ФИЗИОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ Типы питания Аутотрофы

ФИЗИОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

Типы питания • Аутотрофы – используют для построения своих клеток неорганический углерод • Гетеротрофы - используют для построения своих клеток органический углерод

Способы получения энергии • Фототрофы – источником энергии является солнечный свет • Хемотрофы - источником энергии является окислительно-восстановительные реакции ØЛитотрофы – донорами электронов являются неорганические соединения ØОрганотрофы – донорами электронов являются органические соединения

Медицинская микробиология изучает гетерохемоорганотрофы Источник углерода является источником энергии

Типы гетеротрофов • Сапрофиты – питаются мертвым органическим материалом и независимы от других организмов • Паразиты – гетеротрофные микроорганизмы, зависимые в получении питательных веществ от макроорганизма ØОблигатные ØФакультативные

Энергетический метаболизм • Окислительный = дыхание • Бродильный = ферментативный • Смешанный

Окислительный метаболизм (дыхание) • Дыхание – процесс получение энергии в реакциях окисления-восстановления, сопряженных с реакциями окислительного фосфорилирования, при котором донорами электронов могут быть органические (у органотрофов) и неорганические у (литотрофов) соединения, а акцептором – только неорганические соединения

• Если акцептором электронов является молекулярный кислород, то это АЭРОБЫ • Если акцептором электронов является нитрат или сульфат, то это АНАЭРОБЫ ØНитратное дыхание встречается у факультативных анаэробов ØБактерии, имеющие сульфатное дыхание (Desulfovibrio и Desulfotomaculum ) медицинского значения не имеют

Отношение бактерий к кислороду • Облигатные аэробы растут и размножаются только в присутствии кислорода (конечный акцептор электронов – кислород, катализатор – цитохромоксидаза) Ø Строгие аэробы, растут при парциальном давлении кислорода, равным парциальному давлению атмосферы воздуха Ø Микроаэрофилы, растут при пониженном парциальном давлении кислорода

Бродильный (ферментативный) метаболизм • Ферментация (брожение) – процесс получения энергии, при котором отщепленный от субстрата водород переносится на органические соединения Кислород в процессе брожения участия не принимает. Восстановленные органические соединения выделяются в питательную среду и накапливаются в ней. Продуктами брожения являются кислоты, газы, спирты

Типы брожений Исходя из природы конечных продуктов, различают несколько типов ферментации углеводов: • Спиртовое • Молочнокислое • Муравьинокислое • Маслянокислое Если для бактерий с бродильным метаболизмом источником энергии служат белки, то такие бактерии называются пептолитическими (C. histolyticum, C. botulinum)

Отношение бактерий к кислороду • Облигатные анаэробы – не используют кислород для получения энергии. Тип метаболизма – бродильный (иcключение: Desulfovibrio и Desulfotomaculum) Ø Строгие анаэробы. Кислород для них токсичен. Энергию получают маслянокислым брожением (например, C. botulinum, C. tetani) Ø Аэротолерантные - не используют кислород для получения энергии, но могут существовать в его атмосфере (молочнокислые бактерии)

Отношение бактерий к кислороду • Факультативные анаэробы – способны расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и в его отсутствии Обладают смешанным типом метаболизма. Процесс получения энергии у них может происходить кислородным дыханием в присутствии кислорода, а в его отсутствии переключаться на брожение. Для этой группы бактерий характерно наличие анаэробного нитратного дыхания

Различное физиологическое отношение микроорганизмов к кислороду связано с наличием у них ферментных систем, позволяющих существовать в атмосфере кислорода. Для нейтрализации токсичных форм кислорода микроорганизмы, способные существовать в его атмосфере, имеют: супероксиддисмутазу, пероксидазу, каталазу

• Облигатные аэробы и факультативные анаэробы имеют супероксиддисмутазу и каталазу • Аэротолерантные микроорганизмы не имеют супероксиддисмутазы, ее функцию выполняет высокая концентрация солей марганца. Перекись водорода у этих микроорганизмов разрушается пероксидазой • Строгие анаэробы не имеют ни пероксидазы, ни каталазы, но супероксиддисмутаза встречается у многих анаэробов и коррелирует с их устойчивостью к кислороду