеток хозяина (более крупного организма), известны как эктосим­биоз; при локализации внутри клеток — как эндосимбиоз. Типичные эктосимбиотические микробы — Escherichia coli (кишечная палочка), бактерии родов Bacteroides (бактероиды) и Bifidobacterium (бифидобактерии), а также другие представители кишечной микрофлоры. Как пример эндосимбиоза можно рассмат­ривать плазмиды, обеспечивающие, например, резистентность бактерий к ЛС. Симбиотические отношения также разделяют по выгоде, получаемой каждым из партнёров.

Мутуализм — взаимовыгодные симбиотические отношения. Так, микроорганизмы вырабатывают БАВ, необходимые организму хозяина (например, витамины группы В). При этом обитающие в макроорганизмах эндо- и эктосимбионты защищены от неблагоприятных условий среды (высыхания и экстремальных температур) и имеют постоян­ный доступ к питательным веществам.

Комменсализм — разновидность симбиоза, при которой выгоду извлекает только один парт­нёр, не принося «видимого» вреда другому. Микроорганизмы-комменсалы колонизируют кожные покровы и полости организма человека (например, ЖКТ), не причиняя «видимого» вреда; их совокупность — нормальная мик­робная флора (естественная микрофлора). Типичные эктосимбиотические организмы-комменсалы — кишечная палочка, бифидобактерии, стафилококки, лактобациллы. Многие бак­терии-комменсалы принадлежат к условно-патогенной микрофлоре и способны при опреде­лённых обстоятельствах вызывать заболевания макроорганизма (например, при внесении их в кровоток во время медицинских манипуляций).

Антагонистический симбиоз — симбиотические отношения, наносящие хозяину более или менее выраженный вред; его крайнее проявление — паразитизм. Если микроорганизмы-сапрофиты ути­лизируют мёртвые органические субстраты, то паразитические виды живут за счёт живых тка­ней растений или животных. Проникая в организм хозяина, они могут вызывать у него заболе­вание, поэтому их обозначают как патогенные микроорганизмы.

Паразитические микроорганизмы разделяют на внутри- и внеклеточные. Внутриклеточные паразиты — вирусы, риккетсии и хламидии. Внеклеточные паразиты — большинство бактерий и простейших.

Факультативные паразиты. В зависимости от внешних условий некоторые микроорганиз­мы могут вести себя как паразиты, либо как сапрофиты. Поэтому их так и называют — факультативные паразиты. К ним относят большинство условно-патогенных бактерий.

Облигатные паразиты полностью утратили собственные метаболические возможности и живут, разрушая ткани хозяина.

Ситуации, когда один микроорганизм угнетает развитие другого, известны как микробный антагонизм и отражают сложившиеся эволюционно фор­мы борьбы микроорганизмов за существование (то есть за источники питания и энергии). Антагонистические взаимоотношения особенно выражены в местах естественного обитания большого числа различных видов и типов микроорганизмов (например, в почве или ЖКТ), имеющих одинаковые пищевые и энергетические потребности. При этом воздействие на конкурента мо­жет быть пассивным или активным. В первом случае микроорганизмы быстрее утилизируют субстрат, лишая соперника «сырьевых ресурсов»; во втором — «объявляют войну до полного уничтожения». Формы истребления могут быть вариабельными — от банального поглощения более мелких видов до выделения высокоспецифичных продуктов, токсичных для конкурентов.

Антибиотики — вещества природного или полусинтетического происхождения, подавляющие рост живых клеток, чаще всего прокариотических или простейших. Биологический смысл образования антибиотиков — подавление жизнедеятельности микробов-конкурентов. В частности, действие антибиотиков грибковой природы обычно направлено против бактерий, а бактериальной — про­тив грибов и даже простейших. Было установлено, что антибиотики образуются также в расти­тельных и животных тканях.

Антибиотики растительного происхождения защищают растения-продуценты от патоген­ных микроорганизмов, а также подавляют жизнедеятельность других растений, конкурирую­щих за основные источники питания. К антибиотикам растительного происхождения относят фитонциды — эфирные масла, подавляющие жизнедеятельность многих микроорганизмов. Препараты, содержащие фитон­циды лука, чеснока, хрена, алоэ, перца и других растений, нашли широкое применение в народной медицине; их использование в традиционной медицине ограничивают трудности получения хорошо очищенных и стойких лекарственных форм.

Антибиотики животного происхождения. Наиболее известен лизоцим, который содержится в белке куриных яиц, слюне, слёзной жидкости и различных тканях. Лизоцим — фермент, поврежда­ющий муреиновый слой бактерий.