если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения то такой процесс называется
Дыхание бактерий
Дыхание, или биологическое окисление, основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности. При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление – отдача донорами (молекулами или атомами) водорода или электронов; восстановление – присоединение водорода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть молекулярный кислород (такое дыхание называется аэробным) или нитрат, сульфат, фумарат (такое дыхание называется анаэробным – нитратным, сульфатным, фумаратным). Анаэробиоз (от греч. аег – воздух + bios – жизнь) – жизнедеятельность, протекающая при отсутствии свободного кислорода. Если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения, то такой процесс называется брожением. При брожении происходит ферментативное расщепление органических соединений, преимущественно углеводов, в анаэробных условиях. С учетом конечного продукта расщепления углеводов различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и другие виды брожения.
По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязательные, аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы.
Облигатные аэробы могут расти только при наличии кислорода. Облигатные анаэробы (клостридии ботулизма, газовой гангрены, столбняка, бактероиды и др.) растут только на среде без кислорода, который для них токсичен. При наличии кислорода бактерии образуют перекисные радикалы кислорода, в том числе перекись водорода и супероксид-анион кислорода, токсичные для облигатных анаробных бактерий, поскольку они не образуют соответствующие инактивирующие ферменты. Аэробные бактерии инактивируют перекись водорода и супероксид-анион соответствующими ферментами (каталазой, пероксидазой и супероксиддисмутазой). Факультативные анаэробы могут расти как при наличии, так и при отсутствии кислорода, поскольку они способны переключаться с дыхания в присутствии молекулярного кислорода на брожение в его отсутствие. Факультативные анаэробы способны осуществлять анаэробное дыхание, называемое нитратным: нитрат, являющийся акцептором водорода, восстанавливается до молекулярного азота и аммиака.Среди облигатных анаэробов различают аэротолерантные бактерии, которые сохраняются при наличии молекулярного кислорода, но не используют его.
Для выращивания анаэробов в бактериологических лабораториях применяют анаэростаты – специальные емкости, в которых воздух заменяется смесью газов, не содержащих кислорода. Воздух можно удалять из питательных сред путем кипячения, с помощью химических адсорбентов кислорода, помещаемых в анаэростаты или другие емкости с посевами.
3.3. Дыхание бактерий
Дыхание, или биологическое окисление, основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности.
По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязатель-ные, аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы. Облигатные аэробы могут расти только при наличии кислорода. Облигатные анаэробы (клостридии ботулизма, га-зовой гангрены, столбняка, бактероиды и др.) растут только на среде без кислорода, который для них токсичен. При наличии кислорода бактерии образуют перекисные радикалы кислорода, в том числе перекись водорода и супероксид-анион кислорода, токсичные для облигатных анаробных бактерий, поскольку они не образуют соответствующие инактивирующие ферменты. Аэробные бактерии инактивируют перекись водорода и супероксид-анион соответствующими ферментами (каталазой, пероксидазой и супероксиддисмутазой). Факультативные анаэробы могут расти как при наличии, так и при отсутствии кислорода, поскольку они способны переключаться с дыхания в присутствии молекулярного кислорода на брожение в его отсутствие. Факультативные анаэробы способны осуществлять анаэробное дыхание, называемое нитратным: нитрат, являющийся акцептором водорода, восстанавливается до молекулярного азота и аммиака.
Среди облигатных анаэробов различают аэротолерантные бактерии, которые сохраняются при наличии молекулярного кислорода, но не используют его.
Для выращивания анаэробов в бактериологических лабораториях применяют анаэростаты — специальные емкости, в которых воздух заменяется смесью газов, не содержащих кислорода. Воздух можно удалять из питательных сред путем кипячения, с помощью химических адсорбентов кислорода, помещаемых в анаэростаты или другие емкости с посевами.
Способы получения энергии бактериями (дыхание, брожение). Методы культивирования анаэробов
Дыхание, или биологическое окисление, основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности. При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление — отдача донорами (молекулами или атомами) водорода или электронов; восстановление — присоединение водорода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть молекулярный кислород (такое дыхание называется аэробным) или нитрат, сульфат, фумарат (такое дыхание называется анаэробным — нитратным, сульфатным, фумаратным).
Анаэробиоз (от греч. аег — воздух + bios — жизнь) — жизнедеятельность, протекающая при отсутствии свободного кислорода. Если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения, то такой процесс называется брожением. При брожении происходит ферментативное расщепление органических соединений, преимущественно углеводов, в анаэробных условиях. С учетом конечного продукта расщепления углеводов различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и другие виды брожения.
По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязательные, аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы.
Лекции по микробиологии и биотехнологии
Автор неизвестен
Соединения фосфора используются в живых клетках в качестве аккумуляторов энергии.
Наилучшим источником фосфора является соли ортофосфорной кислоты.
Источником кальция служат водорастворимые соли кальция.
Если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения, то такой процесс называется брожением. При брожении происходит ферментативное расщепление органических соединений (преимущественно углеводов) в анаэробных условиях. По конечному продукту расщепления углеводов различают спиртовое, молочно-кислое, уксусно-кислое и другие виды брожения.
По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязательные аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы. Облигатные аэробы могут расти только при наличии кислорода. Облигатные анаэробы (клостридии ботулизма, газовой гангрены, столбняка, бактероиды) растут на среде без кислорода, который для них токсичен. Факультативные анаэробы могут расти как при наличии кислорода, так и без него, поскольку они способны переключаться с дыхания в присутствии молекулярного кислорода на брожение, если кислород отсутствует. Микроаэрофилы нуждаются в значительно меньшем количестве кислорода; высокая концентрация кислорода, хотя и не убивает бактерии, но задерживает их рост. Некоторые микроорганизмы лучше растут при повышенном содержании СО2; иначе их обозначают термином «капнофильные микроорганизмы» (актиномицеты, лептоспиры, бруцеллы).
Культура представляет собой совокупность особей, которое занимает определенное жизненное пространство.
Культуру называют чистой, если она представлена м/организиами одного вида.
Культуру, в которой содержится более чем один вид микробов, называют смешанной или гетерогенной.
По потребности в воде для роста м/организмы подразделяются на три группы: гидрофиты-влаголюбивые, мезофиты-средневлаголюбивые и ксерофиты-минимально потребляющие воду. Большинство бактерий являются гидрофитами.
В питательной среде должны присутствовать все элементы, из которых строится клетка, и в такой форме, которую микроорганизм способен усваивать. В больших количествах необходимы макроэлементы: сера, фосфор, кислород и микроэлементы: цинк, никель, молибден и др.
Для роста м/организмов требуется и ряд дополнительных условий. микроорганизмы нуждаются:
в определенных концентрациях некоторых хим. веществ, особенно водородных ионов;
в совершенно определенном соотношении разных ионов;
в поддержании определенного окислительно-восстановительного потенциала среды.
Некоторые требовательные м/организмы и мутанты нуждаются кроме того, в отдельных соединениях, которые сами синтезировать не могут. Такие необходимые дополнительные вещества называют факторами роста, их роль могут играть аминокислоты, витамины, пурины.
При удовлетворении всех потребностей в питательных веществах рост м/организмов зависит от определенных условий:
К температуре различные микроорганизмы относятся по-разному. Большинство почвенных и водных бактерий лучше растут от 20 до 45 С-мезофилы. А спорообразующие бактерии лучше растут при температуре выше 45 С- термофильные. Термофилы обитают в горячих источниках, гейзерах Камчатки, самонагревающихся скоплениях различных органических материалов ( в зерне, сене, навозе, кампосте), в продуктах прошедших тепловую обработку. Другую крайность представляют психрофильные бактерии, которые растут при температуре ниже 20 С (железобактерии).
Психрофилы встечаются в полярных зонах, в северных морях, снегах Арктики, на охлажденных продуктах. Термотолерантными называют бактерии, которые могут расти в области средних температур, но могут переносить и более высокие температуры (мин-37 С, мах-50 С).
К осмотическому давлению питательной Среды большинство бактерий проявляет большую устойчивость. Многие бактерии могут расти на средах с содержанием солей от 0,1 до 10%.
Всем аэробным бактериям в качестве акцептора необходим кислород. Для бактерий, которые растут в тонких слоях жидкости в присутствии воздуха кислорода достаточно. В жидких средах при большом объеме жидкости аэробные бактерии могут расти только на поверхности. Для этого требуется аэрация. М/организмы способны использовать тоьлко растворенный кислород.
Для роста строго анаэробных бактерий исключается доступ кислорода воздуха. В технике применяют: прокипяченные, лишенные воздуха питательные Среды, закрытые без пузырьков сосуды, применение различных веществ, поглощающих кислород и др.
Рост бактерий в статической культуре. Кривая роста.
При внесении бактерий в питательную среду они обычно растут до тех пор, пока содержание какого-нибудь из необходимых им компонентов Среды не достигнет минимума, после чего рост прекращается. Если на протяжении всего времени не прибавлять питательных веществ и не удалять продуктов обмена, то получится статическая бактериальная культура.
Кривая, которая описывает зависимость логарифмов числа клеток от времени – называется кривой роста. Кривая роста имеет S-образную форму. Различают несколько фаз роста, которые сменяют друг друга в определенной последовательности.
Начальная фаза (лаг фаза) охватывает промежуток времени между началом роста и достижением максимальной скорости роста. Продолжительность этой фазы зависит от предварительного культивирования, от возраста м/организма, и на сколько пригодна для роста данная питательная среда. В этот период в бактериальных клетках содержание РНК увеличивается в 8-12 раз. Это указывает на участие РНК и рибосом в синтезе необходимых ферментных белков.
Экспоненциальная (логарифмическая_ фаза роста характеризуется постоянной максимальной скоростью деления клеток. Эта скорость деления во время этой фазы зависит от вида бактерий и от Среды. Одни представители делятся через каждые 15 мин. при температуре 37 С, другие 6-150 мин., даже 5-10 часов. Величина клеток и содержание белка в клетках остаются постоянными.
В вязи с тем что в этой фазе скорость деления клеток относительно постоянна, эта фаза наиболее удобна для определения скорости деления бактерий и для изучения влияния факторов внешней среды на данный вид.
Стационарная фаза наступает тогда, когда число клеток перестает увеличиваться. Скорость роста зависит от концентрации субстрата. Поэтому при уменьшении этой концентрации Наблюдается снижение скорости роста, Переход от экспоненциальной к стационарной фазе роста происходит постепенно. Скорость роста может снижаться и за счет большой плотности бактериальной популяции или из-за накопления токсичных продуктов обмена. В стационарной фазе могут происходить такие процессы, как использование запасных веществ, синтез ферментов, быстро гибнут очень чувствительные клетки. Количество биомассы, достигнутое в стационарной фазе, называют выходом или урожаем.
Бактерии. Питание, дыхание, размножение, рост и морфология.
» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>
Бактерии. Питание, дыхание и морфология бактерий.
Бактерии. Положение в системе живого мира
Микроорганизмы.
Многочисленные микроорганизмы строго систематизированы в определенном порядке по их сходству, различиям и взаимоотношениям между собой. Этим занимается специальная наука, называемая систематикой микроорганизмов.
Таксономия – раздел систематики, изучающий как классифицируются микроорганизмы.
Таксон – группа организмов, объединенная по определенным однородным свойствам в рамках той или иной таксоном-кой категории.
Самой крупной таксономической категорией является царство, более мелкими – подцарство, отдел, класс, порядок, семейство, род, вид, подвид. Образование названий микроорганизмов регламентируется международным кодексом номенклатуры. Микроорганизмы систематизируются по различным свойствам. В основу положены их морфологические, физиологические, биохимические, молекулярно – биологические свойства. Одной из основных таксономических категорий является вид (species).
Вид – совокупность особей, объединенных по близким свойствам, но отличающиеся от других представителей рода.
Штамм – микроорганизмы чистой культуры, выделенные из определенного источника и отличающиеся от других представителей вида. Штамм – более узкое понятие, чем вид или подвид. Близким к штамму является понятие клона.
Клон – представляет совокупность потомков, выращенных из единой микробной клетки. Для обозначения некоторых совокупностей микроорганизмов, отличающихся по тем или иным свойствам, употребляется суффикс var (разновидность) вместо ранее употребляемого type.
Поэтому микроорганизмы в зависимости от характера различий обозначают:
Бактерии. Физиология
Физиология бактерий изучает процессы питания, дыхания, роста и размножения. Обмен веществ бактериальной клетки с окружающей средой и превращения одних веществ в другие внутри микробной клетки называют метаболизмом.
Все реакции метаболизма делятся на 2 класса:
Физиология бактерий включает процесс анаболизма, когда из простых молекул синтезируются структурные элементы бактериальной клетки, этот процесс идет с использованием энергии. В результате реакций катаболизма происходит расщепление сложных веществ на простые с выделением энергии. Сложнейшая цепь биохимиескмх реакций анаболизма и катаболизма, вкотором участвуют белки, жиры, углеводы, витамины обслуживает одну главную реакцию – реакцию удвоения ДНК, в результате чего из 1 клетки образуется 2.
При благоприятных условиях процесс удвоения ДНК в бактериальной клетке идет непрерывно. Реакции метаболизма относятся к биохимическим реакциям, т.е. с помощью биологических катализаторов – специальных белковых молекул-ферментов. Биохимические реакции характеризуются: высокой скоростью, специфичесностью: каждый фермент способен реагировать только с обним определенным веществом (субстрат) и превращать его во вполне определенное вещство (продукт или продукты).
1 фермент + 1 субстрат = 1 продукт
ДНК бактерий содержит около 1тыс. генов. Почти все они кодируют набор ферментов, характерных для определенного вида бактерий. Таким образом набор ферментов, закодированных в ДНК бактерий, является постоянным, используется для идентификации, т.е. определения вида бактерий.
В качестве примеров ферментов агрессии можно привести гиалуронидазу – расщепляет гиалуроновую кислоту соелинительной ткани, коллагеназу – расщепляет коллагеновые волокна, лецитиназу, РНК-азу, ДНК-азу, лейкоцидины, гемолизины.
Ферменты бактерий подразделяются не конститутивные и индуцибельные. Конститутивные ферменты постоянно присутствуют в клетке в определенных количествах. Индуцибельные начинают синтезироваться только при наличии потребности в них, т.е. при наличии потребности в них т.е. при наличии в среде субстрата с которым он реагирует. Пример бета-галактозидаза – синтезируется только, когда в среде присутствует сахар лактоза.
Бактерии. Питание бактерий.
Питание бактерий осуществляется за счет поступления питательных субстратов внутрь через всю поверхность клетки, кроме того бактериальная клетка имеет высокую скорость процессов метаболизма и адаптации к меняющимся условиям окружающей среды.
Бактерии. Типы питание бактерий.
Широкому распространению бактерий способствует разнообразие типов питания. В зависимости от источников углерода они делятся на
Аутотрофными бактериями являются нитрифицирующие бактерии, находящиеся в почве, серобактерии, обитающие в воде с сероводородом, железобактерии и прочие.
Сапрофиты – свободноживущие микроорганизмы, в качестве питательных веществ используют органические соединения погибших организмов или продукты их жизнедеятельности. Средой обитания бактерий-паразитов является живой организм. Бактерии паразиты являются патогенными, т.е. болезнетворными.
Бактерии-симбионты обитают в кишечнике человека и животных и выполняют жизненно-важные функции для организма хозяина.
Бактерии. Факторы роста.
Микроорганизмам для роста на питательных средах необходимы определённые дополнительные компоненты, которые получили название факторов роста.
Факторы роста — необходимые для микроорганизмов соединения, которые они сами синтезировать не могут, поэтому их необходимо добавлять в питательные среды. Среди факторов роста различают: аминокислоты, необходимые для построения белков, пурины и пиримидины, которые требуются для образования НК, витамины, входящие в состав некоторых ферментов.
Для обозначения отношения микроорганизмов к фактором роста используют термины ауксотрофы и прототрофы.
Ауксотрофы нуждаются в одном или нескольких факторах роста, прототрофы способны сами синтезировать необходимые для роста соединения.
Они способны синтезировать компоненты из глюкозы и солей аммония.
Бактерии. Химический состав.
Вода – 70%, Сухое вещество – 30%. Белки – 52, полисахариды – 16. Липиды – 9,4, РНК – 16, ДНК – 3.2, неорганические соединения – 0,4.
Потребность бактерий в химических элементах:
Макроэлементы (органогены). 60% в сумме. С50, N14, Н8, О20, микроэлементы – К, Ca, Mg, Na, S, P, Cl, и ультрамикроэлементы: B, Wa, Fe, Co, Cu, Zn.
Источники получения питательных веществ.
Бактерии, способные расти на простых питательных средах, все необходимые элементы получающие на средах, содержащих 1 органическое вещество, 1 углевод (глюкозу), а остальные вещества в виде неорганических соединений, называются прототрофами.
Бактерии, нуждающиеся в дополнительных органических веществах, называются ауксотрофами.
Для культивирования ауксотрофоов необходима добавка в питательную среду специальных факторов роста: аминокислот, витаминов, пуринов, пиримидинов, липидов, гексозы, пептидов.
Многие патогенные микроорганизмы являются ауксотрофами, т.е. для их культивирования необходима добавка в питательную среду факторов роста.
Бактерии. Механизмы питания.
Поступления различных веществ в бактериальную клетку зависит от величины и растворимости их молекул в липидах или воде. pHсреды, концентрации веществ, различных факторов проницаемости мембран и др.
Клеточная стенка пропускает небольшие молекулы и ионы, задерживая макромолекулы массой более 600Д. Основным регулятором поступления веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана.
Питание бактерий и проникновение питательных веществ в клетку осуществляется такими механизмами:
Наиболее простой механизм поступления веществ в клетку — простая диффузия.
Бактерии. Дыхание бактерий
Дыхание бактерий (биологическое окисление) основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности.
Дыхание бактерий включает процессы окисления и восстановления:
Дыхание бактерий подразделяется на виды:
Анаэробиоз (от греч. аег – воздух + bios – жизнь) – жизнедеятельность, протекающая при отсутствии свободного кислорода. Если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения, то такой процесс называется брожением. При брожении происходит ферментативное расщепление органических соединений, преимущественно углеводов, в анаэробных условиях. С учетом конечного продукта расщепления углеводов различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и другие виды брожения.
По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязательные, аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы.
Облигатные аэробы могут расти только при наличии кислорода. Облигатные анаэробы (клостридии ботулизма, газовой гангрены, столбняка, бактероиды и др.) растут только на среде без кислорода, который для них токсичен. При наличии кислорода бактерии образуют перекисные радикалы кислорода, в том числе перекись водорода и супероксид-анион кислорода, токсичные для облигатных анаробных бактерий, поскольку они не образуют соответствующие инактивирующие ферменты.
Аэробные бактерии инактивируют перекись водорода и супероксид-анион соответствующими ферментами (каталазой, пероксидазой и супероксиддисмутазой). Факультативные анаэробы могут расти как при наличии, так и при отсутствии кислорода, поскольку они способны переключаться с дыхания в присутствии молекулярного кислорода на брожение в его отсутствие. Факультативные анаэробы способны осуществлять анаэробное дыхание, называемое нитратным: нитрат, являющийся акцептором водорода, восстанавливается до молекулярного азота и аммиака.
Среди облигатных анаэробов различают аэротолерантные бактерии, которые сохраняются при наличии молекулярного кислорода, но не используют его.
Для выращивания анаэробов в бактериологических лабораториях применяют анаэростаты – специальные емкости, в которых воздух заменяется смесью газов, не содержащих кислорода. Воздух можно удалять из питательных сред путем кипячения, с помощью химических адсорбентов кислорода, помещаемых в анаэростаты или другие емкости с посевами.
Дыхание бактерий относится к реакциям катаболизма. В результате дыхания происходит расщепление сложных молекул до простых с выделением энергии, которая запасается в молекулах АТФ (КПД около 40%).
Процесс дыхания – это реакция окисления углеводов, которая может происходить в бескислородных условиях – анаэробный тип дыхания или гликолиз, и в присутствии кислорода – аэробный тип дыхания или окислительное фосфорилирование.
По типу дыхания бактерии делятся на аэробные и анаэробные. Существуеют бактерии облигатные ааэробы – растут только в присутствии кислорода (например микобактерии туберкулеза). Облигатные анаэробы растут только в бескислородных условиях (например возбудитель ботулизма). Факультативные анаэробы могут расти как в кислородной, так и бескислородной среде (кишечная палочка).
Микроаэрофилы – им требуется для своего роста низкая концентрация кислорода (гемофильная палочка).
Брожение не является в полном смысле дыханием – это субстратное фосфорилирование углеводов или гликолиз с образованием пирувата и последующим превращением его в конечные продукты брожения – органические кислоты и спирты. В результате гликолиза из 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы АТФ.
Аэробный тип дыхания или окислительное фосфорилирование. Глюкоза- окислительное фисфирилирование- 38АТФ + 6СО2 + 6Н2О
Анаэробный тип дыхания. Схема та же, что при аэробном, но акцептором электронов служат нитриты, либо нитраты, либо фосфаты.
Факультативные анаэробы при отсутствии кислорода получают АТФ с помощью брожения.
Молекулы образовавшегося АТФ участвуют в синтезе органических соединений, отдавая свою энергию и првращаясь в АДФ. А + В + АТФсинтез АВ + АДФ + Ф
Факультативные анаэробы могут размножаться как в присутствии, так и в отсутствие молекулярного кислорода (большинство патогенных и сапрофитных микробов).
Облигатные анаэробы — бактерии, для которых наличие молекулярного кислорода является вредным, задерживающим рост фактором (кл остри дни столбняка, анаэробной инфекции, ботулизма и др.).
Бактерии. Размножение и рост.
Размножение бактерий– самовоспроизведние бактерий.
Рост бактерий – формирование структкрно-функциональных компонентов клетки и увеличение самой бактериальной клетки
Грам+ бактерии делятся путем врастания синтезирующихся перегородок деления внутрь клетки
Грам- путем перетяжки, в рез-те образования гантелевидных фигур, из кот. Образуются 2 одинаковые клетки.
Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной нитью), приводящая к удвоению ДНК бактериального ядра-нуклеоида.
Репликация ДНК происходит в 3 этапа:
Размножение бактерий в жидкой питательной среде происходит в несколько фаз:
Лаг-фаза: период между посевом бактерии и началом размножения, составляет 4-5 часов. Бактерии увеличиваются в размерах и готовятся к делению, нарастает количество нуклеиновых кислот, белка.
Фаза логарифмического роста: период интенсивного деления бактерий, составляет 5-6 часов.
Фаза стационарного роста: количество жизнеспособных клеток максимально.
Фаза гибели: завершает процесс роста бактерий, происходит их отмирание в условиях истощения источников питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма бактерий, составляет от 10 часов до несколько недель.
Размножение и рост бактерий зависят от многих факторов:
Размножения бактерий на плотной питательной среде.
Бактерии образуют изолированные колонии округлой формы, различной консистенции, цвета. Пигменты, растворимые в воде, диффундируют в питательную среду и окрашивают ее. Пигменты не растворимые в воде, растворяются в органических соединениях.
Бактерии. Морфология бактерий
Морфология бактерий (греч. bakterion — палочка) — микроорганизмы с прокариотным типом строения. Преимущественно этоодноклеточные организмы, однако существует немало форм, состоящих из многих клеток.
Бактерии. Виды бактерий по форме клеток:
Бактерии. Виды бактерий по расположению клеток:
Бактерии. Методы изучения морфологии бактерий.
Методы. В цитологической практике нередко возникает необходимость в окраске и исследовании бактерий. Это чаще всего касается различного рода экссудатов, мазков из различных органов и тканей. Мазки готовят различно.
Методы работы с различными видами материалов:
Можно готовить мазки-отпечатки, для чего чистое предметное стекло прикладывают непосредственно к серозному покрову, слизистой оболочке или к свежей поверхности разреза какого-либо органа (ткани). При наличии жидкого содержимого (экссудат, моча и пр.) рекомендуется центрифугировать и из осадка готовить мазки. Полученные по одному из вышеуказанных способов мазки тщательно высушивают и затем фиксируют сухим жаром.
Фиксация достигается посредством несильного нагревания (примерно до 70°С) предметного стекла, которое для этого трижды проводят над пламенем спиртовки мазком вверх. Можно фиксировать мазки и в 96°спирте (10—15 минут). Фиксированные мазки сохраняются в течение какого угодно времени.
Окрашенные мазки исследуют в масле, с иммерсионным объективом; при желании заключают в бальзам, в таком случае на окрашенный и хорошо высушенный мазок кладут каплю бальзама и покрывают покровным стеклом. В настоящее время классическую бактериоскопию с окрашиванием микробов различными красителями дополняют получившие широкое распространение иммуноцитохимические методы с применением меченых антител.
Во многих случаях (особенно если применяют моноклональные антитела против поверхностных антигенов возбудителя) они позволяют провести высокоспецифичный экспресс-анализ. Нередко наиболее доступными для исследования с целью идентификации возбудителя являются обработанные в центрифуге экссудаты, выделения, а также – кровь, пунктаты паренхиматозных органов, мазки и отпечатки тканей.
Бактериоскопический (микроскопический) метод — совокупность способов обнаружения и изучения свойств бактерий в патологическом материале или в пробах из внешней среды с помощью микроскопии. Применяют для установления диагноза инфекционного заболевания или при идентификации выделенной чистой культуры.
Ценность бактериоскопического метода состоит в простоте, доступности методик и быстроте получения результатов (30—60 минут и менее). Однако чувствительность ограничена; информация, полученная с помощью бактериоскопического метода обычно может быть использована как ориентировочная.
Ценность бактериоскопического метода резко возрастает при исследовании простейших, грибов и обработке препарата люминесцирую-щими сыворотками. Позволяет определить количество лейкоцитов и эпителия, микрофлору в месте забора материала, а также выявить возбудителей: гонореи, трихомонадоза, гарднереллеза, кандидоза.
Для обнаружения возбудителей используют следующие методы:
1. Методы выявления кислых гликозаминогликанов (ГАГ) с помощью ШИК-реакции. Наилучшие результаты получают при выявлении простейших, в частности пневмоцист и токсоплазм, микоплазм, хламидий, некоторых грибов (особенно рода Candida) и капсулообразующих бактерий.
2. Методы с использованием основного фуксина, азура, тионина и метиленового синего (окраски по Пфейферу, Леффлеру, Николя и др.), которые в небольших концентрациях позволяют выявить разную, в основном бактериальную флору- Наиболее эффективны способы окраски по Цилю-Нильсену для выявления спирто- и кислотоустойчивых бактерий, в частности семейства Mycobacteriaceae (микобактерий туберкулеза, лепры и др.) и некоторых простейших (криптоспоридий). Используемые при этом основной фуксин и метиленовый синий позволяют выявить, помимо бактериальной флоры, фуксинофильные внутриклеточные включения, характерные для некоторых вирусных, особенно респираторных, инфекций. Азур и эозин эффективны для выявления различной бактериальной микрофлоры, особенно грамположительной, и некоторых простейших, в частности плазмодия малярии.
4. Методы, основанные на импрегнации нитратом серебра кусочков тканей, срезов или мазков, направлены на выявление разной, в основном бактериальной, флоры, поиски которой облегчаются в связи с тем, что импрегнированные серебром микроорганизмы немного увеличиваются в размерах.
Бактерии. Устойчивость к антибиотикам
Устойчивость (приобретенная) – формируется у бактерий при лечении антибиотиками микроорганизма. Антибиотикоустойчивые бактерии появляются вне зависимости от применения данного антибиотика; возможно существование антибиотикорезистентных особей к тем препаратам, которые еще не созданы.
Генетические аспекты приобретенной устойчивости: возникновение устойчивости может быть связана с изменениями в самой бактериальной хромосоме, возникающими в результате мутаций-хромосомная устойчивость. Обычно в результате мутации у бактерий возникает резистентность к одному антибиотику.
Внехромосомная устойчивость связана с наличием R-плазмид-фактора множественной лекарственной устойчивости. R-плазмида несет сразу несколько генов, ответственных за устойчивость к нескольким антибиотикам. Бактериальная клетка может иметь несколько разных R-плазмид. Они могут передаваться от бактерии к бактерии с помощью конъюгации или трансдукции.
Устойчивость приобретенная. Биохимические механизмы:
1. Может изменяться проницаемость клеточных мембран для антибиотиков.
2. Происходят изменения мишени (структура, выполняющая важную для жизнедеятельности бактерий функцию).
Так, устойчивость к стрептомицину возникает вследствие изменения рибосомального белка, к которому обычно присоединяется стрептомицин. В том и другом случае формирование резиснентности связано с передачей маркеров, находящихся в бактериальной хромосоме.
Основной биохимический механизм, при котором возникает устойчивость к антибиотикам – появление ферментов, превращающих активную форму антибиотика в неактивную. Самая важная роль в процессе образования устойчивости принадлежит пептидазам-ферменты, вызывающие гидролиз антибиотиков (например, β-лактамаза разрушает β-лактамное кольцо).
Циркулирующие в среде возбудители инфекций постепенно формируют так называемые госпитальные штаммы, т. е. штаммы наиболее эффективно адаптированные к местным особенностям той или иной среды.
Главной особенностью госпитальных штаммов является повышенная вирулентность (во всех случаях это первая и главная особенность госпитального штамма), а также специфическая адаптация к используемым лечебным препаратам (антибиотики, антисептики и т. п.).