Действие различных факторов на микроорганизмы

Итак … Мол. О2 может использоваться клеткой в энергетическом метаболизме (сопровождается фосфорилированием, если нет – ведет к образованию протондвижущей силы) или включаться в обмен вне связи с получением энергии (свободное ферментативное окисление). Является субстратом для аэробных микроорганизмов

 
(СЛ 17) Влияние химических веществ на микроорганизмы

Многие химические соединения, оказывающие выраженное противомикробное действие, используются в качестве дезинфицирующих веществ и антисептиков. Степень воздействия химического агента на микроорганизм может быть различной. Она зависит от химического соединения, его концентрации, продолжительности воздействия, а так же от индивидуальных свойств микроорганизма. По механизму действия их можно подразделить на несколько групп. 1.Поверхностно-активные  вещества, или детергенты. Они представляют собой синтетические соединения с высокой поверхностной активностью, которые обладают моющим, дезинфицирующим и растворяющим свойствами. Детергенты снижают поверхностное натяжение и нарушают регулирующую функцию ЦПМ. Они широко применяются, для приготовления дезинфицирующих, бактерицидных, фунгицидных и противовирусных средств. К ним относятся жирные кислоты, обычные мыла, многие полимерцые соединения, содержащие от 8 до 20 атомов углерода (додецилсульфат, сульфанол и др.). 2.Фенол, крезол и их  производные. Эти вещества обладают бактерицидным, фунгицидным и противовирусным свойствами вследствие коагуляции микробных белков. 3.Окислители. К ним относится ряд хлорпроизводных дезинфицирующих веществ (хлорная известь, хлорамин).применяют йод, перманганат калия, перекись водорода. Механизм антимикробного действия окислителей состоит в их взаимодействии с микробными белками, что сопровождается инактивацией и денатурацией последних. 4.Формальдегид. Применяется в виде 40% раствора (формалин) для дезинфицирующих целей; формалин блокирует аминогруппы белков и вызывает их денатурацию. 5.Соли тяжелых металлов (ртути, свинца, серебра и др.). Эти соли коагулируют белки микробной клетки, вследствие чего клетки погибают. Они обладают также противовирусным свойством. Изделия из серебра при контакте с водой придают ей бактерицидные свойства: увеличивают проницаемость клеточной стенки ЦПМ.

Дезинфекция с помощью химических веществ в качестве составляющей входит в совокупность мер, направленных на уничтожение микроорганизмов не только в окружающей среде, но и в макроорганизме, например, в ране и является основой асептики и антисептики.

Асептика - это комплекс профилактических мероприятий, направленных на предупреждение попадания микроорганизмов в рану или организм человека и животного.

Антисептика - это комплекс мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов в ране или в организме в целом, на предупреждение и ликвидацию воспалительного процесса.

К антисептическим химическим веществам относятся красители (метиленовый синий, бриллиантовый зеленый) - обладают денатурирующим и литическим эффектом, и производные 8-окси-хинолина (хинозол, нитроксалин, хинолон) и нитрофурана (фурацилин, фуразолидон), которые нарушают биосинтетические и ферментативные процессы в бактериальной клетке.

 

(СЛ 18) 3.Биологические факторы

(СЛ 19) Во внешней среде и в организме человека и животных обитает огромное количество разных видов микроорганизмов, которые по - разному взаимодействуют между собой (таблица).

Основным видом взаимоотн. является Симбмоз ("symbiosis" - совместная жизнь) охватывает все формы тесного сожительства организмов разных видов, включая и паразитизм, который в этом случае называется антагонистическим симбиозом.

 Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические, пространственные и другие типы взаимоотношений.  
Симбиоз бывает факультативным, когда каждый из организмов при отсутствии партнера может жить самостоятельно, и облигатным, когда один из организмов (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что самостоятельное существование невозможно.

 

(СЛ 20) Антагонизм - подавление одних видов микроорганизмов другими (конкуренция, паразитизм, антибиоз).

Антагонистический симбиоз
Конкуренция		Паразитизм			Антибиоз

Конкуренция - один микробный вид обладает большей приспособляемостью к условиям среды и при интенсивном размножении вызывает истощение питательной среды, тем самым препятствует росту других микроорганизмов (конкуренция за источник питания).

Паразитизм - пользу от сожительства получает лишь паразит, нанося вред хозяину (гибель хозяина).

Антибиоз - способность одного вида микроорганизма выделять токсические вещества, угнетающие жизнедеятельность других видов (антибиотики).

Под влиянием бактерий-антагонистов:

§  микроорганизмы перестают расти и размножаться;

§  клетки микроорганизмов лизируются (растворяются);

§  тормозятся или останавливаются биохимические процессы внутри клеток, например дыхание, синтез аминокислот.

 

(СЛ 21) Метабиоз - один из микроорганизмов использует продукт жизнедеятельности другого и создает условия для его развития. Например, почвенные бактерии аммонификаторы ферментируют питательный субстрат с образованием аммиака, который усваивают нитрификаторы, в результате чего бурно размножаются.

Аммонификаторы

аммиак

Нитрификаторы

Комменсализм - сосуществование двух разных микроорганизмов, полезное для одного из них (комменсала) и безразличное для другого (хозяина) (бактерии нормальной микрофлоры тела человека).

Мутуализм – такие взаимоотношения между микроорганизмами, которые основаны на взаимной выгоде. Пример: совместное существование в природе анаэробных и аэробных микроорганизмов.

 

(СЛ 22) Хищничество – нападение одного вида бактерии на другой с целью использование другого вида в качестве пищи.

• Bdellovibrio bacteriovorus -мелкие вибрионы диаметром 0,2 — 0,5 и длиной 0,5-1,4 мкм, прикрепляется к наружной мембране и проникает в периплазматическое пространство жертвы
• Клетка жертвы раздувается и округляется, превращаясь в так называемый «бделлобласт»
• Используя бактериальную клетку в качестве пищи Bdellovibrio bacteriovorus  растет, но не делится – превращается в длинную спиральную клетку
• Израсходовав запасы пищи она делится на множество коротких подвижных клеток, которые выходят наружу через оболочку жертвы

Рис- Жизненный цикл бделловибрионов – хищных бактерий

Рис - Bdellovibrio bacteriovorus проникает в сальмонеллу

Нейтрализм – микроорганизмы не оказывают друг на друга никакого влияния.

 

Наибольший интерес для науки и практики представляют различные биологически активные вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, и одними их них является антибиотики.

(СЛ 23) Антибиотики - продукты метаболизма живых организмов или их аналоги, получаемые синтетическим путем, способные избирательно подавлять рост микроорганизмов.

Термин "антибиотик" был предложен В. Вюименом в 1889 г., чтобы обозначить действующий агент процесса "антибиоза", т. е. сопротивления, оказываемого одним живым организмом другому.

 Рис.-Механизм действия антибиотиков на бактерии

«Феномен жемчужного ожерелья» у возбудителя сибирской язвы при выращивании его на питательной среде с пенициллином. В результате действия на B. аnthracis пенициллина, у возбудителя разрушается клеточная стенка, образуются шаровидные протопласты, соединенные между собой в виде нитки бус.

 

Наряду с антибиотиками на микроорганизмы негативно влияют бактерии-антагонисты, на основе которых созданы биопрепараты, называемые пробиотиками.

(СЛ 24) Пробиотики – это биопрепараты, которые содержат живые, антагонистически активные в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов «полезные» бактерии (лактобациллы, бифидобактерии и др.), применяемые для профилактики и лечения инфекционных (в основном, желудочно-кишечных) болезней человека и животных.

Пробиотики широко используются в медицине и ветеринарии для профилактики дисбактериоза, восстановления кишечного биоценоза при стрессах и антибиотикотерапии.

Возможные механизмы действия пробиотиков:

1. Подавление  живых патогенных и условно-патогенных  микроорганизмов.

а) продукция антибактериальных веществ - бактериоцинов;

б) конкуренция за источники питания;

в) конкуренция за рецепторы адгезии.

2. Влияние на  микробный антагонизм.

а) уменьшение ферментативной активности;

б) увеличение ферментативной активности.

3. Стимуляция  иммунитета.

а) увеличение уровня антител;

б) увеличение активности макрофагов.

 

 (СЛ 25) Бактериофаги - это вирусы, обладающие способностью проникать в бактериальные клетки, репродуктироваться в них и вызывать их лизис.

Фаги более устойчивы во внешней среде, чем бактерии. Выдерживают давление до 6000 атм., устойчивы к действию радиации, до 13 лет не теряют своих литических свойств, находясь в запаянных ампулах.

Некоторые вещества, например, хлороформ и ферментативные яды (цианид, флорид), не оказывают влияния на фаги, но вызывают гибель бактерий. Однако фаги быстро погибают при кипячении, действии кислот, УФ-лучей.

 

(СЛ 26) По механизму взаимодействия с клетками фаги подразделяются на вирулентные и умеренные.

Феномен бактериофагии, вызываемый вирулентными фагами, проходит в 5 фаз:

1) адсорбция - с помощью  нитей хвостового отростка;

2) проникновение в клетку;

3) репродукция белка и  нуклеиновой кислоты внутри клетки;

4) сборка и формирование  зрелых фагов;

5) лизис клетки, выход  фага из клетки.

Лизогенизация бактерий сопровождается изменением их морфологических, культуральных, ферментативных, антигенных и биологических свойств.

Умеренные фаги не лизируют все клетки, а с некоторыми вступают в симбиоз. Клетка выживает. Умеренный фаг превращается в профаг, который не обладает литическим действием.

 

(СЛ 26) Спасибо  за внимание!