Joomla Software solutions Template

Payday loan

Под биологични фактори се разбира влиянието, което оказват върху микроорганизмите други микро- и макроорганизми. В природата микроор­ганизмите не живеят изолирано едни от други, а развиват жизнената си дей­ност в условията на по-голяма или по-малка асоциация с други представи­тели на живия свят. Между отделните видове микроорганизми, от една страна, и между микроорганизмите и други организми, от друга, се устано­вяват сложни взаимоотношения, в резултат на което се постига едно дина­мично равновесие.

В резултат на продължителни селекционни процеси най – приспособените към условията на съществуване микробни видове оформят относително постоянни микробни биоценози (съобщества).Формите на взаимоотношения между различните микроорганизми са много сложни, които се изразяват с двете крайни връзки: асоциативни връзки (микроорганизмите се подпомагат в тяхното развитие) и антагонистични връзки (микроорганизмите си пречат в своето развитие – конкурентност).

І.Асоциалтивни връзки:

Към първата група връзки влизат следните взаимоотношения: мутуализъм (симбиоза), първично коопериране, метабиоза, коменсализъм, неултрализъм.

Мутуализъм (симбиоза).

При мутуализма ( лат. Mutualis – взаимен) между два вида микроорганизми или между микроор­ганизми и друг организъм е налице взаимно подпомагане връзката е взаимноизгодна, при това често в естествени условия нито един от партньорите не може да съществува без другия – облигатна ( задължителна връзка) .

Като пример за симбиоза в естествени условия може да се посочи съвместното развитие на анаеробните и аеробните микроорганизми – консумирайки свободния кислород, аеробите създават условия за размножаване на анаеробните микроорганизми. Такива са взаимоотношенията между Clostridium pasteurianum и някои сапрофитни микроорганизми. Строго анаеробната бактерия Cl. pasteurianum мдоже да живее в почвата и да фиксира азот от въздуха благодарение на съ­жителството си с тези аеробни бактерии, които консумират 0₂ и създават микросфера без 0₂. Симбиотични взаимоотношения съществуват между Azotobacter и някои целулозоразлагащи бактерии. В случая азотфиксиращата бактерия Az. chroococcum използва продуктите от разпадането на целуло­зата, целулозоразлагащите бактерии — азотните съединения, образувани от Azotobacter.

Типичните пример за симбиоза между микроорганизми и растения са грудковите бактерии, развиващи се по корените на висшите бобови растения. Растенията могат да усвояват азота само в свързан вид (като атоми). Бактериите от рода Rhizobium играят тази важна роля в селското стопанство. Те образуват азото-фиксиращи възелчета в корените на бобовите като грах, фасул и люцерна. По този начин бактериите от род Rhizobium получават от  растенията въглехидратна храна, а в замяна на това им доставят азотни вещества, които синтезират от атмосферния азот. Фиксацията на азота става с помощта на фермента нитрогеназа, който работи обаче само в анаеробни условия. За да изолират бактериите от кислорода растенията синтезират белтък, напомнящ по структура хемоглобина, който свързва кислорода и защитава симбионтите от въздействието му. Тази симбиоза може да облегчи изискванията за допълнително азотно наторяване. На фиг. 1 е представена симбиозата между бактериите от рода Rhizobium и корените на висшите бобови растения:

Много често отношенията между микроорганизмите губят симбиотичния си харак­тер и приемат характер на метабиоза. В този случай един микроорганизъм създава благоприятни условия за развитието на друг, без да получава за то­ва някаква изгода. Така например оцетнокиселите бактерии се развиват, след като дрождите са превърнали гроздовата захар в алкохол. Като пример за метабио­за може да се посочи и  едновременното развитие на аеробни и анаеробни микроорганизми в  затворена система. Аеробните свързват кислорода и съз­дават анаеробна среда, в която пък се развиват анаеробите.Метабиотични   отношения има между амонифициращите и нитрифициращите бактерии, между дрождите и млечнокиселите бактерии и др. Амнифициращите бактерии разпадат белтъчните вещества до амоняк. Амоняка служи за храна на нитрифициращите бактерии, които превръщат амоняка в нитрити и нитрати.С метабиотични отношения в природата може да се обясни бързата минерализация на орга­ничните вещества в  почвата.

-          Първично коопериране (протокоопериране) : При този тип взаимоотношение два вида бактерии могат да се развиват самостоятелно, но когато се култивират заедно много по –добре се развиват. Такава форма има между Lactobacillicus bulgaricus и Streptococcus thermophilus. Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus и Streptococcus thermophilus, които стимулират взаимно растежа си, кооперират се и компенсират метаболизма си. В днешно време се счита че няколко генетични и биохимични особености са отговорни за позитивното взаимодействие между двата бактериални вида:

S. thermophilus разгражда уреята в млякото при което се отделя CO₂. Така се стимулира растежа на лактобацилите, който е затруднен от ниската концентрация на CO₂ в млякото след термичната му обработка.

• S. thermophilus стимулира растежа на L. bulgaricus чрез образувенето на мравчена киселина, която е важна за биосинтезата на пурини.
• Смесените култури за йогурт стимулират синтезата на някои важни метаболити като ацеталдехид.
• L. bulgaricus, за разлика от S. thermophilus, притежава извънклетъчна протеаза прикрепена към клетъчната стена, чрез която може да доставя на S. thermophilus пептиди и аминокиселини.
• геномът на S. thermophilus съдържа гени отговорни за синтезата на p-аминобензоена киселина (ПАБА) и може да снабдява L. bulgaricus с ПАБА която е необходима за синтезата на фолиева киселина
• геномния анализ показва че S. thermophilus може да доставя на L. bulgaricus аминокиселината орнитин по време на ферментацията, която бива декарбоксилирана до путресцин от L. bulgaricus който, на свой ред, снабдява с него S. thermophilus. Така двете бактерии се подпомагат взаимно за да си доставят полиамини, които са важни за много клетъчни функции и за устойчивостта на оксидативен стрес

Тук микроорганизмите извличат обща полза от взаимоотношенията си, но те не са задължителни за тяхното съществуване.

- Коменсализъм: Произходът на думата е от латински com mensa и означава разделяне на трапезата. При коменсализма, единият вид (коменсал) извлича полза от връзката с гостоприемника си, комуто нито вреди, нито донася някаква полза. Форми на коменсализъм са, когато коменсала използва гостоприемника си:

• · за транспорт - Phoresy
• · за жилище (убежище) - Inquilism
• ползва остатъците от храната на гостоприемника
• · използва нещо отначало създадено, след смърта на гостоприемника - Metabiosis

За разлика със случайните посетители, които са безразлични към избора на убежище или трапеза, коменсалите често са така свързани с хазяина си, че рядко го напускат. Такава форма на взаимоотношение съществува между целулозо разграждащите бактерии род Azotobater. Те разграждат цеулозата до глюкоза и СО₂.

-Неутрализъм: При тази форма на взаимоотношение, микроорганизмите се развиват самосоятелно без да се влияят един от друг.Тук загубите и преимуществата за всеки партньор  се неутрализират. Този тип симбиоза имаме и когато два вида, населяващи едно и също пространство и използващи едни и същи ресурси нямат каквото и да било влияние един на друг.Не е ясно колко често може да се случи. Неутралността е просто липса на каквото и да е взаимодействие.

ІІ.Антагонистични връзки (конкурентни)

При антагонизма се наблюдава потискане на един микробен вид от друг. Антагонизма има две форми: пасивен и активен.

-Пасивен. При него се наблюдават две форми:

• Първата форма е изчерпване на хранителните вещества, в резултат на което един от видовете спира да се развива
• Втората форма е насилствен антагонизъм. Тази форма се появява когато след изчерпване на хранителните вещества единият от микроорганизмите отделя протолитични ензими и смила другия вид бактерии.

-Активен. Проявява се в две форми:

• При първата форма в средата се натрупват вещества, които спират развитието на другия. Таква форма на взаимоотношение съществува в прясното мляко след получаването му.
• Втората форма на активен антагонизъм е синтезиране на метаболити, които убиват микроорганизмите. Тук влиза синтезата на антибиотици и на бактериоцини. Тези метаболити притежават свойството да убиват микроорганизмите които се развиват в средата.

Антагонистичните връзки биват: паразитизъм, хищничество и антагонизъм.

Паразитизъм:

Взаимоотношенията хищничество и паразитизъм носят полза на единия от видовете (хищника и паразита) и са вредни за втория (жертва и гостоприемник). Системите хищник-жертва и паразит-гостоприемник постоянно еволюционират. Типични примери в това отношение са бактериофагът,който паразитира по бактериите, актинофагите по актиномицетите,и микофагите по гъбите,паразитирането на патогенните микроорганизми по растенията,животните и човека.Паразитизмът може да се проявява по два начина:чрез убиване на клетките на гостоприемника и използването им за храна и чрез използването на хранителните вещества от живите клетки на гостоприемника,без те да се убиват.Първите паразити са много активни.

Паразитните микроорганизми биват факултативни или облигатни.Факултативните се развиват върху мъртви органични вещества или обменни продукти и в живите тъкани на растенията и животните.Към тях се отнасят патогенните бактерии и някои дрожди,актиномицетите и плесените гъби.Облигатните паразити се развиват само в тъканите на живите организми.Към тях се отнасят вирусите,фагите и рикетсиите,които паразитират върху микроорганизмите,животните,хората,растенията и насекомите.

Конкурентните взаимоотношения са антагонизъм, което е форма на взаимоотношения между микроорганизмите, при която един вид микроорганизми при развитието си подтиска развитието или убива други видове. В основата му са изчерпване на хранителните вещества, отделяне на токсини или антибиотици в средата. Преимущество има видът който има по-голяма биологична активност. Пример е съвместното култивиране на бактерии и актиномицети, като бактериите се размножават по-бързо и потискат развитието на актиномицетите.

Антибиоза е способността на микроорганизмите да продуцират специфични метаболитни продукти, които се отличават с висока активност и специфично действие. Най-много антагонисти има сред актиномицетите, спорообразуващите бактерии и плесените гъби. Имат способност да синтезират антибиотици, поради което имат преимущество в конкуренция за по благоприятни условия на растеж.

А – микроб антагонист; 1,2,3,4 и 5 – тест микроби потискани от микроб антагонист.

Антибиотици

Терминът антабиотик (от гръцките думи anti – против и bios – живот) е въведен за първи път от З. Ваксман през 1942 г. първоначално антибиотиците са дефинирани като нискомолекулни продукти на метаболизма на микроорганизмите, които в малки концентрации потискат растежа на други микроорганизми. Ензимите (напр. Мизозим) и други сложни белтъци  с антимикробно действие не принадлежат към антибиотиците, защото са съединения с голяма молекулна маса. Впоследствие става известно, че някои антибиотици могат да потискат развитието не само на микроорганизми, водорасли, протозои, хелминти, но и на злокачествени тумори. Освен микроорганизмите антибиотици могат да синтезират също растенията и животните. Поради това в понятието антибиотик се влага по – широко съдържание. Освен природните продукти от метаболизма на организмите към антибиотици се отнасят и следните полусинтетични вещества:

1)       получини при химична модификация на природните антибиотици или други продукти от метаболизма на микроорганизмите;

2)       получени в резултат на микробиологична трансформация на синтетични съединения.

Когато се говори за потискане на растежа на други микроорганизми от антибиотици, се има предвид временно или постоянно отсраняване на способността им за размножаване. Следователно потиска се растежът на микробната популация, а не на индивидуалната клетка. Когато потискането на растежа е необратимо, действието на антибиотика се нарича бактерицидно. Ако потискането на растежа се прекратява след отделяне на антибиотика от средата, антибиотикът притежава бактериостатично действие.

Исторически данни:

Още Пастьор обърнал внимание на борбата между отделните микроб­ни видове. Заедно със своя ученик Жубер той забелязва, че причинителят на сибирската язва не може да расте в нестерилна урина. За означаване на наб­людаваното явление Пастьор въвежда термина „антагонизъм" и през 1877 г. докладва в Парижката академия за съществуването на антагонизъм не само in vitro и   i n  vivo. Ако причинителят на сибирската язва се вкара във възприемчиво животно с „общи микроби", патогенната бактерия не причинява инфекция и животното не загива.

Oт  руските учени първи са изучили микробния антагонизъм лекарите Ф. Манасеин и А. Полотебнов. През 1871 г. Манасеин отпечатва статията си ”З а отношението на бактерите към зелената плесен", а година по-късно Полотебнов публикува съобщение за резултатите при лекуване на гнойни рани с прах и суспензия от спори на пеницлии и аспергилии. Много изследователи след това описват микробния антагонизъм и предлагат той да се използва за лекуване на различни заболявания. През 1886 г. Н. Гкмалея предлага  гнойните незарастващи язви да се лекуват с  убити култури от Bacterium prodigiosum (Serratia marcescens), а през 1887 г. А. Павловски съобщава за успешно използване на  жива култура от тази бактерия за лекуване на кожни форми на сибирската язва при зайци.

И.И.Мечников наблюдава антагонизъм между млечнокисели и гнилостни бактерии. Преждевременното остаряване на хората той обяснява с датоксикацията на организма с продукти от жизнената дейност на гнилостните бактерии и изказва идеята за превръщане на „дивата флора" на черва­та  в „културна", състояща се от „благотворни" видове. Той предлага да се използва възможността за потискане на гнилостните микроорганзми чрез въвеждане в червата на техните антагонисти — млечнокиселите бактерии.

През 1899 г. немските учени Е.Емерлих и О. Лоу изолират от Pseudomonas pyocyanea (Ps. aeruginosa) вещество, което действа убийствено върху стафилококи, дифтеритни бактерии, причинителите на сибирската язва и ко­ремния тиф. Това вещество е наречено пиоцианин и е използвано известно време за лекуване на незарастващите рани и язви.

В резултат на проведените проучвания върху антагонизма стана ясно, че много микроорганизми притежават способност да продуцират в резултат на обмяната специфични вещества, които потискат развитието на други микроорганизми. Тези сложни вещества се наричат антибиотици, а явлението – антибиоза. Първият световно известен антибиотик беше открит от английският учен Александър Флеминг. През 1929 г. той установи, че плесента Penicillium notatum след прорастване на агарова хранителна стреда в петриево блюдо потиска развитието на стафилококи. В резултат на упорита работа на химиците Флори Чейн през 1942 г. антибиотичното вещество на тези е получено в чист вид и е наречено пеницилин. С откриването на първия антибиотик се поставя началото на антибиотичната ера при лекуването на заразните болести.