Внутриклеточные паразиты: вирусы, микробы и бактерии

Муниципальный конкурс научно-исследовательских работ

МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА

МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА — НОВАЯ ЭРА В ПОНИМАНИИ МИКРОФЛОРЫ

СОДЕРЖАНИЕ

  • I. Определение микробиома
  • II. Здоровый микробиом человека
  • Резюме
  • Фон (введение)
  • Наше эволюционирующее понимание здорового микробиома
  • Базовые когорты в масштабе популяции
  • Типичные компоненты и разнообразие микробиома
  • Бактериальные компоненты здорового микробиома
  • Рис.1. Возможные определения здорового микробиома
  • Археи, вирусы, грибы и др. эукариоты
  • Географическая изменчивость в здоровом микробиоме
  • Установление микробиома и ранняя колонизация
  • Отличительные признаки здоровья
  • Функциональное ядро
  • Здоровая экология микробного сообщества
  • Сопротивление, устойчивость, стабильность
  • Прогноз
  • III. О структуре здорового микробиома человека
  • Обильные таксоны в микробиоме человека
  • Бактериальные функции, важные для жизни в кишечнике
  • IV. Содержание и разнообразие микробного сообщества (от MetaHIT)
  • 16S секвенирование
  • Метагеномное секвенирование
  • Общее бактериальное ядро
  • V. Дополнительный материал
  • Бактероидеты, фирмикуты и другие
  • Питание и конфигурация кишечного микробиома
  • VI. Первые результаты проекта HMP (Human Microbiome Project)
  • VII. Интегративный проект микробиома человека (2-й этап HMP)
  • Введение
  • Рис. 1. Первая и вторая фазы проекта NIH Human Microbiome.
  • Микробиом влагалища, беременность и преждевременные роды
  • Рис. 2. Микробиом влагалища и его связь с факторами хозяина во время беременности и преждевременных родов.
  • Микробиом кишечника и воспалительные заболевания кишечника
  • Рис. 3. Динамика «хозяин-микробиом» при ВЗК.
  • Мульти-омическое профилирование при преддиабете
  • Рис. 4. Дифференциальный ответ хозяина и микробов на диетические нарушения и инфекционные заболевания у лиц с преддиабетом.
  • Ресурсы из HMP2
  • Комплементарные взаимодействия хозяина и микробиома
  • Следующие шаги в мульти-омике микробиома
  • VIII. Видеолекции о микробиоме + статьи об исследовании микробиом

Сравнение микробов и бактерий

В чем же разница между микробами и бактериями? Микробы действительно миниатюрны. В эту одиозную внесистематическую группу занесены организмы, размер которых не превышает 0.1 мм. При этом в группе могут быть как ядерные, так и безъядерные существа. Бактерии – это первые организмы, которые появились на Земле и получили самое широкое распространение, освоив почву, воду, воздух. Существуют и виды, живущие в других организмах или в середине более крупных микробов. Бактерии – это надцарство Прокариотов, в котором собрано около 22 типов различных организмов. Их размеры варьируют в пределах 0,5-5 мкм. При этом бактерии могут быть многоклеточными и одноклеточными существами. Размеры бактерии ограничены клеточной пористой стенкой, через которую в клетку проникают нужные молекулы. В клетке находятся функциональные органеллы, а также нуклеоиды, не окруженные мембраной, и плазмиды, в которых сосредоточена генетическая информация. Содержимое микробов зависит от таксона, к которому они принадлежат. Двигаются бактерии с помощью жгутиков или ворсинок. Жизненную энергию эти организмы вырабатывают с помощью фотосинтеза, путем брожения или дыхания. Размножаются бактерии всеми известными путями, от примитивного деления и почкования до более продвинутого полового способа. Существуют бактерии патогенные, вызывающие болезни,  а некоторые типы этих организмов позволяют получать такие продукты, как сыр, йогурт, кефир, квашеную капусту. Одни бактерии, находящиеся в человеческом кишечнике, помогают ему переварить пищу, другие организмы лежат в основе создания бактериологического оружия.

Как лечат бактериальные инфекции? Если  иммунная система  человека не может самостоятельно справиться с бактериями – врачи применяют  антибиотики (антибактериальные препараты) . Они убивают самих «захватчиков», т.е. бактерии.

Как лечат вирусные инфекции? Вирусы практически невозможно «достать», пока они находятся внутри клеток организма. Поэтому лечение многих вирусных инфекций достается иммунной системе человека. Кроме того, в настоящее время разрабатывается большое количество противовирусных препаратов. Они мешают вирусу размножаться и снижают нагрузку на иммунную систему. К сожалению, эти средства могут быть использованы только для небольшого количества вирусов и не слишком эффективны.

Даже иммунные силы организма не в состоянии «очистить» клетку от вируса. Они могут разрушить лишь те вирусные частицы, которые уже попали в организм, но еще не оказались внутри клетки. Когда вирус проник в клетку, единственный способ борьбы с ним – уничтожение всей клетки с последующим поглощением и перевариванием выделившихся вирусов иммунными клетками. Поэтому действие идеального противовирусного лекарства будет направлено против клетки человеческого организма.

Вирусы и антибиотики? Антибиотики не действуют на вирусные инфекции. Эти лекарственные препараты можно использовать только для борьбы с вредными бактериями. Если болезнь, вызванную вирусом, лечить антибиотиком, т.е. применять его не по делу, то в человеческом организме возникнет привыкание к этому виду лекарств. А когда случится болезнь, требующая лечения этим самым антибиотиком, то он не поможет, потому что бактерии, живущие в организме человека, уже привыкли к этому лекарству и не боятся его. Лекарство не подействует, болезнь станет неизлечимой, и человек может погибнуть. Вот об этом и говорил ученый. Сейчас очень часто люди, схватив обычную простуду, глотают таблетки, не разбираясь в них. Антибиотики – очень сильное лекарство, мощное оружие. Только применять их надо грамотно.

Читайте также:  Пастереллёз — возможная причина загадочной гибели ваших кроликов.

Вирусы

Эта группа включает в себя неклеточных инфекционных агентов. Их особенность заключается в том, что признаки живой природы они проявляют, только находясь внутри клетки. Для проникновения вирус находит специфическую мишень – отдельный рецептор на клеточной поверхности.

После того, как эти внутриклеточные паразиты попадают в организм, их, как и любые инородные организмы, поглощают макрофаги. Вирус вместе с ними проникает в кровоток и разносится по организму, пока не попадёт в те органы или ткани, где будет развиваться и размножаться.

Внутриклеточные вирусы проявляют активность только внутри клетки хозяина.  Но организм имеет защитные механизмы, заключающиеся в выработке интерферонов – это такие специальные белки иммунной системы. Они вырабатываются в трёх формах:

  • Альфа-интерфероны – направлены на стимуляцию выработки лейкоцитов и снижения опухолевой активности;
  • Бета-интерфероны – активизируют синтез фибробластов и соединительных тканей;
  • Гамма-интерфероны – направлены на синтез Т-клеток.
Вирусы

Вирусы встраиваются в ДНК клетки и на генетическом уровне и заставляют их полностью изменить свою генетическую программу, то есть реализовать не то, что заложено в генах клетки, а то, что привнёс внутриклеточный вирус.

Самые опасные для человека следующие вирусы:

  • Эбола. Изначально появился в Африке, а затем продвинулся в направлении Европы и Америки. Второе название болезни Эбола – геморрагическая лихорадка. Поскольку путешествия и перенос биологического материала охватывает огромные территории, которые раньше были защищены из-за своей отдалённости, то учёные предупреждают, что ни одна страна сейчас не может гарантировать того, что в ней в ближайшее время не начнётся эпидемия вируса Эболы.
  • Бешенство. Этому вирусу подвержены как люди, так и животные. Заболевание в короткие сроки провоцирует поражение ЦНС. При вакцинации во время инкубационного периода у пациента вырабатывается иммунитет к бешенству, но если уже появились симптомы этой болезни, то вакцина не поможет.
  • ВИЧ. Прозван чумой XX столетия, поскольку вызывает синдром иммунодефицита, который сказывается на работе всего организма. Даже самая незначительная инфекция при СПИДе становится причиной смерти. На данный момент вакцины от ВИЧ не существует.
  • Натуральная оспа. Болезнь описана ещё в IV тысячелетии до н.э., но её причину удалось установить только в XX веке. Существует две разновидности, одна из которых вызывает летальный исход только в 3% случаев, а вторая – в 90%.
  • Грипп. Человек заражается воздушно-капельным путём. Нередко возникают эпидемии гриппа, а иногда – пандемии. Фармацевтика предлагает огромное количество препаратов от этого внутриклеточного вируса, но самым эффективным на данный момент является прививание.
  • Гепатит. Приводит к поражению печени. Существует в двух формах – В и С. Может перейти в хроническую форму или привести к таким тяжёлым осложнениям, как цирроз или рак печени.
  • Ротавирус. Вызывает острую кишечную инфекцию. Главная опасность кроется в сильном обезвоживании, которое развивается за несколько часов. В странах, где медицина не развита, уносит огромное количество жизней каждый год.
  • К какому врачу нужно обращаться, чтобы вылечиться от глистов и паразитов
  • Виды мазка на хламидии у женщин и мужчин, рекомендации к сдаче анализа
  • Эффективные антибиотики при лечении хламидиоза у мужчин и женщин
Читайте также:  Водоросли: общая характеристика. Зелёные водоросли

Бацилла Антракса (сибирской язвы)

Этот опасный агент вызывает тяжелейшие поражения организма, как правило, вызывающие летальный исход. Бацилла представляет палочковидную неподвижную клетку способную образовывать споры, которые весьма устойчивы к влиянию окружающей среды и сохраняют активность многие годы. Основным источником заражения человека является инфицированный домашний скот.

Проникновение бактерий сибирской язвы в организм животного происходит через корма, содержащие споры, испражнения мелких и крупных травоядных, а также через укусы насекомых – слепней, мух, оводов. Симптоматика болезни проявляется практически мгновенно. Животное начинает лихорадить, появляются судороги, нарушения деятельности мозга, кишечника, сердечного ритма. После мучительных страданий в течение 5-6 дней скот гибнет.