Физиология МИКРООРГАНИЗМОВ

1)Типы и механизмы питания бактерий. Классификация бактерий по типам питания. Транспорт метаболитов у бактерий: пассивная и облегченная дифффузия, активный транспорт.

Поступление в бактериальную клетку питательных веществ осуществляется несколькими способами и зависит от  концентрации веществ, величины молекул, рН среды, проницаемости мембран и др.         По типу  питания микроорганизмы делятся на:  

По источникам углерода
аутотрофы	гетеротрофы (сапрофиты, паразиты)
В зависимости от окисляемого субстрата
литотрофы	органотрофы
По источнику энергии
фототрофы	хемотрофы
По отношению к факторам роста
ауксотрофы	прототрофы

• Пассивная диффузия: перемещение веществ происходит по градиенту концентрации, без затраты энергии (органические молекулы, лекарственные препараты, H2O, O2, CO2, N2).

• Облегченная диффузия происходит также по градиенту концентрации, без затраты энергии. С помощью молекул-переносчиков, пермеаз.

• Активный транспорт происходит с затратой метаболической энергии – АТФ.

2. Способы получения энергии бактериями (дыхание, брожение). Методы культивирования и выделение чистой культуры анаэробов.

• Аэробное дыхание: акцептором водорода или электронов служит молекулярный кислород.

• Анаэробное: акцептором служат нитрат, сульфат, фумарат.

• Брожение: донорами и акцепторами водорода являются органические соединения. По конечному продукту расщепления углеводов различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и другие виды брожения.

По отношению к молекулярному кислороду

• Облигатные аэробы.

• Микроаэрофилы – от 0,01 до 0,03 бар парциального давления кислорода (в воздухе 0,20 бар).

• Облигатные анаэробы (клостридии ботулизма, газовой гангрены, столбняка, бактероиды и др.) растут на среде без кислорода, не образуют каталазу, пероксидазу и супероксиддисмутазу.

• Факультативные анаэробы способны переключаться с дыхания в присутствии молекулярного кислорода на брожение в отсутствие молекулярного кислорода (Enterobacteriaceae).

• Аэротолерантные бактерии (молочнокислые бактерии).

Методы культивирования анаэробов.

Для культивирования анаэробов необходимо понизить окислительно-восстановительный потенциал среды, создать условия анаэробиоза, т. е. пониженного содержания кислорода в среде и окружающем ее пространстве. Это достигается применением физических, химических и биологических методов.

Физические методы. Основаны на выращивании микроорганизмов в безвоздушной среде, что достигается:

1) посевом в среды, содержащие редуцирующие и легко окисляемые вещества;

2) посевом микроорганизмов в глубину плотных питательных сред;

3) механическим удалением воздуха из сосудов, в которых выращиваются анаэробные микроорганизмы;

4) заменой воздуха в сосудах каким-либо индифферентным газом.

В качестве редуцирующих веществ обычно используют кусочки (около 0,5 г) животных или растительных тканей (печень, мозг, почки, селезенка, кровь, картофель, вата). Эти ткани связывают растворенный в среде кислород и адсорбируют бактерии. Чтобы уменьшить содержание кислорода в питательной среде, ее перед посевом кипятят 10—15 мин, а затем быстро охлаждают и заливают сверху небольшим количеством стерильного вазелинового масла. Высота слоя масла в пробирке около 1 см.

В качестве легко окисляемых веществ используют глюкозу, лактозу и муравьинокислый натрий.

Биологические методы. Основаны на совместном выращивании анаэробов со строгими аэробами. Для этого из застывшей агаровой пластинки по диаметру чашки вырезают стерильным скальпелем полоску агара шириной около 1 см. Получается два агаровых полудиска в одной чашке. На одну сторону агаровой пластинки засевают аэроб, например, часто используют S. aureus или Serratiamarcescens. На другую сторону засевают анаэроб. Края чашки заклеивают пластилином или заливают расплавленным парафином и помещают в термостат. При наличии подходящих условий в чашке начнут размножаться аэробы. После того, как весь кислород в пространстве чашки будет ими использован, начнется рост анаэробов (через 3—4 сут). В целях сокращения воздушного пространства в чашке питательную среду наливают возможно более толстым слоем.

Комбинированные методы. Основаны на сочетании физических, химических и биологических методов создания анаэробиоза.