10. Химический состав бактериальной клетки, его особенности.

Химический состав бактериальной клетки.

Вода составляет 75-80% массы микробной клетки и находится в свободном и связанном состоянии (коллоидно-связанная и ионно-связанная). Функции свободной воды:

• является универсальным растворителем;

• обеспечивает оптимальные условия для переноса метаболитов;

• обеспечивает процессы осмоса и диффузии.

Связанная вода входит в состав молекул органических и неорганических соединений и является структурным элементом цитоплазмы бактерий.

Сухой остаток бактериальной клетки включает в себя неорганические и ор­ганические вещества. К неорганическим веществам относятся: углерод, азот, фосфор, калий, кальций, магний, натрий, сера, железо, медь, цинк и другие, ко­торые участвуют в процессах метаболизма клетки. Некоторые неорга-нические вещества (железо, кальций) стимулируют рост большинства болез-нетворных микробов.

Органические вещества представлены белками, углеводами, липидами и нуклеиновыми кислотами.

Белки составляют 50-80% сухого веса бактерий, входят в состав экзо­токсинов, участвуют в транспорте питательных веществ, выполняют пласти­ческую и ферментативную функции, определяют видовую специфичность бакте­рий.

Углеводы составляют 12-18% сухого веса клетки, качественно многообразны и предствлены моносахаридами, дисахаридами, полисахаридами и мно­гоатомными спиртами. Основная масса углеводов представлена поли­сахаридами. Функции углеводов: обеспечивают энергетику клетки, входят в со­став эндотоксинов и некоторых структурных компонентов бактериальной клетки.

Липиды. Их количество варьирует в широких пределах (0,1-41%) в зави­симости от видовой и родовой принадлежности бактерий. Также как и угле­воды, липиды качественно многообразны и представлены фосфолипидами, нейтральными жирами, свободными жирными кислотами. Преобладают в бактериальной клетке фосфолипиды. Основные функции липидов: определяют устойчивость бактерий во внешней среде, обеспечивают энергетику клетки при недостатке углеводов, входят в состав эндотоксинов, обладают пирогён-ными свойствами (повышение температуры тела макроорганизма при инфек-ционном заболевании).

Нуклеиновые кислоты (5-20%) представлены ДНК и РНК, структура и функции которых сходны с нуклеиновыми кислотами у эукариот. Процентное содержание Г + Ц в ДНК, характерное для отдельных видов, родов и семейств, используется в построении систематики микрорганизмов.

10. Питание бактерий. Механизмы, типы питания.

Питание бактерий .Механизмы, типы питания.

Общий тип питания у микробов грлофитный т.е. через всю поверхность клетки. Основным барьером, регулирующим поступление питательных веществ в клетку, является ЦПМ, т.к. в ней очень мелкие поры, непрони-цаемые для крупных молекул. Питательные вещества из внешней среды поступают в бактериальную клетку с помощью следующих механизмов:

а) пассивная диффузия происходит по градиенту концентрации, без затрат энергии. Таким путем в клетку проникают вода и газы (0₂, H_{2 О;}N₂)W.Ј,)

б) облегченная диффузия (для гидрофильных веществ) - по градиенту кон- центрации, без затрат энергии, с помощью специальных ферментов - пермеаз. Эти ферменты связываются с субстратом и перемещают его через ЦПМ;

в) активный транспорт, который позволяет «накачивать» в клетку молекулы против градиента концентрации. Является основным механизмом посту- пления питательных веществ в клетку. Энергозависимый процесс, осу- ществляется с помощью пермеаз;

г) перенос радикалов. Этот механизм обеспечивает химические изменения транспортируемых веществ. Так, например, глюкоза вначале фосфориоируются и только в таком виде может пройти через ЦПМ энергозависимый про-цесс, направленный против градиента концентрации.

Классификация микроорганизмов по способу углеродного и азотного питания:

1. Аутотрофы (лат. autos - сам, trophe — питание) - микроорганизмы, которые усваивают углерод и азот из неорганических соединений, например, углерод из

со₂.

2. Гетеротрофы (лат. heteros - другой, «питающийся за счет других») усва-ивают углерод и азот из сложных органических соединений.

В зависимости от источника энергии ауто- и гетеротрофы подразделяются на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие.

Фототрофы (фотосинтезирующие) для биосинтеза используют солнечную энергию. К фотоаутотрофам относят пурпурные и зеленые серобактерии.

Хемотрофы (хемосинтезирующие) для биосинтеза используют энергию хи­мических реакций. Хемоаутотрофы не патогенны для человека, например, нит­рифицирующие и азотфиксирующие бактерии. В патологии человека ведущую роль играют хемогетеротрофы.

В свою очередь гетеротрофы подразделяются на:

1 Сапрофиты - источником питания для них служат мертвые органические суб­страты (клостридии).

2.Паразиты - получают питательные вещества от макроорганизма и, как пра­вило, наносят ему вред;

а) облигатные паразиты живут только внутриклеточно и для питания используют органические вещества живых клеток макроорганизма (риккетсии и хламидии);

б) факультативные - могут существовать как внутри макроорганизма, так и вне его, утилизируя органические субстраты (шигеллы, сальмонеллы).

Микроорганизмы, способные синтезировать все необходимые им орга­нические соединения, называются прототрофами. Но есть и другая группа мик­роорганизмов, обозначаемая как ауксотрофы. Ауксоттюфы - это микро­организмы, которые вследствие мутаций не способны синтезировать некоторые органические вещества самостоятельно, поэтому должны получать их в готовом виде из окружающей среды или организма хозяина. Медицинское значение имеет лекарственная ауксотрофность, которая возникает в результате длительной антибиотикотерапии. В частности, в современных условиях нередко формиру­ются пенициллинзависимые штаммы S.aureus, а также стреп-томицинзависимые штаммы M.tuberculosis, которые остаются жизнеспо-собными только в присут­ствии соответствующих препаратов.