Ветеринарная микробиология и микология

Содержание

Слайд 2

УНИЧТОЖЕНИЕ МИКРОБОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ Для уничтожения микробов (бактерий, виру­сов, грибов

УНИЧТОЖЕНИЕ МИКРОБОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ Для уничтожения микробов (бактерий, виру­сов, грибов и простейших)

на различных пред­метах и в материалах, используемых в медицине, в пищевой промышленности и в быту, применя­ют два способа: стерилизацию и дезинфекцию. Стерилизация Стерилизация (от лат. sterilis — бесплодный) предполагает полную инактивацию микробов в объектах, подвергающихся обработке. Существует три основных метода стерили­зации: - тепловой, - лучевой, - химической. Тепловая стерилизация основана на чувстви­тельности микробов к высокой температуре. При 60 "С и наличии воды происходит денату­рация белка, деградация нуклеиновых кислот, липидов, вследствие чего вегетативные фор­мы микробов погибают. Споры, содержащие очень большое количество воды в связанном состоянии и обладающие плотными оболоч­ками, инактивируются при 160—170 °С. Для тепловой стерилизации применяют, в основном, сухой жар и пар под давлением.
Слайд 3

Стерилизацию сухим жаром осуществля­ют в воздушных стерилизаторах (прежнее название — «сухожаровые

Стерилизацию сухим жаром осуществля­ют в воздушных стерилизаторах (прежнее название — «сухожаровые шкафы или

печи Пастера»).  Воздушный стерилизатор пред­ставляет собой металлический плотно закры­вающийся шкаф, нагревающийся с помощью электричества и снабженный термометром. Обеззараживание материала в нем произво­дят, как правило, при 160 °С в течение 120 мин. Однако возможны и другие режимы: 200 °С - 30 мин, 180 "С - 40 мин. Стерилизуют сухим жаром лабораторную посуду и другие изделия из стекла, инстру­менты, силиконовую резину, т. е. объекты, которые не теряют своих качеств при высокой температуре. Большая часть стерилизуемых предметов не выдерживает подобной обработки, и поэтому их обеззараживают в паровых стерилизаторах.
Слайд 4

Обработка паром под давлением в паровых стерилизаторах (старое название — «автокла­вы»)

Обработка паром под давлением в паровых стерилизаторах (старое название — «автокла­вы») является наиболее

универсальным мето­дом стерилизации. Паровой стерилизатор (существует множес­тво его модификаций) — металлический цилиндр с прочными стенками, герметически закрывающийся, состоящий из водопаровой и стерилизующей камер. Аппарат снабжен манометром, термометром и другими конт­рольно-измерительными приборами. В авто­клаве создается повышенное давление, что приводит к увеличению температуры кипения. Поскольку кроме высокой температуры на микробы оказывает воздействие и пар, споры погибают уже при 120 °С. Наиболее распростра­ненный режим работы парового стерилизатора: 2 атм — 121 °С — 15—20 мин. Время стерилиза­ции уменьшается при повышении атмосфер­ного давления, а следовательно, и температуры кипения (136 °С — 5 мин). Микробы погибают за несколько секунд, но обработку материала производят в течение большего времени, так как, во-первых, высокая температура должна быть и внутри стерилизуемого материала и, во-вторых, существует так называемое поле безопасности (рассчитанное на небольшую не­исправность автоклава). Стерилизуют в автоклаве большую часть предметов: перевязочный материал, белье, коррозионно-устойчивые металлические инструменты, питательные среды, растворы, инфекционный материал и т. д. Эффективность стерилизации в паровом стерилизаторе зависит от правильного вы­бора упаковки, соблюдения правил загрузки для свободного прохождения пара (например, перевязочный материал укладывают в камеру параллельно движению пара), плотности за­грузки камеры и других факторов.
Слайд 5


Слайд 6

Одной из разновидностей тепловой стери­лизации является дробная стерилизация, ко­торую применяют для

Одной из разновидностей тепловой стери­лизации является дробная стерилизация, ко­торую применяют для обработки материалов,

не выдерживающих температуру выше 100 "С, например, для стерилизации питательных сред с углеводами, желатина. Их нагревают в во­дяной бане при 80 "С в течение 30—60 мин, в результате чего вегетативные формы погибают. Процедуру повторяют три дня подряд, в про­межутках между манипуляциями питательные среды выдерживают в термостате, что способс­твует прорастанию спор. Иногда эту процедуру производят в автоклаве при давлении 0,5 атм. В настоящее время применяют еще один метод тепловой стерилизации, предназначен­ный специально для молока — ультравысоко­температурный (УВТ): молоко обрабатывают в течение нескольких секунд при 130—150 °С. Тепловая стерилизация — наиболее надеж­ный, экологически безопасный, дешевый и хорошо контролируемый метод. Однако его невозможно применять тогда, когда предме­ты повреждаются от высокой температуры. В этих случаях прибегают к другим методам.
Слайд 7

Химическая стерилизация предполагает ис­пользование токсичных газов: оксида этиле­на, смеси ОБ (смеси

Химическая стерилизация предполагает ис­пользование токсичных газов: оксида этиле­на, смеси ОБ (смеси оксида

этилена и бро­мистого метила в весовом соотношении 1:2,5) и формальдегида. Эти вещества являются алкилирующими агентами, их способность в присутствии воды инактивировать активные группы в ферментах, других белках, ДНК и РНК приводит к гибели микроорганизмов. Стерилизация газами осуществляется в присутствии пара при температуре от 18 до 80 °С в специальных камерах. Перед химической стерилизацией все из­делия, подлежащие обработке, должны быть высушены. Этот вид стерилизации небезопасен для персонала, для окружающей среды и для па­циентов. Однако существуют объекты, которые мо­гут быть повреждены нагреванием, например, оптические приборы, радио- и электронная аппаратура, предметы из нетермостойких по­лимеров, питательные среды с белком и т. п., для которых пригодна только химическая сте­рилизация. Например, космические корабли и спутники, укомплектованные точной ап­паратурой, для их деконтаминации обезв­реживают газовой смесью (оксид этилена и бромистого метила). В последнее время в связи с широким рас­пространением в медицинской практике изде­лий из термолабильных материалов, снабженных оптическими устройствами, например эндоскопов, стали применять обезврежива­ние с помощью химических растворов. После очистки и дезинфекции прибор помещают на определенное время (от 45 до 60 мин) в сте­рилизующий раствор, затем прибор должен быть отмыт стерильной водой. Для стерилизации и отмывки используют стерильные емкости с крышками. Простерилизованное и отмытое от стерилизующего раствора изделие высушивают стерильными салфетками и по­мещают в стерильную емкость. Все манипу­ляции проводят в асептических условиях и в стерильных перчатках. Хранят эти изделия не более 3 суток.
Слайд 8

Лучевая стерилизация осуществляется либо с помощью гамма-излучения, либо с помо­щью ускоренных

Лучевая стерилизация осуществляется либо с помощью гамма-излучения, либо с помо­щью ускоренных электронов. Источником

гамма-излучения, получаемо­го в специальных гамма-установках, являются радиоактивные изотопы, например 60Со, l37Cs. Для получения электронного излучения при­меняют ускорители электронов. Гибель микробов под действием гамма-лу­чей и ускоренных электронов происходит прежде всего в результате повреждения нук­леиновых кислот. Причем микробы более ус­тойчивы к облучению, чем многоклеточные организмы. Лучевая стерилизация является альтернати­вой газовой стерилизации в промышленных условиях, и применяют ее также в тех случаях, когда стерилизуемые предметы не выдержи­вают высокой температуры. Лучевая стерили­зация позволяет обрабатывать сразу большое количество предметов (например, одноразо­вых шприцев, систем для переливания крови). Благодаря возможности широкомасштабной стерилизации, применение этого метода впол­не оправданно, несмотря на его экологичес­кую опасность и неэкономичность.
Слайд 9

Еще одним способом стерилизации является фильтрование. Фильтрование с помощью раз­личных фильтров

Еще одним способом стерилизации является фильтрование. Фильтрование с помощью раз­личных фильтров (керамических, асбестовых, стеклянных),

а в особенности мембранных уль­трафильтров из коллоидных растворов нитроцеллюлозы или других веществ позволяет освободить жидкости (сыворотку крови, лекарства) от бак­терий, грибов, простейших и даже вирусов. Для ускорения процесса фильтрации обычно создают повышенное давление в емкости с фильтруемой жидкостью или пониженное давление в емкости с фильтратом. В настоящее время все более широкое при­менение находят современные методы стери­лизации, созданные на основе новых техно­логий, с использованием плазмы, озона.
Слайд 10

ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ Организация генетического материала у бактерий. Генотип и фенотип Материальной

ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ Организация генетического материала у бактерий. Генотип и фенотип Материальной основой наследственности

бактерий является ДНК. По сравнению с геномом эукариот геном бактерий устроен более просто - это молекула ДНК, замкнутая в кольцо, которое прикреплено к одной из мезосом. В отличие от парных хромосом эукариот, у бак­терий одна хромосома, то есть гаплоидный набор генов, поэтому у них нет явления доминантности. Кроме хромосомы, у бактерий имеются внехромосомные генети­ческие элементы - плазмиды. Это молекулы ДНК, которые или нахо­дятся вне хромосомы, в автономном состоянии, в виде колец, прик­репленных к мезосомам, или встроены в хромосому (интегрированное состояние). Плазмиды придают бактерии дополнительные наследс­твенные признаки, но не являются обязательными для нее. Плазмида может быть элиминирована (удалена) из бактерии, что не влияет на ее жизнеспособность.
Слайд 11

Генотип - это общая сумма генов микроба. В отношении микро­организмов "генотип"

Генотип - это общая сумма генов микроба. В отношении микро­организмов "генотип" означает

то же, что "геном". Фенотип - это весь комплекс свойств микроба, проявление генотипа в определенных, конкретных условиях существования. Генотип - это возможные способности клетки, а фенотип - видимое их проявление.
Слайд 12

Изменчивость микроорганизмов. Наследственность - способность сохранения постоянства спе­цифических свойств организма на

Изменчивость микроорганизмов. Наследственность - способность сохранения постоянства спе­цифических свойств организма на протяжении ряда

поколений, то есть способность воспроизводить себе подобных. Изменчивость - различие в свойствах между особями одного вида. Различают изменчивость наследственную и ненаследственную. Ненаследственная или фенотипическая изменчивость (модифика­ции) не затрагивает геном микроба, не передается по наследству. Мо­дификации возникают в ответ на изменяющиеся условия окружающей среды. При устранении фактора, вызвавшего модификацию, измене­ние исчезает. Например, кишечная палочка только в присутствии лактозы продуцирует ферменты, разлагающие этот углевод. Стафило­кокки образуют фермент, разрушающий пенициллин, только в присут­ствии этого антибиотика. Примером модификаций является также образование L-форм бактерий под действием пенициллина и возврат к исходной форме после прекращения его действия. Наследственная или генотипическая изменчивость возникает в ре­зультате изменения самого генома. Изменение генома может наступить в результате мутаций или рекомбинаций.
Слайд 13

Мутации (лат. mutatio - изменение) - изменение последовательности нуклеотидов в молекуле

Мутации (лат. mutatio - изменение) - изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК,

в результате которого происходит появ­ление или потеря признака. Таким признаком может быть способность синтезировать какую-либо аминокислоту или резистентность к анти­биотику. По происхождению мутации могут быть спонтанными или индуци­рованными. Индуцированные мутации получают в эксперименте под влиянием мутагенов: радиации, некоторых химических веществ. Спон­танные мутации возникают под влиянием естественных факторов. Ча­стота спонтанных мутаций невелика, в среднем 1 на 10 млн. Образевавшиеся микробы называют мутантами. Если возникшая мута­ция выгодна для микроба и создает для него преимущества в определен­ных условиях среды, то мутанты выживают и дают многочисленное потомство. Если же мутация не создает преимуществ, мутанты поги­бают. Мутации микроорганизмов могут иметь важное практическое зна­чение. Получены штаммы-мутанты грибов и актиномицетов, являю­щиеся продуцентами антибиотиков во много раз более активных, чем исходные культуры. Из мутантов с ослабленной вирулентностью мо­гут быть получены вакцинные штаммы для получения живых вакцин.
Слайд 14

Диссоциация бактерий (лат. dissociatio - расщепление) - одно из про­явлений мутаций.

Диссоциация бактерий (лат. dissociatio - расщепление) - одно из про­явлений мутаций. В

популяции микроорганизмов появляются особи, вырастающие при посеве на плотную питательную среду в виде глад­ких S-форм и шероховатых R-форм колоний (англ, smooth - гладкий, rough - шероховатый). S-формы колоний - круглые, влажные, с глад­кой блестящей поверхностью, с ровными краями. R-формы колоний неправильной формы, сухие, с изрезанными краями и шероховатой поверхностью. Процесс диссоциации, то есть расщепления особей в популяции, обычно протекает в одном направлении: от S- к R-форме, иногда через промежуточные формы. У большинства видов бактерий вирулентны­ми являются S-формы. Исключение составляют возбудители, чумы, си­бирской язвы, туберкулеза.
Слайд 15

Генетические рекомбинации Генетические рекомбинации - (лат. recombinatio - перестановка) у бак­терий

Генетические рекомбинации Генетические рекомбинации - (лат. recombinatio - перестановка) у бак­терий - это

передача генетического материала (ДНК) от клетки-донора к клетке-реципиенту, в результате появляются рекомбинанты с новыми свойствами. Известны три типа генетичес­ких рекомбинаций: трансформа­ция, трансдукция, конъюгация 
Слайд 16

Трансформация (лат. transforma-tio - превращение) - передача ДНК в виде свободного

Трансформация (лат. transforma-tio - превращение) - передача ДНК в виде свободного растворимого

ве­щества, выделенного из клетки до­нора, в клетку реципиента. При этом рекомбинация происходит, если ДНК донора и реципиента родствен­ны друг другу, и может произойти обмен гомологичных участков сво­ей и проникшей извне ДНК. Впер­вые явление трансформации открыл Ф. Гриффите в 1928 г. Он ввел мы­шам живой невирулентный бескапсульный штамм пневмококка и одновременно убитый вирулентный капсульный штамм пневмококка. Мыши погибли, из их крови была выделе­на живая культура вирулентного капсульного пневмококка. Сам Гриф­фите считал, что трансформация произошла путем поглощения невиру­лентным пневмококком капсульного вещества вирулентного штамма Позже, в 1944 г. О. Эвери, К. Мак Леод и М. Мак-Карти доказали, что трансформирующее вещество - это ДНК, которая является носителем генетической информации. Так впервые была доказана роль ДНК как материального субстрата наследственности
Слайд 17

Трансдукция (лат transductio - перенос) - передача ДНК от бакте­рии-донора к

Трансдукция (лат transductio - перенос) - передача ДНК от бакте­рии-донора к бактерии-реципиенту

с помощью бактериофага. Разли­чают неспецифическую трансдукцию, специфическую и абортивную. При неспецифической трансдукции может быть перенесен любой фрагмент ДНК донор.а При этом ДНК донора попадает в головку бак­териофага, не включаясь в его геном. Принесенный бактериофагом фрагмент ДНК донора может включиться в хромосому реципиента. Та­ким образом, бактериофаг в этом случае является только переносчиком ДНК, сама фаговая ДНК не участвует в образовании рекомбинанта. При специфической трансдукции хромосомы донора замеща­ют собою некоторые гены бактериофага. В клетке реципиента фаговая ДНК вместе с фрагментом хромосомы донора включается в строго оп­ределенные участки хромосомы реципиента в виде профага. Реципи­ент становится лизогенным и приобретает новые свойства. Трансдукция называется абортивной, если фрагмент ДНК, при­несенный бактериофагом, не вступает в рекомбинацию с хромосомой реципиента, а остается в цитоплазме и может кодировать синтез како­го-то вещества, но не реплцируется при делении, передается только одной из двух дочерних клеток и затем утрачивается.
Слайд 18

Конъюгация (лат. conjugatio - соединение) - это переход ДНК из клетки-донора

Конъюгация (лат. conjugatio - соединение) - это переход ДНК из клетки-донора

("мужской") в клетку-реципиент ("женскую") при контакте клеток между собой. Донором является "муж­ская" клетка (F+-клетка), она содержит F-фактор - половой фактор, который кодирует образование половых пилей. Клетки, не содержа­щие F-фактора (F--клетки), являются женскими. При конъюгации клет­ки-доноры соединяются с клетками-реципиентами с помощью F-пилей, через которые происходит переход ДНК. Если клетка-реципиент полу­чает F-фактор, она становится "мужской" F+-клеткой. Если F-фактор включен в хромосому, то бактерии способны пе­редавать фрагменты хромосомы и называются Hfr-клетками (англ, high frequency of recombination - высокая частота рекомбинации). При конъ­югации хромосома разрывается в месте нахождения F-фактора и реплицируется, причем одна нить ДНК передается в клетку реципиента, а ко­пия остается в клетке донора. F-фактор включается в хромосому в опре­деленном ее участке, поэтому перенос отдельных генов хромосомы со­вершается в строго определенное время. Таким образом, прерывая про­цесс конъюгации через разные промежутки времени путем встряхива­ния взвеси бактерий, можно выяснить, какие признаки передаются за это время. Это позволяет построить карту хромосомы, то есть последо­вательность расположения генов в хромосоме. Перенос всей хромосомы может длиться до 100 минут. F-фактор при этом переносится последним.
Слайд 19

Практическое значение учения о генетике микробов При микробиологической диагностике инфекционных заболева­ний

Практическое значение учения о генетике микробов При микробиологической диагностике инфекционных заболева­ний возникают

затруднения в определении вида атипичных микробов, например, бактерий дизентерии, не агглютинирующихся сыворотка­ми. Для их идентификации приходится применять другие методы. В процессе лечения больных инфекционными болезнями создают­ся препятствия в виде устойчивости возбудителей к антибиотикам, и требуются специальные методы для преодоления лекарственной ус­тойчивости. Селекция в условиях стационаров штаммов микроорга­низмов, обладающих множественной лекарственной устойчивостью и высокой вирулентностью для человека, привело к формированию так называемых «госпитальных» штаммов, вызывающих внутрибольничные инфекции. Такие штаммы известны среди стафилококков, а также среди сальмонелл и других грамотрицательных палочек. Методами направленной мутации и селекции получены живые вак­цины, с успехом применяющиеся для профилактики инфекционных бо­лезней. Достижения молекулярной генетики используются для современ­ных методов идентификации микробов: методы индикации нуклеино­вых кислот, полимеразная цепная реакция (ПЦР). Полимеразная цеп­ная реакция является высокочувствительной реакцией, т.к. позволяет увеличить число копий исследуемой цепи ДНК в сотни тысяч раз за несколько часов. ПЦР может быть использована особенно тогда, ког­да в исследуемом материале имеется очень малые концентрации воз­будителя или трудно выделить чистую культуру, а также при его высо­кой антигенной изменчивости.
Слайд 20

Типы взаимоотношений микроорганизмов Нейтрализм (лат. neutralis - не принадлежащий ни тому,

Типы взаимоотношений микроорганизмов Нейтрализм (лат. neutralis - не принадлежащий ни тому, ни другому)—

взаимоотношения, при которых микроорганизмы, развиваясь в составе одного ценоза, не оказывают друг на друга непосредственного влияния. Косвенная взаимозависимость организмов при этом неизбежна, поскольку они являются элементами одного сообщества.
Слайд 21

Конкуренция (лат. сопсиггеге—сталкиваться) — взаимоотношения между организмами одного или разных видов,

Конкуренция (лат. сопсиггеге—сталкиваться) — взаимоотношения между организмами одного или разных видов, соревнующихся

за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Конкуренция может быть пассивной—потребление ресурсов внешней среды, необходимых обоим организмам или активной—подавление одного другим в результате образования определенных продуктов обмена. В микробиологии понятие конкуренции обычно распространяют лишь на взаимоотношения между микроорганизмами, хотя возможны конкурентные отношения между микро- и макроорганизмами, например почвенные микроорганизмы конкурируют с высшими растениями за элементы минерального питания.
Слайд 22

Синтрофия (греч. syn—вместе, trophe—пища, питание)—способность двух или более видов бактерий осуществлять

Синтрофия (греч. syn—вместе, trophe—пища, питание)—способность двух или более видов бактерий осуществлять такой

процесс, который ни один из них не может осуществлять по отдельности. Синтрофия является частным случаем симбиотических взаимоотношений между бактериями.
Слайд 23

Симбиоз (греч. symbiosis—совместная жизнь)—различные формы совместного существования разноименных организмов, составляющих симбиотическую

Симбиоз (греч. symbiosis—совместная жизнь)—различные формы совместного существования разноименных организмов, составляющих симбиотическую систему.

В этих системах один из партнеров или оба, в определенной степени возлагают на другого (или друг на друга) задачу регуляции своих отношений с внешней средой. Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические, пространственные и другие типы взаимоотношений. Один из партнеров системы или оба вместе приобретают возможность выигрыша в борьбе за существование. Симбиоз бывает факультативным, когда каждый из организмов при отсутствии партнера может жить самостоятельно, и облигатным, когда один из организмов (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что самостоятельное существование невозможно. По характеру взаимоотношений между партнерами выделяют несколько типов симбиоза: комменсализм, паразитизм и мутуализм.
Слайд 24

Комменсализм (лат. com—с, вместе и mensa—стол, трапеза), т. е. сотрапезничество, форма

Комменсализм (лат. com—с, вместе и mensa—стол, трапеза), т. е. сотрапезничество, форма симбиоза,

при которой один из партнеров системы (комменсал) возлагает на другого (хозяин) регуляцию своих отношений с внешней средой, но не вступает с ним в тесные отношения. Основой для комменсальных отношений могут быть общее пространство, cyбстрат, кров, пища. Присутствие комменсала для хозяина остается обычно безразличным. Паразитизм (греч. parasitоs—нахлебник)—форма антагонистических взаимоотношений двух различных организмов, при которой один из них (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания (среда 1-го порядка) или источника пищи, возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой (среда 2-го порядка). Наблюдается различная степень специализации паразитов (приуроченность к различным органам и тканям) и специфичность паразитов (приуроченность определенного вида паразита к определенным видам хозяина). Считают, что узкая специфичность указывает на давнее происхождение системы. В процессе эволюции паразитической системы наблюдается тенденция к сглаживанию антагонистических отношений между партнерами. Однако даже в самых стабильных системах паразит — хозяин отношения между партнерами построены по принципу неустойчивого равновесия, нарушения которого могут привести к распаду системы и гибели одного или обоих партнеров. Паразиты принимают участие в регуляции численности популяций хозяев, а иногда определяют направленность микроэволюционных процессов. Паразиты подразделяются на облигатные (обязательные) и факультативные (необязательные). Мутуализм (лат. mutuus—взаимный) - форма симбиоза, при которой отношения между партнерами характеризуются взаимовыгодностью и ни один из них не может существовать без другого.
Слайд 25

Хищничество - такое отношение двух групп организмов, при котором одна использует

Хищничество - такое отношение двух групп организмов, при котором одна использует другую

в пищу. Примером может служить род Clostridium (патогенные виды), который сначала своими токсинами приводит к гибели животное, а затем использует труп в качестве источника питания.
Слайд 26

Антагонизм (rp. antagonisma—спор, борьба) — термин, применяемый к таким взаимоотношениям между

Антагонизм (rp. antagonisma—спор, борьба) — термин, применяемый к таким взаимоотношениям между микроорганизмами,

когда один вид задерживает или полностью подавляет рост другого. Если угнетение взаимно, говорят об аменсализме (лат. а - удаление, отказ и mensa - стол, кушание).