Особенности развития и питания бактерий-гетеротрофов

Кто такие паразиты?

Паразиты – это микроорганизмы растительного или животного происхождения, относящиеся к низшему классу. Название «паразиты» произошло от греческого слова parasitos (нахлебник), отражающего смысл существования этих организмов.

К паразитам относятся черви, гельминты, простые и сложные вирусы, грибки. Они могут выжить только за счёт другого организма, так как питанием для них являются ткани живого существа или растения. Обитать паразитические особи могут внутри или снаружи тела хозяина.

Практически все виды паразитов опасны для человека. Например, гельминты в процессе своей жизнедеятельности выделяют в кровь человека опасные соединения – токсины, которые могут вызвать тяжёлое отравление, интоксикацию, а в исключительных случаях даже стать причиной заражения крови (сепсиса). Если больному, в организме которого (преимущественно в печени или кишечнике) поселились черви или гельминты, не будет вовремя оказана необходимая помощь, может наступить летальный исход.

Важно! Консервативное лечение при обнаружении паразитарных особей в человеческом организме возможно только в том случае, если местом их локализации является кишечник.

При поражении других органов (сердца, лёгких) избавиться от паразитов можно только при помощи операции.

Читать далее – как узнать, есть ли в организме паразиты.

Гетеротрофы появились после автотрофов

Когда зарождался этот мир, сначала появились автотрофы. То есть растения и некоторые простейшие организмы, которые сами создавали для себя органические вещества. Например, растение получает из земли воду и минеральные соли, создает из них на свету органические вещества, растет и размножается за счет них.

Только потом эволюция породила гетеротрофов – организмов, которые решили не тратить время на производство органики, а поедать ее в уже готовом виде.

Хотя как возникал этот переход и какими были «переходные формы» от автотрофов к гетеротрофам – остается загадкой.

Кто такие сапрофиты?

Чтобы понимать различие между паразитами и сапрофитами, требуется определить, кто такие сапрофиты. К ним относятся микроорганизмы и бактерии, пищей для которых служат останки растений и животных. Самый популярный представитель сапрофитов – пылевой клещ. Он может обитать на любой поверхности (дереве, ворсе, тканях), питается пылью, состоящей из отмерших клеток человеческой кожи.

Большинство сапрофитов не представляют опасности для человека, но встречаются виды, которые могут вызвать тяжёлые заболевания в случае попадания в органы и ткани. К таким сапрофитам относится, например, кишечная палочка.

Данный вид бактерий часто встречается в разлагающихся тушах животных, особенно крупного рогатого скота. При попадании кишечной палочки в организм человека происходит инфицирование органов, которое может закончиться (в зависимости от локализации) пневмонией, менингитом и даже сепсисом. Все эти заболевания опасны для человека высоким риском летальности, поэтому важно следить за гигиеной руки и кожи и принимать меры для укрепления иммунной системы в осенний и зимний период.

Важно! Несмотря на то что сапрофиты не питаются тканями живых организмов, их пища всё равно должна иметь органическую природу (деревья, гниющие растения, падаль животных).

Это значит, что химические вещества и соединения для данного типа микроорганизмов не подходят.

Может ли гетеротроф стать автотрофом

Нет. Чтобы стать автотрофом, надо иметь в клетках специальные органоиды, которые позволяет самостоятельно создавать органические вещества. В первую очередь, это хлоропласты – «зеленые» органоиды, которые придают листьям растений зеленый цвет.

Если их нет – они никогда не появятся. Точно так же, как у автотрофного организма не появятся органоиды, которые сделают его гетеротрофом.

Замечу, однако, что есть организмы, которые занимают промежуточное положение между гетеротрофами и автотрофами. Они называются миксотрофами. У них есть хлоропласты и при этом они могут поглощать готовые органические вещества.

Но таких существ единицы.

Сапрофиты и паразиты – в чём различие?

Основное различие между паразитами и сапрофитами заключается в способе существования и характере пищи. Если обобщить все данные, можно выделить следующие отличия между этими видами микроорганизмов:

1. Паразиты живут и питаются за счёт живого организма («хозяина»); пищей для сапрофитов являются мёртвые органические структуры.
2. Сапрофиты редко вредят организму человека; паразиты всегда губительно влияют на внутренние органы и отравляют кровь и ткани.
3. Паразиты не могут существовать вне другого организма; сапрофиты могут использовать в качестве среды обитания неживые структуры.

И сапрофиты, и паразиты могут причинить вред организму человека, поэтому важно соблюдать профилактические меры и правила гигиены для профилактики паразитарных инфекций.

Функции и особенности

Сапротрофы отличаются от грибов-паразитов тем, что имеют другую структуру. Основная часть их тела состоит из мицелия. Особенно хорошо он развит у плесени и дрожжей. В процессе деления клеток на мицелии происходит образование конидий. Их форма бывает нитевидной, спиральной, звездчатой и шаровидной. Цвет у таких образований белый, молочный, серый и бурый. Разглядеть их можно только с помощью микроскопа. Наиболее распространенными сапротрофами являются дрожжи, шляпочные и плесневые.

Грибам для питания необходим субстрат, из которого они с помощью мицелия поглощают необходимые питательные вещества. Способ питания сапротрофов называется диффузно-осмотическим.

Сапротрофы — это грибы, питающиеся органическими соединениями, которые образуются в результате процесса разложения растительных и животных останков и экскрементов животных. Они, в отличие от грибов-паразитов, не живут в живых организмах и обычно не приносят вред организму человека. Они не способны производить органические вещества.

Эти грибы по своей сути разрушители — редуценты. Они являются значимым звеном в круговороте веществ и энергии. С их помощью разлагается вся обширная природная биомасса, превращаясь в итоге в почву. И это очень важно для процесса жизнедеятельности всего живого на нашей планете.

Сапротрофы не загрязняют окружающую среду и не оставляют твердых отходов. Они образуют множество спор, позволяющих без проблем распространяться на любые источники питания (Penicillium, Rhizopus и Mucor). Иногда сапротрофы наносят вред деревянным конструкциям домов, провоцируют порчу продуктов питания, плодов, семян, кормов и бумаги.

Съедобные и несъедобные виды

Все сапротрофы принято разделять на пригодные и непригодные в пищу. К съедобным видам относятся:

• паутинники — обитают в основном в болотистых местностях;
• строчки — растут в смешанных и хвойных лесах;
• сморчки — встречаются в смешанных лесах, на мшистых и песчаных местах, в перегное, на пожарищах;
• шампиньоны — обитают на хорошо удобренной и влажной почве, возле животноводческих хозяйств, выращиваются на грибных фермах.

Особо выделяются из этой группы шампиньоны, пользующиеся большим спросом. Они по своей пищевой ценности приравнены к мясным продуктам, но имеют низкую калорийность. Шампиньоны, выращенные в домашних условиях, можно употреблять даже в сыром виде. Среди несъедобных сапротрофов выделяют:

• свинушку — ядовитый, опасный для жизни (очень распространенный);
• поганку — ядовитый, часто путают со съедобными грибами.

Иногда сапротрофные грибы становятся паразитами. Это случается, когда их мицелии попадают внутрь высших растений. Эти виды принято называть сапропаразитами.

Термин паразиты – обширен и часто люди понимают под ними всех обитателей растительной среды, которые в качестве пищи используют органику. Однако сапрофиты и паразиты разительно различаются как по характеристикам, так и по жизненному циклу.

Какие способы устранения этих нарушений есть на настоящий момент?

Сегодня в отечественной медицине данную патологию называют дисбиозом или дисбактериозом, а за границей — синдромом нарушенного бактериального роста в кишечнике. Но разные определения не меняют суть проблемы — в ее основе всегда лежат качественные и/или количественные изменения состава микробиоты. И, конечно, врачи, поняв причину заболевания, сразу стали искать способы его лечения.

Примерно в 60-х годах 20 века был разработан первый класс препаратов для коррекции дисбиотических состояний — пробиотики. Они представляют собой временно деактивированные сапрофитные микроорганизмы человеческого кишечника. Затем, в 80-х годах, возникла идея пребиотиков — высококачественного субстрата, приток которого должен был стимулировать восстановление нормальной микробиоты. Наконец, на исходе века появились комбинированные препараты (прОбиотики + прЕбиотики), названные синбиотиками.

Но, к сожалению, у всех этих средств имеются достаточно серьезные недостатки. О них мы также уже подробнее рассказывали ранее. Здесь нужно только упомянуть, что подавляющее большинство таких недостатков связаны с тем, что в качестве лекарства используются либо живые микроорганизмы, либо вещества с неизбирательным действием.

Ленточные черви (цестоды)

Класс цестод насчитывает около 3500 видов — это паразитические плоские черви, которых делят на цепней и лентецов. Общая характеристика класса цестод и их жизненный цикл на рисунке 6 и рисунке 7.

Рисунок 6.

Рисунок 7.

Отдельные представители

Отдельные представители класса представлены в таблице:

1) Широкий лентец

Паразит класса цестод с длиной тела от 2 до 9 м, в некоторых случаях достигает до 20 м.

Жизненный цикл и развитие на картинке:

Негативное влияние на организм человека проявляется в виде механического повреждения слизистой кишечника, развитием интоксикации продуктами жизнедеятельности паразита. У больных может развиваться анемия и истощение, а также симптомы энтероколита.

Диагностика: выявление яиц в кале.

Профилактика: надзор за рыбным хозяйством, выявление и лечение больных дифиллоботриозом, отказ от употребления сырой или плохо проваренной рыбы.

2) Бычий цепень

Длина паразита достигает 4-10 м, вызывает заболевание тениаринхоз. Человек является конечным хозяином, а крупный рогатый скот — промежуточным. Жизненный цикл и описание паразита схематически представлены на картинке:

Заражение происходит при употреблении полусырого мяса. Паразит механически раздражает слизистую кишечника и отравляет организм хозяина продуктами жизнедеятельности. Вызывает боли в животе, тошноту и кишечные расстройства, головные боли. Постоянное чувство голода и потребность в еде может сопровождаться потерей массы тела.

Диагностика: соскоб из перианальных кожных складок.

Профилактика: выявление и лечение больных, вет. надзор рогатого скота, сан. надзор мясных продуктов и пастбищ, отказ от употребления полусырых мясных продуктов.

3) Свиной цепень

Еще один представитель цестод, достигающий в длину 1,2 – 3 м и вызывает заболевание тениоз, которое имеет похожую клиническую картину с тениаринхозом, с более интенсивным проявлением симптомов. При паразитировании не взрослого цепня, а его личинок в организме, вызывает заболевание цистицеркоз.

Жизненный цикл и строение цепня на рисунке 8 и рисунке 9.

Рисунок 8.

Рисунок 9.

Клиническая картина цистицеркоза зависит от поражённого органа — лёгкие, брюшина, печень, жировая клетчатка, мышцы, сердце, головной мозг и глаза. Наиболее опасен при поражении головного мозга.

Диагностика: выявление яиц или члеников в кале.

Профилактика: аналогично, как и при тениаринхозе.

4) Цепень карликовый

Одна из распространённых глистных инвазий, особенно у детей. У взрослых встречается гораздо реже. Размеры цепня — 10-15 мм. Жизненный цикл и заражение схематично представлены на картинке:

Симптомы связаны с поражением кишечника и проявляются по типу энтеритов с общей интоксикацией.

Диагностика: обнаружение яиц в свежем кале. Проводят 3 раза с интервалом в 10-15 дней

Профилактика: личная гигиена, дегельминтизация в детских учреждениях, сан. надзор за работниками пищевых и детских учреждений, выявление и учёт больных гименолепидозом.

Производят ли метабиотики в России?

Да, сегодня их изготавливают в форме товаров для здорового питания, а отечественным лидером данного направления является новосибирская компания VILAVI INT LTD. Она выпускает этот продукт под названием «T8 Mobio». И в 2021 году эта авторская разработка специалистов компании получила декларацию соответствия требованиям Евразийского Экономического Союза. Действующими веществами «T8 Mobio» служат метафильтраты всех наиболее важных штаммов симбиотических бактерий человека:

• Bifidobacterium adolescentis;
• Lactobacillus acidophilus;
• Lactobacillus salivarius;
• Lactobacillus helveticus;
• Propionibacterium freudenreichii.

Метафильтрат Bifidobacterium adolescentis

Наибольшее количество микроорганизмов нашего тела является именно бифидобактериями. Продукты их метаболизма, входящие в состав «T8 Mobio» — это:

• жирные кислоты, подавляющие размножение микроорганизмов, которые могут вызывать такие заболевания, как шигеллез, сальмонеллез, воспалительные стафилококковые поражения и др.;
• соединения, которые требуются для нормального переваривания и всасывания пищи в стенку кишечника;
• витамин К, а также витамины группы B;
• вещества, стимулирующие поступление в кровь железа, кальция и витамина D;
• активаторы механической работы кишечной трубки, что необходимо для нормального пищеварения.

Метафильтраты Lactobacillus acidophilus, L. salivarius и L. helveticus

Эти три типа микроорганизмов относятся к лактобактериям, основной продукт метаболизма которых — молочная кислота. В толстом кишечнике она играет роль дезинфектора, поскольку многие болезнетворные виды (те же стафилококки или патогенные кишечные палочки) отличаются высокой чувствительностью к уровню рН и попросту гибнут под воздействием молочной кислоты. Кроме того, вещества, входящие в метафильтрат лактобактерий в «T8 Mobio», выполняют следующие функции:

• активируют производство лизоцима, интерферонов и цитокинов, то есть, местную иммунную защиту;
• участвуют в целом ряде обменных реакций в кишечнике;
• обладают некоторым анестезирующим и противовоспалительным действием, что важно при токсикоинфекциях и синдроме раздраженной кишки;
• способствуют регенерации клеток кишечного эпителия.

Наконец, метафильтрат лактобактерий в «T8 Mobio» обеспечивает приток лактазы — фермента, необходимого для переработки молочного сахара. Недостаточность этого фермента служит основной причиной такой распространенной патологии, как непереносимость лактозы.

Метафильтрат Propionibacterium freudenreichii

Микроорганизмы рода Пропионобактериум служат основным поставщиком некоторых очень важных для нашего организма органических кислот. Их метафильтрат в «T8 Mobio» богат:

1. Уксусной кислотой. Это естественный предшественник таких известных лекарственных средств, как, например, диклофенак или индометацин, обладающих жаропонижающими и противовоспалительными свойствами.
2. Пропионовой кислотой. Попадая из кишечника в кровь, а затем и в печень, она превращается в кетоновые тела, которые защищают нашу нервную систему при стрессах, а также обеспечивают ее высококачественным энергетическим топливом.
3. Изовалериановой кислотой. Хорошее психотоническое средство, способное улучшать нашу сопротивляемость психическим нагрузкам. В медицине ее используют, как основу для изготовления Валокордина.
4. Янтарной кислотой. Важнейший метаболит наших тканей, необходимый для поглощения клетками кислорода и выработки ими энергии в цикле трикарбоновых кислот.

Кроме того, метафильтрат Propionibacterium freudenreichii в составе «T8 Mobio» содержит такой продукт метаболизма этих бактерий, как цианкобаламин. Второе его название — витамин B12, и наш организм нуждается во внешнем его притоке, так как сам синтезировать его не умеет. А недостаточность цианкобаламина — частая причина возникновения полинейропатий, депрессий и пернициозной, или злокачественной анемии.

Разновидности грибов

Сапротрофы принято разделять на несколько групп, основными из которых являются ксилотрофы (древесные), водные, гумусовые, почвенные и копротрофы (навозные). Они различны по способу питания. К примеру, есть сахарные грибы, которые используют органические кислоты, спирты и простые углеводы. Другие же развиваются на субстратах, содержащих хитин, белки и целлюлозу. По этой причине во время всего процесса тления останков растений можно наблюдать смену одних видов другими.

Встречаются среди сапротрофов и кератинофилы, которые разлагают кератин, являющийся очень стойким белком. Он содержится в волосах, копытах, перьях птиц, рогах и т. д. Питание у кератинофилов достаточно специфическое, недоступное для прочих организмов. Растут они медленнее других. Грибы сапротрофы примеры имеют следующие:

• пластинчатые;
• сумчатые;
• трубчатые;
• плесень;
• дрожжи.

Первые три вида называются высшими, а два последних — несовершенными.

Первые выглядят как обыкновенные грибы, состоящие из гифов и обладающие несколькими ядрами. Они образуют ложную ткань, которая разделяется на шляпку и ножку. Но известно, что их наличие среди сатропрофов необязательно, они могут и отсутствовать или не иметь четких границ. Мякоть у них водянистая. Она оберегает их от внешних раздражителей. Грибница у таких образований объемная, содержащая много тонких ветвей. Окраска встречается разнообразная, но в основном желтая, белая, красно-бурая и бежевая.

Читать также: Грецкий орех с медом польза для организма

Сумчатые, пластинчатые и трубчатые сапротрофы пригодны для употребления в пищу, а вот дрожжи и плесень обладают опасными свойствами. Но вред от них нейтрализуется при правильной обработке, когда их используют для приготовления выпечки и напитков. Penicillium используют в медицине, а Saccharomyces (дрожжи) — в хлебной промышленности.

А вот сапротрофы, которые поселяются на продуктах питания человека, приносят только неприятности, превращая их в непригодные для употребления. Заплесневевший хлеб, забродившее варенье или компот, сгнившие фрукты и овощи — это все итог их жизнедеятельности.

Специфика питания бактерий сапротрофов

Питание — это процесс накопления энергии и питательных веществ. Для нормального существования бактериям необходим ряд питательных веществ, таких как:

• азот (в виде аминокислот);
• белки;
• углеводы;
• витамины;
• нуклеотиды;
• пептиды.

Читать также: Петуния surfinia impulz red

В лабораторных условиях для размножения сапрофитов в качестве питательных сред используют автолизат из дрожжей, сыворотку из молока, мясные гидролизаты, некоторые растительные экстракты.

Показательным процессом наличия в продуктах сапрофитов является образование гнили. Опасность составляют продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов, так как являются достаточно токсичными. Сапрофиты являются своего рода санитарами в окружающей среде.

Основные представители сапрофитов:

1. Синегнойная палочка (Pseudomonas);
2. Кишечные палочки (Proteus, Escherichia);
3. Morganella;
4. Klebsiella;
5. Bacillus;
6. Клостридии (Clostridium);
7. некоторые виды грибов (Реnicilum и др.)