Шпаргалка по дисциплине"Микробиология"

б) химабиоз – воздействие химическими веществами, ядовитыми для микроорганизмов, но не приносящими вреда человеку при использовании их в малых концентрациях, а также воздействие различными формами лучистой энергии, электричеством, ультразвуком.

4. Ценоанабиоз – Метод направлен  на использование антагонистических  взаимоотношений между микроорганизмами, входящими в состав микрофлоры продуктов молочнокислые бактерии и дрожжи

а) ацидоценоанабиоз – принцип, на котором основано производство пресервов. Добавляя сахар при посоле рыбы, овощей, активизируют жизнедеятельность молочнокислых бактерий, в процессе брожения выделяется молочная кислота, которая подавляет рост гнилостных бактерий.

б) алкоголеценоанабиоз – принцип консервирования с применением спирта. Дрожжи, сбраживая сахар, образуют этиловый спирт, также неблагоприятно влияющий на развитие гнилостных бактерий.

По характеру и силе действия на микроорганизмы антибиотики разделяются на группы:

1. Бактериостатические и фунгистатические, задерживающие рост чувствительных  к ним микроорганизмов (бактерий  и грибов)

2. Бактерицидные, фунгицидные, гельминтоцидные, протозооцидные и др.,  вызывающие гибель микроскопических форм и паразитических червей

3. Некоторые антибиотики обладают  еще и бактериолитическим действием, обусловливая лизис клеток.

Характер действия антибиотиков в большой мере зависит от их концентрации и времени контакта с микроорганизмами. Под влиянием антибиотиков происходит изменение ядерного аппарата, цитоплазматической мембраны и других структур клетки. Ряд антибиотиков нарушает деятельность ферментов и ферментных систем, ответственных за процессы белкового синтеза, дыхания, размножения.  Микроорганизмы способны быстро адаптироваться к действию антибиотиков, в результате чего появляются нечувствительные, резистентные к антибиотикам формы микроорганизмов, возникают даже зависимые штаммы, не развивающиеся без наличия в среде соответствующего антибиотика. 

*Антибиотики растений

Лишайники продуцируют многие антибиотические вещества, существенно отличающиеся от известных растительных антибиотиков.

С 1946 года известны лишайниковые кислоты, обладающие антибактериальными свойствами.

Наиболее сильные антибиотические свойства проявляет усниновая кислота и ее натриевая соль, образуемая многими видами лишайников, подавляет грамположительные бактерии, анаэробы, особо чувствительны к ней Corinebacterium diphtheria.

Антибиотические вещества растений получили название фитонциды. Наиболее изучены фитонциды лука и чеснока интенсивно действующие на плесневые грибы, патогенные кокки тифозные и дифтерийные бактерии.

Аллицин – фитонцид чеснока, подавляющий широкий спектр бактерий. Однако выделенное вещество нестойкое. Стойкость проявляется только в составе чеснока. Летальная доза для человека составляет 60 мкг/1 кг веса человека.

Лютиковые растения выделяют берберин, который хорошо подавляет стрепто- и стафилококки, нейссерии, сальмонеллы.

Фитоалексины образуются растениями (метаоксибензолин – кукуруза, пизалин – горох) при повреждении коры и проникновении инфекции, они подавляют рост фитопатогенных инфекционных возбудителей.

*Антибиотики животных

Лизоцим – один из самых мощных антибиотических веществ.

Дефензим и азуроцидин – вырабатываются полиморфонуклеарными лейкоцитами животных и человека. Это белковые соединения с небольшой молекулярной массой, обладающие широким антимикробным спектром действия, высокой активностью и способность проникать через бактериальную клеточную стенку. На коже человека в ответ на появление патогенных бактерий или дрожжей образуется β-дефензин-2, активно воздействующий на возбудителей кожных инфекций. Аналогичные вещества имеются в гортани и в легких.

Скваламин – выделен из катрановых акул, активен против грибов, бактерий и простейших. По строению родственен холестерину.

Экмолин – выделен из рыб, применялся вместе с пенициллином, усиливая его бактерицидный эффект против бактерий.

Педерин – выделен из жучка Pederus, проявляет высокую цитотоксическую активность, применяется в дерматологии, подавляет синтез белка и ДНК бактерий, но не оказывает влияния на синтез РНК.

Интерферон – белок крови противовирусного действия.

 

42. Питание микроорганизмов. Ферменты микроорганизмов. Классы и виды ферментов.  Пути катаболизма.

Ферменты, выделяемые микроорганизмами, имеют сложное строение. Одни состоят только из белка, другие из белка и небелкового компонента. Ферменты характеризуются высокой активностью и строгой специфичностью. Они нашли широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.

Активность ферментов и скорость ферментативных реакций зависят от различных факторов: температуры среды, водородного показателя (рН), наличия в среде химических веществ и пр. Любой фактор, неблагоприятно воздействующий на фермент, подавляет и жизнедеятельность микроорганизма.

Каждый микроорганизм имеет набор ферментов, обусловленный его физиологическими свойствами. Набор ферментов любого микроорганизма определяется его геномом и считается достаточно постоянным признаком, поэтому выявление тех или иных ферментов имеет важное значение при идентификации и дифференциации различных микроорганизмов.

*Различают экзоферменты и эндоферменты. Ферменты, которые выделяются микробной клеткой во внешнюю среду и катализируют разложение сложных веществ субстрата (полисахаридов, белков и др.), называют экзоферментами, а ферменты, которые локализуются в самой клетке и участвуют во внутриклеточных процессах обмена веществ, – эндоферментами. Экзоферменты локализуются и функционируют на внешнем лепестке цитоплазматической мембраны, а эндоферменты – на внутреннем, а также в цитоплазме клетки.

*Различают также индуцибельные  и конститутивные ферменты. К  конститутивным относят ферменты, которые синтезируются клеткой непрерывно, независимо от наличия специфических питательных веществ в среде. Индуцибельные (адаптивные) ферменты синтезируются клеткой только при наличии в среде субстрата данного фермента.

В клетках некоторых бактерий вырабатываются ферменты агрессии (факторы агрессивности), которые обуславливают способность таких бактерий распространяться в тканях, разрушать их и вызывать сепсис и токсикемию. К таким ферментам относятся гиалуронидаза, коллагеназа, ДНКаза, нейраминидаза, лецитиназа, лецитивителлаза, плазмокоагулаза.

Известно более 2000 ферментов, которые подразделяют на шесть классов:

1. Гидролазы Катализируют реакции  расщепления сложных ОВ по  типу реакции гидролиза.  Подразделяют: протеазы, липазы, амилазы, карбогидразы, эстеразы

2. Оксидоредуктазы Катализируют  ОВР процессов дыхания и брожения. Относятся: дегидрогеназы, оксидазы, каталаза, пероксидаза.

3. Трансферазы Ферменты переноса  групп атомов от одного соединения  к другому. Имеются: фосфоферазы  и аминоферазы.

4. Лиазы Ферменты расщепления, реакции глубокого расщепления веществ, разрывают химические связи между атомами углерода и кислорода. Относятся: альдолазы и декарбоксилазы.

5. Изомеразы Играют роль в  процессах расщепления углеводов  на первой стадии аэробного  и анаэробного дыхания. Относятся: фосфогексоизомераза, катализирующая превращение галактозы (в форме фосфата) в глюкозу;  изомеразы пентоз, триоз и пр.

6. Лигазы Синтетазы катализируют  реакции карбоксилирования органических  кислот,  образование амидов (аспарагина, глутамина), участвуют в реакции соединения 2-х молекул, которые образуются параллельно с расщеплением АТФ. Энергия используется в реакциях синтеза.

В качестве источника питания и энергии при выращивании в искусственных условиях бакте рии наиболее часто используют углеводы. Способность утилизировать различные углеводы -важный диагностический признак. Базовый субстрат — глюкоза, которую бактерии разла гают в процессе дыхания либо брожения. Многие реакции катаболизма глюкозы протекают одинаково у аэробных и анаэробных бактерий, в частности три пути превращения гексоз в триозы (гликолиз, пентозофосфатный путь и путь Энтнера-Дудорова).

Гликолитический путь (гликолиз, путь Эмбдена-Мейерхофа-Парнаса, фруктозо-1,6-дифосфатный путь) доминирует у большинства аэробных и анаэробных микроорганизмов — кишечной палочки, бацилл, пенициллов, дрожжей, стрептомицетов и многих других. Характерная реакция гликолиза — расщепление фруктозо-1,6-дифосфата альдолазой, в результате чего образуется смесь триозофосфатов, состоящая из дигидрооксиацетонфосфата и глицероальдегидтрифосфата, которые затем превращаются в пируват. Фермент обратной связи, лимитирующий скорость процесса, — фруктозо-6-фосфат дегидрогеназа (фосфофруктокиназа). В этом процессе образуется 2 моля АТФ и 2 моля восстановленного НАД (НАДН+ на 1 моль глюкозы.

Пентозофосфатный путь (схема Варбурга-Диккенса-Хореккера-Рэкера, фосфоглюконатный путь) включает не только образование пентозофосфатов, но и реакции превращения пентозофосфатов в триозо-3-фосфаты. В результате изомеризации фруктозо-6-фосфата в глюкозо-6-фосфат и конденсации двух молекул триозо-3-фосфата в гексозофосфат все перечисленные реакции замыкаются в цикл, при одном обороте которого из 3 молекул глюкозо-6-фосфата образуются 2 молекулы фруктозо-6-фосфата, одна молекула триозо-3-фосфата, 3 молекулы С02 и трижды по 2 восстановленных НАДФ (НАДФН+). Последовательность подобных превращений глюкозы у бактерий идентична таковой у высших организмов. Этот путь катаболизма глюкозы следует рассматривать как второстепенный, но имеющий специальное назначение — источник пентоз для синтеза нуклеиновых кислот, а также источник восстановительных эквивалентов НАДФН+.

 

43. Питание микроорганизмов. Механизмы транспорта питательных  веществ в клетку. Пермеазы, ионофиоры. Характеристика процессов симпорта и антипорта. Транспорт железа.

Питательные вещества из растворов (субстратов) проникают в клетки микроорганизмов через поверхность полупроницаемой клеточной стенки и цитоплазматическую мембрану.

Цитоплазматическая мембрана является основным компонентом клетки, через которую транспортируются питательные вещества и выводятся из клетки продукты обмена.

Проницаемость мембраны зависит от концентрации веществ, растворенных в среде, ее осмотического давления.

При изотонической концентрации раствора коллоиды цитоплазмы вследствие постоянного притока воды в клетку находятся в набухшем состоянии, цитоплазма плотно прилегает к клеточной стенке. При этом создается определенное состояние цитоплазмы, называемое тургором клетки.

Повышение осмотического давления среды, когда концентрация раствора становится значительно выше физиологической, приводит к обезвоживанию цитоплазмы микробной клетки. Она собирается в комочки и отходит от клеточной стенки. Питание клетки резко нарушается, наступает плазмолиз клетки. Кокки более устойчивы к повышению осмотического давления, чем палочковидные бактерии, а плесневые грибы более устойчивы, чем бактерии.

При значительном понижении осмотического давления среды (концентрация веществ ниже физиологической) бактериальная клетка разбухает вследствие большого поступления воды в цитоплазму и приобретает шаровидную форму, причем стенка ее может лопнуть, приводя к плазмоптису. Жизнедеятельность клетки при этом нарушается.

Поступление питательных веществ и воды в клетку, а также выделение продуктов обмена в окружающую среду происходят у микроорганизмов через всю поверхность их тела.

Возможность проникновения веществ извне в клетку обусловлена многими факторами:

1. величиной и структурой их молекул;
2. способностью растворяться в компонентах ЦПМ; концентрацией веществ в клетке и в среде;
3. свойствами клеточной стенки и ЦПМ, являющихся барьерами, через которые должны проникнуть в клетку питательные вещества, и др.

Вещества питательной среды могут поступать в клетку только в растворенном состоянии. Нерастворимые сложные органические соединения должны подвергнуться расщеплению на более простые вне клетки, что происходит с помощью экзоферментов микроорганизмов.

Клеточная стенка проницаема и задерживает лишь макромолекулы. Цитоплазматическая мембрана обладает полупрониаемостью, является осмотическим барьером; проницаемость ее для различных веществ неодинакова.

* Пассивная диффузия – механизм  переноса веществ через мембрану, подчиняющийся законам осмоса.

При осмотическом проникновении веществ через полупроницаемую мембрану движущей силой является разность осмотических давлений (концентраций веществ) в растворах по обе стороны мембраны, т. е. между средой и клеткой.

Такой пассивный перенос веществ – по градиенту концентрации (от более высокой к более низкой) – протекает до уравнивания концентрации и не требует затрат энергии клеткой.