1. Типы биотических взаимоотношений макро и микроорганизма
 Скачать 232.49 Kb.
|
|
9. ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ (классификация,требования). Для получения и размножения в лаборатории микробов прибегают к искусственному выращиванию их. Выращивают их на питательных средах в термостате. Каждая питательная среда, применяемая для культивирования микробов, должна удовлетворять ряду основных требований. КЛАССИФИКАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД Потребность в питательных веществах у различных микробов неодинакова, поэтому нет возможности создать для них универсальную питательную среду. На основании разных показателей питательные среды классифицируют следующим образом: По консистенции различают: плотные, жидкие и полужидкие среды. В зависимости от того, какие исходные продукты используют для приготовления питательной среды, различают среды животного и растительного происхождения. Кроме того, используются и синтетические среды, составленные из химических соединений. Среди животного и растительного происхождения могут быть естественными (молоко, куски плодов, овощей) и искусственно приготовленными из различных составных частей (мясопептонный бульон или агар и др.). По целевому назначению среды подразделяют на группы: среды общего назначения (простые, обычные) – мясопептонный бульон (МПБ), мясопептонный агар (МПА), мясопептонная желатина (МПЖ) и молоко. Эти среды используются для выращивания многих неприхотливых микроорганизмов. Кроме того, они служат основой для приготовления специальных сред. специальные (обогащенные) среды применяют для выращивания микробов, которые не размножаются на средах общего назначения. Для выращивания микобактерий используют яично–белковые среды Петраньяни, Левенштейна, для анаэробов – среду Китт–Торици, для стрептококков – среды с добавлением сыворотки, глюкозы и др. дифференциально–диагностические среды (цветные, углеводные) для изучения сахаролитических свойств микробов (среды Гисса, среды Эндо, Левина, Плоскирева и др.). элективные среды или среды избирательного роста. В них хорошо растут определенные виды микробов, плохо или совсем не растут определенные виды других микробов. Они содержат оптимальный для исследуемого вида микроба питательный состав и бактериостатическую добавку (анилиновые краски, желчные соли и др.), которая подавляет рост других микроорганизмов. Например, специальная среда Петраньяни для выращивания туберкулезных микобактерий содержит 2% раствор малахитового зеленого для подавления роста сопутствующей микрофлоры. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПИТАТЕЛЬНЫМ СРЕДАМ Содержать все необходимые для микробов питательные вещества: азот, углерод, водород, кислород, неорганические соединения, содержащие фосфор, железо, калий, серу, натрий, магний, микроэлементы – кобальт, йод, марганец. Все эти элементы должны находиться в питательной среде в удобоусвояемом для данного микроорганизма соединении. Азот, например, одни микроорганизмы усваивают из простых аммонийных соединений, другие нуждаются в аминокислотах, третьи с этой целью расщепляют пептоны. Патогенные виды требуют для своего размножения неизменного белка. Источником углерода являются сахара, многоатомные спирты, органические кислоты. Потребность в неорганических элементах удовлетворяется добавлением к среде солей. Микроэлементы поступают в питательную среду с пептоном, неорганическими солями и водой. Микроорганизмы нуждаются также в ростовых факторах растительного и животного происхождения, в кислороде и водороде микробы удовлетворяют свои потребности главным образом за счет поступающей в клетку воды. Питательная среда должна быть влажной, так как поступление веществ в клетку осуществляется на основе законов диффузии и осмоса. Питательные вещества могут усваиваться микробами только при определенной реакции питательной среды, так как проницаемость оболочки микробной клетки изменяется в зависимости от рН среды. Микробы могут размножаться при рН от 6,8 до 7,6 при этом оптимум роста наблюдается при рН 7,2–7,4. По возможности среды должны быть прозрачными, так как это облегчает изучение в них роста микробов. Среда должна быть стерильной, чтобы иметь возможность размножать в ней культуру только одного вида микробов. 10.Серологические реакции. Сущность и постановка реакции преципитации по Асколи.( смотреть в распечать)(кольцеприципитация) Серологические исследования —это методы изучения определенных антител или антигенов в сыворотке крови больных, основанные на реакциях иммунитета. С их помощью также выявляют антигены микробов или тканей с целью их идентификации. Обнаружение в сыворотке крови больного антител к возбудителю инфекции или соответствующего антигена позволяет установить причину заболевания. Серологические исследования применяют также для определения антигенов групп крови, тканевых антигенов и уровня гуморального звена иммунитета. Цели исследований - распознавание инфекционных – микробных и вирусных заболеваний, а также болезней, обусловленных нарушениями защитной иммунной системы организма. 11. Микрофлора тела животных. После рождения животный организм вступает в контакт с различными микроорганизмами, которые проникают через дыхательные, и пищеварительные пути заселяют желудочно-кишечный тракт, половые и другие органы. Постоянными обитателями тела животных являются микроорганизмы, одни из которых составляют облигатную микрофлору, другие находятся в организме временно, попадая из почвы, воздуха, с водой и кормом. Микрофлора кожи. Постоянные обитатели кожи - стафилококки, стрептококки, сарцины, актиномицеты, микрококки, вызывающие нагноительные процессы: фурункулы, гнойники, флегмоны и др. Из палочковидных форм обнаруживают кишечную, синегнойную, псевдодифтерийную палочки.Микрофлора вымени. Микрофлору вымени составляют преимущественно микрококки (М. luteus, M. flavus, M. caseolyticus), стафилококки, стрептококки, коринебактерии, в частности, Corynebacterium bovis. Внешняя кожа вымени из-за наличия грубых и мелких складок - место скопления практически всех микробов, которые обитают в животноводческих помещениях, на пастбищах, в подстилке, кормах, на руках доярки и других объектах внешней среды. При недостаточно тщательной уборке и дезинфекции помещения обычно обнаруживается более 105 микробов на 1 см2 кожи вымени, в результате чего вымя может стать одним из главных источников заражения выдоенного молока. Из патогенных микробов на коже вымени часто встречаются возбудители маститов (Str. agalactiae, Str uberis, Staph. aureus) и колимаститов (Escherichia coli). Микрофлора конъюнктивы.На конъюнктиве находят сравнительно небольшое количество микробов. Как правило, это стафилококки, стрептококки, сарцины, микоплазмы, реже встречаются актиномицеты, дрожжевые и плесневые грибы. Микрофлора дыхательных путей.У новорожденных животных в дыхательных путях микроорганизмов нет. При дыхании на слизистые оболочки верхних дыхательных путей оседают из воздуха различные бактерии, актиномицеты, плесневые и дрожжевые грибы, микоплазмы и др. Постоянными обитателями слизистых оболочек носоглотки, зева в основном являются кокковые формы бактерий - стрептококки, стафилококки, микрококки. Микрофлора пищеварительного канала.Она наиболее обильна. У новорожденных животных желудочно-кишечный тракт не содержит микробов. Через несколько часов после рождения организм животного заселяется микрофлорой, которая в процессе жизни может видоизменяться, но в основном остается стабильной до конца жизни животного. Микрофлора полости рта.Она наиболее обильна и разнообразна. В ротовой полости обнаружено более 100 видов микроорганизмов. Микрофлора желудка.Она относительно бедна как по количественному, так и по качественному составу. Объясняется это бактерицидным действием кислого желудочного сока.Микрофлора тонкого кишечника.Она наиболее бедна. В двенадцатиперстной и тощей кишках ослабляется деятельность целлюлозных микроорганизмов. Микрофлора толстых кишокнаиболее богата. Постоянные обитатели - энтерококки, стафилококки, стрептококки, целлюлозные бактерии, актиномицеты, ацидофилы, термофилы, споровые формы, дрожжи, плесени, гнилостные бактерии. Микрофлора мочеполовых органов. На слизистой оболочке половых органов обнаруживают стафилококки, стрептококки, микрококки, дифтероиды, кислотоустойчивые микобактерии (Мус. smegmae) и др. Матка, яичники, семенники, мочевой пузырь в физиологическом состоянии стерильны. При заболеваниях мочеполовых органов (метриты, эндометриты) микрофлора влагалища изменяется. При нормальном физиологическом состоянии взаимоотношения носят симбиотический характер, и флора при этом выполняет ряд весьма существенных функций. Возникает вопрос: возможна ли жизнь животных без микробов? В настоящее время развивается новая отрасль биологии — гнотобиология, изучающая безмикробную жизнь микроорганизмов. Выращены в специальных камерах путем вскармливания стерильной пищей безмикробные цыплята, крысы, мыши, морские свинки, поросята и другие животные. Далее получены животные, свободные только от патогенных микроорганизмов (СПФ-животные). В отличие от гнотобиотов СПФ-животные в ряде стран послужили ядром для создания племенных и товарных ферм, свободных от инфекционных болезней. Установлено, что СПФ-поросята развиваются на 30% быстрее обычных, смертность среди них снижается в два раза. 12. Генетика микроорганизмов. Формы изменчивости микроорганизмов. Изменчивость микроорганизмов подразделяется на наследственную, обусловленную генотипическими изменениями, и ненаследственную (фенотипическую). Фенотипические изменения Адаптация - приспособление микроорганизмов к условиям среды. В настоящее время это явление объясняется не изменением в микробной клетке, а развитием ранее измененных особей и гибелью неприспособленных. Таким образом, происходит естественный отбор. Модификация - изменение микроорганизмов под влиянием условий среды. Изменяются только фенотипические (внешние) признаки (форма, размеры, цвет колоний). Модификация наблюдается в нормальных условиях жизни, это реакция на внешние раздражения, не связанные с нарушением физиологических процессов в организме. Генотипические изменения. Изменчивость признаков микроорганизмов, обусловленная перестройкой генетического аппарата, проявляется в виде мутаций и генетических рекомбинации (комбинативные изменения). Мутации – внезапные, скачкообразные изменения генов. Процесс мутирования генов приводит к таким изменениям, которые передаются по наследству и сохраняются даже тогда, когда вызвавший их фактор перестает действовать. Спонтанные мутации (без направленного воздействия) очень редки: примерно одна на 100 тыс. Они характеризуются изменением какого-нибудь одного признака и обычно стабильны. Индуцированные или мутагенные мутации возникают вследствие воздействия факторов среды. Они встречаются сравнительно часто. Мутагенным действием обладают ультрафиолетовые, рентгеновские и радиоактивные излучения, которые вызывают повреждение генетического аппарата клетки. К химическим мутагенам относятся сильнодействующие вещества: отравляющие (иприт), лекарственные (йод, перекись водорода), кислоты и др. Примером биологических мутагенов может быть ДНК. Бактериальные клетки, в которых произошла мутация, называют мутантами. Генетические рекомбинации заключаются в объединении и обычно немедленной перетасовке генов, принадлежащих близкородственным, но генотипически различным организмам. Генетические рекомбинации у эукариот – это образование индивидумов с новым сочетанием продуктов в результате полового процесса. У прокариот комбинативные изменения проявляются в результате трансформации, трансдукции, конъюгации. Трансформация - перенос генетической информации от бактерии донора (в форме отдельных фрагментов ее ДНК) в клетку реципиента. Наиболее эффективно трансформация происходит у бактерий одного и того же вида или близкородственных видов. При этом в хромосому реципиента включается только одна нить ДНК донора с образованием молекулярной гетерозиготы. Обычно бактериальная клетка в результате трансформации приобретает одно свойство. С помощью трансформирующей ДНК передаются такие признаки как капсулообразование, ферментативная активность, устойчивость к ядам, антибиотикам и т.д. Трансдукция - перенос генов (фрагментов ДНК) от донорской клетки бактерии к реципиентной посредством умеренного фага. При трансдукции возможен перенос генов, контролирующих особенности питания бактерий, двигательный аппарат (жгутики) и другие свойства. Конъюгация - форма полового процесса, при котором происходят соединение мужской и женской микробных клеток и обмен между ними ядерным веществом через цитоплазматический мостик, образующийся между клетками. При этом генетический материал клетки-донора переходит в клетку-реципиент. После рекомбинации и деления клетки образуются формы с признаками конъюгирующих клеток. Таким образом, все три формы комбинативной изменчивости одинаковы по существу. При трансформации участок ДНК клетки-донора входит в клетку-реципиент; при трансдукции эту роль выполняет фаг, а при конъюгации перенос генетической информации осуществляется через цитоплазмитический мостик (пили). Вследствие генетических рекомбинаций образуются новые бактериальные клетки - рекомбинанты, у которых имеются наследственные признаки обоих «родителей». 13. Принципы культивирования микроорганизмов. Основные методы создания анаэробных условий для культивирования микроорганизмов. 1.Физический- откачивание воздуха, введение специальной газовой безкислородной смеси (чаще- N2- 85%, CO2- 10%, H2- 5%). 2.Химический- применяют химические поглотители кислорода. 3.Биологический- совместное культивирование строгих аэробов и анаэробов (аэробы поглощают кислород и создают условия для размножения анаэробов). 4.Смешанный- используют несколько разных подходов. Необходимо отметить, что создание оптимальных условий для строгих анаэробов- очень сложная задача. Очень непросто обеспечить постоянное поддержание безкислородных условий культивирования, необходимы специальные среды без содержания растворенного кислорода, поддержание необходимого окислительно- восстановительного потенциала питательных сред, взятие и доставка, посев материала в анаэробных условиях. Существует ряд приемов, обеспечивающих более подходящие условия для анаэробов- предварительное кипячение питательных сред, посев в глубокий столбик агара, заливка сред вазелиновым маслом для сокращения доступа кислорода, использование герметически закрывающихся флаконов и пробирок, шприцев и лабораторной посуды с инертным газом, использование плотно закрывающихся эксикаторов с горящей свечой. Используются специальные приборы для создания анаэробных условий- анаэростаты. Однако в настоящее время наиболее простым и эффективным оборудованием для создания анаэробных и микроаэрофильных условий является система “Газпак” со специальными газорегенерирующими пакетами, действующими по принципу вытеснения атмосферного воздуха газовыми смесями в герметически закрытых емкостях. Основные принципы культивирования микроорганизмов на питательных средах. 1.Использование всех необходимых для соответствующих микробов питательных компонентов. 2.Оптимальные температура, рН, rH2, концентрация ионов, степень насыщения кислородом, газовый состав и давление. Микроорганизмы культивируют на питательных средах при оптимальной температуре в термостатах, обеспечивающих условия инкубации. По температурному оптимуму роста выделяют три основные группы микроорганизмов. 1.Психрофилы- растут при температурах ниже +20 градусов Цельсия. 2.Мезофилы- растут в диапозоне температур от 20 до 45 градусов (часто оптимум- при 37 градусах С). 3.Термофилы- растут при температурах выше плюс 45 градусов. По консистенции выделяют жидкие, плотные (1,5- 3% агара) и полужидкие (0,3- 0,7 % агара) среды. Агар- полисахарид сложного состава из морских водорослей, основной отвердитель для плотных (твердых) сред. В качестве универсального источника углерода и азота применяют пептоны- продукты ферментации белков пепсином, различные гидролизаты- мясной, рыбный, казеиновый, дрожжевой и др. По назначению среды разделяют на ряд групп: - универсальные (простые), пригодные для различных нетребовательных микроорганизмов (мясо- пептонный бульон- МПБ, мясо- пептонный агар- МПА); - специальные- среды для микроорганизмов, не растущих на универсальных средах (среда Мак- Коя на туляремию, среда Левенштейна- Иенсена для возбудителя туберкулеза); - дифференциально- диагностические- для дифференциации микроорганизмов по ферментативной активности и культуральным свойствам ( среды Эндо, Плоскирева, Левина, Гисса); - селективные (элективные)- для выделения определенных видов микроорганизмов и подавления роста сопутствующих- пептонная вода, селенитовая среда, среда Мюллера. По происхождению среды делят на естественные, полусинтетические и синтетические. |