Гетеротрофные микроорганизмы это стрептококки

Многие слышали о существовании стрептококковой инфекции и даже с ней сталкивались. Но мало кто серьезно задумывался, что собой представляет стрептококк, что это такое? А ведь знание особенностей жизни и деятельности врага – это уже половина победы. Стрептококками занимается наука микробиология. В ней, как и в любой другой области знаний, много сложных и непонятных терминов. В данной статье мы попробуем доступным языком рассказать о том, чем опасен стрептококк, что это такое, можно и нужно ли с ним бороться и какими методами осуществляется терапия.

Человек ежедневно и ежесекундно сталкивается с тысячами микроорганизмов, рассмотреть которые можно только под микроскопом. Ярким представителем этой огромной армии паразитов является и стрептококк. Что это такое, а может, кто? К какому типу живых существ его отнести? Начнем по порядку.

- анаэробные (т. е. прекрасно обходятся без кислорода);

- грамположительные (термин имеет отношение не к весу, а к окрашиванию бактерии по методу ученого Грама) – это свойство используют для диагностики заболеваний;

- хемоорганотрофные (питаются органикой);

- аспорогенные (не образуют спор);

Особенности жизнедеятельности

Самый большой вред от стрептококков состоит в том, что они выделяют очень опасные токсины, вызывающие отравление организма жертвы и даже способные привести к смерти.

Какие бывают стрептококки

Есть несколько общепризнанных классификаций. По Брауну и Шоттмюллеру, вся армия стрептококков делится на 3 основные группы:

Стрептококки группы А

Гемолитический стрептококк: что это такое

ангину;
скарлатину;
рожу;
импетиго (болезнь кожи);
эндокардит инфекционный;
абсцессы (брюшной полости, головного мозга);
менингит, сепсис новорожденных;
постродовой сепсис;
различные инфекции мочеполовой системы.

Также существует альфа-гемолитический стрептококк. Что это такое? Это тот же гемолитический стрептококк (зеленящий), только он разрушает эритроциты частично. Может показаться, что этот вид менее опасен. На самом деле он вызывает такие опаснейшие заболевания, как:

абсцессы брюшины и головного мозга;
периодонтит;
эндокардит инфекционный;
пневмония;
менингит.

Эти стрептококки, как уже говорилось выше, умеют менять цвет среды с красного на зеленый.

Есть еще гамма-гемолитический стрептококк. Что это такое? Так назвали бактерии, которые совсем не разрушают эритроциты и не меняют вокруг себя среду агара (так называемые негемолитические). Но и они способны вызвать ряд заболеваний:

эндокардит инфекционный;
синусит;
инфекции в ранах.

Стрептококковая ангина

Вообще, ангина – понятие широкое, означающее любое воспаление горла. Оно может быть вызвано не только стрептококками, но и другими вирусными и бактериальными возбудителями. Давайте обсудим, что делать, если обнаружен стрептококк в горле, что это такое и как не ошибиться с диагностикой, ведь от этого зависит способ лечения. Точный вердикт может вынести только врач по результатам микробиологического анализа (мазок). Он берется стерильным тампоном из зева. Кроме этого, есть два экспресс-теста, но мазок является самым точным. Заразиться стрептококковой ангиной можно только при контакте с больным, если не соблюдаются меры предосторожности. Основные симптомы:

боли в горле, особенно во время глотания;
температура;
общая слабость, озноб;
болезненность шейных узлов;
отек слизистых;
белый или гнойный налет на миндалинах и в горле;
в редких случаях боли в животе.

Заболевание при правильном лечении длится до 5 дней. Лекарства нужно подобрать таким образом, чтобы не страдали почки и суставы.

Чаще всего больным выписывают антибиотики перорально, а в особых случаях подкожно. Для уменьшения болей в горле используют спреи или полоскания антисептиками, отварами ромашки, раствором соды пищевой.

Стрептококковые заболевания кожи

Некоторых пациентов врачи направляют сдать анализ на стрептококк СПП. Что это такое? Да все те же бактерии-кокки. Правильнее эту группу назвать Streptococcus SPP. В нее входят уже знакомые нам пиогенные стрептококки, являющиеся причиной возникновения очень многих заболеваний, а также Streptococcus pneumoniae, вызывающий пневмонию, менингит, бронхит, заражение крови, и Streptococcus mutans, ответственный за возникновение кариеса и эндокардита.

К стрептококковым болезням кожи относятся импетиго и рожа.

Рожу также вызывают пиогенные стрептококки. Заболевание возникает вследствие проникновения бактерий в подкожную клетчатку. Причины – различные нарушения целостности кожи, от порезов до укусов насекомых. Симптомы:

покраснение, болезненность, опухание пораженного участка кожи;
озноб;
лихорадка.

Одним из неприятнейших свойств патологии является возможность рецидивов спустя много лет после кажущегося излечения.

Пневмония

Данное заболевание имеет несколько разновидностей, в зависимости от возбудителя. Стрептококковая пневмония – одна из самых опасных. Вызывается она проникновением в легкие стрептококков Pneumoniae. Подхватить заразу можно, вдыхая воздух, в котором содержатся патогенные бактерии. Начинается пневмония внезапно, но бывают случаи ее постепенного развития. Симптомы:

высокая температура;
кашель;
боли в груди;
одышка;
лихорадка;
гнойный выпот (скопление гноя в легких) – этот процесс имеет стойкую тенденцию нарастать, и если срочно не принять меры, в легких образуются спайки.

Диагностируют пневмонию рентгенографией, а также тестированием выделяемых мокрот. Лечат антибиотиками и кортикостероидами, как правило, необходим комплексный подход. Схему терапии разрабатывает только квалифицированный специалист! Без правильного лечения пневмония нередко приводит к смерти.

Стрептококк агалактия: что это такое

сонливость;
вялое сосание;
дыхательная недостаточность;
гипотония артерий;
бактериемия (в крови присутствие бактерий);
пневмония либо менингит.

У рожениц стрептококковый сепсис проявляется в болезненности и вздутии живота, бактериемии. Иногда начинаются менингит и/или эндокардит инфекционный.

У всех категорий граждан стрептококки группы В вызывают такие болезни:

менингит;
бронхопневмония;
артрит гнойный;
воспаления органов мочеполовой системы;
остеомиелит;
абсцессы таза, брюшины и другие.

Стрептококки групп С и D

В незначительном количестве у людей обнаруживаются стрептококки других групп. Бактерии, принадлежащие к группе С, являются бета-гемолитическими и вызывают те же болезни, что и патогены A-группы. К группе D относят и стрептококки, и энтерококки. Они вызывают заболевания в основном у пожилых, ослабленных болезнями людей и у тех, кто благодаря бесконтрольному приему антибиотиков нарушил в организме баланс микрофлоры.

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

МИКРОБИОЛОГИЯ

Вопросы и ответы

Микробиология

Пособие для самоподготовки к итоговому занятию по разделу

Ответственный за выпуск и главный редактор esclkm (alexander1964@tut.by)

Вопросы 1-43 набрал esclkm и Vano

Вступительное слово:

Никто не сказал, что здесь есть хоть слово правильное, как и не сказал обратного… Пособие было напечатано в экстренном стреме перед колком… использовали все то, что попадалось под руки…

Esclkm

Лицензионное соглашение:

1. Приобретая данное пособие, Вы автоматически соглашаетесь со всеми условиями данного договора.

2. Коллектив авторов не несет ответственности за все возможные ошибки, которые могут встречаться в данном документе и отсутствие необходимого материала – у студентов данного ВУЗа должна быть своя голова на плечах.

3. Материал не может быть использован в качестве шпаргалок, а лишь в целях самоподготовки к коллоквиуму.

4. Обо всех найденных ошибках, Вы можете доложить коллективу авторов, для того, чтобы другие не наступили на эти же грабли.

5. Распространение, копирование или редактирование материалов только с согласия всех авторов. При распространении Вы должны указать размер тиража. При копировании дать ссылку на данный документ и на наш сайт. При печати документа печать данной страницы и обложки обязательна.

6. Все набрано своими руками! Любое сходство с другими разработками является случайным.

7. Главный редактор оставляет за собой право менять оформление и вносить коррективы в содержание документа без предупреждения.

8. Вопросы не являются точной копией вопросов коллоквиума. При написании вопросов коллоквиума преподаватели кафедры нормальной физиологии не советовались с коллективом авторов.

9. Ваши пожелания будут учтены при наборе последующих ВиО.

10. Читая и используя данный материал вы не имеете никаких притензий к авторам…

Используемая литература:

Конспект лекций;
Компьютерный вариант лекций Каскевича Л.И.;
Борисов.
и прочая попавшаяся под руки литература

Содержание:

1. Стафилококки, общая характеристика. Роль в патологии человека. Факторы патогенности и механизмы патогенеза стафилококковых инфекций. Микробиологическая диагностика. Профилактика и лечение. 5

2. Стрептококки, классификация. Общая характеристика. Факторы патогенности. Антигенная структура. Патогенез, иммунитет, микробиологическая диагностика стрептококковых инфекций. 6

3. Классификация нейссерий. Менингококки, общая характеристика. Менингококковые инфекции, механизмы патогенеза, иммунитет, методы диагностики, профилактика. ИДС. 8

4. Гонококки, общая характеристика. Механизмы патогенеза и иммунитет. Микробиологическая диагностика острой и хронической гонореи. 9

5. Общая характеристика семейства энтеробактерий. 11

6. Общие принципы бактериологической диагностики острых кишечных инфекций (ОКИ). Питательные среды для энтеробактерий. Классификация, принципы работы, применение. 11

7. Материалы для исследования при ОКИ: методы взятия и характер материала в зависимости от клинической формы болезни и этапа патогенеза. 12

8. Общие принципы серологической диагностики ОКИ. 13

9. Кишечная палочка, общая характеристика. Биологическая роль кишечной палочки. Заболевания, вызываемые эшерихиями. 13

10. Сальмонеллы. Общая характеристика. Представители рода. Серологическая классификация по Кауфману-Уайту. Молекулярно-биологическое типирование. 14

11. Возбудители брюшного тифа, паратифов А и В, общая характеристика. Фаготипирование. Vi-антиген и его значение. 15

12. Механизмы патогенеза и методы микробиологической диагностики брюшного тифа и паратифов. 15

13. Иммунитет при брюшном тифе. Серологическая диагностика брюшного тифа и паратифов. Специфическая профилактика. 16

14. Этиология пищевых интоксикаций и токсикоинфекций бактериальной природы. Материалы и методы диагностики. 16

15. Сальмонеллезы. Характеристика возбудителей и методы диагностики. Внутрибольничный сальмонеллёз. 17

16. Возбудители дизентерии. Классификация. Характеристика. Патогенез, иммунитет к дизентерии. Методы микробиологической диагностики острой и хронической дизентерии. 18

17. Клебсиеллы. Классификация, общая характеристика. Патогенез, иммунитет, методы микробиологической диагностики клебсиеллёзов. 19

18. Синегнойная палочка, общая характеристика, факторы патогенности. Роль в патологии человека. 19

19. Возбудители кишечного иерсиниоза, общая характеристика. Патогенез. Методы диагностики иерсиниоза. 20

20. Возбудитель дифтерии, общая характеристика. Отличия от непатогенных коринебактерий. Механизмы патогенеза. Методы микробиологической и молекулярно-биологической диагностики дифтерии. 21

21. Дифтерийный токсин и его свойства. Анатоксин. Иммунитет при дифтерии и его характер. Определение напряженности антитоксического иммунитета. Специфическая иммунотерапия и специфическая профилактика. 22

22. Возбудитель коклюша, общая характеристика. Дифференциация с возбудителем паракоклюша. Патогенез, иммунитет. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика коклюша. 23

23. Общая характеристика возбудителей туберкулёза. Патогенез, иммунитет, методы диагностики и специфическая профилактика туберкулёза. Микобактериозы. 24

24. Возбудитель лепры. Характеристика, патогенез, иммунитет заболевания. 26

25. Особо опасные инфекции (ООИ). Классификация Основные правила режима работы, взятия, пересылки заразного материала при ООИ. Общие принципы диагностики ООИ.. 27

26. Возбудители холеры. Систематика. Общая характеристика. Дифференциация биоваров. Патогенез, иммунитет, специфическая профилактика. Методы микробиологической диагностики. 28

27. Возбудитель чумы, общая характеристика. Патогенез чумы. Иммунитет, профилактика. 29

28. Возбудитель сибирской язвы, характеристика. Патогенез, иммунитет, специфическая профилактика сибирской язвы. 29

29. Возбудитель туляремии, общая характеристика. Патогенез. Иммунитет. Специфическая профилактика. 30

30. Возбудители бруцеллёза, общая характеристика. Дифференциация видов бруцелл. Патогенез. Иммунитет. Специфическая профилактика. 31

31. Семейство спирилл. Кампилобактерии, характеристика, роль в патологии человека. Хеликобактер. 31

32. Классификация и общая характеристика анаэробов. Клостридии. Бактероиды, пептококки и другие неспорообразующие анаэробы. Факторы патогенности. Роль в патологии человека. 33

33. Возбудитель столбняка, общая характеристика. Патогенез и иммунитет. Специфическая терапия и профилактика. 34

34. Возбудители газовой гангрены, общая характеристика. Патогенез. Специфическая профилактика газовой гангрены. 34

35. Возбудитель ботулизма, общая характеристика. Патогенез. Специфическая терапия и профилактика ботулизма. Клостридиальные гастроэнтериты. 35

36. Методы диагностики анаэробных инфекций. 36

37. Классификация и общая характеристика спирохет. 36

38. Классификация трепонем и трепонематозов. Характеристика возбудителя сифилиса. Патогенез, иммунитет, методы диагностики сифилиса. 37

39. Лептоспиры. Общая характеристика. Патогенез лептоспирозов, иммунитет, специфическая профилактика. Микробиологическая диагностика лептоспирозов. 38

40. Боррелии, общая характеристика. Патогенез, иммунитет при возвратном тифе. Микробиологическая диагностика. Возбудитель боррелиоза Лайма. 38

41. Систематическое положение и характеристика риккетсий. Возбудители риккетсиозов. Патогенез, иммунитет, методы диагностики сыпного тифа. 39

42. Характеристика хламидий. Возбудители трахомы, орнитоза, респираторных и урогенитальных хламидиозов. Механизмы патогенеза и методы диагностики хламидиозов. 41

43. Общая характеристика микоплазм. Роль в патологии человека. Методы диагностики микоплазмозов. 42

Стафилококки, общая характеристика. Роль в патологии человека. Факторы патогенности и механизмы патогенеза стафилококковых инфекций. Микробиологическая диагностика. Профилактика и лечение.

ДОМЕН → Bacteria; ТИП → Firmicutes; КЛАСС → Васilli; ПОРЯДОК → Васillalles; СЕМЕЙСТВО → Staphylococcaceae; РОД → Staphylococcus; ВИД → Staphylococcus species;

Род Staphylococcus имеет 28 видов, из них 14 обитают на коже и слизистых оболочках. Некоторые виды вызывают заболевания у человека, чаще всего это:

S. aureus (золотистый),

S. epidermidis (эпидермальный),

S. saprophiticus (сапрофитический).

Сферическая форма, гроздевидное расположение (греч. – staphylos – гроздь). Спор нет. Неподвижны. Грамположительны.

Факультативные анаэробы. Хемоорганотрофы. Растут на обычных средах, могут расти в присутствии 6-10% NaCl. Колонии пигментированы.

Биохимически активны. Каталазоположительны. Оксидазоотрицательны. Содержат цитохромы.

Обитают на кожных и слизистых покровах человека и животных. Выделяют различные экологические варианты. Особенными свойствами обладают больничные эковары возбудителей.

Наиболее устойчивы из бактерий не образующих споры. Хорошо переносят высушивание (до 50 дней при комнатной температуре). УФО убивает за 10-12 часов, кипячение за секунды

Устойчивы к NaCl, жирным кислотам, кислой рН. (обеспечивает питание на коже)

Внутрибольничные штаммы (особенно S. aureus) характеризуются повышенной устойчивостью к антибиотикам, антисептикам и дезинфектантам.

1) Капсула → Подавление фагоцитоза

2) Белок А → Взаимодействие с Fc-фрагментом антител, сенсибилизация

3) Пептидогликан → Стимуляция продукции эндо-генных пирогенов, хемоатрактант лейкоцитов (формирование абсцессов)

4) Тейховые кислоты → Связывают фибронектин

5) Мембранотоксины, или гемолизины (альфа-, бета-, гамма-, дельта-токсины), лейкоцидин → Токсичны для многих клеток, включая эритроциты, лейкоциты, макрофаги, фибробласты. Альфа-токсин – пример порообразующего токсина

7) Токсин синдрома токсического шока → Нейротропные, вазотропные эффекты. Суперантиген

8) Энтеротоксины (А-Е) → Действие на энтероциты (пищевая интоксикация). Нейротропные эффекты Суперантиген.

9) Плазмокоагулаза → Перевод фибриногена в фибрин, препятствующему контакту с фагоцитами

10) Гиалуронидаза → Разрушение соединительной ткани

11) Липаза, лецитиназа → Гидролиз липидов, лецитина

12) Фибринолизин → Разрушение фибриновых сгустков

13) Дезоксирибонуклеаза → Расщепление ДНК, расжижение гноя

14) Кератиноидные ферменты → Инактивация бактерицидных форм кислорода

15) Устойчивость с NaCl, жирным кислотам → Размножение в потовых и сальных железах.

Механизмы передачи: Контактный (основной), Аэрозольный, Фекально-оральный

Заражение может проходить как экзогенным, так и эндогенным путем

Особенности патогенеза. Стафилококки – это условно патогенные микроорганизмы. Развитие заболевания и его клиническая форма зависят от ряда условий: нарушения иммунитета; повреждение покровов; свойства возбудителя (набор факторов патогенности), его количество, входные ворота.

Развитие патологического процесса возможно в любом биотопе.

Стафилококковые инфекции часто развиваются:

1) на фоне других заболеваний (вторичные инфекции), например, после гриппа или других вирусных инфекций

2) в медицинских учреждениях (внутрибольничные инфекции)

Заболевания: более 100 нозологических форм. Основной возбудитель – S. aureus

· Местные нагноительные процессы

· Заболевания костей и суставов

· Поражения внутренних органов: пневмонии ( у детей и пожилых людей), поражения почек (пиелонефрит), цистит (часто S. epidermidis и S. saprophiticus)

· Перитонит. После операций на органах брюшной полости.

· Синдром токсического шока.

а) Стафилококковый анатоксин.

б) Ассоциированная стафило-протейно-синегнойная вакцина (Содержит концентрированные анатоксины стафилококка и синегнойной палочки, цитоплазматические антигены стафилококка и химическую протейную вакцину.

1)Соблюдение санитарно-противоэпидемического режима

2)Мониторинг возбудителей и их лекарственной устойчивости.

а) инвазивные процедуры – проводить по строгим показаниям.

б) иммуносупрессорные препараты и методы (иммунодепрессанты, антибиотики, химио-, радиотерапия) – тоже по строгим показаниям.

Стрептококки, классификация. Общая характеристика. Факторы патогенности. Антигенная структура. Патогенез, иммунитет, микробиологическая диагностика стрептококковых инфекций.

ДОМЕН → Bacteria; ТИП → Firmicutes; КЛАСС → Васilli; ПОРЯДОК → Lactobacillales;

СЕМЕЙСТВО → Streptococcaceae; РОД → Streptococcus; ВИД → Streptococcus species (до 50 видов)

Основные признаки рода Streptococcus:

1. Клетки сферической или овальной (ланцетовидной) формы 0,5-2,0 мкм. Расположены цепочкой или попарно.

2. Неподвижны, спор нет. У некоторых видов есть капсула.

3. Грамположительны. Хемоорганотрофы, требовательны к питательным средам, факультативные анаэробы

4. Ферментируют сахара с образованием кислоты, но это не является надежным дифференцирующим признаком внутри рода

5. В отличие от стафилококков отсутствует каталазная активность и цитохромы.

6. Обычно лизируют эритроциты. По гемолитическим свойствам: бета (полный), альфа (частичный), гамма (нет). Способны образовывать L-формы.

Антигенная структура рода Streptococcus:

• Полисахарид клеточной стенки на основании которого разделены на 20 групп, обозначаемые латинскими буквами. Патогенные виды относятся прежде всего к группе А. и реже к другим группам. Есть виды без группового антигена.

• Типоспецифические белковые антигены (М, Т, R). М- белком обладают патогенные виды. Всего насчитывается свыше 100 серотипов, большинство которых принадлежат стрептококкам группы А. М-белок расположен поверхностно в виде нитевидных образований, оплетающих клетку – фимбрии.

• У стрептококков, имеющих капсулу, есть капсульные антигены, различной химической природы и специфичности.

• Имеются перекрестнореагирующие антигены

Стрептококки группы А являются частью носоглоточной микрофлоры и в норме на коже не встречаются. Наиболее патогенны для человека гемолитические стрептококки группы А, относящиеся к виду S.pyogenes

Стрептококки группы А вызывают инфекции в любом возрасте и наиболее часто у детей от 5 до 15 лет.

Факторы патогенности группы А

1) Капсула (гиалуроновая к-та) → Антифагоцитарная активность

2) М-белок (фимбрии) → Антифагоцитарная активность, разрушает комплемент (C3b), суперантиген

3) М-подобные белки → Связывают IgG, IgM, альфа2-макроглобулин

4) F-белок → Прикрепление микроба к эпителиальным клеткам

5) Пирогенные экзотоксины (эритрогенины А,В,С) → Пирогенный эффект, усиление ГЗТ, иммуносупрессивный эффект на В-лимфоциты, появление сыпи, суперантиген

6) Стрептолизины: S (устойчив к кислороду) и

О (чувствителен к кислороду) → Разрушают лейкоциты, тромбоциты, эритроциты. Стимулируют освобождение лизосомальных ферментов.

7) Гиалуронидаза → облегчает инвазию, дезинте-грируя соединительную ткань

8) Стрептокиназа (фибринолизин) → Разрушает кровяные сгустки (тромбы), способствует распространению микроба в тканях

9) ДНК-аза →Демолимеризует внеклеточную ДНК в гное

10) С5а-пептидаза → Разрушает С5а-компонент комплемента, хемоаттрактант

Патогенез инфекций, вызываемых S.pyogenes:

• Чаще всего вызывает локализованную инфекцию верхних дыхательных путей или кожи, однако может инфицировать любой орган.

• Наиболее частые нагноительные процессы: абсцессы, флегмоны, ангины, менингиты, фарингиты, гаймориты, фронтиты. лимфадениты, циститы, пиелиты и др..

Локальное воспаление приводит к лейкоцитолизу в периферической крови с последующей инфильтрацией тканей лейкоцитами и к локальному образованию гноя.

Ненагноительные процессы, вызываемые S.pyogenes:

• ревматоидная инфекция (ревматическая лихорадка),

Лечение стрептококковых инфекций: Осуществляется прежде всего антибиотиками: цефалоспорины, макролиды, линкозамиды

Профилактика стрептококковых инфекций:

• Важны общие санитарно-гигиенические мероприятия, предупреждение и лечение острых местных стрептококковых инфекций. Для предупреждения рецидивов (ревматическая лихорадка) - антибиотикопрофилактика.

• Препятствие созданию вакцин - большое количество серотипов, что с учетом типоспецифичности иммунитета делает их получение мало реальным. В перспективе - синтез полипептидов М-белка и гибридомный путь его получения.

• За рубежом производятся ассоциированные препараты для иммунотерапии инфекций, вызванных условно-патогенными микробами – от 4 до 19 видов. В эти вакцины входят S.pyogenes и S.pneumoniae.

• Иммунопрофилактика пневмококковых инфекций - вакцина из полисахаридов 12-14 серовариантов, которые чаще вызывают заболевания.

• Ведется разработка вакцины против кариеса.

Бактерии, которые еще называются гетеротрофы, – это микроорганизмы, использующие в качестве источника энергии химические соединения, содержащие углерод. Этим они отличаются от автотрофных организмов, ведь гетеротрофы не могут существовать без внешнего источника питания.

Гетеротрофные организмы: что это

Гетеротрофные микроорганизмы не могут синтезировать органические соединения у себя внутри путем фотосинтеза или хемосинтеза. В первом случае органические соединения синтезируются при наличии солнечного света. Хемосинтетики же образуют питательные соединения путем переработки некоторых органических веществ.

Все бактерии, будь то гетеротрофы или автотрофы, непременно питаются определенными источниками. Граница между такими формами жизни условная, так как наука знает примеры организмов, имеющих переходную форму питания. Их называют миксотрофными.

Как питаются гетеро-организмы

Гетеротрофы и автотрофы тесно связаны между собой. Ведь выживание этих микроорганизмов напрямую связано с наличием автотрофных существ. В эту категорию входят и хемотрофы. Выходит, эти прожорливые микросущества потребляют то, что произвели для них автотрофы.

Все гетеротрофы делятся на такие виды.

Плесень и дрожжи, питающиеся готовой пищей. Это наиболее четко отличает такие бактерии – автотрофы это или гетеротрофы.
Бактерии, которые называются гетеротрофы сапрофиты, питаются мертвой пищей.
Гетеротрофы, питание которых происходит за счет живых существ. Они являются болезнетворными.

Некоторые виды бактерий-гетеротрофов имеют похожее питание, что и хемосинтетики. Так, они окисляют органические соединения без усвоения кислоты. Такое питание является промежуточным. Однако особенности таких переходных типов организмов, питающихся так же, как и хемотрофы, находят свое применение в различных видах хозяйственной деятельности человека.

Роль гетеротрофных микробов в природе

Гетеротрофы перерабатывают готовые органические соединения, добывая из них углерод и окисляя его. Благодаря этим микросуществам, до 90 процентов углекислого газа попадает в атмосферу именно благодаря гетеротрофам.

Гетеротрофы и хемотрофы способствуют образованию плодородной почвы. В одном грамме почвы содержится такое колоссальное количество микробов, что позволяет говорить о ней как о живой системе.

Благодаря деятельности, которую выполняют гетеротрофы или автотрофы, происходит самоочищение водоемов. Что такое самоочищение, знает каждый школьник: без этого процесса вся вода на планете очень скоро превратилась бы в полностью непригодную для употребления и жизни.

Без сапрофитов невозможна переработка органических веществ. Сапрофиты способствуют поддержанию постоянного количества биомассы.

Аэробные и анаэробные гетеротрофные организмы

Анаэробы живут в местах, где нет кислорода. Для них этот элемент, как ни странно, является токсичным. Поэтому они получают энергию для жизни путем так называемого фосфорилирования. Этот процесс происходит путем распада аминокислот и белков.

Путем брожения расщепляется глюкоза и другие глюкозообразные вещества. Известные нам процессы – молочнокислое, спиртовое, а также метановое брожение – являются анаэробными.

Аэробные формы жизни гетеротрофного типа живут только за счет кислорода. Все эти бактерии имеют достаточно разнообразную дыхательную цепь. Она помогает им приспосабливаться к разным концентрациям кислорода в воздухе.

Гетеротрофы получают энергию путем окисления АТФ (аденозинтрифосфата – важнейшего белкового соединения), для чего им и нужен кислород. Однако большое количество кислорода не означает, что в такой атмосфере смогут существовать микроорганизмы. Экспериментально доказано, что если количество свободного О2 в атмосфере достигнет половины общего объема, то развитие практически всех известных бактерий прекратится. А в атмосфере чистого 100-процентного кислорода не может развиваться ни один простейший организм, даже прокариот.

В целом роль гетеротрофных микробов в природе огромна. Без них невозможно развитие любых высших организмов. Без преувеличения можно сказать, что они являются основой жизни на Земле.

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Введение

Бактерии - самые многочисленные и древние обитатели нашей планеты.

Относятся к царству Монер.

Без бактерий наша жизнь была бы невозможна. В это же время бактерии, как и вирусы, могут лишить нас жизни в считанные часы.

Невидимые невооруженным глазом, они присутствуют повсеместно, их живучесть и способность приспосабливаться поражает!

Они существовали до нас, но прекрасно себя чувствуют сегодня с нами и без проблем переживут любой всемирный катаклизм, даже если он уничтожит на планете все остальные формы жизни.

Второе, привычное для многих, название бактерий - микробы.

И именно из-за них мы должны так часто мыть руки, особенно перед едой.

Предполагают, что количество бактерий на Земле может составлять около миллиона, но учеными описаны около десяти тысяч видов.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

В XIV веке от пандемии бубонной чумы ("чёрной смерти") скончалось 75 миллионов человек , в том числе примерно 30 млн в Европе, что составляло больше половины её населения.

Опасность бактериальных заболеваний была сильно снижена в конце XIX века с изобретением метода вакцинации, а в середине XX века с открытием антибиотиков.

Основные особенности бактерий:

имеют клеточное строение
относятся к прокариотам, то есть доядерным микроорганизмам
отсутствует выраженное ядро
ядерное вещество свободно расположено в цитоплазме - не в ядре и без ядерной оболочки

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Учеными-микробиологами на данный момент описано уже более двух тысяч различных бактерий.

И они действительно есть повсюду!

Отдельные их виды встречаются в вечной мерзлоте Антарктиды при температуре -80°С и в горячих источниках, температура воды в которых достигает 90°С!

Больше всего бактерий находится в почве: в одном килограмме земли их намного больше, чем людей на всей нашей планете.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Многообразие бактерий

Разнообразие бактерий по типу дыхания

По типу дыхания микроорганизмы классифицируют на четыре группы:

облигатные (безусловные) аэробы - растут и размножаются при наличии кислорода
микроаэрофильные бактерии - развиваются при очень низком содержании кислорода (менее 1%)
факультативные анаэробы - развиваются как при наличии кислорода, так и в его отсутствии. Это свойство им обеспечивают ферменты, способные работать в среде как с кислородом, так и без него
облигатные анаэробы - для их роста кислород не нужен

Анаэробные и аэробные бактерии можно определить и выделить на жидкой питательной среде, наблюдая, какие зоны в пробирке они занимают:

1. облигатные аэробные бактерии, в основном, собираются в верхней части пробирки, чтобы поглощать максимальное количество кислорода

2. микроаэрофилы собираются в верхней части пробирки так как могут расти при малом количестве кислорода

3. факультативные анаэробные бактерии собираются в основном в верхнем слое, однако могут быть найдены и на всем протяжении среды, так как их рост от наличия кислорода не зависит

4. облигатные анаэробные бактерии собираются в нижней части, там где нет кислорода, либо вообще не растут

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Брожение - это анаэробный метаболический распад молекул питательных веществ (например, глюкозы).

Гниение - разложение белков по действием ферментов с образованием веществ, обладающих неприятным запахом и даже ядовитых.

Гниение может происходить в присутствии кислорода и без него.

Гниение и брожение - два взаимно противоположных процесса. Вызывающие эти процессы бактерии не могут жить совместно друг с другом.

Благодаря бродильным процессам предотвращается гниение квашенных овощей и молочных продуктов.

Разнообразие бактерий по способам питания

У бактерий наблюдаются разные способы питания.

Это самое начало пищевой цепочки всего живого на Земле, ведь именно автотрофы производят органические вещества, которыми в последующем питаются более высшие организмы.

В качестве источника энергии автотрофы используют:

свет, и называются фотоавтотрофы (пример: цианобактерии, пурпурные бактерии, зеленые бактерии)

Цианобактерии считаются одними из самых древнейших организмов на Земле.

Возраст некоторых представителей, остатки которых были обнаружены на Земле, составляет более 3,5 млрд. лет.

Это единственные бактерии, способные к фотосинтезу.

Цианобактерии имеют наиболее сложное строение по сравнению с остальными прокариотами. Они обладают полноценным фотосинтетическим аппаратом. Это предки хлоропластов.

Так выглядит культура цианобактерий на чашке Петри:

Химическую энергию окисления неорганических веществ (такие бактерии называются хемоавтотрофы). К ним относятся серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бактерии.

Хемосинтез - способ автотрофного питания, при котором происходят реакции окисления неорганических соединений с целью получения энергии, которая необходима для синтеза органических веществ.

Посмотрите на завораживающе красивый слой серобактерий в озере парка Йеллоустоун:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

С.Н. Виноградский впервые выделил и описал микробов, живущих в водной среде и почве, использующих для осуществления питания энергию окисления неорганических соединений железа.

Они способны окислять двухвалентное железо (Fe 2+ ) до трёхвалентного (Fe 3+ ) и использовать освобождающуюся при этом энергию для усвоения углерода из углекислого газа или карбонатов.

Железо откладывается на поверхности самих клеток в виде окиси гидрата, имеющего красноватый оттенок:

Гетеротрофные бактерии делятся на:

сапрофитов
симбионтов
паразитов

Процесс его переваривания сапрофитами выглядит следующим образом. Внутри клетки бактерии образуются особые ферменты, которые она выделяет в ту среду, где находится. Ферменты разрушают эту среду и бактерия свободно перерабатывает продукты.

Например, бактерии, которые живут в клубеньках растений семейства бобовых, из воздуха забирают азот, являющийся удобрением для растения.

Клубеньковые бактерии снабжают бобовые растения азотом, преобразуют азот в доступную для растений форму, а растение, в свою очередь использует этот связанный азот и доставляет клубеньковым бактериям органические вещества (сахар, крахмал).

Некоторые бактерии живут в кишечнике более высших животных (и человек здесь не исключение), вырабатывают витамины группы B и K, что очень полезно для хозяина.

Клубеньковые бактерии на корнях фасоли:

Пожалуй, самые вредные из прокариот. Активно размножаясь в тканях жертвы они наносят ощутимый вред своему хозяину, что может привести даже к его смерти.

Известно, что туберкулезная палочка:

аэробная бактерия нуждается в наличие кислорода
микроскопических размеров - размеры организма составляют в длину 1–10 мкм, а в диаметре 0,2–0,6 мкм
патогенная бактерия, которая вызывает поражение внутренних органов человека

Так устроено, что, для того чтобы бактерии завоевывали как можно больше территории своей среды обитания, их кто- то должен переносить или транспортировать.

Растение, пораженное паразитической бактериальной инфекцией. Правда, неприятное зрелище!

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Многие бактерии, живущие на коже или в полостях тела животных, являются безопасными, но в случае нарушения иммунитета или общего ослабления организма могут выступать в качестве патогенов

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Строение бактерий

Основные особенности бактерий:

имеют клеточное строение
относятся к прокариотам, то есть доядерным микроорганизмам
отсутствует выраженное ядро
ядерное вещество свободно расположено в цитоплазме - не в ядре и без ядерной оболочки

Учеными-микробиологами на данный момент описано уже более двух тысяч различных бактерий.

И они действительно есть повсюду!

Отдельные виды встречаются в вечной мерзлоте Антарктиды при температуре -80°С и в горячих источниках, температура которых достигает 90°С!

Формы бактерий

По форме клеток бактерии бывают:

1. Кокки (округлые). Различают следующие разновидности кокков:

Стафилококки (похожи на гроздь винограда). Вызывают пищевые отравления, воспаления легких и другие болезни

Стрептококки (это цепочки из круглых кокков). Некоторые из стрептококков инфицируют дыхательные пути (вызывая ангину и скарлатину), кожу и пр. А есть безобидные стрептококки, которых применяют для приятного вкуса продуктов

Диплококки (состоят из двух шариков- кокков, которые окружены капсулой). Так устроены пневмококки, которые вызывают пневмонию

2. Бациллы- палочковидные бактерии. Среди них различают:

Одиночные палочки. Например, Escherichia colli живет в кишечнике человека и помогает переваривать пищe

Палочки, выстроенные в цепочки. Примером служит возбудитель сибирской язвы - смертельно опасного заболевания

Бациллы со спорами. Такое строение имеют опаснейшие бациллы - возбудители столбняка и ботулизма

3. Вибрионы (в форме запятой), имеют один жгутик. Пример - возбудитель холеры

4. Спириллы. Из названия понятно, что они выглядят в виде спирали. На одном конце имеют жгутик. Так устроен возбудитель лептоспироза

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Оболочка бактерии

В сравнении с ядерными клетками, то есть эукариотами, бактерии имеют более простое строение и состоят из наружной оболочки и внутреннего содержимого.

Наружная часть бактерий называется оболочка, или клеточная стенка.

Она жесткая, обеспечивает защиту от внешних факторов и определяет форму бактерии.

Оболочка бактерии состоит из:

ворсинок(синонимы: пили или фимбрии) -необходимы для прикрепления к поверхностям или другим клеткам
жгутиков - необходимы для движения бактерии; они движутся не беспорядочно и волнообразно, а как бы вкручивается в среду и подтягивает за собой бактерию
капсулы - выполняет опорную функцию, благодаря особому веществу муреину
цитоплазматической мембраны (по-другому, плазматическая мембрана) - обладает избирательной проницаемостью, через нее внутрь поступают питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности, а также выводятся продукты обмена веществ (как мы уже изучали она состоит из двойного слоя фосфолипидов)

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Внутреннее содержимое бактерий

Цитоплазма - это внутренняя среда бактерии, она содержит следующие элементы:

Нуклеоид - контролирует ход всех внутриклеточных процессов. Он подобен ядру более высших организмов, но это еще не ядро, а ядерная область, в которой находится генетический материал - нуклеотиды (ДНК) замкнутой кольцевой формы
Плазмиды - тоже кольцевая молекула ДНК, только меньше чем нуклеотид. Их может быть несколько. Содержат гены, вырабатывающие ферменты, которые помогают защищаться от внешних воздействий. Например, обеспечивают устойчивость к антибиотикам, разрушая их
Пищеварительная вакуоль - служит для расщепления питательных веществ на аминокислоты
Рибосомы - синтезируют из аминокислот белки, необходимые для жизнедеятельности бактерии
Вакуоли - содержат и накапливают различные вещества для деятельности бактерии. Например, газовая вакуоль обеспечивает плавучесть. Фотосинтетическая вакуоль содержит соответствующие пигменты

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Бактерии могут иметь один или несколько жгутиков (до 50 штук!), при помощи которых они осуществляют движение в нужном направлении.

Эти жгутики располагаются на одном конце бактерии, с двух противоположных сторон или по всей поверхности.

Также отдельные виды бактерий (почвенные и водные) для перемещения используют специальные газовые вакуоли. Наполняя их, они поднимаются на поверхность, а опорожняя - погружаются. Точно такой же принцип используют подводные лодки, когда набирают или выпускают воду из балластных цистерн.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Читайте также: