ЛЕКЦІЯ № 2

Сумський державний університет

Медичний інститут

Кафедра мікробіології,вірусології та імунології

Тема: Фізіологія бактерій.

Лектор: к.б.н. кафедри

Івахнюк Т. В.

Фізіологія мікроорганізмів

вивчає біохімічні процеси, що

відбуваються в клітині і

забезпечують її енергетичні

потреби та відтворення

структурного матеріалу, що

йдуть на ріст і розмноження.

2

ХІМІЧНИЙ СКЛАД БАКТЕРІЙ

Вода – 80-90%

Сухий залишок із суміші органічних і

мінеральних речовин – 10-20%

Основні органогени: C, N, O, H, P

Основні мінерали: Na, Mg, K, Ca, Fe, S

Мікроелементи: Mn, Mo, Zn, Cu, Co, Ni

3

МЕХАНІЗМИ ПРОНИКНЕННЯ ПОЖИВНИХ

РЕЧОВИН В КЛІТИНУ

4

Енергонезалежні

1)Проста дифузія:– відбувається за рахунок різниці градієнту концентрації(проникнення мілких молекул)– відбувається проникнення середніх ліпофільних молекул також іпри вирівнюванні градієнту концентрації2) Полегшена дифузія – відбувається за участю мембранних білків-пермеаз, постійно локалізованих в порах

МЕХАНІЗМИ ПРОНИКНЕННЯ ПОЖИВНИХ

РЕЧОВИН В КЛІТИНУ

5

Енергозалежні

1)Активний транспорт – відбувається за участю специфічних для

речовин ферментів-перенощиків, локалізованих в ЦПМ, проти

градієнту концентрації.

2)Транспорт, обумовлений фосфорилюванням – забезпечується

фосфорильованим мембранним ферментом. Відбувається як за

градієнтом концентрації, так і проти нього.

КЛАСИФІКАЦІЯ БАКТЕРІЙ ЗА

ТИПОМ ЖИВЛЕННЯ

Залежно від джерела вуглецю та азоту

6

2)Гетеротрофи

(аміногетеротрофи)

джерелом є органічні сполуки

вуглецю та азоту

1)Аутотрофи

(аміноаутотрофи)

джерелом є

неорганічні сполуки

вуглецю і азоту

Сапрофіти – засвоюють

органічні речовини

відмерлих організмів

Паразити – засвоюють

органічні речовини

живих організмів

Для відтворення метаболічних процесів

бактерії використовують ферменти.

Їх набір – генетично детермінована ознака.

Вивчення ферментативної активності

збудників проводять з метою ідентифікації.

7

КЛАСИФІКАЦІЯ ФЕРМЕНТІВ

За механізмом дії:

оксидоредуктази

трансферази

гідролази

ліази

лігази

ізомерази

За місцем локалізації:

ендоферменти – локалізуються в цитоплазмі,ЦПМ або периплазматичному просторі

екзоферменти – виділяються в зовнішнє середовище 8

КЛАСИФІКАЦІЯ ФЕРМЕНТІВ

За генетичним контролем:

Конститутивні – постійно синтезуються клітиною

Індуктивні – синтезуються в присутності субстрату

Репресивні – їх синтез пригнічується надмірнимнакопиченням продуктів метаболізму реакції, яканими каталізується

За субстратом:

протеолітичні

цукролітичні

ліполітичні

Окрема група - ферменти захисту та агресії 9

ТИПИ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБМІНУ

Фотосинтез – джерелом енергії є сонячне

світло (фототрофи)

Хемосинтез – джерелом енергії є окисно-

відновні реакції розщеплення хімічних

сполук (хемотрофи)

10

ТИПИ ОКИСНО-ВІДНОВНИХ РЕАКЦІЙ

Окисне фосфорилювання (дихання) –

відбувається за участю дихального ланцюга,

по якому переноситься електрон до кінцевого

акцептора (молекулярний кисень, сульфати,

карбонати, нітрати, піруват тощо).

Утворюється енергія у вигляді АТФ

Субстратне фосфорилювання (бродіння) –

відбувається шляхом дегідрування субстратів,

вивільненням енергії в формі фосфату, який

переноситься на АДФ з утворенням АТФ

11

ШЛЯХИ РОЗЩЕПЛЕННЯ ГЛЮКОЗИ

Розщеплення глюкози

до піровиноградної

кислоти, одному із

важливих продуктів

обміну речовин, у

бактерій відбувається 3

шляхами:

1) Через утворення фруктозо-1,6-

дифосфата (ФДФ-шляхом, або

гліколітичним розпадом);

2) Через пентозофосфатний шлях

(ПФ-шлях);

3) Через шлях Ентнера-Дуддорова,

або КДФГ-шлях (шлях 2-кето-3-

дезокси-6-фосфоглюконової

кислоти).

12

КЛАСИФІКАЦІЯ БАКТЕРІЙ ЗА ТИПОМ

ДИХАННЯ

1) Аероби – використовують як кінцевий

акцептор кисень

облігатні – парціальний тиск кисню 20%.

мікроаерофіли – парціальний тиск кисню 5%.

2) Анаероби – використовують сульфати,

карбонати, нітрати, піруват.

факультативні – можуть використовувати

кисень.

облігатні – гинуть в кисневих умовах.13

МЕХАНІЗМИ РОЗМНОЖЕННЯ

бінарний поділ

дроблення (у актиноміцетів) і спороутворення

брунькування

РІСТ ТА РОЗМНОЖЕННЯ БАКТЕРІЙ

Ріст – процес збільшення біомаси

клітини внаслідок синтезу нових

речовин

Розмноження – процес відтворення

подібних собі особин, який

забезпечує існування виду

Колонія – це видиме

неозброєним оком

скупчення біомаси

бактеріальних клітин на

поверхні або в товщі

щільного поживного

середовища.

16

Чиста культура бактерій –

сукупність мікроорга-нізмів

одного виду, яка має однакові

морфо-логічні, біохімічні,

культу-ральні та антигенні

властивості.

Штам – чиста кульутра мікроорганізмів, яка

виділена із певного джерела в певний час.

КУЛЬТУРАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ (ХАРАКТЕРИСТИКА

КОЛОНІЇ)

Розмір (карликові, малі,середні, великі, гігантські)

Колір (залежить відкольору пігментівбактерій)

Характер краю (рівний,хвилястий, волокнистийтощо)

Форма (кругла, овальна,розеткоподібна тощо)

Консистенція (м’яка,в’язка, крихка)

ОСНОВНІ ФАЗИ (ЕПАТИ) РОЗМНОЖЕННЯ БАКТЕРІЙ

18

КЛАСИФІКАЦІЯ ПОЖИВНИХ СЕРЕДОВИЩ

Культивування мікроорганізмів відбувається при

створенні низки умов з урахуванням типів дихання,

живлення та швидкості розмноження.

Для культивування мікроорганізмів використовують

поживні середовища, які за своїм призначенням

бувають:

Прості (МПА, МПБ) – використовують для

вирощування більшості бактерій.

Середовища накопичення – до складу додається

компонент, який дозволяє домінувати певним

мікроорганізмам.

19

КЛАСИФІКАЦІЯ ПОЖИВНИХ СЕРЕДОВИЩ

Спеціальні – середовища для мікроорганізмів, які

ростуть на універсальних середовищах (середовище

Мак-Коя, середовище Левенштейна-Ієнсена);

Диференціально-діагностичні – для диференціації

мікроорганізмів за ферментативними властивостями

(середовище Ендо, Плоскірева, Левіна, Хіса).

Селективні – для виділення видів певних

мікроорганізмів та пригнічення росту супутніх

(селенітове середовище, середовище Мюлера).

20

БАКТЕРІОЛОГІЧНИЙ МЕТОД

Бактеріологічний метод – «золотий

стандарт» мікробіологічної діагностики,

це пов'язано з тим, що результати

бактеріологічної діагностики дозволяють

встановити факт наявності збудника у

досліджуваному матеріалі.

Мета:

1) Постановка етіологічного діагнозу шляхом виділення чистої культури бактерій та їїідентифікації.

2) Визначення додаткових властивостей (наприклад, чутливості до антибіотиків табактеріофагів).

3) Визначення кількості бактерій при діагностиці інфекцій, які викликані умовно-патогеннимимікроорганізмами.

4) Типування мікроорганізмів (визначення фаговарів та сероварів) з епідеміологічними цілями.

Етапи бактеріологічного методу дослідження матеріалу:

1 – забір матеріалу від пацієнта та посів на поживні середовища.

2 – виділення чистої культури бактерій.

3 – ідентифікація чистої культури за морфологічними, тинкторіальними,культуральними, ферментативними та антигенними властивостями. 21

22