Эволюция микробного паразитизма

                            ПЛАН:   

  Введение

1. Эволюция микробного паразитизма.
2. Происхождение патогенных микроорганизмов.
3. Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введение:

  «Миллиарды микробов населяют  стихии и повсюду окружают  нас. Незримо они сопутствуют  человеку на всем его жизненном  пути, властно вторгаясь в его  жизнь то в качестве врагов, то как друзья. В громадном количестве они встречаются на пище, которую мы принимаем, в воде, которую пьём, и в воздухе, которым мы дышим. Окружающие нас предметы, наша одежда, поверхность нашего тела, всё это буквально кишит микробами, среди которых встречаются и болезнетворные виды», - так образно охарактеризовал микрофлору, которая нас окружает, выдающийся русский микробиолог В,Л,Омелянский. По-видимому, в биосфере нет такой среды, в которой не встречались бы микроорганизмы. Всюду, где есть хотя бы какие-то источники энергии, углерода и азота, обязательно встречаются и микроорганизмы, различающиеся по своим физиологическим потребностям и свойствам. Именно это разнообразие, в основе которого лежит способность использовать любые, даже минимальные возможности для своего существования, исторически обусловило вездесущность микроорганизмов. С другой стороны, активная жизнедеятельность миллиардов микроорганизмов, их гигантская роль в круговороте веществ в природе имеют исключительное значение для поддержания (сохранения) динамического равновесия всей биосферы, нарушение которого привело бы к катастрофическим последствиям.

  Естественной средой обитания  микроорганизмов служат в первую  очередь почва, вода и воздух. Они заселяют также кожные  покровы и сообщающиеся с внешней  средой слизистые оболочки человека  и животных.

  Везде и всюду микроорганизмы  сосуществуют в виде сложных  ассоциаций – биоценозов, представленных  многими и разнообразными видами, между которыми складываются  своеобразные взаимоотношения. Особенности  этих взаимоотношений таковы, что  они обеспечивают существование  всех многочисленных видов бактерий  и в конечном счете всего царства прокариот, которое, в свою очередь, сосуществует с другими царствами жизни на Земле.

  Для медицинской и санитарной  микробиологии интерес представляют  экологические особенности патогенных, условно-патогенных и сапрофитных  микроорганизмов, взаимоотношения  между ними и с организмом  хозяина, а также загрязнение микробами окружающей среды и формирование источников инфекционных заболеваний.

  Паразитизм, так же как и  другие формы взаимоотношений  между паразитами и их хозяевами,  возник, развивался и совершенствовался  в процессе эволюции микроорганизмов.  В данной работе мы рассмотрим  происхождение патогенных микроорганизмов  и эволюцию микробного паразитизма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Эволюция микробного паразитизма и происхождение патогенных микроорганизмов.

Паразитизм, так же как и другие формы взаимоотношений между  паразитами и их хозяевами, возник, развивался и совершенствовался  в процессе эволюции микроорганизмов. Полагают, что свободноживущие микроорганизмы-сапрофиты  появились свыше 3 млрд. лет тому назад во время зарождения жизни  на нашей планете, а микроорганизмы-паразиты значительно позже - по мере образования  эукариотов.

 

В основе паразитизма лежат расширение и обновление экологических возможностей сапрофитов, поскольку перед ними открылись новые экологические  сферы распространения. Так, возникли факультативные (необязательные) паразиты, многие из которых, не нанося заметных повреждений организму хозяина, извлекают для себя пользу. Такая  форма межвидовых отношений называется комменсализмом. Она характерна для  сапрофитных гнилостных микроорганизмов, которые освоили новую экологическую  нишу - кишечник животных и человека. К ним относятся условно-патогенные, или оппортунистические, виды бактерий (эшерихии, протей и др.), дрожжеподобные грибы, популяции которых в нормальных условиях не наносят ущерба хозяину. Однако в экстремальных ситуациях данные микроорганизмы вызывают патологические процессы.

 

По мере увеличения зависимости  от организма хозяина происходило  дальнейшее совершенствование паразитизма, которое привело к появлению  патогенных видов - возбудителей инфекционных заболеваний людей и животных. Многие из них утратили сапрофитную  форму в своем развитии в отличие  от условно-патогенных микроорганизмов. Они оказались неспособными не только размножаться, но даже сохраняться  в окружающей среде.

 

Так, трепонема сифилиса, бактерии коклюша и др. выживают во внешней  среде всего несколько минут, энтеробактерии - несколько недель и месяцев и т.д. Однако спорообразующие патогенные (бациллы сибирской язвы) и условно-патогенные бактерии (клостридии столбняка и газовой гангрены) сохраняются в течение многих месяцев и лет в виде спор.

 

По мере увеличения зависимости  паразитов от организма хозяина  появились факультативные внутриклеточные  паразиты. К ним относятся гонококки  и менингококки, микобактерии туберкулеза, шигеллы и другие бактерии, способные размножаться в клетках организма человека. Перечисленные виды не утратили способности размножаться на искусственных питательных средах, что свидетельствует о сохранении у них набора ферментов, необходимых для анаболических и катаболических реакций. На более поздних этапах эволюции появились облигатные внутриклеточные паразиты, к которым относятся хламидии, риккетсии и патогенные простейшие. Эти возбудители сохранили клеточную организацию, но лишились генов, контролирующих образование ряда ферментов, необходимых для важнейших метаболических реакций, вследствие чего они утратили способность расти на питательных средах.

 

Таким образом, в результате регрессивной эволюции появились облигатные внутриклеточные  паразиты с редуцированными метаболическими  реакциями, полностью зависящие  от своего хозяина. Как у внеклеточных, так и у внутриклеточных паразитов, подавляющее число которых относится  к патогенным видам, в процессе эволюции появились факторы, защищающие их от неспецифической и иммунной защиты организма хозяина.

 

2. Происхождение  патогенных микроорганизмов.

Основной движущей силой эволюции микробного паразитизма, во время которой  сформировались патогенные виды, явились  мутации и рекомбинации генов. В  результате направленного отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям сущеcnвования в организме человека, происходило совершенствование вирулентных и токсических свойств возбудителей, формирование новых их разновидностей и видов. Основные селективные факторы направленного отбора, действующие в организме человека и животных, относятся к неспецифической и иммунной защите организма хозяина, а также постоянно увеличивающемуся арсеналу этиотропных химиотерапевтических и иммунных (вакцины, иммуноглобулины) препаратов. При этом число новых генотипов, выживших в результате направленного отбора, находится в прямой зависимости от количества действующих селективных факторов. Это приводит к постоянному обновлению генофонда микробной популяции. Особое значение в эволюции патогенов играет постоянная миграция информации с внехромосомными факторами наследственности или транспозируемыми элементами (транспозоны, плазмиды). Как уже отмечалось, они контролируют образование самых разнообразных продуктов: токсинов, ферментов, антигенов, которые в определенных случаях придают селективные преимущества несущим их клеткам возбудителя.

 

В этой связи встает вопрос о происхождении и роли транспозируемых элементов в эволюции патогенных микроорганизмов. Наиболее вероятно, что транспозируемые элементы произошли из хромосомных генов, которые приобрели способность выщепляться из состава бактериальных ДНК. Об этом свидетельствует тот факт, что хромосомные гены, как правило, ответственны за образование тех же факторов патогенности, которые контролируются транспозируемыми элементами. В автономном состоянии последние существуют в циркулярной форме, способной обратно встраиваться в бактериальную хромосому. При этом нередко в месте интеграции возникает инсерта-ционная мутация вследствие сдвига считывания.

 

Таким образом, эволюционная роль внехромосомных факторов наследственности состоит в повышении гетерогенности бактериальных популяций, что в конечном итоге способствует выживанию тех биоваров с измененной антигенностью и патогенностью, которые наиболее приспособлены к данным конкретным условиям существования в организме своего хозяина. В настоящее время установлено сходство между провирусами и транспозируемыми элементами. Провирусы представляют собой такую форму вирусной ДНК, которая встроена в хромосому клетки хозяина. Выше данная форма взаимодействия между вирусом и клеткой была охарактеризована как интегративная инфекция. В этой связи можно допустить, что ДНК-вирусы произошли из транспозируемых элементов бактериальных клеток, которые при выщеплении из бактериальной хромосомы могли приобрести структурные гены, контролирующие образование вирусного капсида, и соответствующие регуляторные гены.

 

Вместе с тем широкое распространение  обратной транскрипции среди вирусов, бактерий, дрожжей, растений насекомых, позвоночных животных и человека является одним из аргументов в пользу гипотезы о первоначальном образовании  РНК.

3.Список литературы.

http://www.eurolab.ua/microbiology-virology-immunology/3661/3673/30836/

http://referat911.ru/Medicina/jevoljuciya-mikrobnogo-parazitizma-i-proishozhdenie/53493.html

http://kursovikkz.kz/prezentacii/medicina21/1862-osnovy-mikrobiologii-evolyuciya-mikrobnogo-parazitizma-i-proishozhdenie-patogennyh-mikroorganizmovprezentaciya.html