1. Aktivan prijenos tvari u bakterijskoj ćeliji. Transport tvari uslijed fosforilacije. Oslobađanje supstanci iz bakterijskih ćelija.
2. Enzim. Bakterijski enzimi. Regulatorni (alosterični) enzimi. Efektorski enzimi. Određivanje enzimske aktivnosti bakterija.
3. Hranljivi supstrati za bakterije. Karbon. Autotrofija. Heterotrofija. Nitrogen. Upotreba neorganskog azota. Procesi asimilacije u ćeliji.
4. Disimilacijski procesi. Upotreba organskog dušika u ćeliji. Amonifikacija organskih jedinjenja.
5. Fosfor. Sumpor. Kiseonik. Obavezni (strogi) aerobi. Obavezni (strogi) anaerobi. Fakultativni anaerobi. Aerotolerantne bakterije. Mikroaerofilne bakterije.
6. Faktori rasta bakterija. Auksotrofi. Prototrofi. Klasifikacija faktora koji stimulišu rast bakterija. Faktori koji izazivaju rast bakterija.
7. Energetski metabolizam bakterija. Šema za identifikaciju nepoznate bakterije. Eksergonijske reakcije.
8. Sinteza (regeneracija) ATP-a. Dobivanje energije kroz proces fotosinteze. Fototrofne bakterije. Reakcije fotosinteze. Faze fotosinteze. Svjetla i tamna faza fotosinteze.
9. Dobivanje energije oksidacijom hemijskih jedinjenja. Bakterije su hemotrofi. Proizvodnja energije fosforilacijom supstrata. Fermentacija.
10. Alkoholna fermentacija. Homofermentativna mliječna fermentacija. Heterofermentativna fermentacija. Fermentacija mravljom kiselinom.
Fosfor. Sumpor. Kiseonik. Obavezni (strogi) aerobi. Obavezni (strogi) anaerobi. Fakultativni anaerobi. Aerotolerantne bakterije. Mikroaerofilne bakterije.
Fosfor
U bakterijskim ćelijama fosfor prisutan u obliku fosfata (uglavnom šećernih fosfata) u sastavu nukleotida i nukleozida. Fosfor je također dio fosfolipida različitih membrana. Fosfati imaju posebnu ulogu u energetskom metabolizmu, razgradnji ugljikohidrata i membranskom transportu. Enzimska sinteza određenog broja biopolimera može započeti tek nakon formiranja fosfornih estera polaznih spojeva (tj. nakon njihove fosforilacije). Glavni prirodni izvor fosfora za bakterije su anorganski fosfati i nukleinske kiseline. Prisutni su u bujonima, dodaju se dodatno u sintetičke hranljive podloge.
Sumpor
Sumpor dio je nekih aminokiselina (cistein, metionin), vitamina (biotin, tiamin), peptida (glutation) i proteina; učestvuje u sintetičkim procesima u redukovanom stanju - u obliku R-SH grupa koje su visoko reaktivne i lako se dehidrogeniraju u R-S-S-R" grupe. Potonje se koriste za formiranje složenijih jedinjenja povezanih disulfidnim (S-S) mostovima. Hidratacija ovi spojevi ih smanjuju i razbijaju mostove. Takve reakcije su važne za regulaciju redoks potencijala u citoplazmi bakterije. ) Prema tome, sumpor se nalazi u metioninu, biotinu i tiaminu, a glutation dolazi iz tiolne grupe cisteina. sulfati. Prijevod oxidized sumpor od sulfatnog jona do redukovanog oblika u tiolnoj grupi poznato je kao redukcija asimilacionog sulfata.
U znatno manjem broju bakterija (na primjer, anaerobne bakterije iz roda Desulfovibrio), disimilatorna redukcija sulfata, u kojem se sulfati, sulfiti ili tiosulfati koriste kao terminalni akceptori elektrona. U tom slučaju nastaje sumporovodik (H2S) kao produkt redukcije. Sposobnost bakterija da proizvode sumporovodik koristi se u praksi kao diferencijalna dijagnostička karakteristika. Određene grupe bakterija (na primjer, sumporne bakterije iz rodova Beggiatoa, Thiothrix) mogu oksidirati sumporovodik i elementarni sumpor u sulfate.
Kiseonik
Kiseonik, koji je dio organskih tvari bakterija, uključen je u njih na dva načina: indirektno (iz molekula vode ili iz CO2) i direktno. Posebni enzimi - oksigenaze - inkorporiraju kiseonik (O2-) u organska jedinjenja direktno iz molekularnog kiseonika (02). Oksigenaze su neophodne za razgradnju mnogih supstanci (na primjer, aromatičnih ugljikovodika) na koje je teško djelovati drugim enzimima. Mnoge bakterije zadovoljavaju svoje energetske potrebe putem disanja, tokom kojeg kisik djeluje kao terminalni akceptor elektrona i protona u respiratornom lancu. Bakterije su podijeljene u pet glavnih grupa prema njihovim potrebama za molekularnim kisikom.
Obavezni (strogi) aerobi Oni mogu dobiti energiju samo disanjem i stoga im je nužno potreban molekularni kisik. Strogi aerobi uključuju, na primjer, predstavnike roda Pseudomonas.
Obavezni (strogi) anaerobi. Rast takvih bakterija može se zaustaviti čak i pri niskom p02 (na primjer, na 10 "s atm), jer im nedostaju enzimi koji razgrađuju toksična jedinjenja kisika (katalaze, superoksid dismutaze). obavezni anaerobi uključuju rodove Bacteroides, Desulfovibrio.
Fakultativni anaerobi rastu i u prisustvu i u odsustvu 02. K fakultativni anaerobi uključuju enterobakterije i mnoge kvasce koji mogu preći sa disanja u prisustvu 02 na fermentaciju u odsustvu 02.
Aerotolerantne bakterije mogu rasti u prisustvu atmosferskog kisika, ali ga ne koriste kao izvor energije. Energija aerotolerantne bakterije dobiveni isključivo fermentacijom (na primjer, bakterije mliječne kiseline).
Mikroaerofilne bakterije iako im je potreban kisik za energiju, bolje rastu s povećanim CO2, zbog čega su poznati i kao “kapnofilni mikroorganizmi” [od grsch. kapnos, dim, + philos, ljubav1. Mikroaerofili uključuju većinu aerobnih bakterija (na primjer, bakterije iz rodova Campylobacter i Helicobacter). Bakterije mogu postojati u okruženju koje sadrži kisik samo ako imaju toleranciju na kisik, što je povezano sa sposobnošću bakterijskih enzima da neutraliziraju toksične kisikove spojeve. U zavisnosti od broja elektrona koji se istovremeno prenose na molekulu 02, formiraju se: peroksidni ion 02 (koji nastaje flavin oksidazama tokom prenosa 2e"), superoksidni radikal (može nastati ksantin oksidazom, aldehid oksidazom, NADPH oksidazom tokom prijenos 1e-) i hidroksilni radikal (proizvod reakcije superoksidnog radikala sa vodikovim peroksidom) Superoksid dismutaza, peroksidaza i katalaza su uključeni u detoksikaciju reaktivnih kisikovih radikala.
Superoksid dismutaza pretvara superoksidni radikal (najtoksičniji metabolit) u H2O2. Enzim je prisutan u aerobnim i aerotolerantnim bakterijama. Kataliza pretvara H2O2 u H20 i 02. Enzim je prisutan u svim aerobnim bakterijama, ali ga nema u aerotolerantnim organizmima.
Strogi anaerobi obično katalaze- I superoksid dismutaza-negativan.
Peroksidaza. Od svih katalazno negativnih mikroorganizama, samo bakterije mliječne kiseline mogu rasti u prisustvu zraka. Njihova aerotolerancija povezana je sa sposobnošću akumulacije peroksidaza. Enzim neutralizira H202 u reakciji s glutationom; u ovom slučaju, vodikov peroksid se pretvara u vodu.
a) bacteroides
b) klostridija
c) bifidobakterije
162. Enzimi koji se stalno sintetiziraju u mikrobnim stanicama:
d) konstitutivni
163. Enzimi čija sinteza zavisi od prisustva supstrata:
a) inducibilan
164. Po vrsti ishrane, klinički značajne vrste mikroorganizama:
d) hemoheterotrofi
165. Na osnovu vrste disanja klinički značajni mikroorganizmi su uglavnom:
d) fakultativni anaerobi
166. Faze razvoja bakterijske populacije (osim):
e) binarna fisija
167. Selektivni ulazak tvari u bakterijsku ćeliju uglavnom osigurava:
168. Bakterije po tipu disanja (osim):
a) mikroaerofili
b) obavezni anaerobi
c) obavezni aerobi
d) fakultativni anaerobi
169. Metode razmnožavanja prokariota (osim):
170. Metoda razmnožavanja bakterija:
b) binarna fisija
171. Bakterije su biohemijski najaktivnije u:
b) logaritamska faza
172. Bakterije su najosjetljivije na antibiotike u:
b) logaritamska faza
173. Mehanizmi ulaska tvari u bakterijsku ćeliju (osim):
e) fagocitoza
174. Ulazak tvari u bakterijsku ćeliju bez utroška energije nastaje kada:
b) jednostavna difuzija
175. Mikroorganizmi kojima je potrebna niža koncentracija od 0 2 od njegovog sadržaja u zraku:
d) mikroerofili
176. Sposobnost anaerobnih mikroorganizama da postoje u prisustvu slobodnih 0 2
b) aerotolerancija
177. Vrsta metabolizma obveznih anaerobnih tvari:
b) fermentativna
178. Vrsta metabolizma fakultativnih anaerobnih mikroorganizama:
c) oksidativno, fermentativno
179. Metode stvaranja anaerobioze (osim):
e) genotipski
180. Za stvaranje anaerobioze fizičkim putem koristite:
b) anaerostat
181. Fizičke metode za stvaranje anaerobioze zasnivaju se na:
a) mehaničko uklanjanje kiseonika
182. Za stvaranje anaerobioze hemijski koristite:
b) Bittner metoda
183. Hemijske metode za stvaranje anaerobioze zasnivaju se na:
b) upotreba hemijskih sorbenata
184. Za biološki stvaranje anaerobioze koristite:
e) Fortnerova metoda
185. Za stvaranje anaerobioze na kombinovani način koristite (pored:
e) Bittner metoda
186. Obavezni anaerobi:
c) klostridija
187. U Fortnerovoj biološkoj metodi za uklanjanje kiseonika koristi se sljedeće:
d) sarcin
188. Svrha P faze bak.metoda:
c) akumulacija čiste kulture
189. Svrha III faze bakterijske metode:
d) identifikacija čiste kulture
190. U fazi III rezervoarske metode:
d) odrediti svojstva vrste i antibiograme
191. Svrha mikroskopije kulture u III fazi bakterijske metode je da se utvrdi:
a) morfološka i tinktorijalna homogenost
192. Mobilnost bakterija je određena:
b) pri sjetvi injekcijom u kolonu polutečnog agara
193. Princip određivanja biohemijske aktivnosti bakterija:
194. Princip određivanja biohemijske aktivnosti bakterija:
b) određivanje međuproizvoda i finalnih proizvoda metabolizma
195. Za određivanje biohemijskih svojstava mikroorganizama koriste se (pored:
d) kulture ćelija tkiva
196. Saharolitičku aktivnost bakterija dokazuje:
c) stvaranje kiselih i gasovitih metaboličkih proizvoda
197. Saharolitička svojstva bakterija određuju se na podlozi:
198. Proteolitička svojstva bakterija određuju se na podlogama sa (osim:
c) ugljeni hidrati
199. Kriterijum za razmatranje pri određivanju proteolitičkih svojstava bakterija na MPB:
d) formiranje vodonik sulfida, indola
200. Čistoću kulture u III fazi bakterijske metode dokazuje:
c) ujednačenost rasta i ujednačenost mikroorganizama u razmazu
201. Čista kultura je populacija bakterija od jedne:
202. Populacija bakterija jedne vrste:
b) čista kultura
203. Određivanje antibiograma kultura uzrokovano je:
d) sticanje rezistencije na lijekove
204. Određivanje antibiograma kultura uzrokovano je:
b) sticanje rezistencije na lijekove
205. Prilikom određivanja antibiograma metodom diska (osim:
b) sijati usev metodom „šipka i ploča“.
206. Određivanje antibiograma vrši se (pored):
d) za identifikaciju mikroorganizama
207. Glavna taksona prokariota:
208. Vrsta je populacija mikroorganizama sličnih (osim):
e) seksualna reprodukcija
209. Unutar vrste mikroorganizmi se mogu razlikovati (osim:
b) sposobnost stvaranja spora
210. Unutar vrste mikroorganizmi se mogu razlikovati (osim:
a) Boja po Gramu
211. Taksoni prokariota (osim):
212. Vrsta je populacija mikroorganizama sličnih (osim:):
e) preosjetljivost na antibiotike
213. Za identifikaciju mikroorganizama prema Bergeyu, odredite (pored:
b) preosjetljivost na antibiotike
214. Osnovni princip identifikacije bakterija prema Berjdiju:
c) strukturu ćelijskog zida i njen odnos sa bojenjem po Gramu
215. Enzimi mikroorganizama obezbeđuju (pored:
e) morfologija
216. Enzimi mikroorganizama određuju se razgradnjom:
c) odgovarajući supstrat
217. Prema namjeni, hranljivi mediji „raznobojne serije”:
b) diferencijalnu dijagnostiku
218. Svrha III faze bakterijske metode:
c) identifikacija čiste kulture
219. U III stadijumu bakterijske metode provodi se (dodatno):
e) selekcija izolovanih kolonija
220. Svrha faze II bakterijske metode za izolaciju patogena anaerobnih infekcija rana tokom ispitivanja tla:
b) dobijanje izolovanih kolonija
221. Izolacija čiste kulture anaeroba vrši se prema metodi:
b) Zeissler
222. Izolacija čiste kulture anaeroba vrši se prema metodi:
b) Weinberg
223. Mogući sporotvorni patogeni anaerobnih infekcija u tlu:
c) gasna gangrena klostridija
| | 3 | | | | obvezni anaerobi su predstavnici obaveznih anaerobnih
Obavezni (strogi) anaerobi- organizme koji žive i rastu samo u nedostatku molekularnog kiseonika u životnoj sredini;
Metabolizam
Uobičajeno se vjeruje da obvezni anaerobi umiru u prisustvu kisika zbog odsustva enzima superoksid dismutaze i katalaze, koji obrađuju smrtonosni superoksid proizveden u njihovim stanicama u prisustvu kisika. Iako je to u nekim slučajevima tačno, aktivnost navedenih enzima je pronađena u nekim obveznim anaerobima, a geni odgovorni za ove enzime i srodne proteine pronađeni su u njihovim genomima. Takvi obvezni anaerobi uključuju, na primjer, Clostridium butyricum i Methanosarcina barkeri. Ipak, ovi organizmi ne mogu postojati u prisustvu kiseonika.
Postoji nekoliko drugih hipoteza koje objašnjavaju zašto su strogi anaerobi osjetljivi na kisik:
- Kiseonik raspadanjem povećava redoks potencijal okoline, a visoki potencijal, zauzvrat, inhibira rast nekih anaerobnih ćelija. Na primjer, metanogeni rastu pri redoks potencijalu manjem od -0,3 V.
- Sulfid je sastavni sastojak nekih enzima, a molekularni kisik oksidira sulfid u disulfid i time remeti aktivnost enzima.
- Rast može biti potisnut nedostatkom elektrona dostupnih za biosintezu, budući da se svi elektroni koriste za smanjenje kisika.
Najvjerovatnije je da je osjetljivost strogih anaeroba na kisik posljedica ovih faktora u kombinaciji.
Umjesto kisika, obvezni anaerobi koriste alternativne akceptore elektrona za ćelijsko disanje, kao što su sulfati, nitrati, željezo, mangan, živa i ugljični monoksid (CO). Na primjer, sulfat-reducirajuće bakterije, koje žive u velikom broju u donjim morskim sedimentima, uzrokuju miris pokvarenih jaja na tim mjestima zbog oslobađanja sumporovodika. Energija koja se oslobađa tokom ovakvih respiratornih procesa je manja nego tokom disanja kiseonika, a gornji alternativni akceptori elektrona ne daju jednaku količinu energije.
Predstavnici
Bacteroides i Clostridium su primjeri strogih anaeroba koji ne formiraju spore, odnosno spore.
Drugi primjeri obveznih anaeroba su Peptostreptococcus, Treponema, Fusiform, Porphyromonas, Veillonella i Actinomyces.
Bilješke
- Kim, Byung Hong i Geoffrey Michael Gadd. Bakterijska fiziologija i metabolizam. Cambridge University Press, Cambridge, UK. 2008.
- ANAEROBNE BACILI (nedostupna veza - istorija). Pristupljeno 10. marta 2009. Arhivirano iz originala 29. januara 2009.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
obavezni anaerobi i, predstavnici obveznih anaerobnih, obvezni su anaerobi
Kiseonik je široko rasprostranjen u prirodi, u vezanom i slobodnom stanju. U prvom slučaju, dio je molekula vode, organskih i neorganskih spojeva. U drugom, prisutan je u modernoj atmosferi u obliku molekularnog kiseonika (O2), čiji je zapreminski udio 21%.
Kiseonik je esencijalna hemijska komponenta svake ćelije. Velika većina organizama zadovoljava svoje potrebe za ovim elementom koristeći oba oblika kisika. Kada je Pseudomonas uzgajan u prisustvu 18O2 i H218O, izvor približno 10% kiseonika uključenog u ćelijski materijal bio je gasoviti kiseonik, 50-60% ćelijskog kiseonika dolazi iz vode. Ostatak kiseonika u ćeliji bio je opskrbljen organskim i neorganskim komponentama hranljivog medija (glukoza, fosfati, nitrati, sulfati itd.).
Među prokariotima postoje značajne varijacije u njihovom odnosu prema molekularnom kiseoniku. Na osnovu ove karakteristike mogu se podijeliti u nekoliko grupa (Sl. 34). Prokarioti kojima je za rast potreban O2 nazivaju se obavezni aerobi. To uključuje većinu prokariotskih organizama. Među obaveznim aerobima utvrđene su značajne razlike u odnosu na nivo molekularnog kiseonika u životnoj sredini. Neki članovi ove grupe nisu sposobni za rast pri atmosferskim koncentracijama O2, ali mogu rasti ako je sadržaj O2 u okolini znatno niži (reda 2%). Takvi obvezni aerobni prokarioti nazivaju se mikroaerofili.
Potreba prokariota za niskim koncentracijama O2 u životnoj sredini povezana je sa njihovim metaboličkim karakteristikama. Mnoge aerobne bakterije koje fiksiraju dušik mogu rasti u okruženju s molekularnim dušikom samo pri koncentracijama O2 ispod 2%, tj. kao mikroaerofili, te u prisustvu vezanog dušika, na primjer amonijaka, u zraku. Ovo se objašnjava inhibitornim efektom molekularnog kiseonika na aktivnost nitrogenaze, enzimskog kompleksa odgovornog za fiksaciju N2.
Slična slika pronađena je kod mnogih bakterija koje oksidiraju vodonik. Na podlozi sa organskim jedinjenjima kao izvorom energije, dobro rastu na atmosferskim nivoima O2. Ako je izvor energije oksidacija molekularnog vodika, te iste bakterije zahtijevaju nisku koncentraciju O2 za rast. Ovo posljednje je povezano s inaktivacijom hidrogenaze, enzima koji katalizira korištenje H2, molekularnim kisikom.
Konačno, postoje značajne varijacije među obaveznim aerobima u njihovoj toleranciji na visoke nivoe O2 u okolini. 100% molekularni kiseonik inhibira rast svih obaveznih aeroba. Mnoge aerobne bakterije mogu formirati kolonije na površini čvrstog hranljivog medija u atmosferi koja sadrži 40% O2, ali njihov rast prestaje kada se sadržaj O2 u atmosferi poveća na 50%.
Poznati su prokarioti čiji metabolizam ne zahtijeva O2, odnosno njihova energija i konstruktivni procesi odvijaju se bez sudjelovanja molekularnog kisika. Takvi organizmi se nazivaju obveznim anaerobima. To uključuje arhebakterije koje stvaraju metan, redukcijske sulfate, butirnu kiselinu i neke druge eubakterije. Do relativno nedavno se vjerovalo da obvezni anaerobi mogu dobiti energiju samo procesom fermentacije. Trenutno su poznati mnogi obavezni anaerobni prokarioti, koji su evoluirali od aerobnih kao rezultat sekundarne adaptacije na anaerobne uslove, što je dovelo do gubitka sposobnosti korišćenja O2 kao konačnog akceptora elektrona tokom disanja. Takvi obvezni anaerobi energiju dobijaju u procesima anaerobnog disanja, tj. prijenos elektrona duž lanca nosača do CO2, SO4--, fumarata i drugih akceptora.
Među obaveznim anaerobnim prokariotima koji ne uključuju O2 u metaboličke reakcije, postoji širok raspon stupnjeva otpornosti na molekularni kisik u vanjskoj sredini. Mnogi obvezni anaerobi ne mogu tolerirati prisustvo čak i malih količina molekularnog kisika u okolišu i brzo umiru. Takvi organizmi se nazivaju strogi anaerobi. Strogi anaerobi uključuju predstavnike rodova Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobacterium itd.
Bakterije maslačne kiseline takođe spadaju u grupu obveznih anaeroba, ali među njima ima vrsta koje su umjereno (Clostridium tetani, Clostridium carnis, Clostridium tertium, Clostridium sporogenes) ili prilično visoko (Clostridium perfringens, Clostridium acetobutylicum) tolerantne na O2.
Konačno, bakterije mliječne kiseline, koje imaju samo anaerobni metabolizam, mogu rasti u prisustvu zraka i klasificirane su kao posebna grupa aerotolerantnih anaerobnih tvari. (Neki autori klasifikuju bakterije mlečne kiseline iz roda Lactobacillus kao mikroaerofile na osnovu toga što njihove ćelije sadrže flavoproteine koji katalizuju transfer elektrona sa NAD*H2 na O2. Međutim, ovaj proces nije povezan sa primanjem energije ćelije).
Iako su obavezne anaerobne bakterije općenito vrlo osjetljive na O2, one se prirodno mogu pojaviti u aerobnim zonama. Široka rasprostranjenost predstavnika roda Clostridium na mjestima sa visokim parcijalnim pritiskom O2 objašnjava se prisustvom endospora koje nisu osjetljive na molekularni kisik. Međutim, mnogi striktno anaerobni prokarioti koji ne stvaraju spore nalaze se u prirodi na mjestima gdje se uočava aktivan razvoj obveznih aeroba. Vjerovatno zajednički razvoj sa obveznim aerobima koji aktivno troše molekularni kisik, što dovodi do stvaranja zona s niskim koncentracijama 02, stvara mogućnosti za razvoj striktno anaerobnih vrsta.
Opisani su prokariotski organizmi koji mogu rasti i u aerobnim i u anaerobnim uvjetima. Proučavanje ovog fenomena pokazalo je da je njegova priroda drugačija. Bakterije kojima nije potreban O2 (potonji ne sudjeluje u metaboličkim reakcijama koje sprovode), ali su sposobne rasti u njegovoj prisutnosti, prema vrsti metabolizma koji provode su obavezni anaerobi, otporni na okolišni O2. Primjer takvih organizama su bakterije mliječne kiseline. Mnogi prokarioti koji pripadaju istoj grupi prilagodili su se, ovisno o prisutnosti ili odsustvu O2 u okolini, da se prebace s jednog metaboličkog puta na drugi, na primjer, s disanja na fermentaciju, i obrnuto. Takvi organizmi se nazivaju fakultativni anaerobi ili fakultativni aerobi. Predstavnici ove fiziološke grupe prokariota su Enterobacteriaceae. U aerobnim uslovima dobijaju energiju kroz proces disanja. (Među fakultativnim anaerobima, u uslovima aerobnog metabolizma, mogu biti i mikroaerofili). U anaerobnim uslovima, izvor energije za njih su procesi fermentacije ili anaerobno disanje.
Potreba za O2 u aerobima određena je njegovim učešćem u energetskim i konstruktivnim procesima. U prvom slučaju O2 služi kao obavezni konačni akceptor elektrona, u drugom, učestvuje u reakcijama (ili u jednoj reakciji) na putu višestepene transformacije ćelijskih metabolita ili egzogenih supstrata. U obveznim aerobima, većina O2 se koristi kao konačni akceptor elektrona u reakcijama koje kataliziraju citokrom oksidaze. Manji dio se ugrađuje u molekule uz pomoć enzima, zajedničkih naziva oksigenaze. Ćelije fakultativnih anaeroba također sadrže citokrom oksidaze. Obavezni anaerobi nemaju enzime koji katalizuju interakciju sa O2.
Utjecaj temperature na vitalnu aktivnost mikroorganizama. Temperaturni opseg. Psihrofili, mezofili, termofili i njihova rasprostranjenost u prirodi. Mehanizmi psiho- i termofilije. Upotreba visokih temperatura za inaktivaciju mikroorganizama. Korišćenje niskih temperatura za skladištenje mikroorganizama.
Temperatura: životna aktivnost svakog mikroorganizma ograničena je na određene temperaturne granice. Ova temperaturna zavisnost se obično izražava sa tri tačke: minimalna (min) temperatura - ispod koje prestaje reprodukcija, optimalna (opt) temperatura - najbolja temperatura za rast i razvoj mikroorganizama i maksimalna (maksimalna) temperatura - temperatura na kojoj ćelijski rast ili usporava ili se uopšte zaustavlja. Po prvi put u istoriji nauke, Pasteur je razvio metode za uništavanje mikroorganizama kada su izloženi visokim temperaturama.
Optimalna temperatura je obično jednaka temperaturi okoline.
Svi mikroorganizmi u odnosu na temperaturu mogu se podijeliti u 3 grupe:
prva grupa: psihrofili
- to su hladnoljubivi mikroorganizmi koji rastu na niskim temperaturama: min t - 0 °C, opt t - od 10-20 °C, max t - do 40 °C. Ovi mikroorganizmi uključuju stanovnike sjevernih mora i akumulacija. Mnogi mikroorganizmi su vrlo otporni na niske temperature. Na primjer, Vibrio cholerae može se dugo čuvati u ledu bez gubitka vitalnosti. Neki mikroorganizmi mogu izdržati temperature do -190°C, a bakterijske spore mogu izdržati temperature do -250°C. Djelovanje niskih temperatura zaustavlja procese truljenja i fermentacije, zbog čega u svakodnevnom životu koristimo frižidere. Na niskim temperaturama mikroorganizmi ulaze u stanje suspendirane animacije, u kojem se usporavaju svi vitalni procesi koji se odvijaju u ćeliji.
Druga grupa uključuje mezofili
- ovo je najobimnija grupa bakterija, koja uključuje saprofite i gotovo sve patogene mikroorganizme, jer je za njih optimalna temperatura 37 °C (tjelesna temperatura), min t = 10 °C, maxt = 45 °C.
Treća grupa uključuje termofili
- bakterije koje vole toplinu, razvijaju se na temperaturama iznad 55 °C, min t za njih = 30 °C, max t = 70-76 °C. Ovi mikroorganizmi žive u toplim izvorima. Među termofilima postoji mnogo oblika spora. Bakterijske spore su mnogo otpornije na visoke temperature od vegetativnih oblika bakterija. Na primjer, spore bacila antraksa mogu izdržati ključanje 10-20 s. Svi mikroorganizmi, uključujući spore, umiru na temperaturi od 165-170°C sat vremena. Djelovanje visokih temperatura na mikroorganizme je osnova sterilizacije.
Oni dobijaju energiju ili fermentacijom (u kojoj su konačni akceptori elektrona organska jedinjenja), ili anaerobnim disanjem, u kojem su akceptori elektrona neorganska jedinjenja koja sadrže kiseonik (nitrati, sulfati, CO2). Obavezni anaerobi se uzgajaju u anoksičnim uslovima ili pri niskom parcijalnom pritisku kiseonika. U prisustvu kiseonika obavezni anaerobi umiru. Tolerancija bakterija na kisik ovisi o prisutnosti superoksid dismutaze, katalaze i peroksidaze, koje inaktiviraju kisik koji je toksičan za anaerobe.
Obavezni anaerobi koji ne stvaraju spore (neklostridijalni) su velika grupa bakterija koje pripadaju različitim rodovima i porodicama. Predstavljeni su gram-pozitivnim i gram-negativnim štapićima, kokama, kao i uvijenim i granastim oblicima. Većina njih su oportunističke bakterije koje prevladavaju u normalnoj mikroflori ljudi i životinja. Infekcije uzrokovane neklostridijalnim anaerobima najčešće se razvijaju kod imunokompromitovanih pacijenata kao oportunističke endogene infekcije (autoinfekcije).
Materijal za istraživanje je gnoj ili zahvaćeno tkivo, krv. Bakterioskopija se izvodi, uključujući fluorescentnu mikroskopiju, i bakteriološki pregled u uslovima anaerobioze. Usjevi se stavljaju u anaerostat ili anaeroboks. Za ubrzanu detekciju anaeroba, potrebna je gasno-tečna hromatografija, ELISA, RIF, itd. U MMA po imenu. I.M. Sechenov je predložio fluorescentne i lasersko-fluorescentne metode za ekspresnu dijagnostiku gnojno-upalnih bolesti uzrokovanih anaerobima.
Fluorescentnom metodom za detekciju anaeroba u biološkom supstratu, materijal koji se proučava (gnoj, primarna kultura, čista kultura) ozračuje se svetlošću talasne dužine 400-420 nm. Posmatranje se vrši kroz blokirajući žuti filter. U prisustvu anaeroba ili njihovih proizvoda, uočava se grimizno-crvena fluorescencija.
Laserska fluorescentna metoda omogućava vam da otkrijete anaerobe u supstratu ili direktno u tijelu. Ove metode značajno smanjuju vrijeme potrebno za postavljanje dijagnoze i odabir ciljanog liječenja.
Mikrobiološka dijagnostika. Materijal za studiju može biti pacijentov krvni serum i iscjedak iz zahvaćenih organa (tečnost za ispiranje, sputum, itd.). Serološka metoda: ELISA i RIF - za detekciju antigena; RPGA i ELISA - za otkrivanje antitijela. Bakteriološka metoda se koristi za identifikaciju urogenitalnih mikoplazmi. Usjevi na čvrstim podlogama se posmatraju pri malom uvećanju 3-5. dana inkubacije. Molekularno genetska metoda: PCR, DNK-DNK hibridizacija.
Rice. 3.124.
Tabela 3.50. Faktori virulencije anaerobnih bakterija (NAB) koje ne stvaraju spore (neklostridijalne)
|
Faktori virulencije Biološki efekat Bakterije |
|||
|
endotoksin |
Opće toksično štetno djelovanje na organe i tkiva |
Gram-negativni NAB |
|
|
leukocidin |
Oštećuje bela krvna zrnca |
Bacteroides, fuzobakterije |
|
|
hemolizin |
Lizira crvena krvna zrnca |
Fusobacterium necrophorum |
|
|
hemaglutinin |
Lepi crvena krvna zrnca zajedno |
Fusobacterium necrophorum |
|
|
Enzimi |
kolagenaza |
Uništava kolagena vlakna vezivnog tkiva |
Bacteroides fragilis, fusobacteria |
|
neuraminidaza |
Uništava glikoproteine koji sadrže neuraminsku kiselinu |
Prevotella melaninogenica |
|
|
deoksiribonukleaza |
Uzrokuju intravaskularne promjene zbog povećanog zgrušavanja krvi kada se heparin uništi |
Bacteroides heparinase |
|
|
fibrinolizin |
Rastvara tromb, potiče razvoj septičkog tromboflebitisa |
Bacteroides |
|
|
beta-laktamaza |
Uništava beta-laktamske antibiotike |
Bacteroides |
|
|
Strukture |
Adhezija na podlogu |
Gram-negativni NAB |
|
|
Štiti bakterije od fagocitoze |
Bacteroides |
||
|
Metaboliti |
hlapljive i dugolančane masne kiseline |
Inhibira hemotaksiju i citotoksičnost leukocita zavisnu od kiseonika |
Most NAB |