Слайд 1
ФИЗИОЛОГИЯ ПРОКАРИОТ
(продолжение)
Слайд 2Дыхание бактерий
или энергетический обмен веществ = цепь последовательных окислительно-восстановительных реакций,
сопровождающихся переносом электронов от окисляющей системы к восстанавливающей и катализируемых
строго специфичными ферментными системами.
Слайд 3Классификация бактерий по типу дыхания
1. Облигатные аэробы
2. Облигатные анаэробы
3.
Факультативные анаэробы
Среди них выделяют:
А) Микроаэрофилы
Б) Капнеические
Слайд 4Облигатные аэробы
Не развиваются без доступа кислорода,
Используют энергию, освобождающуюся при
реакциях окисления, протекающих с поглощением свободного молекулярного кислорода.
Растут на
поверхности питательных сред.
Например: холерный вибрион, возбудители сибирской язвы и туберкулеза
Слайд 5Облигатные анаэробы
Кислород для них – яд!
Они осуществляют ферментативное расщепление углеводов
в анаэробных условиях – брожение.
Растут на дне или в толще
плотной питательной среды.
Например: клостридии столбняка, ботулизма, газовой анаэробной инфекции
Слайд 6Факультативные анаэробы
растут как при доступе кислорода, так и при его
отсутствии.
Используют энергию как от окислительных реакций, так и от
брожения.
Например: эшерихии, сальмонеллы, стафилококки
Среди них выделяют:
А) Микроаэрофилы - хорошо растут при пониженном содержании кислорода.
Например: молочнокислые бактерии
Б) Капнеические - требуют повышенной концентрации СО2.
Например: бычий тип бруцелл, бифидумбактерии
Слайд 7Особенности метаболизма риккетсий, хламидий, микоплазм
Риккетсии
Не способны синтезировать некоторые макромолекулы →
облигатный внутриклеточный паразитизм
Хламидии
Не способны синтезировать некоторые макромолекулы → облигатный
внутриклеточный паразитизм
Не способны синтезировать АТФ – «энергетические паразиты»
Микоплазмы
Не способны синтезировать стерины для ЦПМ – «мембранные паразиты»
Слайд 8Ферменты микроорганизмов
белки, участвующие в метаболизме бактерий,
распознают соответствующие им метаболиты,
вступают с ними во взаимодействие и ускоряют течение химических реакций
Слайд 9Классификация бактериальных ферментов по механизму действия
1. Оксидоредуктазы (оксидазы, пероксидазы, каталазы,
дегидрогеназы) – окислительно-восстановительные ферменты
2. Трансферазы – переносят отдельные радикалы и
атомы от одних соединений к другим
3. Гидролазы (эстеразы, фосфатазы, глюкозидазы) – ускоряют реакции гидролиза = расщепление веществ на более простые с присоединением молекулы воды
Слайд 10Классификация бактериальных ферментов по механизму действия
4. Лиазы (карбоксилазы) – отщепляют
от субстратов химические группы негидролитическим путем
5. Изомеразы (фосфогексоизомераза) – превращают
органические соединения в их изомеры
6. Лигазы = синтетазы (аспарагинсинтетаза, глутаминсинтетаза) – ускоряют синтез сложных соединений из простых
Слайд 11Классификация бактериальных ферментов
Экзоферменты
Синтезируются во внешнюю среду
Эндоферменты
Локализация:
Периплазматическое пространство
ЦПМ
Цитоплазма
Слайд 12Классификация бактериальных ферментов
Конститутивные
Синтезируются постоянно (в том числе и при
отсутствии субстрата)
Индуцибельные
Синтезируются только при наличии субстрата
Например: пенициллиназа –
синтезируется только при наличии пенициллина
Слайд 13Классификация бактериальных ферментов
Ферменты вирулентности (патогенности) – разрушают ткань и клетки,
обусловливая распространение бактерий и их токсинов в инфицированной ткани:
коллагеназа,
ДНКаза,
нейраминидаза,
лецитиназа
Слайд 15Рост – координированное воспроизведение всех клеточных компонентов и структур, ведущее
к увеличению массы клетки,
- согласованное увеличение количества всех компонентов клетки.
Размножение
– увеличение числа клеток в популяции
Слайд 16Способы размножения бактерий
1. Бинарное деление –
большинство бактерий,
при благоприятных условиях
происходит каждые 20 минут,
процессу разделения клетки пополам предшествует период роста
цитоплазмы и репликации (удвоения) ДНК
Слайд 17
Механизм репликации бактериальной ДНК
Этапы:
1. инициация – начало деления ДНК под
действием репликона =участка ДНК, содержащего информацию о дублировании;
2. элонгация –
удлинение, рост цепи ДНК;
3. терминация – завершение роста цепи и спирализация ДНК.
Слайд 18Бинарное деление
Параллельно с репликацией ДНК происходит рост самой клетки,
расстояние
между прикрепленными посредством мезосом к цитоплазматической мембране двумя новыми ДНК
постепенно увеличивается.
Прокариотическая клетка начинает делиться:
перегородка формируется от КС к центру клетки – Г+,
перетяжка клетки (клетка истончается посередине) – Г– .
Слайд 19Способы размножения бактерий
2. Почкование
Francisella
Микоплазмы
Дрожжи
3. Фрагментация нитевидных форм
Актиномицеты
Микоплазмы
4. Экзоспоры
Стрептомицеты
5. Особый цикл деления
Хламидии
Слайд 22
Стадии развития бактериальной популяции в жидкой питательной среде
Слайд 23Стадии роста периодической бактериальной культуры
Лаг-фаза
Деления клеток не происходит
Слайд 24Стадии роста периодической бактериальной культуры
Положительного ускорения
Скорость деления клеток увеличивается
Слайд 25Стадии роста периодической бактериальной культуры
Логарифмического роста (экспоненциальная)
Скорость деления клеток
максимальная
Слайд 26Стадии роста периодической бактериальной культуры
Отрицательного ускорения
Скорость деления клеток снижается
Слайд 27Стадии роста периодической бактериальной культуры
Стационарная фаза максимума
Количество живых клеток
постоянно
Слайд 28Стадии роста периодической бактериальной культуры
Ускоренной гибели
Количество живых клеток начинает
снижаться (убывает с увеличивающейся скоростью)
Слайд 29Стадии роста периодической бактериальной культуры
Логарифмической гибели
Количество живых клеток убывает
с максимальной скоростью
Слайд 30Стадии роста периодической бактериальной культуры
Уменьшения скорости гибели
Количество живых клеток
убывает с уменьшающейся скоростью
Слайд 31Стадии роста периодической бактериальной культуры
Стационарная фаза минимума
Количество живых клеток
минимально
Слайд 32Характер роста бактерий на жидких питательных средах
Диффузный рост большинство бактерий,
Плёнка – «коховские бактерии» ,
Придонный - клостридии,
пристеночный – стрептококки,
плёнка со спускающимися вниз «сталактитами» – возбудитель чумы.
Слайд 33Характер роста бактерий на плотных питательных средах
Слайд 34Характер роста бактерий на плотных питательных средах
S-форма колоний («гладкая»)
кокки
Грамотрицательные палочки,
кроме Yersinia pestis
R-форма колоний («шероховатая»)
Грамположительные палочки
Yersinia pestis
Слайд 35
Некультивируемые формы бактерий
В неблагоприятных условиях (в межэпидемический или межэпизоотический периоды)
неспорообразующие бактерии переходят в некультивируемое состояние:
бактерии сохраняют метаболическую активность,
но не способны к клеточному делению,
клетки уменьшаются в размерах,
приобретают сферическую форму,
меняют вязкость ЦПМ,
у них сохраняется транспорт электронов по дыхательной цепи,
невысокий уровень метаболической активности.
Слайд 36
Некультивируемые формы бактерий
Факторы:
температура,
концентрация солей,
уровень кислорода,
содержание питательных веществ,
метаболиты водорослей.
При
смене условий→ клетки приобретают способность к размножению и восстанавливают свои
свойства.
Слайд 37Методы создания анаэробных условий для культивирования бактерий
Слайд 38Методы создания анаэробных условий для культивирования бактерий
Физические
Химические
Биологические
Метод Китта-Тароцци
Слайд 39Физические методы
1.культивирование в анаэростате (выкачивается воздух) или аппарате Киппа (замещается
инертным газом, например азотом)
2. использование трубки Виньяла-Вейона (смешивание м/о с
расплавленной и охлаждённой питательной средой с её последующим застыванием – глубинное культивирование)
3.засев уколом в высокий столбик (полужидкой среды)
Слайд 40Физические методы
4. культивирование под слоем масла,
5. регенерация жидкой питательной среды
перед засевом (кипячение с последующим быстрым охлаждением),
6. метод Перетца (в
чашку Петри заливается охлаждённая среда, смешанная с культурой, на поверхность – предметное стекло, сняв которое можно легко добраться до выросшей культуры).
Слайд 41Химические методы
А. Добавление в среду культивирования химических веществ = поглотителей
кислорода,
в замкнутом объёме протекает химическая реакция с поглощением кислорода.
2 метода:
метод
Аристовского (сыпучие ингредиенты),
метод Омелянского (жидкие ингредиенты).
Б. включение в питательную среду редуцирующих веществ (связывают растворённый в среде кислород)
глюкоза,
тиогликолевая кислота и др.
Слайд 42Биологические
метод Фортнера = в замкнутом объёме культивируются анаэробы и жадный
аэроб – после прекращения роста которого в безкислородной среде начинают
расти анаэробы
Края чашки заливают парафином
аэроб
анаэроб
Слайд 43Метод Китта-Тароцци
среда Китта-Тароцци =МПБ с глюкозой,
на дне – кусочки печени
(для поглощения кислорода),
перед посевом кипятят и остужают до 40 градусов,
на поверхности – вазелиновое масло (механическая защита).
Слайд 44Этапы бактериологического исследования
1. Забор материала
2. Транспортировка
3. Посев на плотные питательные
среды для получения изолированных колоний
4. Выделение чистой культуры
5. Идентификация
Слайд 45
1. Забор материала
а) выбор материала определяется клинической картиной:
- при
заболеваниях верхних дыхательных путей – слизь из носа и зева,
мокрота;
- при заболеваниях желудочно-кишечного тракта – испражнения, промывные воды, рвотные массы;
- при генерализованных формах – кровь;
б) материал берут до начала лечения – антибиотики затрудняют выделение;
в) материал берут асептически в стерильную посуду;
Г) разные стадии заболевания берут разный материал- н-р, брюшной тиф.
Слайд 46
2.Транспортировка
а) необходимы специальные транспортные среды,
б) важно соблюдать условия транспортировки:
Температура –
37 градусов,
Влажность,
Время – не более 2 часов.
Слайд 47
3. Посев материала на плотные питательные среды для получения изолированных
колоний
Колония – видимое скопление микроорганизмов, выросшее из одной бактериальной
клетки на плотной питательной среде
Изолированная колония – не соприкасается краями с другими колониями
Слайд 49
4.Выделение чистой культуры и накопление биомассы:
4.1 . Изучение культуральных
признаков
4.2. Изучение морфологических и тинкториальных (отношение к окраске) признаков =
приготовление мазка и окраска по Граму
4.3. Посев на скошенный столбик элективной питательной среды и инкубация в термостате 24-48 часов
4.4. Проверка чистоты культуры = мазок, окраска по Граму
Слайд 50
Культуральные признаки бактерий
– это характер колоний на плотной питательной
среде
Слайд 515. Идентификация выделенной чистой культуры
Это изучение биохимических и серологических свойств
бактерий:
А) Определение сахаролитических ферментов
Б) Определение протеолитических ферментов
Слайд 52Определение сахаролитических ферментов
= посев на «пестрый ряд» (среды Гисса –
включают в себя углевод и индикатор Андреде).
Для сбора газообразных
продуктов в пробирки помещают поплавок.
Различают:
- Короткий «пестрый ряд» включает углеводы: глюкоза, лактоза, мальтоза, сахароза, маннит
- Длинный «пестрый ряд» включает те же углеводы, что и короткий ряд: глюкоза, лактоза, мальтоза, сахароза, маннит и дополнительно в его состав входят:
1) моносахариды: арабиноза, ксилоза, рамноза, галактоза;
2) полисахариды: инулин, крахмал, гликоген;
3) спирты: глицерин, дульцит, инозит
Слайд 53Определение сахаролитических ферментов
Принцип действия:
утилизация содержащегося в среде углевода с
образованием кислоты
сдвиг рН в кислую сторону
изменение цвета среды
Разложение кислоты
на газ и воду
Газ собирается в поплавке
Слайд 54Определение сахаролитических ферментов
I. Среды Гисса = 'пестрый ряд':
а -
жидкая среда с углеводами и индикатором Андреде;
б - полужидкая
среда с индикатором ВР:
1 - микроорганизмы не ферментируют углевод;
2 - микроорганизмы ферментируют углевод с образованием кислоты;
3 - микроорганизмы ферментируют углевод с образованием кислоты и газа;
II. - колонии микроорганизмов, не разлагающих (бесцветные) и разлагающих лактозу ( красные на среде Эндо - справа)
Слайд 55Определение сахаролитических ферментов
Учет результатов:
Если цвет среды изменился, бактерии ферментируют этот
углевод до кислых продуктов (ставят в таблице букву К).
2. Если
наряду с изменением цвета среды в поплавке обнаруживается газ, бактерии ферментируют этот углевод до кислоты и газа (ставят – КГ).
3. Если цвет среды не изменился, бактерии не ферментируют этот углевод
Слайд 56Определение протеолитических ферментов
= посев бактерий уколом в столбик 10-20% желатины
и пептонную воду (в пробирку к пробке прикрепляют индикаторные бумажки:
- 1. на индол = С8Н7N –
Способ Эрлиха: в пробирку с культурой добавляют:
2-3 мл эфира,
реактив Эрлиха = спиртовый раствор пара-диметил-амино-бенз-альдегид с хлористоводородной кислотой →встряхивают → розовое окрашивание
или + горячий насыщенный раствор щавелевой кислоты → красное),
Слайд 58Определение протеолитических ферментов
2. сероводород – Н2S
– бумажка, смоченная сульфатом
железа → при выделении Н2S образуется нерастворимый сульфит железа →
черная окраска;
– Или: в пробирку с питательной средой добавляют смесь солей:
сульфат железа,
тиосульфат натрия,
сульфит натрия
и уколом засевают испытуемый штамм → по ходу укола черное окрашивание,
3. аммиак=N Н3 – лакмусовая бумажка.
Слайд 59Протеолитические свойства микроорганизмов.
1 - формы разжижения желатина;
II - определение
сероводорода;
III - определение индола:
1 - отрицательный результат;
2
- положительный результат
Слайд 60Определение протеолитических ферментов
Учет результатов:
1. При наличии протеолитических ферментов бактерии разжижают
желатин, образуя «воронку» или «елочку».
2. При образовании газообразных продуктов разложения
пептона бумажки меняют цвет:
бумажка на аммиак – синеет,
бумажка на сероводород - чернеет,
бумажка на индол – розовеет.
Слайд 61Пестрый ряд для кишечной палочки
Слайд 62Определение каталазы
на стекло наносят культуру и каплю 1-3% р-ра
Н2О2 → пузырьки газа.
Слайд 63Определение оксидазы
На фильтровальную бумажку, смоченную парафенилендиамином, наносят культуру,
= покраснение индикаторной
бумажки – положительный результат.
Слайд 64Определение гемолитической активности
Слайд 65Ускоренные методы биохимической идентификации
СИБ = системы индикаторных бумажек = набор
дисков, пропитанных субстратами, их вносят в пробирки или на чашки
с чистой культурой.
Слайд 66Ускоренные методы биохимической идентификации
набор мультимикротестов =пластиковые планшеты, в лунки
которых помещены субстраты с индикаторами → в лунки вносят бактерии,
инкубируют 4 часа при 37о → учитывают результаты
Слайд 69Стерилизация питательных сред
Стерилизация – обеспложивание, т.е. полное уничтожение вегетативных форм
м/о и их спор в различных материалах.
Методы:
1) Физические,
2) Механические (фильтрование),
3) Химические.
Слайд 70 Физические методы стерилизации
1. Прокаливание – в пламени спиртовки (петли,
инструменты)
2. Кипячение – в воде с добавлением 1-2% р-ра бикарбоната
натрия 30 мин (шприцы, мелкий хирургический инструментарий, предметные стекла)
3. Сухим жаром в печи Пастера – нагревание до 165-1700 в течение 45 мин (чашки Петри, пробирки, пипетки)
Слайд 71 Физические методы стерилизации
4. Паром под давлением в автоклаве:
- большинство
питательных сред – Р = 1,1 атм (t = 121
0C)- 20 мин;
среды с углеводами – Р = 0,5 атм (t = 111 0C) -15 мин;
уничтожение патогенного материала –Р = 2 атм
(t = 1330 C) 20-25 мин.
Для контроля качества стерилизации в автоклав помещают:
ампулы с бензонафтолом (Тпл = 110 0С),
с бензойной кислотой (Тпл = 120 0С).
Слайд 72 Физические методы стерилизации
5.Текучим паром в автоклаве – при незавинченной
крышке и открытом выпускном клапане при Т=100 0С по 20-30
мин 3 дня -(среды с витаминами или углеводами),
6.Тиндализация – дробная стерилизация при Т = 56-58 0С 5-6 дней подряд (сыворотка крови, витамины),
7.Пастеризация – нагревание при Т = 56-650С с последующим быстрым охлаждением (вино, пиво, соки, молоко),
8. Ультрафиолетовыми лучами - с длиной волны 260-300 мкм лампами БУВ-15, БУВ-30 (воздух) или гамма-лучами (одноразовые шприцы, системы).
Слайд 73Механическая стерилизация (фильтрование)
– задержка м/о и их спор
мелкопористыми фильтрами с определенным диаметром пор:
керамическими,
асбестовыми,
стеклянными (сыворотка крови,
антибиотики).
Слайд 74Химическая стерилизация
газами: формальдегид и окись этилена в специальных камерах
при 40-80 0С (оптика, некоторые питательные среды).
Слайд 75Дезинфекция
= обеззараживание объектов окружающей среды
= уничтожение патогенных микроорганизмов до такой
степени, чтобы они не могли вызвать инфекцию,
При дезинфекции погибает большая
часть микробов, споры и некоторые вирусы могут остаться жизнеспособными
Методы дезинфекции: тепловой,
химический,
УФ-облучение.
Слайд 76Тепловая дезинфекция
= Действие горячей воды и насыщенного пара
Режимы:
80 град
– 10 мин
85 град – 3 мин
погибают все вегетативные
90 град – 1 мин формы
100 град – 5 мин – все вегетативные формы бактерий и вирусы,
100 град – 5 мин + гидрокарбонат натрия - споры
Слайд 77Химическая дезинфекция
= действие дезинфицирующих веществ:
хлорная известь – 0,1-10% р-р,
хлорамин
– 0,5-5% р-р,
фенол или карболовая кислота – 3-5% р-р,
лизол – 3-5% р-р.
Обеззараживают:
поверхность столов,
стены процедурного кабинета,
некоторые инструменты,
кожу,
воду (хлорирование).
Слайд 78Современные медицинские дезинфицирующие средства
препараты широкого спектра действия,
эффективны
в отношении:
бактерий,
вирусов,
спор,
патогенных грибов,
одновременно моющие и дезинфицирующие средства,
многие из них можно использовать многократно.
Слайд 79Современные медицинские дезинфицирующие средства
«Септол» - дезинфицирующее и стерилизующее средство.
«Премиум» - экологически безопасен, дезинфицирует, также можно использовать как моющее
средство.
«Бактол» - дез. средство с моющим эффектом.
«Клинекс» кожный антисептик, раствор можно использовать для экстренной дезинфекции поверхностей.
«Дез Таб» - очень экономичный и универсальный, выпускается в виде таблеток и гранул с хлором.
Дезинфицирующее средство «Ника» - обладает дополнительным моющим эффектом и безопасно для здоровья человека. Можно использовать в детских учреждениях, на предприятиях общественного питания.
Слайд 80УФ-облучение
= действие лучей с длиной волны 200-400 нм,
= проводится с
помощью бактерицидных ламп,
= применяется для обеззараживания воздуха и различных поверхностей,
=
приводит к разрушению ДНК микробов в результате образования тиминовых димеров.
Слайд 81Асептика
= система мероприятий, предупреждающих внесение микроорганизмов:
А) из окружающей среды в
ткани или полости организма человека при лечебных и диагностических манипуляциях,
Б) в материал для исследования, в питательные среды и культуры микроорганизмов при лабораторных исследованиях.
Слайд 82Асептика
включает:
стерилизацию и сохранение стерильности инструментов, лабораторной посуды
дезинфекцию рук
микробиолога, аппаратуры,
применение специальной одежды, масок.
Слайд 83Антисептика
– комплекс лечебно-профилактических мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов, способных вызвать
инфекционный процесс на поврежденных или интактных участках кожи и слизистых
оболочек.
Слайд 84Антисептики
70% этиловый спирт,
5% спиртовой р-р йода,
0,1% р-р КМnO4,
1-2%
р-ры метиленового синего или бриллиантового зеленого.