Аеробні та анаеробні мікроорганізми

Ратко ІСТОРІЯ МІКРОБІОЛОГІЇ

Вивчення історії науки дає можливість простежити процеси її виникнення і розвитку, зрозуміти наступність ідей, рівень сучасного стану науки і перспективи подальшого прогресу. В курсі медичної мікробіології переважно викладається історія цього розділу мікробіології.

Думка про наявність в природі невидимих ​​живих істот з'явилася у багатьох дослідників. Ще в VI столітті до н. з. Гіппократ, в XVI столітті н. е. Джіраламо Фракастро і на початку XVII століття Афанасій Кірхер висловлювали припущення, що причиною заразних хвороб є невидимі живі істоти. Але ні у кого з них не було ніяких доказів цього. Левенгук продемонстрував мікробів під мікроскопом і в 1683 р вперше представив малюнки бактерій.

Відкриття Левенгука привернуло загальну увагу. Воно стало основою розвитку мікробіології, вивчення форм мікробів і їх поширення у зовнішньому середовищі. Цей так званий морфологічний період, що тривав майже два десятиліття, був малоплодотворним, так як оптичні прилади того часу не дозволяли відмежувати один вид мікробів від іншого, не могли дати уявлення про роль мікробів в природі.

Конструктивний метаболізм бактерій.

Для того щоб мікроорганізми росли і розмножувалися, в місці їх існування повинні бути присутніми поживні матеріали та доступні джерела енергії.

Харчування - процес, в ході якого бактеріальна клітина отримує з навколишнього середовища компоненти, необхідні для побудова її біополімерів.

За джерела отримання С мікроорганізми діляться на:

Аутотрофи (який живиться сам) або літотрофи (літо - камінь) - мікроорганізми, які здатні з простих неорганічних синтезувати складні органічні сполуки (єдине джерело вуглецю - СО 2)

Гетеротрофи (харчуються за рахунок інших) або органотрофи - не можуть синтезувати складні органічні сполуки з простих неорганічних, вони потребують надходження готових органічних сполук (добувають вуглець з глюкози, багатоатомних спиртів, рідше вуглеводнів, амінокислот, органічних кислот). Гетеротрофи діляться на:

- Паразити (нахлібник) - отримують готові органічні сполуки з живої природи, паразитуючи на рослинах, в організмі людини і тварин

- Сапрофіти (гнилої, рослина) - отримують готові органічні сполуки з мертвої природи, розкладаючи органічні відходи, трупи тварин і людини (санітари довкілля)

За здатністю засвоювати азот мікроорганізми класифікують:

Аміноаутотрофи - використовують молекулярний азот повітря (азотфиксирующие бактерії) або амонійних солей, нітратів, нітритів (аммоніфіцірующіе бактерії)

Аміногетеротрофи - отримують азот з органічних сполук (амінокислот, складних білків)

У цитоплазму клітин можуть проникати тільки невеликі молекули амінокислот, глюкози та ін. Тому макромалекули попередньо піддаються обробці ферментами, які клітина виділяє в зовнішнє середовище (екзоферменти). Тільки після цього вони доступні для використання.

Шляхи надходження поживних речовин:

Проста дифузія - йде без витрат енергії, поживні речовини надходять від місць з більшою концентрацією в місця з меншою їх концентрацією

Полегшена дифузія - перенесення поживних речовин йде від місць з більшою концентрацією до місць з меншою концентрацією, але за участю молекул переносників (пермеаз) без витрат енергії, але з більшою швидкістю ніж при простій дифузії

Активний транспорт - перенесення здійснюється за допомогою пермеаз, але з витратами енергії, при цьому перенесення може здійснюватися від місць з меншою концентрацією до місць з більшою концентрацією.

Перенесення радикалів - супроводжується транслокацией хімічних груп, в результаті чого йде хімічна модифікація переноситься речовини. Перенесення радикалів схожий на активний транспорт.

Фагоцитоз і пиноцитоз - обволікання цитоплазмой мікробної клітини твердих і рідких поживних речовин з подальшим їх переварюванням.

Обмін речовин або метаболізм складається з процесів: 1) асиміляції (анаболізм) - супроводжується збільшенням складності з'єднань (синтез речовин з витратою енергії) .2) дисиміляція (катаболізм) - розщеплення складних сполук на прості, які потім використовуються для подальшого синтезу, а частина виділяється в зовнішнє середовище, при цьому звільняється енергія, необхідна для життєдіяльності мікробної клітини.

4Енергетіческій обмен.Однако переважна більшість прокариот отримує енергію пу-тем дегідрогенірованія. Аероби для цієї мети потребують вільному кіслороде.Облігатние (строгі) аероби не можуть жити і розмножуватися під час відсутності молекулярного кисню, оскільки вони використовують його в якості акцептора електронів. Молекули АТФ утворюються ними при окисного фосфорилювання за участю цитохромоксидази, флавінзавісімих оксидаз і дегідрогеназ. При цьому, якщо кінцевим акцептором електронів є кисень, виділяються значні кількості енергії

Анаероби отримують енергію при відсутності доступу кисню шляхом прискореного, але не повного розщеплення поживних речовин. Облігатні анаероби (правець, ботулізм) не переносять навіть слідів кисню. Вони можуть утворювати АТФ в результаті окислення вуглеводів, білків і ліпідів шляхом субстратного фосфорилювання до пірувату. При цьому виділяється порівняно невелика кількість енергії.

Існують факультативні анаероби, які можуть рости і розмножуватися як в присутності кисню повітря, так і без нього. Вони утворюють АТФ при окислювальному і субстратном фосфорилировании.

Аеробні та анаеробні мікроорганізми.

Різні бактерії неоднаково від-носяться до наявності або відсутності сво-Бодня кисню. За цією ознакою вони діляться на три групи: аероби, анаероби і факультативні анаероби. Суворі аероби, напр, синьогнійна па-оболонка, можуть розвиватися лише при на-явності вільного кисню. Анаероби, напр. збудники газової гангрени, столбня-ка, Розвиваються без доступу свобод-ного кисню, присутність догрого пригнічує їх життєдіяльність. Нако-нец, факультативні анаероби, напр, збудники кишкових інфекцій, роз-вають як в кисневій, так і в біс-кисневої середовищі. Аеробних або анаеробних бакте-рій обумовлюється способом отри-ванні ними енергії, необхідної для забезпе-чення процесів життєдіяльності. Нек-риє бактерії (фотосинтезуючі) здатні, подібно рослинам, викорис-товувати безпосередньо енергію солнеч-ного світла. Решта (хемосінтезірующяе) отримують енергію в ході раз-особистих хімічних реакцій. Є окремі норми-вуют бактерії (хемоавтотрофи), окис-рами неорганічні речовини (аммі-ак, сполуки сірки та заліза та ін.). Але для більшості бактерій источни-ком енергії служать перетворення орга-нічних сполук: вуглеводів, бел-ков, жирів і лр. Аероби використовують реакції біологічного окислення за участю вільного кисню (дихання), в результаті яких брало органічні сполуки окислюються до вуглекислого газу і води. Анаероби отримують енер-гію при розщепленні органічних сполук без участі вільного киць-лорода. Такий процес називається бро-ням. При бродінні, крім углекис-лого газу, утворюються різні соеди-вати, напр, спирти, молочна, мас-ляная і інші кислоти, ацетон.

6 морфологія і класифікація бактерій! Бактерії (від лат. Bacteria - паличка) - це одноклітинні організми, позбавлені хлорофілу. За біологічними властивостями - прокаріоти. Розміри від 0,1 до 0,15 мікрометра до 16-28 мкм. Розміри і форма бактерій непостійні і міняються від впливу довкілля.

За зовнішнім виглядом бактерії діляться на 4 форми: кулясті (коки), паличкоподібні (бактерії, бацили і Клос-Трід), покручені (вібріони, спірили, спірохети) і ниткоподібні (хламідобактеріі).

1. Коки (від лат. Coccus - зерно) - кулястий мікроорганізм, буває сферичної, еліпсовою, бобовидной і ланцетовидной форми. По розташуванню, характеру розподілу і біологічними властивостями коки підрозділяються на мікрококи, диплококки, стрептококи, тетракоккі, сар-цини, стафілококи.

Мікрококи характеризуються поодиноким, парним або безладним розташуванням клітин. Вони є сап-рофітамі, мешканцями води, повітря.

Диплококи (від лат. Diplodocus - подвійний) діляться в одній площині і утворюють коки, з'єднані по дві особини. До диплококами відносяться менингококки - збудники епідемічного менінгіту і гонококи - збудники гонореї і бленореї.

Стрептококи (від лат. Streptococcus - кручений), діляться в одній площині, розташовуються ланцюжками різної довжини. Є патогенні для людини стрептококи, що викликають різні захворювання.

Тетракоккі (від лат. Tetra- чотири), що розташовуються по 4, діляться в двох взаємно площинах.

Рідко зустрічаються в якості збудників хвороб у людини.

Сардини (від лат. Saris - пов'язую) - кокові форми, які діляться в трьох взаємно перпендикулярних площинах і виглядають у вигляді тюків по 8-16 і більше клітин. Часто зустрічаються в повітрі. Хвороботворних форм немає.

Стафілококи (від лат. Staphylococcus) - гроздевідное розташовані коки, що діляться в різних площинах; розташовуються неправильними скупченнями.

Деякі види викликають у людини і тварин захворювання.