БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОПАСНОСТИ

В пустыне чахлой и скупой

На почве, зноем раскаленной,

Анчар, как грозный часовой,

Стоит – один во всей вселенной.

Природа жаждущих степей

Его в день гнева породила

И зелень мертвую ветвей

И корни ядом напоила.

Яд каплет сквозь его кору,

К полудню растопись от зною,

И застывает ввечеру

Густой прозрачною смолою...

А. С. Пушкин

 

Окружающий человека мир делится на живой и неживой. Отличительной особенностью живых объектов является их способность расти и размножаться.

Биологическими (био от греч. bios – жизнь) называются опасности, происходящие от живых объектов.

Все объекты живого мира можно условно разделить на несколько царств; а именно: микроорганизмы (Protista), грибы (Fungi, Mycetes), растения (Plantae), животные (Animalia), люди (Homo sapiens).

Наука, изучающая закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах, называетсябиологией.

Живой мир очень разнообразен. Но есть одно общее очень важное свойство у всех живых существ – это их клеточное строение. Клетки – это кирпичики, из которых состоят все живые существа, их ткани, органы и организмы в целом.

Клетка – это наименьшая форма организованной живой материи, способная в подходящих для нее среде и условиях существовать самостоятельно. Клеточное строение живых объектов открыл англичанин Роберт Гукв 1665 г. Растения, животные, люди являются многоклеточными, а микроорганизмы, как правило, существа одноклеточные.

Между различными живыми существами идет постоянная борьба. В этой борьбе человек не всегда выходит победителем.

Носителями, или субстратами, биологических опасностей являются все среды обитания (воздух, вода, почва), растительность и животный мир, сами люди, искусственный мир, созданный человеком, и другие объекты.

Биологические опасности могут оказывать на человека различное действие – механическое, химическое, биологическое и др.

Следствием биологических опасностей являются различные болезни, травмы разной тяжести, в том числе смертельные.

Исходя из принципа целесообразности, господствующего в природе, можно утверждать, что все живые существа выполняют определенную, предназначенную им, роль. Но по отношению к человеку некоторые из них являются опасностями.

Знание биологических опасностей – одноиз условий успешной защиты человека от опасностей вообще и биологических, в частности.

В каждом царстве живыхсуществ различают несколько типов, подразделяющихсяна отряды, в отрядах – несколько классов; в каждом классе – несколько порядков; последние делятся на семейства, состоящие из рядов, а ряды делятся на виды.

Каждый живой объект имеет свое название, которое состоит из двух слов. Первое слово, пишущееся с заглавной буквы, обозначает название рода данного организма, а второе является его видовым эпитетом. Такую бинарную номенклатуру ввел шведский ученый Карл Линней. Например, бацилла туберкулеза носит научное название Mycobacterium tuberculosis, дрожжи – Saccharomyces cerevisiae, бацилла столбняка – Clostridium tetani.

Некоторые микробы напоминают своими свойствами животных, другие – растения. Чтобы понять сущность и характер биологических опасностей, рассмотрим подробнее каждое царство живых существ.

МИКРООРГАНИЗМЫ

Микроорганизмы – это мельчайшие, преимущественно одноклеточные существа, видимые только в микроскоп, характеризуются огромным разнообразием видов, способных существовать в различных условиях.

Микроорганизмы выполняют полезную роль в круговороте веществ в природе, используются в пищевой и микробиологической промышленности, при производстве пива, вин, лекарств.

Некоторые виды микроорганизмов являются болезнетворными, или патогенными. Они вызывают болезни растений, животных и человека.

Такие болезни, как проказа, чума, тиф, холера, малярия, туберкулез и многие другие, в отдаленные времена уносили тысячи жизней, сея суеверия и страх среди населения. Человечество долгое время не знало, что эти болезни вызываются микроорганизмами. Не было и средств борьбы с заразными болезнями. Поэтому инфекционные заболевания человека иногда приобретали массовое распространение, которое называется эпидемией или пандемией.

Широкое распространение заразных болезней животных называетсяэпизоотией, а растений –эпифитотией.

Человечество настойчиво искало разгадку страшных болезней.

Древнегреческий ученый Демокрит (460-370 гг. до н. э.) высказал мнение, что болезни вызываются крохотными организмами, проникающими в тело человека и животных. Это было гениальное предвидение, которое подтвердилось лишь более 2000 лет спустя.

«Отец» медицины Гиппократ (460-377 гг. до н. э.) внес значительный вклад в учение о происхождении болезней, создав теорию «болезнетворных миазмов».

Аристотель (384-322 гг. до н. э.) справедливо утверждал, что бешенство передается через укус бешеных собак.

Гиппократовскую теорию «миазмов» поддерживал и самый выдающийся римский врач Клавдий Гален (130-200 гг. до н. э.).

Знаменитый швейцарский врач Парацельс (1493-1541 гг.) считал, что возбудителями заразных болезней являются живые существа. В своих трудах он часто использует слово «вирус».

Выдающийся итальянский врач Дж. Фракасторо (1478–1553 гг.) также предполагал, что возбудителями болезней являются особые организмы, которые очень быстро размножаются. Фракасторо описал ряд заболеваний животных: ящур, сап, оспу овец и др.

В 1348-1350 гг. в Старом свете от эпидемии чумы погибло 7 500 000 человек, т. е. почти половина населения, жившего в то время на территории Европы. Во время эпидемии чумы (1364 г.) в Москве в живых осталось так мало людей, что они не могли похоронить мертвых. На протяжении всего средневековья оспа, бактериальная дизентерия, сыпной тиф, проказа и грипп наносили большой ущерб населению. Опустошительный характер носили и эпизоотические болезни, во время которых погибли миллионы животных. Во многих городах Европы установлены памятники погибшим во время эпидемий.

Эпоха великих бедствий ярко отражена в литературных произведениях. Например, Дж. Боккаччо в своем «Декамероне» описал эпидемию во Флоренции. Великие утописты Т. Мор и Т. Кампанелла в своих произведениях много внимания уделялипроблемам защиты от инфекционных заболеваний.

С древних времен и до XVII в. учеными разных стран и народов было высказано много идей о причинах инфекционных заболеваний и способах борьбы с ними. Среди них были и гениальные догадки, о которых уже сказано, а также суеверия и схоластика.

В XVII веке в науке проявляются два антисхоластических течения: эмпиризм и рационализм.

Корифеем первого был Ф. Бэкон (1561-1626), второго – Р. Декарт (1596-1650). Представители этих течений были полны решимости разбить схоластические каноны, во что бы то ни стало отыскать истину путем исследований и экспериментов. Наука становилась на прочный фундамент материализма. В это время были заложены основы современной науки. Именно в этот период начинается эра великих открытий в биологии, имеющих отношение к рассматриваемой проблеме биологических опасностей.

 

ОТКРЫТИЕ ЛЕВЕНГУКА

Как мы уже знаем, многие ученые древности высказывали идею о существовании мелких живых существ, проникающих в организм и вызывающих заболевания. Но никто этих существ не видел.

Впервые удалось увидеть бактерии голландцу А. ван Левенгуку. Это случилось в 1676 г. Известно, что первый микроскоп был построен в 1590 г. 3. Янсеном (Нидерланды).

Блестяще использовал микроскоп в исследованиях Р. Гук, открывший клеточное строение тканей. Левенгук (1632-1723) открыл бактерии случайно, занимаясь другой проблемой. Его очень заинтересовали увиденные живые существа, которые он назвал «зверушками». Левенгук посвятил изучению микроорганизмов более 50 лет своей жизни, изучая форму и размеры бактерий (рис. 24).

 

Рис. 24

Зарисовки бактерий, выполненные Левенгуком

микробиология

Случайное открытие Левенгука стало началом новой науки – микробиологии. Ее основоположником признается выдающийся французский ученый Л. Пастер (1822-1895). По образованию Пастер был химиком. Увлекшись биологией, он установил, что каждое инфекционное заболевание возникает в результате патогенной деятельности особого вида микробов и предложил способы борьбы с ними.

Гениальность Пастера заключается в том, что он использовал принцип ослабления возбудителя. Ослабленный возбудитель, не вызывая заболевания, создает иммунитет в организме человека или животного, которому сделана прививка.

Поисками возбудителей инфекционных болезней занимался не менее знаменитый врач Р. Кох. Он открыл возбудителей сибирской язвы, туберкулеза и холеры.

Микробиология изучает микроорганизмы, их систематику, морфологию, генетику, роль в круговороте веществ в природе, патогенное действие, приводящее к болезням человека, животных и растений.

Микроорганизмы очень разнообразны. Их иногда называют просто микробами (от греч. mikros – малый и bios – жизнь).

Как уже следует из самого названия, микроорганизмы очень маленькие объекты. Поэтому микробиологи используют мелкие единицы измерения, такие, как микрометр, нанометр, и даже ангстрем.

Большинство бактерий имеют величину0,5-1 мкм, дрожжевые грибы –5-10 мкм.

Самые мелкие бактерии имеют в диаметреоколо десятой доли микрометра.

Отдельные виды бактерий и грибов достигают в длину нескольких миллиметров и даже сантиметров. Но, как правило, микроорганизмы – это живые существа очень малых размеров, которые человекбез помощи микроскопа увидеть не может.

Микоплазмы – это вид микроорганизмов, обитающих в водоемах, навозе. Патогенные микоплазмы вызывают болезни человека (пневмонию), животных (воспаление легких), растений.

Бациллы (от лат. bacillum – палочка) – это палочковидные бактерии, образующие внутриклеточные споры.

Аэробы – организмы, способные жить только в присутствии атмосферного кислорода.

Анаэробы – организмы, способные жить в отсутствии атмосферного кислорода.

Бактериология – раздел микробиологии, изучающий бактерии.

 

КАКИЕ БЫВАЮТ МИКРООРГАНИЗМЫ

Среди патогенных микроорганизмов различают бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, простейшие.

Простейшие состоят из одной клетки. Чаще всего они обитают в водоемах. Примеры простейших животных: амеба, радиолярия, грегарина, эвглена, трипаносома, миксоспоридия, парамеция.

Трипаносомы имеют размер12–100 мкм, являются паразитами крови и тканей человека и позвоночных животных.

Переносчики – кровососущие насекомые (муха цеце). Вызывают заболевание трипаносомоз, которым болеют люди и животные (лихорадка, поражение лимфатических узлов и др.). Заболевание людей называют сонной болезнью (африканский трипаносомоз) или болезнь Шагаса (американский трипаносомоз).

Эвглена водится преимущественно в мелких пресных водоемах, часто вызывает «цветение» воды, известно около 60 видов, длина до 0,1 мм.

Несмотря на свое название, простейшие устроены даже сложнее, чем отдельная клетка. «Пренебрег» простейшими и К. Линней, описав их как один род, названный «хаос инфузориум».

Лишь через два столетия после открытия Левенгука ученые установили, что такие тяжелые заболевания, как малярия, сонная болезнь, преследовавшие человека с древних времен, вызываются паразитами простейшими.

Обычные размеры простейших 1/20-1/7 мм. Их можно видеть без микроскопа (глаз человека различает предметы размером до 0,1 мм).

Размножаются делением каждые 3 ч.

Бактерии – типичные представители микроорганизмов. Бактерии, имеющие форму правильных шариков, называются кокками. Группы кокков называют стафилококками или стрептококками. К коккам относятся возбудители различных инфекционных болезней. Очень многие бактерии имеют форму палочек, например, живущая в нашем организме кишечная палочка (Eschericha coli) – возбудитель тифа (Salmonella typhi), дизентерии (Shigella dysenteriae).

Электронный микроскоп позволяет увидеть и органы движения бактерий – тоненькие жгутики.

Бактерии вездесущи и выносливы. Их находили в воде гейзеров с температурой около 100°С, в вечной мерзлоте Арктики, где они пробыли более 2 млн. лет; не погибают они и в открытом космосе, не страшно для них и воздействие смертельной для человека дозы радиации.

Есть среди них бактерии – хищники, которые ловят простейших. Некоторые бактерии питаются аммиаком, метаном. Их пытались использовать для «поедания» метана в шахтах. Размножаются бактерии простейшим делением надвое, в благоприятных условиях через каждые 20 мин.

Бактериальными заболеваниями являются чума, туберкулез, холера, столбняк, проказа, дизентерия, менингит идр.

От чумы в средние века погибли десятки миллионов человек. Эта болезнь наводила на людей панический ужас. Считается, что в XX в. опасность чумы исчезла.

Туберкулезные бактерии открыл Р. Кох в 1882 г., но окончательно эта болезнь не побеждена.

Холера в Европу занесена в 1816 г., до 1917 г. в России холерой переболело более 5 млн. человек, половина из них умерла.

В. Маяковский написал такие строки:

 

Гражданин! Чтобы не умереть от холеры,

Заранее принимай такие меры.

Не пей сырой воды. Воду оную

Пей только кипяченую.

Также не пей на улице кваса.

Воду кипятить – работы масса.

Чтобы с квасом своим поспеть рано,

Просто приготовляют его из-под крана...

 

Сейчас случаи холеры редки.

Столбняк поражает нервную систему. Болезнь побеждена с помощью профилактических прививок.

Случаи заболевания проказой стали редкими. Заболевших по-прежнему помещают в лепрозории.

Вирусы, (от лат. virus – яд), мельчайшие неклеточные частицы, состоящие из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (кансида). Форма палочковидная, сферическая и др. Размер от 20 до 300 нм и более. Вирусы – внутриклеточные паразиты: размножаясь только в живых клетках, они используют их ферментативный аппарат и переключают клетку на синтез зрелых вирусных частиц – вириопов. Вирусы мельче бактерий в 50 раз. Они не видны в световом микроскопе. Их не задерживают тончайшие фарфоровые фильтры. Вирусы распространены повсеместно. Вызывают болезни растений, животных и человека. Изучением вирусов занимается наука вирусология.

Итак, вирусы обладают следующими особенностями по сравнению с бактериями. Для вирусов характерно такое свойство как фильтруемость, т. е. они проходят через фильтры. Ученик Пастера Шарль Шамберлан использовал для фильтрования жидкостей, в которых бактерии размножались, особый фарфоровый фильтр (свечу Шамберлана), задерживающий самые мелкие из всех известных бактерий. Именно такой фильтр был использован для доказательства небактериального характера возбудителя бешенства.

Вирусы, в отличие от бактерий, не способны существовать и размножаться самостоятельно. Каждая бактерия представляет собой клетку, обладающую своим обменом веществ. Бактерии способны расти и размножаться на искусственных питательных средах.

Вирусы как настоящие клеточные паразиты полностью зависят от обмена веществ в клетке-хозяйке. «Покоренная» клетка вынуждена синтезировать составные вещества вируса, из которых вскоре монтируются новые вирусные частицы.

Бактерии и живые клетки организма всегда содержат одновременно два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновую (РНК) и дезоксирибонуклеиновую (ДНК) кислоты. Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты – либо РНК, либо ДНК.

Вирусы способны «навязывать» свою генетическую информацию наследственному аппарату пораженной им клетки.

Вирусы заражают клетку и заставляют ее помогать их размножению, что, как правило, кончается гибелью клетки. Вирусы в отличии от бактерий размножаются лишь в живых клетках. Поэтому вирусы изучают на уровне организма подопытного животного или культуры клетки.

Вирусными заболеваниями является оспа, бешенство, грипп, энцефалит, корь, свинка, краснуха, гепатит и др.

Древние рукописи донесли до нас описания страшных эпидемий оспы, в которых погибло до 40% больных. Англичанин Э. Дженнер в 1796 г. предложил свой метод оспопрививания (вакцинация), положив тем самым начало борьбы с этим недугом. Но только в 1980 г. ВОЗ объявила о том, что оспа побеждена. Теперь детям, родившимся после 1980 г., не делают оспопрививания.

Бешенство, или водобоязнь, – смертельная болезнь человека и животных, известная с глубокой древности. Чаще всего бешенство бывает у собак. Болеют бешенством также волки, кошки, крысы, вороны и другие животные.

Прививки – единственное надежное средство против бешенства. Первая прививка против бешенства была сделана Л. Пастером в 1885 г. Ребенок, сильно покусанный бешеной собакой, не заболел. Заболевшего человека вылечить от бешенства невозможно. Скрытый (инкубационный) период болезни тянется от 8 дней до года. Поэтому при любом укусе животного необходимо обращаться к врачу.

В 1981 г. в Сан-Франциско (США) были обнаружены люди, больные необычными формами воспаления легких и опухолей. Заболевание заканчивалось смертью. Как выяснилось, у этих больных был резко ослаблен иммунитет (защитные свойства) организма. Эти люди стали погибать от микробов, которые вызывают в обычных условиях лишь легкое недомогание. Болезнь назвали СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита.

Вирусы СПИДа были одновременно открыты в 1983 г. биологами во Франции и США. Установлено, что вирус СПИДа передается при переливании крови нестерильными шприцами, половым путем, а также при вскармливании ребенка грудным молоком.

Первые полгода-год, а иногда и в течение нескольких лет после заражения у человека не заметно никаких признаков болезни, но он является источником вируса и может заразить окружающих. До сих пор лекарства против СПИДа не найдено. СПИД называют «чумойXX в.».

Эпидемия гриппа описана Гиппократом еще в 412 г. до н. э.

В XX в. были отмечены 3 пандемии гриппа. В январе 1918 г. в Испании появились сообщения об эпидемии гриппа, получившей название «испанка». «Испанка» обошла весь мир, заразив около 1,5 млрд. людей, миновала лишь несколько затерянных в океане островков и унесла 20 млн. жизней – больше, чем Первая мировая война.

В 1957 г. около 1 млрд. людей заболели «азиатским гриппом», погибло более 1 млн. человек. В 1968-1969 г. на планете Земля свирепствовал «гонконгский грипп».

Число эпидемий гриппа, как ни странно, с каждым столетием возрастает. В XV в. было 4 эпидемии, в XVII в. – 7, в XIX в. – уже 45!

Почему до сих пор нет надежных прививок против гриппа? Оказывается, что вирус гриппа очень быстро изменяется. Не успели врачи сделать вакцину против одной формы гриппа, как возбудитель болезни появляется уже в новом облике.

Риккетсии (от имени американского ученого Ricketts) – мелкие болезнетворные бактерии, размножаются в клетках хозяина (так же, как вирусы). Возбуждают риккетсиозы (сыпной тиф, ку-лихорадку и др.) у человека и животных.

Риккетсиоз, то же, что ку-лихорадка. Ку-лихорадка (риккетсиоз Q) – острая инфекционная болезнь человека и животных, вызываемая риккетсиями. Признаки заболевания: головная боль, слабость, бессонница, боль в мышцах. У животных протекает бессимптомно. Человек заражается от животных.

Спирохеты – микроорганизмы, клетки которых имеют форму тонких извитых нитей. Обитают в почве, стоячих и сточных водах. Патогенные спирохеты – возбудители сифилиса, возвратного тифа, лептоспироза и др. болезней. Спирохетозы, заболевания человека и животных, вызываемые патогенными спирохетами.

Актиномицеты, микроорганизмы с чертами организации бактерий и простейших грибов. Распространены в почве, водоемах, воздухе. Некоторые виды являются патогенными, вызывают такие болезни, как актиномикоз, туберкулез, дифтерию и пр. Некоторые актиномицеты образуют антибиотики, витамины, пигменты и т. п. Используются в микробиологической промышленности.

РОСТ И РАЗМНОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

Как и все живое, одноклеточные микроорганизмы растут. Достигнув определенной величины, клетка перестает расти. Под микроскопом можно наблюдать, как в определенный момент она делится на две части, которые становятся самостоятельными организмами. Так из одной материнской клетки появляются две дочерние. Вырастая, они тоже делятся, образуя четыре клетки, потом восемь, шестнадцать и т. д. в геометрической прогрессии.

Первым ученым, увидевшим под микроскопом, как микроб делится пополам, был Л. Спаланцани (1729-1799). Было это в 1776 г. Время от возникновения клетки до ее деления называется временем генерации. В природе наблюдается определенная закономерность: чем мельче организм, тем скорее появляется у него потомство. Так, время генерации кишечной палочки Escherichia coli и возбудителя холеры Vibrio cholerae составляет всего 20 мин.Пользуясь формулами геометрической прогрессии:

 

 

где а₁ и а_n – соответственно первый и любой члены прогрессии, q – знаменатель прогрессии; п – номер взятого члена; S_n – сумма первых n-членов, можно подсчитать количество образующихся бактерий за определенное время. Подсчеты показывают, что уже через сутки из одной бактерии образуется нереально большое количество клеток. Следовательно, процесс размножения микробов ограничен определенными условиями. Французский ученый Ж. Моно исследовал рост бактерий и установил следующую закономерность. В первое время бактерии приспосабливаются к среде и размножаются очень медленно. Этот период называют лаг-фазой. Затем следует фаза быстрого размножения по логарифмическому закону (лог-фаза), после чего наступает стационарная фаза, когда среда обогащается продуктами жизнедеятельности бактерий, тормозящими процесс размножения и, наконец, бактерии начинают отмирать (фаза отмирания) (см. рис. 25).

 

 

Причиной гибели бактерий являются неблагоприятные условия среды:

1) Обычно микроорганизмы нормально живут при температуре 0-90°С. Для некоторых видов этот предел гораздо шире: от -270 до +400°С.

2) Прямые лучи солнца для большинства бактерий губительны.

3) Микроорганизмы жизнеспособны в условиях очень низкого давления (всего 5 мм. рт. ст.) и очень высокого (более 5 атм.).

4) На жизнеспособность микроорганизмов влияет реакция среды рН. Наиболее благоприятна нейтральная (рН = 7) или щелочная (рН > 7) среда.

Субстратами (носителями) биологических опасностей могут быть элементы среды обитания (воздух, вода, почва), растения, животные, люди, оборудование, инструменты, сырье, перерабатываемые материалы и т. п.

Бактерии живут в воде, в том числе и в горячих источниках, во льдах, в воздухе на различной высоте от земли. Особенно много бактерий в почвах. В одном грамме пахотной почвы находится от 1 до 20 млрд. микробов. Микробы сопровождают человека всю жизнь. Без микробов жизнь невозможна. Но патогенные микробы для человека опасны. Поэтому человек настойчиво ищет способы защиты от патогенных микробов. Еще Спалланцани доказал, что при длительном кипячении жидкостей находящиеся в них микробы погибают. Немецкий ученый Шванн установил, что высокая температура убивает и микробы, находящиеся в воздухе. Физик Тиндаль доказал, что микробы в жидкостях гибнут после нескольких повторных кипячений. Повторное кратковременное нагревание жидкости до точки кипения, предложенное Тиндалем, называют тиндализацией. Все методы уничтожения микробов под воздействием высокой температуры имеют общее название – стерилизация. Частичная стерилизация молока нагреванием до 60°С в течение 30 мин называется пастеризацией.

Для улавливания микробов из жидкостей и газов применяют специальные фильтры, которые имеют очень мелкие поры.

Микроорганизмы не бессмертны. Размножение их небезгранично. Многие клетки гибнут, не дожив до деления. Микробы враждуют между собой (антагонизм). Микробы гибнут от солнечного света, ультрафиолета. Некоторые микробы питаются отмершими частями растений. Это сапрофиты. Другие нападают на живые организмы. Это паразиты.

Болезнетворные микробы выделяют ферменты, которые нарушают нормальное состояние человека.

Бактерициды – химические вещества, убивающие бактерии.

Бактериоситаз – временная остановка размножения бактерий под воздействием различных веществ (в том числе лекарств).

Бактериоуловители – приспособления для отбора проб воздуха с целью определения степени и характера бактериального загрязнения.

Бактерионосительство и вирусоносительство – пребывание возбудителей инфекционных болезней в организме человека или животного при отсутствии признаков заболевания.

БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ

Принцип нормирования бактериологических загрязнений может быть реализован на практике на основе прямых и косвенных показателей.

Прямые методы, заключаются в установлении зависимости между фактом заболевания и находкой соответствующих патогенных микробов. Однако в силу длительного инкубационного периода и сравнительно малой частотой заболеваний прямые методы признаны недостаточно надежными.

В связи с этим стали применяться косвенные показатели бактериального нормирования качества воды. Одним из первых косвенных показателей опасного для здоровья бактериального загрязнения воды было предложено считать общее количество бактерий, выращиваемых на питательной среде из 1 мл неразбавленной воды. При решении вопроса о том, какое количество осевших в воде бактерий можно считать безопасным, была выбрана рекомендация Р. Коха, сделанная им на основании изучения холерной эпидемии в Гамбурге в 1892 г. Сопоставляя качество питьевой воды, которой снабжалось население Гамбурга, с качеством воды соседнего города Альтона, который оставался свободным от эпидемии холеры, Р. Кох отметил, что очистка воды на фильтрах г. Альтона до содержания в ней не более 100 микробов в 1 мл обеспечивала населению безопасность во время холерной эпидемии.

В 1914 г. в первом стандарте качества питьевой воды в США показатель не более 100 бактерий в 1 мл был использован в качестве норматива допустимого общего бактериального загрязнения. Второй раз в мировой практике это было сделано в СССР в 1937 г. В дальнейшем этот показатель был принят в стандартах почти всех европейских стран.

Вторым косвенным показателем является количество кишечных палочек. Исследованиями ученых было доказано, что кишечная палочка может служить санитарно-показательным микроорганизмом.

В 1937 г. был принят временный стандарт качества воды, подаваемой в водопроводную сеть, согласно которому количество кишечных палочек в 1 л воды должно быть не более 3, или коли-титр не менее 300. Этот норматив проверен многолетней практикой централизованного водоснабжения в СССР. Соблюдение этого норматива создает необходимую степень безопасности в отношении инфекций, которые могут распространяться водным путем. Было доказано, что когда количество кишечных палочек приближается к 3 в 1 л, достигается отсутствие в воде жизнеспособных и вирулентных (болезнетворных) микроорганизмов.

В человеческом организме находятся самые разнообразные микроорганизмы. Одни безвредны, другие даже полезны. Болезнетворные микробы отличаются тем, что выделяют ферменты, которые разлагают кровяные тельца, мышцы, слизистые оболочки, нарушая тем самым нормальное состояние организма. Особую группу образуют болезнетворные микробы, выделяющие сильнодействующие яды (токсины), отравляющие пораженный организм. Разрушающее действие на организм человека оказывают также агрессины, содержащиеся в бактериях.

Микробы проникают в организм человека в основном тремя путями: через дыхательные органы, пищеварительный тракт и кожу.

Заражение через дыхательные пути называется капельной инфекцией.

Переносчиками болезнетворных микробов являются животные, насекомые.

Местом размножения микробов, вырабатывающих токсины, могут быть продукты питания. Clostridium botulinum размножается в мясной пище и выделяет ботулинический токсин, очень сильный яд. Болезнетворные микробы сохраняют жизнеспособность в воде очень долго. Но человек не может долго обходиться без воды. Отсюда постоянная угроза инфекции. Сильная эпидемия холеры разразилась в Петербурге в 1908-1909 гг. Причина – попадание сточных вод из канала в водопроводную сеть.

Человек имеет хорошую естественную защиту от болезнетворных микробов. Первая линия обороны – наша кожа. Но малейшая ранка открывает доступ микробам в организм. В носовой полости микроорганизмы задерживаются мелкими волосиками. В ротовой полости бактерии задерживаются слюной, в которой находится бактерицидное вещество, известное под названием лизоцим. Лизоцим имеется в слезах. Это установил А. Флеминг. В 1965 г. биохимики определили состав лизоцима, в молекуле которого находится 129 различных аминокислотных остатков. Лизоцим растворяет клеточные стенки ряда бактерий, уничтожает бактерии. Но если микробам все-таки удается проникнуть в организм, то их ждет кислая среда желудка, уничтожающая большую часть микроорганизмов. Некоторые микробы все-таки проникают в кишечник. Здесь их ждет очередное препятствие. И. И. Мечников в 1883 г. показал, что белые кровяные тельца (лейкоциты) способны активно захватывать и поглощать проникшие в организм инородные микробы. Это явление Мечников назвал фагоцитозом, а белые кровяные тельца – фагоцитами. На основании этих фактов разработана фагоцитарная теория иммунитета.

Иммунитет бывает приобретенный и естественный, или врожденный.

В 1796 году английский врач Э. Дженнер открыл метод предохранительных прививок, который он назвал вакцинацией, а материал для прививок вакциной (от лат. vacca – корова).

Невосприимчивость к инфекциям, создаваемая искусственным путем, называется иммунизацией. Иммунизация сывороткой является пассивной, вакциной – активной.

В борьбе с микробами большое значение имеет гигиена. Пот, пыль, грязь – хорошая питательная среда для микроорганизмов.

Эффективным средством борьбы с микробами является дезинфекция. В качестве дезинфицирующих средств применяются: настойка йода, ультрафиолетовые лучи, хлор и др. Дезинфекция является непосредственным средством борьбы с микробами.

Дезинсекция и дератизация направлены против переносчиков микробов.

Дезинсекция – средство борьбы с насекомыми. Препараты, применяемые при дезинсекции, называются инсектициды. Их много. Все они имеют в качестве составной части хлор.

Борьба с грызунами называется дератизацией. При этом применяют химические, механические и биологические средства.

ГОСТ 12.1.008-76 «Биологическая безопасность» обязывает принимать соответствующие меры при работе с биологическими объектами, чтобы предупредить возникновение у работающих заболевания, состояния носительства, интоксикации, сенсибилизации и травм, вызываемых микроорганизмами.

ГРИБЫ

Грибы – обособленная группа низших растений, лишенных хлорофилла и питающихся готовыми органическими веществами. Грибы выделяют в особое царство органического мира. Существует свыше 100 тыс. видов грибов. От бактерий грибы отличает наличие ядра в клетке.

Патогенные грибы вызывают болезни растений, животных и человека.

Наука о грибах –микология.

Микозы (от греч. mykes – гриб) – болезни человека и животных, вызываемые паразитическими грибами. Токсические грибы вызывают пищевые отравления человека и животных, называемыемикотоксикозами.

Грибы имеют 3 формы размножения: вегетативное, бесполое и половое.

Остановимся на некоторых грибах. Самый ядовитый гриб на свете – бледная поганка. Яд бледной поганки не разрушается ни при кипячении, ни при жарений, ни при обработке каким-либо иным способом. Этот гриб представляет собой смертельную опасность для человека. Человек может отравиться красным мухомором, но смертельные исходы редки. Почти каждый съедобный гриб имеет своего несъедобного или ядовитого двойника. Это представляет опасность для неопытного грибника.

На жизнь людей уже много столетий оказывают влияние грибы – паразиты растений. Ежегодно человечество теряет из-за этих грибов около пятой части мирового урожая растений.

Паразитический гриб фитофтора поражает картофель, обрекая население на голод. Так, например, страшный неурожай картофеля обрушился на Ирландию в 1845 году.

Опасен гриб-паразит спорынья. Он растет на колосьях ржи. Содержит знаменитый и очень опасный наркотик ЛСД. У человека вызывает тяжелое заболевание – «антонов огонь».

РАСТЕНИЯ

Еще в древности люди подметили, что некоторые растения обладают как лечебными, так и и ядовитыми свойствами. Как утверждал Парацельс, только одна доза делает вещество ядом или лекарством.

Чилибиха. Туземцы Южной Америки смазывали свои стрелы ядом кураре. Его получали из растений семейства логаниевых, содержащих стрихнин. Попадая в кровь, стрихнин вызывает паралич спинного мозга и смерть. Наиболее известный представитель этого семейства – чилибиха (рвотный орех), растущая в тропиках. Это небольшое дерево высотой не более 15м. Но кураре используют и в лечебных целях, например при укусах змей. Введение кураре в организм в качестве лекарства называется кураризацией.

Анчар. В Южной Азии растет анчар ядовитый. Млечный сок его ядовит, но не смертелен.

Такие растения, как наперстянки, олеандр, кокаиновый лист, ядовиты, и в то же время из них получают лекарства.

Белена. Плоды белены черной представляют опасность. Они содержат алкалоиды, вызывающие помутнение рассудка. Отсюда выражение «белены объелся».

Табак. Появление в XV в. табака в Европе связывают с именем француза Жана Нико, который якобы привез семена этого растения с острова Тобаго. Отсюда происходит латинское название табака – Nikotiana tabacum. В табаке присутствует ядовитый алкалоид никотин. Смертельная доза никотина содержится примерно в 20 папиросах, но так как она поступает в организм постепенно, смерть курильщика не наступает. Никотин очень быстро разносится по организму курящего. В мозг он попадает через 5-7 с после первой затяжки. Смола, образующаяся при сгорании табака, может стать причиной образования опухолей. Среди курящих рак легких встречается в несколько раз чаще, чем среди некурящих. Один из английских королей так охарактеризовал курение: «обычай, отвратительный для глаз, ненавистный для носа, вредный для груди, опасный для легких». Гете заметил: «Образованный человек не курит». Было время, когда в России за курение наказывали плетьми. Существовал обычай нюхать и жевать табак. Из Америки в Европу завезены многие культуры – картофель, томаты, подсолнечник и др. Табак – самое ненужное из них. Правда, табачную пыль используют с пользой в сельском хозяйстве для борьбы с вредными насекомыми.

Конопля. Из смолистых выделений конопли получают опасные наркотики, известные как гашиш, марихуана, анаша, употребление которых приводит к развитию тяжелейшего заболевания – наркомании.

Крапива. Весной зеленые щи из молодой крапивы помогают восполнить образовавшийся за зиму недостаток витаминов в организме. Листья крапивы усажены волосками с едким соком. Волоски пропитаны кремнеземом и очень хрупки. При малейшем прикосновении головки волосков обламываются, едкий сок попадает в ранки, вызывая ожоги и раздражение кожи.

Мак. Человек начал разводить мак ради съедобных семян, в которых более 50% отличного масла. Но уже в древности люди делали надрезы на незрелых коробочках мака, из которых выступал белый сок (опий, или опиум). Засохший сок соскребали и получали горький коричневый порошок – опий (опиум). С давних пор, к сожалению, опий испо