1-ma’ruza: Kirish. Biotexnologiya va bioinjeneriyada bioxavfsizlik haqida tushuncha. Biotexnologiyaning rivojlanishi va uning yutuqlari Reja

Global ekologik katastrofa. Ko‘p olimlar bu muammo qochib ham bo‘lmaydigan katastrofaga olib kelishini xitob qilmoqdalar. Faqatgina uni kirib kelish vaqtigina muhokama qilinmoqda xolos. Atrof-muhitga inson faoliyati bilan bog‘liq bo‘lgan ta’sir, me’yoridan 10-12 marotaba oshib ketgan. Biosfera o‘zini-o‘zi boshqarish va o‘zini-o‘zi tiklash xususiyatini qayta tiklab bo‘lmaydigan darajada yo‘qotib bormoqda.


2-ma’ruza: Mikroorganizmlar tomonidan keltirib chiqariladigan yangi xavflar va ularni baholash
Reja:
1. Tabiiy, texnologik va boshqa omillar inson va uni o‘rab turgan muhitga ta’siri.
2. Turli omillarning foydali yoki zararli bo‘lishi.
3. Biologik omil haqida tushuncha.
Ma’ruza matni
“Biologik omillar”ning inson va atrof-muhitga ta’sir qilish doirasi biotexnologiyaning o‘ziga xos gigiyenik, epidemiologik, toksikologik va ekologik xususiyatlarini belgilaydi.
Biologik ob’yektlar majmui sun’iy sharoitlarda ko‘payishi, ularni biologik faol moddalar ishlab chiqarish qobiliyati, bu moddalarni inson salomatligiga salbiy ta’sir ko‘rsatish darajasini yoki bu ob’yektlar va ularning hayotiy mahsulotlarini ishlab chiqarish faoliyati atrof-muhitga salbiy ta’siri o‘rganiladi.
Biotexnologik ishlab chiqarishning “biologik omili” quyidagilarni o‘z ichiga oladi:
• biologik ob’yektlarning yashovchan hujayralari;
• nofaol hujayralar;
• atrof-muhitga chiqariladigan metabolik mahsulotlar;
• biomassadan olingan biologik sintez mahsulotlari.
“Biologik omil” tarkibiy qismlarining har biri insonga mumkin bo‘lgan ta’sirning ma’lum bir o‘ziga xosligi bilan tavsiflanadi.
Geterotrof mikroorganizmlarning asosiy qismi saprofitlar hisoblanadi, ularning hayotiy faoliyati boshqa organizmlarga bog‘liq emas. Ular uglerod manbai sifatida turli xil organik birikmalardan foydalanadilar.
Ushbu mikroorganizmlarning global ekologik roli tabiatdagi moddalar: uglerod, azot, oltingugurt va boshqalarning biogeokimyoviy aylanishlarida ishtirok etishi bilan belgilanadi, ular trofik zanjirda parchalovchilar sifatida ishtirok etadi.
Mikroorganizmlar orasida saprofitlardan tashqari, boshqa tirik organizmlar hisobiga oziq moddalar olishiga qarab parazit mikroorganizmlar guruhi tasniflanadi. Parazitlarning xilma - xil guruhlari tafovut qilinadi. Parazitlar orasida obligat (chin parazit) va fakultativ parazitlar guruhi mavjud. Obligat parazitlar xo‘jayin hujayrasidan tashqarida yashay olmaydi. Fakultativ parazitlar esa muhitda ham erkin ham parazit yashash qobiliyatiga ega.
Makroorganizmga kirganda patologik o‘zgarishlar (kasalliklar) keltirib chiqarishga qodir bo‘lgan ba’zi patogen mikroorganizmlar guruhi ham mavjud. Bu patogen mikroorganizmlar saprofit davrida zarur bo‘lgan bir qator fermentlarni sintezlash qobiliyatini yo‘qotadi, lekin ularning patogenlik xususiyatlarini belgilaydigan toksinlar va boshqa biopolimerlarni sintez qilish qobiliyatini yo‘qotmaydi.
Har bir mikroorganizmlarning makroorganizmlarda (odam, hayvon, o‘simlik) tabiiy infeksiya sharoitida ularga sezgir bo‘lgan kasalliklarni keltirib chiqarishi uchun o‘ziga xos, genetik jihatdan aniqlangan (bir qator genlar tomonidan boshqariladigan belgilar majmuasi bilan belgilanadi) potensial qobiliyati mavjud.
Patogenlik - parazitizmga qaraganda kengroq tushuncha bo‘lib, patogen mikroorganizmlar guruhi parazit mikroblar guruhiga qaraganda kengroqdir. Patogenlar orasida shartli patogen (opportunistik turlar) mikroorganizmlar ajralib turadi, ular faqat makroorganizmning ma’lum sharoitlarida, masalan, uning immuniteti zaiflashganda kasalliklarni keltirib chiqaradi.
Aniqlanishicha, ilgari saprofit hisoblangan ko‘plab bakteriyalar odamlarga nisbatan patogen xossalarini ham namoyon qilishi, ya’ni o‘zaro munosabatlar holatidan ma’lum sharoitlarda parazitizmga o‘tishi mumkin.
Mikroorganizmlarning patogenligi aniq o‘ziga xoslik darajasi, ya’ni patogenning biologik xususiyatlari, uning lokalizatsiyasi, makroorganizmda tarqalishi va tegishli organlar va to‘qimalarning shikastlanishi bilan bog‘liq bo‘lgan ma’lum patologik o‘zgarishlarni keltirib chiqarish qobiliyati bilan tavsiflanadi.
Evolyutsiya jarayonida mikroorganizmlar va boshqa organizmlar (odamlar, hayvonlar, o‘simliklar, hasharotlar va boshqalar) o‘rtasida turli va murakkab munosabatlar yuzaga kelgan.Tabiiy ekotizimlarda mikroorganizmlar assotsiatsiyasi muayyan muhit sharoitlarida birga yashashga moslashgan biotsenozlar shakllangan. Inson tanasining ochiq bo‘shliqlarida paydo bo‘lgan mikrobial senozlarning yig‘indisi tananing normal (tabiiy) mikroflorasini (teri, og‘iz bo‘shlig‘i, oshqozon-ichak trakti mikroflorasi, ayirish sistemasi tizimi va boshqalar) tashkil etadi.
Inson organizmi mikroflorasi autoxton deb ataladigan obligat (doimiy) mikroflora va fakultativ (tasodifiy) yoki tranzit holatda uchraydi. Oddiy mikrofloraning tarkibi ham saprofit, ham shartli patogen shakllarni o‘z ichiga oladi.
Inson organizmini terisi va shilliq qavat yuzalarida ham mikroflora turlari mavjud bo‘lib, ular o‘nlab va yuzlab turli xil bo‘lgan mikroblarni o‘z ichiga oladi. Sutemizuvchilarning eng murakkab mikrobiotsenozlari og‘iz, burun-halqum va yo‘g‘on ichak mikroflorasidir.
Terining ustki yuzalarida ko‘pincha patogen bo‘lmagan Staphylococcus, Corynebacterium, Bacillus bakteriya shtamlari va zamburug‘lardan Candida albicans va boshqalar uchraydi.
Og‘iz bo‘shlig‘ida, ayniqsa tishning yuzasida patogen bo‘lmagan mikroorganizmlarning yuzdan ortiq turlari mavjud - bular Streptococcus, Lactobacillus, Corynebacterium, protozoa, zamburug‘lardan C. albicans va boshqalar uchraydi.
Nafas olish yo‘llarining mikroflorasida patogen bo‘lmagan bakteriya avlodlaridan Staphylococcus, Corynebacterium, Streptococcus va boshqalar uchraydi.
Oshqozon-ichak traktining, ayniqsa yo‘g‘on ichakning mikroflorasi 200 dan ortiq turli xil fakultativ va obligat anaerob mikroorganizmlarni o‘z ichiga oladi, ularning aksariyati bifidobakteriyalar, sut kislotasi bakteriyalari, ichak tayoqchasi va boshqalardan iborat.
Oddiy mikrofloraning mikroorganizmlari makroorganizmga nisbatan kommensal va patogen mikrofloraga nisbatan antagonistlardir. Ichakda yashovchi va makroorganizm uchun toksik bo‘lgan mahsulotlarni hosil qiluvchi, ayniqsa oqsil parchalanishida chirish jarayonini yuzaga keltiruvchi mikroblarga qarshi antagonistik xususiyatlarga ega bo‘lgan sut kislotasi bakteriyalariga alohida ahamiyat beriladi. Makroorganizm uchun zarur bo‘lgan vitaminlar va boshqa biologik faol moddalarni sintez qiluvchi enterobakteriyalar (Escherichia coli) ham muhim hisoblanadi.
Inson organizmining oddiy mikroflorasi biotsenozlarining barqarorligini buzilishi disbiotik siljish sifatida qaraladi. Shu bilan birga, floraning nomutanosibligi vaqtinchalik bo‘lib, tur tarkibining o‘zgarishiga olib kelgan omilning ta’siri to‘xtatilgandan so‘ng u yana tiklanadi. Agar mikrofloraning muvozanatini buzgan omilning ta’siri tugagandan so‘ng, uning tarkibi normal holatga qaytmasa va mikrob senozidagi rivojlangan o‘zgarishlar patologiyaga olib kelsa, bu holat disbakterioz (disbioz) sifatida baholanadi. Bu uzoq muddatli antibiotik va dori terapiyasi, tananing immunitetini zaiflashtirish va boshqa sabablar natijasi bo‘lishi mumkin. Bu esa disbakterioz bilan fakultativ (tranzit) mikrofloraga tegishli bo‘lgan shartli patogen mikroblarning ko‘payishi uchun sharoit yaratilishiga olib keladi. Shu bilan birga, Pseudomonas, Proteus bakteriyalari va zamburug‘lardan Candida albicans avlodi mikroorganizmlar soni ko‘payadi, antibiotiklarga chidamli bakteriyalar soni keskin ko‘payadi, mikrofloraning vitamin va ferment hosil qiluvchi funksiyasi buziladi va tananing immunologik holati zaiflashadi.
Disbakterioz normal senozning ayrim tur populyatsiyalari sonining ko‘payishi va boshqa turlarning ko‘payishiga to‘sqinlik qilishi bilan namoyon bo‘ladi. Mikrofloraning normal vakillari orasida patogenlik belgilariga ega variantlarning paydo bo‘lishi (masalan, gemolitik xususiyatlarga ega Escherichia coli); ular uchun g‘ayritabiiy yashash muhitida ayrim turdagi senozlarning tarqalishi mumkin (masalan, ichak tayoqchasining siydik yo‘llarida tarqalishi va natijada pielonefritning rivojlanishi).
Patogen va shartli patogen mikroorganizmlar turli sinf tur vakillari hisoblanadi. Turli mikroorganizmlarning patogenezi ularning fiziologik va biokimyoviy xususiyatlari bilan belgilanadi. Mikroorganizmlarning patogenlik xossalari ularning invaziya qilish (makroorganizm to‘qimalariga kirib borish, u yerda ko‘payish va tarqalish) qobiliyatini belgilovchi “tajovuzkor” omillar deb ataladigan omillar bilan tavsiflanadi, ular patogenlarning metabolik mahsuloti yoki ularning tarkibiy qismlari hisoblanadi.
Protozoyalar - bir hujayralari sodda hayvonlar orasida ko‘plab parazit turlari mavjud bo‘lib, ularning patogenezi ovqatlanishning fagotsitar turi sifatida umurtqasiz va umurtqali hayvonlar va odamlar organizmlarida kechadi. Bular orasidagi ko‘plab parazit turlari makroorganizmlarda hayot siklini turlicha o‘tkazishi mumkin. Ba’zi parazitlar butun hayot sikli inson organizmida o‘tadi yoki parazit hayotini ayrim bir qismigina makroorgazizmlarda kuzatiladi (sarkodalilar, flagellatlar, sporozolarning vakillari). Protozoyalar keltirib chiqaradigan kasalliklarga parazitar kasalliklar deyiladi.
Protozoyalar makroorganizmga kirib, normal mikrofloraning hujayralarini qamrab oladi va disbakteriozga olib keladi, alohida organlarning biotsenozlarida o‘zgarishlarga sodir bo‘ladi, masalan ular eritrotsitlar kabi alohida hujayralarni o‘zlashtira oladi, to‘qimalarga kirib, ularni yo‘q qiladi.
Masalan, dizenteriya amyobasi amyobali dizenteriya deb ataladigan kasallikni keltirib chiqaradi. Infeksiya og‘iz bo‘shlig‘i orqali organizmga yuqadi. U ingichka ichakka tushganda sistasidan parazitning vegetativ hujayralari hosil bo‘lib, ular bo‘linib ko‘payib yo‘g‘on ichakni to‘ldiradi. Keyin ular o‘zlari ishlab chiqaradigan proteolitik fermentlar ta’sirida shilliq qavatga kirib, nekrotik yaralar paydo qiladi. Tanadagi amyobalarning ko‘payishi tananing immunitet tanqisligi va ichak disbakteriozi bilan sodir bo‘ladi.
Bakteriyalarning patogenezi (infeksiyaning rivojlanish mexanizmi) asosan ularning toksik moddalar va gidrolitik fermentlarni sintez qilish qobiliyati bilan belgilanadi. Bakteriyalar hosil qilgan endo- va ekzotoksinlar eng katta rol o‘ynaydi.
Endotoksinlar - bu moddalar mikrob organizmi bilan kuchli bog‘langan. Mikrob hujayrasi nobud bo‘lgandan keyin atrof-muhitga tarqaladigan moddalar hisoblanadi. Toksik funksiyaga ega bo‘lgan endotoksinlarga peptidoglikanlar, lipopolisaxaridlar va gram-manfiy bakteriyalarning hujayra devori lipoproteinlari, gramm-musbat bakteriyalarning teyxoev kislotalari va boshqalar kiradi.
Endotoksinlar termostabil, yuqori haroratga chidamli, nisbatan kuchsiz antigenlardir. Ular kam o‘ziga xos xususiyatga ega hisoblanadi va makroorganizmga xuddi shunday tarzda ta’sir qiladi, bu esa organizmda isitma, intoksikatsiya va yurak qon-tomir sistemasining buzilishiga olib keladi.
Bunga oddiy misol qilib, ichak bakteriyalari tomonidan ishlab chiqarilgan endotoksinlar keltirishimiz mimkin.