Mnoge biljke bez mahunarki, drvenaste i žbunaste, i zeljaste, također imaju korijenske izdanke sposobne da fiksiraju molekularni dušik. Fiksacija dušika u takvim slučajevima, kao kod mahunarki, temelji se na simbiozi sa prokariotima. U vegetaciji drveća i grmlja kvržice najčešće nastaju aktinomicetima koji fiksiraju dušik, u zeljastoj vegetaciji - bakterijama. U većini slučajeva, simbionti drveća i grmlja su aktinomiceti iz roda Frankia(Sl. 49). To su aerobni organizmi sa septiranim micelijumom koji formira sporangije.

Postoji 17 poznatih rodova drvenastih i žbunastih kritosjemenjača koje se formiraju Frankia nodule. Oni pripadaju redovima Casuarinales, Coriariales, Fagales, Cucurbitales, Myricales, Rhamnales I Rosales. Među biljkama koje su veoma efikasne u fiksiranju azota su casuarina ( Casuarina), joha ( Alnus), morska krkavina (Hip-pophae), vosak je manje efikasan u tom pogledu (Myrica) jarebička trava ( Dryas), sucker (Elaeagnus) i shepherdia (Shepherdia).

Korijenski čvorići drvenastih biljaka su prilično veliki, obično se formiraju na bočnim korijenima. Postoje dvije vrste nodula - koraljne (gusti pleksusi korijena razgranatog poput koralja) i s korijenjem koji raste kroz režnjeve nodula (labavi snop zadebljalog korijena) usmjeren

Rice. 49. Utjecaj infekcije aktinomicetama iz roda Frankia za rast johe: A. B - biljke zaražene Frankia; b- neinficirana biljka (br: S. O. Suetin) up. Prva vrsta kvržica uočena je u johe i morske krkavine, druga - u casuarini. Utvrđeno je da aktinomiceti koji fiksiraju dušik imaju određenu specifičnost za biljke. Na primjer, jedna grupa Frankia inficira johu, vosak i „slatku“ paprat (componia), a ostala inficira oleaster, morski trn i ovčar.

Symbiont aktinomicete su sposobne da inficiraju samo ćelije parenhima korteksa korena. Kao i kod mahunarki, mikroorganizam prodire u korijenje iz tla kroz korijenske dlačice koje se zbog toga uvijaju. Na mjestu infekcije, zidovi korijenske dlake zadebljaju, a hife koje su prodrle u ćeliju postaju prekrivene debelim omotačem. Kako se hife kreću duž korijenskih dlačica, ovoj se stanji i oko hifa se formira kapsula za koju se smatra da proizvodi i biljka i aktinomijest.

Iz korijenske dlake, hife prodiru u epidermu i korteks korijena, uzrokujući diobu i hipertrofiju inficiranih stanica. U pravilu, loptice hifa ispunjavaju središte biljnih ćelija, širenje i dioba krajeva hifa dolazi u blizini staničnih stijenki, u ovom drugom slučaju nastaju specifične strukture, tzv vezikule(Sl. 50). Tvar slična leghemoglobinu u mahunarkama se formira u čvorićima. Na kraju vegetacije, vezikule degradiraju, ali hife ostaju u biljnim ćelijama, inficiraju

Rice. 50. Vezikule formirane od micelija Frankia u kvržicama johe (po: I. Gardneru) nova tkiva se beru u proljeće. Tipično, u simbiozi s biljkama koje nisu mahunarke, energija fiksacije dušika aktinomicetama iz roda Frankia više nego u kvržicama mahunarki.

Kvržice su nađene u velikoj grupi zeljastih biljaka - žitarica, šaša, ljutika itd. U kvržicama ovih biljaka utvrđene su mikrobne asocijacije koje se sastoje od dvije ili tri vrste mikroorganizama, koje su bile zastupljene gram-pozitivnim i gram-pozitivnim. negativne bakterije. Utvrđeno je da se fiksacija dušika javlja u čvorićima, ali uloga pojedinih bakterija u tome još nije utvrđena.

Nedavno, od nodula na biljkama koje nisu mahunarke - tropski grm Trema orientalis(porodica koprive) i blizu nje Parasponia parviflora - Izolirane su bakterije bliske nodusnim bakterijama mahunarki. Ove bakterije su sposobne zaraziti mahunarke i formirati kvržice. Oni su klasifikovani kao Rhizobium. Od kvržica na lišću tropskog grmlja Pavetta I Psihotrija Bakterije koje fiksiraju dušik su izolirane i dodijeljene rodu Klebsiella (Klebsiella rubacearum). Kvržice lista takođe obogaćuju biljku azotom. Stoga, u Indiji, Šri Lanki i drugim zemljama listovi Pavetta koristi se kao zeleno đubrivo.

Simbionti koji fiksiraju azot obogaćuju tlo azotom u sledećoj meri: jednogodišnje mahunarke (pasulj, soja, grahorica, pasulj, grašak, sočivo) akumuliraju 40-110 kg/ha azota godišnje), višegodišnje mahunarke (detelina, lucerna) - 150-220, tropske mahunarke - Sesbania rostrata- od 324 (sušna sezona) do 458 (vlažna sezona), biljke koje nisu mahunarke - 150-300 kg/ha azota godišnje.

Bakterije se prema načinu hranjenja mogu podijeliti u dvije velike grupe: autotrofi i heterotrofi.

Autotrofi su bakterije koje su sposobne sintetizirati organske tvari iz anorganskih.

Ako se sunčeva energija koristi za sintezu, tada se bakterije nazivaju fotosinteticima, a ako se energija oslobođena tijekom raznih kemijskih reakcija naziva kemosintetikom.

Svi autotrofi imaju dvije velike grupe enzima. Neki obezbeđuju sintezu jednostavnih organskih supstanci od neorganskih, dok drugi, koristeći te supstance (glukoza i dr.), sintetiziraju složena organska jedinjenja (škrob, murein, proteini itd.).

Fotosintetske bakterije uključuju ljubičaste i zelene bakterije. Za razliku od biljaka, one dobijaju vodonik (H) ne iz vode (H 2 0), već iz vodonik sulfida (H 2 S). Koristeći hemijske simbole, reakcija bakterijske fotosinteze može se zapisati na sljedeći način:

CO 2 + H 2 S C n H 2 n O n + H 2 0 + S

U ovom obliku fotosinteze kisik se ne oslobađa, a sumpor se nakuplja u bakterijskim stanicama. Ova vrsta fotosinteze naziva se anaerobna.

Fotosintetske bakterije najčešće žive u vodenim tijelima na površini mulja, a neke vrste žive u toplim izvorima.

Priroda fotosinteze je drugačija (aerobna) kod cijanobakterija. Ovo su najstariji organizmi koji su se pojavili na našoj planeti prije oko 3 milijarde godina. Žive uglavnom u slatkovodnim tijelima, ponekad uzrokujući "cvjetanje vode". Neke vrste žive u morima i okeanima, kao i na kopnu, stvarajući zelene prevlake na tlu, kamenju i kori drveća.

Fotosinteza kod cijanobakterija je slična onoj u biljkama, a pomoću hemijskih simbola može se izraziti sljedećom jednadžbom:

CO 2 + H 2 O C n H 2 n O n + O 2

Upravo su cijanobakterije bile jedini dobavljači kiseonika u atmosferi 800 miliona godina.

Hemosintetske bakterije prvi je otkrio ruski naučnik S. N. Vinogradsky 1890. godine. Ove bakterije koriste energiju oslobođenu tokom oksidacije spojeva amonijaka, dušika, željeza i sumpora.

Heterotrofne bakterije za prehranu koriste gotove organske tvari koje proizvode organizmi ili ostatke mrtvih tijela.

Ove bakterije imaju dva načina da dobiju potrebnu energiju: fermentaciju i truljenje.

Truljenje je anaerobna enzimska razgradnja proteina i masti.

Ako bakterije koriste ostatke mrtvih tijela za život, nazivaju se saprotrofi. Čuveni francuski mikrobiolog Louis Pasteur ukazao je na izuzetno važnu ulogu saprotrofnih bakterija u prirodi krajem 19. stoljeća. Ove bakterije, zajedno sa gljivama plijesni, su razlagači (od latinskog Smanjiti - vratiti se). Razgrađujući organske ostatke u mineralne soli, oni čiste našu planetu od životinjskih leševa i biljnih ostataka, dajući živim organizmima mineralne soli i zatvarajući ciklus supstanci u prirodi.

Istovremeno, bakterije truljenja, kada dođu na prehrambene proizvode, uzrokuju njihovo kvarenje. Da bi se prehrambeni proizvodi zaštitili od razlagača, oni se podvrgavaju sušenju, kiseljenju, dimljenju, soljenju, zamrzavanju, fermentaciji ili posebnim metodama konzerviranja - pasterizaciji ili sterilizaciji.

Louis Pasteur je razvio metodu za očuvanje tečne hrane (mlijeko, vino, pivo, itd.), koja je nazvana pasterizacija. Da bi se uništile bakterije, tečnost se zagreva na temperaturu od 65 - 70°C i drži 15 - 30 minuta.

Potpuno uništenje bakterija postiže se sterilizacijom. U tom slučaju proizvodi se drže na 140°C oko 3 sata, ili se tretiraju gasovima, tvrdim zračenjem itd.

Patogene bakterije uzrokuju bolesti kao što su kolera, kuga, tuberkuloza, upala pluća, salmoneloza, povratna groznica, upala krajnika, difterija, tetanus i mnoge druge bolesti ljudi, kao i razne bolesti životinja i biljaka.

Proučavanje patogenih bakterija započeo je L. Pasteur i razvijen je u radovima Roberta Kocha, E. Smitha, Danila Samoilovicha, Sh.

Odavno je poznato da mahunarke povećavaju plodnost tla. O tome su pisali Teofrast i rimski naučnik Gaj Plinije Stariji.

Godine 1866., poznati ruski botaničar i zemljoradnik M. S. Voronin primijetio je da korijenje mahunarki ima ha
Karakteristične otekline su čvorići koji nastaju kao rezultat aktivnosti bakterija.

Samo 20 godina kasnije, holandski mikrobiolog Martin Beijerinck uspio je dokazati da se bakterije naseljavaju na korijenima mahunarki, primajući od njih gotove organske tvari, a zauzvrat biljci daju prijeko potreban dušik, koji apsorbiraju iz zraka. .

Tako je otkrivena simbioza bakterija sa biljkama. Dalja istraživanja su pokazala da ne samo kod biljaka, već i kod životinja, pa čak i kod ljudi. Nekoliko vrsta bakterija naseljava se u ljudskom crijevu i hrani se ostacima neprobavljene hrane, dajući zauzvrat vitamine i neke druge tvari neophodne za život čovjeka.

Važnost bakterija

1. Učestvuju u ekosistemima u uništavanju mrtvog organskog materijala i time direktno učestvuju u ciklusu ugljenika, azota, fosfora, sumpora, gvožđa i drugih elemenata.

2. Mnogi procesi u prirodi povezani su sa aktivnostima bakterija, kako simbiotske (bakterije kvržice) tako i nesimbiotske (azotobakterije) fiksacije molekularnog dušika.

Ljudi koriste mnoge vrste bakterija u nacionalnoj ekonomiji: dobivanje organskih proizvoda kao rezultat fermentacije (bakterije octene kiseline, laktobacili).

3. Služi kao izvor antibiotika (gramicidin, streptomicin).

4. Bakterije se koriste za stvaranje novih metoda za proizvodnju industrijski važnih supstanci, uključujući alkohole, organske kiseline, šećere, polimere, aminokiseline i brojne enzime.

5. Simbiotske bakterije crijeva sisara (mikroflora) učestvuju u sintezi niza vitamina B i vitamina K, a također razgrađuju vlakna.

6. Zahvaljujući genetskom inženjeringu, sada je moguće uspješno prenijeti gene humanog inzulina u genom Escherichia coli, a industrijska proizvodnja ovog hormona je već počela.

7. Mnoge vrste bakterija uzrokuju bolesti kod biljaka, životinja i ljudi.

Poglavlje 11

KRALJEVSTVO VIRUSA (VIRA)

Istorija otkrića virusa

Krajem 19. veka čudna bolest zahvatila je plantaže duvana na Krimu. Listovi oboljelih biljaka prekriveni su zarđalim mrljama, naborani i osušeni.

Za ovu bolest se zainteresovao diplomac Sankt Peterburgskog univerziteta, D.I. Da bi izolirao uzročnika bolesti, samljeo je listove oboljelih biljaka i filtrirao nastali sok kroz krpu. Međutim, D.I. Ivanovsky nije pronašao patogene bakterije ni u procijeđenom soku ni u ostatku na platnu. Istovremeno, procijeđeni sok primijenjen na listove zdravih biljaka u 80% slučajeva izaziva karakterističnu bolest. Da li je moguće da su bakterije koje izazivaju bolest premale? Ivanovsky filtrira sok kroz porculanski filter, koji, kao što je poznato, ne propušta ni najmanje bakterije. I opet bezuspješno. D.I. Ivanovsky zaključuje da duvansku bolest uzrokuju sitne bakterije koje se mogu filtrirati i koje se ne mogu vidjeti optičkim mikroskopom.

Nekoliko godina kasnije, uzroke bolesti duvana istražuje holandski mikrobiolog Martin Beijerinck i dolazi do zaključka da na biljke utiče... otrovna tečnost koju je nazvao "virus" (od latinskog virus - otrov ). Ali otrov se pokazao vrlo čudnim: snaga bilo kojeg otrova ovisi o njegovoj koncentraciji, ali Beijerinck virus u bilo kojem razrjeđivanju dao je isti rezultat. A izvor otrova ostao je nepoznat.

Godine 1932., profesor Windell Stanley (SAD) uspio je da dobije kašičicu kristala iz tone zaraženih listova. Trljajući listove zdravih biljaka rastvorima ovih kristala, izazivao je karakteristične bolesti kod njih. Ali mogu li se živa bića pretvoriti u kristale? Stanley zaključuje da virusi nisu živa bića, već proteinski molekuli.

Samo sedam godina kasnije, pomoću elektronskog mikroskopa, bilo je moguće vidjeti neuhvatljivi virus.

Struktura virusa

Svi virusi se mogu smatrati genetskim elementima, obučeni u zaštitnu proteinsku ljusku i sposobni da prelaze iz jedne ćelije u drugu.

Pojedinačne virusne čestice - virioni - su simetrična tijela koja se sastoje od ponavljajućih elemenata. U srži svakog viriona nalazi se genetski materijal predstavljen molekulima DNK i RNK. Postoji veliki izbor oblika ovih molekula: postoje virusi koji sadrže dvolančanu DNK u kružnom ili linearnom obliku; virusi sa jednolančanom kružnom DNK; jednolančana ili dvolančana RNA; koji sadrže dvije identične jednolančane RNK.

Genetski materijal virusa (genom) okružen je kapsidom - proteinskom ljuskom koja ga štiti kako od djelovanja nukleaza - enzima koji uništavaju nukleinske kiseline, tako i od izlaganja ultraljubičastom zračenju.

Virusi - infektivni agensi

Nijedan od poznatih virusa nije sposoban za samostalno postojanje. Tek kada uđe u ćeliju, genetski materijal virusa se reproducira, prebacujući rad ćelijskih biohemijskih transportera na proizvodnju virusnih proteina: i enzima neophodnih za replikaciju virusnog raspada - čitavog skupa njegovih gena, i proteina omotača virusa. U ćeliji se sklapanje nukleinskih kiselina i proteina odvija od brojnih potomaka jednog virusa koji je u nju ušao.

Proučavanje virusa omogućilo je ne samo utvrđivanje uzroka mnogih bolesti poznatih od davnina, već i pronalaženje načina za borbu protiv njih.

Naseljavajući se u ćelijama živih organizama, virusi izazivaju mnoge opasne bolesti biljaka (mozaičnu bolest duvana, paradajza, krastavca; uvijanje listova i dr.) i domaćih životinja (šap, svinjska i ptičja kuga i dr.) naglo smanjuje prinose usjeva i dovodi do masovnog uginuća životinja.

Virusi izazivaju opasne bolesti kod ljudi (ospice, male boginje, dječja paraliza itd.). Posljednjih godina im se pridodala još jedna bolest - SIDA (sindrom stečene imunodeficijencije).

Simbioza bakterija korijenskih nodula i biljaka

Ova vrsta simbioze najpoznatija je kod mahunarki, ali su istraživači identificirali kvržice kod predstavnika drugih familija flore, na primjer, kod nekih vrsta johe (porodica breza). Kvržice na korijenu ispunjene su specifičnim bakterijama koje fiksiraju dušik.
Ove bakterije imaju jedinstvenu sposobnost da vežu ili fiksiraju atmosferski dušik (koji se nalazi u zraku oko Zemlje u ogromnim količinama, ali u neutralnom stanju (potpuno nedostupan biljkama) i opskrbljuju ga biljci domaćinu. Iz biljke, bakterije primaju hranjive tvari - ugljikohidrate itd.

Ovaj oblik simbioze ima pozitivan učinak na oba sudionika simbionta: bakterije normalno prolaze kroz svoj razvojni ciklus, a istovremeno se biljka razvija sigurno, s dovoljno dušika, najbitnijeg nutrijenta; u većini slučajeva govorimo o mahunarkama. Takav izvor dušika za biljke naziva se biološkim, a mahunarke, prema K. A. Timiryazevu (1957), su kultura koja obogaćuje tlo, jer, za razliku od ogromnog broja biljaka, uključujući poljoprivredne kulture, one ne samo da ne iscrpljuju tla, koristeći mineralni dušik koji je prisutan u njemu (zemljišni izvor dušika), ali i zasiti tlo dušičnim spojevima.

Zasićenje nastaje tokom uzgoja mahunarki i naknadnog raspadanja njihovog korijena i listova. Osim toga, mahunarke se odlikuju povećanim unutrašnjim sadržajem dušika, posebno sirovih bjelančevina, čiji je glavni udio (do 80-90% - cca.. Dakle, vrsta simbioze o kojoj se raspravlja je vrlo važna u prirodi i posebno pri gajenju biljaka, obezbeđujući njihovu visoku nutritivnu vrednost i produktivnost i istovremeno - obnavljanje i povećanje plodnosti zemljišta.
Ovu činjenicu zapanjujuće efektivne kohabitacije mahunarki i bakterija treba oceniti kao srećnu priliku i velikodušan dar prirode čoveku!

Simbioza bakterija i ljudi

Ljudi i bakterije imaju jak kooperativni odnos koji se naziva simbioza. Bakterije pomažu gotovo svim sistemima tijela, na primjer, imunološkom sistemu u zaštiti od virusa, gastrointestinalnom traktu u preradi i asimilaciji hrane. Epitelne ćelije, ovisno o situaciji, luče posebne tvari, od kojih neke privlače bakterije (atraktante), druge odbijaju bakterije (repelenti). Na taj način tijelo reguliše i obezbjeđuje povoljnu mikrofloru.

Uzrok svih zaraznih bolesti nije činjenica da patogene bakterije ulaze u organizam, već neravnoteža bakterijske ravnoteže (disbakterioza). Tijelo apsolutno zdrave osobe sadrži patogene gotovo svih bolesti. Ali oni su, takoreći, u hibernaciji - prirodna mikroflora ih toliko potiskuje da ne mogu izazvati nikakve smetnje. Bolest se javlja samo ako postoji predispozicija za nju.

Ovo stanje se naziva pred-bolest i karakterizira ga činjenica da procesi razgradnje tkiva počinju prevladavati nad procesima njihove obnove. Ako je tijelo oslabljeno i ne može se samostalno nositi s tim, tada u pomoć priskaču bakterije, za koje su proizvodi raspadanja hrana. Sa svojim enzimima, bakterije razgrađuju mrtvo tkivo u "građevinske blokove" koje tijelo koristi za sklapanje novih stanica. Dakle, bakterije su jednostavno neophodne na mjestu bolesti. Ali tijelo ih treba držati pod kontrolom i na vrijeme lokalizirati izvor bolesti.

Na osnovu navedenog, postaje očigledno da je upotreba antibiotika, danas toliko uobičajena, daleko od najbolje opcije liječenja. Nećemo postati zdraviji ako ostanemo bez bakterija koliko god je to moguće. Važnije je održavati ravnotežu tečnosti bakterija nego ići u ekstreme. Uostalom, antibiotici neselektivno ubijaju svu mikrofloru. Osim toga, pod utjecajem antibiotika, bakterije počinju aktivno mutirati i postaju sve manje osjetljive na njih, a tvari koje bakterije luče da bi se zaštitile izuzetno su toksične za čovjeka. Kao rezultat toga, obostrano korisna simbioza pretvara se u međusobnu agresiju sa tužnim posljedicama za obje strane.

Simbioza bakterija i algi

Simbioza bakterija i algi odvija se u početnim fazama samopročišćavanja vode u ribnjacima. Na kraju procesa pročišćavanja, simbioza ustupa mjesto antagonizmu. Zbog oslobađanja baktericidnih tvari od strane algi, bakterije, a posebno patogene crijevne bakterije, odumiru. Stoga se u procesu naknadnog tretmana otpadnih voda u biološkim ribnjacima odvija ne samo uklanjanje biogenih i organskih tvari, već i bakterijskih kontaminanata. Kao što je već naznačeno, strogo aerobne biološke jezerce treba koristiti u svrhe naknadnog tretmana. Važno je miješanje vode, koje sprječava stvaranje anaerobnih zona i doprinosi procesima stabilizacije kvaliteta vode.

Simbioza bakterija i algi odvija se u početnim fazama samopročišćavanja vode u ribnjacima. Na kraju procesa pročišćavanja, simbioza ustupa mjesto antagonizmu. Zbog oslobađanja baktericidnih tvari od strane algi, bakterije, a posebno patogene crijevne bakterije, odumiru.

Stoga se u procesu naknadnog tretmana otpadnih voda u biološkim ribnjacima odvija ne samo uklanjanje biogenih i organskih tvari, već i bakterijskih kontaminanata. Kao što je već naznačeno, strogo aerobne biološke jezerce treba koristiti u svrhe naknadnog tretmana. Obavezni uvjeti za normalan rad takvih ribnjaka su usklađenost s optimalnom reakcijom okoliša (pH) i temperaturom za vodene organizme, kao i prisustvo otopljene vode. Važno je miješanje vode, koje sprječava stvaranje anaerobnih zona i doprinosi procesima stabilizacije kvaliteta vode.

Artropod simbionti

Intracelularne bakterije nalaze se u mnogim predstavnicima reda insekata i u grinjama. Kod insekata, simbionti se obično nalaze u stanicama posebnih organa - micetoma - ili u određenim dijelovima tijela u specijaliziranim stanicama - micetocitima. Postoji širok izbor anatomske organizacije micetoma i metoda prijenosa simbionta na potomstvo.

Simbioti su uobičajeni u oblicima insekata koji se hrane drvetom, biljnim sokom ili krvlju, a odsutni su u grabežljivim oblicima, kao što su grabežljive bube. Međutim, kod žohara, simbionti su uvijek prisutni u svim vrstama, bez obzira na prirodu njihove prehrane. Insekti oba spola ili samo ženke (na primjer, kod nekih lisnih uši) imaju simbionte. Simbioti se obično prenose na potomstvo putem jajašca i samo u rijetkim slučajevima putem sperme.

Raspodjela i razvoj simbionta u tijelu insekta domaćina pod strogom je kontrolom potonjeg.
Treba napomenuti da formiranje micetoma nije reakcija tijela insekta na unošenje bakterija, već se javlja i kod jedinki kojima nedostaju simbionti. Uz pomoć baktericidnih tvari mogu se dobiti insekti bez simbionta, ali održive jedinke nastaju samo iz jaja zaraženih simbiontima.

Simbioze blistavih bakterija

Svjetleće bakterije se razvijaju u crijevima mnogih morskih životinja, prvenstveno riba. Sve svjetleće bakterije pokazuju aktivnost hitinaze i, očigledno, uništavaju ovaj polimer u crijevima, koji nije napadnut enzimima domaćina. Time doprinose potpunijoj upotrebi hrane od strane vlasnika. Iz crijeva u vodu ulaze svjetleće bakterije. Svjetleće nakupine bakterija na ostacima izmeta i na česticama detritusa privlače ribu i druge životinje koje jedu.

Tako bakterije ulaze u crijeva, što je njihova glavna ekološka niša.
Svjetleće bakterije mogu biti dio simbiotskih sistema različite prirode, koji nisu povezani s probavom i ponekad su visoko specijalizirani. Ove bakterije se nalaze u posebnim svijetlećim organima, fotoforima, nekih bosonogih mekušaca i morskih, uglavnom dubokomorskih riba. Do danas su blistave bakterije simbionta pronađene u 50 vrsta, koje predstavljaju 30 rodova iz 11 porodica. Svjetleće bakterije naseljavaju posebne organe - bakteriofotofore. Struktura fotofora i njihova lokacija u tijelu domaćina mogu se jako razlikovati. Sastav tvari koje se izlučuju u šupljinu fotofora je nepoznat, ali, očito, one podržavaju vitalnu aktivnost bakterija i reguliraju njihov metabolizam. Sjaj bakterija nastaje samo u prisustvu molekularnog kiseonika, koji dolazi iz krvi ribe, a promenom tonusa krvnih sudova u stanju je da reguliše intenzitet sjaja.

Fotofor je opremljen uređajima za regulaciju i distribuciju svjetlosti, ponekad dostižući zadivljujuću složenost i savršenstvo. U fotoforama riba žive svijetleće bakterije različitog sistematskog položaja, ali kod predstavnika iste vrste riba to su obično predstavnici iste vrste bakterija.

Ljudski bakterijski simbionti čine njegovu normalnu mikrofloru. Žive u crijevima, na koži, na sluznicama, pružajući ili zaštitu (kompetitivnim sprječavanjem drugih, štetnih bakterija da koloniziraju ova područja), ili sudjelujući u probavi hrane i sintezi nekih vitamina neophodnih za čovjeka. Već smo spomenuli ljudski simbiont E. coli. Ukupno, normalna ljudska mikroflora uključuje oko 500 vrsta bakterija. Ako ubijete sve bakterije na koži ili crijevima osobe, od toga neće biti ništa dobro. Proučavana je uloga normalne mikroflore kod sterilnih životinja. Životinje (pacovi ili miševi) se uzgajaju u posebnim uslovima i vide šta im se dešava u odsustvu bakterija. Treba napomenuti da oni ne žive baš najbolje. Dakle, svaka stvarna osoba nije samo predstavnik vrste Homo sapiens, već čitava kolekcija različitih organizama.

Virusi, kao što je herpes virus, mogu se prenijeti i spolnim putem. Herpes virus uzrokuje stvaranje plikova na koži ispunjenih virusnim česticama ("groznica"). Među stanovništvom zapadnih zemalja, 70-90% je zaraženo virusom herpesa, 30% ima osip, a 10% ima genitalne oblike bolesti. Virusi ljudske imunodeficijencije (uzrokuju AIDS – sindrom progresivne imunodeficijencije), hepatitis B i C (zahvaćaju jetru), papiloma virusi (uzrokuju prekomjerni rast epitela kože i stvaranje bradavica; neki tipovi uzrokuju razvoj raka) mogu se prenijeti spolnim putem.

Među uzročnicima spolno prenosivih bolesti ranije su opisani gonokok, spirochete pallidum i eukariotski organizam Trichomonas. Dugo vremena pacijent je imao znakove genitourinarne infekcije, ali nijedan od ova tri patogena nije identificiran, a dijagnosticiran mu je “nespecifični uretritis”. Međutim, u drugoj polovini dvadesetog veka pronađeni su uzročnici „nespecifične“ upale. To uključuje gardnerelu, klamidiju, ureaplazmu, mikoplazmu i neke druge vrste. Bolesti koje uzrokuju odlikuju se činjenicom da često imaju malo simptoma, prolaze neprimijećene od nosioca i postaju kronične. Najmanje jedan od ovih patogena nalazi se kod 30-50% ljudi (koji imaju nekoliko seksualnih partnera) može se naći čitav "buket" patogena. Do sada neki liječnici vjeruju da su ove bakterije bezopasne. To je netačno, odavno se pokazalo da ove bakterije nisu samo uzročnici genitourinarnih infekcija, čija je jedna od najtežih komplikacija neplodnost, već i niz uobičajenih bolesti, samo se ustaljene ideje polako mijenjaju.

Bakterija gardnerella, koja izaziva gardnerelozu, zapaljensko oboljenje genitourinarnog trakta, opisana je sredinom dvadesetog veka. Gardnerella je nešto veća od gonokoka i ima strukturu karakterističnu za prokariote. U preparatima dobijenim od pacijenata, epitelne ćelije reproduktivnog trakta izgledaju kao da su “paprene”; Ovi biber u zrnu su upravo gardnerele. Uzrokuju i upalu urogenitalnog trakta, a najteža posljedica takve bolesti je neplodnost.

U ovoj publikaciji naći ćete najpotpunije informacije o hirudoterapiji - jednoj od najstarijih i vrlo učinkovitih metoda prirodne terapije. Ovdje možete pronaći informacije o anatomiji i mehanizmima terapijskog djelovanja pijavice; opisane su metode pričvršćivanja pijavica u praktičnoj medicini, formulirane su indikacije i kontraindikacije za hirudoterapiju. Priručnik je dobro ilustrovan, sadrži spisak literature preporučene doktorima za samostalan rad, te dio za samokontrolu, koji uključuje veliki broj test pitanja.

Izlazi od 2006. godine i prvi je službeno odobren udžbenik o hirudoterapiji za postdiplomski obrazovni sistem ljekara.

Namijenjeno ljekarima različitih specijalnosti koji se zanimaju za hirudoterapiju, savladavaju hirudoterapiju i bave se terapijskom upotrebom pijavica, kao i studentima viših godina medicinskih fakulteta i čitaocima stručne literature iz oblasti zdravlja.

knjiga:

2.3. Simbiotske bakterije. Uloga u fiziologiji medicinskih pijavica

Kada se razmatra biologija medicinskih pijavica, potrebno se detaljnije zadržati na problemu koji se u literaturi obično prilično kratko i nepotpuno odražava. Riječ je o mikroorganizmima (mikroflori) koji se nalaze u crijevima želuca ljekovitih pijavica. Kasnije ćemo se dotaknuti ovog pitanja iz kliničke perspektive, jer njegovo potcjenjivanje, a ponekad i osnovno neznanje, može dovesti do ozbiljnih komplikacija tokom liječenja. Štaviše, ovaj problem se potpuno zanemaruje tokom obuke na raznim kursevima hirudoterapije. Očigledno je to zbog nedostatka svijesti nastavnika i samozadovoljstva specijalista zbog „baktericidnog efekta medicinskih pijavica“ koji je naširoko deklariran u domaćoj literaturi.

Činjenica je da gastrointestinalni trakt medicinskih pijavica, kao i drugih vrsta pijavica, nije sterilan. Naseljen je mikroorganizmima. Štaviše, Hirudo medicinalis U pravilu se određuje jedna vrsta bakterija, a ne asocijacije mikroorganizama karakteristične za druge pijavice. Ova vrsta bakterija već dugo privlači pažnju istraživača. Godine 1946. M. B. Golkin (u daljem tekstu: Khomyakova T. I. et al., 1998) bakterija je izolirana i morfološki opisana kao pokretni štapić zadebljan u sredini veličine 0,6 x 2,5–4,5 µm, koji sadrži 2–3 zrna koja nestaju tokom granulacije. uzgoj na hranljivim podlogama, a naziva se „bakterija pijavice“. H. Busing i koautori (1953.) identificirali su je kao nezavisnu vrstu, koju su nazvali “bakterijom pijavice” - Bacilus hirudinis. Naknadno se ispostavilo da je to u stvari Bacilus hirudinis je Aeromonas hydrophila. U jednom od najnovijih radova posvećenom proučavanju mikroflore medicinskih pijavica, J. Graf (1999) je sa visokim stepenom pouzdanosti (uključujući i poređenje određenih delova genoma) pokazao da bakterija simbiont pripada Aeromonas veronii biovar sobria. Treba, međutim, napomenuti da autor nije proučavao divlje (prirodne) pijavice, kao u većini prethodnih studija, već uzgajane u Njemačkoj (Noyer Apotheke) i Engleskoj (Biopharm), te njegovi zaključci zahtijevaju pojašnjenje. Međutim, prema D. R. Mackayu i dr. (1999), većina pijavica koje su proučavali sadrži A. sobria.

Šta to predstavlja Aeromonas? Slijede podaci T.I. Khomyakove i koautora (1998), koje su oni sažeti u pregledu posvećenom simbiontskoj bakteriji: “ Aeromonas– gram-negativni štapići, fakultativni anaerobi. Pronađene u slatkim i otpadnim vodama, neke vrste su patogene za ribe i žabe, uzrokujući septikemiju kod njih. Kod ljudi izazivaju dijareju i bakteriemiju. Sa patogenim svojstvima A. hydrophila Postoji mnogo publikacija u domaćoj i stranoj literaturi. Međutim, treba napomenuti da postoji mnogo različitih sojeva ove bakterije, koji se međusobno značajno razlikuju, uključujući i u smislu patogenosti za ljude. Dakle, sojevi izolovani iz tkiva i tečnosti pacijenata se donekle razlikuju od sojeva izolovanih iz okoline. Svojstva ćelijske površine različitih sojeva i njihov genomski sastav su također različiti. Čak i unutar istog soja, moguće su razlike u strukturnim i patogenim svojstvima.”

Naučnike je od samog početka zanimala moguća uloga ove bakterije kako u životu pijavica tako i u njihovoj medicinskoj upotrebi. Činjenice prikupljene do danas upućuju na to Aeromonas, koji u normalnim uslovima živi u crijevima crva, simbiont je pijavice i koristan je za tijelo domaćina. Ovaj zaključak je zasnovan na brojnim zapažanjima.

Prvo, davne 1946. godine, dokazana je sposobnost „bakterije pijavice“ da sintetiše supstancu koja sprečava zgrušavanje krvi. Pretpostavku o mogućoj ulozi bakterije u održavanju krvi u želucu pijavice u tekućem stanju potkrepljuje činjenica da je kasnijim studijama bakterije otkriven enzim (metaloproteinaza) koji pretvara g-lanac dimera fibrina u monomerni formu. Može da učestvuje u procesima fibrinolize. Istraživanja u ovom smjeru se nastavljaju, ali do danas stepen sudjelovanja bakterija u procesu održavanja tečnog stanja krvi ostaje nedovoljno razjašnjen.

Drugo, bakterija igra određenu ulogu u probavnim procesima pijavica. Ako anatomsku strukturu gastrointestinalnog trakta pijavica karakterizira prisutnost jasne diferencijacije različitih odjeljaka (ždrijelo, želudac, crijeva, rektum), tada se na ćelijskom (histološkom) nivou razlikuju u strukturi sluznice različitih dijelova. crijevne cijevi su beznačajni. Odsustvo ćelija koje luče probavne enzime potvrđeno je rezultatima biohemijskih studija. Očigledan nedostatak enzima, za koje se općenito vjeruje da su neophodni za potpunu probavu proteina, sugerira da je "bakterija pijavice" uključena u probavne procese. Ova hipoteza dobila je ozbiljnu podršku u radu H. Businga i koautora (1953), koji su pokazali da je bakterija koju su izolovali iz crijeva medicinske pijavice pokazala in vitro sposobnost sporog varenja krvi. Godine 1967. J. B. Jennings i V. M. van der Lande objavili su rezultate svojih istraživanja o različitim vrstama pijavica. Studija probavnih enzima otkrila je prisustvo egzopeptidaza u potpunom odsustvu endopeptidaza, lipaze i amilaze. I nakon pregleda ekstrakta izolovanog iz medicinske pijavice Aeromonas, autori su u njemu otkrili enzime koji mogu igrati određenu ulogu u probavnim procesima domaćina.

Treće, sugerirano je (Khomyakova T.I., Khomyakov Yu.N.) da mikroflora može sudjelovati u opskrbi pijavice nekim hranjivim tvarima potrebnim za njen život (posebni vitamini pijavice).

Četvrto, analiza dostupnih literaturnih podataka nam omogućava da zaključimo o važnoj ulozi Aeromonas kako bi se spriječilo razmnožavanje drugih vrsta mikroorganizama, a moguće i virusa, koji ulaze u gastrointestinalni trakt pijavice s krvlju bolesnih životinja. To potvrđuju brojna zapažanja koja su pokazala da se već u prvim satima nakon što se pijavica hrani, u njenom želucu dolazi do značajnog povećanja broja simbiontskih bakterija.

Dakle, iako uloga, obim i priroda učešća Aeromonas U različitim životnim procesima medicinske pijavice potrebno je dalje proučavanje, iznesene činjenice nam nesumnjivo omogućavaju da se izvuče zaključak o njenoj dobrobiti za organizam pijavice.

Postoji složen sistem odnosa između crva i bakterija koje žive u njegovim crijevima. Dakle, specifični inhibitori proteinaze koje proizvode žlijezde medicinske pijavice (eglins i bdellins) sprečavaju brzu proliferaciju endosimbionta (Roters F. J., Zebe E., 1992). Prema neobjavljenim podacima Yu N. Khomyakova, destabilaza sekreta pljuvačnih žlijezda pijavice također ima baktericidni učinak. Aeromonas akcija. Ovi podaci su potvrđeni u radu L.L. Zavalove i koautora (2001).

Kao što je već spomenuto, domaća literatura o hirudoterapiji deklarira antimikrobno djelovanje pijavica ili pojedinih komponenti njihove pljuvačke (Hirudoterapija: Vodič za liječnike / ur. V. A. Savinov, 2004). To se često tumači kao prisutnost u izlučevinama pijavica tvari koje mogu uništiti bakterije koje uzrokuju patološke procese u ljudskom tijelu. Pogrešnost ovih tvrdnji povezana je s mehaničkim prijenosom zaključaka iz in vitro studija na tijelo medicinske pijavice i ljudsko tijelo. Zapravo, s onim koncentracijama enzima koje su prisutne u živoj pijavici (a ne u njenom ekstraktu), a još više, s obzirom na količinu tvari koje pijavica unosi u ljudsko tkivo, radije bi trebalo govoriti o bakteriostatskom učinku, pa čak i tada samo u tkivima direktno u području rane.

Mnoge istraživače zanimalo je: ako je pijavica napala bolesnu životinju, postoji li opasnost od prenošenja zaraze kada se pijavica koristi u budućnosti, te šta se događa s mikroorganizmima koji zajedno s krvlju koju siše uđu u želudac pijavice. Slična istraživanja su rađena nekoliko puta. U ruskoj književnosti najčešće se citira rad P. N. Andreeva (1923). Zaustavimo se na tome malo detaljnije. Svrha rada bila je proučavanje mogućnosti korištenja pijavica kao svojevrsnog biološkog spremnika za niz patogenih mikroorganizama. S tim u vezi, određen je vremenski period tokom kojeg različite patogene bakterije i protozoe zadržavaju vitalnost i virulenciju unutar tijela pijavice u slučajevima njihove apsorpcije isisanom krvlju. Prije istraživanja, pijavicama su hranjene bolesne životinje. Zatim je, nakon različitih perioda, proučavana vitalnost mikroorganizama unutar tijela pijavice. Krv se dobijala cijeđenjem ili nanošenjem soli na tijelo pijavice. Bakterije tifusa i antraksa (u dva eksperimenta), pileće spirohete (u pet eksperimenata), bakterije paratifusa, bakterije septikemije svinja, tuberkuloza, Typus humanus, biserne školjke, tripanosome Lewisii, Equiperdum, Brucei, kao i viruse boginja ptica i svinjske kuge (po jedan eksperiment za svaki patogen). Bakterije tifusa određivane su nanošenjem na hranljivu podlogu. U jednom eksperimentu otkriveni su do 6 dana, u drugom do 30. Bacili antraksa otkriveni su kulturama i vakcinacijom životinja. Trajale su do 14 i 17 dana. Za pileće spirohete, najduži period održivosti bio je 3 sedmice. Tripanozomi su identifikovani mikroskopskim pregledom autora do 9 dana. Međutim, bakterije septikemije svinja ostale su održive do 22 dana, bacili Tipus goveda– do 60 dana, bakterija paratifusa B – do 3 mjeseca. Autor je zaključio, prvo, da je postojanost protozoa u tijelu pijavica manja nego kod bakterija. To se objašnjava njihovom manjom ukupnom otpornošću na vanjske štetne faktore. Drugo, o prisutnosti baktericidnih svojstava u sadržaju crijevnog kanala pijavice. Naravno, mali broj eksperimenata, i što je najvažnije, nedostaci metode dobijanja materijala u datom radu, ne omogućavaju donošenje konačnih zaključaka o trajanju očuvanja različitih bakterija i protozoa u želucu pijavice. . Istovremeno, analiza podataka dostupnih u stranoj literaturi omogućava nam da konstatujemo da mikroorganizmi "strani" pijavici mogu opstati neko vrijeme, pa čak i umnožavati se u određenoj mjeri bez nanošenja značajnije štete njenom "zdravlju" (Graf J. ., 1999).

Istraživanje kvantitativne dinamike reprodukcije Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa I Staphylococcus aurens u želučanom crijevu nakon dodavanja krvi kojom su se pijavice hranile, S. Indergand i J. Graf (2000) su pokazali da u dva od tri (u prvom eksperimentu) i u dva od četiri (u drugom eksperimentu) ) životinje koje su proučavali E. coli otkriven je nakon 42 i 162 sata, respektivno. Za razliku od E. coli, P. aeruginosa I Sv. aurens mogli preživjeti i čak se razmnožavati u lumenu želudačnog crijeva najmanje 162 sata, ali je povećanje njihovog broja bilo 100 puta manje nego u sličnim uvjetima izvan tijela pijavice. Osim toga, in vitro eksperimenti su pokazali da, za razliku od rezultata prethodnih studija, Aeromonas, izoliran iz želučanih crijeva medicinskih pijavica, sam po sebi nije imao inhibitorni učinak ni na jednu od proučavanih bakterija. Pretpostavlja se da se in vivo aktivacija određenih gena simbionta javlja kao rezultat kontakta s nekim stanicama unutar pijavice. Štoviše, u slučajevima kada pijavice progutaju mikroorganizme krvlju bolesnih životinja, iako opstaju, one se ne mogu u potpunosti razmnožavati i istisnuti simbiontsku bakteriju. Na kraju, nakon određenog vremenskog perioda, strane bakterije umiru, a u crijevima ostaje samo bakterija simbiont. Treba napomenuti da smo za istraživanje uzeli zdrave, punopravne pijavice kupljene od proizvodnih kompanija u Engleskoj i Njemačkoj, a ne divlje, među kojima ima dovoljan broj bolesnih i oslabljenih životinja.

Dakle, analiza svih trenutno dostupnih literaturnih podataka, vlastita zapažanja i proučavanja procesa razmnožavanja i razvoja pijavica, kao i rezultati njihove kliničke upotrebe, omogućavaju nam da izvučemo sljedeće važne zaključke.

Zbog posebnosti dobivanja hrane, pijavica je prilagođena preradi krvi bolesnih životinja.

Neko vrijeme nakon hranjenja u njegovom želučanom crijevu mogu biti prisutne razne bakterije ili protozoe, koje su tamo dospjeli krvlju bolesnih životinja. U tom istom periodu koncentracija simbiontskih bakterija je maksimalna. Oni štite tijelo pijavice od mogućih štetnih učinaka stranih mikroorganizama. U slučaju kliničke upotrebe, takve nepoštene pijavice mogu postati izvor ljudske infekcije.

Tokom procesa izgladnjivanja pijavica, strane bakterije umiru ili se uklanjaju iz njenog tijela, a titar Aeromonas je značajno smanjen. To je ono što umjetno uzgojenu pijavicu čini sigurnom za upotrebu.

Dakle, prisustvo dugog (najmanje 3-4 mjeseca) perioda gladovanja životinje je najvažniji uvjet za sigurnu upotrebu pijavica. Osim toga, izuzetno je važno stvoriti za životinju u ovom periodu sve uvjete potrebne za njen normalan život, selekciju i uništavanje oslabljenih jedinki.

Čini nam se više nego čudnim da preporuke nekih autora, koji poznaju samo literaturu i koji nemaju apsolutno nikakvog znanja o problematici uzgoja pijavica, „jačaju antimikrobna svojstva crijevnog kanala pijavica tako što ih drže u vodi bez patogenih mikroorganizama,” ili vršiti “strogu mikrobiološku kontrolu krvi za ishranu pijavica”, kao i “testiranje na prisustvo krvi u crijevnom kanalu pijavica”. Još su neutemeljene preporuke da se pijavice "drže u rastvoru antibiotika" (Baskova I.P., Isakhanyan G.S., 2004). Ne postoji niti jedan rad koji dokazuje da bi zdrava pijavica uzgojena u biofabrici postala izvor bilo koje druge infekcije osim A. hydrophila . Ali zabilježena je i u izolovanim slučajevima postavljanja pijavica na transplantate, odnosno u uslovima u kojima je uočena teška hipoksija tkiva i naglo potisnut lokalni imunitet. U našoj praksi, tokom više od 20 godina liječenja (za to vrijeme liječeno je nekoliko desetina hiljada pacijenata), pod uslovom da su korištene zdrave životinje, pravilan odabir mjesta pričvršćivanja i upravljanje reakcijom vezivanja (o čemu će biti više riječi) , formiranje apscesa na mjestima pričvršćivanja pijavice nije uočeno jednom. Preporuke slične gore navedenim, ako se pokušaju implementirati, mogu dovesti do ozbiljne krize u hirudoterapiji.