Контрольная работа по "Ветеринарии"

 

 

Вариант 1

1. Современное представление о нуклеоиде микробной клетки и внехромосомных факторах наследственности.
2. Патологический материал, правила отбора, пересылки и микробиологическое исследование его на паратуберкулез.

Дифференциация микобактерий паратуберкулезного энтерита крупного рогатого скота от микобактерий туберкулеза.

3. Общая характеристика бактериальных вакцин, применяемых в ветеринарной практике, принцип приготовления и контроля живых и убитых вакцин (на примере конкретных вакцин).
4. Ознакомьтесь и опишите работу ветеринарной лаборатории, обслуживающей ваш участок.

 

 

1. Современное  представление о нуклеоиде микробной  клетки и внехромосомных факторах  наследственности

 

Бактериальная клетка имеет основные структурные компоненты: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма с рибосомами и различными включениями, нуклеоид.

Временные – капсула, слизистый слой (чехол), жгутики, ворсинки, которые образуются на определённых этапах жизненного цикла бактерий.

Капсула – слизистый слой (чехол). Располагается вокруг клеточной стенки у некоторых видов бактерий; предохраняет их от фагоцитоза и действия антител, является фактором вирулентности. Например: (Bac. antracis – капсула только в организме животных или человека). Утрата капсулы у патогенных бактерий резко снижает их вирулентность (у бескапсульных штаммов бациллы сибирской язвы). Капсула обеспечивает выживание бактерий, защищает их от повреждений, высыхания, от токсических веществ. В ветеринарной микробиологии выявление капсулы используют для дифференциации (при исследовании на сибирскую язву). Для их окраски применяют специальные методы – Романовского-Гимзе, Ольта, Михина и др.

Слизистые слои. Нередко слизистые экзополимеры выделяются бактериальной клеткой в значительно большем количестве, частично отделяются от нее и образуют рыхлый слизистый слой.

Клеточная стенка – структурный компонент, присущий только бактериям (за исключением микоплазм и L-форм бактерий.). Она располагается между цитоплазматической мембраной и капсулой, у бескапсульных бактерий – это внешняя оболочка клетки.

Клеточная стенка выполняет следующие функции:

1. Определяет и сохраняет  постоянную форму клетки.

2. Защищает внутреннюю  часть клетки от действия механических  и осмотических сил внешней  среды.

3. Участвует в регуляции  роста и деления клеток.

4. Обеспечивает коммуникации  с внешней средой через каналы  и поры.

5. Несет на себе специфические  рецепторы для бактериофагов.

6. Определяет во многом  антигенную характеристику бактерий (природу  и специфичность О- и  К-антигенов).

7. Содержащийся в ее составе пептидогликан наделяет клетку важными иммунобиологическими свойствами.

8. Нарушение синтеза  клеточной стенки бактерий является  главной причиной их L-трансформации.

В составе клеточной стенки имеется два слоя: наружный – пластичный и внутренний – ригидный.

Основу клеточной стенки составляет пептидогликан, который ранее называли муреином (от лат. mureus – стенка), который имеется только у эубактерий (кроме микоплазм).

По тинкториальным свойствам все бактерии делят на 2 группы: грамположительные и грамотрицательные.

Пептидогликан у грамположительных бактерий составляет 59–90%, у грамотрицательных 1–10%.

Клеточная стенка грамположительных бактерий плотно прилегает к цитоплазматической мембране, массивна, её толщина 20–60 нм, характерно наличие тейхоевых кислот, которые связаны с пептидогликаном и представляют собой полимеры трёхатомного спирта – глицерина. Тейхоевые кислоты связывают ионы магния и участвуют в транспорте их в клетку.

Клеточная стенка у грамотрицательных бактерий многослойна, толщина её 10–20 нм. Тейхоевые кислоты у грамотрицательных  бактерий отсутствуют.

Пептидогликан, не только придает постоянную форму бактериям, но и обладает следующими важнейшими иммунобиологическими свойствами:

В его составе обнаружены родоспецифические антигенные детерминанты. Они содержатся в гликановом остове и в тетрапептидах. В межпептидных мостиках имеются видоспецифические антигенные детерминанты.

Пептидогликан запускает классический и альтернативный пути активации системы комплемента.

Он тормозит фагоцитарную активность макрофагов, т. е. защищает бактерии, особенно грамположительные, от фагоцитоза.

Угнетает миграцию макрофагов.

Способен индуцировать развитие гиперчувствительности замедленного действия.

Обладает противоопухолевым действием.

Оказывает пирогенное действие на организм человека и животных.

Таким образом, клеточная стенка является чрезвычайно важной биологической структурой бактерий, определяющей многие их специфические свойства.

Суть окраски по Граму заключается в том, что вначале бактерии окрашивают кристаллическим или генциановым фиолетовым, а затем – раствором Люголя, после чего мазок обрабатывают спиртом и докрашивают водным фуксином.

Грамотрицательные бактерии обесцвечиваются спиртом и поэтому окрашиваются в красный цвет, а грамположительные не обесцвечиваются и сохраняют фиолетовую окраску. Это свойство грамположительных бактерий зависит исключительно от особенностей химического состава и структуры их клеточных стенок, так как при разрушении клеточных стенок или утрате их (в случае L-трансформации) они становятся грамотрицательными.

Причину различного отношения бактерий к окраске по Граму объясняют тем, что после обработки раствором Люголя образуется нерастворимый в спирте комплекс йода с генциановым фиолетовым, который у грамположительных бактерий в связи со слабой проницаемостью их стенки не может диффундировать из клетки, в то время как у грамотрицательных – легко удаляется при промывании их этанолом, а затем – водой.

Принимая во внимание особую роль клеточной стенки в жизни бактерий, ей можно дать следующее определение:

Клеточная стенка – сложный структурный элемент, встречающийся только у эубактерий (кроме микоплазм) и характеризующийся наличием в его составе уникального химического соединения – пептидогликана, наделяющего клетку важными иммунобиологическими свойствами и определяющего ее постоянную форму; нарушение его синтеза приводит к превращению бактерий в L-формы, с помощью которых и обеспечивается, главным образом, длительное персистирование возбудителя в организме – одна из основных причин перехода заболевания из острой в хроническую форму. Соответственно, L-трансформация, как и спорообразование, является важнейшей формой приспособления бактерий к неблагоприятным условиям существования.

Цитоплазматическая мембрана бактерий

Цитоплазматическая мембрана (ЦМ) является исключительно полифункциональной структурой.

• ЦМ воспринимает всю химическую информацию, поступающую в клетку из внешней среды.
• Она является основным осмотическим барьером, благодаря которому внутри клетки поддерживается определенное осмотическое давление.
• ЦМ совместно с клеточной стенкой участвует в регуляции роста и клеточного деления бактерий.
• ЦМ участвует в регуляции процессов репликации и агрегации хромосом и плазмид (они связаны с ее рецепторами).
• В ЦМ содержится значительное количество ферментов, в том числе системы переноса электронов (ЦМ – место генерации энергии у бактерий).
• С ЦМ связаны жгутики и аппарат регуляции их движения.
• ЦМ участвует в процессах транспорта (в том числе активного) питательных веществ в клетку и продуктов жизнедеятельности, включая ферменты и экзотоксины, из клетки в окружающую среду. В ней содержатся белки, участвующие в облегченной диффузии и активном транспорте.
• ЦМ играет важную роль в компартментализации и стабилизации рибосом.
• ЦМ участвует в синтезе компонентов клеточной стенки.
• ЦМ участвует в образовании мезосом (мезосомы образуются в результате инвагинации участка ЦМ в цитоплазму, они открыты в периплазматическое пространство).

Цитоплазма бактерий представляет собой сложную коллоидную систему, в ней происходят сложные процессы обмена веществ.

В цитоплазме располагается ядерный аппарат – генофор (нуклеоплазма), который не отделен от нее никакими мембранами. Кроме хромосомы (хромосом), в цитоплазме многих бактерий, в том числе патогенных, имеются плазмиды, иногда целый их комплекс. Как хромосома, так и плазмиды связаны со специфическими рецепторами на ЦМ.

В цитоплазме находятся мелкие зёрна – рибосомы (нуклеопротеиды), функция их – синтез белка, и различные включения: гранулы валютина, гликоген, сера, кальций, липопротеиновые тела. В ней нет эндоплазматического ретикулума и других цитоплазматических органелл, свойственных эукариотам; она неподвижна.

Мезосомы – особые мембранные системы, участвующие в обмене веществ и делении клеток.

Нуклеоид (ядро) – хроматиновый тяж в центре клетки, состоит из клубка двойных нитей ДНК.

Жгутики – тонкие цитоплазматические нити, состоящие из белка флагелина, обеспечивают движение.

Периплазматическое пространство

Между ЦМ и внутренним слоем пептидогликана находится периплазматическое пространство, ширина его у грамположительных бактерий составляет около 10 нм. При электронной микроскопии обнаружено, что у грамположительных и, вероятно, у грамотрицательных бактерий между внутренней поверхностью пептидогликана и наружной поверхностью ЦМ имеются регулярно повторяющиеся перемычки. Поры, содержащиеся в клеточной стенке, открываются в периплазматическое пространство. В него всегда открыты и мезосомы.

Периплазматическое пространство играет существенную роль во взаимодействии ЦМ и клеточной стенки, в нем содержатся различные ферменты, по преимуществу фосфатазы, связывающие белки, олигосахариды и другие вещества.

Жгутики по механизму движения бактерии подразделяют на: плавающие и скользящие, или ползающие. Последние активно передвигаются по плотной поверхности благодаря волнообразным сокращениям тела (некоторые виды Mycoplasma, Myxococcus и др.).

У плавающих бактерий органом движения являются жгутики, которые представляют собой тонкие длинные нитевидные белковые образования диаметром 12–30 нм и длиной от 6–9 до 80 мкм.

Белок, из которого построены жгутики, получил название флагеллина. Он отличается от других белков, содержащихся в бактериальной клетке. Флагеллин обладает сократительной способностью, хотя механизм ее не совсем понятен.

Жгутик состоит из однотипных спиралевидно или продольно уложенных вокруг полой сердцевины белковых субъединиц, образующих цилиндрическую структуру, которая особым образом прикреплена к бактериальной клетке.

По характеру расположения жгутиков и их количеству подвижные бактерии условно делят на 4 группы:

монотрихи – один полярно расположенный жгутик (V. cholerae);

лофотрихи – пучок жгутиков на одном конце (Pseudomonas methanica);

амфитрихи – пучки жгутиков на обоих концах клетки (Spirillum volutans);

перитрихи – множество жгутиков, расположенных вокруг клетки (Е. colt, Salmonella typhi).

Жгутик состоит из трех компонентов – спиральной жгутиковой нити постоянной толщины, крючка и базального тельца.

Крючок, к которому присоединена жгутиковая нить, имеет длину 30–45 нм и состоит из отличающегося от флагеллина белка. Он соединен с базальным тельцем, которое располагается целиком в оболочке (в клеточной стенке и ЦМ).

Базальное тельце состоит из центрального стержня, заключенного в систему особых колец. У грамотрицательных бактерий их две пары: внешняя (кольца L и Р) и внутренняя (кольца S и М).

Кольца L и Р расположены внутри клеточной стенки (кольцо L - в ЛПС, а кольцо Р – в слое пептидогликана). Они выполняют, очевидно, роль втулки для стержня.

Внутренняя пара (кольца S и М) фиксирована на ЦМ, причем кольцо S располагается в периплазматическом пространстве, а кольцо М – на ЦМ или в ней.

Жгутики у грамположительных бактерий, имеющих более толстую и гомогенную клеточную стенку, содержат только одну пару колец – S и М.

Вращение жгутиков в клеточной стенке происходит из-за вращательного движения колец S и М относительно друг друга и обеспечивается за счет энергии трансмембранного градиента ионов водорода или натрия.

Жгутиковый аппарат обладает особым бинарным переключателем, который позволяет менять направление вращения жгутиков против часовой стрелки на противоположное.

Подвижность бактерий определяют либо микроскопически (с помощью фазовоконтрастной или обычной световой микроскопии «раздавленной» или «висячей» капли соответственно), либо бактериологически – при посеве уколом в столбик полужидкого агара:

подвижные бактерии дают диффузный рост, неподвижные растут только по ходу укола.

Жгутики хорошо выявляются при электронной микроскопии. Жгутиковые бактерии могут двигаться с большой скоростью, например Bacillus megaterium движется со скоростью 27 мкм/с, а V. cholerae – 200 мкм/с.

Донорные ворсинки. У бактерий, являющихся носителями конъюгативных плазмид (F-плазмид, R-плазмид и др.), имеются длинные (0,5–10 мкм) нитевидные структуры белковой природы, получившие название донорных ворсинок, или донорных пилей (от англ. pile - волосок).