Μικρόβια: ιοί, βακτήρια και μύκητες

Ο όρος "μικρόβιο" αναφέρεται σε οποιονδήποτε μικροοργανισμό, ιδίως σε εκείνους τους μικροοργανισμούς που προκαλούν ασθένειες. Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται ορισμένοι ιοί, βακτήρια και μύκητες. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αυτών των τριών τύπων μικροβίων; Ποιες ασθένειες προκαλούν και πρέπει να αντιμετωπίζονται διαφορετικά; Καθώς οι ιοί, τα βακτήρια και οι μύκητες μπορούν να προκαλέσουν πολλές γνωστές ασθένειες, είναι σύνηθες να τα συγχέουμε,Μια ματιά στο μέγεθος, τη δομή, την αναπαραγωγή, τους ξενιστές και τις ασθένειες που προκαλούνται από το καθένα θα δείξει τις σημαντικές διαφορές μεταξύ αυτών των μικροβίων.

Ιός

Οι ιοί είναι πολύ μικροί, απλοί οργανισμοί. Για την ακρίβεια, είναι τόσο μικροί που μπορούν να παρατηρηθούν μόνο με ένα ειδικό και πολύ ισχυρό μικροσκόπιο που ονομάζεται "ηλεκτρονικό μικροσκόπιο". Είναι τόσο απλά πλάσματα που τεχνικά δεν θεωρούνται καν έμβια όντα. Υπάρχουν έξι χαρακτηριστικά όλων των έμβιων όντων:

- Προσαρμογή στο περιβάλλον

- Κυτταρική σύνθεση

- Μεταβολικές διεργασίες που χρησιμοποιούν για την απόκτηση ενέργειας

- Ανταπόκριση της κίνησης στο περιβάλλον

- Ανάπτυξη και εξέλιξη

- Αναπαραγωγή

Ένας ιός δεν είναι σε θέση να μεταβολίζει, να αναπτύσσεται και να αναπαράγεται από μόνος του, αλλά πρέπει να έχει περισσότερα από ένα κύτταρα ξενιστές που του παρέχουν αυτές τις λειτουργίες. Επομένως, ένας ιός δεν θεωρείται ζωντανό ον. Η δομή ενός ιού είναι εξαιρετικά απλή και δεν επαρκεί για ανεξάρτητη ζωή.

Δομή: κάθε ιός αποτελείται από δύο στοιχειώδη συστατικά. το πρώτο είναι μια αλυσίδα γενετικού υλικού, είτε δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (dna) είτε ριβονουκλεϊκό οξύ (rna). σε αντίθεση με τα ζωντανά κύτταρα, οι ιοί θα έχουν είτε dna είτε rna αλλά όχι και τα δύο. το γενετικό υλικό είναι ένα πρότυπο για τον καθορισμό της δομής και της συμπεριφοράς ενός κυττάρου. σε έναν ιό, μια πρωτεΐνη επικάλυψης που ονομάζεται "καψίδιο".Αυτή η επικάλυψη χρησιμεύει για την προστασία του νουκλεϊκού οξέος και βοηθά στη μετάδοσή του μεταξύ των κυττάρων ξενιστών. Το καψίδιο αποτελείται από πολλά μικρά πρωτεϊνικά σωματίδια που ονομάζονται "καψομερή" και μπορεί να σχηματιστεί σε τρία γενικά σχήματα - ελικοειδές, εικοσαεδρικό και σύνθετο. Ορισμένοι από τους πιο εξελιγμένους ιούς έχουν μια τρίτη δομή που περιβάλλει το καψίδιο. Αυτή είναι ηονομάζεται "φάκελος" και αποτελείται από ένα διλιπιδικό στρώμα, όπως η κυτταρική μεμβράνη, και γλυκοπρωτεΐνες, οι οποίες αποτελούνται από πρωτεΐνες και υδατάνθρακες. Ο φάκελος χρησιμεύει για να μεταμφιέσει τον ιό ώστε να μοιάζει με ένα "πραγματικό" κύτταρο, προστατεύοντάς τον από το να εμφανίζεται ως ξένη ουσία στο ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή. Η δομή ενός ιού σχετίζεται στενά με τοτον τρόπο αναπαραγωγής του.

Αναπαραγωγή: Μόλις εντοπιστεί ένα κατάλληλο κύτταρο ξενιστής, ο ιός προσκολλάται στην επιφάνεια του κυττάρου ή προσλαμβάνεται από το κύτταρο με μια διαδικασία που ονομάζεται "φαγοκυττάρωση". Στη συνέχεια απελευθερώνει το γενετικό του υλικό στο κύτταρο μέσω των φυσιολογικών κυτταρικών διεργασιών. Το κύτταρο σταματά να παράγει τις πρωτεΐνες πουΟ ιός χρησιμοποιεί ενέργεια και υλικά από το κύτταρο για την παραγωγή του νουκλεϊκού οξέος και των καψομερών για τη δημιουργία πολυάριθμων αντιγράφων του αρχικού ιού. Όταν δημιουργηθούν οι κλώνοι του ιού, προκαλούν ρήξη του κυττάρου ξενιστή, απελευθερώνοντας τον ιό για να μολύνει γειτονικά κύτταρα.

Ξενιστές και αντίσταση: είναι γνωστό ότι οι ιοί μπορούν να μολύνουν σχεδόν κάθε τύπο ξενιστή που έχει ζωντανά κύτταρα. τα ζώα, τα φυτά, οι μύκητες και τα βακτήρια υπόκεινται σε ιογενή μόλυνση. αλλά οι ιοί τείνουν να είναι κάπως συγκεκριμένοι όσον αφορά τον τύπο των κυττάρων που μολύνουν. οι φυτικοί ιοί δεν είναι εξοπλισμένοι για να μολύνουν ζωικά κύτταρα. για παράδειγμα, ένας συγκεκριμένος φυτικός ιός μπορεί να μολύνει έναν αριθμό φυτώνΜερικές φορές ένας ιός μπορεί να μολύνει ένα πλάσμα και να μην κάνει κακό, αλλά να προκαλέσει καταστροφή όταν εισχωρήσει σε ένα διαφορετικό αλλά στενά συγγενικό πλάσμα. Για παράδειγμα, τα ελάφια μεταφέρουν τον ιό Hantavirus χωρίς πολύ αξιοσημείωτες επιπτώσεις στα τρωκτικά, αλλά αν ο ιός Hantavirus μολύνει ένα άτομο, οι επιπτώσεις είναι δραματικές συχνά θανατηφόρες, ασθένεια που χαρακτηρίζεται από υπερβολική αιμορραγία. Οι περισσότεροιΟι ιοί των ζώων, ωστόσο, είναι ειδικοί για κάθε είδος. Αυτό σημαίνει ότι μολύνουν ένα είδος ζώου. Για παράδειγμα, ο ιός της ανοσοανεπάρκειας των αιλουροειδών (FIV) μολύνει μόνο γάτες- ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV) μολύνει μόνο ανθρώπους.

Τι πρέπει να κάνει ο ξενιστής για να αποφύγει τη μόλυνση από τον ιό; Κάθε ξένη ουσία που εισάγεται στον οργανισμό παράγει αυτό που ονομάζεται "ανοσολογική απόκριση". μέσω αυτής της διαδικασίας, ο οργανισμός του ξενιστή παράγει αντισώματα. τα αντισώματα είναι ουσίες που καταστρέφουν έναν εισβολέα και εμποδίζουν τον ξενιστή να προσβληθεί ξανά από την ίδια ασθένεια στο μέλλον. τα αντισώματα είναι ειδικά για κάθε εισβολέα και κάθε φορά που προσβάλλεται από μια νέα ασθένεια, ένα νέο σύνολο απόθα πρέπει να παραχθούν αντισώματα. αυτή η διαδικασία παραγωγής αντισωμάτων ειδικών για τον ιό της λοίμωξης διαρκεί περίπου επτά ημέρες. ωστόσο, το κύτταρο που έχει μολυνθεί από έναν ιό παράγει μικρές πρωτεΐνες που ονομάζονται ιντερφερόνες. αυτές οι ιντερφερόνες απελευθερώνονται μέσα σε τρεις έως πέντε ημέρες και λειτουργούν για να αποτρέψουν τη μόλυνση των γειτονικών κυττάρων μέχρι να παραχθούν αντισώματα.Περιττό να πούμε ότι η έρευνα σχετικά με το όφελος των ιντερφερόνων στη θεραπεία των ιών βρίσκεται σε εξέλιξη, αλλά ο πραγματικός μηχανισμός μιας ιντερφερόνης δεν είναι απολύτως γνωστός. Υπάρχουν ορισμένα αντιιικά φάρμακα που μπορούν να χορηγηθούν σε περίπτωση ιογενών λοιμώξεων, αλλά το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού καλείται σε μεγάλο βαθμό να καταπολεμήσει αυτούς τους τύπους λοιμώξεων.

Βακτήρια

Τα βακτήρια διαφέρουν πολύ από τους ιούς. Πρώτον, τα βακτήρια είναι πολύ μεγαλύτερα σε μέγεθος. Ο μεγαλύτερος ιός είναι τόσο μεγάλος όσο το μικρότερο γνωστό βακτήριο (ένα ιδιότυπο μέγεθος για τα βακτήρια). Αλλά τα βακτήρια εξακολουθούν να είναι μικροσκοπικά και δεν μπορούν να γίνουν αντιληπτά με γυμνό μάτι. Είναι τόσο μικρά που οι διαστάσεις των βακτηρίων μετρώνται σε μικρόμετρα (10.000 μικρόμετρα = 1 εκατοστόμετρο). ΣεΣυγκριτικά, η κεφαλή μιας καρφίτσας έχει πλάτος περίπου 1000 μικρόμετρα. Αν και πιο πολύπλοκη από έναν ιό, η δομή ενός βακτηρίου είναι ακόμα σχετικά απλή.

Δομή: τα περισσότερα βακτήρια έχουν ένα άκαμπτο εξωτερικό κυτταρικό τοίχωμα. αυτό παρέχει σχήμα και προστασία. στο εσωτερικό του κυτταρικού τοιχώματος υπάρχει μια πλασματική μεμβράνη. αυτή είναι σαν τη μεμβράνη που βρίσκεται γύρω από όλα τα ζωντανά κύτταρα και παρέχει ένα όριο για το περιεχόμενο του κυττάρου και ένα φράγμα για την είσοδο και την έξοδο ουσιών. το περιεχόμενο στο εσωτερικό του κυττάρου ονομάζεται "κυτταρόπλασμα". αναστέλλεται.στο κυτταρόπλασμα είναι τα ριβοσώματα (για τη σύνθεση των πρωτεϊνών), το νουκλεοτίδιο (συμπυκνωμένο γενετικό υλικό) και τα πλασμίδια (μικρά, κυκλικά κομμάτια DNA, μερικά από τα οποία φέρουν γονίδια που ελέγχουν την ανθεκτικότητα σε διάφορα φάρμακα). Όλα τα ζωντανά κύτταρα έχουν ριβοσώματα, αλλά αυτά των βακτηρίων είναι μικρότερα από αυτά που βρίσκονται σε οποιοδήποτε άλλο κύτταρο. Ορισμένα φάρμακατα αντιβακτηριακά έχουν σχεδιαστεί για να επιτίθενται στα ριβοσώματα ενός βακτηρίου, αφήνοντάς το ανίκανο να παράγει πρωτεΐνες και, επομένως, σκοτώνοντάς το. Επειδή τα ριβοσώματα είναι διαφορετικά, τα κύτταρα του ξενιστή μένουν αλώβητα από το αντιβιοτικό. Ορισμένα βακτήρια έχουν μακρές δομές που ονομάζονται "σημαδούρες" και τις οποίες χρησιμοποιούν για να μετακινούνται.

Τα βακτήρια μπορούν να έχουν τρεις βασικές μορφές:

Coccus (χάντρες)

Bacillus (ραβδιά)

Spirillum (spirillum)

Αναπαραγωγή: τα βακτήρια υφίστανται έναν τύπο αγενή αναπαραγωγής γνωστό ως "δυαδική σχάση". Αυτό σημαίνει απλώς ότι χωρίζονται στα δύο και κάθε νέο βακτήριο είναι κλώνος του αρχικού - το καθένα περιέχει ένα αντίγραφο του ίδιου DNA. Τα βακτήρια μπορούν να αναπαραχθούν γρήγορα. Στην πραγματικότητα, σε μια ιδανική εργαστηριακή κατάσταση, ένας ολόκληρος πληθυσμός βακτηρίων μπορεί να διπλασιαστεί μέσα σε μόλις είκοσι λεπτά. Σε αυτό τοτεράστιος ρυθμός ανάπτυξης, ένα βακτήριο μπορεί να γίνει ένα δισεκατομμύριο (1.000.000.000.000.000) βακτήρια σε μόλις 10 ώρες! Ευτυχώς, δεν υπάρχουν ούτε αρκετά θρεπτικά συστατικά ούτε αρκετός χώρος για να υποστηριχθεί αυτή η ταχεία ανάπτυξη, αλλιώς ο κόσμος θα είχε κατακλυστεί από βακτήρια. Τα βακτήρια μπορούν να βρεθούν να ζουν σχεδόν σε οποιαδήποτε επιφάνεια και σε σχεδόν οποιοδήποτε κλίμα στον κόσμο.

Ξενιστές και αντίσταση: όπως έχει ειπωθεί, τα βακτήρια μπορούν να αναπτυχθούν σχεδόν οπουδήποτε. αυτά τα μικρόβια είναι περίπου δισεκατομμυρίων ετών, επειδή είναι σε θέση να προσαρμόζονται στο συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον. μπορούν να βρουν σπίτι οπουδήποτε και μερικά από αυτά ζουν σε μέρη όπου κάποτε πίστευαν ότι τίποτα δεν θα μπορούσε να επιβιώσει. υπάρχουν βακτήρια στο έδαφος, στα βάθη του ωκεανού, που ζουν στο στόμαΒρίσκονται παντού και είναι πολύ πολυάριθμα. Για παράδειγμα, ένα μόνο κουταλάκι του γλυκού χώματος μπορεί να περιέχει τουλάχιστον 1.000 εκατομμύρια βακτήρια. Τις περισσότερες φορές, τα βακτήρια θεωρούνται κακά, αλλά τα περισσότερα βακτήρια δεν είναι παθογόνα (προκαλούν ασθένειες). Στην πραγματικότητα, πολλά βακτήριαΥπάρχουν είδη που αποσυνθέτουν σκουπίδια, καθαρίζουν πετρελαιοκηλίδες και παράγουν ακόμη και φάρμακα. Τα λίγα είδη που είναι παθογόνα, ωστόσο, δίνουν κακό όνομα στα υπόλοιπα βακτήρια.

Τα παθογόνα ταξινομούνται σε δύο χαρακτηριστικά - Η διεισδυτικότητα είναι ένα μέτρο της ικανότητας των βακτηρίων να αναπτύσσονται μέσα στον ξενιστή και η τοξικότητα μετρά την ικανότητα των βακτηρίων να παράγουν τοξίνες (χημικές ουσίες που προκαλούν βλάβη στον ξενιστή). Ο συνδυασμός αυτών των δύο χαρακτηριστικών δίνει την τελική ταξινόμηση της ιογένειας των βακτηρίων (ικανότητα πρόκλησης ασθένειας). Το είδος δεν χρειάζεται ναΤο ένα ή το άλλο μπορεί να είναι αρκετά υψηλό για να προκαλέσει την πολύ ισχυρή δράση των βακτηρίων. Για παράδειγμα, τα βακτήρια Streptococcus pneumoniae (προκαλεί πνευμονία) δεν παράγει τοξίνη, αλλά είναι τόσο ιδιαίτερα επεμβατικό που προκαλεί το γέμισμα των πνευμόνων με υγρό από την ανοσολογική αντίδραση. Αντίθετα, το βακτήριο Clostridium tetani (προκαλεί τέτανο) δεν είναι πολύ επεμβατικός, αλλά παράγει μια ισχυρή τοξίνη που προκαλεί βλάβες σε περιοχές σε μικρές συγκεντρώσεις.

Πώς καταπολεμά ο οργανισμός μια βακτηριακή λοίμωξη; Και πάλι, ο οργανισμός αναπτύσσει ανοσολογική αντίδραση στον εισβολέα, παράγοντας αντισώματα για άμεση ανακούφιση και μελλοντική προστασία. Δεδομένου ότι αυτή η διαδικασία διαρκεί περίπου μία εβδομάδα, τα αντιβιοτικά χρησιμοποιούνται συνήθως στο ίδιο διάστημα. Τα αντιβιοτικά είναι συνήθως επιτυχή μόνο στη θεραπεία βακτηριακών, όχι ιογενών ή μυκητιασικών λοιμώξεων. Οι επαγγελματίες παίρνουνανησυχούν ότι η υπερβολική χρήση αντιβιοτικών όταν δεν είναι αναγκαία μπορεί να οδηγήσει στη μετάλλαξη των φυσιολογικών βακτηρίων σε βακτήρια ανθεκτικά στα αντιβιοτικά. Τα βακτήρια αυτά είναι πολύ ανθεκτικά και έχουν ήδη αναπτύξει αντοχή σε πολλά αντιβιοτικά. Μια άλλη ανησυχία είναι ότι τα χρήσιμα βακτήρια που ζουν στο πεπτικό σύστημα μπορούν επίσης να πέσουν θύματα των αντιβιοτικών. Τα βακτήρια αυτά, γνωστά ωςως "φυσική χλωρίδα", παράγουν βιταμίνες που χρησιμοποιεί και χρειάζεται ο οργανισμός του ξενιστή, καθώς και βοηθούν στην πέψη της τροφής.

Μύκητες

Οι μύκητες διαφέρουν από τους ιούς και τα βακτήρια με πολλούς τρόπους. Είναι μεγαλύτεροι, παρόμοιοι με τα φυτά οργανισμοί μόνο που δεν έχουν χλωροφύλλη (η ουσία που κάνει τα φυτά πράσινα και μετατρέπει το ηλιακό φως σε ενέργεια). Εφόσον οι μύκητες δεν έχουν χλωροφύλλη για να φτιάξουν τροφή, πρέπει να απορροφήσουν την τροφή που βρίσκεται μπροστά τους. Οι μύκητες μπορεί να είναι πολύ χρήσιμοι και χρησιμοποιούνται σεπαράγουν μπύρα, κάνουν το ψωμί να μεγαλώνει, διασπούν τα σκουπίδια- αλλά μπορούν επίσης να είναι επιβλαβείς αν κλέψουν θρεπτικά συστατικά από έναν άλλο ζωντανό οργανισμό. Όταν οι άνθρωποι σκέφτονται τους μύκητες θυμούνται τα μανιτάρια που τρώμε. Στην πραγματικότητα, τα μανιτάρια είναι σημαντικοί μύκητες, αλλά υπάρχουν και άλλες μορφές: όπως οι μούχλες και οι ζύμες.

Δομή: το κύριο χαρακτηριστικό αναγνώρισης των μυκήτων είναι η σύνθεση των κυτταρικών τους τοιχωμάτων. πολλοί περιέχουν μια ουσία γνωστή ως "χιτίνη", η οποία δεν βρίσκεται στα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών, αλλά μπορεί να βρεθεί στο εξωτερικό κέλυφος ορισμένων καβουριών και μαλακίων. οι περισσότεροι μύκητες είναι πολυκύτταροι (αποτελούνται από πολλά κύτταρα), με εξαίρεση τους ζυμομύκητες. ητα κύτταρα σχηματίζουν ένα δίκτυο διακλαδισμένων σωλήνων που είναι γνωστά ως "υφές" και μια μάζα υφών ονομάζεται "μυκήλιο".

Αναπαραγωγή: Οι μύκητες μπορούν να αναπαραχθούν με διάφορους τρόπους, ανάλογα με τον τύπο του μύκητα και τις περιβαλλοντικές συνθήκες:

- Βλάστηση

- Κατακερματισμός

- Αγενής παραγωγή σπορίων

- Σεξουαλική παραγωγή σπορίων

Η βλάστηση συμβαίνει στους ζυμομύκητες, οι οποίοι αποτελούνται μόνο από ένα κύτταρο. Η βλάστηση είναι κάπως παρόμοια με τη δυαδική σχάση στα βακτήρια, κατά την οποία το ένα κύτταρο διαιρείται σε δύο ξεχωριστά κύτταρα. Ο κατακερματισμός είναι ένας τρόπος αναπαραγωγής που χρησιμοποιείται από αυτούς τους μύκητες που σχηματίζουν υφές. Κατά τον κατακερματισμό, ορισμένες από τις υφές μπορεί να αποσπαστούν και απλώς να αρχίσουν να αναπτύσσονται ως νέα άτομα που αναδύονται.

Τα σπόρια είναι μικρά, απομονωμένα κύτταρα που παράγονται από μύκητες που έχουν υφές. Μπορούν να παραχθούν αγενώς με μια διαδικασία κατά την οποία οι άκρες των υφών σχηματίζουν ειδικά κλειστά κύτταρα - τα σπόρια. Ορισμένοι μύκητες παράγουν σπόρια και σεξουαλικά. Παράγονται δύο ειδικοί τύποι κυττάρων, που ονομάζονται "γαμέτες". Ένας από κάθε τύπο ενώνεται για να παράγει ένα νέοΑτομικά σπόρια. Τα σπόρια είναι μικροσκοπικά ατομικά κύτταρα που συνήθως είναι πολύ ανθεκτικά στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Μπορούν να παραμείνουν σε αδράνεια για μεγάλα χρονικά διαστήματα μέχρι να δημιουργηθούν ευνοϊκές συνθήκες για να εξελιχθούν σε ώριμα άτομα.

Ξενιστές και αντίσταση: Οι μύκητες είναι ετερότροφοι, δηλαδή εκκρίνουν πεπτικά ένζυμα και απορροφούν τα διαλυτά θρεπτικά συστατικά του περιβάλλοντός τους. Για το λόγο αυτό είναι σπουδαίοι αποικοδομητές στο οικοσύστημα, αλλά μπορούν επίσης να προκαλέσουν προβλήματα όταν αρχίσουν να απορροφούν θρεπτικά συστατικά από έναν ζωντανό οργανισμό. Συνηθέστερα αναρροφώνται ή έρχονται σε επαφή με το δέρμα. Εάν οι συνθήκες είναιΟρισμένοι αντιμυκητιακοί παράγοντες είναι διαθέσιμοι για τη θεραπεία αυτών των λοιμώξεων, αλλά ήταν πολύ πιο δύσκολο για τους επιστήμονες να δημιουργήσουν αποτελεσματικά αντιμυκητιασικά φάρμακα από ό,τι αντιβακτηριακά φάρμακα, επειδή τα κύτταρα των μυκήτων είναι πολύ πιο κοντά στη δομή των ζωικών κυττάρων από ό,τι τα βακτηριακά.είναι δύσκολο να βρεθεί ένας παράγοντας που θα σκοτώσει τα μυκητιακά κύτταρα και θα αφήσει τα ζωικά κύτταρα ανέπαφα. πολλά από τα φάρμακα που χρησιμοποιούνται για σοβαρές μυκητιασικές λοιμώξεις έχουν δυνητικά τοξικές παρενέργειες.

Πώς μπορώ να ξέρω αν μια ασθένεια προέρχεται από ιό, βακτήριο ή μύκητα;

Όταν ένα κατοικίδιο ζώο ή ένας άνθρωπος παθαίνει μια λοίμωξη, είναι σημαντικό να κατανοήσετε πώς λειτουργεί η ασθένεια και από πού προέρχεται. Αυτό είναι σημαντικό για τη θεραπεία, καθώς και για την προστασία άλλων ζώων ή ανθρώπων από το να αρρωστήσουν. Στην περίπτωση των σκύλων συγκεκριμένα, δείτε παρακάτω ποιες ασθένειες είναι ιογενείς, βακτηριακές ή μυκητιασικές:

Viral

Παρβοβίρωση

Σκύλος με σπυράκια

Ηπατίτιδα

Γρίπη των σκύλων

Βακτηριακό

Νόσος του Lyme

Λεπτοσπείρωση

Βρουκέλλωση

Μύκητες

Βλαστομυκητίαση

Malassezia

Ιστοπλάσμωση