Drobnoustroje

Drobnoustroje, mikroorganizmy, sztuczna grupa nie mająca formalnego charakteru systematycznego, obejmująca drobne, zwykle jednokomórkowe organizmy widoczne pod mikroskopem. Należą do nich bakterie, pierwotniaki, wirusy, liczne glony, niektóre grzyby. Wiele drobnoustrojów pasożytuje w innych organizmach, w tym u człowieka, wywołując choroby zakaźne. Drobnoustroje chorobotwórcze nazywamy zarazkami. Liczne drobnoustroje są niezbędnymi symbiontami organizmów wyższych (np. mikroflora jelitowa i symbiotyczne orzęski pomagają zwierzętom trawić błonnik roślinny). Drobnoustroje są też zasadniczą grupą reducentów w ekosystemach.


Drogi szerzenia się drobnoustrojów chorobotwórczych
1) poza organizmem odgrywają ważną rolę w przenoszeniu się zarazków ze źródła zakażenia na zdrowy wyższy organizm. Rozróżniamy: kontakt bezpośredni, w którym zarazek przenosi się na zdrowy ustrój w chwili zetknięcia się z tkankami zdrowego osobnika, w ten sposób np.: przenoszą się choroby weneryczne, wścieklizna, zakażenie łożyskowe (wrodzone), pochwowe, oraz kontakt pośredni, który zachodzi wówczas, jeśli pomiędzy źródło zakażenia a człowieka ulegającego zakażeniu włącza się jedno lub kilka ogniw pośredniczących.

W kontaktach pośrednich ważną rolę odgrywają: powietrze, woda, ziemia, środki spożywcze, przedmioty codziennego użytku i przenosiciele (owady i inni żywiciele pośredni). Jeśli kilka z tych ogniw pośredniczy w przenoszeniu zarazka, mówimy o istnieniu łańcucha epidemicznego.

2) w zakażonym ustroju. Zarazki, które wtargnęły w tkanki wyższego ustroju, mogą wywołać:

a) zakażenie miejscowe, w którym objawy i proces chorobowy ograniczają się do najbliższych okolic wrót zakażenia,

b) zakażenie ogólne, w którym czynnik etiologiczny szerzy się różnymi drogami w organizmie. Zarazek może się przy tym szerzyć drogą wydzielin i wydalin, naczyń chłonnych, krwi, a nawet pni nerwowych.


Klasyfikacja drobnoustrojów
Tradycyjnie, zaliczano poszczególne drobnoustroje do królestwa roślin (bakterie, glony, mikroskopijne grzyby) lub zwierząt (cudzożywne formy ruchliwe). W takim ujęciu drobnoustroje roślinne zaliczane były do gromad Protophyta (z greckiego pierwotne rośliny) i Thallophyta (z greckiego plechowce), reprezentują najniższe jednokomórkowe rośliny. Jednokomórkowce „zwierzęce” natomiast zaliczano do gromady Protozoa (z greckiego pierwotne zwierzęta), czyli pierwotniaków.

Obecnie mikroorganizmy dzieli się na:
prokariotyczne bakterie (Eubacteria), cyjanobakterie (sinice, Cyanobacteria) i archebakterie (Archaea), oraz eukariotyczne protisty (Protista lub Protoctista), obejmujące dawne pierwotniaki i jednokomórkowe rośliny, niekiedy także najprostsze grzyby. Na pograniczu świata ożywionego umieszcza się Microtatobiotes podzielone na 2 rzędy: riketsje (Rickettsiales) i wirusy (Virales). Nie są zdolne do samodzielnego prowadzenia procesów przemiany materii i wskutek tego mogą się rozmnażać tylko w ścisłym związku z komórkami ustrojów wyższych, wykorzystując ich metabolizm. Są więc ścisłymi pasożytami.

Poszczególne grupy drobnoustrojów są odleglej spokrewnione między sobą niż wszystkie współczesne rośliny czy zwierzęta i niektórzy badacze są skłonni zaliczać je do kilkudziesięciu królestw.

Klasyfikacja systematyczna drobnoustrojów opiera się na cechach morfologicznych i fizjologicznych, na strukturze antygenowej, a u drobnoustrojów chorobotwórczych także na wykazaniu zdolności do wywoływania chorób u ludzi i zwierząt. Podział bakterii chorobotwórczych opiera się np. na (zależnej od obecności grubej otoczki glikoproteidowej) zdolności wybarwiania odczynnikiem Grama (bakterie Gram-ujemne Gracilicutes i Gram-dodatnie Firmicutes). Mikoplazmy nie mają ściany komórkowej.


Znaczenie i życie bakterii

Czynniki występowania bakterii i wirusów
- w wodzie- zależy od temperatury zasolenia, zawartości składników odżywczych (tlenu)
- powierzchnia innych organizmów- bakterie chorobotwórcze,
- komensale- organizmy nie wywołujące szkód w organizmie,
- symbionty- organizmy w zamian za udostępnienie miejsca dostarczają gospodarzowi substancji chemicznych.
- w glebie- soprofity- hydrosfera- gleba otaczająca korzenie roślin.
w powietrzu - bakterie nie prowadzą tam aktywnego życia tylko przemieszczają się do dogodnego dla siebie środowiska.

1. W przyrodzie

W przyrodzie są zawsze dodatnie, nawet pasożyty, gdyż niszczą osobniki słabe, powodują naturalną selekcję. Największe pozytywne znaczenie mają te, które powodują obieg pierwiastków w przyrodzie.
- tworzenie i użyźnianie gleby - procesy rakotwórcze
- bakterie saprobionty
- chemosyntetyzujące
- bakterie, które wiążą azot z powietrza, jest to rhizobium, bakterie symbiotyczne ( bulwkowe)
- wolno żyjący tlenowiec azotobacter, też wiąże azot

2. Bakterie Symbiotyczne
Symbioza - współżycie dwóch organizmów oparte na obustronnej korzyści.
a) współżycie bakterii brodawkowych = korzeniowych, z rodzaju Rhizobium, z korzeniami roślin motylkowych
b) współżycie organizmów zwierzęcych z bakteriami. Bakterie zasiedlają przewód pokarmowy, pomagając w tworzeniu głównie celulozy. Witaminy B i K wytwarzają bakterie.

2. W gospodarce człowieka

- rozkład i gnicie materii organicznej martwej - przeciwdziałają gromadzeniu się w środowisku obumarłych roślin i zwierząt a tym samym przyczyniają się do obiegu materii w przyrodzie
- włączają w obieg materii niektóre pierwiastki - C, S, P, N.
- spulchniają glebę
- są wykorzystywane w przemyśle mleczarskim
- do otrzymywania kiszonek [biorą udział w tworzeniu próchnicy -procesy kiszenia (kapusta, ogórków)] -są niezbędnym ogniwem w obiegu materii w przyrodzie
- bakterie symbiotyczne w przewodzie pokarmowym szczególnie dużo ich jest u zwierząt roślinożernych trawią celulozę są źródłem witamin B i K dla gospodarza
- do produkcji witamin B12 oraz antybiotyków
- do produkcji alkoholu octu kwasu mlekowego w przemyśle mlekarskim
- nitryfikacja gleby i fermentacja obornika
- biologiczne oczyszczanie ścieków -symbioza bakterii z niektórymi roślinami uprawnymi -źródło pożywienia -rozkładanie celulozy -produkcja produktów spożywczych (sery, kefiry) -symbioza bakterii z innymi organizmami: bakterie brodawkowe roślin motylkowych -brodawki-tworzą się w wyniku zasiedlenia korzeni przez bakterie, które część- wytworzonych soli azotu oddają roślinie, w zamian uzyskują organiczne produkty fotosyntezy -funkcje chorobotwórcze -zabijanie lub hamowanie rozwoju konkurencyjnych bakterii (ANTYBIOTYK)
- produkcja kwasów organicznych, witamin i aminokwasów

4. Negatywne znaczenie bakterii

- wywołują choroby człowieka, zwierząt i roślin
- powodują gnicie produktów spożywczych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego
- powodują niszczenie materiałów przemysłowych
- uwalniają azot od atmosfery
- powodują straty w gosp. człowieka
- przeprowadzanie procesów gnilnych


ROŚLINY: plamistość liści, rak bakteryjny, wiednice, nekrozy, zgnilizny i powstawanie rakowatych
narośli
ZWIERZĘTA: gruźlica, wydzielanie jadów dzielimy na: wydzielane poza komórką egzotoksyny oraz
uwalniana z komórki w czasie jej rozpadu endotoksyny
CZŁOWIEK: gruźlica, kiła, dur brzuszny, dżuma, cholera, gronkowce, bakteryjne zapalenie płuc,
kaklusz, bakteryjne zapalenie opon mózgowych, brucelozy, szkarlatyn, trąd, angina,
zatrucia pokarmowe najgroźniejszym zatruciem jest toksyna produkowana przez
laseczkę tężca oraz zatrucie jadem kiełbasianym wydzielanym przez laseczkę jadu
kiełbasianego.

5. Walka z chorobami bakteryjnymi
- dezynfekcja - niszczenie środkami chemicznymi lub fizycznymi drobnoustrojów chorobotwórczych i ich form przetrwalnikowych
- dezynsekcja - niszczenie środkami fizycznymi, chemicznymi lub biologicznymi owadów, a także innych stawonogów szkodliwych ze względów sanitarnych
- deratyzacja - zwalczanie szkodliwych gryzoni (szczurów, myszy) w pomieszczeniach środkami mechanicznymi (pułapki), chemicznymi (trucizny) i in.
- szczepionka - przygotowana z drobnoustrojów wyizolowanych z organizmu otrzymującego tę szczepionkę; stosuje się ją w celach leczniczych
- surowice - pochodzące od immunizowanych dawców (ludzi i zwierząt), zawierające przeciwciała skierowane przeciwko określonym antygenom; zastosowanie: diagnostyczne, terapeutyczne i zapobiegawcze.

Bakterie przenikają do organizmu człowieka głównie przez układ pokarmowy i oddechowy, tzn. dostają się wraz z pożywieniem, płynem (czerwonka), jak również wraz powietrzem wdychanym do płuc.

Bakterie są najbardziej różnorodnymi i wszędobylskimi mieszkańcami Ziemi. Oprócz "normalnych" środowisk zasiedlają także gorące źródła i inne pozornie niegościnne okolice. Kiedy warunki bytowe stają się nie do zniesienia nawet dla bakterii, niektóre z nich wytwarzają przetrwalniki, które umożliwiają im przetrwanie kryzysowego okresu. W niesprzyjających warunkach, np. przy wysychaniu podłoża, wiele bakterii przechodzi w stan spoczynku. Komórka traci wodę, kurczy się nieco i pozostaje w stanie spoczynku do chwili ponownego nawilgotnienia środowiska. Inne gatunki do przeżycia szczególnie niesprzyjających warunków, skrajnej suszy, wysokiej lub niskiej temperatury, wytwarzają przetrwalniki (spory). W wyniku wytwarzania i kiełkowania przetrwalników ogólna liczba osobników nie zwiększa się. Przy przekształcaniu się w przetrwalnik komórka kurczy się i zaokrągla w obrębie istniejącej ściany komórkowej oraz otacza się nową, grubszą ścianą wewnątrz ściany starej. Kiedy warunki zewnętrzne stają się znowu odpowiednie do wzrostu, przerwalnik absorbuje wodę, rozrywa okrywę zewnętrzną i przekształca się w normalną komórkę bakteryjną. Stwierdzono, iż spory pałeczek wąglika zachowują żywotność i są zdolne do kiełkowania nawet po 30 latach.

Są bakterie, które żyją w symbiozie z innymi organizmami: przykładem są bakterie brodawkowe albo inne bakterie, które zamieszkują ludzkie jelita i tam produkują witaminy potrzebne do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Jak widać, nie wszystkie bakterie są szkodliwe dla człowieka, ale oczywiście istnieją także groźne bakterie chorobotwórcze, które mogą wywoływać takie przykre przypadłości, jak angina, zapalenie oskrzeli i kiła. Niektóre pasożytują w organizmach ludzkich, zwierzęcych i roślinnych (bakterie chorobotwórcze).
Bakterie korzeniowe, bakterie brodawkowe z rodzaju Rhizobium, żyją w symbiozie z roślinami motylkowatymi, dostarczając im związków azotu w zamian za węglowodany. Po zakażeniu wytwarzają w korzeniach brodawkowate narośle (brodawki korzeniowe).
Mają zdolność wiązania azotu cząsteczkowego, dlatego rośliny motylkowe używane są jako zielony nawóz.
Do najważniejszych grup ekologiczno-fizjologicznych należą bakterie glebowe (wytwarzające m.in. próchnicę glebową) i bakterie korzeniowe. Ze względu na wykorzystywane źródło energii wyróżnia się m.in. bakterie: siarkowe (uzyskujące energię, potrzebną do asymilacji dwutlenku węgla, podczas utleniania siarki i jej związków), metanowe (rozkładające związki organiczne z wytworzeniem metanu), wodorowe (utleniające wodór cząsteczkowy), żelazowe (utleniające związki żelazawe do żelazowych), purpurowe siarkowe (samożywne, zawierające bakteriochlorofil, które w czasie fotosyntezy redukują dwutlenek węgla, utleniając siarkowodór) i purpurowe bezsiarkowe (na świetle, przy braku tlenu, samożywne, w czasie fotosyntezy redukujące dwutlenek węgla przez utlenianie znajdujących się w środowisku alkoholi lub wodoru).

Jedną z groźniejszych chorób wywoływanych przez drobnoustroje jest wirusowe zapalenie wątroby typu "A", zwane potocznie "żółtaczką". Jest to powszechnie znana choroba tzw. "brudnych rąk", a jej przebieg i następstwa nierzadko kończą się śmiercią chorego. Tej groźnej choroby można łatwo się ustrzec. Częste mycie rąk, zwłaszcza przed jedzeniem i po wizycie w toalecie, obowiązkowe mycie warzyw i owoców przed jedzeniem skutecznie zmniejsza ryzyko zakażenia.

Częstą chorobą wynikającą z niezachowania należytej higieny jest czerwonka. Pałeczki czerwonki przyczyniają się do zakażenia przewodu pokarmowego, którego skutkiem jest silne odwodnienie organizmu. Pałeczki czerwonki mogą być obecne na produktach żywnościowych, wielu przedmiotach codziennego użytku takich jak klamki czy kosz na śmieci oraz w miejscach publicznych ( autobus, toaleta ). Główną przyczyną ich szerzenia się są złe warunki sanitarne oraz nieprzestrzeganie podstawowych zasad higieny. Z tej racji czerwonka jest powszechnie znana jako "choroba brudnych rąk". Najskuteczniejszą metodą walki z nią jest regularne mycie rąk oraz zachowanie najbliższego otoczenia w czystości.

Salmonellą można się zarazić jedząc niewłaściwie przygotowane jedzenie. Podczas przyrządzania mięsa, zarówno drobiu jak i innych gatunków, trzeba zachować należytą higienę.

Bakterie E.coli powodują groźne infekcje przewodu pokarmowego oraz dróg moczowych. Do zakażenia dochodzi głównie przez spożycie surowego skażonego mięsa oraz nie przygotowanie mleka. Może rozwijać się na wszelkich przedmiotach służacych do przygotowania i podawania posiłków. Przestrzeganie podstawowych zasad higieny oraz stosowanie detergentów w znacznym stopniu zapobiega rozwojowi tej niebezpiecznej bakterii