Большая Медицинская Энциклопедия. Бактероиды реферат

4.Бактероиды.

1. Краткая характеристика инфекции. Основные клинические симптомы.

Бактероиды относятся к условно-патогенным бактериям.

По классификации Берджи род Bacteroides отнесен к двум группам.

Группа 4. Грамотрицательные аэробные/микроаэрофильные палочки и кокки. В эту группу входят такие виды как B.urealyticusиB.gracilis.B.urealyticusможет вызывать инфекции дыхательных путей, кишечного тракта, мочеполовых путей,B.gracilis– анаэробные плевро-легочные инфекции, инфекции головы и шеи.

Группа 6. Грамотрицательные анаэробные прямые, изогнутые и спиральные бактерии. Наиболее этиологически значимыми в патологии человека являются B. fragilis и B. melaninogenicus. Это строгие анаэробы, которые могут вызывать гнойно-воспалительные заболевания различной локализации, чаще - у лиц с иммунодефицитами.

2.Характеристика возбудителя

1. Классификация (см. п. 1)

2. Морфологические и тинкториальные свойства

Бактероиды – полиморфные средних размеров палочки, располагающиеся поодиночке или парами, неподвижны, (2 вида – перитрихи), не образуют спор, некоторые штаммы образуют капсулу (B.fragilis).

3. Культуральные свойства

Бактероиды требуют специальных сред, присутствия 10% СО2и витамина К. Для их культивирования используют КАБ-среду, среды с гемином, пептонный бульон с дрожжевым экстрактом и глюкозой. Растут на средах с желчью. Размножение медленное, посевы инкубируют 5 дней. Бактероиды образуют на кровяной среде небольшие выпуклые непигментированные колонии, B.melaninogenicus дает колонии черного или темно-коричневого цвета. В жидких средах образуют помутнение с выпадением осадка.

4. Биохимические свойства

5. Токсигенные свойства

Экзотоксинов не образуют. ЛПС наружной мембраны клеточной стенки - эндотоксин.

6. Антигенные свойства

Антигенная структура по О – антигену вариабельна, мало изучена.

7. Резистентность

Во внешней среде малоустойчивы. Чувствительны к различным дезрастворам.

8. Патогенность для животных

Около 15 видов бактероидов могут вызывать различные заболевания у животных. Вышеперечисленные 4 вида для них непатогенны.

3. Патогенез и эпидемиология инфекций, вызванных бактероидами

Бактероиды являются обитателями толстого кишечника человека и некоторых животных, значительно реже их обнаруживают в микрофлоре в респираторном и мочеполовом тракте. Вызывают гнойно-воспалительные заболевания, возникающие, в основном, как эндогенная инфекция. В ассоциациях с другими микроорганизмами встречаются при перитонитах, абсцессах брюшной полости, легких, циститах, инфекционных поражениях клапанов сердца.

Факторами патогенности являются капсула, пили, белки наружной мембраны, которые участвуют в адгезии. Капсульный полисахарид защищает от фагоцитоза. Продуцируют ряд ферментов: нейраминидазу, фибринолизин, гепариназу, ДНК-азу. При гибели выделяют эндотоксин.

4. Иммунитет

При некоторых формах инфекционного процесса, вызываемого бактероидами (сепсис, воспаление урогенитальной сферы), обнаруживаются антитела, титр которых значительно выше, чем у здоровых людей. После перенесенного заболевания титр антител постепенно снижается в течение нескольких месяцев. Значение выявляемых антител в создании невосприимчивости неизвестно.

5. Лабораторная диагностика

Исследуемый материал– кровь, гной и др. в зависимости от локализации.

Методы диагностики:

1. Микроскопический метод

Грамотрицательные полиморфные палочки, располагающиеся поодиночке или парами.

2. Бактериологический метод

Выделение чистой культуры проводится в анаэробных или микроаэрофильных условиях. Посев проводится на плотную или жидкую среду КАБ, на тиогликолевые среды с гемином и витамином К. Учитывают культуральные, морфологические и тинкториальные свойства (см. выше). Производят пересев из подозрительных колоний на плотную среду КАБ для выделения чистой культуры. Идентифицируют по биохимическим свойствам, используя специальные тест-системы. Определяют чувствительность к антибиотикам.

6. Специфическая профилактика и лечение не разработаны.

studfiles.net

БАКТЕРОИДЫ — Большая Медицинская Энциклопедия

БАКТЕРОИДЫ (греческий bakterion палочка + eidos вид) облигатноанаэробные, не образующие спор, грамотрицательные бактерии палочковидной формы, относящиеся к роду Bacteroides семейства Bacteroidaceae. Бактероиды — одни из наиболее частых возбудителей неклостридиальных анаэробных и смешанных анаэробно-аэробных инфекций у человека.

Впервые грамотрицательные бесспоровые анаэробы были выделены Вейоном и Зюбером (A. Veillon, H. Zuber) в 1898 году у больного с абдоминальным абсцессом, о писаны как Bacillus fragilis; эти анаэробы вызывали абсцессы при экспериментальном заражении подопытных животных. В 1912 году Дистазо (A. Distaso) обнаружил подобные микробы в испражнениях здоровых людей. Кастеллани (A. Castellani) и Чалмерс (A. J. Chalmers) в 1919 году предложили для этих бактерий родовое название Bacteroides.

Семейство Bacteroidaceae состоит из трех родов; Bacteroides, насчитывающий 22 вида, Fusobacterium, объединяющий 16 видов, и Leptotri-chia, включающий 5 видов. В 1979 году Колли (J. G. Collee) предложил разделить род Bacteroides на три группы на основе их устойчивости к 20% желчи в питательной среде, пигментообразовании и сахаролитической активности в отношении глюкозы, мальтозы, сахарозы, маннита, рамнозы, трегаллозы (табл. 1).

Бактероиды — палочки с биполярной окрашиваемостью, размером 0,5—0,8 X 1 —3 мкм, морфологически сходные или с выраженным полиморфизмом, неподвижные или движущиеся с помощью перитрихиально расположенных жгутиков, нередко имеют полисахаридную капсулу, являющуюся важным фактором вирулентности (см.). Различные виды варьируют по своей чувствительности к окислительно-восстановительному потенциалу. Окисленные среды тормозят рост бактероидов. В пределах вида рост бактероидов зависит также от величины посевной дозы.

При росте на кровяном агаре бактероиды образуют округлые, слабо выпуклые, полупрозрачные сероватые или черно-коричневые колонии, часто имеющие внутри включения в форме концентрических колец, диаметр колоний 1—3 мм, менее 1% штаммов бактероидов вызывают гемолиз. При росте бактероидов на жидкой питательной среде происходит равномерное помутнение бульона и образование осадка. Основными компонентами питательных сред для культивирования бактероидов являются пептон, мясной экстракт, дрожжевой экстракт, глюкоза и кровь. Стимулируют рост бактероидов гемин, витамин Кх (менадион), для некоторых видов — бычья желчь. Рост бактероидов улучшается также, если в окружающей анаэробной атмосфере содержится углекислый газ (5—10%). Бактероиды растут в значительном диапазоне температур (от 25 до 45°), оптимум роста при t 37°. Оптимальное значение pH питательных сред 7,0.

При росте на глюкозопеитонном бульоне бактероиды продуцируют в качестве конечного продукта метаболизма смесь жирных кислот: большое количество янтарной и небольшое количество уксусной, пропионовой, изовалериановой, изомасляной и масляной. Бактероиды образуют протеолитические ферменты, некоторые виды продуцируют нейраминидазу, действующую как фактор распространения бактерий. Устойчивые к Р-лактамным антибиотикам бактероиды продуцируют Р-лак-тамазы, разрушающие пенициллины и цефалоспорины.

Антигенные свойства бактероидов изучены недостаточно. Общий родовой антиген для бактероидов не описан. Bacteroides fragilis — пока единственный вид бактероидов, для которого доказано наличие видоспецифического антигена; в диагностических целях используют капсульный полисахаридный антиген.

Бактероиды —одни из основных представителей нормальной микрофлоры человека (см.) и животных. В наибольшем количестве бактероиды содержатся в толстой кишке (около 30% всех микробов), значительно преобладая над аэробной микрофлорой, в том числе в сотни раз превышая количество кишечных палочек. Среднее количество бактероидов в 1 г фекалий взрослого здорового человека составляет св. 10 млрд. и зависит от физиологического состояния организма и диеты. У лиц, находящихся на смешанной диете, обнаруживается больше бактероидов, чем у людей, в диете которых преобладают углеводы. Более интенсивному размножению и метаболизму бактероидов способствует диета, богатая животными продуктами. При стрессовых состояниях содержание В. thetaiotaomicron в толстой кишке может быть повышено и составлять 20—30% всей микрофлоры (при норме 2—4%). Наиболее часто в микрофлоре фекалий здорового взрослого человека встречаются В. vulgatus (12%), В. thetaiota-omicron (до 4,5%), В. fragilis (0,5%). Из бактероидов, являющихся условно-патогенными микробами (см.), наиболее частым возбудителем анаэробных и смешанных анаэробно-аэробных инфекций является В. fragilis.

Физиологическое значение бактероидов во многом не ясно, однако известно, что они проявляют антагонистическую активность по отношению к шигеллам, сальмонеллам и некоторым эшерихиям.

Бактероиды проявляют патогенные свойства при изменении иммунитета. Они выступают в качестве инфекционных агентов при самых разнообразных заболеваниях гнойного и септического характера, могут поражать любые органы и ткани организма человека или животного, в очагах инфекции находятся в ассоциации с другими анаэробными и аэробными микробами. Бактероиды выделяют при гнойном перитоните, аппендиците, эндометрите, аднексите, кольпите, септическом аборте, абсцессе внутренних органов, плеврите, пневмонии, при поражениях костей и суставов, при пародонтозе и воспалительных заболеваниях ротовой полости, кожи, подкожной клетчатки. Бактероидный инфекционный процесс любой локализации может осложниться эндокардитом (см.) или сепсисом (см.).

Для эффективного лечения болезней, вызванных бактероидами, большое значение имеет микробиологическая диагностика. Успешное выделение бактероидов во многом зависит от правильного забора и доставки материала в лабораторию. Если есть возможность получить патологический материал с помощью пункции, его следует доставить в шприце, вытеснив из него воздух. Доставка материала на обычном тампоне малоэффективна. Тампоны лучше доставлять в транспортной среде либо забирать материал тампоном, имнрегнированным 10% раствором гемоглобина. Вместо гемоглобина можно использовать лизированную донорскую кровь (10% лизированной крови, 10% глицерина, 80% изотонического раствора хлорида натрия).

Посев материала производят на плотные и жидкие питательные среды. Плотные среды содержат лизированную кровь и при необходимости канамицин или неомицин — ингибиторы сопутствующей факультативно-анаэробной микрофлоры. Посевы инкубируют не менее 2 суток (из-за медленного роста бактероидов) в анаэробных условиях при t° 37°. Одновременно с посевом производят микроскопию окрашенного по Граму мазка из патологического материала.

Посевы просматривают с помощью лупы с 6—8-кратным увеличением или стереоскопического микроскопа (см.). Описывают морфологию каждого вида колоний, пересевают их на жидкую питательную среду и инкубируют в анаэробных условиях в течение 48—72 часов (для получения чистой культуры), а также пересевают на кровяной агар и инкубируют в аэробных условиях в течение 24—48 часов (для определения аэротолерантности). Из этих же колоний готовят мазки для окраски по Граму. Выросшие на кровяном агаре в аэробных условиях колонии расцениваются как факультативно анаэробные бактерии. Чистую культуру грамотрицательных анаэробных бактерий, полученную на жидкой питательной среде, исследуют на подвижность (с помощью фазовоконтрастного микроскопа) и на чувствительность к антимикробным препаратам.

До уровня семейства бактероиды можно идентифицировать на основании отрицательной окраски по Граму, отсутствия роста в аэробных условиях, отсутствия спорообразования, установления перитрихиально расположенных жгутиков, если бактерии подвижны. Способность к спорообразованию проверяют прогреванием пятисуточной культуры на жидкой питательной среде с крахмалом (1 г на 1 i среды) при t° 80° в течение 10 минут. Выжившие клетки свидетельствуют о их спорогенности. Тип жгутиков определяют соответствующим методом окраски (см. Леффлера методы).

До рода и вида бактероиды идентифицируют на основании определения продуктов метаболизма (состав жирных к-т Ci—Св, а также янтарной и молочной кислот) с помощью газожидкостной хроматографии (см.) и изучения ферментативной активности. В таблице 2 представлены данные Бартлетта (J. G. Bartlett) с сотр. (1975), позволяющие ориентировочно идентифицировать бактероиды группы В. fragilis.

Предпринимаются попытки ускоренной идентификации бактероидной группы

В. fragilis и В. melaninogenieus с помощью реакции иммунофлюоресценции (см.) в прямой и непрямой модификациях. Для обнаружения бактероидов непосредственно в патологическом материале необходимы соответствующие специфические диагностические сыворотки. Для подтверждения этиологической роли бактероидов при различных воспалительных заболеваниях (например, при поражениях тазовых органов у женщин) используют серологическую диагностику. При этом применяют радиоиммунологический метод (см.) и иммуно-ферментный метод выявления антител, а также определяют титры антител против В. fragilis в парных сыворотках.

Бактероиды наиболее чувствительны к метранидазолу, левомицетину, некоторым цефалоспоринам и др. Некоторые виды бактероидов, за исключением В. fragilis, могут быть чувствительны к пенициллину, но необходимо учитывать, что бактероиды могут продуцировать бета-лактамазы. Бактероиды устойчивы к стрептомицину, гентамицину, канамицину, мономицину. Для успешной антибактериальной терапии необходимо определение чувствительности выделенных бактерий к химиопрепаратам. При лечении инфекций, вызываемых бактероидами, также необходимо помнить, что эти инфекции носят смешанный характер: бактероиды чаще всего выделяются в ассоциации с другими микроорганизмами.

Специфическая профилактика бактероидных инфекций — вакцины и сыворотки — пока не разработана.

См. также Анаэробы, Бактерии, Фузобактерии.

Таблица 1. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ БАКТЕРОИДОВ ПО ГРУППАМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ОТНОШЕНИЯ К САХАРАМ, УСТОЙЧИВОСТИ К ЖЕЛЧИ И ОБРАЗОВАНИЮ ПИГМЕНТА (по Колли, 1979)

Таблица 2. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ БАКТЕРОИДОВ, НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ВЫДЕЛЯЕМЫХ ИЗ ПАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (по Бартлетту, 1975)

Библиогр.: Балтрашевпч А. К. Микробы семейства Bacteroidaceae в патологии человека и животных, Журн, микр., эпид, и иммун., № 10, с. 14, 1979, библиогр.; Толстых П. И., Коган А. X. и Туман с кий А. В. Анаэробная газовая инфекция, Хирургия, № 5, с. 102, 1981, библиогр.; Bergey’s manual of determinative bacterilogy, ed. by R. E. Buchanan a. N. E. Gibbons, Baltimore, 1975; С о 1 1 e e J. G. Current classification of anaerobic bacteria, J. infect. Dis., v. 1, suppl. 1, p. 3, 1979; International symposium on anaerobic bacteria, laboratory aspects, pathogenicity, human immune response to infection and serology, ed. by D. W. Lambe a. o., N. Y., 1980; M а с y J. M. a. Probst I. Th,e biology of gastrointestinal bacteroides, Ann. Rev. Microbiol., v. 33, p. 561, 1979, bibliogr.

E. П. Пашков, A. А. Петраков.

xn--90aw5c.xn--c1avg

Реферат - Условно-патогенная флора - Биология

Бактероиды – анаэробные неспорообразующие микроорганизмы. Они обычно не регистрируются в бактерийных фекалиях у детей первого полугодия жизни; у детей раннего возраста число бактероидов не превышает 10 КОЕ/г. Роль бактероидов до конца не выяснена, но установлено, что они принимают участие в пищеварении, расщепляют желчные кислоты, участвуют в процессах липидного обмена. Бактероиды могут стать причиной развития гнойно-воспалительных процессов различной локализации (гинекология, стоматология, раневая инфекция).

Пентококки– анаэробные кокки, метаболизируют пептон и аминокислоты с образованием жирных кислот; вырабатывают сероводород, уксусную молочную, лимонную, изовалериановую и другую кислоты. Эти микроорганизмы могут быть патогенными для человека, вызывая гнойные инфекции при попадании в несвойственные им ниши обитания путем транслокации (перехода через кишечный барьер во внутреннюю среду организма), также их выявляют при воспалении аппендикса, при кариесе и парадонтозах.

Стафилококки– негемолитические (эпидеомальные, сапрофитирующие) стафилококки входят в группу сапронозной микрофлоры.

Стафилококки, обладающие патогенными свойствами, вызывают формирование патологических процессов при снижении резистентности макроорганизма. Развитие стафилококковых инфекций возможно и в случае предачи их от здоровых носителей людям со сниженной резистентностью. Эти микроорганизмы могут быть причиной воспалительных заболеваний, септических процессов, пищевых отравлений. У детей раннего возраста стафилококковые энтероколиты протекают тяжело и часто осложняются заболеваниями мочевыводящих путей.

Стрептококки выявляются в кишечнике здорового человека в количестве 105 – 106 КОЕ/г фекалий. Среди них выделяются как патогенные, так и непатогенные штаммы, например молочнокислый стрептококк.

Непатогенные кишечные стрептококки обладают антогонистической активностью по отношению к болезнетворным микроорганизмам, стимулируют выработку иммуноглобулинов.

Патогенные стрептококки могут вызывать подострые и хронические эндокардиты, ангины, заболевания мочеполовых органов, поражения кишечника, сепсис, раневые инфекции, пищевые токсикоинфекции.

Бациллы могут быть представлены аэробными и анаэробными видами микроорганизмами. Bacillus subtilis, B. pumilis, B. cereus – аэробные спорообразующие бактерии; Clostridium perfringens, C. novyi, C. septicum, C. histolitycum, C. tetanis, C. difficil – анаэробные. При значительном увеличении количество бацилл в кишечнике или в случаях их размножения в несвойственных для них нишах в организме могут развиваться гнойно-септические заболевания. Clostridium perfringens,продуцируя очень активный энтеротоксин, способны обусловливать развитие пищевой токсикоинфекции, часто протекающей тяжело. Наибольший интерес представляют С.difficile –анаэробные спорообразующие бактерии. Если они присутствуют в кишечнике здорового ребенка, то их количество обычно не превышает 103 КОЕ/г фекалий. Концентрация бактерий увеличивается при анацидном гастрите или при преобладании мясной диеты. Клостридии расщепляют белки, при этом образуют токсические амины (индол, скатол). Данные метаболиты при ограниченном содержании в кишечнике стимулируют перистальтику, являясь одним из звеньев регуляции кишечных функций. При увеличении количества клостридий в кишечнике и повышенном образовании токсических продуктов белкового метаболизма развивается гнилостная диспепсия с повышенным газообразованием и явлениями интоксикации. При снижении резистентности организма клостридии могут быть причиной эндогенной инфекции любой локализации. Отмечается их роль в развитии диарейного синдрома у детей, сопровождающихся развитием псевдомембранозного колита.

Дрожжи и дрожжеподобные грибы. Содержание плесневых грибков в толстой кишке у здоровых детей не должно превышать 102 КОЕ/г. фекалий. Дрожжи и некоторые дрожжеподобные грибы относятся к сапрофитной или транзиторной микрофлоре. Дрожжеподобные грибки рода Candida, чаще всего C. albicans и/или C. steleatoidea являются условно-патогенными микроорганизмами. Грибы рода Candida способны вызывать как локальное усиление бродильных процессов, так и различные кандидозы (молочница, стоматит, вульвовагинит, уретрит и т.д., вплоть до кандидозного сепсиса).

В патологии иммунодефициртных больных большое значение имеют криптококки. В аллергизации организма ребенка основное значение придается плесневым грибкам – аспергиллам.

Условнопатогенные энтеробактерии – представители семейства Enterobacteriacae(кишечных бактерий): клебсиеллы, протеи, цитробактеры, энтеробактеры и др.

Снижение иммунологической резистентности организма и другие неблагоприятные факторы способствуют реализации патогенных свойств этих микроорганизмов, что приводит к развитию диарейного и других синдромов, связанных с нарушением микрофлоры.

Фузобактерии, эубактерии, катенобактерии – представители анаэробной микрофлоры толстой кишки. Их значение в микробиоцинозе изучено недостаточно. Фузобактерии могут быть возбудителями гнойных инфекций внекишечной локализации.

www.ronl.ru

Бактероиды и бактероидозы - Микробиология

Бактероиды

Морфология и физиология

Антигены

Патогенность и патогенез

Экология

Пептококки

Пептострептококки

Бактероидозы

Диагностика бактероидозив

Диагностика фузобактериозов

Диагностика вейлонелеза

Пептококковые и пептострептококковые анаэробные инфекции

Профилактика и лечение

Инфекционисты в Москве

vse-zabolevaniya.ru

Бактерии

Введение.

СТРОЕНИЕ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БАКТЕРИЙ

Строение

Сенсорные функции и поведение

Размножение и генетика

МЕТАБОЛИЗМ

Питание

Главные источники энергии

Дыхание

БАКТЕРИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

БОРЬБА С БАКТЕРИЯМИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ЛитератураВведение

БАКТЕРИИ, обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем генетический материал бактерии (дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК) занимает в клетке вполне определенное место – зону, называемую нуклеоидом. Организмы с таким строением клеток называются прокариотами («доядерными») в отличие от всех остальных – эукариот («истинно ядерных»), ДНК которых находится в окруженном оболочкой ядре.

Бактерии, ранее считавшиеся микроскопическими растениями, сейчас выделены в самостоятельное царство Monera – одно из пяти в нынешней системе классификации наряду с растениями, животными, грибами и протистами.

СТРОЕНИЕ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БАКТЕРИЙ

Бактерии гораздо мельче клеток многоклеточных растений и животных. Толщина их обычно составляет 0,5–2,0 мкм, а длина – 1,0–8,0 мкм. Разглядеть некоторые формы едва позволяет разрешающая способность стандартных световых микроскопов (примерно 0,3 мкм), но известны и виды длиной более 10 мкм и шириной, также выходящей за указанные рамки, а ряд очень тонких бактерий может превышать в длину 50 мкм. На поверхности, соответствующей поставленной карандашом точке, уместится четверть миллиона средних по величине представителей этого царства.

Строение. По особенностям морфологии выделяют следующие группы бактерий: кокки (более или менее сферические), бациллы (палочки или цилиндры с закругленными концами), спириллы (жесткие спирали) и спирохеты (тонкие и гибкие волосовидные формы). Некоторые авторы склонны объединять две последние группы в одну – спириллы.

Прокариоты отличаются от эукариот главным образом отсутствием оформленного ядра и наличием в типичном случае всего одной хромосомы – очень длинной кольцевой молекулы ДНК, прикрепленной в одной точке к клеточной мембране. У прокариот нет и окруженных мембранами внутриклеточных органелл, называемых митохондриями и хлоропластами. У эукариот митохондрии вырабатывают энергию в процессе дыхания, а в хлоропластах идет фотосинтез (см. также КЛЕТКА). У прокариот вся клетка целиком (и в первую очередь – клеточная мембрана) берет на себя функцию митохондрии, а у фотосинтезирующих форм – заодно и хлоропласта. Как и у эукариот, внутри бактерии находятся мелкие нуклеопротеиновые структуры – рибосомы, необходимые для синтеза белка, но они не связаны с какими-либо мембранами. За очень немногими исключениями, бактерии не способны синтезировать стеролы – важные компоненты мембран эукариотической клетки.

Снаружи от клеточной мембраны большинство бактерий одето клеточной стенкой, несколько напоминающей целлюлозную стенку растительных клеток, но состоящей из других полимеров (в их состав входят не только углеводы, но и аминокислоты и специфические для бактерий вещества). Эта оболочка не дает бактериальной клетке лопнуть, когда в нее за счет осмоса поступает вода. Поверх клеточной стенки часто находится защитная слизистая капсула. Многие бактерии снабжены жгутиками, с помощью которых они активно плавают. Жгутики бактерий устроены проще и несколько иначе, чем аналогичные структуры эукариот.Сенсорные функции и поведение. Многие бактерии обладают химическими рецепторами, которые регистрируют изменения кислотности среды и концентрацию различных веществ, например сахаров, аминокислот, кислорода и диоксида углерода. Для каждого вещества существует свой тип таких «вкусовых» рецепторов, и утрата какого-то из них в результате мутации приводит к частичной «вкусовой слепоте». Многие подвижные бактерии реагируют также на колебания температуры, а фотосинтезирующие виды – на изменения освещенности. Некоторые бактерии воспринимают направление силовых линий магнитного поля, в том числе магнитного поля Земли, с помощью присутствующих в их клетках частичек магнетита (магнитного железняка – Fe3O4). В воде бактерии используют эту свою способность для того, чтобы плыть вдоль силовых линий в поисках благоприятной среды.

Условные рефлексы у бактерий неизвестны, но определенного рода примитивная память у них есть. Плавая, они сравнивают воспринимаемую интенсивность стимула с ее прежним значением, т.е. определяют, стала она больше или меньше, и, исходя из этого, сохраняют направление движения или изменяют его.

Размножение и генетика. Бактерии размножаются бесполым путем: ДНК в их клетке реплицируется (удваивается), клетка делится надвое, и каждая дочерняя клетка получает по одной копии родительской ДНК. Бактериальная ДНК может передаваться и между неделящимися клетками. При этом их слияния (как у эукариот) не происходит, число особей не увеличивается, и обычно в другую клетку переносится лишь небольшая часть генома (полного набора генов), в отличие от «настоящего» полового процесса, при котором потомок получает по полному комплекту генов от каждого родителя.

Такой перенос ДНК может осуществляться тремя путями. При трансформации бактерия поглощает из окружающей среды «голую» ДНК, попавшую туда при разрушении других бактерий или сознательно «подсунутую» экспериментатором. Процесс называется трансформацией, поскольку на ранних стадиях его изучения основное внимание уделялось превращению (трансформации) таким путем безвредных организмов в вирулентные. Фрагменты ДНК могут также переноситься от бактерии к бактерии особыми вирусами – бактериофагами. Это называется трансдукцией. Известен также процесс, напоминающий оплодотворение и называемый конъюгацией: бактерии соединяются друг с другом временными трубчатыми выростами (копуляционными фимбриями), через которые ДНК переходит из «мужской» клетки в «женскую».

Иногда в бактерии присутствуют очень мелкие добавочные хромосомы – плазмиды, которые также могут переноситься от особи к особи. Если при этом плазмиды содержат гены, обусловливающие резистентность к антибиотикам, говорят об инфекционной резистентности. Она важна с медицинской точки зрения, поскольку может распространяться между различными видами и даже родами бактерий, в результате чего вся бактериальная флора, скажем кишечника, становится устойчивой к действию определенных лекарственных препаратов.

МЕТАБОЛИЗМ

Отчасти в силу мелких размеров бактерий интенсивность их метаболизма гораздо выше, чем у эукариот. При самых благоприятных условиях некоторые бактерии могут удваивать свою общую массу и численность примерно каждые 20 мин. Это объясняется тем, что ряд их важнейших ферментных систем функционирует с очень высокой скоростью. Так, кролику для синтеза белковой молекулы требуются считанные минуты, а бактерии – секунды. Однако в естественной среде, например в почве, большинство бактерий находится «на голодном пайке», поэтому если их клетки и делятся, то не каждые 20 мин, а раз в несколько дней.

Питание. Бактерии бывают автотрофами и гетеротрофами. Автотрофы («сами себя питающие») не нуждаются в веществах, произведенных другими организмами. В качестве главного или единственного источника углерода они используют его диоксид (CO2). Включая CO2 и другие неорганические вещества, в частности аммиак (Nh4), нитраты (NO–3) и различные соединения серы, в сложные химические реакции, они синтезируют все необходимые им биохимические продукты.

Гетеротрофы («питающиеся другим») используют в качестве основного источника углерода (некоторым видам нужен и CO2) органические (углеродсодержащие) вещества, синтезированные другими организмами, в частности сахара. Окисляясь, эти соединения поставляют энергию и молекулы, необходимые для роста и жизнедеятельности клеток. В этом смысле гетеротрофные бактерии, к которым относится подавляющее большинство прокариот, сходны с человеком.

Главные источники энергии. Если для образования (синтеза) клеточных компонентов используется в основном световая энергия (фотоны), то процесс называется фотосинтезом, а способные к нему виды – фототрофами. Фототрофные бактерии делятся на фотогетеротрофов и фотоавтотрофов в зависимости от того, какие соединения – органические или неорганические – служат для них главным источником углерода.

Фотоавтотрофные цианобактерии (сине-зеленые водоросли), как и зеленые растения, за счет световой энергии расщепляют молекулы воды (h3O). При этом выделяется свободный кислород (1/2O2) и образуется водород (2H+), который, можно сказать, превращает диоксид углерода (CO2) в углеводы. У зеленых и пурпурных серных бактерий световая энергия используется для расщепления не воды, а других неорганических молекул, например сероводорода (h3S). В результате также образуется водород, восстанавливающий диоксид углерода, но кислород не выделяется. Такой фотосинтез называется аноксигенным.

Фотогетеротрофные бактерии, например пурпурные несерные, используют световую энергию для получения водорода из органических веществ, в частности изопропанола, но его источником у них может служить и газообразный h3.

Если основной источник энергии в клетке – окисление химических веществ, бактерии называются хемогетеротрофами или хемоавтотрофами в зависимости от того, какие молекулы служат главным источником углерода – органические или неорганические. У первых органика дает как энергию, так и углерод. Хемоавтотрофы получают энергию при окислении неорганических веществ, например водорода (до воды: 2h5 + O2® 2h3O), железа (Fe2+® Fe3+) или серы (2S + 3O2 + 2h3O ® 2SO42– + 4H+), а углерод – из СO2. Эти организмы называют также хемолитотрофами, подчеркивая тем самым, что они «питаются» горными породами.

Дыхание. Клеточное дыхание – процесс высвобождения химической энергии, запасенной в «пищевых» молекулах, для ее дальнейшего использования в жизненно необходимых реакциях. Дыхание может быть аэробным и анаэробным. В первом случае для него необходим кислород. Он нужен для работы т.н. электронотранспортной системы: электроны переходят от одной молекулы к другой (при этом выделяется энергия) и в конечном итоге присоединяются к кислороду вместе с ионами водорода – образуется вода.

Анаэробным организмам кислород не нужен, а для некоторых видов этой группы он даже ядовит. Высвобождающиеся в ходе дыхания электроны присоединяются к другим неорганическим акцепторам, например нитрату, сульфату или карбонату, или (при одной из форм такого дыхания – брожении) к определенной органической молекуле, в частности к глюкозе

БАКТЕРИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Учитывая разнообразие катализируемых бактериями химических реакций, неудивительно, что они широко используются в производстве, в ряде случаев с глубокой древности. Славу таких микроскопических помощников человека прокариоты делят с грибами, в первую очередь – дрожжами, которые обеспечивают большую часть процессов спиртового брожения, например при изготовлении вина и пива. Сейчас, когда стало возможным вводить в бактерии полезные гены, заставляя их синтезировать ценные вещества, например инсулин, промышленное применение этих живых лабораторий получило новый мощный стимул.

Пищевая промышленность. В настоящее время бактерии применяются этой отраслью в основном для производства сыров, других кисломолочных продуктов и уксуса. Главные химические реакции здесь – образование кислот. Так, при получении уксуса бактерии рода Acetobacter окисляют этиловый спирт, содержащийся в сидре или других жидкостях, до уксусной кислоты. Аналогичные процессы происходят при квашении капусты: анаэробные бактерии сбраживают содержащиеся в листьях этого растения сахара до молочной кислоты, а также уксусной кислоты и различных спиртов.БОРЬБА С БАКТЕРИЯМИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Бактерии приносят не только пользу; борьба с их массовым размножением, например в пищевых продуктах или в водных системах целлюлозно-бумажных предприятий, превратилась в целое направление деятельности.

Пища портится под действием бактерий, грибов и собственных вызывающих автолиз («самопереваривание») ферментов, если не инактивировать их нагреванием или другими способами. Поскольку главная причина порчи все-таки бактерии, разработка систем эффективного хранения продовольствия требует знания пределов выносливости этих микроорганизмов.

Одна из наиболее распространенных технологий – пастеризация молока, убивающая бактерии, которые вызывают, например, туберкулез и бруцеллез. Молоко выдерживают при 61–63° С в течение 30 мин или при 72–73° С всего 15 с. Это не ухудшает вкуса продукта, но инактивирует болезнетворные бактерии. Пастеризовать можно также вино, пиво и фруктовые соки.

Давно известна польза хранения пищевых продуктов на холоде. Низкие температуры не убивают бактерий, но не дают им расти и размножаться. Правда, при замораживании, например, до –25° С численность бактерий через несколько месяцев снижается, однако большое количество этих микроорганизмов все же выживает. При температуре чуть ниже нуля бактерии продолжают размножаться, но очень медленно. Их жизнеспособные культуры можно хранить почти бесконечно долго после лиофилизации (замораживания – высушивания) в среде, содержащей белок, например в сыворотке крови.

К другим известным методам хранения пищевых продуктов относятся высушивание (вяление и копчение), добавка больших количеств соли или сахара, что физиологически эквивалентно обезвоживанию, и маринование, т.е. помещение в концентрированный раствор кислоты. При кислотности среды, соответствующей pH 4 и ниже, жизнедеятельность бактерий обычно сильно тормозится или прекращается.

www.coolreferat.com

Смотрите также

• 
  Подолье реферат
• 
  Реферат сколіоз
• 
  Реферат рефератович
• 
  Реферат ярополк
• 
  Ярополк реферат
• 
  Экопоселения реферат
• 
  Реферат эритремия
• 
  Реферат апитерапия
• 
  Аксонометрия реферат
• 
  Скатерть реферат
• 
  Реферат рубидий