Одно из важных направлений биотехнологии - фармакологическая промышленность, цель которой - создание и производство лекарственных препаратов. В частности, разные виды бактерий наряду с микроскопическими грибами используют для получения антибиотиков, витаминов, гормонов, ферментов и т. п. Современные методики позволяют переносить в клетки бактерий гены эукариот, отвечающие за синтез определенных соединений. Так, в наследственный материал бактерий были введены гены, кодирующие выработку инсулина, гормонов роста, защитных белков-интерферонов и т. п.

Биотехнологические процессы применяют для очистки окружающей среды, в частности почв, водоемов, сточных вод от бытовых и промышленных загрязнений. Методы биологической очистки основаны на способности сапротрофных бактерий расщеплять органические соединения. В результате селекционной работы выведены штаммы микроорганизмов, способные разлагать отходы промышленного производства. Некоторые виды бактерий способны избирательно поглощать из окружающей среды те или иные ценные для хозяйства человека вещества и накапливать их в своих клетках. Особенные биотехнологии дают возможность отбирать и очищать эти соединения.

Умелое применение препаратов спор определенных штаммов микроорганизмов (биопрепараты) позволяет снижать численность вредных для окружающей среды видов животных и растений.

• Много видов прокариот наносят вред здоровью и хозяйству человека. Например, массовое размножение цианобактерий в неглубоких хорошо прогреваемых пресных водоемах, в частности водохранилищах, водоемах-охладителях тепловых и атомных электростанций, прудах и т. п. приводит к «цветению» воды, которая становится непрозрачной (рис. 36.3). Цианобактерии выделяют в воду ядовитые вещества, способные вызвать массовую гибель обитателей водоемов. Такая вода непригодна для питья, а купание в ней может вызвать отравление или аллергические реакции.

Рис. 36.3. «Цветение» воды, вызванное цианобактериями. Это явление опасно для обитателей водоемов, а также для здоровья человека

Среди бактерий есть много паразитических видов, которые, поселяясь в организме человека, животных и растений, вызывают разнообразные, часто смертельно опасные заболевания. Болезнетворные бактерии быстро размножаются, при этом продукты их жизнедеятельности отравляют хозяина, что приводит к различным нарушениям в организме и даже смерти. На органах растений, пораженных бактериями, появляются пятна, опухоли и т. п.; они могут загнивать и отмирать.

Распространенные бактериальные заболевания человека - это ангина, дизентерия, дифтерия, туберкулез, холера, тиф, скарлатина и много других; животных - сибирская язва, бруцеллез и т. п. Бактериальные заболевания лечат с помощью антибиотиков или введением лечебных сывороток. Для здоровья и жизни человека и животных представляют опасность бактерии-лептоспиры, которые часто встречаются в стоячих водоемах. Попадание лептоспир в организм человека и животных приводит к острой лихорадке и часто оканчивается смертью. Поэтому в водоемах, где обнаружены лептоспиры, купание запрещено, а воду из них не следует употреблять для каких-либо хозяйственных потребностей.

В организм хозяина микроорганизмы проникают такими путями:

- через желудочно-кишечный тракт вместе с едой или питьем - бактерии — возбудители сальмонеллеза (брюшного тифа), дизентерии, холеры, чумы;

- через дыхательные пути с воздухом - возбудители туберкулеза, ангины, пневмонии, дифтерии, чумы;

- через поврежденные покровы - бактерии, паразитирующие в коже, ногтях и т. п. (например, возбудитель столбняка);

- во время половых контактов - возбудители сифилиса, гонореи, хламидиоза и других венерических заболеваний;

- с помощью насекомых и клещей-переносчиков. Так, возбудителя чумы человеку передают крысиные блохи, а сыпного тифа - человеческие вши. Домашние мухи на поверхности тела и в кишечнике переносят возбудителей дизентерии, сальмонеллеза, туберкулеза из помоек и других подобных мест в человеческие жилища, на продукты питания и т. п.

Определенные виды бактерий портят продукты питания, делая их ядовитыми и непригодными к потреблению. Например, бактерия ботулизма может развиваться в разнообразных консервированных продуктах, рыбе, колбасах, существенно не изменяя их внешний вид и вкусовые качества. Споры не погибают даже при кипячении на протяжении 5 часов и могут сохранять жизнеспособность в почвах или водоемах много лет. Токсин этой бактерии вызывает тяжелое отравление (ботулизм); он в первую очередь действует на нервную систему и мышцы, вызывает потерю голоса, головокружение, нарушает зрение, процессы пищеварения и дыхания.

Если больному человеку своевременно не ввести особую сыворотку и препараты - антидоты (от греч. антидотон - то, что действует против чего-то), которые обезвреживают ядовитые вещества, может наступить смерть. Поэтому во время консервирования продуктов следует строго соблюдать технологии пастеризации или стерилизации.

Стерилизация (от лат. стерилис - бесплодный) - процесс полного уничтожения микроорганизмов и их спор. Распространенным методом стерилизации является действие высоких температур (+100 °С и выше). Для стерилизации также применяют ультрафиолетовые лучи, ультразвук, химические соединения и т. п.