1. Антибиотики. Классификация антибиотиков по источнику получения, способу получения, механизму, спектру и типу действия
 Скачать 1.79 Mb.
|
|
Включения. В цитоплазме клеток бактерий часто содержатся гранулы различной формы и размеров. Их присутствие нельзя рассматривать как постоянный признак микроорганизма, обычно они в значительной степени связаны с физическими и химическими условиями среды обитания. Многие внутрицитоплазматические гранулы состоят из соединений, которые служат для микроорганизмов источником энергии и углерода. Такие соединения обычно образуются, когда микроорганизм снабжается достаточным количеством питательных веществ, и используются, когда он попадает в неблагоприятные в отношении питания условия. Органеллы – это постоянные структурные элементы цитоплазмы клетки, имеющие специфическое строение и выполняющие определенные функции. Классификация органелл: 1) органеллы общего назначения: имеются во всех клетках и обеспечивают жизнедеятельность клетки; 2) органеллы специального назначения: имеются в цитоплазме только определенных клеток и выполняют специфические функции этих клеток. Органеллы общего назначения подразделяются на: 1) мембранные: митохондрии; агранулярная эндоплазматическая сеть (аЭПС); гранулярная эндоплазматическая сеть (грЭПС); пластинчатый комплекс Гольджи; лизосомы; пероксисомы; 2) немембранные: рибосомы; клеточный центр; микротрубочки; микрофибриллы; микрофиламенты. Органеллы специального назначения подразделяются на: цитоплазматические (миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы); и органеллы клеточной мембраны, или поверхности (реснички, жгутики). Тинкториальные св-ва бактерий. Различают простые и сложные методы окраски. Простые за¬ключаются в окраске препарата одним красителем; сложные методы (по Граму, Цилю — Нильсену и др.) включают последо¬вательное использование нескольких красителей и имеют диффе¬ренциально-диагностическое значение. Отношение микроорганиз¬мов к красителям расценивают как тинкториальные свойства. Существуют специальные методы окраски, которые используют для выявления жгутиков, клеточной стенки, нуклеоида и разных цитоплазматических включений. Простой метод. Фиксированный мазок окрасить каким-либо одним красителем, например фуксином водным (1—2 мин) или метиленовым синим (3—5 мин), промыть водой, высушить и микроскопировать. Сложные методы. Последовательно нанести на препа¬рат определенные красители, различающиеся по химическому составу и цвету, протравы, спирты, кислоту и др. Это позволяет выявить определенные структуры клеток и дифференцировать одни виды микроорганизмов от других. Существуют несколько основных окрасок: по Грамму, по Цилю-Нельсону, по Ауески, Нейссера, Бури-Гинса. 35.Структура вирусов.Простые и сложные Вирусы существуют в двух формах –внеклеточной (вирусная частица, или вирион) и репродуцирующейся, или внутриклеточной. Вирионы могут иметь разнообразную форму – палочковидную и цилиндрическую (вирус табачной мозаики и другие вирусы растений), нитевидную (вирусы растений и некоторых бактерий), сферическую, напоминающую многогранники (аденовирусы, пикорнавирусы), кубовидную (поксвирусы), сперматозоидную (вирусы бактерий). Простые вирионы состоят из нуклеиновой кислоты, плотно упакованной в белковую оболочку – капсид (греч. kansa – ящик), имеющий строго упорядочную структуру. По морфологической структуре это нуклеокапсиды(поэтому вирусную частицу также называют нуклеокапсидом), а по химическому составу это нуклеопротеиды. Сложные вирионы помимо нуклеиновой кислоты и белков капсида имеют внешнюю оболочку – суперкапсид, который представляет собой липопротеидную мембрану. В суперкапсиде содержатся белки и углеводы клетки хозяина. Вирусные капсиды состоят из субъединиц – капсомеров (одна или несколько белковых молекул, белок – глобулин). Вирусные капсиды имеют упорядочную организацию, в основе которой лежит принцип спиральной или кубической симметрии.Нуклеиновые кислоты вирусов могут быть представлены одной из возможных форм: двунитчатой ДНК, однонитчатой ДНК, однонитчатой РНК, двунитчатой РНК. При этом молекулы нуклеиновых кислот могут быть непрерывными и фрагментированными, линейными и кольцевыми. Белки вирионов состоят из обычных 16-18 L- форм аминокислот. Количество вирусных белков даже у сложноорганизованных вирионов не превышает 30, а у простых вирионов вирусные белки представлены одной полипептидной цепью. В состав многих вирусов входят также неструктурные белки – ферменты. Несмотря на то, что само существование вирусов очень тесно связано с клеткой хозяина, они могут существовать в двух формах - внутриклеточной и внеклеточной (вирион). В связи с отсутствием собственных синтезирующих белок и энергетических систем вирусы не растут на искусственных питательных средах, да и само понятие рост, как увеличение биомассы, к ним неприменимо. Близки к вирусам вириоиды и прионы. Вириоиды - инфекционные молекулы кольцевой РНК, весьма близкие внехромосомным генетическим элементам бактерий (плазмидам). Прион - общее определение возбудителей категории прионных инфекций (наиболее известная - болезнь Крейцфельдта-Якоба). Прионом называется инфекционная белковая частица очень маленького размера и молекулярной массы (около 30 кД), устойчивая к инактивации факторами, влияющими на нуклеиновые кислоты (температура, формальдегид). Белок приона кодируется генами организма- хозяина, которые содержатся в репрессированном состоянии в каждой клетке, накапливаться прионы в клетках могут только после депрессии генов изоформами приона, попавшего в организм извне. 36. Дисбиоз полости рта. Диагностика, профилактика, лечение Дисбиозы (дисбактериоз) – это микроэкологические нарушения, которые выражаются в нарушениях состава и функций нормальной микрофлоры. Состояние здоровья человека во многом определяется его микрофлорой. Именно поэтому современные стоматологи уделяют такое внимание проблеме дисбиоза и дисбактериоза полости рта. Он не возникает сам по себе, зачастую он проявляется в следствии развитого дисбактериоза кишечного тракта, тот же возникает при наличии хронических заболеваний пищеварительных органов. Факторы развития дисбактериоза: наличие аллергического дерматоза; сниженный иммунитет; нарушенный или неправильный рацион питания; приём антисептиков; хронические заболевания желудочно-кишечного тракта; применение антибиотиков; гиповитаминоз (при правильной работе кишечника его микрофлора благоприятствует усваиванию витаминов А, Е, Д, а также вырабатывает витамины группы В); воспаления или инфекции в кишечнике. Признаки наличия дисбактериоза рта: развитие кандидоза (белый налёт на языке и внутренней стороне щёк); рецидивирующая инфекция герпеса, которая поражает губы и полость рта; зубной кариес; наличие галитоза; рецидивы афтозного стоматита; трещины в уголках рта; воспаление глотки и ротовой полости. При эффективной терапии необходимо сначала уменьшить тяжесть заболевания (уменьшится болезненность и снизится ощущение жжения), после нужно нормализовать уровень полезной микрофлоры. Для того, чтобы полностью вылечить дисбактериоз необходимо устранить причину его возникновения. При проведении лечения используют санацию полости рта. Лечение дисбиотических изменений требует комплексного подхода с привлечением гастроэнтерологов. Эффективное лечение дисбактериозов полости рта подразумевает необходимость воздействовать как на микрофлору, так и на факторы местного иммунитета. Поэтому в комплексное лечение можно включить иммуномодулятор, предотвращающий рост патогенных организмов и повышают местный иммунитет, также в качестве терапии используют: витамины – которые повышают регенерацию тканей; эубиотики – для повышения количества полезных бактерий и помощи в заселении ими ротовой полости; местные антисептики - для снижения уровеня патогенной микрофлоры; противомикробные и противогрибковые средства, антибиотики (используют при обширных воспалительных процессах с участием болезнетворных бактерий). 37. Типы и механизмы питания бактерий.Классификация бактерий по используемым источникам энергии и потребности в органических веществах. Типы питания. Микроорганизмы нуждаются в углеводе, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах. В зависимости от источников углерода для питания бактерии делятся нааутотрофы, использующие для построения своих клеток диоксид углерода С0 2 и другие неорганические соединения, игетеротрофы, питающиеся за счет готовых органических соединений. Аутотрофными бактериями являются нитрифицирующие бактерии, находящиеся в почве; серобактерии, обитающие в воде с сероводородом; железобактерии, живущие в воде с закисным железом, и др. Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами. Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или животных, относят к патогенным и условно- патогенным. Среди патогенных микроорганизмов встречаются облигатные и факультативные паразиты (от греч.parasitos— нахлебник). Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие. В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов или водорода, микроорганизмы делят на две группы. Микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода неорганические соединения, называют литотрофны-ми (от греч.lithos— камень), а микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода органические соединения, — органотрофами. Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие (например, сине- зеленые водоросли, использующие энергию света), и хемотрофы, нуждающиеся в химических источниках энергии. Механизмы питания.Поступление различных веществ в бактериальную клетку зависит от величины и растворимости их молекул в липидах или воде, рН среды, концентрации веществ, различных факторов проницаемости мембран и др. Клеточная стенка пропускает небольшие молекулы и ионы, задерживая макромолекулы массой более 600 Д. Основным регулятором поступления веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана.Условно можно выделить четыре механизма проникновения питательных веществ в бактериальную клетку: это простая диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт, транслокация групп. Наиболее простой механизм поступления веществ в клетку —простая диффузия, при которой перемещение веществ происходит вследствие разницы их концентрации по обе стороны цитоплазматической мембраны. Вещества проходят через липид-ную часть цитоплазматической мембраны (органические молекулы, лекарственные препараты) и реже по заполненным водой каналам в цитоплазматической мембране. Пассивная диффузия осуществляется без затраты энергии. Облегченная диффузияпроисходит также в результате разницы концентрации веществ по обе стороны цитоплазматической мембраны. Однако этот процесс осуществляется с помощью молекул-переносчиков, локализующихся в цитоплазматической мембране и обладающих специфичностью. Каждый переносчик транспортирует через мембрану соответствующее вещество или передает другому компоненту цитоплазматической мембраны — собственно переносчику. Белками- переносчиками могут быть пермеазы, место синтеза которых — цитоплазматическая мембрана. Облегченная диффузия протекает без затраты энергии, вещества перемещаются от более высокой концентрации к более низкой. Активный транспортпроисходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ от меньшей концентрации в сторону большей, т.е. как бы против течения, поэтому данный про цесс сопровождается затратой метаболической энергии (АТФ), образующейся в результате окислительно- восстановительных реакций в клетке. Перенос (транслокация)групп сходен с активным транспортом, отличаясь тем, что переносимая молекула видо- изменяется в процессе переноса, например фосфорилируется. Выход веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем. Бактерии делятся на группы в зависимости от признака, по которому производится классификация: 1.По используемому источнику энергии: фототрофы – энергия солнечного света; хемотрофы – энергия окислительно- восстановительных реакций. 2.По типу соединения, служащего донором электронов: органотрофы – органические вещества; литотрофы – неорганические вещества. 3.По источнику углерода: автотрофы – углекислый газ; гетеротрофы – органические вещества. Фототрофы К этой группе относятся бактерии, использующие для синтеза органики энергию света, которая преобразуется с помощью фотосинтетических пигментов. Такими пигментами могут быть: хлорофилл; бактериохлорофилл. В первом случае фотосинтез происходит с выделением кислорода. Такой процесс называется оксигенным или кислородным фотосинтезом. Он наблюдается у цианобактерий (Cyanobacteria). Во втором случае используется пигмент, относящийся к хлорофиллам, но реагирующий на свет с другой длиной волны, который не могут поглощать ни растения, ни водоросли, ни цианобактерии. При этом выделение кислорода не происходит (аноксигенный или бескислородный фотосинтез). Примером могут служить пурпурные (Purple bacteria), зеленые (Chlorobiaceae) и гелиобактерии (Heliobacteriaceae). Хемотрофы Этот тип микробов использует энергию окислительно- восстановительных реакций. Это наиболее многочисленная группа бактерий, к которой кроме других относится большинство почвенных и болезнетворных микробов. Суть процесса состоит в поэтапном окислении органических или неорганических веществ, сопровождающемся выделением энергии. Химические реакции могут быть двух видов: аэробными, с обязательным присутствием кислорода или анаэробными, то есть бескислородными. Процессы первого типа принято называть дыханием, а второго – брожением. Хемотрофы являются единственными живыми организмами Земли, которые не зависят от энергии света Солнца. Органотрофы и литотрофы Питание позволяет бактерии восполнить запас электронов, необходимых ей для многих клеточных процессов. При всем многообразии веществ, которые могут быть донорами электронов, микробы делятся на две группы: органотрофы; литотрофы. Органотрофы окисляют органику. Донорами выступают молекулы аминокислот, жиров, сахаров (чаще всего – глюкозы). После окисления молекулы могут распадаться, образуя более простые устойчивые соединения. К органотрофам, в частности, относятся бактерии гниения. Донорами электронов для литотрофов выступают неорганические соединения. Так, в процессе питания литотрофы могут повышать валентность металлов, окислять аммиак до нитритов или азота, нитриты – до нитратов, сульфид – до серы, серу – до сульфата, фосфит – до фосфата, угарный газ – до углекислого и т.д. Автотрофы и гетеротрофы Важнейшим химическим элементом, необходимым клетке, является углерод. В зависимости от источника его получения бактерии делятся на два типа – автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы способны усваивать его из углекислого газа. Синтез белков, жиров и углеводов происходит на основе неорганических элементов. К этой группе, в частности, относятся многие почвенные микробы и цианобактерии. Автотрофы – это первичные производители органики, и они являются начальным звеном многих цепочек питания. Лишь малая часть микроорганизмов, в частности, хламидии (Chlamydia) и риккетсии (Rickettsia), являются строгими (облигатными) паразитами, которые способны жить только в организме хозяина. Остальные паратрофы могут обитать вне его, переходить на гнилостное питание. Деление на автотрофов и гетеротрофов используется и для определения источника других необходимых для бактерий химических элементов – азота, фосфора, калия, магния и т.д. Так, одни почвенные бактерии в процессе питания усваивают атмосферный азот, другие окисляют аммиак, выделяющийся в процессе гниения, до нитратов, третьи окисляют нитриты до нитратов. 38. Ферменты бактерий.Понятие о биохимических св-вах микроорг. Идентификация бактерий по ферментативной активности . В основе всех метаболических реакций в бактериальной клетке лежит деятельность ферментов, которые принадлежат к 6 классам: оксиредуктазы, трансферазы, гидролазы, лигазы, лиазы, изомеразы. Ферменты, образуемые бактериальной клеткой, могут локализоваться как внутри клетки- эндоферменты, так и выделяться в окружающую среду —экзоферменты. Экзоферменты играют большую роль в обеспечении бактериальной клетки доступными для проникновения внутрь источниками углерода и энергии. Большинство гидролаз является экзоферментами, которые, выделяясь в окружающую среду, расщепляют крупные молекулы пептидов, полисахаридов, липидов до мономеров и димеров, способных проникнуть внутрь клетки. Ряд экзоферментов, например гиалуронидаза, коллагеназа и другие, являются ферментами агрессии. Некоторые ферменты локализованы в периплазматическом пространстве бактериальной клетки. Они участвуют в процессах переноса веществ в бактериальную клетку. Ферментативный спектр является таксономическим признаком, характерным для семейства, рода и — в некоторых случаях — для видов. Поэтому определением спектра ферментативной активности пользуются при установлении таксономического положения бактерий. Наличие экзоферментов можно определить при помощи дифференциально-диагностических сред, поэтому для идентификации бактерий разработаны специальные тест- системы, состоящие из набора дифференциально- диагностических сред. Идентификация бактерий по ферментативной активности. Наиболее часто определяют ферменты класса гидролаз и оксидоредуктаз, используя специальные методы и среды. Для определения протеолитической активности микроорганизмы засевают в столбик желатина уколом. Через 3—5 дней посевы просматривают и отмечают характер разжижения желатина. При разложении белка некоторыми бактериями могут выделяться специфические продукты — индол, сероводород, аммиак. Для их определения служат специальные индикаторные бумажки, которые помещают между горлышком и ватной пробкой в пробирку с МПБ или (и) пептонной водой, засеянными изучаемыми микроорганизмами. Индол (продукт разложения триптофана) окрашивает в розовый цвет полоску бумаги, пропитанной насыщенным раствором щавелевой кислоты. Бумага, пропитанная раствором ацетата свинца, в присутствии сероводорода чернеет. |