- •Тема лекции: «Введение в микробиологию. Систематика и морфология бактерий.
- •Микробиология как наука. Предмет и задачи микробиологии.
- •Задачи медицинской микробиологии:
- •Исторические этапы развития микробиологии.
- •Роль отечественных ученых в развитии микробиологии.
- •Современные подходы к систематике и номенклатуре микроорганизмов.
- •Морфология бактерий.
- •Ультраструктура бактериальной клетки.
- •Тема лекции: «Вирусы. Бактериофаги.»
- •0. Донаучный период.
- •Начальный период (1892 – 1930 гг.).
- •Органный период (1930 – 1949 гг.).
- •Клеточный период (1949 – 1960 гг.).
- •Молекулярный период (1960 – 1970 гг.).
- •Субмолекулярный период (1970 г. – начало XXI века).
- •Отличия вирусов от бактерий:
- •Принципы таксономии и классификации вирусов.
- •Морфология и химический состав вирионов.
- •Взаимодействие вируса с чувствительной клеткой.
- •Классификация и морфология бактериофагов.
- •Репродукция бактериофагов.
- •Методы лабораторной диагностики вирусных инфекций.
- •Культивирование вирусов в культурах клеток.
- •Тема лекции: «Биохимия и физиология бактерий.»
- •Химический состав бактериальной клетки.
- •Органические вещества:
- •Малые молекулы:
- •Большие молекулы (макромолекулы):
- •Пигменты бактерий.
- •Классификация пигментов по химическому составу и цвету:
- •Значение пигментов:
- •Особенности питания бактерий:
- •Микроорганизмов по типам питания:
- •Выход продуктов метаболизма из микробной клетки:
- •Ферменты бактерий.
- •Классификация бактериальных ферментов:
- •Методы изучения ферментативной активности.
- •Для определения сахаролитических ферментов используют среды с сахарами:
- •Для определения протеолитических ферментов используют:
- •Понятие метаболизма бактерий.
- •Энергетический метаболизм. Механизм биологического окисления.
- •Классификация микроорганизмов по конечному акцептору электронов:
- •Конструктивный метаболизм.
- •– Научный (эмпирический) период:
- •– Химический период:
- •Структура хтп:
- •Химиотерапевтический индекс:
- •Антибиотики.
- •Практическое применение антибиотиков:
- •Способы получения микробных антибиотиков:
- •Единицы измерения биологической активности антибиотиков:
- •Причины ошибок при антибиотикотерапии:
- •Осложнения и побочные действия антибиотиков:
- •Лекарственная устойчивость.
- •Причины лекарственной устойчивости:
- •Виды антибиотикоустойчивости:
- •Механизмы приобретенной устойчивости антибиотикам:
- •Пути преодоления антибиотикореистентности:
- •Определение чувствительности бактерий к антибиотикам.
- •А. Метод стандартных бумажных дисков.
- •Определение концентрации антибиотиков в биологических жидкостях.
- •Тема лекции: «Генетика бактерий»
- •Эвристический (донаучный) период.
- •Недостатки высших организмов как моделей для генетических исследований:
- •Преимущества бактерий как моделей для генетических экспериментов:
- •Организация генетического аппарата бактериальной клетки.
- •Отличие генома прокариот от генома эукариот.
- •Стадии репликации днк:
- •Внехромосомные факторы наследственности.
- •Понятие о генотипе и фенотипе, видах изменчивости.
- •Тема лекции: «Экология микроорганизмов. Микрофлора организма человека.
- •Экология микроорганизмов.
- •Нормальная микрофлора организма человека.
- •Роль нормальной микрофлоры в физиологических процессах организма.
- •Микрофлора ротовой полости.
- •Микрофлора желудка.
- •Микрофлора тонкого кишечника.
- •Микрофлора толстой кишки
- •Фазы развития микрофлоры кишечника у ребенка.
- •Понятие о дисбактериозе.
- •Основные причины дисбактериоза:
- •Классификация дисбактериоза кишечника.
- •Патогенез дисбактериоза кишечника.
- •Клинические проявления дисбактериоза кишечника.
- •Лабораторная диагностики дисбактериоза кишечника.
- •Критерии нормы кишечной микрофлоры
- •Лечение и профилактика дисбактериоза кишечника.
- •Классификация пробиотиков.
- •Тема лекции: «Учение об инфекции»
- •Условия возникновения инфекционного процесса:
- •Роль микроорганизма в развитии инфекционного процесса.
- •Роль макроорганизма в развитии инфекционного процесса.
- •Механизмы, факторы и пути передачи инфекционного агента.
- •Формы инфекции и их характеристика.
- •Исход заболевания:
- •Происхождение патогенных микроорганизмов.
- •Патогенность, вирулентность, единицы измерения.
- •Условия, влияющие на вирулентность:
- •Единицы измерения вирулентности:
- •Факторы патогенности микроорганизмов.
- •Структурные и химические компоненты клетки:
- •Ферменты патогенности:
- •Токсины:
- •Сравнительная характеристика экзо- и эндотоксинов.
- •Классификация экзотоксинов по механизму действия:
- •Перечисленные факторы патогенности обуславливают:
- •Генетический контроль патогенности.
- •Инфекционные свойства вирусов.
- •Особенности вирусных инфекций.
- •Формы вирусных инфекций.
- •Исторические этапы становления и развития иммунологии как науки:
- •Основные достижения иммунологии на современном этапе:
- •Невосприимчивость организма человека к возбудителям инфекционных заболеваний.
- •Задачи иммунитета:
- •Приобретенная невосприимчивость (приобретенный/адаптивный иммунитет)
- •Факторы неспецифической резистентности.
- •Клеточные (тканевые) факторы:
- •3. Гуморальные факторы:
- •Особенности противовирусной защиты организма.
- •Тема лекции: «Антигены. Антитела.»
- •Основные функции антигенов:
- •Строение антигенов:
- •Основные свойства антигенов:
- •Факторы, определяющие антигенность:
- •Факторы, определяющие иммуногенность:
- •Факторы, определяющие специфичность:
- •Виды антигенов по строению:
- •Виды антигенов по степени чужеродности:
- •Антигены микроорганизмов в зависимости от систематического положения:
- •Антигены бактериальной клетки.
- •Антигены вирусов.
- •Антигены человека и животных.
- •Антигены гистосовместимости мнс (hla)
- •Функции антител:
- •Структура молекулы иммуноглобулина (на примере Ig g).
- •Свойства антител:
- •Классы иммуноглобулинов, их свойства и строение.
- •Виды антител:
- •Виды антител по действию на антиген:
- •Динамика образования антител.
- •Динамика образования антител при первичном иммунном ответе.
- •Антителогенез (теории образования антител).
- •Тема лекции: «Иммунная система. Формы иммунного ответа.»
- •Периферические органы иммунной системы:
- •Неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек и кожи:
- •Возрастные особенности иммунной системы:
- •Клетки иммунной системы:
- •Иммунокомпетентные клетки.
- •Антигенпрезентирующие клетки:
- •Основные формы иммунного ответа в соответствии с ведущим механизмом элиминации антигена:
- •Гуморальный иммунный ответ.
- •Клеточный иммунный ответ.
- •Проявления толерантности:
- •Механизмы толерантности:
- •Виды толерантности:
- •Тема лекции: «Вакцины и сыворотки.»
- •История развития и становления вакцинологии.
- •Вакцинация.
- •Л. Пастер – основоположник современной иммунопрофилактики.
- •Заслуги отечественных ученых в развитии вакцинопрофилактики.
- •Современный этап.
- •Производство вакцин.
- •Вакцинными. Этапы изготовления вакцин:
- •Требования, предъявляемые к вакцинам.
- •Методы вакцинации.
- •Классификация вакцин.
- •Живые вакцины.
- •Убитые вакцины (инактивированные).
- •Субъединичные (химические) и расщепленные (сплит) вакцины.
- •Анатоксины.
- •Перспективные вакцины.
- •Национальный календарь профилактических прививок 2002г.1
- •Лечебные вакцины.
- •Классификация сывороток и иммуноглобулинов.
- •Этапы получения иммунных сывороток и иммуноглобулинов.
- •Применение иммунных сывороток и иммуноглобулинов:
- •Тема лекции: «Основы клинической иммунологии.»
- •Задачи клинической иммунологии:
- •Аллергические реакции.
- •Микробные (инфекционные):
- •Немикробные (неинфекционные):
- •Классификация аллергенов по способу проникновения в организм:
- •Особенности аллергических реакций:
- •Кассификация аллергических реакций по п. Джеллу и р. Кумбсу:
- •Механизм аллергических реакций.
- •Аутоиммунные процессы.
- •Механизмы аутоиммунизации на фоне неизмененной иммунной системы:
- •Механизмы аутоиммунизации на фоне изменений в иммунной системе:
- •Классификация аутоиммунных заболеваний:
- •Основные принципы диагностики иммунопатологических состояний.
- •Методы исследования иммунологической реактивности.
- •Исследование клеточных факторов неспецифической резистентности.
- •Исследование гуморальных факторов неспецифической резистентности:
- •Исследование т-системы иммунитета.
- •Исследование в-системы иммунитета.
- •Оценка иммунного статуса:
- •Кожно-аллергические пробы:
- •Общая характеристики пиогенных кокков.
- •История открытия.
- •Таксономия.
- •Тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Ферменты патогенности стафилококков:
- •Структурные и химические компоненты стафилококков:
- •Токсины, продуцируемые стрептококками:
- •Роль в патологии и эпидемиология.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Специфическая профилактика и лечение.
- •Общая характеристика энтеробактерий.
- •Морфология и тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура:
- •Факторы патогенности:
- •Распространение в природе и роль в патологии.
- •Эшерихии. История открытия.
- •Таксономия.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Экология и роль в патологии.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические проявления.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Шигеллы. История открытия.
- •Таксономия.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенные свойства.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Роль в патологии.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Сальмонеллы. История открытия.
- •Таксономия.
- •Морфология и тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Роль в патологии.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности брюшного тифа и паратифов а и в.
- •Патогенез и клинические особенности сальмонеллезов.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Распространение холеры.
- •История открытия возбудителя холеры.
- •Таксономия:
- •Морфология и тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Дифференциальные признаки возбудителей холеры
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Профилактика.
- •Лечение.
- •История открытия иерсиний.
- •Таксономия:
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Роль в патологии.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности псевдотуберкулеза.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •История открытия клебсиелл.
- •Таксономия:
- •Культуральные свойства.
- •Эпидемиология.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Общая характеристика возбудителей анаэробных инфекций
- •По отношению к кислороду подразделяют на 3 группы:
- •Общие свойства рода Clostridium.
- •Возбудители газовой гангрены.
- •История открытия возбудителей газовой гангрены.
- •Таксономия.
- •Тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Роль в патологии.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности газовой гангрены.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Профилактика.
- •Лечение.
- •Возбудитель столбняка
- •История открытия возбудителя столбняка.
- •Таксономия.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности столбняка.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Профилактика.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности. Экзотоксины:
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности ботулизма.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Профилактика.
- •Лечение.
- •Тема лекции: «Возбудители дифтерии и коклюша.»
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Морфология и тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимическая активность.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Специфическая профилактика.
- •Специфическое лечение.
- •Биохимические свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности. Токсины:
- •Резистентность
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности
- •Иммунитет
- •Микробиологическая диагностика.
- •Специфическая профилактика.
- •Лечение.
- •Общая характеристика микобактерий.
- •Актуальность.
- •Причины распространенности туберкулеза:
- •История открытия.
- •Таксономия.
- •Морфология и тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимическая активность.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Токсическими свойствами обладают химические компоненты клетки:
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Специфическая профилактика.
- •История открытия.
- •Таксономия.
- •Морфология и тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Патогенез и клинические проявления.
- •Иммунитет.
- •Микробиологическая диагностика.
- •Профилактика и лечение.
- •Возбудитель сибирской язвы.
- •Возбудители бруцеллеза.
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Морфология.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимическая активность.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Морфология.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимическая активность.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности. Токсины:
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Морфология.
- •Культуральные свойства.
- •Биохимическая активность.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Биохимическая активность.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Историческая справка.
- •Род Rickettsia включает 10 видов риккетсий:
- •Род Bartonella включает 5 видов:
- •Морфология.
- •Жизненный цикл.
- •Культуральные свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности. Токсины:
- •Резистентность.
- •Роль в патологии.
- •По эпидемиологии можно выделить 2 группы риккетсиозов.
- •Историческая справка.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Культуральные свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности. Токсины:
- •Резистентность.
- •Роль в патологии.
- •Эпидемиология.
- •Клиническая картина.
- •Эпидемиология.
- •Клиническая картина:
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Эпидемиология.
- •Иммунитет.
- •Таксономия.
- •Морфология.
- •Тинкториальные свойства.
- •Роль в патологии.
- •Историческая справка.
- •Эпидемиология.
- •Иммунитет.
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Морфология.
- •Тинкториальные свойства.
- •Культуральные свойства.
- •Антигенная структура.
- •Факторы патогенности.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Эпидемиология.
- •Иммунитет.
- •Историческая справка.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Тема лекции: «Вирусы – возбудители гриппа, парагриппа, орви». План лекции:
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Номенклатура.
- •Морфология.
- •Химический состав вируса.
- •Антигенная структура.
- •Изменчивость вирусов гриппа.
- •Особенности репродукция вируса.
- •Культивирование.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Спецефическое лечение.
- •Наиболее распространенные вирусы – возбудители орви
- •Иммунитет.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Таксономия.
- •Общие свойства:
- •Роль в патологии.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Спецефическое лечение.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Антигенная структура.
- •Особенности репродукция вируса.
- •Культивирование.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Тема лекции: «Вирусы – возбудители клещевого энцефалита, бешенства и краснухи».
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Культивирование.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Профилактика.
- •Специфическая профилактика.
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Морфология.
- •Химический состав вируса.
- •Антигенная структура.
- •Особенности репродукция вируса.
- •Культивирование.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Профилактика.
- •Лечение.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клиника.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика.
- •Специфическое лечение.
- •Тема лекции: «Герпесвирусы. Возбудители медленных инфекций. Вич».
- •Историческая справка.
- •Таксономия.
- •Морфология.
- •Антигенная структура.
- •Особенности репродукция вируса.
- •Культивирование.
- •Резистентность.
- •Роль в патологии.
- •Инфекция, вызванная впг 1 и 2 типов. Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика и лечение.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Специфическая профилактика и лечение.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Эпидемиология.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез и клинические особенности.
- •Иммунитет.
- •Специфическая профилактика и лечение.
- •Медленные инфекции разделяют на две группы:
- •Возбудители медленных вирусных инфекций
- •Историческая справка.
- •Историческая справка.
- •Теории происхождения вич.
- •Морфология.
- •Антигенная структура.
- •Особенности репродукция вич.
- •Культивирование.
- •Резистентность.
- •Эпидемиология.
- •Патогенез.
- •Особенности клиники.
- •Тема лекции: «Онкогенные вирусы».
- •Историческая справка.
- •Вирусогенетическая теория рака.
- •Генетика канцерогенеза.
- •Механизмы онкогенной активности вирусов.
- •В зависимости от особенностей структуры вирусного генома выделяют:
- •Классификация онкогенных вирусов.
- •Вирусы, вызывающие развитие опухолей у человека.
- •Онкогенные днк-геномные вирусы.
- •Актуальность проблемы, причины возникновения клинической микробиологии как науки.
- •Клиническая микробиология (определение, цель, задачи, отличия от инфекционной микробиологии).
- •Госпитальная инфекция;
- •Инфекция, связанная с профилактическими мероприятиями:
- •Аллергологические методы применяются для выявления гиперчувствительности организма человека к аллергенам микробного происхождения.
- •В последнее время молекулярно-биологический метод.
Энергетический метаболизм. Механизм биологического окисления.
В процессе жизнедеятельности бактерии постоянно нуждаются в энергии, она используется для переноса в клетку питательных веществ, необходимых для воспроизводства клеточных структур, для синтеза многих соединений, расходуется при движении и размножении бактерий.
Большинство бактерий получает энергию путем биологического окисления.
Биологические окисление – окисление органических или неорганических веществ живыми организмами, происходит путем дегидрирования, т.е. отнятия атомов водорода (электронов) от окисляемого вещества (донора) с последующим переносом на другое вещество (акцептор), которое при этом восстанавливается.
В результате высвобождается энергия, которая накапливается в виде макроэргических соединений: АТФ (аденозинтрифосфат), ГТФ (гуанозинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат), ФЕП (фосфоенолпируват), УТФ (уридинтрифосфат), дТТФ (дезокситимидинтрифосфат), ацетилфосфат, креатинфосфат, ацетилкоэнзим А (ацетил-КоА). Среди них наиболее важен АТФ, т.к. это – термодинамически неустойчивая молекула и последовательно отщепляет фосфат с образованием аденозиндифосфата (АДФ) или аденозинмонофосфата (АМФ). Это позволяет АТФ выполнять функции переносчика химической энергии, необходимой для обеспечения энергетических потребностей бактериальных клеток. При образовании фосфатных связей АТФ требуется энергия, но при их разрыве она выделяется в еще больших количествах.
Схема биологического окисления:
Донор Н+ АДФ АТФ Акцептор Н+
электроны
Образование АТФ происходит в процессе фосфорилирования. Фосфорилирование – это процесс переноса фосфатной группы с образованием макроэргических связей.
Виды фосфорилирования:
фотофосфорилирование (фотосинтез);
субстратное фосфорилирование (брожение);
окислительное фосфорилирование (дыхание).
Фотосинтез – это процесс преобразования световой энергии в клетках фототрофных бактерий в биохимическую доступную энергию (протонный градиент, который с помощью фермента АТФ- синтетазы консервируется в виде АТФ). У бактерий аналог хлоропластов растительных клеток – хроматофоры, содержащие хлорофилл и каротиноидные пигменты.
Субстратное фосфорилирование (брожение) – это способ получения энергии, при котором происходит сопряженное окисление-востановление субстрата без участия кислорода (в строго анаэробных условиях).
Это наиболее примитивный способ получения энергии, т.к. из субстрата извлекается лишь незначительная часть содержащейся в нем энергии.
Брожение было известно человеку давно, однако биологическая сущность доказана в работах Л. Пастера, который установил, что изменения в органическом субстрате – результат жизнедеятельности микроорганизмов.
Процесс брожения протекает в две фазы:
Начальная (окисление) – расщепление углеводов до пировиноградной кислоты (пирувата) тремя путями:
гликолитический (гликолиз, путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса, фруктозо-1,6- дисфосфатный путь) – 2 АТФ и 2 НАДН2;
пентозофосфатный (путь Варбурга-Диккенса-Хорекера-Рэкера, фосфоглюконатный путь) – 2 АТФ, 2 НАДФН, пентозофосфат и СО2;
2-кето-3дезокси-6-фосфоглюконатный (путь Энтнера-Дудорова, отличается тем, что глюкоза без фосфорилирования окисляется в глюконовую кислоту, последняя превращается в 2-кето- З-фосфоглюконовую кислоту, которая расщепляется на два C3-фрагмента: ПВК и глицериновый альдегид) – наблюдается только у бактерий рода Pseudomonas, Alcaligenes, у высших организмов отсутствует – 1 АТФ, 1 НАДФ и 1 НАДН2;
Конечная (восстановление) – происходит присоединение атомов водорода для восстановления пировиноградной кислоты, при этом образуются разные продукты, в зависимости от которых выделяют разные типы брожения.
Схема субстратного фосфорилирования (брожения):
Питательный субстрат ПВК дегидразы конечный продукт (глюкоза)
Типы брожения:
-
Тип брожения
Конечный продукт
Микроорганизмы
Молочно-кислое
гомоферментативн
ое
гетероферментати
вное
молочная кислота
молочная кислота + этиловый спирт, СО2, уксусная кислота, ацетоин, диацетил
лактобактерии, стрептококки бифидумбактерии
Спиртовое
этанол
дрожжи
Масляно-кислое
масляная кислота
клостридии
Муравьино-кислое
муравьиная кислота
энтеробактерии
Пропионово-кислое
пропионовая кислота
пропионибактерии
Ацетонобутиловое
бутиловый спирт и ацетон
Clostridium acetobutylicum
Процесс субстратного фосфорилирования (брожения) имеет свои достоинства и недостатки.
Достоинства брожения:
освобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности бактерий;
образование веществ, необходимых для жизнедеятельности человека;
Недостатки брожения:
неполное окисление субстрата;
при расщеплении 1 молекулы глюкозы образуется только 2 молекулы АТФ;
в качестве донора и акцептора электронов служат только органические вещества;
происходит в строго анаэробных условиях.
Окислительное фосфорилирование (дыхание) – это процесс образования АТФ при переносе электронов от донора к акцептору через дыхательную цепь.
Схема окислительного фосфорилирования (дыхания):
белки глюкоза жиры
гликолиз
полипептиды пируват
дезаминирование
аминокислоты ацетил-КоА
8H+
O2 + 2H+ --- H2O
НАД 2НАДН2 → убихинон → система аэробы
ФАД ФАДН2 цитохромов NO3 NH3
НАДФ НАДФН2 SO42 H2S
анаэробы
Донором электронов могут служить органические (углеводы, жирные кислоты, аминокислоты) и неорганические вещества: H2S, Fe3+ («сероводородное дыхание», «железное дыхание»). Акцептором электронов – только неорганические вещества, которые восстанавливаются. В зависимости от конечного акцептора электронов различают аэробное и анаэробное дыхание.
При аэробном дыхании конечным акцептором электронов служит молекулярный кислород, который преобразуется в высокотоксичные для клетки соединения: перекись водорода и супероксидный радикал. Аэробные и аэротолерантные (устойчивые к кислороду) прокариоты обладают специальными ферментами, супероксид-дисмутазой и каталазой, катализирующими превращение токсических форм кислорода в воду.
В клетках облигатных анаэробов эти ферменты отсутствуют, поэтому кислород губительно действует на данные бактерии. При анаэробном дыхании конечным акцептором электронов служат неорганические вещества, содержащие «связанный кислород» (нитраты, нитриты, сульфаты, карбонаты): нитраты восстанавливаются до молекулярного азота или аммиака («нитратное дыхание»), а сульфаты восстанавливаются до сероводорода («сульфатное дыхание»).
Процесс переноса электронов от донора к акцептору при дыхании включает следующие этапы:
Окисление субстрата с переносом электронов на внутренний акцептор клетки (НАД, ФАД, НАДФ) через ЦТК (в результате одного оборота цикла происходит 2 декарбоксилирования, 4 дегидрирования и 1 субстратное фосфорилирование);
Перенос электронов по дыхательной цепи с образованием АТФ;
Перенос электронов на внешний акцептор и возвращение дыхательной цепи в исходное состояние.
Отличия дыхания от брожения:
полное окисление субстрата;
освобождение энергии и запасание ее в больших количествах (окисление 1 молекулы глюкозы дает клетке 38 молекул АТФ);
в качестве донора электронов служат органические и неорганические вещества;
акцептором электронов являются только неорганические вещества;
идет с участием электронно-транспортной сети (дыхательной цепи);
происходит в аэробных и анаэробных условиях;
процесс дыхания происходит на отсеках ЦПМ и мезосом, а брожение – в растворе.