ФИЗИОЛОГИЯ МИКРОБОВ. ПИТАНИЕ И ЕГО ОБЕСПЕЧЕНИЕ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ: ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ. ФГБОУ ВО ТГМУ Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра Микробиологии и вирусологии.

Бактерии – преимущественно одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения, не содержащие хлорофилла, главным способом размножения которых является поперечное деление.

МЕХАНИЗМЫ ПИТАНИЯ БАКТЕРИЙ. ПОСТУПЛЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ ВЕЩЕСТВ И КЛЕТКИ. Питание бактерий – это поступление веществ в бактериальную клетку, которое контролируется цитоплазматическая мембрана, она полупроницаема и обладает избирательной проницаемостью

МЕХАНИЗМЫ ПОСТУПЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКУ: 1. Простая (пассивная) диффузия – идет по градиенту концентрации и из области большей концентрации в область с меньшей без затрат энергии (вода, минеральные веществе). 2. Облегченная диффузия – по градиенту концентрации, без затрат энергии с участием белков переносчиков пермиаз. Пермиазы на внешней стороне клетки соединяются с субстратом, переносят его в клетку, а там комплекс диссоциирует и субстрат освобождается. 3. Активный транспорт – против градиента концентрации. Протекает с затратой энергии. В нем участвуют связывающие белки фермиазы, имеющие сродство с субстратом. После переноса вещества в клетку – комплекс диссоциирует и белок переносится на поверхность клетки. 4. Транслокация радикала – ферменты вызывают на поверхности клетки модификацию молекул углевода (фосфорилируют) и она присоединяется к фермиазам и переносится в клетку – углевод освобождается в виде фосфата.

МЕХАНИЗМЫ ПОСТУПЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКУ:

МЕХАНИЗМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ ИЗ КЛЕТКИ. Бактериальная клетка выделяет продукты метаболизма, ферменты, токсины различными механизмами: 1. Прямой транспорт – через мембрану перемещается белок предшественник, который состоит из выделяемого вещества и сигнального пептида. На поверхности мембраны пептид пептидазами отрезается, выделяемое вещество удаляется, а пептид возвращается в клетку. 2. Сигнальный транспорт – сигнальный пептид взаимодействует с рецепторами цитоплазматической мембраны, образуются канальцы, по которым выделяются вещества.

ФЕРМЕНТЫ БАКТЕРИЙ. КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ. Ферменты бактерий – специфические белки, катализирующие химические реакции. Они вызывают перераспределение e– плотностей и некоторую деформацию молекулы субстрата, что приводит к ослаблению внутримолекулярных связей, снижается энергия активации и ускоряется реакция.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ: 1. По типу катализируемой реакции – оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы. 2. По локализации: эндоферменты – катализируют реакции внутри клетки. экзоферменты – выделяются из бактериальной клетки, катализируют расщепление 3. По зависимости от генетического контроля: конститутивные – имеются в течение всех жизни индуцибельные – образуются в ответ на наличие субстрата 4. По субстрату: протеолитические – расщепляют белки сахаролитические – расщепляют углеводы липолитические – расщепляющие жиры.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ БАКТЕРИЙ. Синтез ферментов генетически детерминирован, является видовым признаком служит для идентификации м/о Ферменты бактерии определяют их болезнетворность Ферментативные свойства используются в м/б промышленности

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ БАКТЕРИЙ. Протеолитические: Протеазы расщепляют белки до аминокислот, мочевины, индола, сероводорода, аммиака. На средах с белком по выделению этих продуктов выявляют протеазы. На средах с желатином – разжижение среды На свернутой сыворотке – по ее разжижению На молоке по его просветлению (разрушается казеин) На МПБ – по выделению газа индола и H2S (выявляют с помощью индикаторных бумажек)

Сахаролитические: Эти ферменты расщепляют углеводы до альдегидов, кислот, углекислого газа, и H2. У среде МПБ или МПА с углеводами (моносахара), добавляют индикатор кислотообразования и пополов газообразования. По такому принципу создают среды Гиса и Пестрый ряд. Если цвет среды изменяется и выделяется газ, значит, происходит расщепление углеводов. На этом принципе создаются: панели, планшеты, бумажные индикаторные системы (СИБ, БИС), энетротуба и приборы для учета ферментативной активности.

Липолитические ферменты: Липазы выявляют на ЖСА (желточно- солевом агаре), в желтке много липидов, разрушение которых сопровождается просветлением среды.

ВНУТРИВИДОВАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ БАКТЕРИЙ. После выделения чистой культуры можно идентифицировать бактерии внутри вида по активности их ферментов и способности расщеплять углеводы, белки и жиры. Например: Определение серотипа сальмонелл при брюшном тифе по способности расщеплять углеводы до кислоты и газа, или отсутствию одного или обоих признаков. Внутривидовая идентификация по способности расщеплять галактазу, глюкозу, сахарозу и мальтазу.

ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ. 1. По происхождению : Естественные – молоко, крахмал, картофельные, яичные и Искусственные 2. По составу: Простые – являются основой для других сред. На простых средах растет большинство бактерий. – МПБ – мясо-пептонный бульон – готовится из мясного бульона, обрабатывается ферментом пепсином, в результате чего образуется продукт неполного расщеплении белков – пептоны и до 70% свободных аминокислот. – МПА – мясо-пептонный агар – это МПБ и уплотнитель агар-агар. Сложные – содержат различные биологические добавки или сыворотки, химические соединения, антибиотики.

3. По консистенции: Жидкие, Плотные, Полужидкие Уплотнителем питательных сред является агар-агар – полисахарид из водорослей, он не переваривается ферментами бактерий, уплотняется при температуре С.

4. По назначению питательные среды могут быть Среды обогащения – магниевая среда, сахарный МПБ Элективные среды – это среды, на которых одни виды бактерий получают преимущество для развития (возбудитель холеры хорошо растет на щелочном пептоном бульоне). на них хорошо развиваются определенные виды м/о (для стафилококка – желточно-солевой агар, в присутствии соли он хорошо развивается, ).

Дифференциально- диагностические среды – это среды, на которых может дифференцировать один вид м/о от другого по определению у них биохимических свойств. Гемолитические свойства у стафилококков, стрептококков и других бактерий определяют на кровяном агаре – α- гемолитический образует бесцветные колонии, а β-гемолитический – зеленые колонии. Сахаролитические свойства – определяются на ПС с углеводами и различными индикаторами: – среды Гисса – содержат глюкозу, мальтазу, лак¬тазу, сахарозу, манит… и индикатор Андреде (кислый фуксин в растворе NaOH). При разложении субстрата среда приобретает красный цвет.

– среда Эндо – лактозный агара с индикатором (основной фуксин, обесцвеченный сульфитом натрия Na2SO3. Лактозо(+) – колонии красного цвета с металлическим блеском, лактоза(–) – бесцветные.

Среда Левина – лактозный агар с индикатором (эозин и метиленовый синий), лактоза(+) – колонии красно-фиолетового цвета с металлическим блеском, лактоза(–) – бесцветные.

5. Консервирующие среды – предотвращают отмирание бактерий, например среды с глицерином. 6. Среды для анаэробов: Китт-Тароцци – питательный бульон с 0,5% глюкозы и кусочками печени для адсорбции кислорода.

Вильсон-Блера – железосульфитный агар, на котором патогенные анаэробные клостридии образуют колонии черного цвета за счет восстановления Na2SO3 в Na2S, который при соединении с хлоридом железа дает черный цвет.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!