Мікробіологія. Короткий екскурс в білетах

Екзамен з мікробіології

Питання 1. Предмет, проблеми, завдання і перспективи мікробіології

Предмет мікробіології:

Мікробіологія є науковою дисципліною, що вивчає мікроорганізми, такі як бактерії, віруси, гриби та прокаріоти. Ця наука досліджує структуру, фізіологію, екологію, генетику та класифікацію мікроорганізмів, а також їхні взаємовідношення з іншими організмами і навколишнім середовищем.

Проблеми мікробіології:

1. Інфекційні хвороби: Мікробіологи досліджують патогенні мікроорганізми, їхні властивості та механізми зараження, що дозволяє розробляти методи профілактики та лікування інфекційних хвороб.

2. Антибіотикорезистентність: Розвиток резистентності мікроорганізмів до антибіотиків стає все більшою загрозою для громадського здоров'я. Мікробіологи вивчають механізми резистентності та шукають нові способи боротьби з цим явищем.

3. Біотехнологія: Мікробіологи розробляють нові методи використання мікроорганізмів у біотехнологічних процесах, таких як виробництво фармацевтичних препаратів, біопалива, біоремедіація тощо.

Завдання мікробіології:

1. Дослідження мікроорганізмів: Мікробіологи займаються вивченням різноманітних мікроорганізмів, їхньою біологією, метаболізмом, структурою та функціями.

2. Діагностика та лікування інфекційних хвороб: Мікробіологи  розробляють методи діагностики інфекційних захворювань, а також вивчають механізми дії антибіотиків та інших протимікробних препаратів.

3. Біотехнологічні дослідження: Мікробіологи розробляють нові методи та технології використання мікроорганізмів у промисловості, медицині, сільському господарстві та інших галузях.

Перспективи мікробіології:

1. Розширення знань про мікроорганізми: Завдяки постійному розвитку технологій дослідження, мікробіологи продовжують отримувати нові знання про мікроорганізми, їхні функції та взаємовідношення з навколишнім середовищем.

2. Біотехнологічні досягнення: Розвиток мікробіології сприяє створенню нових біотехнологічних методів і технологій, що знайшли застосування в промисловості, сільському господарстві, медицині та інших сферах.

3. Боротьба зі збільшенням антибіотикорезистентності: Мікробіологи активно працюють над розробкою нових антибіотиків та альтернативних методів лікування інфекцій, які не піддаються резистентності мікроорганізмів.

Узагалі, мікробіологія відіграє важливу роль у розумінні життєвих процесів, підтримці громадського здоров'я та розвитку нових технологій, що мають значний вплив на наше повсякденне життя.

 

Питання 2. Розвиток мікробіології в Україні

Мікробіологія є наукою, що вивчає мікроорганізми – бактерії, віруси, гриби та простіших. Розвиток мікробіології в Україні має свою багатовікову історію, починаючи з робіт видатних українських вчених.

Одним з перших кроків в розвитку мікробіології в Україні було заснування Київського університету в 1834 році. Викладання мікробіології почалося в середині XIX століття. Великий внесок у розвиток мікробіології в Україні зробив академік Володимир Вернадський, який був піонером в галузі біохімії та екології. Він вперше висунув ідею біосфери і вивчав мікроорганізми як важливі елементи біологічних процесів.

У період СРСР, мікробіологія в Україні отримала значний розвиток завдяки створенню нових наукових інститутів, лабораторій та університетських кафедр. Було проведено значну кількість досліджень з питань виробництва антибіотиків, вивчення імунологічних процесів, біологічного захисту рослин та інших важливих аспектів мікробіології.

Після отримання незалежності України в 1991 році, мікробіологія продовжує розвиватися. В Україні існують визначні наукові установи, які займаються дослідженнями в галузі мікробіології, такі як Інститут мікробіології та вірусології ім. Д.К. Заболотного, Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Інститут екології Карпат НАН України та інші.

Науковці України активно займаються дослідженнями в різних галузях мікробіології, таких як медична мікробіологія, вірусологія, мікробіологія ґрунту, промислова мікробіологія, біотехнології та багато інших. Вони внесли значний внесок у науковий розвиток і допомагають вирішувати важливі проблеми в галузі охорони здоров'я, сільського господарства, екології та інших сфер життя.

Розвиток мікробіології в Україні є невід'ємною частиною світового наукового прогресу в цій галузі. Українські вчені плідно співпрацюють з колегами з інших країн, беруть участь у міжнародних дослідницьких проектах та наукових конференціях, що сприяє обміну знаннями та передовими технологіями.

Питання 3. Коротка характеристика прокаріотів і еукаріотів

Прокаріоти та еукаріоти є двома основними доменами життя на планеті Земля. Вони відрізняються як за своєю клітинною будовою, так і за організацією своїх генетичних матеріалів. Ось порівняльна характеристика прокаріотів та еукаріотів:

1. Клітинна будова:

- Прокаріоти: Прокаріотичні клітини не мають ядра та мембранообгорткованих органел, таких як мітохондрії чи хлоропласти. Вони мають одну циркулярну хромосому, яка лежить в цитоплазмі. Також вони можуть мати плазміди.

- Еукаріоти: Еукаріотичні клітини мають справжнє ядро, яке містить генетичний матеріал, оточений ядерною оболонкою. Вони також мають мембранообгортковані органели, включаючи мітохондрії, хлоропласти, ендоплазматичну сітку та лізосоми.

2. Розмір:

- Прокаріоти: Прокаріотичні клітини зазвичай менші за еукаріотичні, з діаметром від 0,1 до 5 мікрометрів.

- Еукаріоти: Еукаріотичні клітини зазвичай більші за прокаріотичні, з діаметром від 10 до 100 мікрометрів.

3. Розміщення генетичного матеріалу:

- Прокаріоти: Генетичний матеріал прокаріотів зазвичай знаходиться у циркулярній хромосомі в цитоплазмі. Вони можуть також мати плазміди, які містять додаткову генетичну інформацію.

- Еукаріоти: Генетичний матеріал еукаріотів міститься в ядрі, яке оточене ядерною оболонкою. Вони мають багатохромосомний набір, який знаходиться у ядрі.

4. Поділ клітини:

- Прокаріоти: Прокаріоти розмножуються шляхом бінарного ділення, де клітина ділиться на дві ідентичні клітини.

- Еукаріоти: Еукаріотичні клітини можуть розмножуватися шляхом мітозу (розмноження клітин з однаковим числом хромосом) або мейозу (розмноження з подвоєним числом хромосом, з метою створення гамет).

5. Організація органел:

- Прокаріоти: Прокаріоти не мають мембранообгорткованих органел, за винятком можливих плазмід.

- Еукаріоти: Еукаріотичні клітини мають мембранообгортковані органели, такі як мітохондрії, хлоропласти, ендоплазматична сітка, апарат Гольджі та лізосоми.

6. Кількість клітин:

- Прокаріоти: Прокаріоти зазвичай є одноклітинними організмами, хоча деякі можуть утворювати колонії або більш складні структури.

- Еукаріоти: Еукаріоти можуть бути одноклітинними або багатоклітинними організмами.

Це лише загальні характеристики, і є винятки в обох доменах. Проте, ці відмінності допомагають розуміти базові особливості клітинної будови та функціонування прокаріотів та еукаріотів.

Питання 4. Морфологія бактерій

Бактерії є одноклітинними мікроорганізмами, які мають просту будову. Основні компоненти морфології бактерій включають:

1. Форма: Бактерії можуть мати різні форми, такі як куляста (коки), циліндрична (бацили), спіральна (спірохети) або комбінації цих форм.

2. Розмір: Розмір бактерій може варіювати від кількох мікрометрів до кількох десятків мікрометрів.

3. Структура клітини:

   - Клітинна стінка: Багато бактерій мають клітинну стінку, яка надає їм форму і захищає клітину від механічних пошкоджень. Клітинна стінка може бути грам-позитивною або грам-негативною, залежно від реакції на фарбування за Грамом.

   - Капсула: Деякі бактерії можуть мати капсулу, що оточує клітину. Капсула може бути полісахаридною або білковою і служить для захисту клітини від фагоцитозу та висихання.

   - Цитоплазма: Цитоплазма заповнює внутрішність клітини і містить різні органели та структури, такі як рибосоми, ДНК, рідину та розчинені речовини.

   - Рибосоми: Рибосоми виконують функцію синтезу білків у бактеріях.

   - Плазміди: Деякі бактерії мають плазміди - маленькі кільцеві молекули ДНК, які можуть містити додаткову генетичну інформацію, наприклад, про резистентність до антибіотиків.

   - Флагелли: Деякі бактерії можуть мати рухливі структури, відомі як флагелли, які дозволяють їм рухатися в середовищі.

4. Розмноження: Бактерії можуть розмножуватися шляхом бінарного ділення, де одна клітина поділяється на дві ідентичні дочірні клітини. Деякі бактерії також можуть розмножуватися шляхом споруляції, утворюючи спори, які забезпечують стійкість до неблагоприятних умов.

Це загальні описи морфології бактерій, але варіації можуть існувати залежно від конкретного виду бактерій. Існує широкий розмаїття бактерій, які виявляються в найрізноманітніших формах та морфологічних особливостях.

Питання 5. Характеристика круглих форм бактерій

Кулясті (сферичні) бактерії, або коки (грец. Kokkos – зерно, кісточка)

Мають округлу форму.

1. За характером поділу та розміщення розрізняють такі коки:

• мікрококи (лат.micros – дрібний) – поодиноко розміщені  кулясті  клітини.  Як правило,  це  сапрофітні мікроорганізми і за звичайних умов не викликають захворювань у людини і тварини. 

• диплококи (лат. Diplo – подвійний) – група коків, які після поділу не розходяться, а існують парами. Типовими представниками диплококів є збудники епідемічного цереброспинального менінгіту та гонореї. Ці мікроорганізми мають характерну бобоподібну форму в мазках, увігнутими сторонами повернуті один до одного. 

• стрептококи (лат.  Streptos – ланцюг,намисто) – мікроби,  які після поділу в одній площині не розходяться, а формують ланцюжки, що  складаються з 3-4, а деколи  з десятків клітин  круглої  або еліпсоподібної  форми. Частина їх є сапрофітами, представниками нормальної  мікрофлори людини і тварин, інші викликають тяжкі гнійно-септичні  процеси (пневмонію,  менінгіт,  мастит  тощо).  Представники: S. Faecalis, S. Lactis. 

• тетракоки (гр. Tetra – чотири)  – клітини, розміщені по чотири, як в наслідок поділу материнської клітини в двох взаємно перпендикулярних площинах. Як правило, ці  мікроорганізми непатогенні  для людини та тварин. Представники: Stomatococcus mucilagimosus, Pediococcus damnosus

• сарцини (лат. Sarcio – зв’язую)  -  кокирозташованіувзаємно перпендикулярних площинах у вигляді пакетів з 8, 16, 32, 64 клітин. Патогенних представників серед них не  виявлено. Представник: Sarcina ventriculi .

• стафілококи (лат. Staphylоs – гроно винограду) – коки, які діляться в кількох  різних  площинах. Клітини  розташовуються  хаотично, у вигляді скупчень. В мазках із культури нагадують виноградне гроно. Зустрічаються в повітрі, ґрунті, організмі людини і тварин. Чисельні їх представники  спричиняють різноманітні  гнійно-септичні захворювання: фурункульоз, карбункульоз,  нефрит, холецистит,менінгіт, пневмонію,мастит тощо. Представники: S.

Epidermidis, S. Saprophуticus, Staphylococcus aureus  

 

 

Питання 6. Характеристика видовжених форм бактерій

Паличкоподібні бактерії.

Розмір паличкоподібних бактерій коливається  в межах 0,8 -11 мкм.

Діаметр їх не перевищує 0,5 – 1,2 мкм.  Паличкоподібні форми  прийнято  розрізняти  на  такі,  що  не утворюють спор – бактерії та палички, що здатні утворювати спори – бацили. Коли  спори  перевищують діаметр самоїпалички  їх називають клостридіями (Clostrum – ракетка). Паличкоподібні форми бактерій (мал. 8) в мазках  можуть бути розташовані  поодиноко, у вигляді ланцюжків чи мати унікальне розташування – подібне до букв Х, V. 

Паличкоподібні бактерії можуть  мати  різноманітну  форму :  пряма коротка чи, навпаки, товста паличка, злегка зігнута паличка, еліпсоподібна, веретеноподібна, у вигляді барабанної палички або тенісної ракетки та ін.

Кінці їх можуть бути нібито обрублені (збудник сибірки), або рівні, заокруглені (кишкова паличка, сальмонели та ін.). 

Зустрічаються паличкоподібні форми із загостреними кінцями (фузобактерії), булаво-подібними потовщеннями на них. Інколи трапляються мікроби, що мають розгалуження.  

Спороутворювальні бактерії є більш пристосованими до існування в  несприятливих  умовах,  аспорогенні  бактерії  більш розповсюжені

(Escherichia coli,, Proteus vulgaris, Serratia marcescens таін.)

Серед спороутворюючих паличок – бацил та клостридій також є  чимало  видів, які викликають тяжкі захворювання у людини і тварин. 

Питання 7. Характеристика звивистих форм бактерій

Мають унікальну загнутуу, хвилясту чи штопороподібну форму. У залежності  від кількості витків, товщини та довжини клітини звивисті форми бактерій поділяють на вібріони, спірили та спірохети .  

• вібріони (лат. vibrare – коливатись, тремтіти) – зігнуті палички, які нагадують кому. Ці бактерії широко розповсюджені в морях та витоках річок, на поверхні морських тварин та у  вмістимомукішківника. Деякі види виявлені також у прісній воді. Біля 10 видів є патогенними для людини, декілька видів викликають захворювання  морських  хребетних та безхребетних. Найбільш відомими  збудниками  захворювань  людини  є Vibrio cholerae  – збудник холери, V. parahaemolyticus – збудник харчових отруєнь. 
• спірили (лат. spira – завиток, спіраль) – на відміну від вібріонів, їх клітини товщі, довші та більш звивисті. Спірили–бактерії,  які мають декілька вигинів, що надає їм  форму  англійської  букви S.

Спірили  можуть мати  від 1 до 8-10 витків. Переважно  цесапрофіти,  які  мешкають у стоячих,  забруднених водоймах, а  також гниючих рештках  рослинного та тваринного походження, зокрема: S. volutans, S. minus S. volutans – зустрічаються у стоячих прісних водоймах.   

Мають понад 8 -10 і більше витків. Довжина їх клітини може сягати 500 мкм, проте діаметр збудників не перевищує - 0,3-1,5 мкм.  

 Treponemapallidum  -  грам-негативнабактерія  типу  спірохет 

(Spirochaetes), що є збудником кількох захворювань людини, зокрема сифілісу. Це облігатний внутріклітинний паразит, що, як вважається, має метаболічні дефекти, які роблять бактерію непридатною до вільного життя.

Лептоспіроз – гостра інфекційна хвороба, що викликається збудником з роду лептоспір. Характеризується ураженням капілярів, часто ураження печінки, нирок, м'язів, інтоксикація, супроводжується хвильоподібною лихоманкою. Tрепонеми викликають у людини сифіліс, лептоспіри - лептоспіроз, борелії - поворотний тиф.

Лаймська хвороба (кліщовий бореліоз) — інфекційне трансмісивне природноосередкове захворювання. Спричинюється спірохетами, які переносяться іксодовими кліщами, і характеризується схильністю до затяжного і хронічного перебігу з переважним ураженням шкіри, нервової системи, опорно- рухового апарату і серцево-судинної системи.

Існує велика група непатогених спірохет (власне спірохети, сапроспіри, кристиспіри). 

Інші форми бактерій. 

4. Ниткоподібні мікроорганізми

Актиноміцети ( лат. aсtis - промінь, myсes - гриб) -одноклітинні бактерії,  які  раніше  вважали  грибами  через  здатність  клітин галузитись. 

Вони належать до родини Actinomycetaceae, яка налічує понад 400 різноманітних видів. Актиноміцети (мал.9), як правило, сапрофіти, вільно  живуть у ґрунті, забезпечуючи  його плодючість та обумовлюючи  характерний запах, а також і в  інших  об'єктах зовнішнього середовища.  

Багато з них є продуцентами антибіотиків (стрептоміцин, тетрацикліни). 

Актиноміцети – переважно тоненькі прямі чи злегка зігнуті палички  розміром 0,2-1,0 х 2-5 мкм. Кінці паличок нерідко булавоподібно  потовщені.

Типовою  для  актиноміцетів є і ниткоподібна форма довжиною 10-50 нм. 

 

Питання 8. Клітинна оболонка бактерій

Клітинна стінка- властива більшості бактерій (окрім мікоплазм, ахолеплазм і деяких інших мікроорганізмів, які не мають справжньої клітинної стінки). Вона виконує ряд функцій: забезпечує механічний захист і підтримання постійної форми клітин, з її наявністю в значній мірі пов'язані антигенні властивості бактерій.

Антигенні властивості полягають у тому, що антитіла організму хазяїна (наприклад, людини) розпізнають бактерій-патогенів за біохімічними сполуками клітинної стінки як чужорідний об’єкт, який потрібно знищувати.

У складі клітинної стінки бактерій два основних шари: наружний – пластичний та внутрішній – ригідний.

Основна хімічна с полука клітинної стінки, яка специфічна тільки для бактерій- пептидоглікан (мурєїнові кислоти). Від структури і хімічного складу клітинної стінки бактерій залежить важлива для систематики ознака бактерій- відношення до забарвлення по Граму. Відповідно до нього виділяють дві великі групи – грампозитивні (“грам+”) і грамнегативні (“грам- “) бактерії.

Питання 9. Стінка грампозитивних і грам-негативних бактерій

Стінкаа грампозитивних бактерій після забарвлення по Граму зберігає комплекс йоду з геанциановим фіолетовим (забарвлені в синє-фіолетовий колір), грамнегативні бактерії втрачають цей комплекс і відповідний колір після обробки етиловим спиртом і забарвлені в рожевий колір за рахунок дофарбовування фуксином.

Особливості клітинної стінки грампозитивних бактерій: потужна, товста, нескладно організована клітинна стінка, у складі якої переважають муреїнові та тейхоєві кислоти, немає ліпополісахаридів (ЛПС), часто немає діамінопімелінової кислоти.

Особливості клітинної стінки грамнегативних бактерій: клітинна стінка значно тонша, ніж у грам+ бактерій, містить ЛПС, ліпопротєїни, фосфоліпіди, діамінопімелінову кислоту. Влаштована більш складно – є зовнішня мембрана, тому клітинна стінка тришарова

Питання 10. Капсули та слизові чохли бактерій

Багато мікроорганізми продукують на поверхні клітини слизової речовина. Залежно від товщини слизового шару прийнято розрізняти мікрокапсулу товщиною до 0,2 мкм (вона видима лише в електронному мікроскопі). Зв'язок мікрокапсули з клітинною стінкою настільки міцна, що її іноді пропонують розглядати як елемент клітинної стінки. Макрокапсула представлена шаром слизу товщиною більше 0,2 мкм. Слизом називають речовину, що оточує клітину, що має аморфний, безструктурної вигляд і легко відділяється від поверхні бактеріальної клітини, а по товщині часто перевершує її діаметр. Капсули і слиз не є обов'язковими структурами бактеріальної клітини, так як бактерії, що їх утворюють, в результаті мутацій легко можуть перетворюватися в бескапсульних форми, і ці зміни не призводять до будь-якого порушення клітинної активності.

У більшості випадків капсула утворена полісахаридами (наприклад, у бактерій виду Streptococcus mutans, Деяких представників родів Xanthomonas, Klebsiella, Corynebacterium та ін.). Капсули ж інших видів бактерій складаються з поліпептидів, представлених полімерами, в яких міститься багато D- і L-форм глутамінової кислоти.

Прикладом такої капсули є капсула бактерій Bacillus anthracis. Для ряду бактерій показана також здатність синтезувати капсулу, що складається з волокон целюлози. Так побудована капсула у бактерій Sarcina ventriculi.

Слизу по хімічній природі є полісахариди. Особливо рясне їх утворення спостерігається у багатьох мікроорганізмів при вирощуванні на середовищі з сахарозою. Наприклад, бактерії Leuconostoc mesenteroides (Які стосуються молочнокислим бактеріям) швидко перетворюють розчин, що містить тростинний цукор, в декстрановій гель, за що їх на цукрових заводах називають «бактеріями жаб'ячої ікри».

Капсули і слизу виконують такі функції:

- Захисну – оберігають клітину від дії різного роду несприятливих факторів зовнішнього середовища (механічних пошкоджень, висихання і т. П.);

- Створюють додатковий осмотичний бар'єр;

- Здатні виступати в якості фактора вірулентності у деяких бактерій (наприклад, у Streptococcus pneumoniae);

- Служать бар'єром для бактеріофагів, перешкоджаючи їх адсорбції на клітинах бактерій;

- Є джерелом запасних поживних речовин;

- Об'єднують клітини в ланцюжки, колонії;

- Забезпечують прикріплення клітин до поверхні субстрату.

Капсульні полісахариди, утворені бактеріями, мають велике практичне значення. Ксантан, позаклітинний полісахарид бактерій Xanthomonas campestris, Використовується в складі мастил, при видобутку нафти, в харчовій промисловості для поліпшення смакових властивостей консервованих і заморожених продуктів, соусів, кремів, а також в косметичній промисловості. Декстрани, синтезовані бактеріями Leuconostoc mesenteroides і деякими іншими бактеріями, знаходять застосування в якості кровозамінників, для лікування опіків, розділення і очищення біологічних молекул, як поліелектролітів.

На відміну від капсул і слизових оболонок, чохли мають складну тонку структуру; в їх складі виявляють кілька шарів різної будови. Чохли зазвичай мають і більш складний хімічний склад. Наприклад, чохол бактерій Sphaerotilis natans містить 36% вуглеводів, 11 -гексозаміна, 27 – білків, 5,2 – ліпідів і 0,5 – фосфору. Чохли ряду бактерій, метаболізм яких пов'язаний з окисленням відновлених з'єднань металів, часто інкрустовані їх оксидами. Слід зазначити, що між капсулами, чохлами та слизовими шарами у прокаріотів виявлено багато перехідних форм, що часто не дозволяє точно відрізнити капсулу від слизових клітинних виділень або капсулу від чохла.

Питання 11. Ворсинки і джгутики бактерій

Джгутики. Рухомі бактерії можуть бути двох видів – ковзаючі (пересуваються по твердій поверхні в результаті хвилеподібних скорочень) та джгутиконосці – такі, що пересуваються за рахунок ниткоподібних спіральних зігнутих білкових утворень – джгутиків.

За ознакою розташування і кількості джгутиків виділяють чотири форми бактерій.

1.Монотрихи- мають один полярний джгутик.

2.Лофотрихи- мають полярно розташований пучок джгутиків.

3.Амфітрихи- мають джгутики по діаметрально протилежних полюсах.

4.Перитрихи- мають джгутики по всьому периметру бактерійної клітки.

Здібність до цілеспрямованого руху (хемотаксис, аеротаксис, фототаксис) у бактерій генетично детермінована.

Фімбрії або вії – короткі нитки, які у великій кількості оточують бактеріальну клітину, за допомогою яких бактерії прикріплюются до субстратів (наприклад, до поверхні слизистих оболонок). Таким чином, фімбрії є чинниками адгезії і колонізації.

F- пілі (чинник фертильності) – аппарат кон'югації бактерій, зустрічаються в невеликій кількості у вигляді тонких білкових ворсинок.

 Питання 12. Цитоплазматична мембрана бактерій

Цитоплазматична мембрана обмежує із зовнішнього боку цитоплазму, має тришарову будову і виконує ряд найважливіших функцій – бар'єрну (створює і підтримує осмотичний тиск), енергетичну (містить багатоферментні системи – дихальні, окислювально-відновні, здійснює перенесення електронів), транспортну (перенесення різних речовин в клітину і з клітини).

Питання 13.

Питання  14. Цитоплазма бактерій

Цитоплазма – складна колоїдна система, що містить різні включення метаболічного походження (зерна волютину, глікогену, гранулези і ін.), рибосоми та інші елементи білоксинтезуючої системи, плазміди (вненуклеоїдна ДНК), мезосоми (утворюються в результаті інвагінації цитоплазматичної мембрани в цитоплазму, беруть участь в енергетичному обміні, спороутворенні, формуванні міжклітинної перегородки при діленні).

Питання 15. Внутрішньо цитоплазматичні включення

Нуклеоїд (хромосома, генофор) є еквівалентом ядра евкаріот, але не має ядерної мембрани. Нуклеоїд являє собою ДНК, замкнуту в кільце. За аналогією з евкаріотами цю структуру називають хромосомою (вона одна). Кількість закодованої інформації різна у різних видів (2500 – 3000 генів). Перед поділом ДНК подвоюється.

Плазміди – додаткова кільцева молекула ДНК. Нині їх розглядають як найпростіші організми, які не мають системи синтезу білка та енергії. Вони паразитують на бактеріях, наділяючи їх певними властивостями (стійкість до антибіотиків, вірулентність та ін.). Плазміди передаються під час кон'югації мікробних клітин та поділу.

Рибосоми. На рибосомах відбувається синтез білка) Вони складаються із субодиниць 505 і 305, які об'єднуються в рибосому 705. Бактеріостатичні антибіотики (левоміцетин, тетрациклін, стрептоміцин) пригнічують синтез білка тільки на рибосомі 705 і не порушують його синтез на рибосомах людей і тварин (805).

Запасні речовини. До них відносять крохмаль, глікоген і гранульозу, у грибів роду Candida – тригліцериди, у мікобактерій та нокардій – воски. Вони мають діагностичне значення (волютин – у коринебактерій).

Питання 16. Оболонка та над оболонкові структури бактерій

КЛІТИННА ОБОЛОНКА — зовнішній скелет рослинної клітини. Наявність міцної К.о. — відмінна ознака клітин рослин, яка відрізняє їх від клітин тварин. К.о. — опора для окремих клітин і рослин в цілому. Вона надає клітинам міцності, створює осмотичний тиск, запобігає осмотичному розриву клітин, служить для транспорту води та мінеральних речовин по апопласту, інколи зберігає запаси поживних речовин (геміцелюлози у клітинах насіння окремих видів пальм) К.о., як правило, безбарвна, прозора, легко пропускає сонячне світло. Кожна клітина рослини має власну К.о., а К.о. сусідніх клітин зцементовані міжклітинною речовиною — серединною пластинкою. К.о. складається переважно із полісахаридів, які залежно від їх ролі поділяють на речовини скелета та речовини матриксу. Скелетом К.о. вищих рослин є целюлоза (клітковина), молекули якої зібрані в тоненькі волоконця-мікрофібрили, які створюють каркас, скелет або арматуру К.о. Мікрофібрили целюлози занурені в аморфний матрикс, утворений, в основному, пектинами та геміцелюлозами. Вони дуже набухають і стають легкопроникними для води та розчинених у ній дрібних молекул, іонів. Целюлоза є сировиною для харчової та фармацевтичної промисловості. Препарати на її основі нормалізують процеси травлення, забезпечують адсорбцію речовин, інактивацію токсинів. Волокна полісахаридів К.о. нормалізують моторику і мікрофлору кишечнику, пригнічують апетит, знижують рівень холестерину в крові тощо. Пектинові речовини використовують у фармації як основу для мазей, вони діють як емульгатори, стабілізатори, фіксатори токсинів і радіонуклідів. Це компоненти, які подовжують дію основних речовин ЛП.

Під час поділу К. протопласт формує тоненьку еластичну первинну К.о., здатну розтягуватися. Вона містить багато води, близько 30% целюлози, фібрили якої розташовані безладно. Найтонші ділянки первинної К.о. називають первинними поровими полями. Коли припиняється ріст клітини, вона формує вторинну К.о., в якій менше води, переважають фібрили целюлози, які розташовуються впорядковано, паралельно одна одній, що робить К.о. ще міцнішою. Вторинна К.о. поступово нашаровується на первинну і стає товстішою та багатошаровою, а її шари відрізняються орієнтацією фібрил целюлози. Вторинна К.о. не відкладається на первинних порових полях. Тут утворюються пори — непотовщені місця у вторинній К.о. Пори в оболонках сусідніх клітин розміщені супротивно. Серединна пластинка та первинні оболонки між двома порами утворюють замикальну плівку пор. Розрізняють два типи пор: прості та облямовані. Прості пори мають циліндричний поровий канал, вони розриваються в оболонках живих та мертвих клітин склеренхіми. Облямовані пори мають лійкоподібний канал, вторинна оболонка нависає над порожниною пори. Облямовані пори формуються у стінках провідних елементів ксилеми — трахеїд і члеників судин. Через пори К.о. проходять плазмодесми — тонесенькі важі цитоплазми, що з’єднують протопласти сусідніх клітин і забезпечують обмін речовин між ними.

При утворенні вторинної К.о. відбуваються вторинні зміни її хімічного складу та властивостей. Це лігніфікація (здерев’яніння) — просякнення К.о. лігніном, який підвищує твердість і міцність К.о., але знижує її проникність для води та спричиняє відмирання протопласту. Кутинізація — відкладання на зовнішніх стінках клітин епідерми кутину у вигляді жироподібної плівки — кутикули, яка обмежує транспірацію (випаровування) води з клітин рослини. Суберинізація (скорковіння) — просякнення суберином К.о., яка втрачає еластичність, стає непроникною для води та газів, унаслідок чого протопласт відмирає. Мінералізацію К.о. викликають кристалічні мінеральні речовини, найчастіше кремнезем (стебла і листки злаків, осок, хвощів), інколи карбонати. Мінералізовані оболонки стають твердими, але крихкими. Ослизнення К.о. пов’язане з ізомерними перетвореннями поліцукрів оболонки, що спостерігається у кореневих волосках, насіннєвому лушпинні (лузга) (айва довгаста, види льону, подорожника, гірчиці). У підземних органах (алтея лікарська), листках (алое деревовидне) чи плодах (хурма східна) слизи кумулюються як поживні речовини. У медицині слизи ЛР використовують як обволікаючі, пом’якшувальні, проносні, відхаркувальні, протизапальні, знеболювальні речовини.

Питання 17. Мезосоми бактеріальної клітини. Її роль

Мезосоми – вирости, розташовані на клітинній мембрані бактеріальної клітини і звернені всередину неї. Мезосоми виконують ряд функцій. За рахунок наявності мезосом в бактеріальної клітині відбуваються окислювально-відновні процеси.

Мезосоми беруть участь у процесах реплікації генетичного матеріалу бактерій, освіті перегородок в процесі розподілу бактеріальних клітин.

Питання 18. Мікроміцети. Загальна характеристика та функції

Мікроміцети – це численна та різноманітна група, яка включає до 100 тисяч видів. Вони дуже поширені у природі і зустрічаються майже в усіх кліматичних зонах. Найбільш розповсюджені у грунтах, а також у водоймищах. Утворюють на поверхні субстратів цвіль різного кольору, тому їх називають плісеневими грибами.

За типом дихання – аероби і розвиваються переважно на поверхні субстрату. Але є і мікроаерофіли, які розвиваються при невисоких концентраціях кисню (<5%) і здатні проростати в середину субстрату.

За типом живлення гриби – хемогетеротрофи. Джерелом вуглецю для них можуть бути вуглеводи, органічні кислоти, білки.

Джерелом азоту для плісеневих грибів є амінокислоти, білки, а також неорганічні речовини.

Таким чином, субстратом для розвитку грибів можуть бути як харчові продукти, сировина і корми, так і технічні матеріали (целюлоза, резина, фарби).

Псування продуктів, що викликають плісеневі гриби, називається пліснявінням.

Більшість грибів є мезофілами і віддають перевагу середнім температурам 16-27°С. Температурний оптимум у грибів нижчий, ніж у бактерій, є холодолюбиві види, які відносяться до психрофілів. Найбільш холодостійкі види – Cladosporium gerbarum, Thamnidium elegans. Гриби здатні розвиватися при вологості повітря 70-100%. Серед них є і ксерофіти, які розвиваються при вологості до 65%.Вони псують солодку продукцію з низьким вмістом вологи (мармелад, джем, пастилу).

Інтоксикації грибкової природи називають мікотоксикозами, а метаболіти грибів, які мають токсичні властивості, називають мікотоксинами. Відомо більш двохсот індивідуальних мікотоксинів. Найбільш повно вивчена хімічна природа афлатоксинів, зеараленону, трихотеценів, охратоксинів, стеригматоцистину.

Більшість мікотоксинів термостійкі, канцерогенні, мають кумулятивні властивості. Мікотоксини можуть зберігатися в продуктах навіть при стерилізації.

Для запобігання ураження плісеневими грибами загальноприйняті технології зберігання сировини доповняють обробкою спеціальними хімічними препаратами – плісеневими інгібіторами, які містять органічні кислоти та їх солі.

Пряме сонячне світло гальмує розвиток плісеней, але чергування світла і темряви стимулює ріст і спороутворення. Багато видів грибів, що містять пігменти, є стійкими до УФ світла і радіації.

Питання 19. Дріжджі. Загальна характеристика та значення
Дріжджі – це особлива група грибів, які не утворюють типового міцелію, а існують у вигляді окремих, здатних до брунькування клітин та їх колоній.
Клітини дріжджів мають кулясту, овальну або видовжену форму. Вони мають усі структури, притаманні грибам.
Розміри дріжджових клітин складають в середньому від 3 до 7 мкм в діаметрі, але зустрічаються деякі види, клітини яких можуть досягати 40 мкм.Дріжджі мешкають у водоймах, а на суходолі надають переваги місцям, багатим на цукри. Це може бути поверхня плодів і листків, нектар квіток тощо. Небагато представників дріжджів трапляється у ґрунті.
Розмноження дріжджів – способом брунькування. Воно починається з появи на поверхні клітини горбика, який збільшується, а потім відділяється від материнської клітини, залишаючи на ній шрам – бруньковий рубець. На одній клітині буває від 30 до 40 таких шрамів. У несприятливих для вегетативного розмноження умовах у клітинах дріжджів утворюються суми із спорами.
Життєві форми дріжджів
– Сахаробіонти – «справжні» дріжджі, найбільш типовим представником яких є Saccharomyces cerevisiae.  Вони мають комплекс властивостей, що свідчить про їх пристосованості до існування в середовищах, збагачених легкодоступними джерелами вуглецю.  Відсутність пігментації, розвинених міцеліальних структур, хламідоспор, слизових капсул, а також здатність до більш-менш інтенсивному бродінню і вузький спектр засвоюваних сполук вуглецю – характерний набір властивостей цих дріжджів.  Крім сахароміцетів до сахаробіонтам слід відносити представників родів Debaryomyces, Kluyveromyces, Torulaspora, Zygosaccharomyces, а також більшість видів з родів Pichia і Candida.
– Фітобіонти – адаптовані до проживання на поверхні живих частин рослин і, як правило, утворюють каротиноїдний пігменти.  Вони часто мають в циклі розвитку хламідоспори або хламідоспороподобние клітини, стійкі до висушування. Характерна ознака багатьох видів – утвлрення баллістоспор, яка розсіюється струмами повітря.  Найбільш типові представники Фітобіонтів –  Sporobolomyces і Sporidiobolus, деякі види родів Rhodotorula і Cryptococcus.– Сапробіонти мають відносно високу гідролітичною активністю і беруть участь у деструкції рослинних залишків на середніх і пізніх стадіях.  До типових сапробіонтам відносяться деякі види роду Trichosporon, Cystofilobasidium capitatum, група недосконалих видів базідіоміцетового аффинитет, що класифікуються в роді Cryptococcus (Cryptococcus podzolicus, Cryptococcus humicolus).
– Педобіонти – дріжджі, найбільш пристосовані до проживання на твердих поверхнях грунтових частинок.  Вони мають слизовими капсулами, які створюють міжклітинну середу, зберігає сприятливий режим вологообміну та харчування в умовах тимчасового осушення грунту.  Ці дріжджі здатні накопичувати велику кількість запасних речовин, головним чином у формі ліпідів, які забезпечують переживання тривалих періодів голодування.  Для них також характерна здатність до засвоєння сполук азоту в дуже низькій концентрації.  Типові представники Педобіонти – всі види ліпоміцетов.  Мабуть, до Педобіонтів можна також віднести деякі види кріптококков, зокрема Cryptococcus terreus, Cryptococcus aerius, Cryptococcus terricola.
Значення дріжджів у природі та житті людини
Дріжджі здатні без участі кисню розкладати цукри до спирту та вуглекислого газу, завдяки чому отримують необхідну їм енергію. Ще з давніх часів людина звернула увагу на цю властивість дріжджів. їх використовують для отримання спирту, в хлібопекарській та пивоварній промисловості.
Цікаво знати, що пивні дріжджі багаті на вітаміни. Як ви знаєте, вітаміни необхідні для нормального росту й розвитку нашого організму. Препарати із сухих пивних дріжджів можна придбати в аптеках. Такі самі вітамінні препарати на основі дріжджів використовують і для свійських тварин.Певні види дріжджів людина використовує для виготовлення харчових добавок, багатих на білки. Дріжджові добавки використовують і при виготовленні кормів для тварин. Це так звані кормові дріжджі.
Деякі види дріжджів застосовують для очищення забруднених нафтою водойм. Цікаво знати, що останнім часом певні культури дріжджів використовують для отримання сучасного недорогого біологічного палива. Його виготовляють з рослинного матеріалу – соломи чи відходів деревообробної промисловості.

У нашому організмі, зокрема кишечнику, зазвичай мешкають дріжджі роду Кандида і не завдають йому шкоди. Але в разі масового розмноження вони можуть спричинити захворювання у людей з послабленою імунною системою. Наприклад, за тривалого вживання антибіотиків. Таке захворювання має назву молочниця. При цьому уражуються нігті, слизові оболонки рота та інших органів. Ефективним засобом для профілактики розмноження грибів роду Кандида в кишечнику є регулярне вживання йогуртів та інших молочнокислих продуктів, які містять корисні для нашого організму бактерії.

ПИТАННЯ 20. Крива росту.

Під поняттям ріст розуміють гармонійне збільшення всіх хімічних компонентів, з яких складається бактеріальна клітина. Ріст прокаріотів залежить насамперед від того, чи є в середовищі вода, поживні речовини, фізіологічне активні речовини тощо. Ріст паличкоподібних прокаріотних клітин відрізняється від кулястих. Перші ростуть переважно в напрямку довгої вісі, а другі — рівномірно в усіх напрямках. У зв'язку з цим співвідношення між поверхнею і об'ємом у паличкоподібних клітин під час їхнього росту істотно не змінюється. У кулястих — відносна величина поверхні клітини зменшується, оскільки їхня поверхня росте пропорційно квадрату радіусу, а об'єм — пропорційно кубу.

Ріст бактерій завершується їхнім розмноженням, яке виявляється у збільшенні кількості особин мікробної популяції на одиницю об'єму. Найчастіше бактерії розмножуються нестатевим, бінарним, поділом. Відомо два типи поділу бактеріальної клітини: за допомогою перегородки і перешнуровуванням. У разі першого типу поділу посередині бактеріальної клітини починає формуватися поперечна перегородка, яка спочатку складається з цитоплазматичної мембрани і розмежовує цитоплазму материнської клітини на дві дочірні. Далі синтезується оболонка і утворюються дві нові клітини.

Грамнегативні бактерії поділяються переважно перешнуровуванням, тобто звужуванням клітини в місцях поділу, аж доки вона не поділиться на дві. Різновидом бінарного поділу бактерій є брунькування. При цьому розмноженні на одному із полюсів материнської клітини утворюється брунька, яка в процесі росту збільшується до розмірів материнської клітини, а потім відділяється від неї. Під час брунькування оболонка бруньки повністю синтезується заново.

У деяких одноклітинних ціанобактерій виявлено множинний поділ. Йому передує реплікація хромосоми і збільшення розмірів материнської клітини, в якій далі відбувається кілька послідовних бінарних поділів, що приводить до утворення величезної кількості дрібненьких клітин. Ці клітини дістали назву беоцитів. Після розриву оболонки материнської клітини вони виходять назовні.

Період від поділу до поділу клітини називається онтогенезом, або клітинним циклом бактерій. Розрізняють кілька типів вегетативного клітинного циклу у бактерій: мономорфний, при якому утворюється лише один морфологічний тип клітини, наприклад у бактерій родів Васіїїш і Езспегісітіа; диморфний, коли формуються два морфологічних типи клітин, наприклад у бактерій роду СаиІоЬасІег, і поліморфний, при якому утворюються кілька моофологічно різних типів клітин.

Серед актиноміцетів поширене розмноження фрагментами гіф, а деякі бактерії можуть розмножуватися за допомогою спор, але не ендоспор. Бактеріям притаманний високий темп розмноження, що характеризується часом генерації, тобто часом, упродовж якого відбувається поділ бактеріальної клітини. Час генерації визначається видом бактерій, їхнім віком і умовами довкілля. За сприятливих умов час генерації для багатьох видів бактерій коливається в межах від 15 до 30 хв.

За вирощування бактерій в рідкому живильному середовищі методом періодичного культивування в оптимальних умовах умовно виділяють фази росту бактеріальної популяції, які відображають загальну закономірність росту і розмноження бактеріальних клітин.

1. Початкова фаза, охоплює проміжок часу від моменту висівання бактерій на живильне середовище й до досягнення максимальної швидкості росту. В цей період бактерії пристосовуються до умов культивування. Тривалість цієї фази залежить від зовнішніх умов, віку і видової специфічності бактерій.

2. Експоненціальна, або лог-ф а з а. В цей період розмноження бактерій відбувається з найбільшою швидкістю. Кількість клітин збільшується в геометричній прогресії. Внаслідок інтенсивного розмноження клітин відбувається швидке поглинання поживних речовин із живильного середовища і нагромадження в ньому шкідливих продуктів обміну. Це, своєю чергою, сповільнює розмноження культури і лог-фаза переходить у наступну фазу.

3. Стаціонарна фаза настає тоді, коли кількість клітин перестає збільшуватись. У цей період кількість новоутворених клітин дорівнює числу відмерлих, а тому кількість живих клітин деякий час залишається незмінною. Разом з цим стаціонарна фаза характеризується максимальною величиною біомаси, максимальною життєдіяльністю мікробної популяції.

4. Фаза відмирання. У цій фазі відмирання бактерій переважає над розмноженням, зростає гетерогенність культури тощо. Такий стан бактеріальної популяції зумовлюється зміною фізико-хімічних властивостей поживного середовища та іншими несприятливими чинниками. Фаза відмирання досі ще недостатньо вивчена.

Виокремлюють ще й фазу виживання, яка характеризується наявністю окремих клітин, що збереглися протягом тривалого часу в умовах загибелі більшості клітин мікробної популяції. Висівання цих клітин на свіже поживне середовище показало, що вони зберегли здатність після лаг-фази активно рости і розмножуватися.

ПИТАННЯ 21. Розмноження

Бактерії, будучи одноклітинними прокаріотичними організмами, не мають чоловічої або жіночої версії. Бактерії розмножуються безстатевим шляхом. При безстатевому розмноженні «батько» виробляє генетично ідентичну копію себе.

Двійковий поділ

Бактерії розмножуються за допомогою процесу, який називається бінарним поділом. Під час двійкового ділення хромосома копіює себе, утворюючи дві генетично однакові копії. Потім клітина збільшується і ділиться на дві нові дочірні клітини. Дві дочірні клітинки ідентичні батьківській клітині. Бінарний поділ може відбуватися дуже швидко. Деякі види бактерій можуть подвоїти свою популяцію менш ніж за десять хвилин! Цей процес дає можливість величезній колонії бактерій почати з однієї клітини.

Обмін ДНК

Чи існують чоловічі та жіночі бактерії? Звичайно, відповідь – ні. Так, статеве розмноження у бактерій не відбувається. Але не всі нові бактерії є клонами. Це пояснюється тим, що бактерії можуть придбати нову ДНК. Цей процес відбувається трьома різними способами:

Кон'югація: При кон'югації ДНК проходить через розширення на поверхні однієї бактерії і подорожує до іншої бактерії.Бактерії істотно обмінюються ДНК за допомогою кон'югації.

Трансформація: При перетворенні бактерії забирають шматочки ДНК зі свого середовища.

Трансдукція: При трансдукції віруси, які заражають бактерії, переносять ДНК від однієї бактерії до іншої.

ПИТАННЯ 22

Універсальним джерелом енергії у всіх клітинах є АТФ (аденозинтриортофосфат, або аденозинтриортофосфатна кислота).

Усі енергетичні витрати будь-якої клітини забезпечуються за рахунок універсальної енергетичної речовини — АТФ.

АТФ синтезується у результаті реакції приєднання одного залишку ортофосфатної кислоти до молекули АДФ (аденозиндиортофосфату):

АДФ+H3PO4+40кДж=АТФ+H2O.

Енергія запасається у формі енергії хімічних зв'язків АТФ. Хімічні зв'язки АТФ, при розриві яких виділяється багато енергії, називаються макроергічними.

При розпаді АТФ до АДФ клітина за рахунок розриву макроергічних зв'язку отримає приблизно 40 кДж енергії.

Енергія для синтезу АТФ з АДФ виділяється у процесі дисиміляції.

Енергетичний обмін (дисиміляція, катаболізм) — це сукупність хімічних реакцій поступового розпаду органічних сполук, що супроводжуються вивільненням енергії, частина якої витрачається на синтез АТФ.

Залежно від середовища існування організму, дисиміляція може відбуватися у два або у три етапи.

Процеси розщеплення органічних сполук в аеробних організмах відбуваються у три етапи: підготовчий, безкисневий і кисневий.

ПИТАННЯ 23. Спиртове бродіння

Одним з найпоширеніших типів бродіння є спиртове. Особливо активними його збудниками є дріжджі, зокрема Saccharomyces cerevisiae, декілька видів бактерій (Sarcina ventriculi, Zymomonas mobilis, Erwinia amilovora). У невеликих кількостях етанол може нагромаджуватися в середовищах, що містять вуглеводи, у разі розвитку в них грибів родів Mucor і Fusarium. Сумарне рівняння зародження глюкози запропонував ще Гей-Люссак у 1815 р.:

С6Н12О6 → 2СН3-СН2ОН + 2СО2

Процес здійснюється гліколітичним (або ФДФ) шляхом. Перетворення пірувату в етанол відбувається за участю піруватдекарбоксилази з утворенням оцтового альдегіду як кінцевого акцептора водню і відновлення його НАД-залежною алкогольдегідрогеназою до етилового спирту. Отже, у процесі бродіння здійснюється поперемінне відновлення-окиснення НАД (рис. 1). Енергетичний вихід – 2 молекули АТФ.

Вивчаючи процес спиртового бродіння Л.Пастер встановив, що в умовах вільного доступу кисню процес спиртового бродіння інгібується та активується процес дихання. Це явище отримало назву ефект Пастера.В анаеробних умовах, сприятливих для процесу бродіння, ріст дріжджів незначний. Пояснюється цей факт недостатнім забезпеченням клітин АТФ, що необхідна для біосинтетичних процесів, а, отже, і для росту. При аерації бродіння пригнічується, починає активно функціонувати дихальний ланцюг, утворюється значна кількість АТФ (38 молів на 1 моль глюкози), активуються біосинтетичні процеси, зростає біомаса.

Оптимальні умови для спиртового бродіння – температура 20-280С, рН 4 – 5, концентрація спирту – 10-15%.

Вивчаючи механізм спиртового бродіння, Карл Нейберг (Neuberg) показав, що в залежності від умов культивування дріжджів, процес бродіння можна модифікувати. Якщо до дріжджів, що зброджують глюкозу, додати 3,5 % гідросульфіту натрію, то основним продуктом бродіння буде гліцерин.

ПИТАННЯ 24. Молочнокисле бродіння

Молочнокислі бактерії об’єднують велику групу різних за систематичним положенням і морфологічною характеристикою мікроорганізмів. За формою клітин молочнокислі бактерії – палички (довгі і короткі) і коки. Вони можуть утворювати парні або ланцюгоподібні скупчення. Це нерухомі, неспороутворюючі (за винятком Sporolactobacillus inulinus) грампозитивні бактерії. Усі вони зброджують вуглеводи й утворюють молочну кислоту. Вони не містять гемо протеїнів (цитохромів і каталази), однак можуть рости у присутності кисню, аеротолерантні, тому їх відносять до мікроаерофілів.

Молочнокислі бактерії мають складні поживні потреби. Їм необхідні вітаміни групи В, амінокислоти, пурини, піримідини. На відміну від багатьох інших бактерій можуть використовувати лактат. Через утворення великої кількості кислоти, поживні середовища для вирощування молочнокислих бактерій мають бути добре забуфериними.

Виділяють молочнокислі бактерії з молока і кисломолочних продуктів, із рослин; багато цих бактерій є у кишківнику та на слизових оболонках людини і тварин.

У таблиці 1 представлені основні види молочнокислих бактерій, які мають важливе значення для промисловості.Залежно від нагромадження кінцевих продуктів розрізняють гомоферментативне та гетероферментативне молочнокисле бродіння. При гомоферментативному процесі утворюється понад 90 % молочної кислоти. У випадку гетероферментативного бродіння, крім молочної кислоти, утворюються СО2, етанол, оцтова кислота й інші продукти.

ПИТАННЯ 25. Масляно кисле бродіння

Цей тип бродіння здійснюється облігатно анаеробними бактеріями, які відносяться до роду Clostridium: C.butiricum, C.acetobutiricum, C.pasteurianum, C.pectinovorum. Клостридії здатні засвоювати різноманітні субстрати: крохмаль, глікоген, пектини, целюлозу, геміцелюлозу, білки, амінокислоти, пептони, нуклеїнові кислоти, пурини, піримідини тощо.

Глюкозу клостридії розкладають по гліколітичному шляху. Піруват, що утворюється внаслідок цих реакцій, далі декарбоксилюється і, взаємодіючи з HS-КоА, перетворюється в ацетил-КоА. Конденсація двох молекул ацетил-КоА веде до утворення ацетоацетил-КоА

У процесі бродіння, крім масляної кислоти, утворюється водень, вуглекислий газ, ацетон, етанол, бутанол, пропаном, ацетат та інші продукти. Вихід АТФ становить 3 молі на моль глюкози.

Масляна кислота, яка утворюється на початку бродіння, виділяється в середовище і підкислює його, що пригнічує ріст клостридій. По мірі підкислення починають синтезуватися ферменти, дія яких призводить до накопичення нейтральних продуктів – ацетону і бутанолу.

У зв’язку з тим, що в процесі маслянокислого бродіння синтезуються органічні розчинники (ацетон, пропаном, бутанол), воно має важливе промислове значення.

ПИТАННЯ 26. Ріст

Для росту й розмноження мікроорганізми потребують речовин, що 

Використовуються для побудови структурних компонентів клітини й одержання енергії. 

Поживні речовини можуть надходити до клітини в розчинному стані (це характерно 

Для прокаріот) – осмотрофи, або у вигляді окремих часток – фаготрофи. Переважна 

Більшість бактерій – осмотрофи (поглинання речовин розчинених у воді). 

Основним регулятором надходження речовин до бактеріальної клітини є 

Цитоплазматична мембрана. Існує чотири основні механізми надходження речовин:

– пасивна дифузія – за градієнтом концентрації, що не має субстратної 

Специфічності; 

– полегшена дифузія – за градієнтом концентрацій, субстратспецифічна, 

Здійснюється за участі спеціалізованих білків переносників пермеаз, що розміщені в 

Мембрані; 

– активний транспорт – проти градієнта концентрації, субстратспецифічний 

(спеціальні білки в комплексі з пермеазами), енерговитратний (за рахунок АТФ), речовини 

Надходять до клітини в хімічно незміненому вигляді; 

– транслокація (перенос груп) – проти градієнта концентрацій, за допомогою 

Фосфотрансферазної системи, енерговитратна, речовини (переважно цукри) надходять у 

Клітину у фосфорильованому вигляді.

Метаболізм [от греч. Metahole, изменение]- Сукупність всіх хімічних перетворень, що відбуваються в клітинах. Цей термін поєднує два процеси: катаболізм (Дисиміляція, або енергетичний метаболізм) і анаболізм (Асиміляція, або конструктивний метаболізм). Перший процес включає розщеплення різних субстратів для отримання енергії, другий – синтез високомолекулярних сполук, що використовуються для утворення клітинних структур.

ПИТАННЯ 27. Продукти життєдіяльності мікроорганізмів

Постбіотик (від лат. Post — після, грец. Βίοσ — життя) — продукти життєдіяльності пробіотичних бактерій або їх нежиттєздатні форми, які володіють біологічною активністю в організмі-хазяїні.[1]

Постбіотики відносяться до розчинних факторів (продуктів або метаболічних побічних продуктів), виділених живими бактеріями, або вивільнених після лізису бактерій. Це ферменти, пептиди, тейхоєві кислоти, мупропептиди, отримані з пептидоглікану, полісахариди, білки клітинної стінки і органічні кислоти.

Постбіотики привернули увагу через їхню чітку хімічну структуру, розмір безпечної дози, тривалий термін зберігання та зв'язок з різними сигнальними молекулами, які можуть мати протизапальну, імуномодулюючу, антигіпертензивну, гіпохолестеринемічну, антипроліферативну та антиоксидантну активність. Ці властивості дозволяють припустити, що постбіотики можуть сприяти поліпшенню здоров'я господаря шляхом поліпшення конкретних фізіологічних функцій, навіть якщо точні механізми не були повністю роз'яснені.

Основні речовини-постбіотикиРедагувати

Постбіотичні сполуки — це будь-які продукти життєдіяльності пробіотичних мікроорганізмів, які здійснюють безпосередній вплив на мікрофлору або популяцію бактеріальних культур. Це речовини як нищькомолекулярної (оксид азоту), так і високомолекулярної природи (білки, з масою понад 5 000 Да).

Постбіотики включають бактеріальні метаболічні побічні продукти, такі як ферменти, пептиди, тейхоєві кислоти, бактеріоцини, органічні кислоти, етанол, диацетил, ацетальдегіди і пероксид водню. Також встановлено, що деякі термічно інактивовані мікроорганізми можуть також зберігати деякі бактеріальні структури, які володіють біологічною активністю у господаря. Ці продукти обміну речовин мають властивості інгібіторів до патогенних мікробів і, отже, можуть бути використані як альтернатива антибіотикам. Постбіотики є нетоксичними, непатогенними і стійкими до гідролізу сполуками, оскільки вони є нежиттєздатними бактеріальними продуктами або метаболічними побічними продуктами з пробіотиків.

У деяких випадках постбіотики також можуть посилювати бар'єрну функцію проти певних видів мікроорганізмів, таких як Saccharomyces boulardii, і покращувати ангіогенез in vitro та in vivo в епітеліальних клітинах шляхом активації рецепторів a2b1 інтеграну колагену. Подібні властивості також були виявлені у ряді інших пробіотичних видів Bifidobacterium breve, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium infantis, Bacteroides fragilis, Lactobacillus, Escherichia coli та Faecalibacterium prausnitzii. Постбіотики також здійснюють також цитопротекторну функцію на клітини кишечнику. Основний механізм, який лежить в основі цього явища — сигналізація за допомогою рецепторів розпізнавання патернів (pattern recognition receptor (PRR)).

 

 

 

ПИТАННЯ 28. Хімічний склад бактеріальної клітини.

Хімічний склад бактеріальної клітини подібний до хіміч­ного складу клітин інших живих організмів. Компонентами мік­робної клітини є вода, мінеральні речовини та органічні сполу­ки — білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи та ліпіди.

КЛІТИННА ВОДА.

Вода становить 75-90 % маси вегетативної клітини. Вміст води в спорах значно нижчий. Нормальний метаболізм, ріст і розмноження мікроорганізмів можливі тільки у водному сере­довищі. Вода є розчинником органічних і мінеральних речовин, дисперсійним середовищем для колоїдів, джерелом протонів і гідроксильних іонів, а також джерелом водню та кисню в про­цесах метаболізму бактерій.

Вода в клітині міститься в двох станах: вільна — є розчин­ником, бере участь у процесах асиміляції та дисиміляції; зв'я­зана з клітинними колоїдами.

З прикладного погляду, що відповідає інтересам біотехнології, для оцінки стану води в клітині важливим є принцип вико­ристання енергії зв'язку, яким вода асоційована із структура­ми та метаболітами клітини. Виходячи з цього може бути запро­поновано три типи зв'язку:

1) хімічно зв'язана вода. У цьому разі енергія зв'язку дося­гає найбільшого значення. Практично ця вода не вилучається, якщо не застосовувати спеціальних методів. При тепловому вису­шуванні вона зберігається в клітинах;

2) вода, яка має фізико-хімічну форму зв'язку. До такої води належить адсорбційно та осмотичне зв'язана вода. Адсорбційно зв'язана вода утворює, як правило, мономолекулярний шар .За влас­тивостями вона відрізняється від звичайної води. Так, в адсорбцінно зв'язаній воді не розчиняються ті речовини, які є розчинни­ми в звичайній воді. Питома теплоємність адсорбційно зв'язаної води є меншою за одиницю, замерзає така вода при температурі, значно нижчій від нуля. Частина такої води не замерзає навіть при -78 °С. Адсорбційно зв'язана вода має підвищену густину.

Кількість осмотично зв'язаної води значно вища від адсорб­ційно зв'язаної. За фізико-хімічними властивостями осмотич­но зв'язана вода не відрізняється від звичайної вільної води. Вміст осмотично зв'язаної води регулюється завдяки структур­ним та функціональним особливостям цитоплазматичної мем­брани і залежить від концентрації розчинних компонентів клі­тини, зокрема мінеральних речовин. Осмотично зв'язана вода може бути вилучена при висушуванні біомаси;

3) механічно зв'язана вода. Вона, як правило, не входить до складу самої клітини і легко видаляється з біомаси при фільт­рації або під вакуумом при слабкому нагріванні.

ЕЛЕМЕНТНИЙ СКЛАД КЛІТИНИ.

До складу бактеріальної клітини входять такі елементи, % до маси сухої речовини: вуглець — 50; кисень — 20; азот — 10-14; водень — 8; фосфор — 3; сірка, калій, натрій — 1; кальцій, маг­ній, хлор — 0,5; залізо — 0,2; решта елементів — близько 0.3.

Вуглець, кисень, водень та азот є основними компонентами органічних сполук, з яких побудована клітина. Сірка необхідна для синтезу амінокислот цистеїну та метионіну, а також деяких коферментів. Фосфор входить до складу нуклеїнових кислот, фосфолшідів, тейхоєвих кислот і таких нуклеотидів, як АТФ, ГТФ, НАД та ФАД. Іони калію, магнію, кальцію та заліза є кофакторами фер­ментів і компонентами металокомплексів. Так, більшість біологіч­но активних фосфорних ефірів міститься в клітинах у вигляді ком­плексів з магнієм. Іони заліза входять до складу компонентів дихаль­ного ланцюга (цитохроми, залізосіркові білки).

ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ.

Органічні сполуки, з яких складається клітина, наведено у таблиці. Вміст білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів і ліпідів у бактеріальній клітині не постійний і змінюється залежно від виду бактерій, віку культури, складу поживного середови­ща та інших умов вирощування. У таблиці наведено середні дані щодо вмісту органічних сполук.

Білки. Білки становлять 40-80 % маси бактеріальної клі­тини і представлені простими білками (протеїнами) і склад­ними (протеїдами). Протеїни складаються тільки з амінокис­лот, протеїди — з амінокислот і речовин небілкової природи. До складу бактеріальних білків входять ті самі 20 найважли­віших амінокислот, що і до складу білків рослин і тварин. Амінокислотний склад білків різних видів бактерій кількісно та якісно різний. Так, у складі білків сардин міститься багато лізину, у бацил — глутамінової кислоти. Більшість бактерій самі синтезують всі необхідні їм амінокислоти (наприклад, Escherichia coli). Але деякі бактерії не мають такої здатності і потребують готових амінокислот, які вносять у поживне сере­довище. Це так звані ауксотрофи. Мікроорганізми можуть бути ауксотрофами не тільки за амінокислотами, а й за вітамі­нами, нуклеотидами та ін.

За біологічними функціями білки є ферментами, токсина­ми, антигенами, транспортними білками .

Нуклеїнові кислоти. Нуклеїнові кислоти — це біополімери, що складаються з великої кількості (1500-5 000 000) мононуклеотидів.

Мононуклеотиди побудовані з азотистої основи (пурино­вої — аденін (А) або гуанін (Г), піримідинової — урацил (У), тимін (Т), цитозин (Ц)); рибози або дезоксирибози; залишку фос­форної кислоти.

До кожного залишку рибози (дезоксирибози) приєднуєть­ся одна з азотистих основ. Сполука азотистої основи з цукром називається нуклеозидом. Окремі нуклеозиди зшиваються між собою в полімер за допомогою залишків фосфорної кисло­ти. Нуклеозид із залишком фосфорної кислоти називається нуклеотидом. Мононуклеотиди ковалентно зв'язуються між собою фосфодиєфірними зв'язками, які виникають між третім і п'ятим атомами вуглецю в молекулі рибози (дезоксирибози), тому такі зв'язки називаються 3'-5'-зв'язками. Так утворюють­ся полінуклеотиди — нуклеїнові кислоти. Існують два типи нук­леїнових кислот: рибонуклеїнова, що складається з рибонуклео-тидів, і дезоксирибонуклеїнова — з дезоксирибонуклеотидів.

Молекула РНК містить цукор рибозу, азотисті основи АГЦУ та залишок фосфорної кислоти. Як правило, РНК є одно-ланцюговою. У клітинах міститься три типи РНК: інформацій­на, або матрична (використовується як матриця, що визначає послідовність амінокислот у поліпентидному ланцюгу, який синтезується); транспортна (переносить на рибосому певні амінокислоти) та рибосомальна (міститься в рибосомах).

Молекула ДНК містить цукор дезоксирибозу, азотисті осно­ви АГЦТ та залишок фосфорної кислоти.

Ще у 1950 р. Американський біохімік Е. Чаргафф встано­вив ряд закономірностей («правила Чаргаффа»): аденін присут­ній у ДНК у тій самій кількості, що й тимін, а гуанін — у тій самій, що й цитозин, тобто А=Т, Г=Ц; сума пуринових основ дорівнює сумі піримідинових основ; відношення (Г + Ц)/(А + Т) може варіювати в широких межах, проте залишається постій­ним для даного виду. Але пояснити, чому для практично всіх організмів правила Чаргаффа виявились справедливими, стало можливим тільки після відкриття структури ДНК.

У 1953 р. Американські біохіміки Д. Уотсон та Ф. Крік вста­новили, що молекула ДНК являє собою подвійну спіраль, у якій два полінуклеотидні ланцюги закручені один навколо одного та навколо спільної осі . Ланцюги ДНК антипаралельні: в одному ланцюзі міжнуклеотидні зв'язки йдуть у напрямку 3'-5', а в іншому — у протилежному — 5'-3'.

Пуринові та піримідинові основи повернуті всередину спі­ралі, і кожна з них сполучена водневим зв'язком з певною осно­вою другого ланцюга: аденін — з тиміном (AT), гуанін — з цито­зином (ГЦ). Як видно з рисунка, між гуаніном та цитозином виникають три водневі зв'язки, а між тиміном та аденіном — лише два. При підвищенні температури водневі зв'язки розри­ваються, полінуклеотидні ланцюги розходяться. Таке руйнуван­ня вторинної структури ДНК супроводжується поглинанням світла (при довжині хвилі 259 нм). Це явище називається гіпер­хромним ефектом. Температуру, при якій приріст екстинції (поглинання) світла досягає половини максимальної вели­чини, називають точкою плавлення (Т ). Точка плавлен­ня (або температура плавлення) тим вища, чим більше в ДНК гуаніну та цитозину — основ, з'єднаних між собою трьома вод­невими зв'язками. Саме тому точка плавлення очищеної ДНК є показником, який дає можливість легко визначити вміст у ній гуаніну та цитозину. Вміст пар ГЦ у ДНК — це відношення суми молей гуаніну та цитозину до суми молей усіх чотирьох основ у даній ДНК (виражається у відсотках). Вміст ГЦ видоспецифічний і розглядається як таксономічна ознака. Вміст ГЦ у різних бактерій коливається від22 до 75 %.

Вуглеводи. У бактеріальній клітині міститься 12-30 % вуглеводів від її сухої маси. Представлені вуглеводи моно- та полісахаридами.

Полісахариди мікроорганізмів — це надзвичайно різнома­нітна група біополімерів, серед яких є сполуки, характерні як для прокаріот, так і для еукаріот (глікоген, целюлоза). Але у бактерій виявлені полісахариди, які не зустрічаються в інших орга­нізмів (тейхоєві кислоти, пептидоглікани, ліпополісахариди). Детальніше специфічні бактеріальні полісахариди будуть роз­глянуті в наступних розділах.

Полісахариди мікроорганізмів поділяються на внутрішньо- (ендо-) та позаклітинні (екзо-). Ендополісахариди виконують функції запасних речовин, є структурними компонентами (вхо­дять до складу клітинної стінки, цитоплазматичної мембрани), ендотоксинами та ін. Екзополісахариди утворюють капсулу або виділяються в культуральну рідину. Це речовини з молекуляр­ною масою до 1000 000, гідрофільні, з негативним зарядом. В основ­ному представлені гетерополісахаридами, але є і гомополісахариди, наприклад, глюкани (складаються тільки з глюкози), левани (до складу входить тільки фруктоза).

Ліпіди. Представлені у бактерій вищими жирними кисло­тами, фосфоліпідами, нейтральними жирами, восками.

Вищі жирні кислоти. Насичені жирні кислоти широко зустрічаються у бактерій, ненасичені кислоти представлені лише кислотами з одним подвійним зв'язком (наприклад, пальмітолеїнова). У бактерій виявлені міколові кислоти. Це (3-оксикис-лоти з довгим аліфатичним ланцюгом, вони локалізовані в клі­тинних стінках нокардіо- та корінебактерій, зумовлюють гідро­фобний характер клітин.

Наявність міколових кислот, а також високий вміст інших ліпідів зумовлюють кислотостійкість деяких бактерій (міко­бактерій), а також здатність використовувати гідрофобні суб­страти (наприклад, парафіни нафти). Кількісний і якісний склад жирних кислот змінюється з віком культури, також залежить від умов культивування.

Фосфоліпіди (фосфогліцериди, гліцерофосфати) представ­лені фосфатидною кислотою, фосфатиділсерином, фосфатиділетаноламіном, фосфатиділхоліном та ін. Основна маса ліпідів міститься в цитоплазматичних мембранах і клітинних оболон­ках. Фосфоліпіди бактерій подібні до фосфоліпідів рослин і тва­рин, але відрізняються від них за складом жирних кислот. У бактеріальних фосфоліпідах переважають жирні кислоти з розга­луженим ланцюгом (15-17 атомів вуглецю), у рослинних і тва­ринних ліпідах — нерозгалужені кислоти. У бактерій значно рідше зустрічається лецитин (фосфатиділхолін).

Нейтральні жири (ацилгліцерини або гліцериди) найчас­тіше містять пальмітинову, масляну, лауринову, лінолеву жирні кислоти.

Воски (складні ефіри жирних кислот з довгим ланцюгом і спиртів) містять кислотостійкі бактерії, наприклад, мікобак­терії. Так, у туберкульозній паличці міститься до 60 % воску.

Бактерії, на відміну від дріжджів і грибів, не містять як обов'язкові компоненти поліненасичені жирні кислоти, не міс­тять і не потребують (за винятком однієї групи мікоплазм) сте­ринів і стероїдів.

Загальний вміст ліпідів у клітині варіює від 5 (у дифтерій­ної палички) до 30-40 % (у збудника туберкульозу). Основна маса ліпідів у клітині зв'язана з іншими компонентами: білка­ми (в цитоплазматичній мембрані), полісахаридами (ендоток­сини та О-антигени грамнегативних бактерій).

Питання 29.

 

 

 

 

ПИТАННЯ 30. Спороутворення

Спори утворюються всередині бактеріальної клітини. Цей процес починається з накопичення білкового матеріалу, тому показник заломлення у місці утворення спори збільшується. При цьому відбувається споживання запасних речовин (полі-в-гідроксимасляної кислоти у аеробів і полісахаридів у анаеробів).Упро­довж перших 5 год спороутворення значна частина білків мате­ринської клітини розкладається. При цьому утворюється специ­фічна для спор речовина — дипіколінова кислота, яка не зустрі­чається у вегетативних клітинах. У ході синтезу дипіколінової кислоти відбувається поглинання іонів кальцію; очевидно, в зрі­лих спорах ця кислота міститься у вигляді хелату з кальцієм і може становити 10—15 % сухої речовини спор. Дипіколінова кислота міститься тільки в терморезистентних спорах.

Спороутворення є одним з найскладніших процесів диферен­ціації бактеріальної клітини. Воно починається з особливого нерівномірного поділу клітини.

У результаті інвагінації цитоплазматичної мембрани части­на протопласта відділяється від материнської клітини. Цей прото­пласт містить частину ядерного матеріалу — один геном. Утво­рення клітинної стінки між обома протопластами (як за звичай­ного поділу клітини) не відбувається. Замість цього протопласт чохлика. Екзоспорій міститься тільки у не багатьох бактерій (наприклад у Bacillus cereus). Майбутньої спори оточується, мовби обростає, плазматичною мемб­раною материнської клітини. В результаті навкруги протопласта розміщуються дві плазматичні мембрани і кожна з них бере участь у синтезі стінки спори. Мембрана протопласта спори синтезує назовні від себе стінку зародкової клітини, а мембрана, яка похо­дить від материнської клітини, синтезує всередину кору спори (кортекс). Кортекс складається з багатошарового пептидогліканового остова, який відрізняється від каркаса стінок вегетатив­ної клітини ступенем зшивання. Зовнішню оболонку спори утво­рює материнська клітина. Ця оболонка складається з поліпепти­дів. Материнська клітина утворює також ще один додатковий поліпептидний шар — екзоспорій, який оточує спору у вигляді особливого чохлика.Єкзоспорій містеться у не багатьох бактерій.

 

ПИТАННЯ 31. Геном прокаріотів

Основу генома прокаріот становлять кільцеві молекули ДНК: прокариотические хромосоми і плазміди.

Безліч молекул ДНК утворює дві взаємозалежні підсистеми: хромосомну і плазмидную.

Хромосомна підсистема прокариотического генома

Основу хромосомної підсистеми прокариотического генома становить прокаріотична (бактеріальна) хромосома (генофором), що входить до складу нуклеоида – ядерноподобной структури. Нуклеоїд по морфології нагадує суцвіття цвітної капусти і займає приблизно 30% обсягу цитоплазми.

Бактеріальна хромосома являє собою кільцеву двуспіральную правозакрученной молекулу ДНК, яка згорнута у вторинну спіраль. Вторинна структура хромосоми підтримується за допомогою гістоноподобних (основних) білків і РНК. Точка прикріплення бактеріальної хромосоми до Мезосоми (складці плазмалемми) є точкою початку реплікації ДНК (ця точка зветься сайту OriC). Бактеріальна хромосома подвоюється перед поділом клітини. Реплікація ДНК йде в дві сторони від сайту OriC і завершується в точці TerC. Молекули ДНК, здатні себе відтворювати шляхом реплікації, називаються реплікони.

 

ПИТАННЯ 32. Геном

Бактеріальний геном складається з генетичних елементів, здатних до самостійного реплікації, т. Е. репліконов. РЕПЛІКОН є бактеріальна хромосома и плазміди.

Спадкова інформація зберігається у бактерій в формі послідовності нуклеотидів ДНК, які визначають послідовність амінокислот у білку. Кожному білку відповідає свій ген, т. Е. Дискретний ділянку на ДНК, що відрізняється числом і специфічністю послідовності нуклеотидів.

Бактеріальна хромосома представлена однієї двухцепочечной молекулою ДНК кільцевої форми. Розміри бактеріальної хромосоми у різних представників царства Procaryotae варіюють. Бактеріальна хромосома формує компактний нуклеоїд бактеріальної клітини. Бактеріальна хромосома має гаплоїдний набір генів. Вона кодує життєво важливі для бактеріальної клітини функції.

Плазміди бактерій є дволанцюжкові молекули ДНК. Вони кодують не основні для життєдіяльності бактеріальної клітини функції, але надають бактерії переваги при попаданні в несприятливі умови існування.

 

ПИТАННЯ 33. Мінливість. Мутації

Фенотипова і генотипова мінливість прокаріот

Генетика прокаріот вивчає закономірності спадковості і мінливості організмів.

Спадковість прокаріот забезпечує збереження і точне відтворення ознак даного виду.

Мінливість визначає появу відмінностей в ознаках між особинами одного виду бактерій, що в процесі еволюції приводить до винекнення різноманітних форм життя.

Для прокаріот як і для еукаріот характерні два типи мінливості: генотипова (спадкова) і фенотипова (модифікаційна).

Повний набір генів, яким володіє клітина мікроорганізма є генотипом. Прояв сукупності спадкових морфологічних ознак і фізіологічних процесів називається фенотипом (від гр. Фаіно — проявляти, показувати). Подібні мікроорганізми за генотипом можуть істотно відрізнятися за фенотипом. Фенотипові відмінності між мікроорганізмами, які мають однаковиий генотип, називаються модифікаціями, або фенотиповими адаптаціями. Таким чином, взаємодія генетичних задатків з зовнішнім середовищем може бути причиною винекнення різних фенотипів. Модифікації існують до того часу, поки діє фактор, який їх викликає, вони не передаються по спадковості. Фенотипова мінливість не приводить до змін генетичного аппарату бактерій, вона носить адаптаційний характер. Наприклад, бактерії роду Azotobacter активно фіксують молекулярний азот тоді, коли в грунті йго не вистачає, коли в грунт внести мінеральні азотні добрива, то азотфіксація знижується.

В природі фенотипові відмінності часто повторюються в житті прокаріот. Нерідко вони носять циклічний характер, який пов”язаний з сезонними кліматичними факторами. Наприклад, в грунтах південних районів в сезон посушливого літа більшість бактерій утворює слизистий матрикс, який оберігає клітину від висихання. Фенотипова мінливість сприяє виживанню мікробної популяції.

Генотипова мінливість прокаріот проявляється у вигляді мутацій і рекомбінацій і є наслідком порушень структури генетичного апарату.

За походженням розрізняють спонтанні і індуковані мутації.

Спонтанні мутації виникають в популяціях прокаріот без видимої зовнішньої дії. Вони носять випадковий, ненаправлений характер і виникають самовільно. Спонтанні мутації виникають в результаті помилок ДНК — полімерази під час реплікації ДНК під впливом природнього фону випромінювань, хім. Речовин. Спонтанні мутації служать основним джерелом природньої мінливості мікроорганізмів і лежать в основі іх еволюції.

Індукованими називають ті мутації, які виникають під впливом певного мутагенного фактора. Вперше індуковані мутанти дріжджів було одержано Г.А. Надсоном і Г.С. Філіповим у 1925 році. Мутації виникають з частотою 10-4 —10-10 за одну генерацію. Мутагенні фактори можуть бути біологічної, хімічної і фізичної природи.

Біологічні мутагенні фактори — це віруси бактерій. ДНК вірусів включається в геном бактерії і викликає дестабілізацію сусідніх генів. Біологічними мутагенними факторами можуть бути генетичні елементи, які здатні переміщатися (вони називаються бактеріальні транспозони) — це сегменти ДНК, які здатні до внутрішніх і міжхромосомних переміщень.

Серед хімічних мутагенів можна виділити такі групи: інгібітори попередників нуклеїнових кислот, аналоги азотистих основ (5-хлор-, 5-бром-, 2-амінопурин), окислювачі (HNO3), відновники і вільні радикали, ін.

Фізичні мутагенні фактори—іонізуюче випромінювання, температура, УФ-промені, рентгенівські промені, гама-промені, протони.

Вперше можливість виникнення індукованих мутацій показали в 1925 році Г.А. Надсон і Г.С. Філіпов внаслідок опромінення дріжджів рентгенівськими променями.

За характером змін, які виникають в первинній структурі ДНК виділяють генні і хромосомні мутації.

Генні мутації — зачіпають тільки один ген і найчастіше є точковими. Внаслідок точкових мутацій спостерігається випадання, вставка або заміна однієї пари нуклеотидів.

Хромосомні мутації поширюються на декілька генів. Вони виникають внаслідок перебудов в окремих фрагментах ДНК. Вони проявляються у формі дилеції — випадання певного числа нуклеотидів; інверсії — обернення ділянки ДНК на 1800; дуплікації— повторення якого-небуть фрагмента ДНК.

Нерідко хромосомні мутації приводять до дезінтеграції всіх систем бактеріальної клітини, що супроводжується летальним ефектом.

За локалізацієюв генетичних структурах мутації поділяються на хромосомні і плазмідні.

Перші виникають в хромосомах, другі в плазмідах. Розрізняють умовно-летальні мутації, при яких клітина гине, вони стосуються життєво-важливих генів.

За напрямом зміни ознаки мутації бувають прямі і зворотні. Перші є змінами в генах бактерій дикого типу, наприклад поява ауксотрофних мутантів із прототрофів. Зворотними називають мутації від мутантного типу до дикого, наприклад: реверсія (повернення) від ауксотрофності до прототрофності. Зворотні мутації, які приводять до відновлення фенотипу і генотипу, називають прямими. Зворотні мутації, які відновлюють лише фенотип, а генотип лишається мутованим, дістали назву супресорних. При цьому відбувається вторинна пряма мутація в іншому гені, яка пригнічує виявлення першої.

 

 

 

ПИТАННЯ 34. Генетичні рекомбінації

Генетичні рекомбінації – це обмін фрагментами ДНК між різними генами або об’єднанням генів із різних біологічних джерел з утворенням нових хромосомних структур, здатних до реплікації і генетичної експресії.

Генетичні рекомбінації включають ферментативні процеси „розрізання” молекул реципієнтних ДНК за участю специфічних ДНК-аз та включення в молекулу ДНК чужорідних полінуклеотидних фрагментів з іншої хромосоми – транспозонів; зшивання фрагментів ДНК – лігазами завершує процес перенесення гена.

До генетичних рекомбінацій у прокаріотів належать:

- трасформація– процес включення в геном реципієнтного мікроорганізму ДНК з донорської загиблої клітини того ж виду;

- трансдукція- перенесення бактеріофагом фрагмента ДНК інфікованої клітини в склад геному іншого реципієнтного мікроорганізму;

- кон’югація– процес статевого розмноження, що має місце у деяких видів бактерій і полягає у перенесенні фрагмента ДНК з донорської (F+) до реципієнтної (F-)клітини.

 ПИТАННЯ 35. Плазміди

Плазміди – це невеликі молекули подвійної багатониткової, спіральної, нехромосомної ДНК. У більшості плазмід два кінці двоцепочечной молекули ДНК, що складають плазміди, ковалентно зв'язуються між собою, утворюючи фізичне коло. Однак деякі плазміди мають лінійну ДНК. Плазміди реплікуються незалежно від хромосоми господаря, але деякі плазміди, звані епізомами, здатні вставляти або інтегруватися в хромосому клітини господаря, де їх реплікація потім регулюється хромосомою.

Хоча деякі плазміди можуть передаватися від однієї бактерії до іншої шляхом перетворення та генералізованої трансдукції, найпоширенішим механізмом перенесення плазмід є кон'югація. Плазміди, які можуть передаватися при контакті клітини до клітини, називаються кон'югативними плазмідами. Вони містять гени, кодуючі для білків, що беруть участь як в перенесенні ДНК, так і в утворенні спарених пар.

Функції

Плазміди код синтезу декількох білків, які не кодуються бактеріальною хромосомою. Наприклад, R-плазміди, виявлені в деяких грамнегативних бактеріях, часто мають гени, що кодують як для виробництва пілуса кон'югації (розглянутого пізніше в цьому блоці), так і для множинної стійкості до антибіотиків. Завдяки процесу, який називається кон'югацією, пілус кон'югації дозволяє бактерії переносити копію R-плазмід іншим бактеріям, роблячи їх також багаторазовими стійкими до антибіотиків і здатними виробляти пілус кон'югації. Крім того, деякі екзотоксини, такі як правцевий екзотоксин, ентеротоксин кишкової палички та токсин шиги кишкової палички, розглянутий пізніше в розділі 2 під бактеріальною патогенністю, також кодуються плазмідами. Відомо, що існують тисячі різних плазмід.

Питання 36. Принципи класифікації мікроорганізмів

Мікроорганізми називають за бінарною номенклатурою, кожний вид має організми називають за бінарною номенклатурою, кожний вид має видову і родову назви. Родову назву пишуть з великої літери (латинською мовою), видову – з малої. Наприклад: збудник правця – Clostridium tetani, збудник чуми – Yersinia pestis, збудник холери – Vibrio cholerae, один із збудників дизентерії – Shigella sonnei. Допускаються скорочення родової назви (S. sonneu).

Згідно з новим кодексом номенклатури бактерій запроваджено такі міжнародні класифікаційні категорії: відділ клас порядок родина рід вид.

Загальновизнаною та найбільш поширеною є класифікація бактерій Д. Берджі. Згідно з визначником, виданим у 1993 р., бактерії поділяють за будовою клітинної стінки та забарвленням за Грамом на такі відділи: Gracilicutes – тонкошкірі (грамнегативні); Firmicutes – товстошкірі (грампози-тивні), Tenericutes – не мають клітинної стінки (мікоплазми), Mendisicutes – архебактерії (вони непатогенні).

Для зручності відділи описують за групами, які включають родини, роди та види. Там, де вони об'єднані в порядки і класи, вказується їхня назва.

Найбільше практичне значення серед грамнегативних бактерій мають:

1-ша група – спірохети, родина спірохет: рід трепонем – збудники сифілісу, рід борелій – збудники поворотного тифу; родина лептоспір, рід лептоспір – збудники лептоспірозу;

2-га група – аеробні (мікроаерофільні) рухливі вібріоїдні бактерії: рід спірил – збудники содоку (хвороби укусу щурів), роди кампіло-бактерій і гелікобактерій – представники нормальної мікрофлори (збудники шлунково-кишкових захворювань), рід бделовібріонів – паразити бактерій, очищують воду;

4-та група – аеробні (мікроаерофільні) палички та коки (8З роди): рід нейсерій – збудники гонореї та менінгіту, рід бордетел – збудники коклюшу, рід бруцел – збудники бруцельозу, рід францисел – збудники туляремії, рід псевдомонад – збудники гнійно-запальних процесів і сапу, рід легіонел – збудники гострих респіраторних інфекцій;

5-та група – факультативно-анаеробні палички (45 родів, 3 родини): родина ентеробактерій, роди ешерихій, сальмонел та шигел – усі вони збудники кишкових захворювань, рід ієрсиній – збудники чуми, псевдотуберкульозу та кишкового ієрсиніозу, роди протею і клебсієл – умовно-патогенні, збудники гнійно-запальних процесів; родина пастерел, рід гемофіліс – збудники м'якого шанкру та інфлюенци; родина вібріонів, рід вібріонів – збудники холери;

6-та група – анаеробні палички: прямі, зігнуті, спіральні, аспорогенні; родина бактероїдів, рід бактероїдів; рід фузобактерій – умовно-патогенні мікроорганізми, збудники гнійно-запальних і некротичних процесів (апендициту);

8-ма група – анаеробні коки, родина вейлонел, рід вейлонел – представники нормальної мікрофлори, умовно-патогенні, збудники запальнихпроцесів у м'яких тканинах;

9-та група включає родини рикетсій, хламідій і бартонел; родина рикетсій – збудники висипного тифу та інших рикетсіо-зів; родина хламідій – х рикетсіо-зів; родина хламідій – збудники трахоми, орнітозу та інших хламідіозів.

Серед грампозитивних бактерій найбільше практичне значення мають:

17-та група – грампозитивні коки: родина мікрококів, рід стафілококів; родина стрептококів, рід стрептококів. Усі вони є збудниками гнійно-запальних захворювань; родина бацил: рід бацил – збудники сибірки, рід клостридій – збудник правця, ботулізму, газової анаеробної інфекції;

19-та група – аспорогенні палички: рід еризопелотрикс – збудники еризопелоїду, рід лістерій – збудники лістеріозу (опортуністичні інфекції);

20-та група включає рід коринебактерій – збудники дифтерії і рід актиноміцетів – збудники актиномікозів;

21-ша група – родина мікробактерій, рід мікробактерій – збудники туберкульозу, лепри;

22-га – 29-та групи – актиноміцети, непатогенні (за вийнятком 22-ї групи, рід нокардій);

25-та група – рід стрептоміцетів – продуценти антибіотиків (стрептоміцину);

30-та група – мікоплазми – збудники мікоплазмозів.

 

Питання 37.Поняття про вид,штам,клон у мікроорганізмів

Термін «чиста культура» означає популяцію мікроорганізмів, що відносяться до одного виду, отриманих як потомство однієї клітини на стерильній живильному середовищі шляхом механічного поділу. Культура може рости окремими колоніями на щільному живильному середовищі. Сукупність мікробів одного виду, виділених з одного і того ж джерела в різний час або з різних джерел, називається штамом. Вид - це сукупність мікроорганізмів, що мають єдине походження і генотип, схожих за морфологічними і біологічними властивостями. Таким чином, чисті культури представлені мікроорганізмами одного штаму і виду. Популяція мікробів, яка є потомством однієї батьківської клітини, отримана шляхом мікроманіпуляцій, називається клоном. Клонування бактеріальних популяцій можливо як на рідких, так і на щільних поживних середовищах.

 

Питання 38.Чиста культура,методи її отримання

Метод розведення. Досліджуваний матеріал розводять у фізіологічному розчині. В залежності від кількості мікроорганізмів, розведення можуть бути в 100, 1000, 10000 і т.д раз. Із збільшенням розведення число мікроорганізмів зменшується, що дозволяє ізолювати окремі мікробні клітини і виділяти культуру у чистому вигляді. Для цього із більших розведень роблять посіви на щільне живильне середовище, на якому потім із кожної живої мікробної клітини виростає ізольована колонія. Схожі між собою колонії мікроскопують.

Метод розсіву. На щільне середовище (МПА) в ч. Петрі, наносять краплю досліджуваного матеріалу. Стерильним шпателем краплю розподіляють в другу чашку, і так в декілька чашках. В останню чашку попаде менше мікробів, отже виросте менше колоній, вони можуть бути ізольованими, що дозволить виділити чисту культуру. При розсіві проходить механічне розділення клітини, із кожної клітини виросте колонія, яка представляє собою сукупність одного мікроорганізму.

Метод використання елективних (вибіркових) середовищ. Одні мікроорганізми для росту потребують відповідних умов і складу речовини. Інші мікроорганізми на такому середовищі не ростуть. При наявності в досліджуваному матеріалі, мікробів, які ростуть на елективному середовищі, їх можна виділити в чисту культуру, що в подальшому підтверджується мікроскопуванням.

Метод виділення бацил. В досліджуваному матеріалі можуть бути як спорові так і вегетативні мікроорганізми. Розділити їх можна нагріванням матеріалу при температурі 70 – 80⁰С на протязі 10 – 15 хвилин вегетативні форми гинуть, а спори і бацили залишаються.

Метод біологічного очищення. Після нагрівання досліджуваного матеріалу, в якому передбачають знаходження спор, емульсією із нього заражають піддослідну тварину. Якщо тварина гине, із крові трупа можна виділити чисту культуру. В організмі проходить її очищення біологічним шляхом.

 

Питання 39.Відділи і класи прокаріотів

Більшість прокаріотів — бактерії, і ці два терміни раніше розглядалися як синоніми. Проте в 1990 році американський вчений Карл Воуз запропонував поділ прокаріотів на бактерій і архей (Bacteria та Archaea, спочатку Eubacteria і Archaebacteria) через істотні генетичні відмінності між цими групами. Система поділу на еукаріотів, бактерій та архей зараз вважається визнаною та називається Системою трьох доменів. Вона замінила собою Систему двох імперій.

На сьогодні описано понад 3000 видів прокаріотів, але їхня реальна кількість у природі значно більша.

Питання 40. Розповсюдження мікроорганізмів в оточуючому середовищі

Мікроорганізми живуть майже усюди на Землі, де є рідка вода, зокрема у вологому ґрунті, в гарячих джерелах, у верхніх шарах океанської води і глибоко всередині скель у межах земної кори. Мікроорганізми критично важливі для харчового ланцюжка в природі, особливо переробки поживних речовин в усіх екосистемах. Оскільки деякі мікроорганізми можуть також фіксувати азот, вони — важлива частина азотного циклу. Проте, патогенні мікроби можуть вторгатися до інших організмів і спричиняти інфекційні хвороби.

Питання 41. Циркуляція вірусів у природі

Віруси не можуть самостійно поширюватись у природі. Допомагають їм у цьому насамперед комахи-переносники, або, як їх ще називають, вірофорні комахи. Фітопатогенні віруси найчастіше переносять попелиці, трипси, цикадки, кліщі тощо. Нині відомо понад 200 видів попелиць-переносників 160 видів вірусів. Розрізняють два способи перенесення вірусів комахами: механічний і біологічний. У першому випадку в ротовий апарат комахи під час живлення разом з клітинами листків потрапляють і віруси, які вона переносить на здорові рослини. Біологічний спосіб дещо складніший. Після того як вірус через ротовий апарат потрапив до організму комахи, він проходить там інкубаційний період, розмножується і лише після цього комаха протягом тривалого часу може заражати здорові рослини.

Для багатьох вірусів рослин характерний ґрунтовий спосіб поширення, їх поширюють нематоди та гриби, які пошкоджують кореневі системи хворих і здорових рослин. Наприклад, гриб ольпідій капустяний може поширювати вірус некрозу тютюну за допомогою своїх зооспор. Чимало вірусів передається з насінням, бульбами, коренями, цибулинами тощо. Виявлено також, що 56 видів вірусів можуть переноситись повитицею, коли цей бур’ян-паразит перекидається з хворої рослини на здорову. Слід додати, що саме людина сприяє поширенню багатьох вірусів. Це відбувається під час проведення різноманітних агротехнічних заходів: щеплення і обрізування дерев, пікірування розсади, пасинкування рослин тощо, коли сік з ран хворих рослин потрапляє на руки, одяг або знаряддя праці робітників і переноситься на рани здорових рослин.

Нарешті віруси звичайної мозаїки квасолі та мозаїки в’яза можуть поширюватися пилком. Віруси тварин і людини поширюються крапельною інфекцією. Наприклад, вірус грипу найчастіше передається від хворих до здорових людей під час розмови, кашляння, чхання. Вірус сказу передається із слиною хворих тварин під час укусів. Арбовіруси, що спричиняють жовту гарячку, і вірус кліщового енцефаліту поширюються через укуси кровососних комах (комарів, кліщів тощо). Віруси бактерій (бактеріофаги) поширюються в природі з вогнищ лізису різних видів бактерій. Помірні фаги поширюються прямим переходом із зараженої материнської клітини в дочірню. Отже, скрізь, де є різні види бактерій, актиноміцетів, ціанобактерій, можуть поширюватися бактеріофаги, актинофаги та ціанофаги, що специфічно вражають їх.

Питання 42. Мікрофлора повітря

Повітря як середовище проживання менш сприятливе, ніж ґрунт і вода – мало живильних речовин, сонячні промені, висушування. Головним джерелом забруднення повітря мікроорганізмами є ґрунт, менше – вода. У видовому відношенні переважають коки (у т.ч. сарцини), спорові бактерії, гриби, актиноміцети. Особливе значення має мікрофлора закритих приміщень (накопичується при виділенні через дихальні шляхи людини). Повітряно-краплинним шляхом (за рахунок утворення стійких аерозолів) поширюються багато респіраторних інфекцій (грип, коклюш, дифтерія, кір, туберкульоз і ін.). Мікробіологічна чистота повітря має велике значення в лікарняних умовах (особливо – операційні й інші хірургічні відділення).

Питання 43. Мікрофлора води

Вода – найдавніше місце існування мікроорганізмів. Прісноводні водойми й річки відрізняються багатою мікрофлорою. Багато видів галофільних мікробів живе в морській воді, у тому числі на глибинах у кілька тисяч метрів. Чисельність мікроорганізмів у воді деякою мірою пов'язане зі складом органічних речовин. Серйозною екологічною проблемою є стічні води, що містять значну кількість мікроорганізмів і органічних речовин, що не встигають самоочищатися. Санітарно-гігієнічна якість води оцінюється різними способами. Частіше визначають колі-титр і коли-індекс, а також загальну кількість мікроорганізмів у мл води. Колііндекс – кількість E.coli (кишкової палички) в одному літрі, колі-титр – найменший об’єм води, у якому виявляється одна клітина кишкової палички. Санітарно-епідеміологічні показники мікроорганізмів в різних об'єктах вивчає санітарна мікробіологія. До числа її основних принципів можна віднести індикацію (виявлення) патогенів у об'єктах навколишнього середовища, до непрямих методів – виявлення санітарно-показових мікроорганізмів, визначення загального мікробного числа (ЗМЧ). Вода має істотне значення в епідеміології кишкових інфекцій. Їхні збудники можуть потрапляти з випорожненнями в зовнішнє середовище (ґрунт), зі стічними водами – у водойми й у деяких випадках – у водогінну мережу.

Питання 44. Мікрофлора грунту

Ґрунт є основним місцем проживання мікробів. Видовий склад мікрофлори складається з багатьох тисяч видів бактерій, грибів, найпростіших і вірусів. Кількість мікробів залежить від складу ґрунтів і ряду інших факторів. У одному грамі орного ґрунту може знаходитись до 10 млрд. мікроорганізмів. Серед них сапрофіти («гнила рослина»), тобто мікроорганізми, що живуть за рахунок мертвих органічних субстратів. У процесі самоочищення ґрунту й кругообігу речовин беруть участь нітрифікатори, азотфіксатори, денитрифікатори й інші групи мікроорганізмів. Патогенні мікроорганізми попадають у ґрунт із біовиділеннями людей і тварин (калом, сечею, мокротинням, слиною, гноєм, потом тощо), а також із трупами. Довше всього в ґрунті зберігаються спорові патогенні мікроорганізми – збудники сибірської виразки, правця, газової гангрени, ботулізму, що визначає епідемічне значення ґрунту при цих інфекціях. Збудники сапронозів можуть автономно жити в ґрунті й воді й бути пов'язаними із ґрунтовими й водними організмами, тобто це природне середовище проживання для них – основний резервуар збудників. Ґрунт і вода у випадку сапронозів виступає в якості джерела зараження тварин і людей.

Питання 45. Мікроорганізми і вищі рослини

Мікрофлора ризосфери. Рослини є гарним середовищем для проживання мікроорганізмів. Коренева система й наземні органи рослин рясно населені мікроорганізмами. Мікрофлору зони кореня прийнято підрозділяти на мікрофлору ризоплану – мікроорганізми, що безпосередньо поселяються на поверхні кореня, і мікрофлору ризосфери – мікроорганізми, що населяють область ґрунту, що прилягає до кореня. Чисельність мікроорганізмів у ризоплані й ризосфері в сотні й навіть тисячі разів перевищує їх чисельність у звичайному ґрунті. На чисельність і груповий склад мікрофлори ризоплану й ризосфери впливає тип ґрунту, кліматичні умови, характер рослинного покриву й стадія розвитку рослин. Як правило, у динаміці чисельності мікроорганізмів ризоплану й ризосфери спостерігаються два максимуми: перший припадає на фазу кущіння рослин, другий – на фазу цвітіння й початок плодоносіння. Домінують неспорові бактерії роду Pseudomonas і деякі мікроскопічні гриби, бацили, актиноміцети, целюлозоруйнівні бактерії, мікобактерії. Процеси трансформації речовин у ризосфері обумовлюють нагромадження в ній елементів мінерального живлення рослин. Кислоти, що виділяються бактеріями, сприяють розчиненню й засвоєнню рослинами важкодоступних з'єднань, таких, як фосфати кальцію, силікати калію й магнію. Синтезовані мікроорганізмами вітаміни (тіамін, вітамін B12, піридоксин, рибофлавін, пантотенова кислота тощо) і ростові речовини (гіберелін, гетероауксин) виявляють стимулюючу дію на ростові процеси рослин. Багато сапрофітних бактерій ризосфери є антагоністами фітопатогенних мікробів і виконують роль санітарів у ґрунті. Епіфітна мікрофлора рослин. Мікроорганізми, що розвиваються на поверхні стебел і листя рослин, одержали назву епіфітної мікрофлори. Склад епіфітної мікрофлори досить специфічний. Більшість становлять бактерії Erwinia herbicola. Друге місце за чисельністю займають різні гриби (Penicillium, Mucor, Fusarium і ін.). На поверхні багатьох тропічних рослин виявлені азотфіксувальні бактерії роду Beijerinckia, що постачають азот безпосередньо в листя. Різноманітна й рясна мікрофлора на поверхні насіння. До складу мікрофлори насіння обов'язково входять неспорові бактерії Pseudomonas, Arthrobacter і Flavobacterium, дріжджі Candida, Rhodotorula, Criptococcus, а також гриби Penicilium, Aspergillus, Alternaria, Cladosporium, Mucor тощо. Розвиток мікроорганізмів на поверхні зерна значною мірою залежить від вологості й температури. Вважають, що епіфітна мікрофлора утворює певний біологічний бар'єр, що перешкоджає зараженню рослинних тканин фітопатогенними мікробами. Фітопатогенна мікрофлора. Перше місце серед фітопатогенних мікробів належить грибам, друге місце займають віруси й бактерії й лише невеликий відсоток хвороб рослин викликають актиноміцети. Фітопатогенні мікроорганізми активно синтезують гідролітичні ферменти (пектинази, целюлази, протеази й ін.), які викликають мацерацію рослинних тканин і руйнування клітинних оболонок, що призводить до проникнення збудника хвороби усередину клітини, порушують обмін, отруюють токсинами, що призводить її до загибелі. Джерелами зараження рослин фітопатогенними мікроорганізмами слугує ґрунт, вода й багато комах. Найбільшу небезпеку представляють інфікований насінний матеріал і залишки хворих рослин у ґрунті.

Питання 46. Нормальна мікрофлора тіла людини

Нормальна мікрофлора людини й тварин. Сукупність мікроорганізмів, що пристосувалися до життя в організмі людини й тварин і не викликають яких-небудь порушень фізіологічних функцій макроорганізму, має назву нормальної мікрофлори. Нормальну мікрофлору людини й тварин підрозділяють на облігатну й факультативну. До облігатної мікрофлорі належать відносно постійні сапрофітні й умовно-патогенні мікроорганізми, максимально пристосовані до існування в організмі хазяїна. Факультативна мікрофлора є випадкової й тимчасовою. Вона визначається потраплянням мікроорганізмів з навколишнього середовища, а також станом імунної системи макроорганізму.

Мікрофлора дихальних шляхів. З навколишнього повітря надходить маса мікробів. Більша частина мікроорганізмів затримується у верхніх дихальних шляхах. Слизисті оболонки гортані, трахеї, бронхів і альвеоли здорової людини не містять мікроорганізмів. У складі мікрофлори верхніх дихальних шляхів утримуються відносно постійні мікроби, представлені стафілококами, коринебактеріями, стрептококами, бактероїдами, капсульними грамнегативними бактеріями й ін. Крім бактерій у верхніх дихальних шляхах протягом тривалого часу в латентному стані можуть перебувати деякі віруси, зокрема, аденовіруси. Мікрофлора сечостатевого тракту. Мікробний біоценоз убогий, верхні відділи звичайно стерильні. У піхві здорової жінки переважають молочнокислі палички Додерлейна (лактобактерії), що створюють кислу рН, що пригнічує грамнегативних бактерій і стафілококів та дифтероїдів. Існує баланс між лактобактеріями з одного боку й гарднерелами й анаеробами з іншої.

 

Питання 47. Основні методи дослідження мікрофлори повітря

В атмосферному повітрі можуть знаходитись десятки й сотні видів сапрофіт­них мікроорганізмів. Серед них регулярно виявляють стафілококи, мікрококи, сарцини, спороносні палички, актиноміцети, віруси. Вони потрапляють у повітря з грунту, води, рослин, тварин, харчових продуктів і відходів деяких виробництв. Мікрофлору атмосферного повітря досліджують рідко, в основному, за несприят­ливих епідеміологічних ситуацій. У повітрі закритих приміщень, особливо лікар­няних, поряд із нешкідливими сапрофітами можуть виявляти й патогенні мікро­організми: збудники дифтерії, скарлатини, менінгіту, коклюшу, туберкульозу, віруси грипу, парагрипу, кору та ін. Санітарно-показовими бактеріями для повітря закри­тих приміщень є золотисті стафілококи, альфа- і бета-гемолітичні стрептококи.

Для повсякденної санітарно-гігієнічної оцінки повітря лікарняних приміщень визначають такі показники:

1. Загальна кількість мікробів у 1 м³ повітря.
2. Кількість у 1 м³ санітарно-показових бактерій.

За цими показниками визначають ступінь бактерійного забруднення повітря­ного середовища. Виявлення золотистих стафілококів і гемолітичних стрептококів вище допустимих нормативів свідчить про епідеміологічне неблагополуччя дослі­джуваного об'єкта.

Бактеріологічні лабораторії санітарно-епідеміологічних станцій у планово­му порядку проводять мікробіологічні дослідження таких приміщень як операційні, реанімаційні й перев'язувальні відділення хірургічних і дитячих стаціонарів, по­логових будинків, станцій переливання крові, аптек, дитячих садків, ясел, шкіл, кінотеатрів тощо.

При проведенні мікробіологічних досліджень повітря використовують седи­ментаційний, аспіраційний і фільтраційний методи.

Питання 48. Методи дослідження мікрофлори водного середовища

 окислюваність – кількість розчиненого у воді кисню;

загальна кількість мікробів – це кількість колоній, що виросли на МПА з 1 мл води при температурі 370С протягом 24 годин;

 колі-титр – це найменший об'єм води (у мілілітрах), в якому виявляється одна кишкова паличка;

 колі-індекс – кількість кишкових паличок в 1 л води.

 Показники норми для питної води: • Колі-індекс ≤ 3 (в 1 л) • Колі-титр ≥ 300 • Мікробне число ≤ 100

Питання 49. Дослідження мікрофлори грунту

1. мікробне число – загальна кількість мікроорганізмів в 1 г ґрунту;
2. колі-титр – найменша кількість ґрунту (в грамах), в якому виявляється життєздатна клітина E. coli;
3. перфрингенс-титр ґрунту - найменша кількість ґрунту, в якому міститься одна клітина Cl. perfringens;
4. колі-індекс ґрунту – кількість E. coli в 1 г досліджуваного ґрунту

Питання 50. Сапробність води. Поняття та види

Сапробність — здатність водних організмів жити у воді, яка містить різну кількість органічних речовин.

За ступенем органічного забруднення водоймища прийнято поділяти на полі-, мезо- та олігосапробні, а організми, що в них проживають, відповідно називати полі-, мезо- або олігосапробами.

Кожне з таких водоймищ має перелічені нижче ознаки.

• Полісапробні — у воді практично немає кисню; багато нерозкладених білкових речовин; значна кількість сірководню та вуглекислого газу.
• Мезосапробні — вода не містить нерозкладених білкових речовин; у ній дуже мало сірководню та вуглекислого газу, але досить помітна концентрація кисню; у воді присутні слабко окислені азотисті сполуки — аміак, аміно- та амідокислоти.
• Олігосапробні — вода не містить сірководню; у ній мало вуглекислого газу; кількість кисню наближається до нормальної; вкрай мало нерозкладених розчинених органічних речовин.

Також часто говорять про токсібність — здатність водних організмів жити у воді, яка містить різну кількість токсичних речовин

Питання 51. Колі-титр та колі-індекс

• Колі-індекс – кількість кишкових паличок, які містяться у 1 л води. 
• Колі-титр – найменший об'єм води, де виявляють одну кишкову паличку.

У чистій воді артезіанських свердловин колі-титр, як правило, вищий за 500 мл, а колі-індекс – менший 2.

Питання 52. Мікрофлора шкіри тіла людини

Нормальна мікрофлора шкіри. Найбільш заселені мікроорганізмами місця, захищені від дії світла й висихання – шкіра відкритих частин тіла – рук, лиця, шиї. Субстратом для харчування бактерій на поверхні шкіри слугують виділення потових і сальних залоз, клітини епітелію, що відмирають. Основна маса мікроорганізмів шкіри представлена сапрофітними бактеріями – стафілококами, бацилами, мікобактеріями, коринебактеріями й дріжджовими грибами, і тільки в 5 % аналізів виділяється умовно-патогенний мікроб – золотистий стафілокок. Найбільш постійний склад мікрофлори в області сально-волосяних фолікулів. Найчастіше виявляють Staphylococcus epidermidis і S. saprophyticus, гриби роду Candida, рідше – дифтероїди й мікрококи. Виявлення при санітарно-бактеріологічних аналізах на поверхні шкіри Escherichia coli свідчить про забруднення її фекаліями.

Питання 53. Мікроби порожнини рота і горла

Мікрофлора ротової порожнини й шлунково-кишкового тракту. Постійними мешканцями ротової порожнини є стрептококи, лактобацили, коринебактерії, бактероїди, а також дріжджові гриби, актиноміцети, мікоплазми й найпростіші. До факультативних мешканців належать ентеробактерії, спорові бактерії й синегнійна паличка. Наявність Escherichia coli є показником несприятливого стану ротової порожнини. Головну роль у підтримці якісного й кількісного складу мікроорганізмів у ротовій порожнині відіграє слина, що містить різні ферменти, що володіють антибактеріальною активністю.

Питання 54. Мікрофлора травного каналу

Найбільше активно бактерії заселяють шлунково-кишковий тракт. При цьому колонізація здійснюється чітко «за поверхами». У шлунку з кислою реакцією середовища й верхніх відділів тонкої кишки кількість мікроорганізмів не перевищує 1000 у мл, частіше виявляють лактобацили, ентерококи, дріжджі, біфідобактерії, E.coli. Іноді в шлунку в незначній кількості зустрічаються Sarcina ventriculi, Bacillus subtilis і деякі дріжджі. У тонкому кишечнику живе порівняно мало бактерій (102–103 ), переважно аеробні форми. Зате в товстому кишечнику є колосальна кількість мікробів, що включають більш 260 різних видів факультативних і облігатних анаеробів.

 Мікрофлора товстого кишечнику найбільш стабільна й різноманітна. Це резервуар бактерій усього організму – загальна біомаса мікробів може досягати 1,5 кг. Основними мешканцями товстого кишечнику є бактероїди, біфідобактерії, фекальний стрептокок, кишкова паличка, молочнокислі бактерії. Останні в кишечнику виступають у ролі антагоністів гнильної мікрофлори й деяких патогенних мікробів. Домінуючою групою в нормі є неспорові анаеробні бактерії (бактероїди, біфідобактерії) – до 99 %. Виділяють мукозную (пристінкову) і просвітну мікрофлору. Пристінкова мікрофлора забезпечує колонізаційну резистентність кишечнику, що відіграє важливу роль у попередженні (у нормі) і в розвитку (при патології) екзо- і ендогенних інфекційних захворювань. Нормальна мікрофлора в організмі людини й тварин відіграє важливу роль у формуванні природного імунітету. Облігатні мікроорганізми, що продукують речовини типу антибіотиків, молочну кислоту, спирти, пероксид водню й інші сполуки, мають яскраво виражені антагоністичні властивості щодо багатьох патогенних бактерій. Якісні й кількісні порушення в складі мікробної флори в організмі людини одержали назву дисбактеріозу. Найчастіше дисбактеріоз супроводжується збільшенням факультативно- анаеробної або залишкової мікрофлори (грамнегативних паличок – кишкової палички, протея, псевдомонад), стафілококів, грибів роду Candida. Ці мікроорганізми, як правило, стійкі до антибіотиків і при пригніченні нормальної флори антибіотиками й зниженні природної резистентності одержують можливість безперешкодно розмножуватися. Дисбактеріоз виникає найчастіше в результаті тривалого приймання антибіотиків, а також при хронічних інфекціях, радіації й дії екстремальних факторів. Розвиток дисбактеріозу пояснюється пригніченням облігатної мікрофлори макроорганізму. Найбільш важкі форми дисбактеріозів – стафілококові пневмонії, коліти й сепсис, кандидомікози, псевдомембранозний коліт, що викликається Clostridium difficile. Для лікування застосовують біопрепарати, що відновлюють нормальну мікрофлору – еубіотики – колібактерин (використовують спеціальний штам E.coli, антагоніст шигел), лактобактерин, біфідумбактерин, біфікол, бактисубтил і інші, а також спеціальні бактеріофаги. Нормальна мікрофлора й особливо мікрофлора товстого кишечнику впливає на організм. Основні її функції: - захисна (антагонізм до інших, у тому числі патогенних мікробів); - імуностимулювальна (антигени мікроорганізмів стимулюють розвиток лімфоїдной тканини); - травна (насамперед обмін холестерину й жовчних кислот); - метаболічна (синтез вітамінів групи В – В1,2,6,12, ДО, нікотинової, пантотенової, фолієвой кислот).

 

Питання 55. Поняття про інфекцію. Джерела та шляхи передачі

Інфе́кція або заражування хворобою (англ. Infection — проникнення в організм хвороботворних мікроорганізмів; інфікування, зараження / заражування^[2] — стан, коли в організм потрапляє чужорідний агент — патоген (бактерія, паразитичний грибок, найпростіший організм, гельмінти, вірус або пріон), який розмножується і може чинити хвороботворний ефект. Запозиченому з лат. infectio, що означає «фарбування, просочування, псування» видатний німецький лікар Крістоф Вільгельм Гуфелянд у 1831 році надав нове значення — «зараження хворобою». У 1894 році термін «інфекційні хвороби» запропонував засновник патологічної анатомії Рудольф Вірхов.

Джерелами інфекції можуть бути різні середовища і предмети як живої, так і неживої природи. Найбільш часто патогенні та умовно-патогенні мікроорганізми проникають в організм людини із забрудненою водою та їжею. Але джерелами паразитів можуть бути хворі тварини, люди, носії та реконвалесценти, а також їх виділення, предмети побуту тощо. Залежно від джерел інфекції розрізняють такі форми хвороб: антропонозні, зоонозні, зооантропонозні та сапронозні.

    Антропонозні (від грец. anthropos – людина, nosos – хвороба) – це хвороби, що уражують тільки людей і передаються від однієї особи до іншої. До цієї групи інфекцій належать холера, черевний тиф, дизентерія та інші.
   Зоонозні (від грец. zoon – тварина, nosos – хвороба) – це захворювання, що виявляються тільки у тварин, наприклад, чума рогатої худоби, куряча холера, чума свиней, гемофілія коней тощо.
   Зооантропонозні хвороби розвиваються як у тварин, так і у людей. До них належить велика кількість захворювань (близько 100) і найбільш розповсюджені серед них є туляремія, бруцельоз, лептоспіроз, чума, туберкульоз, сказ, ящур, сибірська виразка, токсоплазмоз, трипаносомоз та інші.
   Сапронозні (від грец. sapros – гнилий, nosos – хвороба) – це хвороби, що викликаються вільноживучими мікробами (в основному бактеріями і грибами), розповсюдженими на поверхні грунту та гнилих залишках рослин. До цих інфекцій відносять легіонели, йєрсінії, деякі вібріони та морські мікроорганізми.

 

 

 

Питання 56. Патогенність та віруленьність організмів

Патогенність – це видова, генетично обумовлена полідетермінантна ознака, яка визначає потенційну здатність мікроорганізму викликати інфекційний процес у хазяїна.

 Вірулентність – це міра патогенності, яка визначає основні властивості патогена.

Питання 57. Поняття про імунітет. Його види

Імунітет — це сукупність захисних механізмів, які допомагають організму боротися з чужорідними чинниками: бактеріями, вірусами, сторонніми тілами тощо. Розрізняють природжений і набутий імунітет.

Вроджений імунітет передається спадково, як й інші генетичні ознаки. Набутий імунітет (може бути активно або пасивно набутим) виникає внаслідок перенесеної інфекційної хвороби або вакцинації і спадково не передається.

Набутий імунітет — імунітет, що формується протягом життя індивідуума і не передається спадково, може бути природним або штучним.

Природно набутий імунітет розвивається після перенесеного інфекційного захворювання або після прихованих контактів з мікробними інфекціями. В залежності від властивостей збудника і стану імунної системи організму стійкість може бути довічною (наприклад, після кору), тривалою (після черевного тифу) або порівняно короткочасною (після грипу).

Штучно набутий імунітет Стан несприйнятливості розвивається в результаті вакцинації, введення сироваток та інших маніпуляцій.

Імунізація — штучно запущений процес, під час якого імунна система людини стає захищеною від хвороби внаслідок створення захисних факторів відторгнення певного антигену після введення імуногену. Коли на імунну систему діють сторонні для макроорганізму молекули, вона відповідає імунною реакцією. Після цього процесу, завдяки імунній пам'яті, імунна система розвиває здатність швидко реагувати на повторну зустріч з введеним до цього агентом. Це головна функція набутого імунітету.

Під час контрольованого введення імуногену, макроорганізм самостійно набуває здатності до самозахисту: цей процес називають активною імунізацією. Залежно від типу антигену, активна імунізація формує високоспецифічний тимчасовий різної тривалості чи постійний імунітет. Найважливіші елементи імунітету, які формуються внаслідок імунізації, — T-лімфоцити, B-лімфоцити, а також антитіла, вироблені B-лімфоцитами. Клітини пам'яті B-лімфоцитів та T-лімфоцитів слугують швидкому реагуванню імунної системи на повторну зустріч із антигеном.

Пасивна імунізація — це введення сироваток чи імуноглобулінів, що містять готові антитіла. За допомогою пасивної імунізації можна швидко створити тимчасовий імунітет тривалістю 1-6 тижнів.

Іму́нна систе́ма — сукупність органів, тканин, клітин, які забезпечують захист організму від чужорідних агентів; система організму, яка контролює сталість клітинного і гуморального складу організму.

Знищенню імунною системою підлягає генетично чужорідне: молекули інших організмів, мікробні клітини, молекули, до яких утворюються антитіла, а також, пошкоджені клітини власного організму; крім того, імунна система може реагувати на власні клітини та тканини, що мають пошкодження або злоякісно трансформовані.

Питання 58. Віруси як неклітинні форми життя. Основні ознаки вірусів за Суховим

Віруси — позаклітинні форми життя, які являють собою автономні генетичні системи, нездатні до самостійного існування поза організмом або клітиною хазяїна, тобто є облігантними внутрішньоклітинними паразитами. Віруси займають суміжне положення між живою і неживою матерією. До основних рис, що відрізняють їх від живих організмів, належать: відсутність клітинної будови; відсутність власної білок-синтезуючої системи; геном вірусів може бути представлений не тільки ДНК, але й РНК; деякі віруси можуть формувати всередині клітини кристали.

Навпаки, як і всі живі об’єкти, віруси здатні: до розмноження; успадковування ознак; генетичної і фенотипічної мінливості; адаптації до умов навколишнього середовища.

За К. С. Суховим (1965), віруси характеризуються такими основними ознаками:

1) дуже малими розмірами тіла (вимірюються нанометрами);

2) відсутністю клітинної будови;

3) відносно простим хімічним складом (найпростіші віруси складаються з білка і нуклеїнової кислоти);

4) нездатністю до культивування на штучних синте­тичних середовищах;

5) особливим циклом розвитку в організмі сприятливого хазяїна або частиною цього циклу в безклітинному середовищі, яке включає деякі органоїди клітини і речовини, необхідні для синтезу нуклеїнових кислот і білків;

6) здатністю деяких із них кристалізуватися за певних умов довкілля.

Питання 59. Морфологія та хімічний склад вірусів. Класифікація вірусів

Класифікація

1. тип нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК)
2. її структура, кількість ниток (одна або дві)
3. особливості відтворення вірусного генома;
4. розмір і морфологія віріонів, кількість капсомерів і тип симетрії;
5. наявність суперкапсиду;
6. місце розмноження в клітині;
7. антигенні властивості та ін

Типи симетрії. Розрізняють спіральний і кубічний (ікосаедричний) тип укладки капсомерів навколо НК. Спіральний Кубічний тип тип Подвійна симетрія. Деякі бактеріофаги мають подвійну симетрію: головка організована по принципу кубічної симетрії, відросток – по принципу спіральної симетрії. Відсутність постійної симетрії. Для вірусів великих розмірів (поксвірусів) характерна відсутність постійної симетрії

Питання 60. Культивування бактерій

Культивування мікроорганізмів. Для вирощування бактерій в лабораторних умовах, дослідження їх різноманітних властивостей, тривалого зберігання використовують живильні середовища.  Вони повинні відповідати певним стандартам, створюючи оптимальні умови  для росту, розмноження й життєдіяльності мікроорганізмів.

В першу чергу бактерії потребують азоту, вуглецю  та водню для побудови власних білків. Водень і кисень  для клітин постачає вода. Джерелом азоту виступають численні речовини, в основному, тваринного походження (м’ясо яловиче, риба, м’ясо-кісткова мука, казеїн), а також  білкові гідролізати, пептиди, пептони. Можна використовувати й замінники м’яса - плаценту, кров’яні згустки, дріжджі. Отже, до складу  середовищ повинні бути введені джерела живильних речовин і води, а також ростові фактори (вітаміни, ферменти). Універсальним джерелом їх служать екстракти з білків тваринного  й рослинного походження, білкові гідролізати. Для мікробів з більш складними харчовими потребами до складу середовищ включають нативні субстрати - кров, сироватку, асцитичну рідину, яєчний жовток, кусочки печінки, нирок, мозкової тканини та ін.

Середовища повинні бути збалансованими за мікроелементним складом і містити іони заліза, міді, марганцю, цинку, кальцію, натрію, калію,  мати у своєму складі неорганічні фосфати.

Допустимим є вживання речовин, які усувають дію інгібіторів росту і токсиноутворення мікробів (окремі амінокислоти, твіни, активоване вугілля тощо). Важливим є стабілізація оптимуму рН середовища, його високої буферності. Середовища повинні мати певну в’язкість, густину Залежно (рідкі, напіврідкі, щільні), бути ізотонічними, прозорими й обов’язково стерильними.

Численні потреби мікроорганізмів зумовлюють велике розмаїття живильних середовищ, а для окремих видів бактерій існують  спеціальні середовища. Частину їх готують у  лабораторіях безпосередньо перед посівом, але з кожним роком з’являються все нові й нові середовища заводського виготовлення (сухі), які здатні задовільнити найвибагливіші потреби мікробіологів. Вони зберігаються тривалий час, мають стандартний склад.

 

Класифікація живильних середовищ 

Залежно від своєї густини, середовища поділяються на рідкі, напіврідкі та щільні. Напіврідкі та щільні середовища готуються з рідких, додаючи відповідно 0,3-0,7 %  та 1,5-2,0 % агару. Останній представляє собою  волокнистий матеріал, який добувають з морських водоростей. Складається він з полісахаридів (70-75 %), білків (2-3 %), основними складниками є високомолекулярні агароза та агаропептин.  Агар розчиняється у воді при підвищеній температурі, а, застигаючи,  надає  середовищу драглеподібної консистенції та стійкості до ферментних  систем бактерій. Саме за ці властивості він набув широкого розповсюдження у мікробіологічній практиці. Для створення щільних середовищ   використовують також желатин (10-15 %), згорнуту сироватку крові.

Середовища поділяються на природні й штучні. Як природні використовують згорнуту сироватку, молоко, яйця, м’язову тканину. Штучні середовища створюють шляхом комбінування різноманітних субстратів, що забезпечують ті чи інші потреби мікроорганізмів.

Залежно від потреб бактеріологів існуючі живильні середовища поділяються на чотири основні групи.

Перша група - універсальні (прості) середовища. До них належать прості середовища: м’ясо-пептонний бульйон (МПБ) та м’ясо-пептонний агар (МПА). За своїм складом, наявністю живильних речовин вони придатні для культивування багатьох видів бактерій.

Друга група - спеціальні середовища. Вони використовуються в тих випадках, коли мікроорганізми не ростуть на простих. До них належить кров’яний,  сироватковий агари,  сироватковий бульйон, асцитичний бульйон та асцит-агар.

Третя група - елективні середовища. Їх використовують для цілеспрямованого виділення та накопичення бактерій з матеріалу, який містить багато сторонніх мікробів.  Створюючи такі середовища, враховують біологічні особливості бактерій певного виду, які відрізняють їх від інших. Наприклад, елективним для холерних вібріонів є 1 % лужна пептонна вода, середовища Ру та Леффлера - для збудників дифтерії, середовище Плоскірева - для дизентерійних паличок, середовище Мюллера- для тифо-паратифозних бактерій. Гарний ріст стафілококів спостерігаєтся на  середовищах, у складі яких є  до 10 % хлориду натрію. Мікрококи та коринебактерії ростуть на агарі, що містить фуразолідон.

Додавання антибіотиків до складу живильних середовищ робить їх елективними відносно антибіотикостійких штамів.

Четверта група - диференціально-діагностичні середовища. Це велика група середовищ, які дозволяють визначити певні біохімічні властивості мікроорганізмів і проводити їх первинну диференціацію. Вони поділяються на середовища для визначення протеолітичних, пептолітичних, цукролітичних, гемолітичних, ліполітичних, редукуючих властивостей тощо.

Питання 61. Розмноження вірусів

Потрапивши в клітину, вірусна нуклеїнова кислота передає спадкову інформацію в різні ділянки апарату, який забезпечує синтез білка в клітині.

Нуклеїнова кислота деяких вірусів становить собою іРНК, яка сполучається з рибосомами клітини-хазяїна і бере безпосередню участь у синтезі вірусних білків. РНК інших вірусів (наприклад, ВІЛ* та ін.) проникає в ядро клітини, де синтезує ДНК, яка містить інформацію про структуру вірусних частинок, а ДНК, у свою чергу, синтезує вірусну іРНК.

Синтезовані вірусні білки, накопичуючись у клітині-хазяїні, пригнічують утворення його білків і стимулюють подальший синтез речовин, потрібних для побудови вірусних частинок. За рахунок використання енергетичних ресурсів клітини-хазяїна в ній синтезується все більше і більше вірусних білків і нуклеїнових кислот.

Потім усередині клітини-хазяїна формуються вірусні частинки: навколо молекули нуклеїнової кислоти утворюється білкова оболонка. Вихід вірусних частинок з клітини відбувається по-різному. Часто мембрана клітини, наповнена вірусними частинками, руйнується і віруси потрапляють у довкілля. Іноді вірусні частинки вивільняються при порушенні цілісності ділянок мембрани клітини-хазяїна іншим вірусом (наприклад, бактеріофагом). Частинки багатьох складних вірусів можуть «відбруньковуватися» від клітини-хазяїна, захоплюючи частину плазматичної мембрани. В цьому разі заражена клітина, доки не вичерпаються її енергетичні та біохімічні ресурси, достатньо тривалий час утворює все нові й нові вірусні частинки.

Іноді вірусна ДНК вбудовується в ДНК клітини-хазяїна. При цьому водночас синтезуються як білки клітини, так і білки вірусів. Така клітина не гине, але може змінювати свої властивості, наприклад набуває здатності необмежено рости. Такі форми відомі серед бактеріофагів і вірусів, які спричиняють деякі види ракових захворювань.

Процес розмноження вірусів складається з:

1) прикріплення фага до поверхні бактеріальної клітини;

2) введення ДНК у клітину бактерії;

3) передача з ДНК фага спадкової інформації про білки в білоксинтезуючий апарат клітини;

4) розщеплення ДНК хазяїна і підпорядкування білоксинтєзуючого апарату клітини;

5) реплікація ДНК фага;

6) утворення нових частинок бактеріофагів;

7) руйнування клітини хазяїна і звільнення нових фагів.

Питання 62. Бактеріофаги. Морфологія фагів. Взаємодія фагів з бактеріями. Практичне застосування бактеріофагів

Бактеріофаги – це віруси, що уражують виключно бактеріальні клітини. Бактеріофаги широко розповсюджені в природі. На даний момент не існує жодної відомої бактерії, яка б не могла бути ураженою бактеріофагом чи не несла у своєму геномі профаг (інтегровану нуклеїнову кислоту фага). Бактеріофаги відомі для усіх типів бактерій без виключення: від бактеріальних паразитів роду Dellovibrios і до порівняно крупних синьозелених водоростей. Як і будь-які інші віруси, фаги є носіями усіх основних вірусних ознак, що чітко відрізняє їх від інших об’єктів живої природи:

 - Наявність одного типу нуклеїнової кислоти (ДНК чи РНК).

- Відсутність власного білок-синтезуючого апарата.

 - Не спроможність до росту та розмноження на поживних середовищах.

 - Диз’юнктивна (розрізнена) збірка віріонів.

 - Здатність до кристалізації.

 - Не інфекційність поза клітиною.

 Бактеріофаги є зручними об’єктами для досліджень за рахунок швидкого накопичення інфекційного матеріалу та відносній простоті маніпуляцій із їх геномом. Більшість фагів складаються із двох структурних компонентів – головки і відростку, кожний з яких виконує певну функцію в залежності з їх хімічною природою. Головка фага представляє собою молекулу нуклеїнової кислоти – ДНК або РНК, оточена білковою оболонкою, відросток – стрижень, який оточений білковим чохлом. Нерідко фаговий відросток виражений дуже слабко, а іноді і зовсім відсутній. Крім того зустрічаються фаги, які мають паличковидну форму - іноді довгих і зігнутих. Генетичну функцію у фагів виконує нуклеїнова кислота, фаговий білок механічно захищає нуклеїнову кислоту від зовнішніх дій і приймає активну участь в процесі проникнення нуклеїнової кислоти в чутливу клітину. З білком пов’язані ферментні системи фагів. Фагова оболонка (капсид) складається з окремих структурних компонентів – субодиниць, які представляють собою поліпептидні ланцюги. Нуклеїнова кислота фагів 6 характеризується різноманіттям структури та молекулярних мас – від високомолекулярних дволанцюгових ДНК з молекулярною масою 120- 130х106 Д до низькомолекулярних одноланцюгових РНК з молекулярною масою 1-2х106 Д. Основна функція фагів – репродукційна, відбувається шляхом інфікування бактеріальних клітин зрілими (активними) фаговими часточками. Даний процес отримав назву фагової інфекції. Бактеріофаг може існувати в трьох станах – профага, вегетативного фага, зрілого фага. У вільному стані фаги інертні. Після адсорбції на клітині – хазяїна нуклеїнова кислота фага проникає всередину клітини, де починає реплікативний цикл. Від зрілого фага така частинка відрізняється в багатьох відношеннях, її називають вегетативним фагом, внаслідок притаманної їй необмеженої здатності до відтворення. Здатністю існувати в третьому стані, а саме в стані профага, характеризуються помірні фаги. Інфікуючи чутливу бактеріальну клітину, помірний фаг може переходити у інтегрований стан, який входить в спадково закріплені симбіотичні взаємовідносини з клітиною – господарем, відомі під назвою лізогенія.

Питання 63. Найпоширеніші вірусні хвороби рослин і методи боротьби з ними

Усі вірусні захворювання рослин можна розділити на дві групи: жовтяниці та мозаїки. Перші характеризуються пожовтінням рослин, надмірним кущінням та короткими вузлами стебла. Другі — специфічним плямистим («мозаїчним») забарвленням листя з некротизованими ділянками, нерівномірним кущенням та формуванням недорозвиненого колоса. Найбільш поширеними вірусними хворобами зернових культур є:

• Вірус жовтої карликовості ячменю (ВЖКЯ). Вражає практично всі культурні та дикоростучі злаки, у тому числі озиму та яру пшеницю, озимий та ярий ячмінь, овес, жито, кукурудзу. Характерні ознаки захворювання — інтенсивно жовте (подекуди помаранчеве) забарвлення листя рослин, інтенсивне кущення та карликовість зі слабко розвиненою кореневою системою. Колосок у багатьох випадках не формується взагалі, якщо формується — він короткий та малопродуктивний. Основний переносник вірусу – злакова тля.
• Карликовість пшениці. Вражає пшеницю, овес, жито, тритикале, деякі види злакових трав. Уже восени вражені рослини набувають жовтого забарвлення (жито та овес можуть помітно почервоніти), листкові пластинки матимуть рвані краї, кущення проходить інтенсивно та нерівномірно. В зимовий період і під час весняного відновлення вегетації  більшість хворих рослин гине. Переносник вірусу — хлібна цикадка.
• Закуклювання вівса. Вражає пшеницю, просо, овес, ячмінь, кукурудзу, а також злакові бур’яни, які можуть служити резерваторами та розповсюдниками вірусу. При зараженні сходів розвиток рослин призупиняється, листя набуває мозаїчного забарвлення, коренева система дуже слабка. При зараженні перед кущінням рослини починають інтенсивно кущитися, формуючи велику кількість пагонів, на яких колоски не утворюються або утворюються недорозвиненими та стерильними. Переносник вірусу — цикадка темна.
• Вірус жовтої мозаїки ячменю (ВЖМЯ). Вражає ярий та озимий ячмінь. Проявляється вогнищевими ураженнями рослин з пожовтінням листя, на якому у подальшому утворюються некротизовані смужки. Хворі рослини значно відстають у розвитку, погано розкущуються, мають дуже слабку кореневу систему. Колос формується рідко, при цьому він укорочений та недорозвинений. Вірус жовтої мозаїки перебуває у ґрунті та переноситься грибами Polymyxa grаminis.
• Смугаста мозаїка пшениці. Вражає більшість зернових культур, у тому числі злакові трави та дикоростучі злаки, але найчастіше від цієї хвороби страждає озима пшениця. Хворі рослини набувають характерного «смугастого» забарвлення з тонкими світло-зеленими смужками, що йдуть паралельно до листкових жилок. Поступово листя рослин жовтіє та відмирає, рослини відстають у розвитку та рості, колос формується короткий, погано виповнений та з миршавим зерном. Переносник — пшеничний кліщ.
• Мозаїка (російська) озимої пшениці. Вражає майже всі злакові культури, у тому числі дикоростучі. Характерні симптоми — пожовтіння та мозаїчність листя рослин, яке на озимих культурах проявляється вже восени, поступове згортання листків у трубку. Навесні також спостерігаються відставання у рості, нерівномірне кущення, відсутність продуктивних стебел або пустий колос, подекуди загибель рослин. Переносники — смугаста та шестикрапкова цикадки.

Засоби захисту рослин від ураження вірусами

На сьогодні не існує прямих методів боротьби з вірусами зернових культур. Взаємодія між вірусами, їх переносниками та рослинами відбувається за доволі складним механізмом, який змінюється залежно від екологічних та кліматичних умов, а також агротехніки на конкретних полях.

Головним методом захисту та боротьби у даному випадку є профілактика, яка полягає у проведенні таких заходів:

• Просторова ізоляція посівів озимих та ярих культур, а також зернових культур від кукурудзи та багаторічних трав. Відстань між різними полями повинна становити не менше 500 м.
• Дотримання оптимальних строків висіву кожної культури та норми витрати насіння. Не можна допускати надранніх строків висіву ячменю, оскільки ВЖМЯ найчастіше розвивається саме на дуже ранніх посівах.
• Відстеження чисельності комах-переносників та обробка посівів інсектицидами у випадку збільшення комах до межі шкодочинності. Особливу увагу при таких обробках слід приділяти краям полів поблизу лісосмуг (вони є місцями скупчення комах).
• Боротьба з бур’янами-резерваторами вірусів, самосівами злакових та падалицею.
• Проведення інсектицидного та фунгіцидного протруєння насіння перед висівом.

Питання 64. Мікроби дихальних шляхів і слизових оболонок

Лабораторний метод вивчення мікрофлори верхніх дихальних шляхів (носова частина глотки, зів), що дозволяє виявити інфекції дихальних шляхів, які супроводжуються запальними явищами і характерними клінічними симптомами.Мікрофлора дихальних шляхів - дифтероїди, стафілококи, нейсерії, стрептококи, пептококи.

Разом з повітрям людина вдихає величезну кількість частинок пилу й адсорбованих (прикріплених) на них мікроорганізмів.  Дослідним шляхом доведено, що кількість мікроорганізмів у повітрі, яке ми вдихаємо, у 200—500 раз більша, ніж у тому, яке видихаємо.  Більшість їх затримується у порожнині носа і лише невелика частина проникає в бронхи.  Кінцеві розгалуження бронхів і альвеоли легень звичайно стерильні.  У верхніх дихальних шляхах є кілька відносно постійних видів бактерій (стафілококи, стрептококи, непатогенні коринебактерії, пептококи та  ін. ). При ослабленні захисних сил організму в результаті переохолодження, фізичного пернавантаження, нестачі вітамінів бактерії, які постійно перебувають у дихальних шляхах, стають здатними спричиняти гострі респіраторні захворювання, ангіну, пневмонію, бронхіт та ін.  Слизова оболонка носа продукує біологічно-активні речовини (муцин і лізоцим), які мають захисну дію.  У порожнині носа є й секреторні антитіла.  Однак, незважаючи на це, мікрофлора порожнини носа відносно стала — гемолітичний, або носовий, мікрокок, непатогенні коринебактерії, стафілококи, стрептококи, сапрофітні грамнегативні диплококи, капсульні грамнегативні бактерії, Haemophilus influenzae, протей та ін.  Крім бактеріальної мікрофлори, у дихальних шляхах протягом тривалого часу можуть зберігатися, не спричиняючи патологічних процесів, багато вірусів, зокрема аденовіруси.

Серед резидентної мікрофлори дихальних шляхів найчастіше знаходять зеленячі, гемолітичні й негемолітичні стрептококи, кори­небактерії, нейсерії, стафілококи, мікрококи, пептострептококи, бактероїди.  Значно рідше виявляють актиноміцети, мікоплазми, трепонеми, ентеробактерії й гриби роду Candida.  Основна маса мікрофлори припадає на долю Streptococcus viri­dans (понад 90 % всіх мікроорганізмів).  Біля 10 % людей є носіями Staphylo­coccus aureus, а серед медпрацівників хірургічних і акушерсько-гінекологічних стаціонарів цей вид виділяють у 40-90 % обстежених осіб.  Слизова оболонка трахеї, бронхів, бронхіол і альвеол здорової людини, як правило, не містить мікроорганізмів. Ураження носа (риніт, синусит), слизової оболонки глотки (фарингіт) нерідко зумовлені бактеріальною інфекцією: стрептокок, пневмокок, стафілокок (риніт), гемолітичний стрептокок (фарингіт).

Діагностика та раціональна терапія засновані на ідентифікації збудника і визначення його чутливості до антибіотиків. Це попереджає перехід гострого процесу в хронічний.

Збудники, що виділяються: основні збудники захворювань, які виявляються в даному тесті, умовно-патогенні мікроорганізми: S. pneumoniae і H. influenzae, M. catarrhalis, S. pyogenes, S. aureus, рідше грамнегативні бактерії сімейства ентеробактерій і гриби роду кандида.

Питання 65. Тютюнова мозаїка. Мозаїка картоплі. Вірусні хвороби злакових

Ві́рус тютюно́вої моза́їки — РНК-вірус, що інфікує рослини роду Nicotiana, а також інших представників родини Solanaceae. Капсид вірусу являє собою спіраль, яка складається зі 130 витків із кроком 23 ангстреми. Спіраль сформована з 2130 ідентичних молекул білка, які містять по 158 амінокислотних залишків. Генетичним матеріалом вірусу є одноланцюгова молекула РНК, яка занурена у білок і повторює кроки білкової спіралі.

Мозаїка картоплі- вірус є неклітинним прокаріотом, що має тільки один тип нуклеїнової кислоти (РНК або ДНК). У нього немає клітинної організації і власного обміну речовин, відсутні система синтезу білка (рибосоми) і ферменти енергетичного обміну. Він використовує апарат синтезу білка та нуклеїнових кислот рослини-господаря і повністю залежний від нього, а розмножуватися може тільки в певних живих рослинах.

Поширюється вертикальним (від батьків до потомства) і горизонтальним (від заражених рослин до здорових) шляхом. Вірус зморшкуватої мозаїки найчастіше зустрічається в комбінації з іншими вірусами картоплі (X, S, А, К). Віріони у вигляді ниток розміром 750 нм. Вірус витримує відстоювання в інфекційному соку до 12 днів за температури 20-22 °С. Зимує в бульбах картоплі.

Встановлено, що вірус Potato virus представлений багатьма штамами. Більшість їх інтерферує між собою і рослиною. Цим і можна пояснити, що слабо вірулентні штами можуть захищати рослини від ураження сильно вірулентними.

Умови поширення

Комбінований вірус зморшкуватої мозаїки картоплі передається із заражених бульб на здорові через механічне пошкодження, а також комахами, що смокчуть, наприклад, попелицями, трипсами, цикадками, колорадськими жуками.

Найбільш поширені вірусні хвороби зернових культур

Вірус жовтої карликовості ячменю (Hordeum virus nanescens Rademacher et Schwarz). Вражає практично всі культурні та дикоростучі злаки, зокрема озиму та яру пшеницю, озимий та ярий ячмінь, овес, жито, кукурудзу. Характерні ознаки захворювання: інтенсивно жовте (подекуди помаранчеве) забарвлення листя рослин, інтенсивне кущення та карликовість зі слабко розвиненою кореневою системою. Колосок у багатьох випадках не формується взагалі, якщо формується, то стає коротким та малопродуктивним. Основний переносник вірусу – злакова тля.

Карликовість пшениці (Wheat dwart). Вражає пшеницю, овес, жито, тритикале, деякі види злакових трав. Уже восени вражені рослини набувають жовтого забарвлення (жито та овес можуть помітно почервоніти), листкові пластинки матимуть рвані краї, кущення проходить інтенсивно та нерівномірно. В зимовий період і під час весняного відновлення вегетації  більшість хворих рослин гине. Переносник вірусу – хлібна цикадка.

Закуклювання вівса (Oat pseudorosetter habdovirus). Вражає пшеницю, просо, овес, ячмінь, кукурудзу, а також злакові бур’яни, які можуть служити резерваторами та розповсюдниками вірусу. При зараженні сходів розвиток рослин призупиняється, листя набуває мозаїчного забарвлення, коренева система дуже слабка. При зараженні перед кущінням рослини починають інтенсивно кущитися, формуючи велику кількість пагонів, на яких колоски не утворюються або утворюються недорозвиненими та стерильними. Переносник вірусу — цикадка темна.

Вірус жовтої мозаїки ячменю (Barley yellow dwarf virus). Вражає ярий та озимий ячмінь. Проявляється вогнищевими ураженнями рослин з пожовтінням листя, на якому у подальшому утворюються некротизовані смужки. Хворі рослини значно відстають у розвитку, погано розкущуються, мають дуже слабку кореневу систему. Колос формується рідко, при цьому він укорочений та недорозвинений. Вірус жовтої мозаїки перебуває у ґрунті та переноситься грибами Polymyxa grаminis.

Смугаста мозаїка пшениці (Wheat streak mosaic virus). Вражає більшість зернових культур, у тому числі злакові трави та дикоростучі злаки, але найчастіше від цієї хвороби страждає озима пшениця. Хворі рослини набувають характерного «смугастого» забарвлення з тонкими світло-зеленими смужками, що йдуть паралельно до листкових жилок. Поступово листя рослин жовтіє та відмирає, рослини відстають у розвитку та рості, колос формується короткий, погано виповнений та з миршавим зерном. Переносник – пшеничний кліщ.

Мозаїка озимої пшениці (Winter wheat Russian mosaic virus).  Вражає майже всі злакові культури, у тому числі дикоростучі. Характерні симптоми – пожовтіння та мозаїчність листя рослин, яке на озимих культурах проявляється вже восени, поступове згортання листків у трубку. Навесні також спостерігаються відставання у рості, нерівномірне кущення, відсутність продуктивних стебел або пустий колос, подекуди загибель рослин. Переносники – смугаста та шестикрапкова цикадки.

Питання 66. Жовтяниці. Загальна характеристика та ознаки

Жовтяни́ця^[1][2] (англ. jaundice, лат. icterus, розм. — жовтуха) — поняття, що має два значення:

1. Жовте забарвлення склер, слизових оболонок, шкіри, яке виникає внаслідок збільшення рівня білірубіну в крові. Воно найбільш характерне для ураження печінки і жовчних шляхів, а також для захворювань, які перебігають із масивним гемолізом.

2. Весь комплекс уражень органів і систем, які відбуваються при жовтяниці, у широкому сенсі слова називають синдромом жовтяниці.

Жовтяниця зумовлена надлишковим вмістом білірубіну (який складається з прямої та непрямої фракції) у сироватці крові. Звідти він дифундує, в першу чергу, в склери і слизові оболонки, а потім у шкіру, тканини, що забарвлюються, таким чином, у жовтий колір.

Жовтяниці поділяють за рівнем виникнення патологічного процесу.

Розрізняють такі види жовтяниці згідно механізму і місця виникнення:

• надпечінкова (найчастіше вона носить гемолітичний характер — у крові зростає рівень непрямого білірубіну)
• печінкова (паренхіматозна; в крові зростає рівень обох фракцій білірубіну, однак рівень прямої фракції значно перевищує рівень непрямої)
• холестатична (підпечінкова, обтураційна, застаріле — механічна; підвищується, зазвичай, рівень прямої фракції білірубіну)

Розрізняють:

• Спадкові жовтяниці (синдром Криглера-Найяра, хвороба Жильбера, синдром Дабіна-Джонсона, сімейна гіпербілірубінемія новонароджених);
• Набуті жовтяниці.

Набуті жовтяниці[ред. | ред. код]

Надпечінкова жовтяниця[ред. | ред. код]

Найчастіше вона є гемолітичною — не пов'язана із ураженням печінки та виникає при значному гемолізі внаслідок посиленого руйнування еритроцитів та підвищеного утворення білірубіну. Діагностичне значення має визначення рівня у крові непрямого білірубіну, кількості еритроцитів, гемоглобіну, кольорового показника, ретикулоцитів тощо. Забарвлення шкіри має лимонно-жовтий відтінок. Через наявність анемії хворі скаржаться на сильну слабкість, запаморочення, шум у вухах, швидке серцебиття тощо.

Печінкова[ред. | ред. код]

Розвивається при пошкодженні печінкових клітин, що спричиняється вірусами гепатитів, деякими іншими інфекційними збудниками, різноманітними токсичними факторами тощо. Розвивається гепатит, а надалі, при продовженні дії пошкоджуючих факторів, можливий й цироз печінки. При цьому порушення виділення білірубіну у жовчні шляхи супроводжується викидом його у кровоносні капіляри, що призводить до підвищенням його вмісту у сироватці крові. Жовтяниця нерідко яскрава, часто на початку її знебарвлюється кал (не потрапляють жовчні пігменти до тих відділів кишечнику, де формується кал) і темніє, піниться сеча (через пряме потрапляння туди прямого білірубіну).

Холестатична[ред. | ред. код]

Ця жовтяниця розвивається при порушенні відтоку жовчі по жовчовивідних шляхах. Жовчний протік може бути закритий каменем, а також стиснутий пухлиною голівки підшлункової залози. Печінкова обтурація дрібних жовчних шляхів може бути при холангіті, первинному біліарному цирозі печінки. У всіх випадках жовтяниця буває вираженою, супроводжуватись свербежем, брадикардією, що пов'язано з підвищенням вмісту жовчних кислот у крові. У сироватці крові значно підвищений вміст прямої фракції білірубіну, а також холестерину. Кал безбарвний. Сеча темна. Своєчасне встановлення генезу холестатичної жовтяниці і місця можливої перешкоди відтоку жовчі має велике значення для подальшого оперативного втручання.

 

Питання 67. Вірусні захворювання людини. Загальна характеристика та приклади

Віруси спричиняють різноманітні, часто масові (епідемічні) захворювання. У людини віруси вражають:

• органи дихання (віруси грипу);
• травну систему (гастроентерити, гепатити);
• нервову систему (поліомієліт, енцефаліти, сказ);
• шкіру та слизові оболонки (кір, герпес, папіломи, вітряна віспа);
• пригнічують імунні реакції організму (СНІД);
• призводять до ракових захворювань (онковіруси), тощо.

У тварин віруси спричинюють ящур, чумку собак, чуму курей, у рослин —  жовтушність, мозаїчність, плямистість, некрози, пухлини, тощо.

Шляхи передачі вірусів:

• контактний шлях (герпес, папілома);
• харчовий шлях (гепат А, поіломеліт);
• повітряно-крапельний шлях (грип, вітряна віспа, SARS-CoV-2);
• перентеральний шлях (ВІЛ, гепатити В і С).

Питання 68. Вірусні захворювання тварин

Сказ – гостре вірусне захворювання, що передається через заражену збудником слину. Хвороба закінчується паралічем і летальним результатом.

Резервуар вірусу сказу в природі – м’ясоїдні тварини, дрібні хижаки, гризуни, кажани. Джерело збудника хвороби – інфіковані тварини (хворі, вірусоносії), в яких за 1-2 тижні до прояву клінічних ознак вірус з’являється в слині.

Зараження людини вірусом сказу відбувається у результаті укусу або при попаданні слини хворої тварини на пошкоджені шкірні покриви або слизові оболонки.

Загальна тривалість хвороби 5-8, зрідка 10-12 днів. Інкубаційний період сказу зазвичай триває 1-3 міс., але може варіювати від 1 тижня до 1 року.

 

Профілактика та заходи боротьби полягають в наступному:

Уникайте контактів з дикими та безпритульними тваринами! Своїх домашніх тварин вигулюйте в спеціально відведених місцях, не відпускайте гуляти без нагляду! Щорічно прищеплюйте своїх домашніх тварин проти сказу!

Скажених тварин характеризують певні клінічні симптоми та поведінкові зміни, які важливо вміти візуально визначати: втрата природного страху перед небезпекою, в т.ч. і перед людьми, агресивність. При цьому з’являється рясне слиновиділення, водобоязнь, а для дрібної рогатої худоби ще характерний спазм гортані (ніби тварина чимось вдавилася).

У разі укусу тварини необхідно ретельно промити (протягом 15 хв.) поверхню рани струменем води з бажано господарським милом, який містить в собі достатній відсоток лугу, щоб завдати руйнівної дії вірусам та бактеріям, що потрапили в рану. Далі слід обробити краї рани 5% настоянкою йоду. Накласти стерильну пов’язку і негайно звернутися в медичний заклад. Тільки лікар (хірург, травматолог) оцінить ризик можливого зараження вірусом сказу і призначить при необхідності курс щеплень!

Сказ – вірусна хвороба, якої можна уникнути за допомогою вакцин!

Грип птиці (класична чума птахів) — гостре висококонтагіозне вірусне захворювання сільськогосподарської та дикої птиці, що характеризується пригніченням, септицемією, ураженням респіраторних органів і шлунково-кишкового тракту й великою загибеллю птиці.

Основним шляхом передачі збудника є повітряно - крапельний. Інкубаційний період складає 1–4 дня. У хворої птиці проявляються  симптоми: пригнічення, сонливість, кашель, хрипи, чхання, рясна сльозотеча, діарея, порушення координації рухів, набряк голови. Смерть наступає протягом 1–2 діб після появи перших симптомів. Падіж птиці може досягати 80–100%. Лікування пташиного грипу не розроблено!!!

Для специфічної профілактики використовують інактивовані вакцини.

Африканська чума свиней – гостра вірусна хвороба диких та  свійських свиней, яка перебігає блискавично, гостро, або безсимптомно і характеризується підвищенням температури до 40,5-42,0 °C, важким диханням, кашлем, втратою апетиту, нападами блювання, серозними або слизово-гнійними виділеннями  з носа та очей, синюшністю шкіри на вухах та п’ятачку, паралічами задніх кінцівок, проносами з кров’ю, різкою слабкістю.

Зараження відбувається при контакті з хворими тваринами, занесенням вірусу взуттям, інвентарем, з кормами.

 Для людини африканська чума свиней - безпечна.

З метою профілактики африканської чуми свиней та грипу птиці господарями повинні виконуватися  такі заходи:

1. Утримувати свиней та птицю в закритих, надійно ізольованих приміщеннях. Не допускати вигулу свиней, птиці та їх контакт з іншими тваринами.

2. Все поголів’я свиней в господарствах всіх форм власності обов’язково стовідсотково вакцинувати проти класичної чуми свиней.

3.Регулярно здійснювати очистку та дезінфекцію приміщень, у яких утримуються свині.

4. Проводити ретельне очищення та дезінфекцію всіх приміщень і території; обслуговування тварин проводити лише у змінному одязі (який використовувати лише в межах господарства), при цьому використовувати окремі засоби догляду, інвентар, який не використовується поза межами господарства. Постійно вести боротьбу з гризунами, періодично проти кровосисних комах (кліщів, вошей, бліх).

5. Не допускати відвідування господарств, тваринницьких приміщень сторонніми особами.

6. Проводити термічну обробку кормів перед згодовуванням;

7. Не використовувати для напування тварин воду з річок, інших водойм з повільною течією що протікають через лісові масиви, в яких є дикі тварини. Не використовувати для годівлі свиней харчові відходи та ін..

8. При виявленні клінічних ознак захворювання або при виникненні підозри на захворювання, та при загибелі свиней та птиці негайно звертатись до представників державної служби ветеринарної медицини. Обов’язково забезпечувати доступ представників державної служби ветеринарної медицини до тварин для проведення клінічного огляду та проведення обов’язкових або необхідних ветеринарно-санітарних заходів.

Питання 69. Хвороби пов’язані з харчовими продуктами

До мікробів, що спричиняють хвороби, які передаються із їжею, належать: норовірус, сальмонела (Salmonella), шигелла (Shigella), Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, золотистий стафілокок (S. aureus), кишкова паличка (E. coli) тощо.

В Україні за 6 місяців 2022 року найчастіше реєстрували випадки гострих кишкових інфекцій, що були спричинені такими збудниками:

• ротавірусна інфекція — 3533 випадки;
• сальмонельоз — 1028 випадків;
• шигельоз — 97 випадків;
• вірусний гепатит А — 103 випадки;
• ботулізм — 51 випадок.

Причиною збільшення таких захворювань є недотримання населенням норм безпеки їжі і води та гігієни рук.

Безпека харчових продуктів може зменшити ризик харчових отруєнь та інших недуг, пов’язаних із їжею. Це насамперед правильна обробка, підготовка та зберігання харчових продуктів. Турбуватися про безпеку харчових продуктів вдома потрібно обов’язково.

Чотири правила безпеки харчових продуктів вдома

Очищення. Мікроби, що спричиняють харчові отруєння, можуть поширюватися у вас на кухні. Тому важливо стежити за гігієною під час приготування їжі.

• Мийте руки протягом 20 секунд водою з милом до, під час та після приготування їжі та перед споживанням страв.
• Мийте посуд, дощечки для нарізання, стільниці тощо водою і мийним засособм.
• Промивайте овочі та фрукти проточною водою, навіть якщо ви не плануєте їсти їх зі шкіркою. Мікроби на шкірці можуть потрапити всередину фруктів та овочів, коли ви їх нарізаєте. При митті не використовуйте мийний засіб.

Розділення. Сире м’ясо, птиця, морепродукти можуть поширювати мікроби на готові продукти, якщо ви не тримаєте їх окремо.

• Використовуйте окремі дощечки та посуд для сирого м’яса, птиці та морепродуктів.
• Коли ви купуєте харчові продукти в магазині, тримайте сире м’ясо, морепродукти та птицю подалі від інших продуктів, адже з них може виділятися рідина та забруднювати інші продукти.
• Зберігайте сире м’ясо, птицю, морепродукти та яйця окремо від усіх інших продуктів у холодильнику.

Приготування. Готувати їжу необхідно до того часу, коли внутрішня температура стає достатньо високою, щоби знищити мікроби в продукті.

• Придбайте кухонний термометр. Тільки так ви зможете точно перевірити температуру, за якої готується їжа. Ви не зможете точно визначити безпечність приготованої їжі ні за кольором, ні за смаком, ні за текстурою.
• Для перевірки користуйтеся таблицею безпечних мінімальних температур для приготування.

Охолодження. Бактерії можуть швидко розмножуватися, якщо залишати харчові продукти за кімнатної температури. Ніколи не можна залишати продукти, що швидко псуються, без охолодження більш ніж на 2 години.

• Тримайте продукти в холодильнику за температури приблизно +4ºС і нижче.
• Охолоджуйте продукти, що швидко псуються, протягом 2 годин (якщо температура зовні приблизно 32ºС, охолоджуйте протягом 1 години).
• Розморожуйте продукти безпечно в холодильнику чи мікрохвильовій печі. Не розморожуйте їх у воді чи за кімнатної температури, оскільки мікроорганізми починають швидко розмножуватися в тих частинах продукту, які досягли кімнатної температури.

Овочі та фрукти
Обираючи продукти в магазині чи на ринку стежте за тим, аби вони не були пошкодженими та були охолодженими. Зберігайте попередньо нарізані фрукти та овочі холодними. Пам’ятайте, що треба відокремлювати овочі та фрукти від сирого м’яса, птиці та морепродуктів у кошику для покупок.

Сире м’ясо та птиця
Будьте обережними, коли миєте сиру птицю та м’ясо перед приготуванням. Під час миття сирого м’яса небезпечні збудники можуть поширюватися на інші харчові продукти, посуд та поверхні. Лише ретельне приготування їжі із дотриманням відповідного температурного режиму може вбити мікроби.

Молочні продукти
Вживання сирого молока та молочних продуктів (м’які сири, йогурт, морозиво тощо) може стати причиною хвороб, спричинених кишковою паличкою або лістерією. Сире молоко стає безпечним завдяки пастеризації, що забезпечує знищення хвороботворних мікробів у ньому. У пастеризованому молоці зберігається більшість поживних речовин, що є в сирому молоці.
 

Питання 70. Хвороби бактеріального походження

Бактеріа́льні захво́рювання — захворювання, спричинені діяльністю мікроорганізмів (бактерій), які складаються з однієї клітини, котра має міцну стінку. Вони належать до інфекційних хвороб, які є розладами життєдіяльності людей і тварин, які спричинюються живими збудниками (вірусами, бактеріями, рикетсіями), продуктами їхньої життєдіяльності (токсинами), патогенними білками (пріонами), передаються від заражених осіб здоровим і можуть масово поширюватися^[1]. Інфекційні захворювання на відміну від неінфекційних, спричиняються живою причиною а характеризуються заразливістю та тенденцією до епідемічного поширення^[2].

Однією з особливостей інфекційних хвороб є наявність інкубаційного періоду, тобто періоду від моменту зараження до появи перших ознак. Тривалість цього періоду залежить від способу зараження і виду збудника і може тривати від декількох годин до декількох років. Місце проникнення мікробів в організм називають вхідними воротами інфекції. Епідеміологія — розділ медицини, що займається вивченням причин різних інфекційних хвороб, а також методів їхнього лікування і попередження. Завдяки епідеміології виявилася ще одна спільна властивість інфекцій. Один раз перехворівши інфекційним захворюванням, людина стає, як правило, несприйнятливою до неї. Ця несприйнятливість до інфекції отримала назву імунітет. Саме завдяки здатності організму набувати імунітету, стало можливим попередження інфекцій за допомогою щеплень. Одні люди, зіштовхнувшись зі збудником хвороби, занедужують. Інші, що мають імунітет до цього захворювання, начебто і не помічають його. Але є ще і треті. Вони впускають збудника інфекції у свій організм, самі не хворіють, але щедро діляться інфекцією з оточенням. Таких людей називають носіями інфекції.

Існує велика кількість класифікацій інфекційних хвороб. Найбільш широко використовується класифікація Л. В. Громашевського. Базуючись на механізмі передачі, вчений поділив усі інфекції на 4 групи.

1. Кишкові інфекції з фекально-оральним механізмом передачі (черевний тиф, холера, дизентерія, сальмонельози, ботулізм, лептоспіроз, бруцельоз тощо)^[3].
2. Інфекції дихальних шляхів з повітряно-крапельним механізмом передачі (дифтерія, скарлатина, кашлюк, пневмонії, туберкульоз тощо)^[4].
3. Кров'яні інфекції з трансмісивним механізмом передачі (чума, туляремія, рикетсіози, висипний тиф тощо).
4. Інфекції зовнішніх покривів (сифіліс, гонорея, правець тощо).