Лекции Швиденко / Физология микроорганизмов 2

В зависимости от типа получения Е все бактерии делятся на следующие группы:

1) Аэробы – они получают энергию путем дыхания, при этом используя молекулярный или свободный кислород.

Из патогенных бактерий это – возбудители холеры и туберкулеза.

2) Факультативные анаэробы – получают энергию как путем дыхания так и путем брожения. Характерно только для бактерий.

3) Облигатные анаэробы – получают энергию только путем брожения

4) Микроаэрофилы

5) Аэротолерантные

Соотношение анаэробов к аэробам ¹⁰/₁ (у человека).

В тонком кишечнике насчитывается более 500 видов анаэробов, в ротовой полости более 300 видов анаэробов.

Среда для культивирования аблигатных анаэробов – Китта – Торотти. МПБ, кусочки печени, глюкоза + вазелиновое масло.

У всех перечисленных групп окисоительно- восстановительные процессы происходят в дыхательном аппарате (цепь переноса электронов) на ЦПМ.

Ферменты дегидрогенозы отцепляют водород от субстрата и передают его на НАД далее на НАДФ далее на систему ФАД.

Следующий этап – система цитохромов для отщепления электронов от водорода, этот окислительный процесс сопровождается выделением энергии и параллельно идет окислительное фосфорилирование, в ходе которого выделяется энергия аккумулирующаяся в макроэргических связях типа АТФ. Последнее звено у анаэробов – фермент цитохромаксидаза, он передает электрон на молекулярный кислород и активирует его. В результате он получает способность соединяться с протоном с образованием воды. Таким образом аэробные бактерии получают энергию путем дыхания, в качестве конечного акцептора они требуют наличие молекулярного кислорода.

Факультативные анаэробы в качестве акцептора О₂ могут использовать и свободный кислород, а кислород который находится в составе окислительных соединений. У таких бактерий будет отсутствовать фермент цитохромоксидаза.

Аблигатные анаэробы (получают энергию путем брожения) у них нет цитохромоксидазы и системы цитохромов. Окислительное фосфорилирование на уровне субстрата.

В ряде случаев водород может передаваться системой флавиновых ферментов не на субстрат, а на молекулярный субстрат с образованием перекиси водорода, т. к. у них отсутствует необходимый фермент и токсически действует на бактерии. В конечном счете все будет направлено на рост и размножение бактерий.

Рост и размножение

Рост – необратимое увеличение ткани клетки без изменения их числа популяции. Бактерии нуждаются в определенных источниках питания и Е и все это они получают из искусственных питательных сред.

Требования к питательным средам:

1) питательность (все необходимые вещества для роста микроорганизмов)

По питательным потребностям бактерии делятся на:

● нетребовательны (кишечные палочки)

● требовательны (стрептококк)

● высоко требовательны (гонококк)

2) температура. Средний диапазон составляет 25 – 45^оС

3) определенное атмосферное давление

4) рН среды. Как правило рН должно быть нейтральное, но некоторые виды бактерий способны расти как в щелочной так и кислой среде.

5) изотоничность, т. е. в питательную среду добавляют определенное количество хлорида натрия, для большинства бактерий 0,5 %. Но есть бактерии которые будут выдерживать более высокое процентное содержание солей. На этом свойстве основано создание элективной питательной среды.

Для стафилококка такой средой является среда Гиса (желточно – солевой агар) NaCl до 15%

6) определенный окислительно – восстановительный потенциал

7) среда должна быть стерильна

8) Среда должна быть прозрачна

Классификация питательных сред

1. по составу: естественные и искусственные

2. по консистенции: простые (МПБ, МПА) и сложные

3. по назначению: общего назначения и специального

Среды специального назначения делятся на: 1) дифференциально – диагностические (среда эндо для кишечной группы), 2) элективные среды ( растут организмы только одного вида).

Размножение – это увеличение числа клеток в популяции микроорганизмов. Бактерии размножаются путем бинарного деления, кроме того у бактерий есть аналог полового размножения.

Для обеспечения процессов регуляции размножения у бактерий была предложена модель репликона.

Согласно этой модели:

1. все процессы размножения контролируются соответственными генами.

2. Перед деление происходит репликация генов. ДНК бактериальной одной из двух нитей фиксируется на цитоплазматической мембране – это место называется репликатор. Именно с этого места начинается репликация ДНК бактерий. Вместе с репликатором действует инициатор под действием которого деспирализация молекулы ДНК, и другая нить прикрепляется на другом конце ЦПМ.

Из ЦПМ формируется перетяжки и получается 2 клетки и идет процесс образования перегородок из ЦПМ.

В результате размножения бактерий на плотных питательных средах формируются колонии. Колонии разных видов существенно отличаются друг от друга. Колонии возбудителей сибирской язвы напоминают львиную гриву, колонии возбудителей дифтерии сравнивают с цветком маргаритки.

Изучение культуральных свойств бактерий – необходимый этап бактериологического исследования.

Культуральные свойства – характер роста на жидких и плотных питательных средах.

На плотных питательных средах дается характеристика колоний: при росте дают равномерное помутнение; в виде осадка; в виде пленки; придонно –пристеночный рост.

При размножении бактерий в жидких средах проходят ряд последующих фаз.

1 – я фаза покоя 3 – 4 часа и начинается с момента помещения бактерий в новую питательную среду.

2 – я фаза логорифмического размножения или интенсивного размножения ( в среднем 20 часов ).

3 – я фаза – максимальная стационарная фаза. Начинается процесс отмирания бактерий однако количество погибших бактерий равно количеству вновь появившихся (наибольшая концентрация бактерий).

4 –я фаза отмирания. Связано с истощением питательных веществ в среде накопление продуктов метаболизма. Эту фазу можно избежать добавлением питательных веществ и удалением продуктов метаболизма.