Экология микроорганизмов.

Микроорганизмы распространены повсюду. Они заселяют почву, воду, воздух, организмы животных и людей – все это экологические среды обитания. Выделяют свободноживущие и паразитические формы микробов. Там, где есть любые источники энергии: углерод, азот, водород, кислород – обязательно присутствуют микроорганизмы, отличающиеся по физиологическим потребностям и занимающие свои экологические ниши. Титаническая роль м/о в круговороте веществ в природе имеет исключительное значение для поддержания динамического равновесия биосферы. В разных экологических нишах м/о существуют в виде сложных ассоциаций – биоценозов, с различными типами взаимоотношений, обеспечивающих существование многочисленных видов прокариот и различных царств жизни.

Характер взаимоотношений микро- микроорганизмов объединяются понятием симбиоз:

- синергетические взаимоотношения – метабиоз – такой вид взаимоотношений, при котором один вид м/о создает благоприятные условия для развития другого вида;

- антагонизм – взаимоотношения, при которых один вид м/о угнетает развитие другого вида.

Подавление развития конкурирующего вида м/о осуществляют при помощи выделяемых специфических продуктов метаболизма – антибиотиков.

Данные отношения выработались в процессе длительной совместной эволюции в результате борьбы за источники энергии.

Роль м/о в круговороте веществ в природе.

Под круговоротом в-в в природе понимают циклы превращения химических элементов, из которых построены живые организмы. Наибольшее значение в органическом мире имеют обмен углерода(С), кислорода(О), водорода(Н). азота(N), серы(S), фосфора(P), железа(Fe). Этапы кругооборота химических элементов осуществляются микроорганизмами разных групп. Непрерывное существование каждой группы зависит от химических превращений элементов, осуществляемое другими группами м/о. Жизнь на земле непрерывна, поскольку все основные элементы подвергаются циклическим превращениям, в значительной степени определяемых микроорганизмами.

Микрофлора почвы.

Почва является Основным местом обитания микробов. Состав микрофлоры складывается из многих тысяч видов бактерий, грибов, простейших, вирусов. Количество м/о зависит от состава почвы, плотности, влажности, кислотности и т. д. В одном грамме пахотной почвы может содержаться до 10 миллиардов м/о. Среди них преобладают сапрофиты – м/о, перерабатывающие отмершие органические субстраты. Патогенные формы м/о попадают в почву с биологическими выделениями людей, животных, а также с трупами. Почва способна к самоочищению благодаря деятельности м/о, и их различным взаимоотношениям. Дольше всего в почве сохраняются споры патогенных м/о. Возбудители сапронозных инфекций способны самостоятельно длительное время обитать в почве, быть связанными с почвенными и водными м/о, т. е. это природная среда обитания. В это случае источником заражения могут стать почва и вода. Санитарное состояние почвы определяется наличием патогенных м/о и их спор.

Микрофлора воды.

Вода – древнейшее местообитание живых организмов. Большим разнообразием отличаются пресные водоемы. В соленых морских водах обитают галофильные м/о. Количество м/о напрямую связано с содержанием органических веществ. Серьезной экологической проблемой является загрязнение водоемов сточными водами с высоким содержанием органических в-в. Санитарно-гигиеническое состояние воды определяется: - качественно – наличием патогенных м/ и их спор.

- количественно – количеством кишечной палочки.

Количественное определение:

- коли-индекс- количество E. Coli в 1 литре воды;

- коли-титр – количество воды на 1 E. Coli;

- общее количество м/о в 1 миллилитре воды.

Источником загрязнения воды являются живые организмы, почва, промышленные стоки. Возбудители инфекций попадают в водоемы со сточными водами. Велика вероятность их попадания в источники водозабора питьевой воды. Вода имеет существенное значение в патогенезе кишечных инфекций.

Микрофлора воздуха.

Воздух, как среда обитания м/о наименее благоприятен, чем почва и вода – мало органических веществ, действуют факторы УФО, высушивания. Главными источниками загрязнения воздуха микроорганизмами являются почва, вода и живые организмы. В видовом отношении преобладают кокки, споры м/о. Отсутствие циркуляции воздуха приводит к накоплению м/о. Через воздух (аэрогенно) распространяется большое количество респираторных инфекций. Микробиологическая чистота воздуха имеет значение в больничных условиях – операционные, процедурные, перевязочные, стоматологические кабинеты.

Санитарно-эпидемическое значение определения в различных объектах м/о изучает санитарная микробиология.

Влияние физических факторов на м/о и механизм их действия.

Температура.

Жизнедеятельность каждого организма ограничена тремя температурными точками. По температурным режимам м/о разделяют:

- психофилы (холодолюбивые):

min – 0⁰С;

opt - 10⁰-20⁰С;

max - 40⁰С;

- мезофилы – почти все патогенные формы и большое количество сапрофитов:

min – 10⁰С;

opt - 36⁰-37⁰С;

max - 45⁰С;

- термофилы (теплолюбивые):

min – 30⁰С;

opt - 55⁰-75⁰С;

max - 90⁰С.

При отклонении температуры от оптимального значения снижается уровень метаболизма м/о и они впадают в состояние анабиоза. Гибель любых м/о наступает при воздействии температуры 165⁰-175⁰ С в течении часа.

Высушивание.

Для нормальной жизнедеятельности любого организма нужна вода. Высушивание приводит к обезвоживанию цитоплазмы и нарушению целостности мембраны (оболочки). М/о достаточно быстро погибают от потери воды. Наиболее устойчивы к фактору высушивания являются споры. Отдельные виды м/о выработали в процессе эволюции защитные механизмы и могут сохраняться в окружающей среде длительное время.

Лиофильная сушка – культуру м/о замораживают до -270⁰С и высушивают в условиях вакуума.

Ионизирующая радиация.

УФ лучи инактивируют ферменты клетки и разрушают геном. Особенно чувствительны к УФО патогенные м/о. Губительной является длина волны 200-400нм.

Другие виды лучистой энергии: рентгеновское излучение, альфа, бета и гамма лучи оказывают губительное воздействие только в больших дозах. Действие проявляется в разрушении нуклеоида клетки. Малые дозы радиации наоборот стимулируют рост м/о и повышают степень изменчивости м/о.

Ультразвук.

Под действием ультразвука (высокая частота) внутри клетки м/о возникает высокое давления, что приводит к разрыву клеточной стенки.

Давление.

Фактор давления сам по себе не оказывает никакого действия на м/о в виду их незначительных размеров. Многие м/о способны сохраняться при давлении до 900 атмосфер. При комплексном воздействии на м/о, давление имеет значение.

Химические факторы.

Влияние на м/о различных химических веществ зависит от следующих факторов:

- химическая формула или состав в-ва;

- его концентрация;

- время экспозиции или воздействия.

Одно и тоже химическое в-во в малых дозах является источником питания, а в больших дозах оказывает губительное действие на м/о. Примерами таких в-в является пищевая сода, соль, известь, кислоты и др. Многие химические в-ва используют в медицинских целях в качестве дезинфицирующих и антисептических средств.

Биологические факторы.

В качестве биологических факторов выступают сложные симбиотические взаимоотношения между микроорганизмами: метабиоз и антагонизм.