Как подразделяют микробы по способу дыхания

1. Типы дыхания у микробов. Способы культивирования микробов с различным типом дыхания.

Классификация микробов по типу дыхания:

1.Аэробы – для получения энергии нуждаются в свободном доступе кислорода

строгие – не могут жить и размножаться в отсутствие молекулярного кислорода

2.Анаэробы – получают энергию без доступа кислорода путём расщепления питательных веществ

облигатные (строгие) – не переносят присутствия даже следов кислорода, который для них является ядом (напр., патогенные клостридии)

факультативные – могут расти и размножаться как в присутствии кислорода воздуха, так и без него

Посевы на анаэробную микрофлору производят в строго анаэробных условиях.

Посев на специальные среды – железосульфитный агар (среда Вильсона-Блера), среда Китта-Тароцци.- жидкая, глюкозо-пептонная среда с кусочками печени или мяса, залитая вазелином, среда Цейсслера – сахарный кровяной агар, молоко.

Посев уколом в плотную среду.

Культивирование в анаэростатах или в вакуум-эксикаторах

87. Живые и убитые вакцины. Способы получения и особенности применения. Аттенуация. Рекомбинантные вакцины.

1. По назначению вакцины делятся на профилактические и лечебные.

По характеру микроорганизмов, из которых они созданы, вакии­ны бывают:

Существуют моно- и поливакцины — приготовленные соответст­венно из одного или нескольких возбудителей.

По способу приготовления различают вакцины:

Для повышения иммуногенности к вакцинам иногда добавляют различного рода адъюванты (алюмо-калиевые квасцы, гидроксид или фосфат алюминия, масляную эмульсию), создающие депо антигенов или стимулирующие фагоцитоз и таким обра­зом повышающие чужеродность антигена для реципиента.

2. Живые вакцины содержат живые аттенуированные штаммы возбудителей с резко сниженной вирулентностью или штаммы непатогенных для человека микроорганизмов, близкородственных возбудителю в антигенном отношении (дивергентные штаммы). К ним относят и рекомбинантные (генно-инженерные) вакци­ны, содержащие векторные штаммы непатогенных бакте­рий/вирусов (в них методами генной инженерии введены ге­ны, ответственные за синтез протективных антигенов тех или иных возбудителей).

Примерами генно-инженерных вакцин могут служить вакцина против гепатита В — Энджерикс В и вакцина против коревой краснухи — Ре-комбивакс НВ.

Поскольку живые вакцины содержат штаммы микроорганиз­мов-возбудителей с резко сниженной вирулентностью, то, по существу, они воспроизводят в организме человека легко проте­кающую инфекцию, но не инфекционную болезнь, в ходе которой формируются и активируются те же механизмы защиты, что и при развитии постинфекционного иммунитета. В связи с этим живые вакцины, как правило, создают достаточно на­пряженный и длительный иммунитет.

С другой стороны, по этой же причине применение живых вакцин на фоне иммунодефицитных состояний (особенно у детей) может вызвать тяжелые инфекционные осложнения.

Живые вакиины применяют для профилактики:

• особо опасных инфекций (чумы, сибирской язвы, туляремии, бруцеллеза);

• гриппа, кори, бешенства (антирабическая);

• паротита, оспы, полиомиелита (вакцина Сейбина-Смородинцева-Чумакова);

• желтой лихорадки, коревой краснухи;

Между введениями живых вакцин рекомендован интервал не менее 1 мес, в противном случае возможны тяжелые побочные реакции, иммунный ответ может быть пониженным.

3. Убитые вакцины содержат убитые культуры возбудителей (цельноклеточные, цельновирионные). Их готовят из микроор­ганизмов, инактивированных прогреванием (гретые), ультрафио­летовыми лучами,, химическими веществами (формалином — формоловые, фенолом — карболовые, спиртом — спиртовые и др.) в условиях, исключающих денатурацию антигенов.Иммунногенность убитых вакцин ниже, чем у живых. Поэтому вызываемый ими иммунитет кратковременный и сравнительно менее напряженный. Убитые вакиины применяют для профилактики:

• брюшного тифа, паратифа А и В,

• холеры, клещевого энцефалита,

К убитым вакцинам относят и химические вакцины, содержащие определенные химические компоненты возбудителей, обла­дающие иммуногенностью (субклеточные, субвирионные). Поскольку они содержат только отдельные компоненты бактери­альных клеток или вирионов, непосредственно обладающих иммуногенностью, то химические вакцины менее реактогенны и могут использоваться даже у детей дошкольного возраста. Известны еще и антиидиотипическиевакцины, которые также относят к убитым вакцинам. Это антитела к тому или иному идиотипу антител человека (анти-антитела). Их активный центр аналогичен детерминантной группе антигена, вызвавше­го образование соответствующего идиотипа.

4. К комбинированным вакцинам относят искусственные вакцины.

Они представляют собой препараты, состоящие из микробного антигенного компонента (обычно выделенного и очищенного или искусственно синтезированного антигена возбудителя) и синтетических полиионов(полиакриловая кислота и др.) — мощных стимуляторов иммунного ответа. Содержанием этих веществ они и отличаются от химических убитых вакцин. Первая такая отечественная вакцина — гриппозная полимер-субъединичная («Гриппол»), разработанная в Институте иммуно­логии. Для специфической профилактики инфекционных заболева­ний, возбудители которых продуцируют экзотоксин, применя­ют анатоксины.

Анатоксин — это экзотоксин, лишенный токсических свойств, но сохранивший антигенные свойства. В отличие от вакцин, при использовании которых у человека формируется антимик­робный иммунитет, при введении анатоксинов формируется антитоксический иммунитет, так как они индуцируют синтез антитоксических антител — антитоксинов.

В настоящее время применяются:

Вакцины, содержащие антигены бактерий и анатоксины, на­зываются ассоциированным

Источник

ГК «Униконс»

Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.

«Антисептики Септоцил»

Септоцил. Бытовая химия, антисептики.

«Петритест»

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

«АльтерСтарт»

Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.

• Вы здесь:
• Библиотека технолога
• Микробиология
• Васюкова А.Т — Микробиология, физиология питания, санитария и гигиена

1.1.4. Морфология и физиология микроорганизмов

Микроорганизмы (микробы) собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть види­мыми невооруженным глазом (их характерный размер — менее 0,1 мм), преимущественно одноклеточные. Это наиболее древняя с точки зре­ния эволюции группа живых организмов, в настоящее время достаточно хорошо изученная, возраст которой более 2 млрд. лет, успешно при­способившаяся к условиям существования и по мере изменения среды способная мобильно изменять свои свойства. Они участвуют во всех геологических, органических и неорганических процессах на земле.

Микроорганизмы в зависимости от молекулярно-биологической организации подразделяют на прокариотов и эукариотов.

Прокариоты — доядерные простейшие одноклеточные формы жизни, не имеющие ядерной мембраны и высокоорганизованных органелл, геном находится в виде кольцевой молекулы ДНК. Это неко­торые бактерии, в том числе актиномицеты и сине-зеленые водоросли, вирусы, бактериофаги.

Эукариоты имеют оформленное ядро и высокоорганизованные органеллы. К ним относятся одноклеточные и многоклеточные орга­низмы — большинство бактерий, простейшие, грибы, водоросли (кроме сине-зеленых). Прокариоты и эукариоты имеют определенное стро­ение, формы жизнедеятельности и находятся в биоценотическом от­ношении с другими живыми существами, а также неживой природой. Как прокариоты, так и эукариоты состоят из структур, обеспечивающих их жизненные процессы, направленные на выживание и размножение. И мясной промышленности чаще всего встречаются бактерии, дрожжи и плесени.

Вирусы занимают особое место среди микроорганизмов — мель­чайшие и простейшие формы жизни, стоящие на грани между живым и неживым, неспособные жить и размножаться вне животной, расти­тельной или иной клетки. В состав вирусов входят нуклеиновые кис­лоты (ДНК или РНК), белки, ферменты. Еще более просто устроены прионы — «инфекционные» белковые частицы, лишенные генетическо­го материала, т.е. нуклеиновой кислоты.

Многочисленные микроорганизмы (бактерии, грибы, простейшие, вирусы) строго систематизированы в определенном порядке по их сход­ству, различиям и взаимоотношениям между собой.

Самой крупной таксономической категорией является царство, более мелкими — нодцарсгво, отдел, класс, порядок, семейство, род, вид, подвид.

Одной из основных таксономических категорий является вид совокупность особей, объединенных по близким свойствам, но отли­чающихся от других представителей рода. Совокупность однородных микроорганизмов, выделенных на питательной среде, характеризую­щаяся сходными морфологическими, тинкториальными (отношение к красителям), культуральными, биохимическими и антигенными свойствами, называется чистой культурой.

Чистая культура микроорганизмов, выделенных из определенного источника и отличающихся от других представителей вида, называется штаммом. Штамм — более узкое понятие, чем вид или подвид. Близким к штамму является понятие клона; клон представляет совокупность потомков, выращенных из единственной микробной клетки.

Морфология бактерий в некоторой степени зависит от условий их культивирования, состава питательной среды, факторов окружающей среды и других. В оптимальных условиях культивирования молодые, активно растущие клетки являются наиболее типичными морфоло­гически, в то время как старые могут иметь атипичную морфологию. Бактериальные клетки одного штамма могут отличаться между собой.

Одноклеточные бактерии по внешним признакам могут быть ша­рообразные (кокки), палочковидные и извитые. На рисунке 1.8 изо­бражены основные формы микробов.

Кокки не всегда имеют правильную круглую форму, для некото­рых видов они принимают закругленную, овальную, продолговатую форму.

Рис. 1.8. Основные формы микроорганизмов:
1 — стафилококки; 2-3-диплококки; 4-стрептококки; 5 — тетракокки;
6 — сарцины; 7, 8, 9 -палочковидные; 10 — вибрионы; 11,12 — спириллы

Например, менингококк (возбудитель эпидемического менин­гита) имеет форму кофейных зерен, обращенных вогнутой поверхно­стью друг к другу.

Расположение колоний всегда специфично для каждого вида. Это могут быть монококки, располагающиеся изолированно друг от друга, как у Micrococcus varians. Для диплококков характерно две клетки, получившиеся после деления, как у Micrococcus sulfureus; тетракокки представлены груп­пой из четырех клеток, как Micrococcus varians. Для некоторых ви­дов бактерий характерно пакетное расположение клеток (например, сарцины), стафилококки образуют скопления в виде виноградной грозди — Staphylicoccus aureus, стрептококки в виде цепочки, удли­няющейся в ходе деления — Staphylicoccus Equi.

Палочковидные бактерии различаются по размерам, форме кон­цов клетки и взаимному расположению клеток. Длина клеток варьи­рует от 1 до 8 мкм, толщина — от 0,5 до 2 мкм.

Палочки могут быть правильной (кишечная палочка и др.) и не­правильной (коринебактерии и др.) формы, в том числе ветвящиеся, например актиномицеты. Наиболее мелкие палочковидные бакте­рии — риккетсии. Слегка изогнутые палочки называют вибрионами (холерный вибрион).

Большинство палочковидных бактерий располагается беспоря­дочно, так как после деления клетки расходятся.

Извитые формы — спиралевидные бактерии, например спирил­лы, имеющие вид штопорообразно извитых клеток. К патогенным спириллам относится возбудитель содоку (болезни укуса крыс), к извитым — кампилобактеры, имеющие изгибы, как у крыла летящей чайки; близки к ним и такие бактерии, как спирохеты, имеющие ряд ряд отличительных особенностей.

Спирохеты — тонкие, длинные, извитые (спиралевидной формы) бактерии, отличающиеся от спирилл подвижностью, обусловленной «сгибательными» изменениями клеток.

Многоклеточные бактерии делят на два типа нитчатые и сли­зистые. Отличаются от одноклеточных более сложным строением и определенным циклом развития.

Бактериальная клетки имеет сложное строение (рис. 1.9). В со­став входят клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цито­плазма с включениями и ядро, называемое нуклеоидом. Бактерии могут иметь и дополнительные структуры: капсулу, микрокапсулу, слизь, жгутики, пили; некоторые бактерии способны образовывать споры.

Рис. 1.9. Строение грамположительной (а)
и грамотрицательной (6) бактерий:
К — капсула; КС — клеточная стенка; НМ — наружная мембрана;
ПГ — пептидогликан; ЦМ — цитоплазматическая мембрана;
М — мезосомы; Р — рибосомы; В — волютин; Н — нуклеоид;
Ж — жгутик; П — пили; ПД — перегородка деления.

Стрелкой указано деление грамотрицательной бактерии
путем образования перетяжки.

Клеточная стенка — прочная, упругая структура, придающая бак­терии определенную форму и сдерживающая высокое осмотическое давление в клетке. Она участвует в процессе деления клетки и транспорте метаболитов. В зависимости от окраски по методу Грама все бактерии делятся на грамположительные, дающие сине-фиолетовый цвет, и грамотрицательные, окрашивающиеся в красный цвет. У грамположительных бактерий клеточная стенка толще, чем у грамотри­цательных, достигая 50 нм и более. Большую часть массы (40 90%) клеточной стенки этих бактерий составляет нептидогликан, ковалентно связанный с тейхоевыми кислотами. В клеточной стенке грамотрицательных бактерий пептидогликана содержится меньше (5 10%).

Цитоплазматическая мембрана является трехслойной структу­рой и окружает наружную часть цитоплазмы бактерий. По структуре она состоит из двойного слоя липидов, главным образом фосфолипидов со встроенными поверхностными и интегральными белками. Цитоплазматическая мембрана является динамической структурой с подвижными компонентами, поэтому ее представляют как мобиль­ную, текучую структуру. Она участвует в регуляции осмотического давления, транспорте веществ и энергетическом метаболизме клетки.

Цитоплазма бактерий коллоидная система, занимает основной объем клетки и состоит из растворимых белков. В молодых клетках она оптически однородна, в более старых имеет зернистость. Основ­ная функция обмен веществ. В цитоплазме имеются различные включения митохондрии, рибосомы, полисахариды, полимасляная кислота и полифосфаты (волютин). Митохондрии выполняют дыха­тельные функции и анаэробный бродильный распад веществ; в рибо­сомах происходит биосинтез белков. Волютин выполняет роль запас­ных питательных веществ. При механическом или ином повреждении цитоплазмы клетка погибает.

Нуклеоид — эквивалент ядра у бактерий. Нуклеоид расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитчатой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной наподобие клубка. В отличие от эукариот ядро бактерий не имеет ядерной оболочки, ядрышка и основных белков. Обычно в бактериальной клетке содержится одна хромосома, представленная замкнутой в кольцо молекулой ДНК.

Некоторые бактерии (пневмококки, клебсиеллы и др.) образуют капсулу — слизистое образование, прочно связанное с клеточной стен­кой, имеющее четко очерченные внешние границы. Капсула и слизь предохраняют бактерии от повреждений, высыхания, так как они гидрофильны и хорошо связывают воду, препятствуют действию за­щитных факторов макроорганизма и бактериофагов. Для грамположительных бактерий характерно образование спор, которые является защитным механизмом выживания при неблагоприятных условиях среды.

Рис. 1.10. Кишечная палочка. Электронограмма.
1 — жгутики; 2 — ворсинки; 3 — Р-пили с адсорбированными
сферическими бактериофагами (препарат В. С. Тюрина)

У многих бактерий имеются жгутики, благодаря которым бакте­рии подвижны. Жгутики представляют собой тонкие нити, отходящие от цитоплазматической мембраны. Жгутики выявляют с помощью электронной микроскопии препаратов, напыленных тяжелыми метал­лами (рис. 1.10), или в световом микроскопе после обработки препа­ратов специальными методами (например, после серебрения). Число жгутиков специфично для каждого вида бактерий от одного (холер­ный вибрион) до десятков, сотен (кишечная палочка, протей). В зави­симости от расположения и числа жгутиков различают основные типы жгутикования (рис. 1.11).

Монотрихи имеют один жгутик на конце клетки — синегнойная палочка; лофотрихи имеют монополярное политрихиальное располо­жение жгутиков фекальная палочка; амфитрихи имеют биполярное политрихиальное расположение — спириллум; перитрихи — протей.

Также у бактерий существуют такие образования, как ворсинки и пили, нитевидные тонкие образования. В функции входит прикре­пление к поражаемой клетке, или конъюгация.

Рис. 1.11. Основные типы жгутикования у бактерий:
1 — монополярное монотрихиальное; 2 — монополярное политрихиальное;
3 — биполярное политрихиальное; 4 — перитрихиальное

Термин «пили» чаще означает особые ворсинки, способствующие выполнению половых функций.

Наиболее типичный способ размножения — деление клетки, кото­рое наступает после завершения роста. При благоприятных условиях деление клетки происходит через каждые 20-30 мин.

Среди микроорганизмов, имеющих большое значение в пищевой промышленности, обширную группу представляют грибы, к кото­рым преимущественно относятся плесени и дрожжи. Они принадле­жат к низшим споровым микроорганизмам, не содержат хлорофилл, не способны к синтезу органических веществ, для развития используют углерод из готовых органических соединений. При хорошей аэрации, повышенной температуре и достаточной влажности быстро развивают­ся на пищевой продукции и вызывают их порчу.

Актиномицеты — ветвящиеся грамположительные бактерии. Свое название они получили в связи с возникновением в пораженных тканях друз-гранул из плотно переплетенных нитей в виде лучей, отходящих от центра и заканчивающихся колбовидными утолщениями. Актиноми­цеты. как и грибы, образуют мицелий нитевидные переплетающиеся клетки (гифы). Они формируют субстратный мицелий, появляющийся в результате врастания мицелия в питательную среду, и воздушный, растущий на поверхности среды. Актиномицеты могут делиться путем фрагментации мицелия на палочковидные или сферические клетки, похожие на палочковидные и кокковидные бактерии. Па воздушных грифах актиномицетов могут образовываться споры, необходимые для размножения. Споры актиномицетов обычно нетермостойки.

Дрожжи — одноклеточные грибы, мицелия не образуют, непод­вижные. Отличаются от бактерий более крупными размерами. В ка­честве запасных питательных веществ в цитоплазме могут быть вклю­чения гликогена, волютина и жира в виде капелек. Дрожжи хорошие продуценты белка и витаминов, например В₁₂. Различают дрожжи са­харомицеты, или истинные, и несахаромицеты, или ложные. Ложные дрожжи неспособны к спорообразованию, делятся только почкованием. Истинные дрожжи относят к сумчатым грибам, при недостатке пита­тельных веществ способны к образованию спор. Большинство дрожжей способны сбраживать сахара в спирт и углекислый газ.

Из семейства сахаромицетов наибольшее промышленное значение имеет большой род сахаромицес, в который входит множество видов, в том числе дрожжи, применяемые в виноделии, пивоварении, хлебопе­чении, производстве спирта. Из семейства несахаромицетов наиболее часто встречаются роды торула и кандида, причиняющие значительный ушерб на пищевых предприятиях.

Дрожжи часто обнаруживают на мясе и мясопродуктах; они вы­зывают ослизнение мяса при хранении, образование пигментных пятен, а осмофильные дрожжи развиваются в рассолах.

Плесени широко распространены в природе. Тело плесневых кле­ток состоит из обильно ветвящихся нитей — гифов, которые в процессе роста образуют мицелий. Плесени могут быть одноклеточными и мно­гоклеточными. В первом случае гифы не разделены перегородками и все тело гриба составляет одна клетка, во втором гифы разделены перегородками (септами).

В клетках плесени различают клеточную стенку, цитоплазму с включениями, одно или несколько ядер, в отличие от бактерий. Раз­множаются половым, бесполым путем и вегетативно. Основной способ распространения спорообразование.

Физиология микроорганизмов изучает жизнедеятельность ми­кробных клеток, процессы их питания, дыхания, роста, размножения, закономерности взаимодействия с окружающей средой.

Микроорганизмы не имеют специальных органов питания, пита­ние осуществляется всей поверхностью клетки. Интенсивность проник­новения питательных веществ в клетку зависит от степени проницаемо­сти клеточной оболочки, растворимости питательных веществ в воде, разности концентраций питательных веществ в клетке и во внешней среде. Чем сложнее химическое строение вещества, тем хуже оно про­никает в клетку.

По способности усвоения углерода микроорганизмы делятся на автотрофные и гетеротрофные. Автотрофы способны самостоя­тельно продуцировать органические соединения из углекислого газа и солей азотной кислоты, способны существовать только в неорганиче­ской среде. Гетеротрофы используют готовые органические соединения (сахар, многоатомные спирты, органические кислоты) для получения углерода, минеральные вещества неспособны использовать в качестве энергетического материала. Нерастворимые источники углерода, такие как жиры, крахмал, также могут быть использованы после расщепления микроорганизмами.

Гетеротрофы делят на метатрофы и наратрофы. К метатрофам в первую очередь относятся сапрофиты, т.е. гнилостные микробы и большинство возбудителей брожения, а также значительное количе­ство патогенных микроорганизмов. Для синтеза белков необходим азот, поэтому источником азота могут быть белковые вещества организмов, а в искусственных питательных средах используются пептоны и амино­кислоты. Паратрофы организмы-паразиты, пользующиеся готовыми веществами клетки-хозяина (вирусы, риккетсии).

Рис. 1.12. Фазы роста и размножения бактерий

Из полученных материалов синтезируются белки, жиры, углево­ды, необходимые клетке. Энергия, нужная для синтеза этих веществ, получается в процессе дыхания. Если микробы используют в процессе дыхания атмосферный кислород, то они называются анаэробными, если образующийся в результате внутренних химических реакций кисло­род — анаэробами. Большинство микроорганизмов является факульта­тивными анаэробами, т.е. в зависимости от условий среды могут вести себя и как аэробы, и как анаэробы.

Быстрота размножения микробов изменяется во времени. На жид­кой искусственной питательной среде наиболее четко видна динамика развития колонии, которое проходит четыре основные фазы (рис. 1.12). Лаг-фаза, фаза задержки роста, продолжается 3-5 ч, когда бактерии приспосабливаются к новым условиям среды, клетки увеличивают­ся в объеме, но размножение не происходит. Логарифмическая фаза роста характеризуется усиленным размножением бактерий, скорость появления клеток во много раз превышает скорость отмирания, фаза продолжается 5-6 ч. Во время этой фазы бактерии наиболее уязвимы и наилучшие возможности дня применения уничтожающих их агентов. В стационарной фазе число образующихся клеток постепенно стано­вится равным числу отмирающих, фаза может быть очень продолжи­тельной. Фаза отмирания наступает по мере истощения питательной среды и накопления продуктов обмена. Скорость отмирания варьиру­ется. Часть оставшихся в живых клеток переходят в споры.

Много работ посвящено изучению изменчивости микроорга­низмов под влиянием различных факторов. Эта изменчивость иногда идет на пользу человечеству, помогая выводить новые полезные штам­мы, если отбор контролируется, а иногда вызывает непредсказуемые вспышки эпидемий при появлении новых штаммов болезнетворных микробов. Одна из форм изменчивости мутация. Мутации связаны с изменением структуры гена и обычно очень устойчивы. Мутации ча­сто вызываются человеком, и для этого используют различные факто­ры-ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и др. Адаптация микроорганизмов — частный случай мутаций, когда в процессе воздей­ствия какого-то агента возникает приспособление к нему, закрепляю­щееся путем естественного отбора.

К числу основных факторов, оказывающих влияние на рост и раз­множение микроорганизмов, относятся факторы внешней среды.

Источник