Презентация на тему «Вирусы и бактерии»

Слайд 1. Вирусы и бактерии

• Строение, различия и роль микроорганизмов в природе и жизни человека

Доклад: Тема нашей презентации — вирусы и бактерии. Это два мира, которые человек не видит невооружённым глазом, но которые определяют его здоровье, питание и состояние всей биосферы. Сегодня мы разберём, как они устроены, чем принципиально различаются и почему их нельзя лечить одинаково.

Слайд 2. Содержание

• Введение
• Ключевые понятия
• Бактериальная клетка
• Формы и классификация бактерий
• Устройство вируса
• Вирусы и бактерии: чем различаются
• Масштабы микромира
• Как размножаются бактерии
• Жизненный цикл вируса
• История открытий
• Основоположники микробиологии
• Открытие вирусов
• Роль бактерий в природе и хозяйстве
• Бактериальные инфекции
• Вирусные инфекции человека
• Антибиотики
• Устойчивость к антибиотикам
• Иммунитет и вакцинация
• Профилактика инфекций
• Выводы
• Список литературы

Доклад: Работа построена от строения к практике. Сначала мы разберём устройство бактериальной клетки и вирусной частицы, затем сравним их между собой и проследим историю открытий. Завершим прикладными вопросами — инфекциями, антибиотиками, иммунитетом и профилактикой.

Слайд 3. Введение

• Бактерии и вирусы — самые многочисленные биологические объекты планеты: в одном грамме почвы насчитывают до миллиарда бактериальных клеток.
• Знание микромира прямо определяет здоровье человека: инфекционные болезни дают около трети смертей в странах с низким доходом.
• Микроорганизмы работают и на человека: хлебопечение, сыроделие, производство антибиотиков, ферментов и витаминов построены на их жизнедеятельности.
• Тема объединяет цитологию, генетику, экологию и медицину, поэтому служит опорой для курсов общей биологии и микробиологии.

Доклад: Микроорганизмы — самая многочисленная форма жизни на Земле: в одном грамме почвы живёт около миллиарда бактериальных клеток. От них зависит и здоровье человека, и производство хлеба, сыра, антибиотиков и витаминов. Поэтому тема лежит на стыке цитологии, экологии и медицины.

Слайд 4. Ключевые понятия

• Бактерии — одноклеточные прокариоты без оформленного ядра, способные к самостоятельному обмену веществ.
• Вирусы — неклеточные формы жизни, размножающиеся только внутри живой клетки-хозяина.
• Прокариоты — организмы, у которых наследственный материал лежит в цитоплазме и не отделён ядерной оболочкой.
• Капсид — белковая оболочка вируса, защищающая нуклеиновую кислоту и обеспечивающая посадку на клетку.
• Патогенность — способность возбудителя вызывать заболевание у определённого хозяина.

Доклад: Прежде чем сравнивать, договоримся о терминах. Бактерия — это самостоятельная клетка без оформленного ядра, вирус — неклеточная форма, способная размножаться только внутри чужой клетки. Понятия капсида и патогенности понадобятся нам почти на каждом следующем слайде.

Слайд 5. Бактериальная клетка

• Наследственный материал — кольцевая молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты в нуклеоиде; ядерной оболочки нет, дополнительные гены хранятся в плазмидах.
• Клеточная стенка из муреина держит форму и определяет окраску по Граму: у грамположительных слой толстый, у грамотрицательных тонкий.
• Рибосомы мелкие, типа 70S, — именно они служат мишенью для многих антибиотиков; митохондрий и пластид у бактерии нет.
• Органы движения и прикрепления — жгутики, пили и слизистая капсула, защищающая от высыхания и от клеток иммунной системы.

Доклад: На снимке электронного микроскопа хорошо видны палочковидные клетки кишечной палочки. Наследственный материал такой клетки лежит прямо в цитоплазме, ядерной оболочки нет, а форму держит стенка из муреина. Именно стенка и мелкие рибосомы типа 70S служат мишенями для антибиотиков.

Слайд 6. Формы и классификация бактерий

• Бактерии разделяют по внешней форме клетки, по строению стенки, по отношению к кислороду и по способу питания. Основания независимы, поэтому один вид описывают сразу по нескольким признакам.
• Кокки
• Бациллы
• Вибрионы
• Спириллы
• Грамположительные
• Грамотрицательные
• Кислотоустойчивые
• Аэробы
• Анаэробы
• Факультативные
• Автотрофы
• Сапротрофы
• Симбионты
• Паразиты

Доклад: Бактерии классифицируют сразу по нескольким независимым основаниям: по форме клетки, по строению стенки, по отношению к кислороду и по способу питания. Один и тот же вид описывают набором признаков — например, грамотрицательная факультативно-анаэробная палочка. Такая схема помогает быстро сориентироваться в лабораторном заключении.

Слайд 7. Устройство вируса

• Вирусная частица содержит только один тип нуклеиновой кислоты — либо дезоксирибонуклеиновую, либо рибонуклеиновую, тогда как в бактерии присутствуют обе.
• Снаружи наследственный материал закрыт капсидом из повторяющихся белковых субъединиц; у ряда вирусов поверх него есть липидная оболочка.
• Собственных рибосом и ферментов дыхания у вируса нет, поэтому вне клетки он не проявляет признаков жизни.
• Бактериофаг — вирус, поражающий бактерии: хвостовой отросток с нитями узнаёт стенку клетки и впрыскивает внутрь наследственный материал.

Доклад: Вирусная частица устроена предельно экономно: одна нуклеиновая кислота и белковый капсид, иногда липидная оболочка. Ни рибосом, ни ферментов дыхания у неё нет, поэтому вне клетки вирус не проявляет признаков жизни. На иллюстрации — бактериофаг: его хвостовые нити узнают стенку бактерии и впрыскивают внутрь наследственный материал.

Слайд 8. Вирусы и бактерии: чем различаются

• Оба объекта относят к микромиру, но по уровню организации они несопоставимы: бактерия — полноценная живая клетка, вирус — паразит на генетическом уровне. Сравнение объясняет, почему их лечат разными средствами.
• Клеточное строение с цитоплазмой и мембраной
• Размеры 0,5–10 микрометров, видны в световой микроскоп
• Обмен веществ собственный, растут на питательных средах
• Делятся сами, вне организма живут долго
• Подавляются антибиотиками
• Неклеточная форма: нуклеиновая кислота и белковая оболочка
• Размеры 20–300 нанометров, нужен электронный микроскоп
• Обмена веществ нет, размножаются только в живых клетках
• Перестраивают работу клетки-хозяина под себя
• Антибиотики не действуют, нужны противовирусные средства

Доклад: Здесь собрано главное различие двух объектов. Бактерия — живая клетка, которая растёт на питательной среде и делится сама; вирус — генетический паразит, размножающийся только в чужой клетке. Отсюда практический вывод: антибиотики действуют на бактерии и совершенно бесполезны при вирусной инфекции.

Слайд 9. Масштабы микромира

• Наглядные величины помогают почувствовать разницу уровней организации живого.
• 2 мкм — длина кишечной палочки — Примерно в пятьдесят раз меньше толщины человеческого волоса
• 100 нм — диаметр вируса гриппа — В двадцать раз мельче бактериальной клетки
• 20 мин — деление бактерии в тепле — За сутки одна клетка даёт огромное потомство
• 39 трлн — микробных клеток в теле — Сопоставимо с числом собственных клеток человека

Доклад: Цифры помогают почувствовать масштаб. Бактерия примерно в пятьдесят раз тоньше человеческого волоса, а вирус гриппа ещё в двадцать раз мельче бактерии. При этом в теле человека живёт около тридцати девяти триллионов микробных клеток — сопоставимо с числом собственных клеток организма.

Слайд 10. Как размножаются бактерии

• Размножение бесполое, потомство генетически одинаково
• Разнообразие обеспечивают мутации и обмен плазмидами
• При нехватке воды и питания часть видов образует споры
• Рост клетки — удлинение и накопление белков и рибосом
• Удвоение — копирование кольцевой молекулы наследственности
• Расхождение — копии уходят к полюсам клетки
• Перегородка — синтез стенки посередине клетки
• Разделение — две самостоятельные дочерние клетки

Доклад: Бактерии размножаются бинарным делением: клетка растёт, удваивает кольцевую молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты, разводит копии к полюсам и разделяется перегородкой. Потомство генетически одинаково, а разнообразие вносят мутации и обмен плазмидами. При нехватке воды и питания часть видов переходит в спору и годами ждёт лучших условий.

Слайд 11. Жизненный цикл вируса

• Вирус садится на определённый рецептор — этим объясняется избирательность заражения
• Наследственный материал вируса подчиняет себе синтез белка в клетке
• За один цикл образуются сотни и тысячи новых частиц
• Выход потомства часто разрушает клетку и даёт симптомы болезни
• Часть вирусов встраивается в геном клетки и переходит в скрытую форму
• Адсорбция
• Проникновение
• Синтез
• Сборка
• Выход

Доклад: Цикл вируса замкнут и повторяется в каждой новой клетке: адсорбция на рецепторе, проникновение, синтез вирусных белков, сборка частиц и выход наружу. Избирательность рецептора объясняет, почему вирус гриппа поражает дыхательные пути, а не любую клетку подряд. Разрушение клетки при выходе потомства и даёт привычные нам симптомы болезни.

Слайд 12. История открытий

• Микробиология родилась вместе с микроскопом и развивалась почти три столетия.
• Каждое открытие переводило догадки о «заразном начале» в проверяемый эксперимент.
• 1676 — Левенгук увидел «зверушек»
• 1861 — Пастер опроверг самозарождение
• 1882 — Кох открыл палочку туберкулёза
• 1892 — Ивановский описал вирусы
• 1928 — Флеминг обнаружил пенициллин
• 1939 — первый снимок вирусной частицы

Доклад: Микробиология родилась вместе с микроскопом. Левенгук в 1676 году впервые увидел «зверушек» в капле воды, Пастер в 1861 году похоронил идею самозарождения, Кох в 1882 году выделил палочку туберкулёза, а Ивановский в 1892 году открыл вирусы. Каждое из этих событий превращало догадку о заразном начале в строгий эксперимент.

Слайд 13. Основоположники микробиологии

• Антони ван Левенгук, 1632–1723, Голландский натуралист, первым увидел бактерии в самодельный микроскоп
• Луи Пастер, 1822–1895, Доказал микробную природу брожения и создал вакцину против бешенства
• Роберт Кох, 1843–1910, Открыл возбудителей туберкулёза и холеры, обосновал правила доказательства заразности
• Дмитрий Иосифович Ивановский, 1864–1920, Основоположник вирусологии, описал возбудителя мозаичной болезни табака

Доклад: Перед вами четыре человека, создавшие науку о микромире. Левенгук дал ей инструмент, Пастер — метод и первую вакцину против бешенства, Кох — правила доказательства заразности и открытие возбудителей туберкулёза и холеры. Ивановский, русский ботаник, добавил к этому целый новый класс возбудителей — вирусы.

Слайд 14. Открытие вирусов

• В 1892 году Ивановский изучал мозаичную болезнь табака и обнаружил, что сок больного растения заражает здоровое даже после фильтрования через фарфоровый фильтр.
• Так был доказан новый класс возбудителей — «фильтрующиеся агенты», которые нельзя ни увидеть в световой микроскоп, ни вырастить на питательной среде.
• В 1898 году Бейеринк повторил опыт и назвал агент словом «вирус», а в 1935 году Стенли получил вирус табачной мозаики в кристаллическом виде.
• Первый снимок вирусной частицы сделали в 1939 году с помощью электронного микроскопа — вирусология стала наблюдательной наукой.

Доклад: Открытие вирусов началось с больного табака. Ивановский пропустил сок поражённого растения через фарфоровый фильтр, задерживающий бактерии, и обнаружил, что фильтрат по-прежнему заражает здоровые листья. На снимке видны палочковидные частицы вируса табачной мозаики — увидеть их удалось только с появлением электронного микроскопа.

Слайд 15. Роль бактерий в природе и хозяйстве

• Подавляющее большинство бактерий безвредно, а без части из них биосфера и хозяйство человека просто остановились бы.
• Разлагают органические остатки и замыкают круговорот углерода
• Клубеньковые бактерии связывают азот воздуха и питают бобовые растения
• Участвуют в образовании почвы, торфа и залежей серы
• Служат кормовой основой для простейших и мелких животных
• Дают кисломолочные продукты, сыры, квашеные овощи и хлебные закваски
• Производят антибиотики, ферменты, аминокислоты и витамины
• Очищают сточные воды на биологических очистных сооружениях
• Служат живыми фабриками для получения инсулина и вакцин

Доклад: Важно не сводить бактерии к болезням: подавляющее большинство видов безвредно или прямо полезно. В природе они разлагают органику и связывают азот воздуха, без них остановился бы круговорот веществ. В хозяйстве на них держатся кисломолочные продукты, производство антибиотиков и биологическая очистка сточных вод.

Слайд 16. Бактериальные инфекции

• 1,3 млн — Туберкулёз — Ежегодные смерти от палочки Коха — одна из ведущих инфекционных причин в мире
• 7 сут — Ангина — Стрептококковое воспаление миндалин, опасное осложнениями на сердце и почки
• 1817 — Холера — Год первой пандемии; возбудитель — холерный вибрион, передаётся через воду
• 10 сут — Столбняк — Средний срок появления симптомов после попадания спор в рану

Доклад: Патогенных бактерий немного, но именно они дают самые тяжёлые инфекции. Туберкулёз до сих пор уносит около миллиона трёхсот тысяч жизней в год, стрептококковая ангина опасна осложнениями на сердце и почки, а холера в девятнадцатом веке дала череду пандемий. Столбняк напоминает, что опасны и споры, годами сохраняющиеся в почве.

Слайд 17. Вирусные инфекции человека

• Путь передачи прямо определяет меры защиты: при воздушно-капельных болезнях важны маска и проветривание, при кишечных — чистая вода.
• Для большинства перечисленных инфекций существует специфическая профилактика в виде прививки.

Доклад: В таблице сведены основные вирусные инфекции с указанием возбудителя и пути передачи. Обратите внимание: путь передачи прямо диктует меру защиты — при воздушно-капельных болезнях помогают маска и проветривание, при кишечных — чистая вода. Почти для всех перечисленных заболеваний существует специфическая профилактика в виде прививки.

Слайд 18. Антибиотики

• Антибиотики — вещества, подавляющие рост бактерий; первый из них, пенициллин, Флеминг обнаружил в 1928 году у плесневого гриба.
• Мишени действия — синтез клеточной стенки, работа рибосом типа 70S и удвоение наследственного материала; на клетки человека эти мишени не похожи.
• На вирусы антибиотики не действуют вообще: у вирусной частицы нет ни стенки, ни собственных рибосом, поэтому при простуде они бесполезны.
• Чувствительность возбудителя определяют антибиотикограммой: вокруг диска с действующим препаратом образуется прозрачная зона подавления роста.

Доклад: Антибиотики бьют по тем структурам, которых у человека нет: по стенке из муреина, по рибосомам типа 70S и по бактериальной системе удвоения наследственного материала. Первый из них, пенициллин, Флеминг обнаружил в 1928 году у плесневого гриба. На снимке — антибиотикограмма: прозрачная зона вокруг диска показывает, что возбудитель к препарату чувствителен.

Слайд 19. Устойчивость к антибиотикам

• Доля устойчивых штаммов растёт из-за самолечения, незаконченных курсов и применения препаратов в животноводстве.
• Всемирная организация здравоохранения относит устойчивость к десяти главным угрозам здоровью человечества.

Доклад: График показывает главную проблему современной медицины: доля устойчивых штаммов растёт год от года. Причины хорошо известны — самолечение, брошенные на полпути курсы и массовое применение препаратов в животноводстве. Всемирная организация здравоохранения включила устойчивость к антибиотикам в десятку главных угроз здоровью человечества.

Слайд 20. Иммунитет и вакцинация

• Врождённый иммунитет действует сразу и одинаково против любого возбудителя: барьеры кожи и слизистых, воспаление, работа фагоцитов.
• Приобретённый иммунитет узнаёт конкретный возбудитель, вырабатывает антитела и оставляет клетки памяти на годы, а иногда пожизненно.
• Вакцина содержит ослабленный или убитый возбудитель либо только его белок и обучает иммунную систему без риска заболеть.
• При охвате прививками 90–95 процентов населения возникает коллективная защита, прикрывающая тех, кому вакцинация противопоказана.

Доклад: Защита организма двухуровневая. Врождённый иммунитет срабатывает сразу и одинаково против любого возбудителя, приобретённый узнаёт конкретного врага и оставляет клетки памяти. Вакцина обучает вторую систему заранее и без риска заболеть, а при охвате прививками девяноста — девяноста пяти процентов населения возникает коллективная защита.

Слайд 21. Профилактика инфекций

• Мыть руки с мылом не менее двадцати секунд после улицы, транспорта и перед едой.
• Соблюдать календарь прививок и делать сезонную вакцинацию против гриппа.
• Термически обрабатывать мясо, молоко и яйца, пить только обеззараженную воду.
• Проветривать помещения и увлажнять воздух: сухая слизистая теряет защитные свойства.
• Принимать антибиотики только по назначению врача и полным курсом.
• Изолировать заболевшего, выделять ему отдельную посуду и полотенце.

Доклад: Практические меры просты и работают все вместе, а не по отдельности. Мытьё рук, календарь прививок, термическая обработка пищи и проветривание закрывают основные пути передачи. Отдельно подчеркну последний пункт: антибиотики принимают только по назначению врача и полным курсом — иначе мы сами выращиваем устойчивые штаммы.

Слайд 22. Выводы

• Бактерия — полноценная клетка, вирус — неклеточный паразит: это различие определяет всю тактику лечения.
• Большинство микроорганизмов полезны и поддерживают круговорот веществ и пищевую промышленность.
• История микробиологии показывает, как микроскоп и строгий эксперимент победили идею самозарождения.
• Вакцинация и разумное применение антибиотиков остаются главными инструментами защиты человека.
• Рост устойчивости возбудителей делает микробиологическую грамотность задачей каждого.

Доклад: Подведём итог. Бактерия — это клетка, вирус — неклеточный паразит, и именно это различие определяет всю тактику лечения. Большинство микроорганизмов полезны, а защита от опасных строится на вакцинации и разумном применении антибиотиков. Микробиологическая грамотность сегодня нужна каждому, а не только медику.

Слайд 23. Список литературы

• Букринская, А. Г. Вирусология : учебник / А. Г. Букринская. — Москва : Медицина, 1986. — 336 с.
• Воробьёв, А. А. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология : учебник / А. А. Воробьёв, А. С. Быков. — Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2012. — 704 с.
• Гусев, М. В. Микробиология : учебник / М. В. Гусев, Л. А. Минеева. — Москва : Академия, 2003. — 464 с.
• Медуницын, Н. В. Вакцинология / Н. В. Медуницын. — Москва : Триада-Х, 2010. — 512 с.
• Пиневич, А. В. Микробиология. Биология прокариотов : учебник / А. В. Пиневич. — Санкт-Петербург : Издательство Санкт-Петербургского университета, 2006. — 352 с.
• Шлегель, Г. Общая микробиология : перевод с немецкого / Г. Шлегель. — Москва : Мир, 1987. — 567 с.

Доклад: Материал подготовлен по классическим учебникам микробиологии и вирусологии — работам Гусева и Минеевой, Пиневича, Букринской, Воробьёва и Быкова, а также по переводному руководству Шлегеля. Вопросы вакцинации изложены по монографии Медуницына. Все источники приведены по действующему стандарту библиографического описания.

Слайд 24. Спасибо за внимание!

Доклад: На этом доклад завершён. Мы прошли путь от строения бактериальной клетки и вирусной частицы до практических правил профилактики инфекций. Благодарю за внимание и готов ответить на ваши вопросы.