Что такое бактерии и вирусы, чем они отличаются друг от друга и как с ними бороться?
Вирусы состоят из генетического материала (ДНК или РНК), окружены защитным слоем белка. Они способны к фиксации в клетках и развитию в них. Это клетки слизистых оболочек, например, дыхательных путей. Эти клетки особо уязвимы, потому что не покрыты защитной кожи.
На первой иллюстрации в левом верхнем углу изображена агрессивная бактерия, которая проникает через маленький порез в коже и встречается с неприветливым внутренним миром человеческого организма.
Полезно прочесть! В книге Даниеля Канемана «Быстрое и медленное мышление» (Thinking, Fast and Slow) показаны две системы в мозге: быстрая интуитивная и медленная аналитическая. Иммунная система устроена практически так же. Врожденная иммунная система реагирует быстро, но не может самостоятельно побороть некоторые патогены. Адаптивный иммунитет реагирует медленно, но может победить любого.
Бактерии - это микроорганизмы, состоящие из одной клетки, пусть и примитивной по сравнению с клетками животных, людей и даже растений. Они способны размножаться сами по себе, так как они могут делиться. Их формы меняются, и врачи используют эти характеристики, чтобы разделить их на группы.
Бактерии существуют везде, внутри и на поверхности наших тел. Большинство из них совершенно безвредны, а некоторые даже очень полезны.
Но наряду с полезными и безвредными существуют , которые могут вызывать заболевания, потому что попадают в уязвимые места на нашем теле или просто потому, что иммунитет человека не справляется с регуляцией их количества.
Вирусные и бактериальные инфекции распространяются по схожему принципу. Например, воздушно-капельным путем, при кашле или чихании.
Бактерии или вирусы могут быть переданы посредством прикосновения или рукопожатия с другим человеком.
Также процесс заражения может произойти через пищу, когда продукты недостаточно хорошо обработаны.
Жидкости тела, такие как кровь, слюна, сперма, могут содержать вредные микроорганизмы, которые также могут стать причиной инфицирования. Путем обмена жидкостями, например, при сексуальном контакте или посредством инъекции, можно заразиться многими вирусными инфекциями, в том числе гепатитом и СПИДом.
Бактериальные инфекции, как правило, лечатся специальными антибиотиками, которые убивают специфичные бактерии, приводящие к заболеванию. Чтобы понимать, какие именно антибиотики следует использовать, врач может взять , мочи, или мазок.
Как говорилось выше, вирусы не могут размножаться, до тех пор, пока они не находятся внутри клеток организма. Со многими вирусами организм справляется самостоятельно. Поэтому не зря говорят, что проходит без лечения за 7 дней, а с лечением за неделю. Вакцинация дает организму некоторую помощь в быстрой и эффективной борьбе с вирусом.
В настоящее время появляется все больше противовирусных средств, помогающих предотвратить размножение вирусов, благодаря этому организм быстрее справляется с инфекцией. К сожалению, эти средства могут использоваться для борьбы лишь с некоторыми вирусами и имеют ограниченную эффективность.
Важно помнить, что не действуют на вирусные инфекции, такие как простуда или грипп, их следует использовать только для лечения бактериальных инфекций и в идеале по назначению врача. У вирусов может формироваться устойчивость к большинству препаратов, так же, как у бактерий к антибиотикам.
Чрезмерное использование антибиотиков снижает их эффективность, поощряя рост устойчивых к антибиотикам бактерий, что является серьезной и растущей проблемой во всем мире.
Вирусы и бактерии – крошечные объекты, которые можно разглядеть, только используя мощный микроскоп. Вирусы и бактерии можно найти в любой точке нашей планеты, и те, и другие играют важную роль в эволюции. И бактерии, и вирусы способны вызывать заболевания у растений, животных и людей. Чем же они отличаются? Изучив их более досконально, можно сделать вывод, что у них есть кое-что общее, но также очень много отличий.
Вирусы – микроскопические объекты, характерной особенностью которых является то, что их жизненный цикл может протекать только внутри живой клетки. Вне живого организма вирусы не подают признаков жизни.
Вирус, который находится вне живой клетки, называют вириоом. Размеры вирионов колеблются в широких пределах – от 15 до 400 нм.
Просто устроенный вирус состоит из капсида – белковой оболочки, которая защищает генетический материал вируса – его нуклеиновую кислоту (геном). Согласно классификации вирусов, созданной лауреатом Нобелевской премии в области физиологии и медицины Дэвидом Балтимором, существует семь возможных вариантов вирусного генома:
То, что РНК способна хранить генетическую информацию – уникальное свойство, присущее только вирусам.
В состав более сложных вирусов входит дополнительная оболочка – суперкапсид . На поверхности суперкапсида часто можно наблюдать шиповатые отростки, сформированные из липо- или гликопротеидов. Эти отростки обладают свойством вызывать агглютинацию (склеивание) эритроцитов при опадании в кровь, связываться с рецепторами на поверхности уязвимой клетки, и, впоследствии, разрушать ее стенки.
Попав внутрь клеток и лишившись ненужных защитных оболочек, вирус начинает реализовывать свой генетический материал – синтезировать вирусные белки и реплицировать геном. Вирусный геном может встроиться в хромосому пораженной клетки путем рекомбинации, и тогда при делении клетки геном вируса будет удваиваться. Вирусы растений обладают свойством перемещаться из одной клетки в другую.
Бактерии – микроорганизмы, обычно одноклеточные, не имеющие сформированного клеточного ядра. Изучением бактерий занимается особая отрасль микробиологии – бактериология. Размер бактерий может изменяться в широких пределах – от 0,15 до 50 мкм
.
В любой бактерии всегда есть три структуры:
На поверхности цитоплазматической мембраны присутствует клеточная стенка, а поверх нее часто находится дополнительная капсула. Капсула и клеточная стенка формируют клеточную оболочку. Рибосомы и нуклеотид бактерии находятся в цитоплазме. Цитоплазматическую мембрану вместе с цитоплазмой принято называть протопластом .
У некоторых бактерий есть жгутики, дающие им возможность перемещаться в жидких и вязких средах. У многих на клеточной стенке есть ворсинки, упрощающие, по мнению многих исследователей, процесс прикрепления бактерии к клетке.
Большинство бактерий размножается бинарным делением. Это процесс, в котором из одной исходной клетки образуются две идентичные дочерние клетки. В этом же процессе реплицируется ДНК.
Для некоторых бактерий характерен половой процесс , в результате которого из двух родительских клеток с неидентичным генетическим материалом, образуется дочерняя клетка, с набором генов от обеих исходных клеток. Получившуюся клетку (бактерию) называют рекомбинантом.
Путей передачи вирусных и бактериальных инфекций несколько, некоторые из них схожи (к примеру, контактный), но есть и различия. Самое главное, почему нельзя путать заболевания вирусного и бактериального характера – это разные способы лечения. Если при бактериальных инфекциях назначается антибиотикотерапия, то лечение вирусных инфекций антибиотиками бесполезно.
Основной причиной большинства острых и хронических заболеваний дыхательных путей являются воспалительные процессы инфекционной природы, чаще всего вызываемые вирусами и бактериями. Основные отличия вирусной инфекции от бактериальной описаны на этой странице.
Вирусная инфекция. Вирусы - это особый вид мельчайших (намного мельче микробов) неклеточных частиц, состоящих лишь из нуклеиновой кислоты (генетического материала ДНК или РНК) и белковой оболочки.
Из нуклеиновых кислот и белков происходит сборка новых вирусных частиц и их высвобождение путем разрушения клетки-хозяина. Новорожденные вирусы поражают все новые и новые клетки, вызывая прогрессирование заболевания, и выделяются в окружающую среду, заражая новых хозяев.
Пути передачи вирусной инфекции:
Бактериальная инфекция. Бактерии - это одноклеточные организмы. В отличие от вирусов, они способны размножаться самостоятельно (чаще всего путем деления) и имеют свой собственный обмен веществ. Бактерии используют «хозяина» лишь как продукт питания и благодатную среду для жизни и размножения.
Как передаются бактериальные инфекции, и как развивается заболевание?
Многие бактерии, в норме являющиеся для человека безопасными и обитающие на его коже, в кишечнике, слизистых, при общем ослаблении организма или нарушении иммунитета могут являться патогенными. При этом они повреждают («переваривают») клетки и ткани своими ферментами и отравляют организм продуктами жизнедеятельности - токсинами. Все это приводит к развитию заболевания.
Для бактериальной инфекции человека характерны так называемые ворота - путь, через который она попадает в организм. Как и в случае с вирусами, здесь также присутствует множество способов передачи инфекции. К примеру, бактерии могут попадать в организм через слизистые оболочки, с укусом насекомых (трансмиссивно) или животных.
Проникнув в организм человека, бактерии начинают активно размножаться, что и будет считаться началом бактериальной инфекции. Клинические проявления этого недуга развиваются в зависимости от локализации микроорганизма.
Как отличить вирусную инфекцию от бактериальной и каковы признаки этих заболеваний?
Для вирусной инфекции характерно общее поражение организма, в то время как бактериальная чаще всего действует локализовано. Инкубационный период при вирусной инфекции составляет от 1 до 5 дней, для бактериальной - от 2 до 12 дней. Вирусная инфекция начинается остро с подъема температуры до 39 °С и более. В этот момент наблюдается общая слабость и интоксикация всего организма.
Симптомы вирусной и бактериальной инфекции имеют некоторые отличия. Бактериальная инфекция начинается исподволь с более выраженными симптомами и с температурой до 38 °С. Иногда ее появлению предшествует вирусная инфекция, в этом случае принято говорить о «второй волне» заболевания. В отличие от бактериальной признаки вирусной инфекции проявляются внезапно и более ярко.
Чем отличается вирусная инфекция от бактериальной, необходимо знать для того, чтобы не ошибиться с выбором лечения. Согласно новым рекомендациям Американского общества инфекционных болезней (Infectious Diseases Society of America), большинство инфекционных заболеваний горла вызываются вирусами и не должны лечиться антибиотиками.
Если использовать антибиотики при отсутствии соответствующих показаний, то возможно формирование устойчивых бактерий. Также антибиотиками часто вызываются побочные эффекты, включая развитие нарушения количественного и качественного состава кишечной микрофлоры. Кроме того, имеются достоверные данные по увеличению риска бронхиальной астмы и атопического дерматита у детей, получавших антибиотики в дошкольном возрасте.
Запомните: лечение бактериальных инфекций проводится с помощью антибиотиков; вирусные инфекции антибиотиками не лечатся, поскольку данные препараты на них не действуют.
Вирусы и бактерии
(Реферат)
Подавляющее большинство ныне живущих на Земле организмов состоит из клеток, и лишь вирусы не имеют клеточного строения.
По этому важнейшему признаку все живое в настоящее время делится учеными на две части:
· доклеточные (вирусы и фаги),
· клеточные (все остальные организмы: бактерии и близкие к ним группы, грибы, зеленые растения, животные и человек).
Важнейшими отличительными особенностями вирусов являются следующие:
2. Не обладают собственным обменом веществ, имеют очень ограниченное число ферментов. Для размножения используют обмен веществ клетки-хозяина, ее ферменты и энергию.
Наиболее примитивные вирусы состоят из молекулы РНК (либо ДНК), окруженной снаружи белковыми молекулами, создающими оболочку вируса. Некоторые вирусы имеют еще одну - внешнюю, или вторичную, оболочку; более сложные вирусы содержат ряд ферментов.
Нуклеиновая кислота (НК) является носительницей наследственных свойств вируса. Белки внутренней и внешней оболочек служат для ее защиты.
Так как вирусы не обладают собственным обменом веществ, вне клетки они существуют в виде "неживых" частиц. В этом случае можно сказать, что вирусы представляют собой инертные кристаллы. При попадании в клетку они вновь "оживают".
При размножении для создания компонентов своих частиц вирусы используют питательные вещества и энергетико-метаболические системы инфицированных ими клеток. После проникновения в клетку вирус распадается на составляющие его части - НК и белки оболочки ("раздевается"). С этого момента биосинтетическими процессами клетки-хозяина начинает управлять генетическая информация, закодированная в нуклеиновой кислоте вируса.
В клетке-хозяине осуществляется раздельный синтез оболочки и НК вируса. В дальнейшем они объединяются и образуют новый вирион (полностью сформированный зрелый вирус). Эта особенность была подмечена учеными, которые даже проводили следующий эксперимент.
Они разрушали вирус табачной мозаики на две его составные части - НК и белок. Затем смешивали их и… получали жизнеспособный исходный вирус со всеми его биологическими свойствами. Клетки же, как мы знаем, размножаются делением. Расчленение клетки на составляющие ее части (ядро, оболочку, цитоплазму, митохондрии, рибосомы) и последующее смешивание их не приведет к подобному эффекту - клетку восстановить не удастся.
Вирусы не размножаются на искусственных питательных средах - они чересчур разборчивы в пище. Обычный мясной бульон, который устраивает большинство бактерий, для вирусов не годится. Им нужны живые клетки, и не любые, а строго определенные.
Науке известны вирусы бактерий, растений, насекомых, животных и человека. Всего их более 1000. Связанные с размножением вируса процессы чаще всего, но не всегда, повреждают и уничтожают клетку-хозяина. Размножение вирусов, сопряженное с разрушением клеток, ведет к возникновению болезненных состояний в организме.
Вирусы вызывают многие заболевания человека: корь, свинку, грипп, полиомиелит, бешенство, оспу, желтую лихорадку, трахому, энцефалит, некоторые онкологические (опухолевые) болезни, СПИД. Нередко у людей начинают расти бородавки. Всем известно как после простуды зачастую "обметывают" губы и крылья носа. Это тоже всё вирусные заболевания.
Ученые установили, что в организме человека живет много вирусов, но проявляют они себя не всегда. Воздействиям болезнетворного вируса подвержен лишь ослабленный организм.
Пути заражения вирусами самые различные: через кожу при укусах насекомых и клещей; через слюну, слизь и другие выделения больного; через воздух; с пищей; половым путем и другие.
У животных вирусы вызывают ящур, чуму, бешенство; у насекомых - полиэдроз, грануломатоз; у растений - мозаику или иные изменения окраски листьев либо цветков, курчавость листьев и другие изменения формы, карликовость; наконец, у бактерий - их распад.
С самого начала вирусы считались только возбудителями болезней. Представление о вирусах как об исключительно болезнетворных агентах преобладает и сейчас в широких кругах "непосвященных". Однако это не совсем верно.
Известен целый ряд вирусов, которые не являются носителями болезней. Многие из них проникают в организм человека, но при этом не вызывают никаких клинически обнаруживаемых заболеваний. Они могут продолжительно и без всяких внешних проявлений существовать в клетках своего хозяина.
Представление о вирусах как о не останавливающихся ни перед чем "уничтожителях" сохранялось и при изучении особой группы вирусов, которые поражают бактерии. Речь идет о бактериофагах - "пожирателях бактерий" (их еще называют фагами), которые были открыты в 1917 году одновременно во Франции и Англии. Однако здесь появилась надежда на то, что способность фагов уничтожать бактерии может быть использована при лечении некоторых заболеваний, вызываемых этими бактериями.
Фаги действительно стали первой группой вирусов, "прирученных" человеком. Быстро и безжалостно расправлялись они со своими ближайшими соседями по микромиру. Палочки чумы, брюшного тифа, дизентерии, вибрионы холеры буквально "таяли" на глазах после встречи с этими вирусами. Их стали применять для предупреждения и лечения многих инфекционных заболеваний, но, к сожалению, за первыми успехами последовали неудачи. Это было связано с тем, что в организме человека фаги нападали на бактерии не так активно, как в пробирке. Кроме того, бактерии оказались "хитрее" своих врагов: они очень быстро приспосабливались к фагам и становились нечувствительными к их действию.
После открытия антибиотиков фаги как лекарство отступили на задний план, но до сих пор их с успехом используют для распознавания бактерий. Дело в том, что фаги умеют очень точно находить "свои бактерии" и быстро растворять их. Подобные свойства фагов и легли в основу лечебной диагностики. Обычно это делается так: выделенные из организма больного бактерии выращивают на твердой питательной среде, после чего на полученный "газон" наносят различные фаги, например, дизентерийные, брюшнотифозные, холерные и другие. Через сутки чашки просматривают на свет и определяют, какой фаг вызвал растворение бактерий. Если такое действие оказал дизентерийный фаг, значит из организма больного выделены бактерии дизентерии, если брюшнотифозный - бактерии брюшного тифа.
Иногда на помощь человеку приходят вирусы, поражающие животных и насекомых. Двадцать с лишним лет назад в Австралии остро встала проблема борьбы с дикими кроликами. Количество этих грызунов достигло угрожающих размеров. Они быстрее саранчи уничтожали посевы сельскохозяйственных культур и стали настоящим национальным бедствием. Обычные методы борьбы с ними оказались малоэффективными. И тогда ученые выпустили на борьбу с кроликами специальный вирус, способный уничтожить практически всех зараженных животных. Но как распространить это заболевание среди пугливых и осторожных кроликов? Помогли комары. Они сыграли роль "летающих игл", разнося вирус от кролика к кролику. При этом комары оставались совершенно здоровыми.
Каких еще полезных дел можно ожидать в будущем от вирусов? Давайте перенесемся в область предположений.
Прежде всего, стоит напомнить о генной инженерии. Вирусы могут оказать ученым неоценимую пользу, захватывая нужные гены в одних клетках и перенося их в другие.
Наконец, существует еще одна возможность использования вирусов. Учеными открыт вирион, который способен избирательно разрушать некоторые опухоли мышей. Получены также вирусы, убивающие опухолевые клетки человека. Если удастся лишить эти вирусы болезнетворных свойств и сохранить при этом их свойство избирательно разрушать злокачественные опухоли, то в будущем, возможно, будет получено мощное средство для борьбы с этими тяжелыми заболеваниями. Поиски таких вирусов ведутся, и сейчас эта работа уже не кажется фантастической и безнадежной.
Бактерии -- это микроскопически малые организмы не имеющие ограниченного оболочкой ядра. По форме и особенностям объединения клеток различают несколько морфологических групп настоящих бактерий: кокки, имеющие шарообразную форму; стрептококки образованы кокками, объединенными в цепочки; стафилококки -- скопления кокков в виде виноградной грозди; бациллы, иди палочки, -- вытянутые по форме клеток бактерии; вибрионы -- дугообразно изогнутые бактерии; спириллы -- бактерии с вытянутой шпорообразно извитой формой и т. д. На поверхности некоторых клеток бактерий заметны разного рода жгутики и ворсинки. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются. Некоторые бактерии перемещаются, выбрасывая слизь. Клеточная стенка Прочная, у многих бактерий сверху окружена слоем слизи, образующим капсулу, защищающую организм от неблагоприятных воздействий. В цитоплазме бактерий иногда заметны включения запасных питательных веществ. Бактерии способны в неблагоприятных условиях образовывать споры.
Схема строения бактериальной клетки: 1 -- клеточная стенка, 2-- наружная цитоплазматическая мембрана, 3-- кольцевая молекула ДНК, 4 -- рибосомы, 5 -- включения, 6 --мезосома (запас мембраны).
Автотрофных бактерий подрааделяют на фототрофов, для которых источником энергии служит солнечный свет, и хемотрофов, использующих для синтеза собственных органических соединений энергию реакций окисления или восстановления неорганических молекул.
Значение бактерий в природе и хозяйственной деятельности человека.
1. Бактерии молочнокислого брожения (гетеротрофные сапротрофы). Положительное значение: приготовление молочнокислых продуктов (творог, простокваша, масло, сметана), силосование кормов, закваска капусты, засолка огурцов и помидоров. Отрицательное значение: порча продуктов.
2. Бактерии уксуснокислого брожения (гетеротрофные сапротрофы). Положительное значение: окисление спирта в уксусную кислоту, которая применяется для маринования, консервирования плодов и овощей. Отрицательное: порча продуктов
3. Бактерии гнилостные (гетеротрофные сапротрофы). Положительное значение: санитарная роль -- минерализация органических остатков. Отрицательное значение: порча продуктов; во избежание гниения применяют сушку, соление, маринование, стерилизацию, пастеризацию, засахаривание
5. Бактерии клубеньковые (гетеротрофные симбионты). Клубеньковые бактерии проникают в корни бобовых растений (клевер, люпин, люцерна и др.) и вступают с ними в симбиоз. В результате на корнях образуются опухоли -- клубеньки, заполненные бактериями, которые из атмосферного азота синтезируют азотистые соединения, доступные как растению-хозяину, так и другим растениям. Это природное обогащение почвы азотными удобрениями учитывается при составлении полевых севооборотов, куда обязательно включают бобовые растения
1. Богданова Т.Л.. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. - М.,1991;
2. Голубев Д.Б., Солоухин В.З. Размышления и споры о вирусах. - М.: Молодая гвардия, 1989;
4. Черкес Ф.К., Богоявленская Л.Б., Бельская Н.А. Микробиология. - М.: Медицина, 1987.
То, что инфекционные заболевания вызывают бактерии и вирусы , известно каждому. А вот в чем между ними разница? И чем, соответственно, различаются способы борьбы с этими микроорганизмами? Какими заболеваниями мы "обязаны" бактериям, а какими - вирусам?
Для начала заметим, что причины инфекционных болезней вовсе не ограничиваются только вирусами и бактериями . Есть еще преогромное количество всяких "гадостей". Примеры: простейшие (малярия, токсоплазмоз), хламидии (орнитоз, хламидиоз), риккетсии (сыпной тиф) и т.д. Но, по большому счету, все инфекционные болезни можно разделить на вирусные и бактериальные . Принципиальные отличия первых от вторых кроются не столько в способах заражения и тяжести болезней, сколько в возможностях терапии. Существует очень много препаратов, способных подавлять размножение бактерий, - это всем известные антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны, фторхинолоны и т.д. С подавлением вирусов ситуация более сложная. Хотя противовирусные препараты и существуют (например: ацикловир, ганцикловир, ремантадин, оксолин и т.д.), но они, во-первых, обладают весьма избирательным действием, во-вторых, недостаточно эффективны (в сравнении с той силой, с которой антибиотики действуют на бактерии). В то же время организм человека, как правило, рассчитан на то, чтобы самостоятельно справиться почти с любой инфекцией. Но если в отношении вирусов это справедливо почти всегда, то самостоятельная борьба с бактериями нередко приводит к тяжелым осложнениям. Разновидностей и вирусных, и бактериальных инфекций множество. Следует понимать, что при вирусной инфекции главные способы лечения - это создание условий, при которых организм наиболее вероятно сам с инфекцией справится (покой, диета, симптоматическое лечение, конкретная поддержка пораженных органов). Принципиальный смысл лечения инфекций бактериальных - выбор адекватного антибиотика в адекватной дозе и курс полноценной антибактериальной терапии. Следует помнить, что существуют страшные вирусные инфекции, с которыми организм никогда не может справиться сам, а если справится - последствия на всю жизнь. Эти болезни - полиомиелит, натуральная оспа, бешенство - практически не поддаются лечению, главное - профилактика (прививки или своевременная вакцинация). Еще примеры вирусных инфекций (названия перечислим хотя бы для того, чтобы, заболев, не очень-то надеялись на врачей): корь, краснуха, ветряная оспа, свинка (эпидемический паротит), вирусный гепатит, 99% ОРЗ. Примеры бактериальных инфекций : осложнения ОРЗ (пневмонии, бронхиты), дифтерия, столбняк, брюшной тиф, скарлатина, чума, холера, сальмонеллез, дизентерия - запугивающий список на этом закончим. Но, поверьте, еще пять-шесть десятков страшных слов можно было бы написать.
