По характеруобразующихся взаимоотношений выделяют собственно симбиоз, метабиоз, сателлитизм и синергизм

Собственно симбиоз - такой тип взаимоотношений между микроорганизмами, когда два или более их вида при совместном развитии создают взаимовыгодныеусловия для развития друг друга. Примером собственно симбиоза являются взаимоотношения цианобактерий и микроскопических грибов, наблюдающиеся в лишайнике. Оба организма - и цианобактерий, и грибы - способны к самостоя­тельному существованию, но только в условиях чрезвычайного дефицита пита­тельных веществ и крайних пределах увлажнения или высыхания формирующая­ ся их ассоциация приводит к взаимному выигрышу. Польза, получаемая грибом от симбиоза в таких условиях, очевидна: он использует продукты метаболизма циа­нобактерий как источник органических питательных веществ. Кроме того, циа­нобактерий способны фиксировать атмосферный азот, который используется и грибом. Вклад гриба в ассоциацию состоит в том, что он облегчает поглощение воды и минеральных веществ, а также защищает фотосинтезирующего партнера от высыхания и избыточной интенсивности света.

Метабиоз - тип взаимоотношений, при котором пользу из них извлекает толь­ ко один партнер, не причиняя вреда другому; чаще всего один организм развива­ется за счет продуктов жизнедеятельности другого, как бы продолжая начатый им процесс. Например, аммонифицирующие бактерии разлагают органические азот­содержащие соединения с образованием аммиака, который является субстратом для развития нитрификатов. Последние окисляют аммиак до нитритов и нитратов, выступающих акцепторами электронов при нитратном дыхании денитрифициру­ющих бактерий. Таким образом, часто метабиотические отношения микроорга­низмов лежат в основе круговорота биогенных элементов в природе.

Сателлитизм является разновидностью метабиоза, при которой развитие од­ного микроорганизма стимулируется другим за счет выделения последним факто­ров роста (витамины, аминокислоты, азотистые вещества). Так, сарцины, проду­цирующие различные витамины и аминокислоты, способствуют росту и размно­жению уксуснокислых бактерий, которые более требовательны к содержанию и составу субстрата.

При синергизме члены ассоциации стимулируют развитие друг друга за счет выделения продуктов жизнедеятельности. Примером синергизма могут служить взаимоотношения между молочнокислыми бактериями и дрожжами в кумысе, хлебном квасе, кислом ржаном тесте. Бактерии образуют молочную кислоту, кото­рая создает кислую среду, благоприятную для развития дрожжей. Кроме того, мо­лочная кислота служит хорошим источником углеродного питания. В свою очередь дрожжи стимулируют развитие молочнокислых бактерий, устраняя избыток мо­лочной кислоты и обогащая субстрат витаминами. Отмирающие клетки дрожжей содержат много белков, являющихся хорошим источником азота для бактерий.

Конкурентные взаимоотношения предполагают невозможность сосуществова­ния двух видов микроорганизмов, обусловленную борьбой за источники питания или другие факторы среды. Среди конкурентных взаимоотношений выделяют ан­тагонизм, хищничество и паразитизм.

Антагонизм какформа конкурентных взаимоотношений может возникать:

• присовместном развитии микроорганизмов разных видов, нуждающихся в одних и тех же питательных веществах. Активно размножающиеся клетки первыми поглощают питательные вещества и занимают пространство. Например, флуоресцирующие псевдомонады за счет синтеза сидерофоров поглощают ионы же­леза, тем самым ограничивая рост других бактерий;

• образовании микроорганизмами веществ (органические кислоты, спирты и др.), которые изменяют среду, делая ее непригодной для развития других микро­организмов. Характерным примером являются взаимоотношения между молочно­кислыми и гнилостными бактериями в молоке.

• продуцировании веществ, обладающих бактерицидным или бактериостатическим действием по отношению к другим микроорганизмам (антибиотики, бактериоцины).

Хищничество - форма взаимоотношений, при которых одна группа микроор­ганизмов использует клетки других в качестве питательного субстрата. Это редко встречающийся тип взаимоотношений у микроорганизмов. Между хищником и жертвой существуют только пищевые, но не пространственные отношения. При­мером могут служить миксобактерии, лизирующие с помощью выделяемых ими экзоферментов бактерии других видов. Образующиеся при этом питательные ве­щества используются ими для жизнедеятельности.

Паразитизм как форма взаимоотношений предполагает существование одно­го вида (паразита) в клетках другого (хозяина) и использование его как источника питания и среды обитания. Хозяин для паразита является средой обитания перво­го порядка, именно через хозяина происходит регуляция взаимоотношений пара­зита с внешней средой. Отсюда следует основное отличие паразитизма от других типов биотических связей: опосредованное влияние на состояние экосистем не за счет трофических, а за счет патогенных их воздействий на популяции хозяина. Примером таких взаимоотношений в мире микроорганизмов могут служить бакте­риофаги, не способные к активному существованию вне бактерии-хозяина.

4. В природных условиях микроорганизмы образуют сложно взаимодействующие между собой популяции, среди которых еще С. Н. Виноградский выделил два ти­па: автохтонные (местные) и аллохтонные (зимогенные). Автохтонные микроор­ганизмы обычно встречаются в данной экосистеме в значительных количествах, которые относительно постоянны во времени. Аллохтонные микроорганизмы - нетипичные представители данной экосистемы. Их численность подвержена зна­чительным колебаниям, зависящим от наличия источников питания, или ограни­чена действием других лимитирующих факторов. Биоценозы, в состав которых входят только представители микрофлоры, называются микробоценозами.

При исследовании микробоценозов существуют специфические методы опре­деления как минимум двух их особенностей, позволяющие проводить количе­ственный анализ и определять видовое разнообразие.

Для количественной оценки, прежде всего, используются методы прямого подсчета клеток микроорганизмов под микроскопом. Основное достоинство мето­да — простота выполнения, однако во многих природных материалах (вода, почва) клетки микроорганизмов прикреплены к частицам детрита и плохо различимы при микроскопии.

При изучении особенностей поведения микроорганизмов в природных популяциях существенное значение имеет определение связей между отдельными чле­нами сообщества и взаимодействия сообщества с окружающей средой. Совре­менным подходом для этого являются методы, основанные на достижениях молекулярной биологии, которые в применении к микробоценозам позволили сформировать новое направление - молекулярную экологию, изучающую генотипическое разнообразие всех представителей определенного природного сообщества. Принцип молекулярной экологии - изучение биоразнообразия без выделения микроорганизмов, а только на основании анализа отдельных элементов их гене­тического материала.

Характер взаимоотношений микроорганизмов с различными микроорганизма­ми определяется посредством формирования соответствующих биотических свя­зей, причем один многоклеточный организм вступает в связь с несколькими мик ­ роорганизмами одновременно.

Тесное сожительство микроорганизмов с растениями и животными в широком смысле. Называется симбиозом (от греч. symbiosis - совместная жизнь). При дли­тельном сосуществовании между микро - и макроорганизмом происходит процесс ихсовместной коэволюции. Это приводит к увеличению генетической пластично­сти популяции, переносу генов и т. п. На примере энтеробактерий показано, что в симбиотических популяциях их клетки более разнообразны, чем в свободноживущих.

В популяциях микросимбионтов наблюдается одновременное присутствие клеток как симбиотически активных, так и асимбиотических. Такое явление полу­чило название экотипического полиморфизма и связано с наличием или отсут­ствием «симбиотических генов», которые могут быть компактно локализованы на хромосомах, образуя «островки патогенности», или находиться на специальных плазмидах.

Виды симбиоза:

• мутуализм или взаимовыгодный симбиоз;

• паразитизм - один из партнеров по симбиозу испытывает вредное воздей­ствие другого;

• комменсализм - микроорганизмы питаются за счет своего хозяина, не нано­ся ему особого ущерба.

Между видами симбиоза существуют переходные формы взаимоотношений. Иногда трудно определить, является ли данный тип взаимоотношений мутуалистическим или паразитическим.

При тесном сожительстве микроорганизмов с макроорганизмами могут скла­дываться также различные пространственные отношения. Если микроорганизм находится вне клеток макроорганизма, то говорят об экзосимбиозе, а если внут­ри клеток и тканей - об эндосимбиозе. Макроорганизм обычно называют хозяи­ном.

Примером взаимовыгодных, или мутуалистических, взаимоотношений, отно­сящихся к типу эндосимбиозов, при которых клетки микроорганизмов находятся в клетках и тканях макроорганизма является симбиоз клубеньковых бактерий с бо­бовыми растениями. Одним из примеров взаимовыгодных экзосимбиозов являет­ся симбиоз микроорганизмов и жвачных животных.

5. Инфекции (инфекционный процесс) - комплексный патологический процесс

Возникающий в результате взаимодействия патогенных микроорганизмов с макроорганизмом, сопровождающийся повреждением тканей, нарушением функции его органов и систем и последующим развитием ответных защитно-приспособительным реакций.

•Условия возникновения инфекционного процесса

Для возникновения инфекционного процесса необходимы три основных условия: патогенный возбудитель, способность его к проникновению во внутренние среды организма. Причем активность инфекционного процесса, его интенсивность зависят от эффективности действия трех названныхусловий. Интенсивность инфекционного процесса при первом условии зависит от дозы и вирулентности возбудителя, при втором – от состояния естественных барьеров макроорганизма и места проникновения возбудителя, при тре­тьем - от внутренних и внешних факторов.

Место проникновения микроба в организм обозначается как входные ворота инфекции.

Облигатно-патогенные микроорганизмы (например, возбудители особо опас­ных инфекций - чумы, сибирской язвы и др.) обладают высокой вирулентностью, факторами подавления и преодоления естественных барьеров иммунитета. Для защиты от них требуется предварительная активация системы иммунитета, ин­дукция антител и/или иммунных Т-клеток, обладающих способностью резко уси­ливать иммунные реакции.

Условно-патогенные микробы могут индуцировать инфекционный процесс в организме с нормальными защитными механизмами лишь тогда, когда соотноше­ние инфицирующей дозы на единицу защитного фактора (например, на один фа­гоцит) будет превышать некий критический уровень. На практике инфекции, вызы­ваемые условно-патогенными микробами, возникают обычно у людей с дефици­тами в системе иммунитета, когда для этого достаточно небольшой дозы микро­организмов, не вызывающей заболевания у людей с нормальной иммунной си­стемой.

Собственно инфекционная болезнь - это частное проявление инфекционного процесса, крайняя степень его развития.

Инфекционные болезни - это обширная группа заболеваний человека, вы­зываемых патогенными вирусами, бактериями, риккетсиями и простейшими. Они развиваются вследствие взаимодействия макроорганизма и микроорганизма, каждый из которых обладает собственной биологической активностью. В настоя­щее время инфекционные болезни - одна из ведущих причин смертности.

В течение последних десятилетий установлена прямая или непрямая роль ря­да возбудителей в развитии некоторых хронических и онкологических заболева­ний, например, вирус папилломы человека может приводить к раку шейки матки; вирусы гепатита А и С - к гепатоцеллюлярной карциноме и узелковому периартерииту; вирус Эпштейна-Барра - к лимфоме Беркитта. Практически установлена роль Н. pylori в этиологии язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной киш­ки, это привело к кардиальному пересмотру подходов к лечению этой патологии Доказана также роль Н. pylori в развитии рака желудка. В последние годы активно изучается инфекционная природа атеросклероза. Потенциальными «возбудите­лями» этого заболевания считают С. trachomatis, Н. pylori, цитомегаловирусы, ви­русы простого герпеса

6. Эпидемический процесс - процесс возникновения и распространения среди населения специфических инфекционных состояний (заболеваний), вызванных циркулирующими вколлективе возбудителем.

Основными составными частями эпидемическою процесса являются ис­точник инфекции; механизмы, пути и факторы передачи; восприимчивость коллектива.

Выделяют три степени интенсивности эпидемического процесса:

- спорадическая _: при которой заболеваемость определенной нозологической формы на данной территории и в данный промежуток времени не превышает обычный уровень при этом случаи заболевания не имеют между собой видимой эпидемической связи;

- эпидемия, во время которой заболеваемостьданной нозологической формой значительно превышает уровень спорадической заболеваемости; заболевание распространяется на обширные территории;

- вспышка - «маленькая эпидемия», ограниченное по времени и территории увеличение заболеваемости в сравнении с обычным уровнем, при этом случаи заболевания обычно связаны между собой единой эпидемической цепью;

- пандемия - максимальное увеличение заболеваемости, болезнь распростра­няется на континенты и может охватить весь земной шар.

Эндемическое заболевание (эндемия) - заболевание, характерное лишь для данной местности.

Источник инфекции - место естественного пребывания, размножения и вы­деления в окружающую среду возбудителя. Источником инфекции может быть че­ловек (больной или носитель) или больное животное.

Перемещения возбудителя из источника инфекции в восприимчивый организм, который обеспечивает сохранение возбудителя как биологического вида в приро­де, осуществляется с помощью четырех механизмов передачи.

1. Аэрозольный механизм передачи является специфическим для возбудите­лей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых являются дыхательные пути.

2. Фекально-оральный механизм передачи является специфическим для воз­будителей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых яв­ляется желудочно-кишечный тракт.

3. Трансмиссивный механизм передачи является специфическим для возбуди­телей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых является кровь.

4. Контактный механизм передачи является специфическим для возбудите­лей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых являются наружные покровы.

По специфической среде обитания возбудителя выделяют три класса ин­фекционных болезней.

Это антропонозы - источник обитания и заражения - человек; по характеру взаимоотношения возбудителя с организмом человека здесь выделяют следую­щие подгруппы инфекций:

- кишечные с кишечной локализацией возбудителей и фекально-оральным механизмом передачи (брюшной тиф, гепатит А);

- респираторные с локализацией возбудителей в дыхательных путях и аэро­зольным механизмом передачи (корь, краснуха);

- кровяные с локализацией возбудителей в крови и трансмиссивным механиз­мом передачи (сыпной тиф);

- наружных покровов с локализацией возбудителей на кожных покровах и наружных слизистых оболочках и контактным механизмом передачи (прямой и косвенный контакт);

- «вертикальные», для возбудителей которых характерным является верти­кальный механизм передачи от матери плоду (сифилис).

Зоонозы: основной резервуар возбудителя - животные и членистоногие. Зоонозы делятся на болезни домашних (бруцеллез, ящур), синантропных животных (грызуны) и болезни, вызываемые дикими животными (туляремия, бешенство).

Сапронозы - основной резервуар возбудителя - объекты окружающей среды (почва, вода и др.); среди сапронозов выделяют водные (холера), почвенные (столбняк), зоофильные - сапрозоонозы (сибирская язва, лептоспироз).

Разнообразие форм инфекционного процесса зависит от условий инфициро­вания, биологических свойств возбудителя, его локализации в организме, особен­ностей макроорганизма и других факторов.

По происхождению различают экзогенную инфекцию, которая возникает при заражении микробами извне и эндогенную инфекцию вызванную микроорганиз­мами, находящимися в самом макроорганизме.

В зависимости от локализации возбудителя различают очаговую (местную, локальную) инфекцию при которой возбудитель остается в местном очаге и не распространяется по всему организму, и генерализованную инфекцию, при кото­рой микроорганизмы распространяется по всему макроорганизму. Однако, при определенных условиях (снижении резистентности организма), местный процесс может стать этапом генерализованного процесса.

7. По распространенности микроорганизмов в организме выделяют следующие формы.

бактериемия - состояние, при которых возбудитель находится в крови, но не размножается в ней.

септицемия возникает тогда, когда кровь служит местом обитания и размно­жения микробов. При возникновении во внутренних органах отдаленных гнойных очагов развивается септикопиемия.