v экзогенный тип питания (выделяя гидролитические ферменты в окружающую среду, расщепляют макромолекулы до более простых соединений, которые поступают внутрь клетки);
v голофитный тип питания (поступление веществ из вне только в растворенном состоянии);
v поступление веществ происходит через всю поверхность бактериальной клетки;
v потребление веществ в сутки в 20-30 раз больше своей массы;
v интенсивность метаболизма у прокариотов выше, чем у эукариотов на 50-60% (в 100 раз);
v очень высокая адаптивность к различным условиям существования.
Для микроорганизмов характерно многообразие способов питания. Классификация микроорганизмов по типам питания:
1. По источнику углерода:
Ø автотрофы = «сами себя питающие» (от греч. autos – сам, trophe – пища) способны получать весь углерод в результате фиксации CO2 (единственный источник углерода – СО2 воздуха);
Ø гетеротрофы=«питающиеся за счет других» (от греч. heteros – другой) получают углерод из различных органических соединений, эта группа наиболее многочисленна по своему составу, включает паразитов и сапрофитов:
v паразиты (паратрофы, от греч. parasitos – нахлебник ) используют для своего питания органические соединения живых организмов, обитают на поверхности или внутри макроорганизма, нанося ему вред, подразделяются на:
· облигатные паразиты – полностью лишены способности жить вне клеток макроорганизма;
· факультативные паразиты – могут существовать и вне макроорганизма;
v сапрофиты (метатрофы, от греч. sapros – гнилой, phyton – растение ) нуждаются в готовых органических соединениях, поэтому питаются мертвой тканью животных и растений.
2. По источнику энергии:
Ø фототрофы (фотосинтезирующие) используют энергию солнечного света;
Ø хемотрофы (хемосинтезирующие) получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций.
3. По донору электронов:
Ø литотрофы (от греч. lithos – камень) в качестве источника электронов используют неорганические соединения (H2, NH3, H2S, S и т.д.);
Ø органотрофы используют органические соединения в качестве доноров электронов.
Можно использовать все критерии сразу для характеристики микроорганизмов или только два. Например, фотоавтолитотрофы – микроскопические водоросли; хемоорганогетеротрофы – стафилококки, кишечная палочка. Однако, такая классификация не полностью отражает способности микроорганизмов. Многие микроорганизмы обладают «гибким» метаболизмом и могут переключаться в определенных условиях с одного способа питания на другой. Поэтому выделяют термины облигатный и факультативный, так например, облигатному фотоавтотрофу обязательно нужен свет и CO2 как источник углерода, а факультативные фотоавтотрофы могут расти и на органических кислотах.
4. По источнику азота:
Ø аминоавтотрофы используют атмосферный азот и минеральные соединения азота для построения органических соединений (почвенные бактерии);
Ø аминогетеротрофы получают азот для синтеза белков из органических соединений (патогенные бактерии).
5. По способности синтезировать необходимые питательные вещества:
Ø прототрофы – это микроорганизмы, способные синтезировать все необходимые им органические соединения из глюкозы и солей аммония;
Ø ауксотрофы не способны синтезировать некоторые органические соединения, ассимилируя их в готовом виде из окружающей среды или организма хозяина.
Факторы роста – это вещества, необходимые микроорганизмам, не продуцирующим какое-либо вещество, в готовом виде для их роста и размножения:
v аминокислоты (стептококки);
v пуриновые и пиримидиновые основания (стрептококки, микоплазмы, лактобациллы);
v витамины (никотиновая, пантотеновая и фолиевая кислоты, флавин, тиамин, биотин, В6 и В12 – микобактерии туберкулеза);
v железопорфирины;
v липиды (микоплазмы);
v соли.
Механизм поступления веществ в клетку ( сложный физико-химический процесс, в котором большую роль играют концентрация веществ, их строение, растворимость, размеры молекул, проницаемость ЦПМ, наличие ферментов, pH среды, изоэлектрическая точка вещества цитоплазмы ):
Ø пассивная диффузия – питательные вещества в клетку перемещаются по градиенту концентрации без затрат энергии (когда концентрация вещества снаружи значительно превышает концентрацию внутри); этим путем в бактериальную клетку поступает ограниченное количество веществ – H2O, O2, CO2 и NH3;
Ø облегченная диффузия осуществляется тоже по градиенту концентрации без затрат энергии, но с помощью особых белков-пермеаз, которые находятся в цитоплазматической мембране;
Ø активный транспорт осуществляется пермеазами против градиента концентрации (концентрация вещества в клетке может быть значительно больше, чем в питательной среде), сопровождается затратой энергии;
Ø транслокация (фосфорилирование) – химическая модификация вещества при переносе через ЦПМ с помощью белков-транслоказ; так, например, поступает в клетки глюкоза;
Ø обменная адсорбция – способность электрически заряженной поверхности микробной клетки притягивать вещества с противоположным зарядом.
Выход продуктов метаболизма из микробной клетки:
Ø диффузия (пассивная, облегченная, активная);
Ø экзоцитоз – путем почкования мембраны – выделяемое вещество упаковано в мембранный пузырек и отшнуровывается в окружающую среду; например, токсин холерного вибриона;
Ø фосфотранспорт – химическая модификация вещества при переносе через ЦПМ.
Ø контрансляционная секреция – внутри клеточной стенки и ЦПМ формируется белковый канал, через который молекулы вещества выделяются наружу, например, токсины возбудителей столбняка и дифтерии.