Российский Университет дружбы народов, кафедра микробиологии Экзаменационные вопросы по курсу ветеринарной микробиологии

1. Краткая история развития микробиологии. Вклад отечественных ученых (Ценковский, Ми- хин, Андриевский и др.) в развитие ветеринарной микробиологии.

2я ½ 19в. Морф- Левенгук увид и опис микр, кн; Самойлович - возм предупя заб- введ ослабл зараз=о нач (буб ч); Э.Дженнер – прив кор осп- чел. Физио –Пастер брож, анаэроб, гни, ас/ант, получ чк, вак. Кох -анилин крас, правила патог-ти м-о, дезинф. Имм – Мечников–фагоц, Эрлих – гум теор имм, Ивановский – вирусы. Вет: Леффлер и Фроша открыли первые вирусы животных(1897), Ценковский изготовил вакцину против сибирской язвы(1883). Михин - лептосп крс, пригот вак,сыв. Андриевский – сиб язв;

2. Л. Пастер — основоположник микробиологии как науки.

самопрм зарож ж, абс стер-ть - раств - невозм появ мкр, гниение.; откр возбхолеры кур, рожи свиней, сиб я, стаф, стрепт ;теор атенуа; предл метод получ вак хол кур, сиб, беш.

3. Работы Р. Коха и их значение в практической микробиологии и инфекционной патологии.

разр мет мкрб иссл. плот пит ср - чк мкр. мет окрск анилин крс, иммерс сист, обосн теор дезинф. возб тбрк, хол чел, изобр туберкулин

4. И.И. Мечников и его учение о клеточных факторах естественной резистентности микроор­ганизма.

Обнар явл фагоц– акт погл част и жив кл одноклеточными - разр теор фагоц иммун и сравн пат восп.

5. Систематика и номенклатура микроорганизмов. Вид - как основная таксономическая еди­ ница. Понятие о культуре, штамме, клоне, биоваре, фаговаре, сероваре, микроорганизмов.

Систематика предназначена для классиф м-о.

Таксономия-наука, кт занимается вопросами классиф, номенклатурой и иден­тификацией миробов. Задачей явл объедин-е микробов с общими св-ми в опред-е гр - токсоны.

Номенклатура- система,кт применятся в определенной области знаний. Идентифика-ция-отнесение микробов к определенному токсону (виду) на основании конкретных признаков. Чтобы отнести микроб к определ виду нужно определить основные его призна­ки (морфология, окраска по Грамму, наличие капсул, способность к образ-ю эндоспор). В классиф для груп-вания родств-х орг-змов имеют следующ категории : царство, отдел, секция, класс, порядок, семейство, род, вид. В микроб-ии для обознач-я видов бактерий принята двойная номенклатура: 1 слово на­звание рода, хар-ет морфологию или физиолог признак, либо фамилию ученого; 2 слово обозначает видовое название микроба, пред-ет собой производное от сущест-ого, дающего описание цвета колонии, вызыв-го им процес­са или болезнь. Пример bacillus antracis-сибиреязвенная палочка. Основной номенкла­турной ед-ей явл вид- совокупность микроорг, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по биол-м и морфология признакам, обладающих способностью вызывать опред-ный специф процесс. Вид подразд-ся на под­виды-микробы отлич-ся отклонениями от типовых, видовых св-в. Штамм-культура одного и того же вида, выдел-я из разных объектов, отлич-ся незначит-ыми измененны­ми св-ми (чувствит к антибиотикам, фермен­тацией углеводов). Культура -микроог, вы-ращенные на питат среде в условиях лаборатории. Клон - культура полу­ченная из одной клетки. Чистая культура -культура микроорг-в, полученная из особей одного вида. Смешенная - смесь неоднород­ных микроорганизмов, выделенных из иссле­дуемого материала

6. Световой микроскоп, его устройство, разрешающая способность и правила работы с ним.

Микроскоп - это оптический прибор, позволяющий получить обратное изображение изучаемого объекта и рассмотреть мелкие детали его строения, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности глаза.

Разрешающая способность микроскопа – это наименьшее расстояние между двумя точками объекта, которые воспринимаются глазом раздельно и не сливаются в одну: чем меньше размер частицы, видимой в микроскоп, тем больше его разрешающая способность. Разрешающая способность объектива зависит от длины волны света и числовой апертуры объективов и конденсора.

Микроскоп состоит из оптической и механической частей.

Механическая часть представлена:

· штатив

· тубус;

· предметный столик

Оптическая часть представлена:

· зеркало

· конденсор

· объектив

· окуляр

Правила работы с микроскопом

1. Работать сидя;

2. осмотреть, вытереть

3. установить перед собой, немного слева на 2-3 см от края стола. Во время работы не сдвигать;

4. Открыть полностью диафрагму, поднять конденсор в крайнее верхнее положение;

5. Работу с микроскопом всегда начинать с малого увеличения;

6. Опустить объектив в рабочее положение, т.е. на расстояние 1 см от предметного стекла;

7. Установить освещение в поле зрения микроскопа, используя электроосветитель или зеркало.

8. Положить микропрепарат на предметный столик так, чтобы изучаемый объект находился под объективом. Глядя сбоку, опускать объектив при помощи макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4-5 мм;

9. Смотреть одним глазом в окуляр и вращать винт грубой наводки на себя, плавно поднимая объектив до положения, при котором хорошо будет видно изображение объекта. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив. Фронтальная линза может раздавить покровное стекло, и на ней появятся царапины;

10. Передвигая препарат рукой, найти нужное место, расположить его в центре поля зрения микроскопа;

11. Если изображение не появилось, то надо повторить все операции пунктов 6, 7, 8, 9;

12. Для изучения объекта при большом увеличении, сначала нужно поставить выбранный участок в центр поля зрения микроскопа при малом увеличении

13. По окончании работы с большим увеличением, установить малое увеличение, поднять объектив, снять с рабочего столика препарат, протереть чистой салфеткой все части микроскопа, накрыть его полиэтиленовым пакетом и поставить в шкаф.

7. Микроскопическое изучение микроорганизмов в световом, люминесцентном, темнополь- ном, фазовоконтрастном и электронном микроскопах. Простые и сложные (по Граму, Циль-Нильсену, Романовскому-Гимза) методы окраски микробов.

Для обнаружения и исследования микроорганизмов применяют микроскопы. Световые микроскопы предназначены для изучения микроорганизмов, которые имеют размеры не менее 0,2 мкм (бактерии, простейшие и т. п.), электронные для изучения более мелких микроорганизмов (вирусы) и мельчайших структур бактерий.

«сухие» объективы малого и среднего увеличения (до 40 х) и иммерсионные с максимальной апертурой и увеличением (90—100 х.

Особенностью иммерсионных объективов является то, что между фронтальной линзой такого объектива и препаратом помещают иммерсионную жидкость, имеющую показатель преломления такой же, как стекло (или близкий к нему), что обеспечивает увеличение числовой апертуры и разрешающей способности объектива. В качестве иммерсионной жидкости для объективов водной иммерсии используют дистиллированную воду, а для объективов масляной иммерсии — кедровое масло или специальное синтетическое иммерсионное масло. Использование синтетического иммерсионного масла предпочтительнее, поскольку его параметры более точно нормируются, и оно в отличие от кедрового, не засыхает на поверхности фронтальной линзы объектива.

Правила работы с иммерсионной системой:

1. установить микроскоп на малое увеличение;

2. навести максимальную освещенность (зеркало, конденсор, диафрагма);

3. установить препарат на столик;

4. нанести каплю масла на препарат;

5. установить иммерсионный объектив;

6. опустить объектив в каплю масла при помощи макровинта;

7. наблюдая в окуляр вращать макровинт до появления изображения;

8. микровинтом установить более четкое изображение;

9. провести микроскопию мазка с описанием морфологических свойств;

10. поднять тубус вверх, снять препарат и очистить объектив от масла;

11. установить микроскоп в нейтральное положение (малое увеличение, тубус вниз).

Существует несколько модификаций светового микроскопа, а, следовательно, и несколько видов световой микроскопии. Большинство бактериальных объектов прозрачны в видимом свете. Окрашенные препараты не позволяют определить некоторые морфологические свойства таких объектов. Для исследования живых нефиксированных и неокрашенных объектов применяют устройства:

Фазово-контрастное устройство обеспечивает четкое изображение объектов. В основе метода лежит изменение фазы световых лучей при прохождении их через прозрачные объекты. Человеческий глаз выявляет только различия в длине (цвет) и амплитуде (интенсивность) световой волны, но не позволяет выявить различия в фазе. С помощью устройства различия в фазе превращаются в изменение амплитуды. Устройство представляет собой прозрачный диск, на поверхности которого напылено кольцо из металла (фазовое кольцо), расположенный в задней плоскости объектива; и кольцевую диафрагму (светонепроницаемая пластина с прозрачным кольцевидным участком), помещенная под конденсором.

Темнопольный конденсор отличается от обычного тем, что пропускает только косые краевые лучи источника света, которые ввиду сильного наклона не попадают в объектив, в результате поле зрения микроскопа остается темным. На объект попадают только боковые лучи, отраженные от внутренних зеркальных поверхностей конденсора. Эти лучи отражаются в линзу объектива и позволяют видеть светлое изображение на темном фоне.

Методы окраски препаратов

1. По Граму

На мазок накладывают полоска фильтровальной бумаги и наливают на нее рабочий раствор генцианвиолета. Если есть готовые бумажки, пропитанные этой краской, то их кладут на мазки матовой стороной вверх и наливают несколько капель воды. Через две мин. Бумажки снимают, краску сливают (не промывают), а на препарат наносят раствор Люголя на 1 мин. (до почернения мазка), после чего раствор сливают, а мазок обесцвечивают этиловым спиртом до прекращения отхождения краски (около 30 сек.). Затем мазок промывают водой, и стряхнув воду, докрашивают мазок фуксином Пфейфера 30-60 сек. Или сафранином 2 мин.! Надо строго соблюдать определенные сроки препарата, особенно спиртом: при его передержке можно обесцветить грамположительные микробы

по Циль-Нильсену – окрашивание кислотоустойчивых микроорганизмов

(микобактерии ярко-красные, все прочие бактерии синие).

Мазок фиксируют над пламенем, накрывают полосой фильтровальной бумаги, наливают на нее карболовый фуксин Циля и нагревают с появлением паров 3-5 мин, периодически проводя стекло над пламенем, но не доводя до кипения; при этом надо доливать краску на мазок. Препарату дают остыть, удаляют бумажку, промывают водой; обесцвечивают 5 %-ным раствором серной

Окраивание капсул

2. Окраска по Романовскому-Гимзе

Фиксированный спиртом или жидкостью Никифорова препарат кладут мазком вниз в чашку Петри на подставки из спичечной или стеклянной соломки. Готовят рабочий раствор краски Романовского-Гимзы (15-20 капель на 10 мл. дистиллированной воды), перемешивают и подливают под препарат, следя за тем чтобы все мазки были полностью смочены краской. Через 15-20 мин. Препараты промывают водой и высушивают на воздухе. Под микроскопом тела бактерий темно-синие, капсулы розовые

3. Окраска по Ребигеру

Не фиксированные мазки окрашивают (и одновременно фиксируют) формалинизированным генцианвиолетом 15-20 сек., быстро промывают водой и подсушивают. Бактерии густо-фиолетовые, капсулы красновато-фиолетовые.

4. Окраска по Ольту

Для окрашивания готовят свежий 2 %-ный водный раствор сафранина. Краситель растворяют в горячей воде и фильтруют при подогревании. Мазки красят 1-3 мин., промывают и высушивают. Бациллы – коричневые, капсулы бледно-желтые.

5. Окраска по Михину

Дает хорошие результаты только при наличии старой синьки Леффлера, способной за счет образования азура давать разноцветное окрашивание тел и капсул микробов. Мазок красят синькой 3-5 мин., быстро споласкивают малым количеством воды и быстро подсушивают. Тела бактерий синие, капсулы розовые

Окрашивание бруцелл.

6. Окрашивание по Ольту

Мазок фиксируют над пламенем, окрашивают 2 %-ным свежеприготовленным водным раствором сафранина при подогревании 2 мин., промывают водой, докрашивают без подогрева 0,75-1 %-ным растворм малахитовой зелени в течении1 мин., промывают и высушивают. Бруцеллы из молодых культур красные, другие микроорганизмы зеленые. В более старых культурах бруцеллы красятся в оба цвета и промежуточно.

7. Окраска по Шуляку-Шину

На фиксированный мазок наливают фуксин Циля в разведении 1:5, выдерживают 2 мин. Без подогревания и промывают водой; докрашивают 2 %-ным водным раствором метиленовой сини 5 мин. и промывают водой. Бруцеллы ярко-красные, остальные бактерии сине-голубые.

Окрашивание кислотоустойчивых микробов

8. Окраска по Цилю-Нильсену

Мазок фиксируют над пламенем, накрывают полосой фильтровальной бумаги, наливают на нее карболовый фуксин Циля и нагревают с появлением паров 3-5 мин., периодически проводя стекло над пламенем, но не доводя до кипения; при этом надо доливать краску на мазок. Препарату дают остыть, удаляют бумажку, промывают водой; обесцвечивают 5 %-ным раствором серной кислоты 15-20 сек. затем этиловым спиртом 5-10 сек. промывают водой; докрашивают синькой Леффлера 3-5 мин. и смыв краску, подсушивают препарат. Микобактерии ярко-красные, все прочие бактерии синие.

Окрашивани анаэробов

9. Окраска по Шоу-Муромцеву

Мазки из органов и культур фиксируют смесью 1:4 формалина и этилового спирта 5-10 мин., не давая им испариться (доливая свежий раствор). После высушивания на воздухе окрашивают фуксин-синькой через полоски фильтровальной бумаги 20-30 сек., промывают водой и подсушивают. Бактерии и клетки тканей голубовато-синие, капсулы красные, фон мазка розовый.

8. Морфология и структура основных групп микроорганизмов (бактерий, спирохет, мико- плазм, риккетсий, хламидий).

Морфология м-о

По внешнему виду Бухне разделил м-о на 3 группы:

1. Шаровидные кокки(неподвиж). Подгруппы: микрококки(сапр), диплококки(2кл, пат/сапр), тетракокки(4кл, сапр), стрепток.(цепь,пат/сапр), стафиококки(гроздь,пат/сапр), сарцины(пакеты, сапр).

2. Палочковид.мо(подвиж/неподвиж)Подгруппы:

Бактерии(нет спор)- рожа, бруцеллез, листериоз

Бациллы(бациллярные споры, т.е. не более поперечного сечения, клетка форму не меняет)

Кластригии(споры кластригиальные,>сечения)

Спора может располагаться центрально, субтерминально и терминально.

3. Извитые м-о(подвижны) Подгруппы:

Вибрионы (, V или S, пат/сапр)

Спириллы (до 6 крупных завитков)

Спирохеты (10 и более мелких завитков)

-кристоспиры

-трепонемы

-лептоспиры

9. Строение бактериальной клетки.

Структурные компоненты бактериальной клетки делят на основные и временные. Основные структуры – это клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана с ее производными, цитоплазма с рибосомами и различными включениями, нуклеоид. Временные компоненты: капсула, жгутики, ворсинки, эндоспоры. Эти компоненты образуются лишь на определенных этапах жизненного цикла бактерий, а у некоторых видов отсутствуют полностью.

Клеточная стенка. Важный структурный элемент бактериальной клетки, находится между цитоплазматической мембраной и капсулой, у бескапсульных бактерий – это внешняя оболочка клетки. Выполняет ряд функций:

· защищает бактерии от осмотического шока и других повреждающих факторов;

· определяет форму бактерий;

· участвует в метаболизме;

· несет на своей поверхности поверхностные антигены и специфические рецепторы для фагов.

Толщина клеточной стенки от 10 до 100 нм, она содержит от 5 до 50% сухого вещества клетки. Основным компонентом клеточной стенки является пептидогликан или муреин – опорный полимер сетчатой структуры, образующий ригидный наружный каркас клетки. Специфика химического состава и ультраструктура клеточной стенки обусловливает способность прокариот окрашиваться по методу Грама в красный или фиолетовый цвет. Эту особенность широко используют для дифференцирования бактерий.

Цитоплазматическая мембрана и ее производные.

Цитоплазматическая мембрана (плазмолемма) – это полупроницаемая липопротеидная структура бактериальной клетки, отделяющая цитоплазму от клеточной стенки. Цитоплазматическая мембрана представляет собой белково-липидный комплекс, состоящий на 50…75% из белков и 15…20% из липидов. Цитоплазматическая мембрана выполняет ряд функций:

· является осмотическим барьером клетки;

· контролирует поступление питательных веществ и выход наружу продуктов метаболизма;

В процессе роста клетки цитоплазматическая мембрана образует многочисленные инвагинаты, формирующие внутрицитоплазматические мембранные структуры. Локальные инвагинаты получили название мезосом. Они хорошо выражены у грамположительных бактерий, хуже – у грамотрицательных и плохо – у риккетсий и микоплазм. Мезосомы, как и цитоплазматическая мембрана, представляют собой центры дыхательной активности бактерий, поэтому их иногда называют аналогами митохондрий.

Цитоплазма.

Цитоплазма – это содержимое бактериальной клетки, ограниченное цитоплазматической мембраной. Состоит из цитозоля (гомогенная фракция, включающая растворимые компоненты РНК, ферменты, продукты метаболизма) и структурных компонентов (рибосомы, внутрицитоплазматические мембраны, включения, нуклеоид).

Рибосомы – органоиды, осуществляющие синтез белка. Состоят из белка и РНК. Одна бактериальная клетка содержит от 5000 до 50 000 рибосом, которые посредством иРНК объединены в полисомы – агрегаты, состоящие из 50…55 рибосом, обладающих высокой белоксинтезирующей активностью.

В цитоплазме бактерий присутствуют (непостоянно) различного типа включения: твердые, жидкие, газообразные, с белковой мембраной и без нее. Значительная их часть представляет собой запасные питательные вещества и продукты клеточного метаболизма. К запасным питательным веществам относятся: полисахариды, липиды, полифосфаты, отложения серы и др.

К включениям, окруженным мембраной, также относятся газовые вакуоли (аэросомы), которые снижают удельную массу клеток. Такие образования встречаются у водных прокариот.

Нуклеоид – ядро у прокариот. Состоит из одной замкнутой в кольцо двуспиральной нити ДНК, которую рассматривают как одиночную бактериальную хромосому. Нуклеоид не отделен от остальной части клетки мембраной, т.е. у него отсутствует ядерная оболочка. Нуклеоид не имеет митотического аппарата, и расхождение дочерних ядер обеспечивает рост цитоплазматической мембраны.

L - формы бактерий и процесс их образования

Это мутанты с измененным морфологическим признаком, частично или полностью утратившие способность синтезировать пептидогликан в клеточной стенке. Листер 1935 год. Образуются при воздействии L-трансфогенных агентов – антибиотиков, аминокислот, фермента лизоцима, УФ и рентген-луче. L-формы высокожизнеспособны, полиморфны(шары, нити). Различают стабильные и нестабильные формы. Стабильные лишены ригидной кл стенки и редко возвращаются к исходному состоянию, нестабильные(сферопласты) могут обладать элементами клеточной стенки и могут вернуться к исходному состоянию. L-трансформация – это процесс образования L-форм. Это способностью обладают почти все бактерии и многие патогенные м-о.

10. Химический состав микроорганизмов.

Белки - построены из аминокис остатков Белки служат осн-м компонентом, всех мембран и выполн след ф-ии: каталитич-я двигат-я, гормон-ю, запас, транспортную и защитную. Белки сост 50-80%. Различают 2 осн-х класса;

протеины(простые белки), при гидролизе распадаются на аминок-ты.

Протеиды - соед-я простых белков с небелковыми группами, нуклеин к-той, полисахари­дами. Нуклеиновые к-ты - построены из моноиуклеоти дов. Для них хар-но содержание фосфора. азота, углерода, кислорода, водорода. Нуклеинк-ты составляют 10-30%, в виде ДНК и РНК. РНК содержится в цитоплазме в рибосомах. ДНК нах в ядерном в-ве бaк Явл-ся носителем наследст­венности всех организмов.

Углеводы - сост-12-38%. Выполняют энергетич роль в метаболизме микробной кл.

Липиды и липоиды . играют роль резервных в-в, могут быть использ. как исходные компоненты для синтеза белков, они влияют на прониц-ть кл-х мембран, фор-мир-т систему пограничных мембран.

Вода –осн. часть бак кл,сост75-85%.Вода в свободном состоянии - служит дисперсион­ный средой для коллоидов, раст-ем для кристаллич в-в; в связанном состоянии - явл структурным раствор-м.

Мин в-ва в микробных кл-х нах зольные эл-ты - мин в-ва, сост-ие от 3 до 10%. Среди них значение имеет фосфор - входит в состав многих в-в, Mg - обеспеч актив-ть ряда ферментов, Fe - нужно для процесса дьгх-я и энергетич обмена

11. Типы питания микроорганизмов и механизм поступления питательных веществ в клетку.

Бактерии, как и все другие организмы, для существования и воспроизводства себе подобных нуждаются в постоянном обмене веществ с окружающей средой, а вещества, получаемые из окружающей среды, претерпевают ряд изменений внутри клетки. Все реакции, протекающие под воздействием ферментов и обеспечивающие клетку необходимыми веществами, составляют обмен веществ или метаболизм. Промежуточные или конечные вещества, образующиеся в соответствующей последовательности ферментативных реакций, называют метаболитами.

Метаболизм представлен противоположными, но и взаимосвязанными процессами. Во-первых, происходит распад сложных питательных веществ на более простые, при этом выделяется большое количество энергии. Это звено метаболизма называется катаболизмом. Во-вторых, происходит превращение простых веществ в ходе реакций промежуточного обмена в более сложные низкомолекулярные соединения, из которых далее синтезируются полимерные макромолекулы. Это второе звено метаболизма называется анаболизмом и сопровождается поглощением энергии.

Для осуществления процессов метаболизма питательные вещества проникают в бактериальную клетку извне через цитоплазматическую мембрану, при этом, клеточная стенка не служит препятствием для прохождения ионов и мелких молекул. Мембранные белки - пермеазы или транслоказы - обладают ферментативными свойствами и помогают осуществлять транспорт веществ в клетку. Различают три механизма транспорта, два из них обеспечивают только передачу, но не накопление веществ в клетке. Это простая или пассивная диффузия и облегченная диффузия. Простая диффузия не специфична, для нее имеет значение только величина молекул. Путем простой диффузии в клетку проникают чужеродные для нее вещества - яды, ингибиторы, лекарственные препараты. При облегченной диффузии в клетку проникают те молекулы, концентрация которых в цитоплазме ниже, чем в окружающей среде. Этот процесс осуществляется благодаря субстрат-специфической пермеазе. Затрат энергии при этом не происходит. Третий механизм питания клетки - активный транспорт. Он тоже происходит с участием субстратных белков ферментов, но при этом затрачивается энергия, а проникшие в клетку вещества накапливаются в ней. Молекулы, проникшие в клетку путем активного транспорта через мембрану, претерпевают химические превращения, например, фосфорилирование.

Выход продуктов метаболизма из бактериальной клетки в окружающую среду так же осуществляется путем неконтролируемой диффузии или при участии транспортных систем - в тех случаях, когда в результате процессов брожения, неполного окисления или нарушений метаболизма вещества накапливаются в клетке в количествах, превышающих физиологическую норму.

М-о относятся к голофитному типу питания, не имеют спец органов, пит в-ва проникают ч/з всю поверхность с помощью диффузии и стереохимического специфического переноса пит в-в, активно и пассивно. В норме тугор(натяжение стенки), пат – плазмолиз↓ и плазмоприз↑. Типы питания:

По источ энергии – фото- и хемотрофы.

По донору эл-ов – летотрофы(неорг) и органотрофы.

Типы питания м-о:

1. Фотолипоафтотрофы – источник УВ солнечный свет (цианобактерии, с/з водоросли, серые и пурпурн. бакт.)

2. Фотоорганотрофы – способны перестраивать свой обмен, на свету – хемоорганогетеротрофы.

3. Хемолитоафтотрофы – обмтиют в воде, имеют Н2S, выделяют металлы из сульфидных групп, вызывают эрозию, важная роль в плодородии почв.

4. Хемоорганогетеротрофы – санитары планеты, минерализируют орг в-ва (сапрофиты)

12. Ферменты микроорганизмов, их классификация и методы изучения.

Ферменты- это спец-ие орг-ие катализаторы белковой природы.фер-ты м.б.простыми и слож.Прос - уреаза, пепсин, трипсин, амилаза. Слож. - каталаза, дегидрогеназа, цитохромы. Принято различать экзо- и эндо фер-ты. Экзофер не связаны со струк-рой протоплазмы,

растворимы в пит.среде и проходят ч\з бак. фильтры. Эндофер. прочно связаны с бак кл и действует внутрикл-но. Различ 6 классов :

1) оксидоредуктаза- катализируют ОВР,играют большую роль в процессах получения биолог. энергии.

2)трансферазы- катализируют перенос отдельных радикалов от одних соединений к др.

3)гидролаза- катализирует р-ции гидролиза белков,жиров,углеводов с участием воды 4)лиазы-катализируют отщепление от суб­стратов отдельных хим.гр.с образованием двойных связей 5)изомеразы-осущ-т превра­щение орган-х соединений в их изомеры 6)лигазы- кат-ют процессы синтеза связей за счет энергии распада АТФ.

Питание микроорганизмов осуществляется благодаря наличию в клетке различных ферментов, катализирующих все жизненно необходимые реакции. Ферменты - это биологические катализаторы белковой природы. Микробная клетка, подобно клеткам высших организмов, оснащена достаточно активным ферментативным аппаратом. Ферменты микроорганизмов обладают теми же свойствами и функциями, что и ферменты высших организмов. Вещества ферментной природы обладают рядом общих особенностей:

· Небольшое количество катализатора обеспечивает превращение большого количества субстрата (одна часть химозина может свернуть 12 млн. частей молока), оставаясь при этом в свободном состоянии.

· Для ферментов характерна высокая специфичность действия (лактаза гидролизует только лактозу, не действуя на родственные сахара).

· Ферменты, синтезируемые микробной клеткой, способны действовать, будучи выделенными из нее.

В микробной клетке может находиться большое количество ферментов, благодаря чему микроорганизмы способны осуществлять одновременно ряд различных реакций.

Ферменты, как и белки, могут быть простыми и сложными. Уреаза, пепсин, трипсин, амилаза – простые ферменты. Каталаза, дегидрогеназы, цитохромы – сложные. В соответствии с катализирующими реакциями все ферменты разделяют на шесть классов:

· Оксидоредуктазы - катализируют реакции окисления-восстановления.

· Трансферазы - катализируют реакции переноса различных групп от донора к акцептору.

· Гидролазы - катализируют разрыв связей в субстратах с присоединением воды.

· Лиазы - катализируют реакции разрыва связей в субстрате без присоединения воды или окисления.

· Изомеразы - катализируют превращения в пределах одной молекулы (внутримолекулярные перестройки).

· Лигазы ( синтетазы ) - катализируют присоединение двух молекул с использованием энергии фосфатных связей.

Несмотря на малые размеры микробной клетки, распределение в ней ферментов строго упорядоченно. Ферменты энергетического обмена и транспорта питательных веществ локализованы в цитоплазматической мембране и ее производных. Ферменты белкового синтеза связаны с рибосомами. Многие ферменты не связаны с определенными структурами клетки, а находятся в цитоплазме в растворенном виде.

Ферменты бактерий подразделяются на экзо- и эндоферменты . Эндоферменты функционируют только внутри клетки. Они катализируют реакции биосинтеза и энергетического обмена. Экзоферменты выделяются клеткой в среду и катализируют реакции гидролиза сложных органических соединений на более простые, доступные для ассимиляции микробной клеткой. К ним относятся гидролитические ферменты, играющие исключительно важную роль в питании микроорганизмов.

Ферментативную активность бактерий и грибов широко используют в промышленности для получения органических кислот (уксусной, молочной, щавелевой, лимонной), приготовления молочных продуктов (сыр, ацидофилин, кумыс), в виноделии, пивоварении и других отраслях промышленности. Посредством микробного синтеза получают амилазы для гидролиза крахмала, протеиназы для обработки кож, пектиназы для осветления фруктовых соков.

Знание ферментативных процессов, характерных для определенного вида микроорганизмов, позволяет идентифицировать возбудителей инфекционных заболеваний, выделенных из патологического материала и, следовательно, ставить точный диагноз.

13. Дыхание микроорганизмов, его типы.

Дыхание микробов представляет собой биологическое окисление различных органических соединений и некоторых минеральных веществ, в результате чего образуется энергия в виде (АТФ), часть которой используется микробной клеткой в физиологических процессах жизнедеятельности, а остальное количество выделяется в окружающую среду. Биологическое окисление протекает путем дегидрирования (отщепления водорода) от окисляемого соединения и последующего присоединения его к активному кислороду или к другому акцептору (если окисление идет в анаэробных условиях). Совокупность окислительно-восстановительных ферментных реакций, осуществляющих последовательный перенос водорода с окисляемого продукта на кислород, называют тканевым дыханием.

Биологическое окисление субстрата происходит по типу прямого окисления или дегидрогенирования.

· Прямое окисление осуществляется с помощью оксидаз путем непосредственного окисления вещества кислородом воздуха. Прямое окисление присуще большинству сапрофитных микроорганизмов.

· Непрямое окисление представляет собой реакцию дегидрогенирования и сопровождается одновременным переносом двух электронов. В зависимости от условий, в которых протекают реакции дегидрогенирования, различают аэробное и анаэробное дегидрогенирование.

Классификация микроорганизмов по типу дыхания:

· Облигатные аэробы – развиваются только при свободном доступе кислорода.

· Микроаэрофилы – нуждаются в незначительном количестве кислорода.

· Облигатные анаэробы – развиваются без доступа кислорода.

· Факультативные анаэробы – могут развиваться как при доступе кислорода так и без него.

14. Рост и размножение микроорганизмов.

Термин «рост» означает увеличение цитоплазматической массы отдельной клетки или группы бактерий в результате синтеза клеточного материала. Достигнув определенных размеров, клетка прекращает рост и начинает размножаться. Под размножением понимают способность микроорганизмов к самовоспроизведению, т.е. увеличению числа особей на единицу объема. Таким образом, размножение – это увеличение числа особей микробной популяции.

Бактерии размножаются преимущественно простым поперечным делением (вегетативное размножение) в различных плоскостях. Процесс деления начинается с формирования поперечной перегородки, которая делит цитоплазму материнской клетки на две дочерние. В процессе деления происходит репликация ДНК, таким образом, каждая дочерняя клетка получает свою наследственную информацию от материнской клетки.

У грибов различают три типа размножения: вегетативное, бесполое и половое.

При вегетативном размножении происходит отделение от мицелия его частей, которые, развиваясь, образуют новую грибницу.

Бесполое размножение осуществляется при помощи спор, которые созревают в специальных органах спороношения. Созревшие споры выходят в окружающую среду и, при наличии благоприятных условий, прорастают, давая начало новым гифам. Разновидностью бесполого размножения является почкование. Такой процесс характерен для дрожжевых грибов.

При половом размножении спорообразованию предшествует слияние гаплоидных мужских и женских гамет. В результате возникает зигота и наступает диплоидная фаза и парным набором хромосом. Половой процесс у разных видов грибов протекает различно и имеет свои особенности.

Репликация ДНК и деление клеток происходит определенной скоростью, которая зависит от вида микроорганизма, возраста культуры, состава питательной среды, температуры, наличия или отсутствия кислороды и некоторых других факторов. Так, у кишечной палочки новое поколение образуется через 15…30 минут, у нитрифицирующих бактерий – через 5…10 часов, а у микобактерий туберкулеза – через 18…24 ч. Чем оптимальнее условия, тем быстрее происходит деление микробной клетки. У той же кишечной палочки при культивировании на пептонной воде деление происходит через 33 мин, а при культивировании на мясопептонном бульоне – через 23 мин. На скорость деления большое влияние оказывает и температура окружающей среды. Так у патогенных микроорганизмов, адаптированных к температуре тела животных и человека, размножение при температуре 37…390С происходит в несколько раз быстрее, чем при температуре 18…200С.

Размножение микроорганизмов происходит хотя и быстро, но не безгранично. В естественных условиях имеется много факторов, которые лимитируют рост микробной популяции. К ним относятся: истощение питательной среды, неблагоприятная температура, свет, продукты жизнедеятельности самих микроорганизмов, накапливающиеся в питательной среде. Процесс развития бактериальной популяции на несменяемой среде протекает неравномерно, но имеет свои закономерности и определенную последовательность. В этом процессе принято различать несколько фаз. Фазы развития бактериальной популяции различаются по времени и численности живых и погибающих микроорганизмов. История развития каждой отдельной популяции будет существенно различаться, неизменной остается последовательность, с которой одна фаза сменяет другую.

I. Исходная фаза (стационарная, латентная, фаза покоя). Представляет собой период от момента посева бактерий на питательную среду до начала их роста. В этой фазе число бактерий не увеличивается, а может даже уменьшиться.

II. Фаза задержки размножения. В этот период бактериальные клетки интенсивно растут, но слабо размножаются. Продолжительность около двух часов и зависит от ряда условий: возраста культуры, биологических особенностей микроорганизмов, полноценности питательной среды, температуры и др.

III. Логарифмическая фаза. В этот период скорость размножения клеток и увеличение численности популяции максимальны.

IV. Фаза отрицательного ускорения. Наступает по причине истощения питательной среды, т.е. заканчиваются специфические питательные вещества, необходимые для жизнеспособности данного вида. Скорость размножения бактерий снижается, число делящихся особей снижается, а число погибших увеличивается.

V. Стационарная фаза максимума. Число новых бактерий почти равно числу отмерших, т.е. наступает равновесие между погибающими клетками и вновь образующимися.

VI. Фаза ускорения гибели. Прогрессирует превосходство числа погибших клеток над вновь образующимися.

VII. Фаза логарифмической гибели. Отмирание клеток происходит с постоянной скоростью.

Фаза уменьшения скорости отмирания. Остающиеся в живых клетки переходят в состояние покоя

15. Питательные среды для культивирования микроорганизмов и требования к ним. Классифи­ кация питательных сред.

Основные принципы культив-я бактерий на пит средах

Культивирование - получ-е роста бак на пит-х средах. Пит.среды по консистенции бывают: жидкие-МПБ, полужидкие- МПЖ, плотные-МПА;по происхожд-ю- животного, растит-гo и синте-тич происх-я; по назначению-обычные-(МПБ,МПЖ, МПА), дифференц-ые- для оп-ред-я видовых и родовых особ-ей (кровяной агар, среда Гисса, эндо), эллективные- для роста опред-х видов бак и подавляют рост др-х (яичные среды), среды обогащения- накопи­тельные, в кот подавл-ся рост сопутствующих бак, специал-е- для выращ бак не размно­жающихся на универс-х средах (МППБ, сыво­роточный агар). Среда д.б стериль-нойц, оптимальная р-я среды (рН), налич. необход. пит.в-в.

На плотных_пит. средах микробы обр-ют различные по форме и вели­чине колонии, кот пред-ют собой скопление особей одного вида в рез-те размн-я.

У куль­тур выращенных на жидких пит средах обращ-т внимание на поверх-ный рост, помутнение, осадок, цвет, запах.

Классификация питательных сред и способы их получения.

В зависимости от видовой принадлежности микробов и целей культивирования консистенция и составы культуральных сред бывают разными и варьируют в широких пределах. Среда, отвечающая биологическим особенностям микроба и обеспечивающая его рост и размножение, называется полноценной, не имеющая какого- либо компонента, необходимого для его жизнедеятельности – дефицитной.

Питательные среды классифицируют в зависимости от:

химического состава и исходных компонентов;

консистенции;

целевого назначения.

В зависимости от химического состава и исходных компонентов различают следующие типы питательных сред:

- среды неопределенного химического состава (естественные или натуральные среды) – это среды, которые состоят из продуктов животного или растительного происхождения, имеющие сложный неопределенный химических состав:

1. среды животного происхождения (исходные продукты – мясо, рыба, яйца, молоко и т.д.)

2. среды растительного происхождения (исходные продукты – соя, горох, картофель, морковь и т.д.)

На естественных средах хорошо развиваются микроорганизмы, однако эти среды малопригодны для контролируемого изучения физиологии обмена веществ микроорганизмов и диагностических исследований, поскольку они не позволяют учитывать потребности ряда компонентов среды, а с другой стороны определять вещества, образующие микроорганизмами. Естественные среды используют главным образом для поддержания культур микроорганизмов, накопления их биомассы и диагностических целей.

«Полусинтетические» среды (гидролизатные), относящиеся к средам с неопределенным составом. В них, наряду с соединениями известной химической природы, входят вещества неопределенного состава. Их используют в микробиологической практике для получения витаминов, антибиотиков, аминокислот и других продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (продукты гидролиза мяса, молока, дрожжей, крови и др. белковых веществ).

Среды известного химического состава (синтетические) – в их состав включают известные химические соединения (соли, углеводы, аминокислоты, витамины и т.д.) в оптимальном количественном соотношении. Синтетические среды по составу бывают простыми или имеют относительно большой набор компонентов. Их используют, когда выращиваемую клеточную массу необходимо максимально освободить от балластных органических соединений, входящих в состав обычных сред, например при получении диагностических аллергенов или при изучении метаболических потребностей микроорганизма в том или ином конкретном химическом соединение. Кроме того, исследователи стремятся определить для каждого микроорганизма минимальные потребности в питательных веществах и, исходя из этого, создать минимальную среду, содержащую лишь необходимы для его размножения химические соединения.

По консистенции питательные среды дифференцируют на плотные, полужидкие и жидкие.

Жидкие питательные среды. Готовят, используя экстракты, гидролизаты, растворы исходных продуктов.

Полужидкие и плотные питательные среды. Используют для учёта количества бактерий, выделения их в виде «чистой» культуры и других целей. Необходимую консистенцию среде придают добавлением различных уплотнителей - агар-агар или желатину.

Агар-агар (малайское желе)- растительный коллоид, получаемый из некоторых морских водорослей. В его состав входят главным образом полисахариды с ничтожным количеством азотистых веществ. Для получения плотных сред его добавляют в количестве 1,5-2%,полужидких –0,3-0,7%.

Желатина – кислый азотистосодержащий продукт, добываемый при выварке костей и хрящей. Обычно в питательные среды вносят 10-20% желатины. Но ряд бактерий выделяют протеолитические ферменты, разлагающие желатину, что делает его неудобным для применения.

По целевому назначению различают:

А).Общеупотребительные (основные) среды.

Их применяют для культивирования относительно неприхотливых микроорганизмов.

Мясная вода: Получение – мясной фарш заливают водопроводной водой 1:2, кипятят 1ч., затем фильтруют, доливают водой до первоначального объема, разливают по емкостям, плотно закрывают и стерилизуют автоклавированием при 120^ОС 20 мин.

Перевар Хоттингера готовят из мясных отходов путем их триптического гидролиза. Жир, фасции, сухожилия нарезают, заливают кипящей водой 1:2, кипятят, охлаждают до 45^ОС, добавляют панкреатин, подщелачивают раствором карбоната натрия, встряхивают, добавляют хлороформ, закрывают и выдерживают в теплом месте 10 дней.

Мясо-пептонный бульон (МПБ). Для приготовления используют мясной бульон. К 1 л мясного бульона добавляют 5-10 г пептона (первый продукт гидролиза белка с высокой молекулярной массой) для повышения калорийности среды и 5 г NaCI для создания осмотической активности. Затем устанавливают нейтральную или слабощелочную реакцию среды. Кипятят. Фильтруют через бумажный фильтр, разливают по колбам, пробиркам и стерилизуют автоклавированием при 120⁰С 20 мин.Мясо–пептонный агар (МПА): к 1 л МПБ добавляют 15-20 г мелко нарезанного агар-агара. Среду нагревают до растворения агара, устанавливают слабощелочную реакцию среды 20%-ным раствором Na₂CO₃, фильтруют и через воронки разливают в пробирки, стерилизуют автоклавированием при120⁰ 20 мин.

Мясо-пептонная желатина (МПЖ). К 1 литру МПБ добавляют желатин до конечной концентрации 10-20%, нагревают, устанавливают слабо-щелочную pH, кипятят, фильтруют, разливают по пробиркам и стерилизуют в кипятильнике Коха текучим паром 3 дня или однократно автоклавированием при 120⁰С при 1 атм. течение 20 мин.

Полужидкий мясо-пептонный агар (ПЖА) готовят, как МПА, но добавляют 0,25% агара, кипятят до его расплавления, устанавливают требуемую pH, фильтруют в горячем виде и стерилизуют автоклавированием.

Бульон Хоттингера: основной перевар Хоттингера разводят водой 1:5 (1:8), добавляют 0,5% NaСI, 0,1 г гидрофосфата калия, устанавливают pH, кипятят 150-20 мин, фильтруют, разливают по емкостям и стерилизуют автоклавированием при 120⁰ 20 мин.

Агар Хоттингера готовят, добавляя к бульону Хоттингера 2% агар-агара.

Питательный бульон содержит: триптический гидролизат кильки –10,05, NaCI- 4,95. 15 г порошка этого бульона растворяют а 1 л дист. Воды, кипятят 2 мин, фильтруют, разливают по емкостям и стерилизуют а автоклаве при 120⁰С 20 мин (Ph 7,3).

Питательный агар содержит: ферментативный гидролизат кормовых дрожжей – 12 г, агар- 12,5 г; NaCI –5,5 г. Навеску 36 г полученного порошка растворяют в 1 л дист. Н₂О, кипятят 3 мин, фильтруют, стерилизуют автоклавированием при120⁰С 20 мин (pН 7,3).

Б).Обогащенные среды.

Многие виды болезнетворных бактерий плохо растут на обще-употребительных средах, поэтому в основные среды добавляют кровь, сыворотку крови, углеводы и т.д. Такие среды получили название обогащенных.

Сывороточный и кровяной агары: к расплавленному и охлажденному стерильному питательному агару добавляют дефибринированной крови или сыворотки крови (лошади, КРС, кролика). Компоненты перемешивают, разливают в чашки Петри, пробирки и оставляют до застывания.

Сывороточный и кровяной бульоны готовят аналогично.

Растворы углеводов стерилизуют текучим паром или фильтрованием и добавляют в количестве 0,5- 1% к пит. среде.

В).Специальные среды.

Среды, разработанные с учетом специфических ростовых потребностей ряда бактерий.

Среда Мак-Коя: куриные яйца обрабатывают спиртом, проводят через пламя горелки. Стерильно вскрывают, желтки отделяют от белков. К 60 частям желтков добавляют 40 ч физиологического раствора. Компоненты перемешивают и разливают в пробирки и помещают в наклонном положении в аппарат для свертывания сыворотки. Стерилизуют.

Среда Терских состоит из фосфатной смеси Зеренсена и кроличьей сыворотки.

Смесь Зеренсена: раствор А: гидрофосфат натрия, вода дист.; раствор Б: дигидрофосфат калия, вода дист. К 90 мл раствора А добавляют 10 мл раствора Б и доводят объем до 1000 мл, разливают по пробиркам, стерилизуют, а затем добавляют 6-8 капель стерильной инактивированной сыворотки Элективные (избирательные) среды

Предназначены для культивирования определенных групп микроорганизмов, обеспечивающие преимущественное развитие одного вида или группы родственных микроорганизмов и менее пригодные или совсем не пригодные для развития других. Их применяют главным образом для выделения микроорганизмов из мест их естественного обитания и получения накопительных культур. Элективные среды чрезвычайно разнообразны по своему составу. По консистенции среды данного типа могут быть плотными и жидкими. Жидкие среды называются средами обогащения или накопления, их применяют, когда ставят цель увеличить количество искомого микроорганизма смешанной популяции. Среды стерилизуют автоклавированием текучим паром или в автоклаве под давлением при 1 атм 12-30 мин.

Молочно-солевой агар предназначен для избирательного культивирования стафилококков.

Среда Шустовой предназначена для выделения сальмонелл

Среды Раппопорта и Мюллера предназначены для культивирования сальмонелл.

Среда Кауфмана – это среда обогащения для сальмонелл

Казеиново - угольный агар (КУА) с пенициллином используют для культивирования бордетелл.

Д). Дифференциально - диагностические среды.

Предназначены для выявления ферментов у микроорганизмов. В состав этих сред входит основная питательная среда, обеспечивающая рост изучаемого микроорганизма, субстрат для обнаружения фермента и индикатор, по изменению цвета которого судят о сдвиге pH среды в результате расщепления субстрата.

Среды Гисса используют для изучения ферментативных свойств выделенных культур микроорганизмов. К 100мл дист. Воды добавляют 1% пептона, 0,5 г NaCI. Компоненты растворяют, фильтруют, устанавливают pH,добавляют один из углеводов субстратов, агар-агар, а затем индикатора Андрэдэ. Готовую среду разливают по 3мл в пробирки, стерилизуют текучим паром 3 дня по 30 мин.

Среда Энда содержит лактозу в качестве субстрата и предназначена для дифференцировки бактерий, различающихся по способности расщеплять глюкозу.

Среда Левина, по целевому назначению аналогична среде Эндо, но содержит другой индикатор.

Агар Плоскирева предназначен для выделения сальмонелл, содержит лактозу в качестве субстрата и компоненты, подавляющие рост сопутствующей микрофлоры.

16. Методы стерилизации. Аппаратура.

Физические методы стерилизации:

1. Прокаливание (фламбирование). Подвергаются металлические предметы (петли, иглы, скальпель, ножницы, шпатель).

2. Стерилизация путем кипячения. Кипячением стерилизуют иглы, шприцы, пинцеты, ножницы, скальпели и другие инструменты, которые раскладывают в стерилизаторах на решетчатые вставки. В стерилизатор наливают дистиллированную воду в количестве, достаточном для полного закрывания инструментов. В воду можно добавлять 2% гидрокарбоната натрия. Кипятят в течение 25 – 30 минут.

3. Стерилизация сухим жаром. Стерилизация осуществляется при помощи сухого нагретого воздуха в сушильном шкафу с двойными стенками (печь Пастера). Снаружи шкаф облицован теплонепроницаемым материалом. Контроль температурного режима осуществляется при помощи температурного датчика. В сушильном шкафу стерилизуют чистую, предварительно высушенную стеклянную посуду, завернутую в пергаментную бумагу. Режимы стерилизации: 155…1600 – 2 часа; 165…1700 – 1…1,5 часа; 1800 – 1 час. Время экспозиции отмечают от момента достижения температурой заданного значения.

4. Стерилизация текучим паром. Стерилизацию проводят в аппарате Коха, который представляет собой сосуд с неплотно закрытой крышкой. На дне аппарата имеется решетчатая подставка, до уровня которой наливают воду. На подставку помещают сосуд с решетчатым дном, в котором находятся объекты, подлежащие стерилизации (питательные среды). В процессе кипения воды образуются пары, нагревающие содержимое сосуда. Время стерилизации – 30…40 минут. Однократная стерилизация уничтожает только вегетативные формы бактерий, а споры сохраняют свою жизнеспособность, стерилизацию проводят «дробно» - три дня подряд. Таким способом стерилизуют среды с углеводами, молоко, среды с желатиной, то есть субстраты, которые не выдерживают нагревания более 1000С, длительного действия пара или сухого жара. 5. Тиндализация – это дробная стерилизация в водяной бане при 56…580С в течение 5…6 суток: в первый день прогревают в течение 2 часов, в последующие дни – по 1 часу. Метод используется для стерилизации материалов, разрушающихся при температуре выше 58…600С – веществ, содержащих белки (сыворотка крови).

6. Пастеризация – это метод не полной стерилизации, используемы с целью сохранения питательной ценности пищевого продукта, которая может снижаться при кипячении. Продукт нагревают при 800С в течение 30 минут, а затем резко охлаждают до 4…80С. Резкое охлаждение препятствует прорастанию спор и последующему размножению бактерий.

7. Стерилизация паром под давлением (автоклавирование). Это самый эффективный метод стерилизации. Принцип стерилизации основан на том, что чистый насыщенный водяной пар при высоком давлении, конденсируясь, повышает температуру внутри автоклава выше температуры кипения. При повышении давления пара соответственно повышается и температура в стерилизационной камере: 50,6 кПа (0,5 атм.) – 110…1120С, 101,3 кПа (1 атм.) – 120…1210С, 151,9 кПа (1,5 атм.) – 124…1260С, 202,6 кПа (2 атм.) – 132…1330С. Конструкции и объем стерилизационной камеры автоклавов могут быть различными (горизонтальные и вертикальные), но принцип действия остается таким же. В автоклаве стерилизуют питательные среды, выдерживающие температуру выше 1000С, стеклянную посуду, завернутую в бумагу, перевязочный материал, халаты (в биксах). Кроме того, обеззараживают микробные культуры, отработанные питательные среды, посуду. Режимы работы автоклава нуждаются в постоянном контроле. Для этого используют химические и биологические методы.

8. Стерилизация фильтрованием. Осуществляется пропускание материала через бактериологические фильтры. Фильтрация связана с механической задержкой бактерий мелкопористыми фильтрами и с адсорбционной способностью материала из которого изготовлен фильтр. Фильтрации обычно подвергают жидкости не выдерживающие нагревания. Различают фильтры:

· керамические – их изготавливают из каолина или кварцевого песка;

· асбестовые - фильтры Зейтца (пластины из смеси асбеста с целлюлозой);

· мембранные – имеют вид тонких листков белой бумаги, их готовят из гемицеллюлозы, обработанной соответствующими реактивами, температурой и прессованием. Эти фильтры различают по диаметру и величине пор, имеют наиболее точную калибровку.

Стерильность фильтратов контролируют высевом на питательные среды с термостатированием.

9. Стерилизация ультрафиолетовым излучением. В лаборатории источником ультрафиолетового излучения обычно служат бактерицидные лампы, используемые для обеззараживания воздуха.

Стерилизация ультразвуком. С помощью ультразвука стерилизуют воду, молоко, некоторые продукты, кожевенное сырье. Стерилизующее действие ультразвука связано с разрушением бактериальной клетки под действием кавитационных полостей, возникающих в цитоплазме.

17. Выделение чистых культур аэробов и анаэробов.

ВЫДЕЛЕНИЕ ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ АЭРОБОВ

• Метод Дригальского – последовательное «растирание» шпателем---культивирование в термостате (перевернутые чашки петри)---микроскопия из отдельной колонии---пересев из колонии на МПБ и МПА

Метод Пастера – последовательное разведение в 10 пробирках с жидкой средой капли смеси бактерий

Метод Коха – на расплавленной плотной питат среде, перелиливал содержимое каждой пробирки в отдельную чашку Петри.

Выделение с помощью селективных сред (бруцеллы – на глюкозо=печ среде с генцианвиолетом, микобактерии – яично-крахмадбные среды)

• Выделение спорообразующих – нагревание на водяной бане 30 мин (80◦)

Выделение с помощью биопробы

Метод Мечникова-Шукевича – для выделение культуры подвижных м/о на скошенный ага

ВЫДЕЛЕНИЕ ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ АНАЭРОБОВ

Посев на ср Китт-Тароцци

Посев в высокий столбик сахарного агара (м-д Вейнберга)

Посев на трубки Виньяла-Вейона

М-д Фортнера (на кровяной сахарный МПА)

М-д Цейслера (пересев по Дригальскому на кровяной сахарный МПА)

• М-д Перетца (расплавленный охлаждённый сахарный МПА) – анаэробы растут под пластинкой, аэробы – вокруг.

18. Вирусы бактерий: природа, свойства, особенности строения бактериофагов и их примене­ ние.

19. Бактериофаги (от бактерии и греч. phagos — пожиратель; буквально — пожиратели бактерий), фаги, бактериальные вирусы, вызывающие разрушение (лизис) бактерий и других микроорганизмов. Бактериофаги размножаются в клетках, лизируют их и переходят в др., как правило, молодые, растущие клетки. Впервые перевиваемый лизис бактерий (сибиреязвенной палочки) наблюдал в 1898 русский микробиолог Н. Ф. Гамалея. В 1915 английский учёный Ф. Туорт описал это же явление у гнойного стафилококка, а в 1917 французский учёный Ф. Д'Эрелль назвал литический агент, проходящий через бактериальные фильтры.

Строение и химический состав.

Частицы многих бактериофагов состоят из головки округлой, гексагональной или палочковидной формы диаметром 45—140 нм и отростка толщиной 10—40 и длиной 100—200 нм. Другие бактериофаги не имеют отростка; одни из них округлы, другие — нитевидны, размером 8х800 нм. Содержимое головки состоит преимущественно из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) (длина её нити во много раз превышает размер головки и достигает 60—70 мкм, эта нить плотно скручена в головке) или рибонуклеиновой кислоты (РНК) и небольшого количества (около 3%) белка и некоторых других веществ. Отросток имеет вид полой трубки, окруженной чехлом, содержащим сократительные белки, подобные мышечным. У ряда бактериофагов чехол способен сокращаться, обнажая часть стержня. На конце отростка у многих бактериофагов имеется базальная пластинка с несколькими шиловидными или другие формы выступами. От пластинки отходят тонкие длинные нити, которые способствуют прикреплению фага к бактерии. Оболочки головки и отростка состоят из белков. Общее количество белка в частице фага 50—60% , нуклеиновых кислот — 40—50% . Каждый бактериофаг обладает специфическими антигенными свойствами, отличными от антигенов бактерии-хозяина и других фагов. Имеются антигены, общие для ряда фагов (особенно содержащих РНК).

Распространение.

Бактериофаги найдены для большинства бактерий, в том числе патогенных и сапрофитных, а также .для актиномицетов (актинофаги) и сине-зелёных водорослей. Встречаются бактериофаги в кишечнике человека и животных, в растениях, почве, водоёмах, сточных водах, навозе и т. д. Бактериофаги почвенных микроорганизмов влияют на течение микробиологических процессов в почве.

Размножение.

Бактериофаг прикрепляется своим отростком к бактериальной клетке и, выделяя фермент, растворяет клеточную стенку; затем содержимое его головки через канадец отростка переходит внутрь клетки, где под влиянием нуклеиновой кислоты фага останавливается синтез бактериальных белков, ДНК и РНК и начинается синтез нуклеиновой кислоты, а затем и белков фага. Часть этих белков — ферменты, другая часть образует оболочку зрелой частицы бактериофага Более мелкие, сферические фаги попадают в бактерии без участия отростка. Если клетка бактерии заражена одновременно частицами бактериофага, различающимися между собой по ряду свойств, то среди потомства, кроме частиц, подобных родителям, будут и такие, у которых эти свойства встречаются в новой комбинации, т. к. при размножении бактериофагов наблюдается

рекомбинация — обмен кусками нитей нуклеиновой кислоты, являющейся носителем наследственной информации. Частицы крупных фагов выходят из бактерии, разрушая её, а некоторых мелких и нитевидных — из живых бактерий. Одни бактериофаги весьма специфичны и способны лизировать клетки только одного какого-либо вида микроорганизмов (монофаги), другие — клетки разных видов (полифаги).

Бактериофагов делят на вирулентные, вызывающие лизис клетки с образованием новых частиц, и умеренные (симбиотические), которые адсорбируются клеткой и проникают в неё, но лизиса не вызывают, а остаются в клетке в латентной (скрытой) неинфекционной форме (профаг). Культуры, содержащие латентный фаг, называются лизогенными. Лизогения передаётся потомству бактерии. Лизогенная культура может содержать 2—3 и более фагов; она, как правило, устойчива против находящихся в ней фагов (лишь небольшая часть клеток лизируется и освобождает зрелые фаги). Воздействуя на лизогенную культуру ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, перекисью водорода и некоторыми другими веществами, можно значительно увеличить количество клеток, освобождающих фаг (т. н. индукция бактериофагов). Лизогения широко распространена среди всех видов бактерий и актиномицетов. В ряде случаев многие свойства лизогенной культуры (токсичность, подвижность бактерий и др.) зависят от наличия в ней определённых профагов. Описано много мутаций бактериофагов, сопровождающихся изменением их литической активности, строения частиц и «колоний», устойчивости против неблагоприятных воздействий и другие свойств. Бактериофаги играют большую роль в изменчивости и эволюции микробов, причём механизмы воздействия их на клетку разные. Бактериофаги могут резко изменять азотфиксирующую способность азотобактера, токсичность и антигенные свойства патогенных бактерий и др.

Практическое значение бактериофагов

Некоторые фаги (одни или в сочетании с антибиотиками) применяли для профилактики (фагопрофилактики) и лечения (фаготерапии) ряда бактериальных инфекционных болезней человека (дизентерия, брюшной тиф, холера, чума, стафилококковые и анаэробная инфекции и др.) и животных. Однако антибиотики и другие химиотерапевтические средства оказались эффективнее фагов, в связи с чем применение их с лечебной целью сузилось. Бактериофаги успешно применяются при определении вида бактерий, актиномицетов. Бактериофаги могут вредить производству антибиотиков, аминокислот, молочных продуктов, бактериальных удобрений и в других отраслях микробиологического синтеза. Велико значение бактериофагов для теоретических работ по генетике и молекулярной биологии.

Механизм терапевтического действия.

Антибактериальный, который оказывают препараты бактериофагов, обусловлен специфическим лизисом, патогенных бактерий в очаге воспаления. Гибель бактерий наступает вследствие того, что вирулентные бактериофаги адсорбируются на поверхности гомологичной микробной клетки, проникают в ее цитоплазму, где интенсивно размножаются, используя структурные компоненты клетки и разрушают ее.

Бактериофаги не затрагивают бактерии, ее составляющие нормальную флору организма. При отсутствии чувствительных к бактериофагу бактерий, длительность пребывания бактериофагов в организме 3 дня. Бактериофаг предохраняет организм от инфекции как профилактическое средство.

Показания к применению.

Препараты бактериофагов применяются при инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного тракта, органов моче-половой системы, систем органов кровообращения, дыхания, опорно-двигательного аппарата, гнойно-септических заболеваний новорожденных, дисбактериозов различной локализации, а также при других заболеваниях, вызванных условно-патогенными возбудителями рода Klebsiella, Escherichiae, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus. Streptococcus.

В связи с наблюдаемым снижением терапевтического действия антибиотиков, препараты бактериофагов используются в клинической практике как альтернатива антибиотикам и другим химиотерапевтическим препаратам. Препараты бактериофагов не уступают антибиотикам по эффективности и не вызывают, при этом, побочных токсических и аллергических реакций

Применение

Применение препаратов бактериофагов для лечения инфекционных заболеваний стимулирует факторы специфического и неспецифического иммунитета и, поэтому особенно эффективно для лечения хронических воспалительных заболеваний на фоне иммунодепрессивных состоянии.

Отсутствие побочных патологических реакций позволяет успешно использовать препараты бактериофагов у новорожденных и детей первого года жизни.

Противопоказания

Не имеют противопоказаний к применению.

Способ применения.

Препараты бактериофагов назначают внутрь, а также используют для орошения ран, для введения в дренированные полости - брюшную, плевральную, полости пазух носа, среднего уха, абсцессов, ран, матки, мочевого пузыря, а также использую в виде аэрозолей. При пероральном и аэрозольном применении, а также при нанесении на поверхность слизистых оболочек бактериофаги проникают в кровь и лимфу и выводятся через почки санируя моче-выводящие пути.

Препараты бактериофагов могут использоваться в сочетании с любыми другими лечебными препаратами.

Назначение препаратов бактериофагов

Бактериофаг стафилококковый

Лечение и профилактика гнойных инфекций кожи, слизистых вызванных стафилококковыми бактериями а также при дисбактериозах. Применяется для лечения карбункулов, фурункулов, хронически остеомиелитов, флегмон маститов, циститов, холециститов, при ангине, энтероколите и др.

Бактериофаг колипротейный

Лечение и профилактика энтероколитов, кольпитов колипротейной этиологии и дисбактериозов.

Бактериофаг псевдомонас аэругиноза (синегнойный)

Лечение заболеваний различных органов и гнойных инфекций кожи, вызванных данным видом бактерий.

Применяется для лечения абсцессов, хирургических инфекций, гнойноосложнснных ран, хронических остеомиелитов, маститов, циститов и др.

Бактериофаг протейный

Лечение и профилактика гнойных инфекций, вызванных протейными бактериями, а также при дисбактериозах.

Применяется для лечения абсцессов, гнойноосложненных ран, циститов,хронических остеомиелитов и р.

Пиобактериофаг

Лечение и профилактика различных форм гнойно-воспалительных и энтеральных заболеваний, вызванных бактериями стафилококков, стрептококков, эшерихий коли, клебсиелл, пневмоний, псевдомонас аэругиноза, протея. Применяется для лечения хирургических инфекций, ожогов, гнойных поражений кожи, циститов и пиелонефритов, гастроэнтероколитов, холециститов, дисбактериоз кишечника, а также пиодермий, энтеритов и дисбактериоза кишечника новорожденных и детей грудного возраста.

Бактериофг клебсиеллезный

Лечение озены, риносклеромы, и гнойно-воспалительных энтеральных заболеваний, вызванных бактериями клебсиелл.

Применяется для лечения отитов, воспалений пазух носа и для других гнойно-воспалительных заболеваний уха, горла и носа.

Интести-бактериофаг

Лечение острых и хронических заболеваний дизентерии, сальмонеллеза, диспепсии, колита, энтероколита.

Бактериофаг дизентерийный

Лечение больных дизентерией и профилактика этого заболевания. Санация реконвалесцентов. Препарат активен в отношении шигелл Зонне и Флекснера

Бактериофаг сальмонеллезный групп АВСДЕ

Применяют для лечения детей и взрослых больных сальмонеллезами, санации реконвалесцентов, а также для профилактики но эпидпоказаниям.

20. Взаимоотношения между микроорганизмами в ассоциациях.

В некоторых случаях инфекционный процесс вызывается двумя и более возбудителями. Такие инфекции называются ассоциированными, а сообщества разных видов микроорганизмов, существующие в естественных или искусственных условиях называются ассоциациями микроорганизмов. Различают следующие виды микробных ассоциаций:

· Синергизм – форма сожительства в микробной ассоциации, для которой характерны одинаковые физиологические процессы у различных групп микроорганизмов. Результатом жизнедеятельности такой ассоциации является увеличение количества конечных продуктов жизнедеятельности.

· Сателлизм - форма сожительства в микробной ассоциации, для которой характерна стимуляции роста одного микроорганизма продуктами жизнедеятельности другого.

· Антагонизм - форма сожительства в микробной ассоциации, для которой характерно противоположное действие членов микробной ассоциации. Это сложное взаимоотношение, при котором бактерии одного вида угнетают, а иногда и полностью уничтожают, других членов ассоциации. Например, многие штаммы кишечной палочки способны подавлять развитие и уничтожать стафилококки, сальмонеллы, микобактерии туберкулеза.

________---------

В конкретных экологических условиях между разными группами микробов устанавливаются определенные взаимоотношения, характер которых зависит от физиологических особенностей и потребностей совместно развивающихся микробов. Кроме того, микроорганизмы вступают в различного рода взаимоотношения не только между собой, но и с простейшими, высшими растениями и другими группами организмов, составляющих почвенное население.

В основном эти взаимоотношения можно условно подразделить на две большие группы: благоприятные — синергизм и неблагоприятные — антагонизм (рис. 193 и 194). Однако взаимоотношения между микробными сообществами далеко не всегда укладываются в рамки этих подразделений, так как они чрезвычайно сложны, разносторонни и вариабельны. Изменения во взаимоотношениях происходят вследствие изменений окружающих условий существования или в результате перехода микробов из одной стадии развития в другую. Можно отметить следующие формы взаимоотношений между микроорганизмами: сосуществование, метабиоз, симбиоз, конкуренция, хищничество, паразитизм, антагонизм.

Сосуществованием, или нейтрализмом, называется такая форма взаимоотношений, когда организмы, развиваясь совместно, не приносят друг другу пи вреда, ни пользы. Метабиоз — использование продуктов жизнедеятельности одних микробов другими.

Это явление наблюдается, например, при ступенчатом разложении растительных и животных остатков в почве. Симбиоз характеризуется взаимовыгодным влиянием микроорганизмов друг на друга в единой ассоциации (совокупности). Так, классическим примером симбиоза между водорослями и грибами являются лишайники. Тесный симбиоз между этими двумя группами микроорганизмов зашел так далеко, что в процессе эволюции данная микробная ассоциация выделилась в особый морфо-физиологический класс, отличный как от грибов, так и от водорослей. При этом гриб, составляющий основу лишайника, расщепляет питательный субстрат и поставляет необходимые для усвоения вещества водорослям, а водоросли снабжают гриб продуктами фотосинтеза. Конкуренция наблюдается тогда, когда совместно развивающиеся организмы нуждаются в одних и тех же питательных веществах и условиях развития. Хищничество заключается в поглощении клеток одних микроорганизмов другими для использования их в качестве питания. Паразитизм характеризуется тем, что один вид микроорганизма (паразит) поселяется в клетке другого (хозяина) и питается за счет хозяина. Абсолютные (облигатные) Паразиты не могут развиваться в отсутствие хозяина. Известны паразитические формы бактерий и плесневых грибов, развивающиеся в клетках или в гифах хозяев. Примером паразитизма в известной мере может также служить явление бактерио- и актинофагип. Антагонизм — подавление развития одних форм микробов другими с помощью вырабатываемых ими антимикробных веществ. Этими веществами могут быть: химические соединения неспецифического действия (кислоты, спирты, перекиси и др.), которые подавляют рост микробов при высоких концентрациях; антибиотики, обладающие специфичностью действия и проявляющие антимикробные свойства при низких концентрациях.

Микробные ассоциации, естественные или искусственно созданные человеком сообщества микроорганизмов. В М. а. могут входить бактерии, дрожжи, водоросли, грибы и др. микроорганизмы. М. а. основаны на симбиотических или метабиотических отношениях (см. Симбиоз). Отдельные виды микроорганизмов, составляющих М. а., обычно устойчивы к продуктам жизнедеятельности др. видов, участвующих в М. а., и используют эти продукты как источник энергии, углерода и азота или как факторы роста. Некоторые М. а. давно возникли в процессе эволюции и очень устойчивы. Таковы лишайники, состоящие из фотосинтезирующих водорослей и гетеротрофных грибов. В слизетечении берёзы и дуба обитают дрожжи, сбраживающие сахара до этилового спирта; спирт окисляется уксуснокислыми бактериями до уксусной кислоты, окисляемой затем грибами и бактериями до углекислого газа и воды. В почве создаются М. а. из анаэробов и аэробов; аэробы потребляют кислород и тем самым дают возможность развиваться анаэробным бактериям. Целлобиоза и глюкоза, образуемые при разрушении растительных остатков целлюлозными бактериями, усваиваются азотфиксирующими бактериями, клетки которых после разложения служат источником азотистого питания для целлюлозных бактерий. Часты М. а., состоящие из дрожжей и молочнокислых бактерий: дрожжи устойчивы к молочной кислоте, молочнокислые бактерии — к этиловому спирту. К таким М. а. относятся закваски для получения кефира, теста из ржаной муки и др. Своеобразную М. а. представляет собой слизистый «чайный гриб», состоящий из дрожжей и уксуснокислых бактерий и применяемый в быту для получения кислого напитка. Искусственно созданной стойкой М. а. является состоящая из трёх различных штаммов промышленная «М» раса дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

21. Рекомбинационная изменчивость у бактерий.

Генетика м-о и изменчивость основных признаков м-о

Генетика - наука о наслед-ти и изменч-тн орг-ов, цель- изучение я анализ зак-ов передачи насле-х признаков от поколения поколе­нию. Наследственность св-во живых орг-ов воспроизводить одни и теже морфологич-ие св-ва в ряду поколений, благодаря передачи генов от родителей к потомкам. Учение было основано Дарвином о наслед-ти и изменчиво­сти, Менделем были открыты законы генети­ки. Изменение морф. признаков под влияни­ем выше перечисл-х факторов, у многих микробов набл-ся измен-е форм и величины бак (при добавлении тетретомецина к пит. ср сальмонеллы удлиняются) Культуральные изменения: одна из форм изменчивости дис­социация- разъединение и образ-е R,S форм. R-шереховатые с неровными краями, S-гладкие колонии, М- слизистые, О-переходная форма. В основе диссоциации лежат мута-ции.

У бактерий наблюдается половое размножение, но в самой примитивной форме. Половое размножение бактерий отличается от полового размножения эукариот (зеленые растения, остальные водоросли, грибы, животные), тем, что у бактерий не образуются гаметы и не происходит слияние клеток. Однако главнейшее событие полового размножения, а именно обмен генетическим материалом, происходит и в этом случае. Этот процесс называется генетической рекомбинацией. Часть ДНК клетки-донора переносится в клетку-реципиент, ДНК которой генетически отличается от ДНК донора. При этом перенесенная ДНК замещает часть ДНК реципиента. В процессе замещения ДНК участвуют ферменты, расщепляющие и вновь соединяющие цепи ДНК.

При этом образуется ДНК, которая содержит гены обеих родительских клеток. Такую ДНК называют рекомбинантной.

У потомства, или рекомбинантов, наблюдается заметное разнообразие признаков, вызванное смешением генов. Такое разнообразие признаков очень важно для эволюции и является главным преимуществом полового размножения.

Известно три способа получения ркомбинантов. Это – в порядке их открытия –

трансформация,

конъюгация,

трансдукция.

При трансформации клетки донора и реципиента не контактируют друг с другом. Этот процесс открыл в 1928г Гриффит.

При трансформации из клетки-донора выходит небольшой фрагмент ДНК, который активно поглощается клеткой-реципиентом и включается в состав ее ДНК, замещая в ней похожий, хотя и не обязательно идентичный фрагмент.

Трансформация наблюдается лишь у немногих бактерий. Например, у пневмококков.

Конъюгация – это перенос ДНК между клетками, непосредственно контактирующими друг с другом. В отличии от трансформации и трнсдукции при этом может обмениваться значительная часть донорской ДНК.

Донорская способность клеток определяется генами, находящимися в небольшой кольцевой молекуле ДНК, которую назвали половым фактором или F(Fertility - плодовитость) – фактором. Это своеобразная плазмида, кодирующая белок специфических пилей, называемых F-пилями (половые пили). F-пили облегчают контакт клеток друг с другом.

Молекула ДНК состоит из 2^х цепей. При контакте одна из цепей двух цепочной ДНК F-фактора проникает через половую пилю из клетки донора (F⁺) в клетку реципиент (F^-).

Из рисунка видно, что в клетке-доноре сохраняется F-фактор, который реплицируется в ней, пока в клетке-реципиенте синтезируется ее собственная копия. Так постепенно вся популяция становится F-клетками.

Плазмиды или эписомы – это небольшие фрагменты ДНК, отличающиеся от основной ДНК. Не нужны для выживания клетки.

К эписомам относятся F- фактор и умеренные фаги.

При трансдукции небольшой двух цепочный фрагмент ДНК попадает из клетки-донора в клетку-реципиент вместе с бактериофагом.

Некоторые вирусы способны встраивать свою ДНК в ДНК бактерий. Такая встроенная ДНК реплицируется одновременно с ДНК хозяина и передается от одного поколения бактерий к другому.

Время от времени такая ДНК активируется и начинает кодировать образование новых вирусов.

ДНК бактерии разрывается, а высвобожденные фрагменты иногда захватываются внутрь новых вирусных частиц. Такие новые “вирусы” затем переносят ДНК в клетки других бактерий.

22. Действие внешних факторов на микроорганизмы.

К числу основных физических факторов, воздействующих на микроорганизмы как в естественной среде обитания, так и в условиях лаборатории, относят температуру, свет, электричество, высушивание, различные виды излучения, осмотическое давление и др.

Температура. О влиянии температуры на микроорганизмы судят по их способности расти и размножаться в определенных температурных границах. Для каждого вида микроорганизмов определена оптимальная температура развития. В зависимости от пределов этой температуры бактерии разделены на три физиологические группы:

· Психрофильные микроорганизмы (психрофилы) – способны расти и размножаться от 00С до 30…350С, а температурный оптимум составляет 15…200С. Среди представителей этой группы обитатели северных морей, почвы, сточных вод.

· Мезофильные бактерии – способны расти и размножаться при температуре от 100С до 40…450С, температурный оптимум – 30…370С. Наиболее обширная группа микроорганизмов, в нее включают большинство сапрофитов и все патогенные микроорганизмы.

· Термофильные бактерии – способны расти и размножаться в температурных границах от 350С до 70…750С, температурный оптимум – 50…600С. Микроорганизмы этой группы довольно часто встречаются в природе: почве, воде, теплых минеральных источниках, пищеварительном тракте животных и человека

· Экстремально-термофильные бактерии – способны существовать при температурах от 40 до 930С и выше. Возможность существования при высоких температурах обусловлена особым составом липидных компонентов клеточных мембран, высокой термостабильностью белков, ферментов и клеточных структур.

Высокие и низкие температуры по-разному влияют на микроорганизмы. При низких температурах клетка переходит в состояние анабиоза, в котором она может существовать длительное время. Так, эшерихии сохраняют жизнеспособность при -1900С до 4 месяцев, возбудитель листериоза при -100С до 3 лет. Низкие температуры приостанавливают гнилостные и бродильные процессы. На этом принципе основано сохранение продуктов в холодильниках.

Высокая температура губительно действует на микробы. Чем выше температура, тем меньшее время необходимо для инактивации микроорганизмов. В основе бактерицидного действия высоких температур лежит разрушение ферментов за счет денатурации белков и нарушения осмотического барьера.

Разные виды микроорганизмов обладают различной устойчивостью к высоким температурам, значительно отличается устойчивость спор и вегетативных клеток. Так большинство вегетативных форм патогенных микроорганизмов гибнут при температуре 80…1000С в течение 1 минуты, а споры возбудителя сибирской язвы выдерживают кипячение более 1 часа.

Действие видимого излучения (света).

Видимый (рассеянный свет), имеющий длину волны 300…1000 нм, обладает способность угнетать рост и жизнедеятельность большинства микроорганизмов. В связи с этим культивирование микроорганизмов осуществляют в темноте. Видимый свет положительно влияет только на бактерии, которые используют свет для фотосинтеза.

Прямые солнечные лучи действуют на микроорганизмы более активно, чем рассеянный свет. Бактерицидное действие света связано с образованием гидроксильных радикалов и других высокореактивных веществ, разрушающих вещества, входящие в состав клетки. Например, происходит инактивация ферментов.

Микроорганизмы-сапрофиты более устойчивы к воздействию света, чем патогенные. Это объясняется тем, что они, чаще подвергаясь действию прямых солнечных лучей, более адаптированы к ним. В связи с этим следует отметить большую гигиеническую роль солнечного света. Именно под воздействием солнечного излучения происходит самоочищение воздуха, верхних слоев почвы и воды.

Ультрафиолетовое излучение.

Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 295…200 нм является бактерицидно активным, то есть способным губительно действовать на микроорганизмы. Механизм действия ультрафиолетового излучения заключается в его способности частично или полностью подавлять репликацию ДНК и повреждать рибонуклеиновые кислоты (особенно мРНК).

Ультрафиолетовое излучение широко применяют для санации воздуха в животноводческих помещениях, в лабораториях, в промышленных цехах, микробиологических боксах. Для дезинфекции воздуха промышленность выпускает различные лампы. В животноводческой практике широко применяют установки ИКУФ-1, как источник ультрафиолетового и инфракрасного излучения.

Ионизирующее излучение.

Ионизирующее (рентгеновское) излучение представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,006…10нм. В зависимости от длины волны различают гамма-излучение, бета-излучение и альфа-излучение. Наиболее активным действие на биологические объекты отличается гамма-излучение, но даже его бактерицидные свойства значительно ниже, чем бактерицидные свойства ультрафиолетового излучения. Гибель бактерий наступает только при облучении их большими дозами от 45000 до 280000 рентген. Отдельные виды способны выживать в воде атомных реакторов, где величина радиоактивного облучения достигает 2…3 млн. рентген. Более того, получены данные, что воздействие небольших доз гамма-излучения на патогенные микроорганизмы, способны усилить их вирулентные свойства.

Механизм действия рентгеновского излучения заключается в поражении ядерных структур, в частности нуклеиновых кислот цитоплазмы, что приводит к гибели микробной клетки или изменению ее генетических свойств (мутации).

Электричество.

Электрический ток малой и высокой частоты уничтожает микроорганизмы. Особенно сильным бактерицидным действием обладают токи ультравысокой частоты. Они приводят в колебание молекулы всех элементов клетки, вследствие чего происходит быстрое и равномерное нагревание всей массы клетки не зависимо от температуры окружающей среды. Кроме того, установлено, что длительное воздействие токов высокой частоты приводит к электрофорезу некоторых компонентов питательной среды. Образующиеся при этом соединения инактивируют микробную клетку.

Ультразвук.

Механизм бактерицидного действия ультразвука (волны с частотой 20 000 Гц) заключается в том, что в цитоплазме микроорганизмов, находящихся в жидкой среде, образуется кавитационная полость, которая заполняется парами жидкости, в пузырьке возникает давление, что приводит к дезинтеграции цитоплазматических структур. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов и дезинфекции предметов.

Аэроионизация.

Аэроионы, несущие положительный или отрицательный заряд, возникают в воздухе при искусственной или естественной ионизации. Наибольшее влияние на бактерии оказывают отрицательно заряженные ионы, действуя уже в средних концентрациях (5*104 в 1 см3 воздуха). Положительно заряженные ионы обладают менее выраженным бактерицидным действием, они способны задерживать рост и развитие микроорганизмов только в больших концентрациях (106 в 1 см3 воздуха). Сила действия аэроионов зависит от их концентрации, длительности экспозиции и расстояния от источника. Используют аэроионы для обеззараживания воздуха жилых помещений, цехов предприятий, медицинских учреждений.

Почти все факторы физического воздействия на микроорганизмы могут быть использованы с целью стерилизации. Стерилизация – уничтожение патогенных и непатогенных микроорганизмов, их вегетативных и споровых форм в каком-либо объекте. Стерилизации подвергают питательные среды, стеклянную посуду, инструменты, перевязочный материал, халаты. Стерилизации также подвергают воздух и предметы в микробиологических боксах.

Механизм действия различных методов стерилизации не одинаков, но в основе каждого лежит способность нарушать жизненные процессы микробной клетки (денатурация белков, угнетение функции ферментных систем).

Химические вещества могут тормозить, полностью подавлять рост микроорганизмов или вызывать гибель микробной клетки. Эти способности химических веществ учитывают при подборе вещества для проведения дезинфекции.

Противомикробные вещества по химическому строению и механизму бактерицидного действия подразделяют на следующие группы: окислители, галогены, соединения металлов, кислоты и щелочи, спирты, краски, производные фенола и альдегиды.

Окислители. К этой группе принадлежит перекись водорода, перманганат калия. Эти соединения, выделяя активный атомарный кислород, вызывают цепную реакцию свободно-радикального перекисного окисления липидов, что ведет к деструкции мембран и белков микроорганизмов.

Галогены. Представителями этой группы веществ являются хлор, йод и их производные: хлорная известь, хлорамин Б, раствор йода спиртовой, йодинол, йодоформ и др. Их бактерицидное действие связано со способностью активных галогенов замещать водородные атомы в молекулах белков, денатурируя их, а также, выделяя атомарный кислород, соединения галогенов оказывают активное окисляющее действие.

Соединения тяжелых металлов. К этой группе относят соли свинца, меди, цинка, серебра, ртути. Антимикробное действие соединений тяжелых металлов обусловлено ослаблением активности ферментов, а также образованием с белками альбуминатов.

Кислоты и щелочи. В основе бактерицидного действия кислот и щелочей лежат дегидратация микроорганизмов, изменение рН питательной среды, гидролиз коллоидных систем и образование кислотных и щелочных альбуминатов.

Кислоты способны коагулировать белки микробной клетки, изменять концентрацию водородных ионов в растворах. На практике кислоты применяют для уничтожения микробов на объектах окружающей среды, для создания определенного рН в питательных средах, при изготовлении и консервировании пищевых продуктов.

Спирты. Антимикробная активность спиртов обусловлена их способностью отнимать воду и свертывать белок. Наиболее широкое применение в качестве бактерицидного средства нашел этиловый спирт (С2Н5ОН). Бактерицидная активность этилового спирта зависит от его концентрации. Способностью инактивировать микробную клетку обладает 20% этиловый спирт, но наиболее эффективно использование 70% растворов. Более высокие концентрации в белковой среде образуют плотные белковые сгустки, внутри которых могут сохраняться живые бактерии.

Краски. Вещества этой группы обладают способностью подавлять рост микроорганизмов. В ветеринарной практике чаще всего используют: бриллиантовый зеленый (оказывает губительное действие на микробную клетку, соединяясь с ее белками, липидами, мукополисахаридами), акридин (блокирует анионные группы, жизненно необходимые бактериям), метиленовый синий (изменяет течение окислительно-восстановительных реакций, нарушая метаболические процессы микробной клетки).

Фенолы (фенол, крезол и их производные). Эффективность действия препаратов этой группы обусловлена их способностью легко проникать через клеточную мембрану внутрь клетки, денатурировать белки цитоплазмы и подавлять функции некоторых ферментов, что сопровождается нарушением метаболизма и приводит к гибели микробной клетки.

Альдегиды (формальдегид, глутаровый альдегид). Вещества этой группы способны вызывать дегидратацию поверхностных слоев клетки, легко проникать внутрь клетки и вступать в связь с аминогруппами белков, денатурируя их.

23. Действие биологических факторов на микроорганизмы: антибиотики, их классификация по происхождению, механизму действия, спектру действия. Устойчивость микробов к анти­ биотикам.

Микроорганизмы подвержены действию не только физических и химических, но и биологических факторов. Биологические факторы, обладающие свойством воздействовать на микроорганизмы, весьма разнообразны. Все живые существа объединены в устойчивые экологические системы – биоценозы. Для каждого биоценоза характерно видовое и количественное соотношение популяций, их структуры и взаимоотношения. Среди большого количества биоценозов особое место занимают микробиоценозы – сообщества (ассоциации) микроорганизмов. Взаимоотношения между отдельными видами микроорганизмов в пределах одного сообщества могут быть различными и проявляться в форме синергизма, сателлизма, антагонизма и др.

Синергизм. Для такого типа взаимоотношений между особями микробной ассоциации характерны одинаковые физиологические процессы у различных микроорганизмов, в результате чего имеет место увеличение количества веществ, синтезируемых микробной ассоциацией.

Сателлизм. При таком типе взаимоотношений происходит стимуляция роста одного вида микроорганизма продуктами жизнедеятельности другого.

Антагонизм. Для этого типа взаимоотношений характерно угнетение жизнедеятельности (а иногда и полное уничтожение) одних микроорганизмов веществами, синтезируемыми другими микроорганизмами.

Паразитизм – это такое отношение между членами ассоциации, при котором один из организмов (паразит) получает необходимые вещества за счет другого организма (хозяина), нанося при этом вред, что приводит к гибели хозяина.

Кроме взаимного влияния микроорганизмов друг на друга существуют и другие биологические объекты и, следовательно, и другие виды воздействия. Особый интерес представляет фагия. Это одна из форм взаимодействия между фагами (по своей природе это вирусы) и другими микроорганизмами (бактериями, актиномицетами, синезелеными водорослями). Фаги, как и другие вирусы можно обнаружить при помощи электронного микроскопа. Их размеры достигают 200нм. Фаги имеют овальную головку с отростком (хвостом). Головка окружена белковой оболочкой, внутри ее содержится нуклеиновая кислота (обычно ДНК). Отросток представляет собой полую трубку, покрытую белковым чехлом, способным сокращаться. На конце отростка находится базальная пластинка с зубцами, от которой отходят нити (фибриллы). Процесс взаимодействия фага с клеткой состоит из последовательной смены стадий:

I стадия – адсорбция фага и прикрепление его к клеточной стенке. Фаг «узнает» клетку при помощи концевых нитей своих отростков.

II стадия – проникновение ДНК фага в клетку. Эта стадия происходит под действием ферментов фага, которые разрушают клеточную стенку. Затем происходит сокращение наружной оболочки отростка и содержимое головки (ДНК) выталкивается в клетку.

III стадия – биосинтез фаговой нуклеиновой кислоты и белков капсида. Биосинтеза составных частей фага происходит с использованием веществ микробной клетки.

IV стадия – морфогенез фага. Этот процесс заключается в заполнении фаговой нуклеиновой кислотой пустотелых фаговых капсид и формировании зрелых частиц фага.

V стадия – выход фаговых частиц из разрушенной бактериальной клетки.

Взаимоотношения между фагами и другими микроорганизмами могут проявляться в виде продуктивной инфекции или лизогении. Состояние продуктивной инфекции характерно для фагов-агрессоров (вирулентных). Вирулентные фаги при проникновении в клетку бактерий интенсивно размножаются в ней, вызывая ее гибель. Состояние лизогении характерно для умеренных фагов (фагов-комменсалов). При контакте умеренного фага с бактериальной клеткой, клетка не гибнет, а становится носителем фага. При этом бактериофаг находится в состоянии профага, его геном ассоциируется с геномом бактерии и воспроизводится как часть бактериальной нуклеиновой кислоты.

По степени специфичности действия фаги подразделяют на три группы:

· монофаги – способны лизировать бактерии одного вида;

· полифаги – способны лизировать бактерии разных видов (преимущественно родственных);

· фаговары – способны лизировать только определенные варианты данного вида бактерий.

Кроме перечисленных широко используется действие еще одной группы биологически активных веществ, способных избирательно подавлять рост, инактивировать микроорганизмы, грибы, риккетсии, простейших и др. Это обширная группа антибиотиков, в настоящее время насчитывающая около 2000 соединений различного происхождения.

По происхождению антибиотики подразделяют на шесть групп:

1. Антибиотики, образуемые грибами и лишайниками. К этой группе относят пенициллин, гризеофульвин, цефалоспорин, усниновая кислота.

2. Антибиотики, продуцируемые актиномицетами. К этой группе относят стрептомицин, неомицин, канамицин, хлортетрациклин, хлорамфеникол, эритромицин, тилозин, нистатин.

3. Антибиотики, продуцируемые бактериями. Эта группа менее обширна, чем группа антибиотиков грибного и актиномицетного происхождения. Способностью продуцировать антибиотики обладают в большинстве своем сапрофитные бактерии, обитающие в почве. К этой группе относят колицин, грамицидин, пиоционин, субтилин, полимиксин. Некоторые из этих антибиотиков токсичны при парэнтеральном введении и применяются местно.

4. Антибиотики животного происхождения. К этой группе относят вещества, образуемые тканями животных: эритрин, выделяемый из эритроцитов некоторых животных; экмолин, полученный из тканей рыб; лизоцим, интерферон.

5. Антибиотики растительного происхождения. Многие растения способны синтезировать летучие и нелетучие вещества, обладающие бактерицидным и бактериостатическим действием на микроорганизмы. Такие соединения называют фитонцидами. Фитонциды призваны обеспечить защиту растений от возбудителей различных заболеваний. Некоторые фитонциды выделены в чистом виде. Например, аллицин – из чеснока, рафанин – из семян редиса, иманин – из зверобоя.

6. Синтетические антибиотики, полученные искусственно путем биосинтеза.

По механизму действия выделяют четыре основные группы антибиотиков:

1. Антибиотики, ингибирующие синтез пептидогликана клеточной стенки (пенициллины, цефалоспорины).

2. Антибиотики, нарушающие функцию цитоплазматической мембраны (грамицидин, полиены).

3. Антибиотики, разрушающие рибосомальные субчастицы и сдерживающие синтез белка (тетрациклины, амино-гликозиды, макролиды).

4. Антибиотики, избирательно подавляющие синтез нуклеиновых кислот (гризеофульвин, неомицин, новобиоцин).

В основе лечения с помощью антибиотиков лежит сложная иммунобиологическая реакция и, применяя антибиотики необходимо помнить об их иммунодепрессивных свойствах. Прежде чем назначить тот или иной антибиотик, необходимо знать его свойства, способ введения, спектр и механизм действия, срок сохранения в организме и пути выведения из организма. При несоблюдении правил применения антибиотиков могут возникнуть тяжелые последствия – токсикозы, морфофункциональные изменения в желудочно-кишечном тракте. Многие антибиотики обладают нейротоксическим, гепатотоксическим, нефротоксическим действием, угнетают функции эндокринной и кроветворной систем. При продолжительном приеме антибиотиков угнетается нормальная микрофлора организма, развиваются дисбактериозы. Одновременно начинает развиваться нечувствительная к антибиотику микрофлора, вызывая развитие суперинфекций (кандидозы). При неправильном применении антибиотиков утрачивается чувствительность возбудителей инфекционных заболеваний к применяемым препаратам, образуются антибиотико-резистентные формы микроорганизмов. В таких случаях применения антибиотиков с лечебной целью становится бессмысленным.

Устойчивость

Устойчивость микроорганизмов к действию антибиотиков вызвана несколькими причинами. В основном они сводятся к следующим. Во-первых, в любой совокупности микроорганизмов, сосуществующих на каком-то определенном участке субстрата, встречаются естественно устойчивые к антибиотикам варианты (примерно одна особь на миллион). При воздействии антибиотика па популяцию основная масса клеток гибнет (если антибиотик обладает бактерицидным действием) или прекращает развитие (если антибиотик обладает бактериостатическим действием). В то же самое время устойчивые к антибиотику единичные клетки продолжают беспрепятственно размножаться. Устойчивость к антибиотику этими клетками передается по наследству, давая начало новой устойчивой к антибиотику популяции. В данном случае происходит селекция (отбор) устойчивых вариантов с помощью антибиотика. Вовторых, у чувствительных к антибиотику микроорганизмов может идти процесс адаптации (приспособления) к вредному воздействию антибиотического вещества. В этом случае может наблюдаться, с одной стороны, замена одних звеньев обмена веществ микроорганизма, естественный ход которых нарушается антибиотиком, другими звеньями, не подверженными действию препарата. При этом микроорганизм также не будет подавляться антибиотиком. С другой — микроорганизмы могут начать усиленно вырабатывать вещества, разрушающие молекулу антибиотика, тем самым нейтрализуя его действие. Например, ряд штаммов стафилококков и спороносных бактерий образует фермент пенициллиназу, разрушающий пенициллин с образованием продуктов, не обладающих антибиотической активностью. Это явление называется энзиматической инактивацией антибиотиков.

Интересно отметить, что пенициллиназа в настоящее время нашла практическое применение в качестве антидота — препарата, снимающего вредное действие пенициллина, когда он вызывает тяжелые аллергические реакции, угрожающие жизни больного.

Микроорганизмы, обладающие устойчивостью к одному антибиотику, одновременно устойчивы и к другим антибиотическим веществам, сходным с первым по механизму действия. Это явление называется перекрестной устойчивостью. Например, микроорганизмы, ставшие устойчивыми к тетрациклину, одновременно приобретают устойчивость к хлортетрациклину и окситетрациклину.

Наконец, есть штаммы микроорганизмов, которые содержат в своих клетках так называемые R-факторы, или факторы резистентности (устойчивости). Распространение R-факторов среди болезнетворных бактерий в наибольшей степени снижает эффективность лечения многими антибиотиками по сравнению с другими видами микробной устойчивости, так как обусловливает устойчивость одновременно к нескольким антибактериальным веществам.

Все эти факты говорят о том, что для успешного лечения антибиотиками следует перед их назначением определять антибиотикорезистентность болезнетворных микробов,- а также пытаться преодолевать лекарственную устойчивость микробов.

Основные пути преодоления устойчивости микроорганизмов к антибиотикам, снижающей эффективность лечения, следующие:

изыскание и внедрение в практику новых антибиотиков, а также получение производных известных антибиотиков;

применение для лечения не одного, а одновременно нескольких антибиотиков с различным механизмом действия; в этих случаях одновременно подавляются разные процессы обмена веществ микробной клетки, что ведет к быстрой ее гибели и в значительной степени затрудняет развитие устойчивости у микроорганизмов; применение комбинации антибиотиков с другими химиотерапевтическими препаратами. Например, сочетание стрептомицина с парааминосалициловой кислотой (ПАСК) и фтивазидом резко повышает эффективность лечения туберкулеза;

подавление действия ферментов, разрушающих антибиотики (например, действие пенициллиназы можно подавить кристаллвиолетом);

освобождение устойчивых бактерий от факторов множественной лекарственной устойчивости (R-факторов), для чего можно использовать некоторые красители.

Существует много противоречивых теорий, которые пытаются объяснить происхождение устойчивости к лекарственным веществам. В основном они касаются вопросов о роли мутаций и адаптации в приобретении устойчивости. По-видимому, в процессе развития устойчивости к лекарственным веществам, в том числе и к антибиотикам, играют определенную роль как адаптивные, так и мутационные изменения.

В настоящее время, когда антибиотики широко применяются, устойчивые к антибиотическим препаратам формы микроорганизмов встречаются очень часто.

24. Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам.

Методы определения чувствительности к антибиотикам

Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам делятся на 2 группы: диффузионные и методы разведения.Определение чувствительности бактерий к антибиотикам:

диффузионные методы

-с использованием дисков с антибиотиками

-с помощью Е-тестов

-методы разведения

-разведение в жидкой питательной среде (бульоне)

-разведение в агаре

-При определении чувствительности диско-диффузионным методом на поверхность агара в чашке Петри наносят бактериальную суспензию определенной плотности (обычно эквивалентную стандарту мутности 0,5 по McFarland) и затем помещают диски, содержащие определенное количество антибиотика. Диффузия антибиотика в агар приводит к формированию зоны подавления роста микроорганизмов вокруг дисков. После инкубации чашек в термостате при температуре 35о-37оС в течение ночи учитывают результат путем измерения диаметра зоны вокруг диска в миллиметрах (рис. 1).

-Определение чувствительности микроорганизма с помощью Е-теста проводится аналогично тестированию диско-диффузионным методом. Отличие состоит в том, что вместо диска с антибиотиком используют полоску Е-теста, содержащую градиент концентраций антибиотика от максимальной к минимальной (рис. 2). В месте пересечения эллипсовидной зоны подавления роста с полоской Е-теста получают значение минимальной подавляющей концентрации (МПК).

Несомненным достоинством диффузионных методов является простота тестирования и доступность выполнения в любой бактериологической лаборатории. Однако с учетом высокой стоимости Е-тестов для рутинной работы обычно используют диско-диффузионный метод.

-Методы разведения основаны на использовании двойных последовательных разведений концентраций антибиотика от максимальной к минимальной (например от 128 мкг/мл, 64 мкг/мл, и т.д. до 0,5 мкг/мл, 0,25 мкг/мл и 0,125 мкг/мл). При этом антибиотик в различных концентрациях вносят в жидкую питательную среду (бульон) или в агар. Затем бактериальную суспензию определенной плотности, соответствующую стандарту мутности 0,5 по MсFarland, помещают в бульон с антибиотиком или на поверхность агара в чашке. После инкубации в течение ночи при температуре 35о-37оС проводят учет полученных результатов. Наличие роста микроорганизма в бульоне (помутнение бульона) или на поверхности агара свидетельствует о том, что данная концентрация антибиотика недостаточна, чтобы подавить его жизнеспособность. По мере увеличения концентрации антибиотика рост микроорганизма ухудшается. Первую наименьшую концентрацию антибиотика (из серии последовательных разведений), где визуально не определяется бактериальный рост принято считать минимальной подавляющей концентрацией (МПК). Измеряется МПК в мг/л или мкг/мл (рис. 3).Минимальная подавляющая концентрация (МПК) - наименьшая концентрация антибиотика (мг/л или мкг/мл), которая in vitro полностью подавляет видимый рост бактерий

Чувствительные микроорганизмы (susceptible)

Клинически к чувствительным относят бактерии (с учетом параметров, полученных in vitro), если при лечении стандартными дозами антибиотика инфекций, вызываемых этими микроорганизмами, наблюдают хороший терапевтический эффект.

При отсутствии достоверной клинической информации подразделение на категории чувствительности базируется на совместном учете данных, полученных in vitro, и фармакокинетики, т.е. на концентрациях антибиотика, достижимых в месте инфекции (или в сыворотке крови).

Резистентные микроорганизмы (resistant)

К резистентным (устойчивым) относят бактерии, когда при лечении инфекции, вызванной этими микроорганизмами, нет эффекта от терапии даже при использовании максимальных доз антибиотика. Такие микроорганизмы имеют механизмы резистентности.

Микроорганизмы c промежуточной резистентностью (intermediate)

Клинически промежуточную резистентность у бактерий подразумевают в случае, если инфекция, вызванные такими штаммами, может иметь различный терапевтический исход. Однако лечение может быть успешным, если антибиотик используется в дозировке, превышающей стандартную, или инфекция локализуется в месте, где антибактериальный препарат накапливается в высоких концентрациях.

С микробиологической точки зрения к бактериям с промежуточной резистентностью относят субпопуляцию, находящуюся в соответствии со значениями МПК или диаметра зон, между чувствительными и резистентными микроорганизмами. Иногда штаммы с промежуточной резистентностью и резистентные бактерии объединяют в одну категорию резистентных микроорганизмов.

Необходимо отметить, что клиническая интерпретация чувствительности бактерий к антибиотикам является условной, поскольку исход терапии не всегда зависит только от активности антибактериального препарата против возбудителя. Клиницистам известны случаи, когда при резистентности микроорганизмов, по данным исследования in vitro, получали хороший клинический эффект. И наоборот, при чувствительности возбудителя может наблюдаться неэффективность терапии.

В определенных клинических ситуациях, когда недостаточно результатов исследования чувствительности обычными методами, определяют минимальную бактерицидную концентрацию.

Минимальная бактерицидная концентрация (МБК) - наименьшая концентрация антибиотика (мг/л или мкг/мл), которая при исследовании in vitro вызывает гибель 99,9% микроорганизмов от исходного уровня в течение определенного периода времени.Минимальная бактерицидная концентрация (МБК) - это наименьшая концентрация антибиотика (мг/л или мкг/мл), которая при исследовании in vitro вызывает гибель 99,9% микроорганизмов от исходного уровня в течение определенного периода времени

Значение МБК используют при терапии антибиотиками, обладающими бактериостатическим действием, или при отсутствии эффекта от антибактериальной терапии у особой категории больных. Частными случаями для определения МБК могут быть, например, бактериальный эндокардит, остеомиелит или генерализованные инфекции у пациентов с иммунодефицитными состояниями.

В заключение хотелось бы отметить, что на сегодняшний день не существует методов, которые позволили бы с абсолютной достоверностью прогнозировать клинический эффект антибиотиков при лечении инфекционных болезней. Однако, данные результатов определения чувствительности могут служить хорошим ориентиром клиницистам для выбора и коррекции антибактериальной терапии.

Чувствительный

Не имеет механизмов резистентности

Терапия успешна при использовании обычных доз

С промежуточной резистентностью

Субпопуляция, находящаяся между чувствительной и резистентной

Терапия успешна при использовании максимальных доз или при локализации инфекции в местах, где антибиотик накапливается в высоких концентрациях

Резистентный

Имеет механизмы резистентности

Нет эффекта от терапии при использовании максимальных доз

25. Микрофлора почвы и методы ее изучения.

Почва состоит из минеральных и органических соединений. Она – продукт жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляюших процесс её формирования, самоочищения, круговорота азота, углерода, серы и железа в природе. Микроорганизмы почвы фиксируют азот из воздуха (около 100 млн. т ежегодно), образуют гумус почвы и высвобождают питательные вещества для растений, выполняют санитарную функцию почвы.

Очаговость распространения микроорганизмов – главная особенность их экологии в почве, позволяющая сохранить виды почвенных микроорганизмов и специфичность группировок по горизонтам почвы. В верхних слоях обитают актиномицеты и аэробы. В нижних – грибы и анаэробы. Общее количество микроорганизмов уменьшается по мере углубления в почву. Независимо от глубины наиболее густо всегда заселена околокорневая (ризосферная) зона растений (от греч. rhiza – одежда). Качественный состав околокорневой микрофлоры зависит от вида растений, но во всех случаях преобладает грибная флора. Количество микроорганизмов околокорневой зоны в тысячи раз превышает микробное число не занятой растениями почвы. Этот факт используется при обезвреживании почвы, обсемененной патогенными бактериями.

Микрофлора почвы включает все известные группа микроорганизмов: споровые и споронеобразующие бактерии, актиномицеты, грибы, спирохеты, архебактерии, простейшие, сине-зеленые водоросли, микоплазмы и вирусы. В 1 г почвы насчитывается до 6 млрд микробных тел. На качественный и количественный состав микрофлоры почвы влияет тип почвы, её плодородие, влажность, аэрация и физико – химические свойства. На микробиоценоз почвы существенно влияет деятельность человека: обработка почвы, внесение удобрений, мелиорация, загрязнение отходами производств.

Особо опасным в санитарном отношении является загрязнение почвы необезвреженными отходами животноводства (навоз, моча, отходы боенского производства, трупы животных). Самоочищающая способность почвы ограничена, а методы обеззараживания почвы громоздки и малоэффективны (например, 5 кг хлорной извести на 1 м кв почвы).

Некоторые патогенные микроорганизмы в зависимости от экологических особенностей вегетируют в почве, и почва для них является естественным местом обитания. Другая группа, в том числе и споронеобразующие, длительно сохраняются в почве определеного физико – химического состава, где при благоприятном температурно – влажностном режиме размножается. К третьей группе относятся возбудители хламидиозов, риккетсии, вирусы и особо прихотливые бактерии. Они быстро отмирают в почве.

Обеззараживающая способность разных почв неодинакова и подчас почва может служить благоприятным субстратом для патогенных микроорганизмов. Почва как субстрат, состоящий из твердой фазы и воды, служит естественным местом обитания для возбудителей многих заразных болезней: клостридиозов, сибирской язвы, псевдотуберкулеза, листериоза, лептоспироза, эризипелоида, туберкулеза, мелиоидоза, синегнойной инфекции, дерматомикозов, микотоксикозов, холеры, иерсиниоза, сальмонеллеза.

Санитарное состояние почвы оценивают по количеству микроорганизмов группы кишечной палочки, количеству анаэробов, споровых и термофилов, по наличию яиц гельминтов и специфических возбудителей инфекций.

Обезвреживание почвы, обсемененной патогенными микроорганизмами, проводят механической обработкой и посевом растений. Применение химических веществ приводит к утрате почвой плодородия.

26. Микрофлора воды и ее санитарно-бактериологическое исследование.

В морях, реках, озерах и в других водоемах, а также в грунтовых водах содержится значительное число видов микроорганизмов. Степень распространенности микробов в воде зависит от многих условий.

Одноклеточные зеленые водоросли в фитопланктоне океанов составляют 60% всех органических веществ, образовавшихся на нашей планете путем фотосинтеза. Живут микроорганизмы и в горячих источниках. Процесс фотосинтеза происходит у них при температуре +75 0С, а в щелочных водах бактерии выживают при температуре +100 0С.

В небольшом антарктическом озере Дон-Жуан солей содержится в 13 раз больше, чем в морской воде. Вода в этом озере не замерзает при температуре -24 0С. Но из этого озера выделяют бактерии и дрожжи. В водах Антарктиды обнаруживается до 100 бактерий в 1г воды.

Преобладающая микрофлора рек, озер, прудов – сапрофиты, то есть гнилостные. К ним относятся B. fluorescens, B. aquatile, B. violaceum, P. vulgaris, плесневые грибы и др.

Глубокие почвенные воды, ключевая, артезианская вода почти свободны от микроорганизмов. Незначительно бывают загрязненными атмосферные осадки, так как снег и вода увлекают большинство микробов воздуха вместе с пылью и после выпадения осадков воздух особенно чист.

Характер микрофлоры водоемов определяется особенностями конкретной водной среды. Микрофлору водоемов образуют две группы: аутохтонные (собственно водные) и аллохтонные (попадающие извне при загрязнении) микроорганизмы.

Аутохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающихся в воде. Микробный состав воды напоминает микрофлору почвы, с которой вода соприкасается (придонные и прибрежные почвы). В состав специфической водной микрофлоры входят Micrococcus candicans и M. roseus , Sarcina litea, Bacterium aquatilis communis, Pseudomonas fluorescens, различные виды Proteus и Leptospira. Среди анаэробов в незагрязненных водоемах выделяют Вacillus cereus, B. mycoides, Chromobacterium violaceum,виды Clostridium.

Аллохтонная микрофлора - совокупность микроорганизмов, случайно попавших в воду и сохраняющихся в ней сравнительно короткое время.

Количественные соотношения микроорганизмов в открытых водоемах варьируют в широких пределах, что зависит от типа водоема, степени его загрязнения, смены метеорологических условий сезона и т.д. Микроорганизмы воды играют значительную роль в круговороте веществ, расщепляя органические вещества животного и растительного происхождения и обеспечивая питательными веществами другие организмы, живущие в воде.

В реках вода загрязняется больше всего на территории населенных пунктов. В озерах, особенно прудах и болотах вода не всегда содержит большое количество микроорганизмов. Вполне понятно, что в открытые водоемы большинство микробов попадает из почвы. Поэтому в озерах, прудах, реках больше всего микробов у берегов.

В воде обитают все известные группы микробов, но наиболее существенный компонент населения водоемов – бактерии. Как известно, цитоплазматическая мембрана бактерий обладает способностью активного переноса через клеточную стенку питательных веществ. Благодаря этому бактерии способны потреблять питательный субстрат, присутствующий в ничтожно малых концентрациях и не доступных другим организмам (1-5 мг/л). Используя различные источники питательных веществ, бактерии синтезируют органическое вещество своего тела. Процесс окисления бактериями органических и минеральных веществ воды и сопряженного с ним бактериального синтеза являются, наряду с фотосинтезом водорослей, самыми крупномасштабными биологическими процессами, протекающими в водоемах.

В открытых водоёмах на неблагополучных по инфекционным болезням территориях, с которыми контактируют больные животные, обнаруживают возбудителей природно–очаговых инфекций. В донных отложениях прудов и озёр нередко обнаруживают возбудители ботулизма, злокачественного отека, эмфизематозного карбункула. Патогенные микроорганизмы водоемов могут включаться в пищевые цепи и по ним передаваться разным группам животных, птиц и рыб.

Загрязнение воды, в том числе болезнетворными микробами может быть препятствием для использования воды. Поэтому, любой водный источник необходимо подвергать санитарно-микробиологической оценке по следующей показателям:

1. окисляемость – количество растворенного в воде кислорода;

2. общее количество микробов – это количество колоний, выросших на МПА из 1 мл воды при температуре 370С в течение 24 часов;

3. коли-титр – это наименьший объем воды (в миллилитрах), в котором обнаруживается одна кишечная палочка;

4. коли-индекс – количество кишечных палочек в 1 л воды.

Болезнетворные микробы способны длительно сохраняться в воде, а в некоторых случаях и размножаться в ней. Связано это с тем, что самоочищающая способность воды гораздо ниже, чем самоочищающая способность почв. Самоочищение водоемов обуславливается рядом факторов:

быстрым течение воды, что ведет к падению концентрации органических веществ;

бактерицидным действием солнечного излучения;

минерализации органических соединений микробами;

часть микробов поглощается простейшими;

адсорбция твердыми частицами ила;

адсорбция на поверхность растений (водоемы с растениями и без растений);

действие фитонцидов растений.

Обеззараживание воды осуществляется следующими методами:

1. отстаивание с применением коагулянтов (сернокислый глинозем, сернокислая закись Fe) и активного ила;

2. хлорирование, аэрация в аэротенках;

3. биологическая очистка на полях орошения и полях фильтрации;

4. высушивание и термическая обработка;

5. озонирование.

27. Микрофлора воздуха и методы ее определения.

В воздухе всегда содержится то или иное количество микроорганизмов. При помощи воздуха происходит их распространение. Воздушным путем могут распространяться патогенные микробы, вызывающие болезни растений животных и человека.

Количество микроорганизмов в 1 куб м воздуха разных мест может достигать следующих размеров: в животноводческих помещениях до 2 млн; в жилых помещениях – 20 тыс; на улицах городов - 5 тыс; в парках - 200; в морском воздухе - 1-2 .

Микроорганизмы распространены неравномерно. Наибольшей концентрации они достигают в воздухе городов, меньшей – над полями, лесами, озерами, морями, высоко в горах. Более высокая концентрация микроорганизмов в запыленном воздухе, так как микроорганизмы активно адсорбируются на поверхности частиц пыли. В воздух микробы попадают из почвы, с тела животных, с поверхности транспорта. В уменьшении концентрации микробов в воздухе большую роль играют зеленые насаждения, задерживая частицы пыли.

В воздухе обнаруживают бактерии, водоросли, дрожжи, споры грибов. В воздухе животноводческих помещений всегда обнаруживается E. coli, стафилококки, грибы, протей. Таким образом, воздух может являться источником патогенных микроорганизмов для сельскохозяйственных животных.

Контаминация (обсеменение) воздуха патогенными микроорганизмами происходит капельным путем при кашле, чихании и фырканье животных, в время раздачи кормов, с частицами высохших фекалий. Степень загрязнения воздуха микроорганизмами зависит от вентиляции, скученности животных, конструкции помещений, способа содержания животных, способа удаления навоза, вентиляции и некоторых других факторов.

Исследование воздуха на наличие микроорганизмов проводят следующими методами: седиментационным, основанным на способности микроорганизмов оседать под действием силы тяжести, фильтрационным и с использованием аппарата Кротова. В аппарате Кротова воздух при помощи насоса прокачивается через узкую щель в стекле, попадая на вращающуюся чашку Петри с питательной средой. При помощи специальной шкалы можно определить количество прокаченного воздуха и, подсчитав количество колоний после инкубирования, определить количество колониеобразующих микроорганизмов (единиц) в единице объема воздуха (КОЕ).

Обеззараживание воздуха проводят: газами; аэрозольно (формалин с креолином); ультрафиолетовым излучением; заменой воздуха (вентиляция); применением аэроионизаторов.

28. Микрофлора тела сельскохозяйственных животных. Микрофлора рубца жвачных.

Тело более или менее крупного животного представляет для микроорганизмов целый мир с множеством экологических ниш. В естественных условиях организм любого животного населен множеством микроорганизмов. Среди них могут быть случайные формы, но для многих видов тело животного является основным или единственным местом их обитания. Характер и механизмы взаимодействий микроорганизмов с макроорганизмом многообразны и играют решающую роль в жизни и эволюции многих видов микроорганизмов. Для животного микроорганизмы важный экологический фактор, определяющий многие стороны его эволюционных изменений.

С современных позиций нормальную микрофлору рассматривают как совокупность микробиоценозов, занимающих многочисленные экологические ниши на коже и слизистых всех открытых внешней среде полостей организма. В значительной части микрофлора одинакова у всех животных в сравниваемых биотопах, но в составе микробиоценоза имеются индивидуальные различия. Аутомикрофлора здорового животного остается постоянной и поддерживается гомеостазом. Ткани и органы, не сообщающиеся с внешней средой, стерильны. Организм и его нормальная микрофлора составляют единую экологическую систему: микрофлора служит своеобразным «экстракорпоральным органом», играющим важную роль в жизнедеятельности животного. Будучи биологическим фактором защиты, нормальная микрофлора является тем барьером, после прорыва которого индуцируется включение неспецифических механизмов защиты.

Микрофлора кожи

Кожный покров тела имеет свои области, свой рельеф, свою «географию». Клетки эпидермиса кожи постоянно отмирают и пластинки рогового слоя слущиваются. Поверхность кожи постоянно «удобряется» продуктами выделения сальных и потовых желез. Потовые железы обеспечивают микроорганизмов солями и органическими соединениями, в том числе азотсодержащими. Выделения сальных желез богаты жирами.

Микроорганизмы заселяют главным образом участки кожи, покрытые волосами и увлажненные потом. На участках кожи, покрытых волосами, находится около 1,5*106 клеток/см2. Некоторые виды локализуются в строго определенных участках.

Обычно на коже преобладают грамположительные бактерии. Типичными обитателями кожи являются различные виды Staphylococcus, Micrococcus, Propionibacterium, Corynebacierium, Brevibacicrium, Acinetobacter. Для нормальной микрофлоры кожи характерны такие виды Staphylococcus, как St. epidermidis, нo не упомянутый St. aureus, развитие которого здесь свидетельствует о неблагоприятных изменениях микрофлоры организма. Представители рода Corynebacterium иногда составляют до 70% всей кожной микрофлоры. Некоторые виды являются липофильными, т. е. образуют липазы, разрушающие выделения жировых желез.

Большинство микроорганизмов, населяющих кожу, не представляют какой-либо опасности для хозяина, но некоторые, и, прежде всего St. aureus условно патогенны.

Нарушение нормального сообщества бактерий кожи может иметь неблагоприятные последствия для макроорганизма.

На кожных покровах микроорганизмы подвержены действию бактерицидных факторов сального секрета, повышающих кислотность (соответственно значение рН снижается). В подобных условиях живут преимущественно Staphylococcus epidermidis, микрококки, сарцины, аэробные и анаэробные дифтероиды. Другие виды (Staphylococcus aureus, бета-гемолитические и негемолитические стрептококки) правильнее рассматривать как временные. Основные зоны колонизации – эпидермис (особенно роговой слой), кожные железы (сальные и потовые) и верхние отделы волосяных фолликулов. Микрофлора волосяного покрова идентична микрофлоре кожи.

Микрофлора желудочно-кишечного тракта.

Наиболее активно микроорганизмы заселяют желудочно-кишечный тракт ввиду обилия и разнообразия в нем питательных веществ.

Кишечный тракт животных — обычное место обитания разнообразных микроорганизмов, преимущественно анаэробных. Характер взаимоотношений этих микроорганизмов с хозяином может быть различным и в первую очередь зависит от особенностей его рациона.

В кишечном тракте хищных или насекомоядных животных находится корм, по своему биохимическому составу близкий к составу их тела. Он является также прекрасным субстратом для развития микроорганизмов. Поэтому здесь складываются конкурентные взаимоотношения микроорганизмов с хозяином. Последний не может полностью исключить возможность их развития, но ограничивает его благодаря секреции кислоты и быстрому пищеварению, в результате чего почти все продукты деятельности пищеварительных ферментов потребляются животным. Более медленное прохождение корма через толстый кишечник способствует бурному развитию микроорганизмов, и в прямой кишке уже содержится огромное их количество.

В кишечник травоядных попадает большое количество клетчатки. Известно, что только некоторые беспозвоночные могут переваривать клетчатку самостоятельно. В большинстве случаев переваривание целлюлозы происходит за счет разрушения ее бактериями, а животное потребляет в качестве пищи продукты ее деградации и сами клетки микроорганизмов. Таким образом, здесь наблюдается кооперация, или симбиоз. Наибольшего совершенства этот тип взаимодействий достиг у жвачных животных. В их рубце корм задерживается достаточно долго, чтобы могли быть разрушены доступные микроорганизмам компоненты растительных волокон. В этом случае, однако, бактерии используют значительную часть растительного белка, который в принципе мог бы быть разрушен и использован самим животным. Однако у многих животных взаимодействие с кишечной микрофлорой носит промежуточный характер. Например, у лошадей, кроликов, мышей в кишечнике корм в значительной степени используется до того, как начнется бурное развитие бактерий. Однако в отличие от хищников, у таких животных корм дольше задерживается в кишечнике, что способствует ее сбраживанию бактериями.

Наиболее активная жизнедеятельность микроорганизмов всегда происходит в толстом кишечнике. Анаэробы здесь развиваются, осуществляя брожения, при которых образуются органические кислоты—преимущественно уксусная, пропионовая и масляная. При ограниченном поступлении углеводов образование этих кислот энергетически выгоднее, чем образование этанола и молочной кислоты. Происходящее здесь же разрушение белков приводит к снижению кислотности среды. Накапливающиеся кислоты могут быть использованы животным.

Содержимое кишечника — благоприятная среда обитания микроорганизмов. Однако здесь действует и ряд неблагоприятных факторов, способствующих адаптации и специализации кишечных микроорганизмов. Так, в толстом кишечнике накапливаются желчные кислоты до концентрации, уже угнетающих рост некоторых бактерий. Масляная и уксусная кислоты также обладают бактерицидными свойствами.

В состав кишечной микрофлоры различных животных входит ряд видов бактерий, способных разрушать целлюлозу, гемицеллюлозы, пектины. У многих млекопитающих в кишечнике обитают представители родов Bacteroides и Ruminococcus. B.succinogenes был обнаружен в кишечнике лошадей, коров, баранов, антилоп, крыс, обезьян. R.albus и R. flavefaciens, активно разрушающие клетчатку, обитают в кишечнике лошадей, коров, кроликов. К сбраживающим клетчатку кишечным бактериям относятся также Butyrivibrio fibrisolvens и Eubacterium cellulosolvens. Роды Bacteroides и Eubacterium представлены в кишечнике млекопитающих рядом видов, некоторые из которых разрушают также белковые субстраты.

В составе кишечной микрофлоры разных животных обнаруживаются характерные различия. Так, у собак относительно много стрептококков и клостридий.

В кишечнике, рубце жвачных животных и других органах представители нормальной микрофлоры распределены определенным образом. Часть форм приурочена к поверхности клеток, другие находятся на некотором удалении от ткани. Состав прикрепленных форм может изменяться при ослаблении или заболевании хозяина, и даже при стрессе. При нервных стрессах, например, за счет активизации протеаз происходит разрушение белка на поверхности глоточного эпителия, что позволяет прикрепляться клеткам условно патогенной бактерии Pseudomonas aeruginosa, которые начинают здесь активно размножаться вместо безвредных представителей нормальной микрофлоры. Образовавшаяся популяция Ps. aeruginosa в дальнейшем может вызвать поражение легких.

Рубец жвачных обильно заселен большим числом видов бактерий и простейших. Анатомическое строение и условия в рубце почти идеально отвечают требованиям для жизнедеятельности микроорганизмов. В среднем, по данным различных авторов, количество бактерий составляет 109*1010 клеток в 1 г рубцового содержимого.

Помимо бактерий, в рубце осуществляют расщепление кормов и синтез важных органических соединений для животного организма также различные виды дрожжей, актиномицетов и простейших. Инфузорий в 1 мл может быть несколько (3-4) миллионов.

Видовой состав рубцовых микроорганизмов со временем претерпевает изменения.

В молочный период в рубце у телят преобладают лактобактерии и определенные виды протеолитических бактерий. Полное становление рубцовой микрофлоры завершается при переходе животных на кормление грубыми кормами. У взрослых жвачных видовой состав рубцовых бактерий, по мнению некоторых авторов, постоянен, существенным образом не изменяется в зависимости от кормления, времени года и ряда других факторов. Представляют наиболее важное в функциональном отношении значение следующие виды бактерий: Bacteroides succinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens, Ruminococcus flavefaciens, R. aibus, Cillobacterium cellulosolvens, Clostridium cellobioparus, Clostridium locheadi и др.

Утилизация в рубце жвачных моносахаридов (глюкоза, фруктоза, ксилоза и др.), поступающих с кормом, а главным образом образующихся при гидролизе полисахаридов, осуществляется в основном рубцовыми микроорганизмами. Из-за наличия в рубце анаэробных условий углеводы в клетках рубцовых микроорганизмов окисляются не полностью, конечными продуктами брожения являются органические кислоты, углекислота, этанол, водород, метан. Часть продуктов гликолиза (молочная, янтарная, валериановая кислоты и некоторые другие вещества) используется самими бактериями в качестве источника энергии и для синтеза клеточных соединений. Конечные продукты углеводного обмена в рубце жвачных – летучие жирные кислоты – используются в обмене веществ животного-хозяина.

Ацетат, один из основных продуктов рубцового метаболизма, является предшевственником жира молока, источником энергии для животных. Пропионат и бутират используются животными для синтеза углеводов.

В настоящее время известно, что белок в рубце расщепляется под действием протеолитических ферментов микроорганизмов с образованием пептидов и аминокислот, которые в свою очередь, подвергаются воздействию дезаминаз с образованием аммиака. Дезаминирующими свойствами обладают культуры, относящиеся к видам: Selenomonas ruminantium, Megasphaera eisdenii, Bacteroides ruminicola и др. Большая часть потребляемого с кормом растительного белка превращается в рубце в белок микробиальный. Как правило, процессы расщепления и синтеза белка идут одновременно. Значительная часть рубцовых бактерий, являясь гетеротрофами, для синтеза белка использует неорганические соединения азота. Наиболее важные в функциональном отношении рубцовые микроорганизмы (Bacteroides ruminicola, Bacteroides succinogenes, Bacteroides amylophilus и др.) для синтеза азотистых веществ своих клеток используют аммиак.

Тонкий отдел кишечника содержит сравнительно не большое количество микроорганизмов. В этом отделе кишечника чаще всего находятся устойчивые к действию желчи энтерококки, кишечная палочка, ацидофильные и споровые бактерии, актиномицеты, дрожжи и др.

Толстый отдел кишечника наиболее богат микроорганизмами. Основные обитатели его – энтеробактерии, энтерококки, споровые бактерии, актиномицеты, дрожжи, плесени, большое количество гнилостных и некоторых патогенных анаэробов (Cl.sporogenes, Cl. putrificus, Cl. perfringens, Cl. tetani, F. necrophorum). В 1 г экскрементов травоядных может содержаться до 3,5 млрд. различных микроорганизмов. Микробная масса составляет около 40% сухого вещества испражнений.

В толстом отделе кишечника протекают сложные микробиологические процессы, связанные с расщеплением клетчатки, пектиновых веществ, крахмала. Микрофлору желудочно-кишечного тракта принято делить на облигатную (молочнокислые бактерии, E. coli, энтерококки, Cl. perfringens, Cl.sporogenes и др.), которая адаптировалась к условиям этой среды и стала постоянным ее обитателем, и факультативную, изменяющуюся в зависимости от вида корма и воды.

Микрофлора органов дыхания.

Верхние отделы дыхательных путей несут высокую микробную нагрузку – они анатомически приспособлены для осаждения бактерий из вдыхаемого воздуха. Помимо обычных негемолитических и зеленящих стрептококков, непатогенных нейссерий, стафилококков и энтеробактерий, в носоглотке можно обнаружить менингококки, пиогенные стрептококки и пневмококки. Верхние отделы дыхательных путей у новорожденных обычно стерильны и колонизируются в течение 2-3 суток.

Исследования последних лет показали, что наиболее часто из дыхательных путей клинически здоровых животных выделяется сапрофитная микрофлора: S. saprophiticus, бактерии родов Micrococcus, Bacillus, коринеформные бактерии, негемолитические стрептококки.

Кроме того, выделены патогенные и условно-патогенные микроорганизмы: альфа- и бета – гемолитические стрептококки, стафилококки (S. aureus), энтеробактерии (эшерихии, сальмонеллы, протей и др.), пастереллы, псевдомонады, и в единичных случаях, грибы рода Candida.

В носовой полости обнаруживается наибольшее число сапрофитов и условно-патогенных микроорганизмов. Они представлены стрептококками, стафилококками, сарцинами, пастереллами, энтеробактериями, коринеформеными бактериями, грибами рода Candida, Ps. aeruginosa и бацилами. Трахея и бронхи заселены аналогичными группами микроорганизмов. В легких обнаружены отдельные группы кокков (бета- гамолитическими, S. aureus), микрококки, пастереллы, E. coli.

При снижении иммунитета у животных (особенно молодняка) микрофлора органов дыхания проявляет болезнетворные свойства.

Микрофлора мочеполовой системы.

Микробный биоценоз органов мочеполовой системы более скудный. Верхние отделы мочевыводящих путей обычно стерильны; в нижних отделах доминируют Staphylococcus epidermidis, негемолитические стрептококки, дифтероиды; часто выделяют грибы родов Candida, Toluropsis и Geotrichum. В наружных отделах доминирует Mycobacterium smegmatis.

Основной обитатель влагалища – B. vaginale vulgare, обладающая выраженным антогонизмом к другим микробам. При физиологическом состоянии мочеполовых путей микрофлора обнаруживается только в их наружных отделах (стрептококки, молочнокислые бактерии).

Матка, яичники, семенники, мочевой пузырь в норме стерильны. У здоровой самки плод в матке стерилен до момента начавшихся родов. При гинекологических заболеваниях видовой состав микрофлоры изменяется.

Роль нормальной микрофлоры.

Нормальная микрофлора играет важную роль в защите организма от патогенных микробов, например, стимулируя иммунную систему, принимая участие в реакциях метаболизма.

Нормальная микрофлора составляет конкуренцию для патогенной; механизмы подавления роста последней достаточно разнообразны. Основной механизм – избирательное связывание нормальной микрофлорой поверхностных рецепторов клеток, особенно эпителиальных. Большинство представителей резидентной микрофлоры проявляет выраженный антагонизм в отношении патогенных видов. Эти свойства особенно ярко выражены у бифидобактерий и лактобактерий.

Нормальная микрофлора – неспецифический стимулятор («раздражитель») иммунной системы; отсутствие нормального микробного биоценоза вызывает многочисленные нарушения в иммунной системе. Другая роль микрофлоры была установлена после того, как были получены безмикробные животные. Антиген представителей нормальной микрофлоры вызывают образование антител в низких титрах. Они преимущественно представлены IgA, выделяющимися на поверхность слизистых оболочек. IgA составляют основу местной невосприимчивости к проникающим возбудителям и не дают возможности комменсалам проникать в глубокие ткани. Нормальная кишечная микрофлора играет огромную роль в метаболических процессах организма и поддержании их баланса.

Общепринятый факт – ведущая роль нормальной микрофлоры в обеспечении организма ионами Fe2+, Ca2+, витаминами К, D, группы В (особенно В1, рибофлавин), никотиновой, фолиевой и пантотеновой кислотами. Кишечные бактерии принимают участие в инактивации токсичных продуктов эндо- и экзогенного происхождения. Кислоты и газы, выделяющиеся в ходе жизнедеятельности кишечных микробов, оказывают благоприятное действие на перистальтику кишечника и своевременное его опорожнение.

Таким образом, действие микрофлоры тела на организм складывается из следующих факторов:

· Нормальной микрофлоре принадлежит важнейшая роль в формировании иммунологической реактивности организма.

· Представители нормальной микрофлоры благодаря продуцированию разнообразных антибиотических соединений и выраженной антагонистической активности предохраняют органы, сообщающиеся с внешней средой, от внедрения и безграничного размножения в них патогенных микроорганизмов.

· Микробные ассоциации являются существенным звеном в печеночно-кишечной циркуляции таких важнейших компонентов желчи, как соли желчных кислот, холестерина и желчные пигменты.

· Микрофлора в процессе жизнедеятельности синтезирует витамин К и ряд витаминов группы В, некоторые ферменты и, возможно, другие, пока неизвестные, биологически активные соединения.

· Микрофлора исполняет роль дополнительного ферментного аппарата, расщепляя клетчатку и другие трудно перевариваемые составные части корма.

Нарушение видового состава нормальной микрофлоры под влиянием инфекционных и соматических заболеваний, а также в результате длительного и нерационального использования антибиотиков приводит к состоянию дисбактериоза, который характеризуется изменением соотношения различных видов бактерий, нарушением усвояемости продуктов пищеварения, изменением ферментативных процессов, расщеплением физиологических секретов. Для коррекции дисбактериоза следует устранить факторы, вызвавшие этот процесс.

29. Микрофлора кормов. Микробиологические основы консервирование зеленой растительной массы (силос, сенаж, сено).

орма, их состав во многом определяют состояние и продуктивность животных. Качество растительных кормов, их питательность связаны с действием микроорганизмов, находящихся на поверхности растений.

Микроорганизмы, которые живут и размножаются на наземных частях растений (листья, стебли), называют эпифитами. Такую микрофлору изучают для того, чтобы знать ее видовой состав, свойства и процессы, которые она может вызывать при заготовке и хранении кормов. Эпифиты чаще всего попадают на поверхность растений из почвы, вместе с семенами растений при посеве. Количество эпифитов на поверхности растений зависит от фазы развития растения, влажности и других факторов. Так, при увеличении влажности и возраста растений, возрастает численность микроорганизмов на их поверхности.

Для эпифитов, в отличие от других микроорганизмов характерно, что они, находясь на поверхности растений, хорошо переносят действие фитонцидов и солнечных луч ей и питаются веществами, синтезируемыми растениями. Эпифиты не повреждают ткани растения и не проникают в их глубокие слои и не обладают специфичностью к определенным видам растений.

Скошенная растительная масса служит хорошей питательной средой для микроорганизмов. Начинают активно размножаться представители гнилостной микрофлоры, маслянокислые микроорганизмы и плесневые грибы. Активное развитие таких микроорганизмов ведет к порче и потере большого количества питательных веществ корма, превращая корма в массу не пригодную к скармливанию.

Рассмотрим сущность некоторых микробиологических процессов, происходящих при заготовке некоторых растительных кормов.

Сено.

Сено готовят из скошенных трав, имеющих 70-80% свободной воды. Именно свободную воду могут использовать микроорганизмы для своего роста и размножения. Следовательно, чем быстрее высушена скошенная масса, тем быстрее будут созданы условия неблагоприятные для роста микроорганизмов и потери питательных веществ будут наименьшими.

После высушивания в сене сохраняется большое количество микроорганизмов, находящихся в анабиотическом состоянии. При попадании воды внутрь такой массы жизнедеятельность микроорганизмов начинает активизироваться, они начинают интенсивно размножаться и наращивать микробную массу. Процесс характеризуется повышением температуры до 40-500С. При этом мезофильная микрофлора постепенно начинает замещаться термофильной, что сопровождается повышением температуры до 70-800С. Происходит обугливание растительной массы: растения становятся вначале бурыми, а затем черными. В некоторых случаях происходит воспламенение растительной массы.

Сенаж.

Сенаж – зеленая растительная масса с пониженной влажностью (40-50%), сохраняемая под влиянием физиологической сухости и биохимических процессов, вызываемых микроорганизмами, при ее хранении без доступа кислорода. Отсутствие кислорода и невысокая влажность замедляют рост гнилостной микрофлоры и плесневых грибов.

Силос.

Силосование представляет собой сложный биохимический и микробиологический процесс превращения свежей растительной массы в заквашенный корм. Динамика процессов, происходящих в силосуемой массе, выглядит следующим образом:

· Первая фаза. В эту фазу происходит активное развитие смешанной микрофлоры. Это связано с большим количеством питательных веществ, высвобождающихся из растительных клеток после скашивания и измельчения. Кроме того в свежескошенной неуплотненной массе имеется большое количество воздуха. При хорошем уплотнении растительной массы прекращается доступ кислорода, более активно размножаются молочнокислые бактерии, накапливаются кислоты и замедляется развитие других групп микроорганизмов.

· Вторая фаза. Фаза основного брожения, в котором преобладают молочнокислые бактерии. Они увеличивают рН корма, происходит задержка роста и гибель некоторых неспорообразующих микроорганизмов, но сохраняются споры бацилл. молочнокислые кокки, активно размножавшиеся в начале второй фазы, заменяются молочнокислыми палочками. К концу второй фазы уменьшается количество питательных веществ корма, доступных для микроорганизмов, что приводит к постепенному уменьшению микробной популяции.

Третья фаза. Для неё характерно накопление большого количества молочной кислоты и постепенное уменьшение количества молочнокислой микрофлоры. Этой фазой заканчиваются микробиологические процессы, протекающие в силосуемой массе.

30. Микрофлора навоза. Микробиологические процессы утилизации клетчатки, белка и других соединений в зависимости от способа хранения навоза. Выживаемость патогенных микро­ организмов в навозе.

В навозе содержится много органического вещества, в связи с чем, он представляет собой хорошую среду для развития микроорганизмов. Их количество в навозе велико. Так в 1т навоза содержится до 10 кг микробной массы, а в 1 г – до 90 млрд. живых микробных клеток. Микроорганизмы не только используют питательные вещества навоза, но и формируют его. Благодаря деятельности микробов навоз приобретает свойства органического удобрения.

Состав веществ в навозе непостоянен. Он зависит от соотношения твердых и жидких фракций, количества и состава корма, подстилки, вида животных и некоторых других факторов. Следовательно, разнообразной будет и микрофлора. В навозе присутствуют аммонификаторы, нитрификаторы, денитрификаторы, возбудители брожения, плесневые грибы, а также часто обнаруживаются возбудители инфекционных заболеваний.

Биотермическое обеззараживание навоза. Для биотермического обеззараживания отводят специальный участок, на дно которого кладут слой соломы, а затем – навоз от больных животных. Сверху и с боков обеззараживаемую массу обкладывают обеззараженным навозом и слоем торфа или соломы. При достаточном поступлении воздуха интенсивно протекают микробиологические процессы, сопровождающиеся выделением энергии. Благодаря этому температура внутри массы увеличивается до 60-700С. При такой температуре гибнут вегетативные формы микроорганизмов.

31. Понятие об инфекции. Условия возникновения инфекционного процесса.

Инфекция (лат. infectio - заражаю) - это состояние зараженности, обусловленное взаимодействием животного организма и патогенного микроба. Размножение внедрившихся в организм патогенных микробов вызывает комплекс защитно-приспособительных реакций, являющихся ответом на специфическое патогенное действие микроба. Реакции выражаются в биохимических, морфологических и функциональных изменениях, в иммунологическом ответе и направлены на сохранение постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).

Состояние инфекции, как всякого биологического процесса, динамично раскрывается через инфекционный процесс. С одной стороны, инфекционный процесс включает внедрение, размножение и распространение возбудителя болезни в организме, его патогенное действие, а с другой - реакцию организма на это действие. Ответные реакции организма, в свою очередь, делят условию на две группы: инфекционно-патологическую и защитно-иммунологическую. Следовательно, инфекционный процесс составляет патогенетическую сущность инфекционной болезни.

Патогенное (вредоносное) действие возбудителя инфекции в количественном и качественном отношениях может быть неодинаковым. В конкретных условиях оно проявляется в одних случаях в форме инфекционной болезни разной тяжести, в других - без ярко выраженных клинических симптомов, в третьих - лишь изменениями, выявляемыми микробиологическими, биохимическими и иммунологическими методами исследования. Это зависит от количества и качества специфического возбудителя, возможности его проникновения в организм восприимчивого животного, условий внутренней и внешней среды, определяющих характер взаимодействия микро- и макроорганизма.

Состояние инфекции, как и всякого биологического процесса, динамично. динамику реакции взаимодействия между микро- и макроорганизмом называют инфекционным процессом. Инфекционный процесс, с одной стороны включает внедрение, размножение и распространение патогенного микроба в организме, а с другой стороны, реакцию организма на это действие. Эти реакции выражаются в биохимических, морфологических, функциональных и иммунологических изменениях, направленных на сохранение постоянства внутренней среды организма.

Для возникновения инфекционной болезни необходим ряд условий:

· микроорганизм должен быть достаточно вирулентен;

· организм хозяина должен быть восприимчив к данному возбудителю;

· необходимо внедрение определенного количества микроорганизмов;

· микроорганизмы должны проникнуть в организм через наиболее благоприятные ворота инфекции и достичь восприимчивых тканей;

· условия среды должны благоприятствовать взаимодействию между микро- и макроорганизмом.

Судьба патогенных микробов, попавших в организм, может быть различной в зависимости от состояния организма и вирулентности возбудителя. Некоторые микробы, попав с током крови в определенные органы, задерживаются в их тканях, размножаются, вызывая заболевание. Любая инфекционная болезнь, независимо от клинических признаков и места локализации возбудителя, представляет собой заболевание всего организма.

Если болезнь вызвана одним возбудителем, то ее называют моноинфекцией. Когда причина заболевания – два и более возбудителя, то говорят о смешанной инфекции. Например, крупный рогатый скот может болеть одновременно туберкулезом и бруцеллезом.

Вторичная, или секундарная инфекция – это такая инфекция, которая возникает вслед за первичной (основной) инфекцией. Например, при чуме свиней вторичная инфекция – пастереллез. Возбудителями вторичных инфекций является условно-патогенная микрофлора, которая является постоянным обитателем организма животных и проявляет свои вирулентные свойства при ослаблении защитных сил организма.

Большинство инфекционных болезней характеризуется наличием определенных, явно выраженных клинических признаков. Такая форма болезни называется типичной. Инфекционный процесс может быстро заканчиваться выздоровлением животного – это доброкачественное течение. При пониженной естественной резистентности организма и наличии высоковирулентного возбудителя, болезнь может принимать злокачественное течение, характеризующееся высокой летальностью.

В зависимости от характера проявления и поражаемой системы органов, инфекционные болезни делятся на кишечные (колибактериоз, сальмонеллез), респираторные (туберкулез), инфекции кожных покровов и слизистых оболочек (столбняк, ящур). Возбудители кишечных инфекций передаются алиментарным путем (корм, вода). Инфекции дыхательных путей распространяются воздушно-капельным путем, реже воздушно-пылевым. Возбудители инфекций кожных покровов и слизистых оболочек передаются через предметы обихода, посредством прямого контакта (укусы при бешенстве) или половым путем (кампилобактериоз).

По характеру возникновения выделяют экзогенные и эндогенные инфекции. В случае, когда заражение происходит в результате попадания микроорганизмов из вне, говорят об экзогенной (гетерогенной) инфекции (ящур, сибирская язва, чума). В случае, когда условно-патогенные микроорганизмы проявляют свои патогенные свойства при стечении ряда обстоятельств, связанных с пониженной резистентностью макроорганизма, говорят об эндогенной (спонтанной, аутоинфекции) инфекции.

Инфекционные заболевания принято разделять на антропонозные, зоонзные и зоооантропонозные. Заболевания (холера, брюшной тиф и т.д.), которыми болеет только человек, называют антропонозными (антропонозы). Заболевания, которыми болеют только животные, называются зоонозными (зоонозы), например сап, мыт, бордетеллез. Заболевания, которыми болеет человек и животные, называют - зооантропонозные (бруцеллез, иерсиниозы, лептоспироз) или зооантропонозы.

32. Формы проявления инфекции. Понятие о рецидиве, суперинфекции, реинфекции. Микро- боносительство.

По характеру взаимодействия возбудителя болезни животного организма выделяют три одинаково важные в эпизоотологическом отношении формы инфекции.

Первая и наиболее яркая форма инфекции-инфекционная болезнь, характеризующаяся внешними признаками нарушения нормальной жизнедеятельности животного организма, функциональных расстройств я морфологических повреждений тканей. Инфекционную болезнь, проявляющуюся определенной клинической картиной, относят к явной инфекции. Нередко инфекционная болезнь клинически не проявляется или проявляется малозаметно, и инфекция остается скрытой (бессимптомной, латентной, инаппаратной). Однако и в таких случаях с помощью бактериологического, патоморфологического и иммунологического исследований удается выявить наличие инфекционного процесса, свойственного этой форме инфекции -болезни.

Ко второй форме инфекции относят микробоносительство, не связанное с предшествующим переболеванием животного. В таких случаях наличие возбудителя инфекции в органах и тканях клинически здорового животного не приводит к патологическому состоянию и не сопровождается иммунологической перестройкой организма. При микробоносительстве равновесие между микро- и макроорганизмом поддерживается естественными факторами резистентности. Эту форму инфекции устанавливают только посредством микробиологического исследования. Микробоносительство довольно часто регистрируют при многих болезнях среди здоровых животных как восприимчивого, так в невосприимчивого вида (возбудители рожи свиней, пастереллеза, клостридиозов, микоплазмоза, злокачественной катаральной горячки и т. д.). В природе существуют и другие виды микробоносительства (например, реконвалесцентами и переболевшими животными), их необходимо дифференцировать от самостоятельной формы инфекции - микробоносительства здоровыми животными.

К третьей форме инфекции относят иммунизирующую субинфекцию, при которой попавшие в организм животного микробы вызывают только специфическую перестройку и иммунитет. Нередко такое взаимодействие приводит лишь к появлению низкого уровня так называемых нормальных антител. В организме не происходит функциональных расстройств, и он не становится источником возбудителя инфекции. Иммунизирующая субинфекция, как и микробоносительство, широко распространена в природе, но изучена пока недостаточно (например, при лептоспирозе, эмкаре и пр.), а поэтому ее трудно контролировать при осуществлении противоэпизоотических мероприятий.

Таким образом, понятие "инфекция" намного шире понятия "инфекционный процесс" и "инфекционная болезнь". Дифференцированный подход к формам инфекции позволяет правильно вести диагностику инфекционных болезней и максимально выявлять зараженных животных в неблагополучном стаде.

Наиболее яркой формой проявления инфекции и инфекционного процесса является инфекционная болезнь, которая обусловлена патологическими процессами, вызванными действием возбудителя, и характеризуется определенной клинической картиной.

Инфекционная болезнь имеет ряд особенностей, отличающих ее от болезней неинфекционного характера:

· Причиной инфекционной болезни является определенный специфический возбудитель.

· Больной организм сам становится источником возбудителя инфекции, который, выделяясь в окружающую среду, заражает здоровых животных. В больном организме происходят процессы образования специфических антител, благодаря чему организм после выздоровления, в большинстве случаев, становится невосприимчивым к повторному заражению тем же возбудителем.

Рецидив, экзацербация, новое обострение («возврат») болезни после кажущегося выздоровления — ремиссии. При скрыто протекающем хроническом инфекционном процессе (например, бруцеллёзе, пневмонии, рожистом воспалении) причинами Р. могут быть неполноценность иммунитета, охлаждение, присоединение вторичной инфекции; в других случаях Р. обусловлены погрешностями в диете (например, при колитах), цикличностью течения самого заболевания (малярия, возвратный тиф). Обычно при этом активизируется сохранившаяся в организме болезнетворная микрофлора. При повторном заражении теми же микроорганизмами говорят о реинфекции. В патогенезе Р. неинфекционных заболеваний имеют значение психические потрясения (например, при экземе), сосудистые нарушения, закономерности опухолевого роста, недостаточное лечение (например, неполное удаление опухоли). Патогенез Р. в некоторых случаях неясен (например, при периодической болезни, шизофрении). Клиническая картина Р. может напоминать начало заболевания или отличаться от него, что обусловлено как характером болезни, так и применяемой терапией (см. Патоморфоз). Иногда Р. протекает более тяжело, чем 1-я «атака» болезни, труднее поддаётся лечению (Р. острых лейкозов) и может сопровождаться осложнениями (например, кишечное кровотечение при брюшном тифе). При некоторых заболеваниях Р. наблюдается часто (например, при хронической дизентерии). Лечение и профилактика Р., как правило, те же, что и при основном заболевании.

Иногда болезнь может протекать без клинических признаков вследствие наступившего равновесия между макро- и микроорганизмом. При таком течении заболевания часто возможет возврат симптомов той же болезни. Такое явление называют рецидив, а периоды между рецидивами называют ремиссия. Рецидивы характерны для инфекционной анемии лошадей, сальмонеллезов и других инфекционных заболеваний.

Реинфекция (от ре... и инфекция), повторное заражение человека или животных возбудителем инфекционного заболевания. От Р. отличают обострение болезни после кажущегося выздоровления (см. Рецидив), что имеет значение для медицинской тактики в эпидемическом очаге.

В некоторых случаях макроорганизм переболевает какой-либо инфекционной болезнью, освобождается от возбудителя, но не приобретает стойкого иммунитета. При повторном попадании микроорганизма возникает повторное заболевание, в таком случае говорят о реинфекции.

Суперинфекция

повторное заражение новым инфекционным заболеванием в условиях незавершившегося инфекционного заболевания, вызванное другим микроорганизмом, обычно устойчивым к лекарственному веществу, которое применялось для лечения первичной инфекции. Возбудителем новой инфекции может быть один из тех микроорганизмов, которые в норме являются безвредными обитателями человеческого организма, но становятся патогенными при удалении других микроорганизмов в результате приема лекарственных веществ; или же он может являться устойчивой разновидностью возбудителя первичной инфекции.

Повторное заражение организма, у которого не закончилось основное заболевание, называют суперинфекцией. Суперинфекция встречается при многих инфекционных болезнях, протекающих в острой или хронической форме.

33. Динамика развития инфекционного процесса, периоды. Понятие о бактериемии, сепсисе, септикопиемии, токсемии.

По форме течения и клиническому проявлению инфекционного заболевания различают сверхострое (молниеносное), острое, подострое, хроническое, абортивное, типичное и атипичное течение инфекционного процесса. Сверхострое течение длится несколько часов, при этом типичные клинические признаки не успевают развиваться из-за гибели животного. Острое течение продолжается от одного до нескольких дней, для него характерно проявление типичных клинических признаков. Подострое течение болезни более продолжительное, клинические признаки также типичны, но выражены менее четко. При хроническом течении болезнь может затянуться на месяцы и годы. При этом клинические признаки выражены слабо, а иногда вообще отсутствуют. Такое течение болезнь принимает из-за снижения вирулентных свойств возбудителя и достаточно высокое резистентности организма. Если типичное течение болезни внезапно останавливается и наступает выздоровление, то течение болезни называют абортивным.

Инфекционный процесс может протекать бессимптомно, скрыто, латентно (бессимптомная, скрытая инфекция). Следствием скрытой инфекции может быть иммунизирующая субинфекция – состояние, при котором патогенные микроорганизмы, приникая в макроорганизм многократно и небольших количествах, стимулируют иммунобиологические реакции, сопровождающиеся выработкой специфических антител, но сами при этом не погибают. У таких животных не выявляют функциональных расстройств, а после убоя не обнаруживают специфических изменений во внутренних органах, но такие животные на протяжении длительного времени являются носителями и источниками возбудителя.

Инфекционный процесс характеризуется цикличным развитием и включает в себя следующие периоды развития: инкубационный, продромальный, клинический (разгар болезни), исход (выздоровление или гибель).

Инкубационный период – промежуток времени от момента проникновения возбудителя в организм до появления первых клинических признаков заболевания. Продолжительность инкубационного периода может быть различной (от нескольких часов до нескольких лет) и зависит от вида и биологических особенностей возбудителя, физиологического состояния макроорганизма (возраст, беременность, наличие других патологий инфекционного и неинфекционного характера).

Продромальный период (период предвестников заболевания) – период, в течение которого появляются первые, часто неспецифические, признаки заболевания. Например, повышение температуры тела, слабость, угнетение, отсутствие аппетита. Продолжительность продромального периода, в большинстве случаев, может колебаться от нескольких часов до нескольких дней.

Период развития основных клинических признаков (разгар болезни) – проявление основных характерных для данной болезни признаков (при ящуре – афты, при бешенстве – нервные явления), а также высокая температура, нарушение дыхания, пищеварения и др.

Период выздоровления (реконвалесценции) характеризуется постепенным восстановлением физиологических функций организма. Клиническое выздоровление при многих инфекциях не совпадает с освобождением организма от возбудителя. Возбудитель может присутствовать в организме еще некоторое время, а иногда и пожизненно, длительность носительства в большей степени определяется биологическими особенностями возбудителя.

В зависимости от локализации возбудителя в организме различают следующие виды инфекционного процесса:

· Токсемия – это такое состояние организма, при котором микроорганизмы локализуются только в поврежденной ткани и, размножаясь, выделяют токсины, которые, проникая в кровь, вызывают тяжелые отравления.

· Бактериемия – такое состояние, при котором микроорганизмы находятся в крови временно и не размножаются в ней. Кровь выполняет транспортную роль в процессе перемещения возбудителя к другим тканям.

· Септицемия или сепсис – процесс, характеризующийся размножением микробов в крови и локализацией их в различных органах и тканях организма. Для этого процесса характерны быстрота развития клинических признаков и, нередко, смертельный исход. Септицемия отмечается при многих инфекционных болезнях: сибирской язве, роже свиней, колибактериозе и др. Сепсис, вызываемый различными возбудителями, характеризуется, особенно в начале заболевания, сходными клиническими признаками, что значительно затрудняет постановку диагноза.

· Септикопиемия – процесс, при котором происходит распространение микроорганизмов по лимфатическим и кровеносным сосудам, а при этом в отдельных органах возникают гнойные очаги. Такой вид инфекции характерен при мыте лошадей, вызываемом мытным стрептококком.

34. Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Количественное определение вирулент­ ности. Факторы патогенности микроорганизмов.

Патогенность – видовой генетический признак, потенциальная возможность вызывать при благоприятных условиях инфекционный процесс.

Вирулентность – степень патогенности, единицы измерения – летальная и инфекц. дозы. В. может и 

Минимальная смертельная доза – минимум возбудителя, который вызывает гибель большинства.

Безусловно смертельная доза – 100% гибели.

Средняя летальная доза – мин, убивающий 50% опыт. животных.

Токсичность – сп-ность м-о обз-вать токсины, вредно дейст-е на оргм носителя, влияя на его метаболизм.

Инвазионность – сп-ность м-о преодолевать защит барьеры орг-ма, проникать в органы, ткани, размножаться там и подавлять защитные средства орг-ма.

Факторы патогенности:

1. микробные ферменты диполимеризир. структуры

2. адгезия – приспособления для адсорбции.

3. антифагоцитные поверхностные структуры.

4. токсины. Различают экзо(продукты обмена Гр+ ) и эндо(продукты распада Гр-) токсины.

Токсины – гемолизин(растворяет эритроциты), лейкоцидин (парализует и разрушает лейкоциты), нейротоксин (на ЦНС), энтеротоксин (расстройства ЖКТ).

Количественное определение вирулентности.

Для определения вирулентности стафилококков существуют несколько различных методов заражения белых мышей.

Наиболее простым является введение 0,1 мл суточной бульонной культуры испытуемого стафилококка в хвостовую вену. Учет гибели животных осуществляется в течение 10 суток, регистрируют наличие абсцессов в почках.

Удобно пользоваться способом Badenski и сотр. (1958), Суточная бульонная культура центрифугируется при 3000 об/мин - 30 мин. Полученный осадок ресуспендируется в половинном объеме декантата и в количестве 0,05 мл вводится 6 мышам позади глазного яблока в окологлазничную клетчатку. Культуру, вызывающую гибель половины и более зараженных мышей в течение 6 дней, считают вирулентной.

При этих методах заражения вирулентной культурой у животных развивается общин септический процесс с преимущественным поражением почек. Основная гибель мышеи происходит на 3-5-й день после заражения.

Другие способы заражения белых мышей (внутрибрюшинный и интраназальный) требуют в десятки

раз большей заражающей дозы, максимум гибели мышей приходится на 1-2-е сутки, что характеризует преимущественно токсический компонент процесса (С. А. Анатолий, И. И. Антоновская, 1967).

В то же время ряд исследователей отдают предпочтение более простому технически внутрибрюшинному способу заражения мышей, который одновременно позволяет изучать клеточные и гуморальные механизмы развития инфекции.

Сопоставление вирулентности стафилококков для белых мышей с отдельными факторами их патогенности показало, что вирулентность штаммов, по данным большого числа исследователей, коррелирует с уровнем альфа-гемотоксина. Что касается других признаков патогенности и их корреляции с вирулентностью, то получены разноречивые сведения. Так, по данным С. А. Анатолия (1969), вирулентность штаммов коррелировала с продукцией бета-гемолизина, летального фактора, лецитовителлазы, гиалуронидазы и коагулазы. А. К. Акатов (1968) не отмечает корреляции вирулентности с коагулазной, лециговител-лазной, фибринолитической активностью, не установлена корреляция с дельта-токсигенностью.

Для сравнения вирулентности стафилококковых культур можно использовать их способность вызывать дермонекротическую реакцию у кроликов.

Готовят 4-миллиардную взвесь суточной агаровой культуры стафилококка в физиологическом растворе, а из полученной густоты делают разведения, чтобы получить 2- и 1-миллиардные взвеси. Из каждого разведения в объеме 0,1 мл, что составляет 100, 200, 400 миллионов микробных тел, вводят кролику в выстриженную или депилированную накануне кожу. На одном кролике можно одновременно поставить до 8 внутрикожных проб. Ежедневно отмечают проявления дермонекротической реакции, а окончательно на 4-е сутки. За минимальную дермонекротическую дозу принимают то наименьшее количество культуры, которое дает некроз на 4-е сутки

35. Определение понятия иммунитета и его виды.

Иммунитет – способ защиты орг-ма от живых тел и в-в, несущих на себе признаки генетич. чужеродности. Главная задача – распознавание «свой»-«чужой».

Врожденный И – в клетках нет рецепторов и субстра-тов, поэтому болезнь не возникает. Бывает видовой, породный и индивидуальный.

Приобретенный И – только к определенному возбуди-телю. Естественный – активный(постинфекционный) и пассивный(через молоко или плаценту от матери, естественный – выработ. на болезни, искусственный – на вакцины).

Искусственный – активный(вакцинный, длительный) и пассивный(сывороточный, не более 15 суток).

По направлению действия : антибактериальный, антитоксический, противовирус.

Местный И - гуморальный и клеточный.

Гуморальный И – одна из форм приобретенного И, обусловливает специфичность АТ.

Клеточный – инфекторные элемены – лимфоциты.

36. Иммунная система организма и ее функции.

Иммунная система – система органов, клеток, осуществляющих реагирование против чужеродной субстанции.

Лимфоидные органы делятся на центральные(КМ, тимус, фабриц сумку,пийеровы бляшки) и периферические(л-узлы, селезенка, печень, кровь, соматорные фолликулы).

Костный моз – гемопоэз, образование Т и В-лимфоц, миелопептиды(активация АТ-образующих клеток).

Тимус – обучение и дифференцировка Т-лимфцитов.

Ф сумка – лимфоциты в В-лимфоциты (у птиц).

Лимфоузлы – отлов АГ.

Кровь = совокупности лимфоцитов

Лимфоциты. В – предшественники АТ-образующих клеток. Т-делятся на киллеры, хелперы и супресоры.

В функциональном отношении клетки делятся на регуляторные(Т-л и макрофаги) и эффекторные(цитотоксины Тл, В-л, микрофаги, естественные киллеры и К-киллеры)

Органы и ткани иммунной системы

Кроветворный костный мозг – центральный орган всего кроветворения, место обитания стволовых клеток

Инкапсулированные лимфоидные органы:

Тимус

Селезенка

Лимфатические узлы

Неинкапсулированные лимфоидные органы:

Лимфоидная ткань, ассоциированная с желудочно-кишечным трактом (GALT – git-associated lymphoid tissues). Это миндалины, аппендикс, пейеровы бляшки, внутриэпителиальные лимфоциты слизистой оболочки кишки

Лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами и бронхиолами (BALT – bronchial-associated lymphoid tissue), - слизистая оболочка дыхательной системы

Лимфоидная ткань других слизистых оболочек (MALT – mucosal-associated lymphoid tissue)

Особые лимфоциты печени, которые в качестве лимфоидного барьера “обслуживают” кровь воротной вены, несущей все внешние, всосавшиеся в кишечнике вещества

Лимфоидная подсистема кожи, включает в себя субпопуляцию особых диссеминированных внутриэпителиальных лимфоцитов кожи, а также регионарные лимфатические узлы и сосуды дренажа

Периферическая кровь

37. Неспецифические факторы защиты организма. Фагоцитарная теория иммунитета (И.И. Мечников).

кожа и слизистые- единственный барьер препятствующий проник-ию м-о в организм. Они выделяют бактерицидные в-ва, в результате чего число микробов на их поверхности уменьш-ся. Цидное дейст-е кожи выше тогда, когда она чистая. Слиз.глаз преграждает путь микробам благодаря лизоциму, также рот пол-ть. Если м-о проникают ч\з поврежд-ю кожу, то на их пути встрч-ся лимф узлы. Больш роль играет печень. К естеств преградам можно отнести однокамер жел-к(НС1).

Гуморал-е фак-ры (жид-ти орг-ма): в сыв-ке крови содерж-ся AT, комплемент, пропердин и др. комплемент содерж в сыв крови, термолабилен; -сис-ма белков сыв крови, участ-щих в р-циях гумор-го нммун-та и фагоцитозе. Он взаимодейс-т в комплексе АГ-АТ. Пропердин представ-т собой гамма-глобулин, предохраняет орг-зм от Г- м-о. Лизоцим - лизирует Г+ м-о. Лизины -растворяют бак и эритроциты. Лактоферрин - непегментирова-й гликопротеид, обладающий Fe-связывающей акт-ю:- фактор местного иммунитета, защищ-ий от м-о. эпит покровы.

Интарферон -фаткор противовирус-й защиты. Ф-я обеспечения генетич-го гомсосгази кл: a-интерферон или лейкоцитарный, кот продуц-т лейкоциты,обработпнные вирусами или др АГ.b- интерферон (фибробластный), кот продуц-т фибробласты, обработ-ые вирусами или АГ. a- и b- отнесены к типу J.y-интерферон, продуц-т лимфоци-ты и макрофаги, активируемые невирус индукт-ми. Интерферон усил цитотоксическос дейст-е сенснби-лизир-х лимфоцитов и К-кл, оказ-т противо-опухолевое и др дейст-я. Ингибиторы (подавляют): термолабильные и термостабильмые(до 100 °С)

Клеточные факторы естественной резистентности.

Система фагоцитов. Фагоцитоз – специальная форма эндоцитоза, при которой поглощаются крупные частицы (микробы, клетки и др.). У высших животных фагоцитоз осуществляется только специфическими клетками (нейтрофилами и макрофагами), которые происходят от одной общей клетки-предшественника и защищают животных и человека от инфекции, поглощая вторгшиеся микроорганизмы, а также утилизируют старые или поврежденные клетки или клеточные оболочки.

Среди макрофагов различают подвижные (циркулирующие) и неподвижные (оседлые) клетки. Подвижные макрофаги – это моноциты периферической крови, а неподвижные – макрофаги печени, селезенки, лимфатических узлов, выстилающие стенки мелких кровеносных сосудов и других органов и тканей.

Активность фагоцитов связана с наличием в сыворотке крови опсонинов. Опсонины – белки нормальной сыворотки крови, вступающие в соединение с микробами, благодаря чему последние становятся более доступными для фагоцитов.

Различают фагоцитоз завершенный (при котором происходит гибель фагоцитированных клеток) и незавершенный (гибель микроорганизмов внутри фагоцита не наступает).

38. Комплемент, его структура, функции и пути активации. Роль в иммунитете.

Комплемент - сложный комплекс белков сыворотки крови, реагирующих между собой в определенной последовательности и обеспечивающих участие антигенов и антител в клеточных и гуморальных реакциях иммунитета. Открыт комплемент французским ученым Ж. Борде, назвавшим его Іалексином⌡. Современное название комплементудал П. Эрлих.

Комплемент состоит из 20 различающихся по физико-химическим свойствам белков сыворотки

крови, его обозначают символом ІС⌡, а девять основных компонентов комплемента . цифрами:

С1, С2, ... С9. Каждый компонент имеет субъединицы, которые образуются при расщеплении;

обозначаются они буквами: Clq, СЗа, СЗЬ и т.д. Белки комплемента являются глобулинами

или гликопротеинами с молекулярной массой от 80 (С9) до 900 тыс. (С1). Вырабатываются

макрофагами, нейтрофилами и составляют 5.10 % всех белков сыворотки крови.

Механизм действия и функции.

Комплемент выполняет разнообразные функции и является одним

из главных компонентов иммунной системы. В организме комплемент находится в неактивном

состоянии и активируется обычно в момент образования комплекса антиген . антитело. После

активации его действие носит каскадный характер и представляет серию протео-литических

реакций, направленных на усиление иммунных и клеточных реакций и активацию действия

антител по устранению антигенов. Существует два пути активации комплемента: классический

и альтернативный. Классический путь осуществляется с участием антител и схематически

изображен на рис. 9.5. При этом способе активации происходит присоединение к ком-

плексу антиген . антитело (АГ + AT) вначале компонента С1 комплемента (его трех

субъединиц Clq, Clr, Cls), затем к образовавшемуся комплексу АГ + AT + СІ присоединяются

последовательно Іранние⌡ компоненты комплемента С4, С2, СЗ. Эти < Іранние⌡ компоненты

активируют с помощью ферментов компонент С5, причем реакция протекает уже без участия

комплекса АГ + AT. Компонент С5 прикрепляется к мембране клет- ! ки, и на нем образуется

литический комплекс из Іпоздних⌡ 1 компонентов комплемента С5Ь, С6, С7, С8, С9. Этот

литический комплекс называется мембраноатакующим, так как он осу- І ществляет лизис

клетки.

Альтернативный путь активации комплемента происходит без участия антител и

осуществляется до выработки антител в организме. Альтернативный путь также заканчивается

активацией компонента С5 и образованием мембраноатакующего '

комплекса, но без участия компонентов С1, С2, С4. Весь процесс начинается с активации

компонента СЗ, которая может происходить непосредственно в результате прямого действия

антигена (например, полисахарида микробной клетки). Активированный компонент СЗ

взаимодействует с факторами В и D (ферментами) системы комплемента и белком пропердином

(Р). Образовавшийся комплекс включает компонент С5, на котором и формируется

мембраноатакующий комплекс, как и при классическом пути активации комплемента.

Таким образом, классический и альтернативный пути активации комплемента завершаются

образованием мембраноатакующего литического комплекса. Механизм действия этого комплекса

на клетку до конца не выяснен. Однако известно, что этот комплекс внедряется в мембрану,

образует как бы воронку с нарушением целостности мембраны. Это приводит к выходу из

клетки низкомолекулярных компонентов цитоплазмы, а также белков, поступлению в клетку

воды, что в конечном итоге приводит к гибели клетки.

Как уже указывалось, процесс активации комплемента представляет каскадную ферментативную

реакцию, в которой участвуют протеазы и эстеразы, в результате чего образуются продукты

протеолиза компонентов С4, С2, СЗ, С5, фрагменты C4b, C2b, C3b, C5b, а также фрагменты

СЗа и С5а. Если фрагменты C4b, C2b, C3b, C5b участвуют в активации системы комплемента,

то фрагменты СЗа и С5а обладают особой биологической активностью. Они высвобождают

гистамин из тучных клеток, вызывают сокращение гладкой мускулатуры, т. е. вызывают

анафилактическую реакцию, поэтому они названы ана-

филотоксинами.

Система комплемента обеспечивает:

А цитолитическое и цитотоксическое действие антител на клетки-мишени благодаря

образованию мембраноатакующего комплекса;

. активацию фагоцитоза в результате связывания с иммунными комплексами и адсорбции их

рецепторами макрофагов;

* участие в индукции иммунного ответа вследствие обеспечения процесса доставки антигена

макрофагами;

* участие в реакции анафилаксии, а также в развитии воспаления вследствие того, что

некоторые фрагменты комплемента обладают хемотаксической активностью. Следовательно,

комплемент обладает многосторонней иммунологической активностью, участвует в

освобождении организма от микроорганизмов и других антигенов, в уничтожении опухолевых

клеток, отторжении трансплантатов, аллергических повреждениях тканей, индукции иммунного

ответа.

Система комплемента — сложный комплекс белков, представленных глав­ным образом во фракции β-глобулинов, насчитывающий, включая регуляторные, около 20 компонентов, на долю которых приходится 10 % белков сыво­ротки крови.

белки комплемента можно разделить на две фракции: выпадающие в осадок эуглобулины и водорастворимую альбуминовую фракцию (псевдоглобулины).

В результате активации комплемента при воспалении происходят:

•    опсонизация микроорганизмов и иммунных комплексов;

•    активация лейкоцитов;

•    лизис клеток-мишеней.

Опсонизация Это стимуляция фагоцитоза в результате прикрепления белков комлемента к поверхности мишеней (микробов, иммунных комплексов и др.). Обладая рецепторами к опсонизирующим белкам, фагоцитарные клетки связывают мишени, что вызывает активацию фагоцитов и эндоцитоз или фагоцитоз мишеней.

Активация лейкоцитов Полиморфноядерные гранулоциты и макрофаги обладают специфическими рецепторами к мелким фрагментам белков комплемента, образующимся на поверхности мишеней в результате каскада протеолитических реакций. Диффундируя в окружающую среду, эти фрагменты привлекают фагоциты (направленное движение клеток, или хемотаксис) и, связываясь с ними, вызывают их активацию.

Лизис клеток-мишеней Протеолитический каскад комплемента завершается погружением гидрофобного «зонда» в липидный бислой мембраны клетки-мишени и ее последующим осмотическим разрывом и лизисом.