Как изучаются биохимические свойства бактерий кратко

Обновлено: 02.07.2024

Выявление сахаролитической активности микроорганизмов. В состав дифференциально-диагностических углеводных сред (среды Гисса — см. тему 7) входят различные соединения, которые можно условно назвать сахарами: моносахариды, полисахариды, многоатомные спирты. При утилизации углеводов в качестве конечных продуктов образуются кислоты и газообразные продукты. Соответственно расщепление углевода регистрируют по изменению рН среды и выделению газообразных продуктов. Закисление питательной среды улавливают при помощи различных индикаторов.

Индикатор BP, входящий в состав сухих сред Гисса, меняет цвет от розового в щелочной среде через серый при нейтральном рН до голубого или ярко-синего в кислой среде.

Выявление протеолитических и других ферментов микроорганизмов.Протеолитические ферменты расщепляют белки питательной среды до промежуточных (пептоны, полипептиды, аминокислоты) или конечных (сероводород, индол, аммиак) продуктов

Тест на сероводород: узкие полоски фильтровальной бумаги смачивают в 5%-м растворе ацетата свинца, высушивают, стерилизуют. Культуру микроорганизма засевают в питательную среду в пробирке, после чего индикаторную бумагу помещают в пробирку (не должна касаться среды) и закрепляют пробкой. Выделяющийся сероводород реагирует с ацетатом свинца, и образующийся сульфид свинца вызывает почернение бумаги (положительный результат). Описанный метод выявления сероводорода при помощи индикаторных бумажек считают одним из наиболее чувствительных, разработаны и другие методы

Тест на аммиак: исследуемую культуру засевают в жидкую питательную среду в пробирке. Между пробкой и стенкой пробирки закрепляют полоску розовой лакмусовой индикаторной бумажки. Посевы инкубируют в термостате 1. 5сут. Посинение лакмусовой бумажки свидетельствует о выделении аммиака.

Тест на уреазу: исследуемую культуру микроорганизма засевают на среду Кристенсена (пептон — 1 г, хлорид на трия — 5 г, дигидрофосфат калия — 2 г, агар — 20 г, глюкоза — 1 г, 0,2%-й раствор фенолрота — 6 мл, 20%-й раствор мочевины — 100 мл, вода дистиллированная — 1000 мл) и выращивают 1. 4сут. Положительный результат — покраснение среды в результате ее защелачивания.

Тест на каталазу: бактериальную массу снимают с поверхности агара бактериологической петлей и суспендируют в капле 3%-го раствора перекиси водорода на предметном стекле. Положительный результат — образование пузырьков газа.

Основные принципы идентификации бактерий.

Основная задача бактериологического диагностического исследования — это определение таксономического положения выделенного микроорганизма путем сравнения его свойств со свойствами известных видов.

В рутинной бактериологической практике микроорганизм идентифицируют, изучая его фенотипические признаки (морфологические, тинкториальные, культуральные, биохимические, патогенные). Стали получать распространение некоторые методы идентификации по генотипическим признакам (см. тему 12), которые ранее в основном применяли в научной работе для классификации микроорганизмов с неясным таксономическим положением.

Идентификация неизвестного микроорганизма представляет собой процесс последовательного его отождествления с той или иной большой группой микробов, характеризующихся общими свойствами, затем с семейством в пределах группы, далее с тем или иным родом в пределах установленного семейства, и на конечном этапе исследуемый микроорганизм отождествляют (идентифицируют) по совокупности морфологических, тинкто либо видом в пределах рода. В случае необходимости внутри вида устанавливают принадлежность культуры к био-, серо-, фаговару. Работа с определителем Берджи предполагает использование достаточно большого количества тестов, характеризующих различные свойства микроорганизма. В практических диагностических лабораториях, исходя из эпизоотологических, клинических и патологоанатомических данных, обычно проводят бактериологические исследования, заранее ориентированные на обнаружение возбудителя определенной инфекционной болезни, по схеме, предусмотренной официальной инструкцией.

Морфология прокариот. Форма и размер бактериальной клетки.

Выделяют следующие формы бактерий: шаровидные, палочковидные, извитые,.

Шаровидные бактерии

· Монококки размножаются в пределах одной плоскости и в дальнейшем располагаются по одиночке, хаотично. Не патогенны.

· Диплококки располагаются преимущественно парами, не выходя за пределы одной плоскости (возбудители гонореи).

· Стрептококки в процессе размножения связываются между собой в одной плоскости, образуя строение, подобное бусам (вызывают сепсис, ангину, пародонтит, менингит, участвуют в приготовлении сметаны и масла).

· Тетракокки делятся в двух противоположных направлениях (перпендикулярно). В результате с каждой стороны образуется квадрат из 4 клеток. Не патогенны.

· Сарцины делятся в трех направлениях перпендикулярно друг другу, собираются по 8 клеток, образуя куб. Не патогенны.

· Стафилококки размножаются в спонтанных направлениях, в результате образуются скопления бактерий, по структуре напоминающие кисть винограда (у человека стафилококк поражает многие органы: кожу, легкие, кости, сердце)

Палочковидные бактерии

Палочковидные бактерии отличаются цилиндрической или яйцевидной формой.

По размеру палочковидные микроорганизмы могут быть короткими или очень короткими, тонкими или очень тонкими, по структуре – прямыми или ветвящимися. Длина таких палочек варьируется от 1 до 6 мкм, а толщина – от 0,5 до 2 мкм. Концы их клеток имеют разную форму. Число палочковидных микроорганизмов значительно превышает количество кокков, в большинстве своем они болезнетворны.

Отличительной чертой отдельных представителей палочковидных является их способность к спорообразованию (бациллы, клостридии). Эта функция защищает микроорганизмы от опасных температур, ядовитых веществ и радиации – своеобразная реакция на неблагоприятную среду. Споры могут оставаться жизнеспособными на протяжении 30 – 40 лет. Кроме спорообразования, палочковидные формы обладают еще одним весомым плюсом по сравнению с кокками – подвижностью.

Извитые бактерии

Извитые бактерии имеют более или менее выраженную форму спирали. Размер этих бактерий варьируется от 0,1 до 500 мкм. Размножение происходит путем деления клетки.

иды извитых одноклеточных

· Вибрионы имеют незначительный изгиб (не более четверти оборота спирали) и самые малые размеры в этой группе микроорганизмов – до 3 мкм (возбудитель холеры).

· Спириллы насчитывают от 1 до 6 оборотов спирали. Эти бактерии покрыты эластичной оболочкой, что обеспечивает их подвижность в процессе сжатия и распрямления по спирали (возбудитель содоку – инфекция укуса крыс).

· Спирохеты по своему строению отличаются значительным превышением длины тела относительно его ширины, имеют много оборотов спирали (винтообразные). Размер этих клеток достигает 500 мкм. Они обладают подвижностью благодаря наличию жгутиков (бактерия кариеса).

Изучение биохимических свойств бактерий постоянно дает почву для размышлений исследователям. Несмотря на общность химического состава, бактерии существенно отличаются по биохимическим свойствам – способности расщеплять питательные вещества, антибиотики, продуцировать витамины и ферменты, выделять в процессе жизнедеятельности различные газы. Изучение биохимических свойств бактериальных культур дает возможность разделять их при помощи специальных питательных сред, выяснять видовую принадлежность, разделять на штаммы. Это особенно актуально для молочнокислых бактерий, чистые культуры которых широко применяются в пищевой промышленности.

Микробиология рекомендует проводить идентификацию бактериальных культур по совокупности нескольких их признаков и свойств, к числу которых относятся следующие.

морфологические;
культуральные;
биохимические;
серологические.

Методы изучения биохимических свойств молочнокислых и других бактерий – это исследование культур, индикаторные бумажные системы (СИБ) и микротесты, представляющие собой набор пластиковых лунок с индикаторами. Некоторые микроорганизмы можно идентифицировать по пигментообразованию – способности образовывать окрашенные колонии.

Из чего состоят клетки бактерий

Химический состав бактериальной клетки – это комплекс из нескольких групп веществ:

Биогенные вещества. Это азот, углерод, водород и кислород. Их них состоят все органические вещества. Их доля в химсоставе молочнокислых бактерий составляет 95%.
Макроэлементы. Их количество в клетках бактерий не превышает 5%. К их числу относятся фосфор, кремний, калий, магний, хлор, кальций, натрий.
Микроэлементы. Несмотря на малое количество этих элементов в живых клетках, они играют существенную роль в ее жизнедеятельности, входя в состав биологически активных комплексов – пигментов, ферментных систем, участвуя в процессе фотосинтеза.
Вода. Это от 70 до 90% биомассы бактерии.

Среди органических веществ, составляющих клетку бактерий, обнаружены белки (простые и сложные), липиды, тейхоевые кислоты, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Белки

Простые белки называются протеинами, более сложные, с сахарами или липидами в составе – протеидами. Существуют структурные белки, образующие элементы бактериальных клеток, обуславливающие их антигенную структуру, и функциональные или регуляторные, осуществляющие обменные процессы. Белковые цепочки состоят из звеньев – аминокислот. Некоторые из них уникальны для бактерий. Например, дипиколиновая кислота, обеспечивающая высокую устойчивость спор, диаминопимелиновая кислота, D-глутамин, D-аланин. Белки флагеллин и пилин образуют жгутики и ворсинки подвижных бактерий.

Большинство поверхностных антигенов бактерий, как свидетельствуют данные микробиологии, также являются белками. Уникальные биологические функции выполняют порины – белки, обеспечивающие транспорт веществ сквозь клеточные мембраны бактерий. Основой бактериальной клеточной стенки являются пептидогликаны – сложные белковые структуры, играющие роль гетерополимерного остова. Их состав имеет видоспецифичную структуру и его анализ позволяет проводить антигенное определение видовой принадлежности бактериальных культур.

Недавно было обнаружено уникальное биохимическое свойство бактериальных пептидогликанов – наряду с пирогенной способностью они способны останавливать развитие опухолей.

Различают липопротеиды, глюкопротеиды и нуклеопротеиды. Белки являются основными составляющими белковых фабрик бактерий – рибосом.

Липиды

Наличие в липидах кислотоустойчивых жирных кислот придает им целый ряд биологических и биохимических свойств – устойчивость к воздействию спиртов, кислот и щелочей, солнечной радиации и дезинфицирующим растворам, избирательность по отношению к красителям, а также патогенность.

Тейхоевые кислоты

Линейные полимеры клеточных стенок грамположительных бактерий (в том числе молочнокислых), являясь их основными антигенами.

Углеводы

Липополисахариды. Являются эндотоксинами (другое название – антигены) и состоят из липида, общего для грамотрицательных бактерий полисахаридного ядра и концевых (терминальных) цепочек (другое название – специфические боковые цепи). Обуславливают такие биохимические свойства бактерий, как антигенная специфичность и патогенность.

Нуклеиновые кислоты

ДНК, основной функцией которой является хранение и передача наследственной информации, содержится в нуклеоиде и плазмидах. ДНК нуклеоида молочнокислых бактерий осуществляет передачу генетической информации по вертикали – от поколения к поколению. Плазмидная ДНК позволяет бактериям обмениваться генами в течение их жизни – это называется горизонтальным переносом генов.

Основные биохимические свойства ДНК – это способность к репликации (самовоспроизведению) и транскрипции (образованию на ней матричных РНК, с которых в дальнейшем считываются белки).

РНК – основной компонент рибосом, в которых синтезируются бактериальные белки (рРНК). Существуют также мРНК и тРНК, осуществляющие доставку аминокислот в реакционный центр биосинтеза белка.

Ферменты бактерий и свойства культур

Биохимические свойства бактерий (в том числе молочнокислых) зависят от присутствующих в них ферментов – белковых структур, способных осуществлять определенные реакции обмена веществ. Изучение структуры белков всегда было тесно связано с микробиологией – культуральные методы изучения ферментов позволяют многое узнать об их специфичности, субстратах и продуктах.

Белковые комплексы, осуществляющие биохимические реакции в клетках молочнокислых и других бактерий, делятся на шесть основных классов:

Оксидоредуктазы – ферменты окислительно-восстановительных реакций.
Трансферазы – переносят группы атомов с одних молекул на другие.
Гидролазы – ферменты гидролитических реакций – расщепления веществ с участием воды.
Лиазы. Проводят отщепление от субстратов групп атомов негидролитическим путем – расщепляя и образовывая двойные связи.
Синтетазы или лигазы. Ферменты, соединяющие две молекулы между собой, используя энергию АТФ.
Изомеразы. Ферменты, способные создавать изомеры – варианты молекул одного состава, отличающихся различным пространственным расположением атомов и их групп.

Если классифицировать ферменты молочнокислых и других бактерий с точки зрения генетического контроля их работы, то можно различить три основные группы:

Конститутивные – присутствуют в клетке постоянно.
Индуцибельные – присутствуют только при наличии расщепляемого ими субстрата.
Репрессибельные – отличаются тем, что их количество обратно пропорционально количеству продукта реакции.

Инвазивные биохимические свойства микроорганизмов зависят от наличия на их поверхности экзоферментов, облегчающих проникновение внутрь тканевых барьеров. Выделяясь во внешнюю среду, такие ферменты расщепляют антибиотики, повышают проницаемость тканей, разжижают слизистый барьер, помогают бактериям проникать внутрь клеток и в межклеточное пространство.

Для описания биохимических свойств бактериальных культур используется рабочая классификация по конечным продуктам и результатам работы ферментов. Поскольку ферментный состав клеток молочнокислых и других бактерий зависит от их генома, он является относительно постоянной величиной. Поэтому методы определения активных ферментов позволяют классифицировать колонии и определять их видовую принадлежность. Различают пять групп ферментативной активности бактериальных культур:

протеолитические,
сахаролитические,
оксилительно-восстановительные,
аутолитические,
патогенные.

Продуктами деятельности бактериальных культур могут являться различные кислоты (например, молочная и масляная кислота, выделяемая молочнокислыми бактериями), газы (углекислый, водород, сероводород), индол и другие.

Современные методы позволяют выделить основные факторы патогенности бактериальных культур. Таковыми факторами являются наличие в бактериальной клетке таких ферментов, как гиалуронидаза, лецитиназа, нейроаминидаза, плазмокоагулаза и некоторые другие.

Уникальные биохимические свойства некоторых бактериальных ферментов обусловили их широкое применение в биологических исследованиях. Так, например, в медицине широко применяются протеолитические и аутолитические ферменты, а в молекулярной генетике и генной инженерии – рестриктазы и лигазы, разрезающие и сшивающие цепочки нуклеиновых кислот.

Идентификация бактерий и их метаболизм

После изучения морфологии бактериальных клеток в окрашенных препаратах приступают к культуральному исследованию их ферментативной активности. Наиболее изученными у бактериальных культур являются сахаролитические и протеолитические ферменты. Физиолого-биохимические исследования бактериальной культуры позволяют выявить уникальные для отдельного вида или рода метаболические цепочки.

Среди характерных физиолого-биохимических свойств бактериальной культуры – способность избирательно растворять эритроциты различных видов животных (другое название этой реакции – гемолиз), сворачивать плазму (реакция плазмокоагуляции), растворять фибриновый сгусток (осуществлять фибринолиз).

После завершения изучения биохимических свойств патогенных бактерий проводят их серологическое определение при помощи реакции агглютинации с использованием высокоспецифичной иммунной сыворотки.

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Биохимические свойства бактерий можно начинать изучать одновременно с выделением культуры, засевая материал на специальные питательные среды, позволяющие судить о биохимической активности выделяемых микроорганизмов. Наиболее показателен в этом отношении культуральный метод диагностики инфекций, вызываемых энтеробактериями: так как сотни входящих в это семейство видов практически идентичны друг другу по морфологическим и культуральным свойствам, их биохимический свойства играют очень большую роль в процессе идентификации. Именно на этом примере мы и разберем данный вопрос.

А. На первом этапе патологический материал засевают на дифференциально-диагностические среды для кишечной группы бактерий. В состав этих сред, наряду с мясопептонным агаром, входит лактоза и индикатор. Если бактерия способно ферментировать лактозу (важный признак для дифференциации различных энтеробактерий), рН среды смещается в кислую сторону и индикатор окрашивает колонию в соответствующий цвет. В нашей стране наиболее распространены среды Эндо, Левина и Плоскирева; в других странах могут использоваться аналогичные среды, принцип действия которых, однако, идентичен этим трем.

1. Среда Эндо (в англоязычной литературе “Endo Agar”) содержит индикатор основной фуксин, обесцвеченный сульфитом натрия.

а. Лактозопозитивные колонии на среде Эндо – красные (кишечная палочка с типичной биохимической активностью образует на этой среде темно-красные колонии с металлическим блеском, схожим с блеском ртути).

б. Лактозонегативные колонии на среде Эндо бесцветные, но так как энтеробактерии образуют прозрачные и полупрозрачные колонии, то они могут приобретать оттенок той среды, на которой вырастают.

2. Среда Левина содержит К₂НРО₄, метиленовый синий и эозин. В англоязычной литературе более употребительное название для этой среды “Eosin Methylene Blue Agar”, иногда – “Eosin Methylene Blue Agar (Levine)”.

а. Лактозопозитивные колонии на среде Левина – насыщенного синего цвета.

б. Лактозонегативные колонии на среде Левина бесцветные.

а. Лактозопозитивные колонии на среде Плоскирева – красные.

б. Лактозонегативные колонии на среде Плоскирева бесцветные.

Б. На II этапе отобранную для дальнейшей работы колонию засевают на среды накопления и первичной дифференциации. Эти среды содержат уже несколько субстратов, по отношению к которым определяется ферментативная активность изучаемой бактериальной культуры, кроме того, эти среды формируются в пробирки так, чтобы получился участок со столбиком и участок скошенного агара (Рис. 9-12). Изучаемая колония засевается в столбик уколом, а на скошенную часть среды – плотным штрихом.

1. Среда Рессела содержит глюкозу и лактозу.

а. Если культура ферментирует только глюкозу, не ферментируя лактозу, то измениться цвет только столбика, без изменения цвета скошенной части.

б. Если культура ферментирует и глюкозу и лактозу, то изменится цвет всей среды – и столбика и скошенной части.

2. Среда Клиглера содержит не только глюкозу и лактозу, но и ингредиенты, позволяющие определить наличие сероводорода.

а. Если культура ферментирует только глюкозу, не ферментируя лактозу, то измениться цвет только столбика, без изменения цвета скошенной части (Рис 9-13).

б. Если культура ферментирует и глюкозу и лактозу, то изменится цвет всей среды – и столбика и скошенной части (Рис 9-14).

в. Если культура продуцирует сероводород, место засева уколом чернеет

в. Если культура продуцирует сероводород, место засева уколом почернеет.

г. Наличие уреазной активности определяется по покраснению среды

В. На III этапе биохимические свойства выделенной культуры изучаются более детально.

1. Сахаролитические свойства изучаются на средах Гисса. Среда Гисса представляет собой столбик полужидкого агара (засевается уколом), в состав которого входит определенный углевод и индикатор. Принцип действия среды Гисса аналогичен принципу действия вышеописанных сред, но так как среда полужидкая, то в положительном случае (ферментации данного углевода) она полностью меняет цвет. Конкретная световая гамма сред Гисса зависит от вводимого в их состав индикатора (индикатор Андреде обуславливает переход от синего, если углевод не утилизируется, к красному, при утилизации углевода; индикатор ВР – водный голубой и розоловая кислота – наоборот, от красного к синему и т.п.). Совокупность сред Гисса, используемых для засева бактериальной культуры, называется рядом Гисса или пестрым рядом.

а. Наиболее информативны при дифференциации энтеробактерий пять углеводов: лактоза, глюкоза, манит, мальтоза и сахароза. Пять сред Гисса с этими углеводами называют коротким рядом Гисса (во всех баклабораториях бывшего Советского Союза они располагаются в штативе именно в таком порядке, в котором они здесь перечислены, что позволяет легче визуализировать результат анализа).

б. В случае необходимости определяют способность изучаемой культуры ферментировать и большее количество субстратов (моносахаридов, полисахаридов, спиртов). Тогда говорят о длинном ряде Гисса.

2. Протеолитические свойства бактериальной культуры определяют, засевая ее на среды с белковыми субстратами (желатин, пептон и др.).

а. Желатин используется как показатель наличия или отсутствия у изучаемой бактериальной культуры протеолитической активности как таковой.

1. Если бактерии обладают протеолитической активностью, то они будут разжижать столбик желатина, засеваемый уколом. При этом для идентификации некоторых видов значение имеет и то, как именно разжижается желатин (послойно, перевернутой елочной, воронкой и т.п.).

2. Бактерии, не обладающие протеолитической активностью, желатин не разжижают.

б. У микробов, обладающих протеолитической активностью, при утилизации белкового субстрата может образовываться (или не образовываться) индол.

1. Для определения продукции бактериальной культурой индола применяется способ Мореля. Культуру засевают в мясопептонный бульон или пептонную воду (лучше с добавлением триптофана, при утилизации которого выделяется значительное количество этого газа) и под пробку помещают фильтровальную бумагу, пропитанную щавелевой кислотой.

а. При продукции бактериальной культурой индола нижняя часть бумажки краснеет.

б. Если культура не продуцирует индол – бумажка остается бесцветной.

2. Более надежен способ Эрлиха. В пробирку с изучаемой культурой добавляют специальный реактив

а. В присутствии индола реактив краснеет.

б. Если индола нет – реактив остается бесцветным.

в. У микробов, обладающих протеолитической активностью, при утилизации белкового субстрата может образовываться (или не образовываться) аммиак. Для выявления этого признака под пробку пробирки с засеянной питательной средой помещают лакмусовую бумагу так, чтобы она не касалась поверхности среды.

1. При образовании аммиака лакмусовая бумажка синеет.

2. Если аммиак не образовывается, лакмусовая бумажка цвет не изменяет.

г. У микробов, обладающих протеолитической активностью, при утилизации белкового субстрата может образовываться (или не образовываться) сероводород.

1. С этой целью под пробку пробирки с засеянной питательной средой помещают фильтровальную бумагу, пропитанную ацетатом свинца.

а. При продукции бактериальной культурой сероводорода нижняя часть бумажки чернеет.

б. Если культура не продуцирует сероводород – бумажка остается бесцветной.

2. Однако, метод с использованием бумажки с ацетатом свинца не надежен и в настоящее время практически не используется. Продукцию бактериями сероводорода лучше определять с помощью сред Клиглера или Олькеницкого (см. выше).

2. В ряде случаев для идентификации выделенной бактериальной культуры необходимо определить продуцирует ли она конкретные ферменты. Чаще всего выясняется наличие оксидазной и каталазной активностей.

а. Оксидазная активность определяется с помощью специального реактива, которым смачивается полоска фильтрованной бумаги

1. В положительном случае она меняет цвет.

2. При отсутсвии оксидазы цвет индикатора не меняется.

б. Для определения каталазной активности культуру вносят в каплю перекиси водорода на предметном стекле

1. Каталаза, продуцируемая бактериями, будет разлагать перекись водорода на воду и кислород, выделение которого в виде пузырьков и регистрируется.

2. Если каталазной активности у бактериальной культуры нет, пузырьков не будет.

Бактериофагами (или просто фагами) называются вирусы, поражающие прокариотическую клетку. Традиционно они рассматриваются в курсе вирусологии, но так как они по своей структуре во многом отличаются от вирусов животных и человека, а, главное, так как в медицинской бактериологии они в основном используются в ходе культурального метода для идентификации бактерий, мы рассмотрим их в курсе общей микробиологии и именно после разбора культурального метода диагностики. Кроме того, бактериофаги играют значительную роль в генетике бактерий, вследствие чего их логично рассматривать перед изложением соответствующего раздела.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

1. Основные биологические свойства бактерий и методы их изучения:

1)морфологические св-ва (изучают с помощью микроскопа);

2)тинкториальные св-ва (изучают при окраске по Граму);

3)культуральные св-ва (макро- и микроскопически изучают свойства колоний, выращенных на плотной питательной среде и характер роста на жидкой питательной среде и на скошенном агаре, используемом ка среда накопления );

4)сахаролитические свойства (изучают с помощью посевов в среды Гисса (полужидкие среды, содержащие один из углеводов и индикатор, реагирующий на продукты распада этого углевода, возникающие под сахаролитическим действием бактерий);

протеолитические св-ва (изучают при посеве бактерий на желатин или лакмусовое молоко);

пептолитические св-ва (изучают при посеве на мясо-пептонный бульон с помощью индикаторных полосок, вставленных под пробку пробирки, изменяющих цвет под действием летучих продуктов распада пептонов - индола, сероводорода, аммиака);

Сахаролитические, протеолитические и пептолитические свойства - это биохимические или ферментативные свойства.

5)антигенные свойства (изучают в реакциях агглютинации или преципитации с помощью диагностических агглютинирующих или преципитирующих сывороток);

6)токсигенные свойства (изучают в реакции преципитации в геле с помощью антитоксических преципитирующих сывороток или с помощью биологических проб на лабораторных животных);

наличие факторов вирулентности - с помощью специальных методик изучают наличие ферментов агрессии и защиты;

7)чувствительность к антибиотикам (методом индикаторных дисков или методом серийных разведений).

2 . По своей природе антитела являются иммуноглобулинами (Ig), по химическому составу они относятся к гликопротеидам, по электрофоретической подвижности иммуноглобулины относятся в основном к гамма- и бета- глобулиновым фракциям сыворотки крови.

Иммунные глобулины подразделяются на пять классов: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Они отличаются друг от друга физическими, химическими и антигенными свойствами:
- IgG составляют основное количество (около 80%) сывороточных иммуноглобулинов. Характерной их особенностью является высокая скорость связывания с антигеном, особенно бактериальной или вирусной природы. Это единственный класс антител, способный проникать через плаценту в организм развивающегося плода.
- IgM появляются первыми в организме плода и в сыворотке крови после введения в организм антигена.
- IgA обладают способностью проникать в различные секреты (молозиво, слюну, содержимое кишечника, бронхов и др.). - IgE несут основную ответственность за аллергические реакции, способствуют освобождению из тучных клеток гистамина, играют важную роль в местном иммунитете.
- IgD находятся на поверхности В- лимфоцитов и вместе с IgM составляют их рецепторы.

Молекулы иммуноглобулинов всех классов построены одинаково. Наиболее простая структура у молекул IgG: две пары полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями. Каждая пара состоит из тяжелой и легкой цепи, которые отличаются по молекулярной массе. Каждая цепь имеет постоянные участки, предопределенные генетически, а также переменные участки, образующиеся под воздействием антигена. Эти специфические участки называют активными центрами. Они вступают во взаимодействие с антигеном, который вызвал образование антител.

Изменения антигенов под влиянием антител происходит в результате их взаимодействия со специфическими иммуноглобулинами.

Иммунные сыворотки это иммунобиологические препараты, приготовленные из сыворотки крови человека или животных, которые применяются для лечения, профилактики и диагностики инфекционных заболеваний.

Иммунобиологическую основу иммунных сывороток составляют антитела, относящиеся к гамма глобулинам (IgG, IgM, IgA, IgE, IgD).

В защите человека от патогенных микроорганизмов наиболее важная роль принадлежит иммуноглобулинам G, M и А.

Существует несколько классификаций иммунных сывороток: по источникам получения иммунные сыворотки получают от человека (гомологичные) или от животных (гетерологичные); по целям, с которыми они применяются лечебные, профилактические (лечебно профилактические) и диагностические.

В медицинской практике нередко возникают ситуации, при которых в организм необходимо ввести готовые специфические антитела для усиления защиты от микробов или их продуктов жизнедеятельности.

В настоящее время с лечебной и профилактической целью применяются антимикробные и антитоксические сыворотки. Проведение пассивной иммунизации (введение готовых антител) основывается на знании антигенной структуры возбудителя.

Одной из первых иммунных сывороток примененных с лечебной целью была антитоксическая дифтерийная сыворотка.

История ее создания берет начало в 1888 году, когда французские ученые Ру и Иерсен установили, что возбудитель дифтерии продуцирует экзотоксин и определили его роль в развитии болезни.

Немец Беринг и японец Китазато в 1890 году впервые попытались получить иммунные дифтерийную и столбнячную сыворотки, но получили противодифтерийную иммунную антитоксическую сыворотку Ру и Бардах в 1893 году.

Эти исследования явились основой для получения иммунных противотоксических сывороток и применения их с лечебной целью.

Иммунные сыворотки, применяемые с целью серопрофилактики или серотерапии, получают от многократно иммунизированных лошадей или людей.

Иммунобиологические препараты называемые иммуноглобулинами получают используя сыворотку крови иммунизированного человека. Эти иммуноглобулины являются гомологичными. А иммуноглобулины приготовленные из сыворотки крови лошади, называют гетерологичными.

Для получения иммунных сывороток, вводимых человеку, были отобраны лошади по некоторым очень важным показателям.

Белки сыворотки крови лошади по своей структуре значительно близки к таковым сыворотки крови человека. Это немаловажный фактор, поскольку повторное введение гетерологических белков, являющихся полноценными антигенами, приводит к сенсибилизации человека с последующим развитием аллергических реакций (анафилактический шок, сывороточная болезнь).

При введении человеку сыворотки крови лошади частота аллергических осложнений значительно меньше, чем после введения сыворотки крови другого животного.

Кроме того, человек и лошадь имеют единственное общее очень опасное инфекционное заболевание сап. Сап у лошадей протекает только в острой форме, что облегчает отбор животных для гипериммунизации, а в дальнейшем и процесс стерилизации этого иммунобиологического препарата.

И третий важный фактор, позволивший избрать лошадь для получения иммунных сывороток это то, что у лошадей, по сравнению с другими животными, легче формируется состояние гипериммунизации. Такое состояние обеспечивает большое количественное накопление антител в единице объема.

По современным требованиям качественной считается иммунная сыворотка, в одном миллилитре которой содержится 1000 МЕ.

Для освобождения сыворотки крови лошади от балластных белков, а также для концентрации антител применяют различные методы, в том числе и метод диализа и ферментации. Среди методов, используемых для обработки сыворотки, есть позволяющие получить чистую фракцию гамма глобулинов.

С профилактической целью антитоксические сыворотки и иммуноглобулины вводят при подозрении на заражение (столбняк, бешенство и др.). Целесообразно эти препараты вводить до развития патологического процесса, в первые дни после заражения.

При введении этих препаратов с лечебной целью более выраженный эффект наблюдается при раннем их применении.

Антитоксические сыворотки и иммуноглобулины вводят внутримышечно, а по жизненным показаниям внутривенно

3. Риккетсии представляют собой самостоятельный класс, который делится на подклассы a1, a2, b и g.

a1 включает в себя семейство Rickettsiaceae, наиболее важными из которого являются два рода.

1. Род Rickettsia, виды делят на две группы:

а) R. provacheka возбудитель эпидемического (вшивого) сыпного тифа;

б) R. typhi возбудитель эндемического (крысино-блошиного) тифа;

2) группу клещевых риккетсиозов:

а) R. rickettsi возбудитель лихорадки скалистых гор;

б) R. conori возбудитель геморрагической лихорадки;

в) R. sibirika возбудитель североазиатского риккетсиоза.

2. Род Erlihia, выделяют виды: E. canis и E. sennetsu (могут быть возбудителями инфекционного мононуклеоза).

a2 включает в себя семейство Bartonellaceae, род Bartonella, подразделяемые на виды:

1) B. kvintana возбудитель пятидневной (траншейной) лихорадки;

g включает в себя род Coxiella, вид C. burneti возбудитель ку-лихорадки.

Риккетсии это бактерии, отличительной чертой которых является облигатный внутриклеточный паразитизм. По своему строению близки к грамотрицательным бактериям. Имеются собственные ферментные системы. Неподвижны, спор и капсул нет.

Для риккетсий характерен выраженный полиморфизм. Выделяют четыре формы:

1) форму А кокковые, овальные, расположенные одиночно или в виде гантелей;

2) форму В палочки средней величины;

3) форму С бациллярные риккетсии, крупные палочки;

4) форму D нитевидные, могут давать ответвления.

Морфология зависит от стадии инфекционного процесса. При острой форме в основном встречаются формы А и В, при хронической, вялотекущей С и D.

Взаимодействие риккетсий с клеткой включает в себя несколько этапов.

1. Адсорбция на рецепторах соответствующих клеток.

2. После прикрепления мембрана делает инвагинацию, риккетсия погружается в клетку в составе вакуоли, стенки которой образованы мембраной клетки.

3. Далее возможны два варианта:

1) одни виды риккетсий продолжают оставаться внутри вакуоли и там размножаются;

2) другие лизируют мембрану и свободно лежат в цитоплазме.

4. Риккетсии интенсивно размножаются, мембрана разрушается, и они выходят из клетки.

Облигатный внутриклеточный паразитизм риккетсий реализуется на клеточном уровне.

Поскольку риккетсии внутриклеточные паразиты, то в питательных средах они не размножаются. Для их культивирования применяются те же методы, что и для культивирования вирусов:

1) заражение ткани;

2) заражение куриных эмбрионов;

3) в организме экспериментальных животных;

4) в организме эктопаразитов.

К наиболее распространенным риккетсиозам относят эпидемический сыпной тиф. Возбудитель R. Provacheka. Источник инфекции больной человек. Переносчик платяные и головные вши.

Это полиморфные микроорганизмы. Размножаясь в клетках хозяина, образуют микрокапсулу. Аэробы. Культивируются в куриных эмбрионах.

Имеют два антигена:

1) группоспецифический (обладает иммуногенными свойствами и является протективным);

2) корпускулярный, видоспецифический (имеется только у данного вида).

Заболевание начинается после поступления возбудителя в кровь. Адгезия риккетсий происходит на эндотелиоцитах капилляров. В цитоплазме этих клеток происходит их размножение. После разрушения клеток новая генерация риккетсий выходит в кровь. Поражение капилляров приводит к образованию тромбов и гранулем. Наиболее опасная локализация поражения ЦНС. На коже появляется сыпь. Помимо прямого действия, риккетсии выделяют эндотоксин, вызывающий парез капилляров.

После заболевания остается напряженный антимикробный иммунитет.

1) серодиагностика основной метод (РПГА, РСК с диагностикумом из R. Provacheka);

2) бактериологическое исследование; исследуемый материал кровь; проводится только в лабораториях специального режима;

Специфическая профилактика: живая сыпнотифозная вакцина.

Этиотропная терапия: антибиотики тетрациклины, фторхинолоны.

К наиболее распространенным риккетсиозам относят и эндемический (крысино-блошиный) тиф. Возбудитель R. typhi. Источник инфекции крысиные блохи, вши, гамазовые клещи. Пути заражения трансмиссивный, воздушно-капельный.

Патогенез и клинические проявления заболевания сходны с эпидемическим сыпным тифом.

R. typhi имеют видоспецифический антиген, по которому их дифференцируют от других риккетсий.

1) биологическая проба заражение материалом от больных морских свинок;

2) серодиагностика РСК, ИФ.

Нужно сказать и о ку-лихорадке. Возбудитель C. burneti. Источник инфекции домашний скот. Пути передачи алиментарный, контактно-бытовой.

Это мелкие палочковидные или кокковидные образования, окрашивающиеся по РомановскомуГимзе в ярко-розовый цвет. Они образуют L-формы. Культивируются в желточном мешке куриного эмбриона.

Имеют два антигена: растворимый и корпускулярный.

Устойчивы к факторам внешней среды.

После проникновения C. burneti в организм возникает риккетсемия. Размножение микроорганизмов происходит в гистиоцитах и макрофагах, после разрушения которых отмечаются генерализация процесса и токсинемия. В процессе инфекции развивается реакция гиперчувствительности замедленного типа, формируется напряженный иммунитет.

Заболевание характеризуется неясной клинической картиной.

1) серологическое исследование (РСК, РПГА);

2) кожно-аллергическая проба (как ретроспективный метод диагностики).

Специфическая профилактика: живая вакцина М-44.

Лечение: антибиотики тетрациклины, макролиды.

4. Рабдовирусы отличают пулевидная форма, наличие оболочки, спиральная симметрия; геном образован РНК. Средние размеры вириона 180х75 нм; один конец закруглён, другой плоский; поверхность выпуклая с шарообразными структурами. Сердцевина вириона симметрично закручена внутри оболочки по продольной оси частицы. Вирусная оболочка состоит из двойного липидного слоя, включающего внешние поверхностные гликопротеиновые структуры. Мембрану образуют поверхностный гликопротеин (G) и два негликозилированных белка (Ml и М2).Репликативный цикл реализуется в цитоплазме клетки.

Везикулярный стоматит. Возбудитель относят к роду Vesiculovirus; выделяют два антигенных варианта. По своей эпидемиологии и экологии типичный арбовирус. Переносчики различные комары, в организме которых он размножается. Отличительная особенность вирусов везикулярного стоматита способность индуцировать выработку ИФН в больших титрах и высокая чувствительность к нему. Клинически заболевание проявляется везикулярными высыпаниями на слизистой оболочке рта, дёсен и глотки.

Клещевой (русский дальневосточный) и центрально-европейский энцефалиты. Возбудитель выделен Л.А. Зильбером, Е.Н. Левкович, М.П. Чумаковым и др. (1937). Резервуар и переносчик вируса клещи Ixodes persulcatus и Ixodes ricinus (переносит вирус более благоприятно протекающего европейского варианта). Дополнительный резервуар различные животные и птицы. У последних развивается бессимптомная инфекция с вирусемией. Заражение человека происходит после укусов инфицированных клещей или употребления в пищу сырого молока коз и коров. После укуса переносчика вирус попадает в кровоток и первично реплицируется в лимфатических узлах, эндотелиоцитах, клетках печени и селезёнки. В дальнейшем возбудитель распространяется гематогенным и лимфогенным путями, проникая в ЦНС. Вирус поражает двигательные нейроны передних рогов шейного отдела спинного мозга, мозжечок и мягкую оболочку головного мозга. Инкубационный период варьирует от 1 сут. до месяца. Острые формы разделяют на лихорадочные, менингеальные, менингоэнцефалитические, полиомиелитические и полирадикулоневритические. Для них характерны явления общей инфекционной интоксикации, общемозговые, оболочечные и очаговые неврологические симптомы. Преобладание ряда из перечисленных симптомов определяет клиническую форму болезни. Благоприятно протекают лихорадочная и менингеальная формы; прогноз прочих поражений сложен. Хронические поражения синдром хронического полиомиелита; синдром бокового амиотрофического склероза и эпилепсия кожевниковского типа.

Омская геморрагическая лихорадка. Возбудитель выделил М.П. Чумаков (1947). Резервуар и переносчик вируса клещи рода Ixodes; дополнительный резервуар различные животные и птицы; у последних развивается бессимптомная инфекция с вирусемией. Заражение человека происходит после укусов инфицированными клещами; при контакте с заражёнными животными (например, ондатрами) или употреблении в пищу сырой воды. После укуса переносчика вирус проникает в кровоток и реплицируется в эндотелии капилляров кожи и различных органов. Клинически проявляется лихорадкой и геморрагиями различной локализации; прогноз благоприятный (летальность не превышает 0,5-3%).

Лабораторная диагностика арбовирусных инфекций включает выделение возбудителя и выявление противовирусных AT. Для выделение вируса наиболее универсальный способ внутримозговое заражение 1-3-дневных мышат-сосунков; после появления признаков болезни мозг пассируют, через 3-4 пассажа вирус достигает высокого титра, и его можно использовать для приготовления Аг для идентификации в РТГА и РСК с наборами иммунных сывороток. Окончательную идентификацию проводят в РН наиболее специфичной реакции. Следует помнить, что работа с материалом (обычно кровь) представляет большую опасность (в плане ингаляционного заражения) и должна производиться в специализированных лабораториях.

Вируспецифические AT . Через 6-7 дней после заражения в крови появляются антигемагглютинины, к концу 2 нед. комплементсвязывающие AT, а на 3-4 нед. нейтрализующие AT.

Узнать стоимость написания работы -->

Читайте также: