Биологические опасности. Микроорганизмы.

Биологическими (от греч. bios - жизнь) называются опасности, происходящие от живых объектов. Все объекты живого мира условно делят на: микроорганизмы (Protista), грибы (Fungi, Mycetes), растения (Plantae), животных (Animalia). Люди (Homo sapiens) от­носятся к отдельному виду живого мира.

Биологические опасности могут оказывать на человека различное действие - механическое, химическое, биологическое и др. Следствием биологических опасностей являются различные болезни, травмы разной тяжести, в том числе смертельные. Знание биологических опасностей необходимо для успешной защиты человека от опасностей вообще и биологических в частности.

Микроорганизмы

Микроорганизмы - это мельчайшие, преимущественно одноклеточные существа, видимые только в микроскоп, характеризуются огромным разнообразием видов, способных существовать в различных условиях. Микроорганизмы выполняют полезную роль в круговороте веществ в природе, используются в пищевой и микробиологической промышленности.

Некоторые виды микроорганизмов являются болезнетворными (патогенными). Они вызывают болезни растений, животных и человека. Болезнетворные микробы выделяют ферменты, которые нарушают нормальное состояние человека. Пребывание возбудителей инфекционных болезней в организме человека при отсутствии признаков заболевания называется бактерионосительство и вирусоносителъство.

Эпиде́ мия - широкое распространение какого-либо заболевания. Пандеми́ я - это распространение нового заболевания в мировых масштабах. (например, грипп).

Впервые предположение о том, что болезни вызываются крохотными организмами, проникающими в тело человека и животных высказал Древнегреческий ученый Демокрит (460-370 гг. до н. э.).

Аристотель (384-322 гг. до н. э.) утверждал, что причиной развития эпидемий является распространение среди людей живого болезнетворного агента. Он справедливо считал, что бе­шенство передается через укус бешеных собак.

Знаменитый швейцарский врач Парацельс (1493-1541 гг.) считал, что возбудителями заразных болезней являются живые существа. В своих трудах он часто использует слово «вирус».

Впервые удалось увидеть бактерии голландцу Антони ван Левенгуку. в 1676 г. Левенгук (1632-1723) открыл бактерии случайно, занимаясь другой проблемой. Случайное открытие Левенгука стало началом новой науки - микробиологии. Ее основоположником признается выдающийся французский ученый Луи Пастер (1822-1895). Он установил, что каждое инфекционное заболевание возникает в результате патогенной деятельности особого вида микробов и предложил способы борьбы с ними.

Гениальность Пастера заключается в том, что он использовал принцип ослабления возбудителя. Ослабленный возбудитель, не вызывая заболевания, создает иммунитет в организме человека или животного, которому сделана прививка. Поисками возбудителей инфекционных болезней занимался знаменитый врач Роберт Кох. Он открыл возбудителей сибирской язвы, туберкулеза и холеры.

Микроорганизмы, их систематику, морфологию, генетику, роль в круговороте веществ в природе, патогенное действие, приводящее к болезням человека, животных и растений изучает наука микробиология.

Микроорганизмы очень разнообразны. Однако, как правило, микроорганизмы - это живые существа очень малых размеров, которые без микроскопа увидеть невозможно.

Виды патогенных микроорганизмов

Среди патогенных микроорганизмов различают простейшие, бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, актиномицеты.

Простейшие состоят из одной клетки. Чаще всего они обитают в водоемах. Примеры простейших: амеба, радиолярия, грегарина, эвглена, трипаносома, миксоспоридия, парамеция.

Трипаносомы являются паразитами крови и тканей человека и позвоночных животных. Переносчики - кровососущие насекомые (муха цеце). Вызывают заболевание трипаносомоз, которым болеют люди и животные (лихорадка, поражение лимфатических узлов и др.). Заболевание людей называют сонной болезнью (африканский трипаносомоз) или болезнью Шагаса (американский трипаносомоз).

Бактерии - типичные представители микроорганизмов. Бактерии, имеющие форму правильных шариков, называются кокками. Разновидности кокков - стафилококки, стрептококки. Они являются возбудителями различных инфекционных болезней. Очень многие бактерии имеют форму палочек, например, кишечная палочка (Escherichia coli).

Бактерии широко распространены. Их находили в воде гейзеров с температурой около 100°С, в вечной мерзлоте Арктики, не погибают они в открытом космосе, и под воздействием смертельной для человека дозы радиации. Органы движения бактерий - тоненькие жгутики. Размножаются бактерии простейшим делением надвое, в благоприятных условиях через каждые 20 мин.

Бактериальными заболеваниями являются чума, туберкулез, холера, столбняк, проказа, дизентерия, менингит и др.

Вирусы (от лат. virus - яд) - мельчайшие неклеточные частицы, состоящие из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсида). Вирусы - внутриклеточные паразиты, они размножаются только в живых клетках, используя их ферментативный аппарат и переключая клетку на синтез зрелых вирусных частиц - вирионов. Вирусы мельче бактерий в 50 раз. Они не видны в световом микроскопе. Вирусы распространены повсеместно. Они вызывают болезни растений, животных и человека. Изучением вирусов занимается наука вирусология.

Вирусы обладают следующими особенностями по сравнению с бактериями:

1. Для вирусов характерно такое свойство, как фильтруемостъ, то есть они проходят через фильтры (например, фарфоровый фильтр, используемый для фильтрования жидкостей с бактериями).

2. Вирусы в отличие от бактерий не способны существовать и размножаться самостоятельно. Они полностью зависят от обмена веществ в клетке и размножаются лишь в живых клетках.

3. Бактерии и живые клетки организма всегда содержат одновременно два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновую (РНК) и дезоксирибонуклеиновую (ДНК) кислоты. Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты - либо РНК, либо ДНК.

4. Вирусы способны «навязывать» свою генетическую информацию наследственному аппарату пораженной им клетки.

Вирусными заболеваниями являются оспа, бешенство, грипп, энцефалит, корь, свинка, краснуха, гепатит, СПИД и др.

Бешенство (водобоязнь) - смертельная болезнь человека и животных. Чаще всего бешенство бывает у собак, болеют бешенством также волки, кошки, крысы, вороны и др. Надежное средство против бешенства – прививки. Заболевшего человека вылечить от бешенства невозможно. Скрытый (инкубационный) период болезни тянется от 8 дней до года. Поэтому при любом укусе животного необходимо обращаться к врачу.

Риккетсии (названы по имени американского ученого X. Т. Риккетса) - мелкие болезнетворные бактерии, размножаются в клетках хозяина, возбуждают риккетсиозы (сыпной тиф, ку-лихорадку и др.) у человека и животных. Ку-лихорадка - острая инфекционная болезнь человека и животных. Симптомы: головная боль, слабость, бессонница, боль в мышцах. У животных протекает бессимптомно. Человек заражается от животных.

Спирохеты - микроорганизмы, клетки которых имеют форму тонких извитых нитей. Обитают в почве, стоячих и сточных водах. Патогенные спирохеты являются возбудителями сифилиса, возвратного тифа, лептоспироза и др. болезней.

Актиномицеты - микроорганизмы с чертами организации бактерий и простейших грибов. Распространены в почве, водоемах, воздухе. Некоторые виды являются патогенными, вызывают такие болезни, как актиномикоз, туберкулез, дифтерию и др. Некоторые актиномицеты образуют антибиотики (стрептомицин, тетрациклины, нистатин, левомицетин, олеандомицин, эритромицин, неомицины, мономицин, др.), витамины, пигменты, аминокислоты, каротиноиды, токсины и т.п. Актиномицеты используются в микробиологической промышленности.

Причиной гибели микроорганизмов являются неблагоприятные условия среды:

1) обычно микроорганизмы нормально живут при температуре 0-90°С; для некоторых видов этот предел гораздо шире;

2) прямые лучи солнца для большинства бактерий губительны;

3) микроорганизмы жизнеспособны в условиях очень низкого давления (всего 5 мм рт.ст.) и очень высокого (более 5 атм.);

4) на жизнеспособность микроорганизмов влияет реакция среды рН. Наиболее благоприятна нейтральная (рН = 7) или щелочная (рН > 7) среда.

Микробы сопровождают человека всю жизнь. Без микробов жизнь невозможна. Но патогенные микробы для человека опасны. Поэтому человек ищет способы защиты от патогенных микробов.

Итальянский ученый Спалланцани доказал, что при длительном кипячении жидкостей находящиеся в них микробы погибают.

Немецкий ученый Шванн установил, что высокая температура убивает и микробов, находящихся в воздухе.

Физик Тиндаль доказал, что микробы в жидкостях гибнут после нескольких повторных кипячений.

Повторное кратковременное нагревание жидкости до точки кипения, предложенное Тиндалем, называют тиндализацией. Все методы уничтожения микробов под воздействием высокой температуры имеют общее название - стерилизация.

Микробы гибнут от солнечного света, ультрафиолета.

Микробы проникают в организм человека в основном тремя путями: через дыхательные органы, пищеварительный тракт и кожу.

Заражение через дыхательные пути называется капельной инфекцией. Переносчиками болезнетворных микробов являются животные, насекомые.

Местом размножения микробов, вырабатывающих токсины, могут быть продукты питания. Clostridium botulinum размножается в мясной пище и выделяет сильный яд - ботулинический токсин.

Болезнетворные микробы сохраняют жизнеспособность в воде очень долго. Поэтому существует постоянная угроза инфекции. Поэтому используют показатели бактериального нормирования качества воды.

Средства защиты от микроорганизмов:

Человек имеет хорошую естественную защиту от болезнетворных микробов. Кожа является естественным барьером для микроорганизмов, малейшая ранка открывает им доступ в организм. В носовой полости микроорганизмы задерживаются мелкими волосиками. В ротовой полости бактерии задерживаются слюной, в которой находится бактерицидное вещество - лизоцим. Лизоцим имеется и в слезах. Он растворяет клеточные стенки ряда бактерий, уничтожая их. В желудке микробы попадают в губительную для них кислую среду.

В 1796 г. английский врач Дженнер открыл метод предохранительных прививок, который он назвал вакцинацией, а материал для прививок - вакциной. Невосприимчивость к инфекциям, создаваемая искусственным путем, называется иммунизацией. Иммунизация сывороткой является пассивной, вакциной - активной.

В борьбе с микробами большое значение имеет гигиена. Пот, пыль, грязь - хорошая питательная среда для микроорганизмов. Эффективным средством борьбы с микробами является дезинфекция. В качестве дезинфицирующих средств применяется настойка йода, ультрафиолетовые лучи, хлор и др. Против переносчиков микробов направлены дезинсекция (борьба с нрасекомыми) и дератизация (дератизация).