РАЗДЕЛ 2. БАКТЕРИОЛОГИЯ Тема 2. 3. Физиология бактерий. Бактериологические методы исследования
ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Химический состав бактериальной клетки. 2. Процессы жизнедеятельности бактерий: питание, дыхание, рост и размножение. 3. Ферменты бактерий как основа их специфичности. 4. Культуральные и биохимические свойства бактерий. 5. Условия культивирования бактерий. 6. Питательные среды, их назначение, применение. 7. Методы выделение чистой культуры бактерий. 8. Особенности культивирования риккетсий и хламидий. 9. Культивирование анаэробов 10. Бактериологические методы
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ. Химический состав бактериальной клетки в качественном отношении не отличается от животных и растительных клеток. Различия выявляются в количественном содержании соединений: большой набор ферментов у бактерий. Вода: - в бакт. клетке: - 75 -90% - в спорах: - 40 % Сухое вещество – 10 -25%:
ПИТАНИЕ По способам питания делятся на: автотрофы - получают энергию за счет фотосинтеза (цианобактерии) и хемосинтеза (железобактерии, азотобактер, пурпурные серобактерии); гетеротрофы –получают энергию за счет готовых органических веществ. Гетеротрофы, в свою очередь, подразделяются на сапротрофы, паразиты и симбионты.
Гетеротрофы подразделяются на три группы САПРОФИТЫ от греч. «сапрос» - гнилой бактерии, которые питаются органическими веществами отмерших организмов (молочно-кислые бактерии, бактерии гниения) ПАРАЗИТЫ от греч. «паразитос» нахлебник Бактерии, которые питаются органическими веществами живых организмов (патогенные бактерии) СИМБИОНТЫ тесное сожительство бактерий с живыми организмами, приносящее пользу другу (клубеньковые бактерии на корнях бобовых)
ДЫХАНИЕ БАКТЕРИЙ облигатные аэробы – могут расти только при наличии кислорода (бруцеллы, микрококки, микобактерии туберкулеза). -облигатные анаэробы – растут на среде без кислорода, который для них токсичен (возбудители ботулизма, газовой гангрены, столбняка). -факультативные анаэробы – могут расти как при кислороде, так и без него (возбудители брюшного тифа, паратифов, E. Coli ).
Бактерии, простейшие не подвергаются естественной смерти, а просто делятся на две новые клетки Клеточный цикл : у бактерий – 20 мин, у инфузорий – 10 -20 час
Клетки бактерий при благоприятных условиях очень быстро размножаются, делясь надвое. Если клетка удваивается каждые пол часа, то за сутки она способна дать 281474976710656 потомков. А некоторые бактерии способны размножаться еще быстрее.
ФЕРМЕНТЫ БАКТЕРИЙ Ферменты – это биологические катализаторы Различают: Эндоферменты– локализуются в цитоплазме клеток; Экзоферменты - выделяются в окружающую среду: а) пищеварительные ферменты, которые расщепляют сложные питательные вещества до простых веществ; б) защитные ферменты, например, пенициллиназа защищает клеточную стенку от действия антибиотика пенициллина; в) ферменты агрессии – факторы вирулентности патогенных бактерий
Ферментный состав – постоянен и имеет важное значение для идентификации различных микроорганизмов. Практическое использование ферментативных свойств микробов: процессы брожения (в пивоварении и виноделии, обработка шкур) консервирование приготовление биодобавок к стиральным порошкам, для удаления белковых загрязнений, так как они расщепляют белки до водорастворимых. с помощью ферментов получают витамины, гормоны
Патогенные бактерии вырабатывают ядовитые для человека вещества — токсины. 1. Экзотоксин — белки, которые клетка выделяет во внешнюю среду, обладает выраженными иммуногенными и антигенными свойствами. Наиболее сильные эзотоксины вырабатывают возбудители столбняка (поражают двигательные нейроны спинного мозга) дифтерии (поражают сердечную мышцу и надпочечники) ботулизма (поражают нейроны передних рогов спинного мозга, что обусловливает характерные параличи мышц синегнойная палочка(гемолиз, некротические поражения) Для профилактики и лечения токсинемических инфекций применяются анатоксины (обезвреженные экзотоксины микроорганизмов) и антитоксические сыворотки.
2. Эндотоксин —локализуется в липополисахаридном слое клеточной стенки и освобождаются при ее разрушении. (E. Coli, золотистый стафилококк, менингококки, брюшнотифозная палочка, палочка чумы, дизентерийная палочка) Эндотоксины не обладают специфичностью. Действие на организм: - активизируют фагоцитоз, аллергические реакции - вызывают общее недомогание организма (лихорадка и тяжелое общее состояние). Выброс эндотоксинов в организм может привести к развитию инфекционно-токсического шока: - озноб; - снижение артериального давления; - частый и нитевидный пульс; - одышка; - рвота; - понос; - уменьшение количества выделяемой мочи.
СХЕМА ПАТОГЕНЕЗА ДИФТЕРИИ ПРИ ДИФТЕРИИ КОРИНЕБАКТЕРИИ НЕ ПРОНИКАЮТ ЗА ПРЕДЕЛЫ ВХОДНЫХ ВОРОТ ИНФЕКЦИИ. ДИФТЕРИЙНЫЙ ЭКЗОТОКСИН ПОРАЖАЕТ СЕРДЕЧНУЮ МЫШЦУ И НАДПОЧЕЧНИКИ.
ПИГМЕНТЫ БАКТЕРИЙ. Многие микроорганизмы синтезируют пигменты, различающиеся по цвету, химическому составу и растворимости. Цвет пигмента используется в качестве теста для идентификации пигментообразующих бактерий. Пигменты обеспечивают: защиту от УФ радиации участвуют в реакциях синтеза обладают антибиотическим действием.
У чудесной палочки пигментные зерна откладываются между бесцветными клетками, они в воде не растворяются и придают колониям чудесной палочки ярко-красный кровавый цвет. В средние века она вызывала суеверный ужас своим появлением в виде кровавых пятен на хлебцах, служивших у католиков для причащения верующих. Появление таких пятен "крови Христа" считалось указанием свыше на необходимость искупления кровью за тайные преступления. Тысячи людей, подозреваемых в преступлениях, были истреблены. Между тем эти пятна были колониями чудесной палочки, которая быстро размножается на хлебе и другой крахмалистой пище.
На Новой Земле микробиологами были найдены микробы - микроскопические водоросли, которые образуют зеленый пигмент и могут развиваться на снегу, окрашивая его в зеленый цвет, а у берегов Гренландии те же микробы росли на снегу, окрашивая его в красный цвет. Желтые пигменты встречаются в культурах стафилококков (золотистый), микрококков, сарцин, микобактерии туберкулеза. Синие пигменты выделяются синегнойной палочкой
Витамины Микроорганизмы синтезируют различные витамины. Каждый вид синтезирует только определенные витамины (B 1, В 2, биотин, пантотеновую кислоту, пиридоксин, никотиновую кислоту). Многие виды бактерий и актиномицетов, окрашенные в красно-розовый, красно-оранжевый или желтый цвет, образуют предшественников витаминов, так называемые провитамины — каротины и каротиноиды. Бактерии, микобактерии, актиномицеты, могут синтезировать витамин B 12, который имеет важное значение для организма человека, применяется при лечении злокачественной анемии.
Ароматобразующие бактерии Некоторые бактерии выделяют летучие ароматические вещества - уксусно-этиловые и уксусно-амиловые эфиры, они обусловливают аромат вин, молочных продуктов (придают маслу и сливкам приятный характерный запах); сена. Светящиеся (фотогенные) бактерии Свечение моря вызывается светящимися бактериями, которые живут на теле медуз, моллюсков и других мелких животных, с которых они смываются волнами в воду. Они встречаются в мясных тушах, рыбе и др. Свечение светлячков, опят на гнилых пнях обусловлено бактериями Свечение их связано с окислительными процессами и не наблюдается в анаэробных условиях.
ПРИНЦИПЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Культивирование – искусственное выращивание микроорганизмов. Используется для изучения свойств микроорганизмов и для диагностики инфекционных заболеваний. Большинство бактерий культивируются на естественных и искусственных, плотных и жидких питательных средах На питательных средах микроорганизмы при размножении образуют определенной морфологии колонии, что определяет их культуральные свойства. .
ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ — СУБСТРАТЫ, СОСТОЯЩИЕ ИЗ КОМПОНЕНТОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ИЛИ НАКОПЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ ИХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД. 1. По консистенции среды делят на: а) жидкие: пептонная вода (ПВ), мясопептонный бульон (МПБ); б) полужидкие: полужидкий мясопептонный агар (МПА) и др. ; в) плотные или твердые: МПА, мясопептонный желатин, свернутая сыворотка; г) сыпучие: разваренное пшено, кварцевый песок; д) сухие – гигроскопические порошки, выпускаемые промышленностью;
По составу среды делят на: а) естественные – натуральные продукты (яйца, овощи), животные ткани, желчь, сыворотка крови; б) искусственные – среды, приготовленные из различных настоев или отваров с добавлением неорганических солей, углеводов, азотистых веществ; в) синтетические – среды, приготовленные из определенных химических соединений в точно указанных концентрациях
По назначению среды делят на: а) основные (простые) – используют для культивирования многих видов микроорганизмов: ПВ, МПБ, МПА б) специальные (сложные) - используют для микроорганизмов, которые не растут на простых средах: сахарный МПБ, сахарный МПА, сывороточный МПБ и МПА, кровяной МПА, в) элективные (избирательные) – используют для определенных видов; создаются оптимальные условия для этих видов, а другие виды не растут или растут плохо: щелочная ПВ (для холерного вибриона), желточно-солевой агар (для стафилококка), сывороточная среда –среда Леффлера (для дифтерийных коринебактерий), среды с желчью (для тифо-паратифозных бактерий), среды с глицерином (для микобактерий туберкулеза);
г) дифференциально-диагностические среды используют для изучения биохимических свойств и дифференцировки (отличия) одного вида микроорганизмов от другого : Среда Эндо, Среда Левина, Среда Плоскирева, Среда Гисса. Состав сред подбирается так, чтобы выявить характерные отличия ферментативных свойств одного вида от другого (ферменты бактерий меняют цвет среды)
СРЕДА ГИССА Бульонные среды с феноловым красным используют для изучения ферментации различных углеводов с целью дифференциации чистых культур микроорганизмов.
СРЕДА ЭНДО Среда Эндо — слабоселективная дифференциально-диагностическая среда для выделения энтеробактерий. Среда Эндо относится к плотным средам для выделения чистых культур. Готовая среда прозрачна и имеет бледно-розовый цвет.
ВЫДЕЛЕНИЕ ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ АЭРОБНЫХ И АНАЭРОБНЫХ БАКТЕРИЙ. Чистая культура микроорганизмов – это популяция клеток одного вида, выросшая на стерильной питательной среде. Выделение чистой культуры – бактериологический метод. Этот метод является основным методом диагностики бактериальных инфекций. Для получения чистой культуры необходимо отделить бактериальные клетки разных видов друг от друга.
Аэробные и анаэробные бактерии предварительно идентифицируются в жидкой питательной среде по градиенту концентрации O 2: 1. Облигатные аэробные бактерии в основномсобираются в верхней части пробирки, чтобы поглощать максимальное количество кислорода. (Исключение: микобактерии — рост пленкой на поверхности из-за восколипидной мембраны. ) 2. Облигатные анаэробные' бактерии собираются в нижней части, чтобы избежать кислорода (либо не дают роста). 3. Факультативные бактерии собираются в основном в верхнем (окислительное фосфорилирование является наиболее выгодным, чем гликолиз), однако они могут быть найдены на всем протяжении среды, так как от O 2 не зависят. 4. Микроаэрофилы собираются в верхней части пробирки, но их оптимум — малая концентрация кислорода. 5. Аэротолерантные анаэробы не реагируют на концентрации кислорода и равномерно распределяются по пробирке.
МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ БЕСКИСЛОРОДНЫХ УСЛОВИЙ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ АНАЭРОБОВ. Для создания бескислородных условий используются физические, химические и биологические методы. Физические методы: 1) посев в глубину плотных питательных сред (кровяной или сахарный агар): 2) выращивание в анаэростатах – специальный сосуд, из которого удален кислород. Химические методы - поглощение кислорода воздуха в герметически закрытом сосуде химическими веществами. Биологические методы - совместное выращивание анаэробов и аэробов.
ТЕМПЕРАТУРА РОСТА БАКТЕРИЙ Оптимальная температура роста патогенных для человека микроорганизмов совпадает в основном с температурой тела человека. Мезофильные бактерии лучше всего растут в пределах 20 -40 "С; к ним относят большинство патогенных для человека микроорганизмов. Термофильные бактерии лучше растут при 50 -60 "С. Психрофильные бактерии предпочитают расти в интервале температур от 0 до 10 "С.
ОСОБЕННОСТИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ РИККЕТСИЙ И ХЛАМИДИЙ. Риккетсии и хламидии – бактерии, которые, как и вирусы, являются облигатными внутриклеточными паразитами. Поэтому для их культивирования применяются: а) тканевые культуры; б) куриные эмбрионы; в) лабораторные животные.
БАКТРЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Основной целью бактериологического исследования является определение наличия бактерий биоматериале. Биологический материал применяемый для бактериологических исследований: - кровь - моча - каловые массы - мокрота
Исследуемый материал следует брать в асептических условиях в стерильную посуду и доставлять в лабораторию возможно скорее. Чашка Петри Посуда, изобретённая в 1877 году, названа в честь изобретателя, немецкого бактериолога Юлиуса Рихарда Петри, ассистента Р. Коха. Колонии кишечной палочки на плотной питательной среде в чашке Петри.
УЧАСТИЕ МЕДИЦИНСКОЙ СЕСТРЫ В ЛАБОРАТОРНЫХ МЕТОДАХ ИССЛЕДОВАНИЯ Достоверность лабораторных исследований зависит от правильности подготовки пациента к сдаче анализа как исследуемый материал был собран когда был доставлен в лабораторию Подготовку пациента проводит медицинская сестра
ОБОРУДОВАНИЕ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ДЛЯ БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Испражнения – отбор ректальной петлей, которая вводится в прямую кишку Кровь на стерильность – посев производится на сахарный бульон На дифтерию – отбор производится тампоном со слизистой зева и носа, На менингит – отбор производится стерильным ватным тампоном со слизистой носоглотки: изогнутый конец тампона направлен вверх в носоглотке На коклюш – отбор производится стерильным ватным тампоном со слизистой носоглотки. Изогнутый конец тампона направлен вниз в носоглотке. Посев производится на КУА – казеиново-угольный агар.
Скачать презентацию РАЗДЕЛ 2 БАКТЕРИОЛОГИЯ Тема 2 3 Физиология бактерий
ФИЗИОЛОГИЯ БАК. БАКТЕРИОЛОГИЧ, МЕТОДЫ.pptx