АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Метаболизм и культивирование микроорганизмов.

Прочитайте:
  1. Активаторы церебрального метаболизма
  2. Активация метаболизма в тканях
  3. Биотрансформация лекарств. Несинтетические и синтетические реакции метаболизма.
  4. В очаге воспаления метаболизм углеводов претерпевает характерные изменения, выражающиеся в преобладании гликолиза и развитии ацидоза.
  5. ВЛИЯЕТ ЛИ РЕЖИМ ПИТАНИЯ НА МЕТАБОЛИЗМ?
  6. Влияние на метаболизм
  7. ВЛИЯЮТ ЛИ ЗАБОЛЕВАНИЯ НА МЕТАБОЛИЗМ?
  8. ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
  9. Г. Нарушения метаболизма железа
  10. Гигиенические нормативы по микробиологическим показателям включают контроль над 4 группами микроорганизмов.

Особенности питания бактерий состоят в том, что питательные вещества поступают через по­верхность клетки, метаболические процессы протекают очень быстро и также быстро они адапти­руются к меняющимся условиям среды.

Типы питания. Для нормального роста и размножения микробам, как и другим существам, нужны органогены (углерод, азот, водород и кислород). Источником водорода и кислорода являет­ся вода и некоторые газы (кислород, аммиак, сероводород). По усвоению углерода бактерии делят на аутотрофы и гетеротрофы. Аутотрофы используют углерод неорганических соединений (в том числе углекислоту), гетеротрофы (органотрофы) - углерод органических (углеводы, белки и др., которые часто добавляют в питательные среды для выращивания микробов). Микробы, усваиваю­щие мёртвые остатки органических и неорганических веществ, называют сапрофитами. Тех, которые живут за счет органических соединений животных или растений, относят к паразитам.

По усвоению азота бактерии делят на аминоаутотрофы (используют азот воздуха, азотофиксируюшие) и аминогетеротрофы (используют азот белковых соединений, среди них - все паразиты и многие сапрофиты). Многие микробы нуждаются дополнительно в факторах роста (витаминах, аминокислотах, пуринах и пиримидинах, микроэлементах), которые должны поступать в клетку из питательной среды в готовом виде.

Механизм питания. Поступление в клетку питательных веществ является сложным физико-химическим процессом, который может осуществляться посредством 4-х механизмов:

1)пассивная диффузия - если концентрация снаружи выше, чем внутри клетки (по градиенту концентрации);

2)облегчённая диффузия - с участием пермеаз, когда вещества поступают в неизменном виде (по градиенту концентрации);

3) активный транспорт - с участием пермеаз и в неизменённом виде, но обязательно с затратами энергии (АТФ), т.к. это перенос против градиента концентрации;

4) транслокация радикалов - с участием пермеаз идёт активный перенос химически изменённых молекул, т.к. в целом виде они не способны проходить через мембрану.

По источникам энергии различают фототрофы, которые используют энергию солнечного света, и хемотрофы, получающие энергию за счет химического окисления веществ.

Дыхание (биологическое окисление) у бактерий тесно связано с питанием и дает энергию для осуществления функций клетки. При этом в ходе биохимических реакций образуется АТФ - универсальный аккумулятор и переносчик химической энергии у живых существ. Различают аэробный и анаэробный типы дыхания. Микробы, окисляющие органические соединения с использованием кислорода воздуха (в качестве акцептора ионов Н+), называют аэробами. В отличие от них, анаэробы получают энергию в ходе окислительно-восстановительных реакций, при которых акцептором Н+ является не кислород, а нитрат или сульфат (в бескислородных условиях). Многие микробы, имея полный набор дыхательных ферментов, могут существовать как в кислородной, так и бескислородной среде - это факультативные (необязательные) анаэробы с нитратным типом ды­хания. Облигагные (обязательные) анаэробы существуют лишь в строго анаэробных условиях, т.к. в аэробных условиях образуются токсичные перекиси (Н2О2 и др.), которые не разрушаются из-за отсутствия у облигатных анаэробов фермента каталазы, для них характерен сульфатный тип дыха­ния. Необходимыми условиями для культивирования микробов являются:

1) наличие подходящей по составу питательной среды;

2)оптимальной (по содержанию О2 и др.) атмосферы над питательной средой;

3)оптимальной температуры.

Микробы, относимые к облигатным паразитам, наиболее требовательны к условиям выращи­вания. Многие из них (из-за отсутствия или дефекта собственных метаболических систем) могут размножаться только в живых клетках (вирусы, риккетсии, хламидии). Для их культивирования заражают животных, куриные эмбрионы или растущие в искусственной среде клетки эукариотов (культуры ткани). Многие микробы растут на естественных (молоко, картофель и т.д.) или искус­ственных питательных средах.

Питательные среды, предназначенные для культивирования микробов и изучения их свойств должны отвечать следующим требованиям:

1) достаток питательных веществ (источников органогенов, солей и т.д.);

2)стерильность (без этого трудно выделить чистую культуру, изучать ее свойства)

3)оптимальное значение рН и буферность (противодействие сдвигу рН);

4) оптимальный окислительно-восстановительный потенциал (например, для анаэробов - низкий);

5) изотоничность (как у 0,9% раствора хлорида натрия);

6) влажность (для плотных сред);

7) прозрачность (для жидких сред);

8) определенная вязкость для плотных и полужидких сред (зависит от количества добавляе­мого агар-агара).

Искусственные питательные среды делят на: простые (основные) и сложные. На простых сре­дах (пептонный бульон - ПБ, питательный агар - ПА растут многие микробы, их потребности удовлетворяются простым набором питательных веществ (мясной, рыбный или дрожжевой экстрат и пептон). Пептон является продуктом ферментативного расцепления белка, источником амино­кислот. В экстрактах, помимо аминокислот и пептидов, содержатся витамины, соли, микроэлемен­ты.

Сложные среды в зависимости от назначения делят на специальные, элективные (избиратель­ные) и дифференциально-диагностические; все они, как правило, содержат дополнительные ком­поненты. Специальные среды имеют добавки, обогащающие среду факторами роста, и предназна­чены для высокотребовательных микробов. Например, стрептококки не растут на ПА, для них нужны специальные среды - сахарный бульон (ПБ + глюкоза) или кровяной агар (ПА + кровь); ме­нингококки не растут на сахарном бульоне, но хорошо растут на сывороточном агаре (ПА + сыво­ротка крови). Стафилококки, кишечная палочка и другие менее требовательные микробы растут и на простых средах и на многих специальных.

На элективных средах растут микробы преимущественно одного вида. Рост других подавля­ется под влиянием специальных добавок (антибиотиков, жёлчи; щелочи и др.) или из-за обеднен­ного состава среды. Эти среды используют для выделения чистых культур или накопления микро­бов определенных видов (сальмонеллы-в желчном бульоне, стафилококки - в солевом бульоне, холерные вибрионы - на щелочной пептонной воде и т.д.).

На дифференциально-диагностических средах один вид микроба можно отличить от другого по характеру роста и биохимическим свойствам. Их также используют при выделении чистых культур из смеси микробов или при идентификации выделенной культуры. Например, в состав среды Эндо кроме питательной основы входит лактоза, и индикатор фуксин (обесцвеченный). Микробы, не ферментирующие лактозу, не изменяют цвет среды, а расщепляющие лактозу окра­шивают среду Эндо в красный цвет. Среды Гисса содержат набор углеводов и пептоны, которые предназначены для изучения сахаролитических и протеолитических ферментов в ходе идентифи­кации микробных культур.

Рост и размножение бактерий являются результатом биосинтеза клеточных компонентов. Рост - это увеличение размеров особи и воспроизведение всех её структур. Размножение бактерий происходит путем бинарного деления. Перед делением в клетке удваивается нить ДНК и обе копии генома равномерно распределяются между двумя дочерними клетками. Время от одного деления до другого (время генерации) составляет у многих микробов 20-30 мин, v некоторых - до 20-30 ч (микробактерии туберкулёза) или более. Особенности роста и размножения микробов, их культуральные свойства, учитывают при идентификации, в производстве вакцин и биопрепаратов из микробов. Культуральными свойствами называют способность микробов расти на определенных средах с образованием характерного роста (скоплений). По мере размножения в жидкой среде одни микробы образуют помутнение, другие - плёнку или осадок, которые могут появиться уже через 8-24 ч после посева. На плотной среде в месте посева (на поверхности или внутри питательного агара) бактерии могут образовывать типичные колонии; макроскопические скопления микробов одного вида - потомство одной микробной клетки. У разных микробов колонии отличаются по раз­меру, форме, рельефу, прозрачности, консистенции и цвету. Окрашенность микробных скоплений связана со способностью некоторых видов на свету продуцировать пигменты. Среда них известны водорастворимые (пиоцианин синегнойной палочки, окрашивает и колонии и среду), растворимые в органических растворителях (продигиозан серрацицй) и нерастворимые пигменты (липохромы стафилококков). Пигменты могут защищать бактерии от действия солнечной энергии, обладать антимикробным действием.

В процессе роста и размножения микробы могут продуцировать токсины, витамины, аминокислоты, ароматические и многие другие вещества в значительных количествах. Это используется при биотехнологическом получении полезных для человека продуктов микробного синтеза. В ходе культивирования на плотных питательных средах может осуществляться выделение чистых культур бактерии, которое должно предшествовать их идентификации. Для этого обычно при посеве механически разобщают (распределяют) микробные клетки по поверхности или в глубине плотной питательной среды. В результате такого посева на месте отдельно лежащих клеток образуются изолированные колонии. Часть такой колонии отсевают на новую питательную среду для накопления выделенной чистой культуры.

Выделение чистой культуры бактерий-аэробов занимает 3 дня:

1. день:

а) микроскопия мазка из материала (для ориентировочного суждения о составе микрофлоры);

б) посев материала на ПА в чашке истощающим штрихом (для получения изолированных
колоний);

в) инкубирование в термостате (370С) 18-20 часов

2. день:

а) изучение и выбор изолированных колоний;

б) микроскопия мазков из изолированных колоний для суждения об однотипности микробов в колонии;

в) пересев остатка колонии на скошенный ПА (для получения чистой культуры);

г) инкубирование в термостате (37°С). 18-20 часов

3. день:

а) микроскопия мазков из чистой культуры на скошенном ПА (для контроля чистоты просматривают не менее 40 полей зрения должны быть однотипные по морфологии микроорганизмы);

б) изучение других свойств выделенной чистой культуры.

Выделение чистой культуры анаэробов занимает 4 дня и отличается тем, что исследова­ние ведут в анаэробных условиях на специальных средах и материал предварительно подращивают сутки в среде для накопления анаэробов. Методы культивирования анаэробов основаны на удале­нии кислорода из питательной среды и из атмосферы (используют механическое и физическое удаление или замещение, химическое или биологическое связывание О2)

- перед посевом среды регенерируют (кипятят и быстро охлаждают);

- делают посевы в высокие столбики среды в пробирках;

- наслаивают поверх питательной среды вазелиновое масло;

- культивируют в анаэроостате, из которого откачан воздух и замещён инертным газом или бескислородной смесью (азот, водород, углекислый газ);

- культивируют в эксикаторе, на дно которого помещены химические поглотители кислорода (щелочной раствор пирогаллола и др.);

- культивируют в герметично закрытой чашке с плотной средой, на две половины которой отдельно засевают анаэробы и аэробы, которые в ходе размножения поглощают кислород (метод Фортнера).


Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 715 | Нарушение авторских прав







При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.005 сек.)