Физиология бактерий

Содержание

Слайд 2

Химический состав бактериальной клетки Бактериальная клетка на 80-90% состоит из воды

Химический состав бактериальной клетки
Бактериальная клетка на 80-90% состоит из воды и

около 10% приходится на долю сухого вещества.
В сухом веществе бактерий 52% составляют белки, 17% - углеводы, 9% - липиды, 16% - РНК, 3% - ДНК и 3% - минеральные вещества.
Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Схема метаболизма

Схема метаболизма

Слайд 6

Oсновные механизмы транспортировки питательных веществ и воды через ЦПМ бактерий 1.

Oсновные механизмы транспортировки питательных веществ и воды через ЦПМ бактерий
1.     пассивная диффузия
2.     облегченная

диффузия 
3.     активный транспорт 
4.     транслокация химических групп 
Слайд 7

Способы транспортировки питательных веществ через ЦПМ

Способы транспортировки питательных веществ через ЦПМ

Слайд 8

Схема пластического обмена веществ у бактерий

Схема пластического обмена веществ у бактерий

Слайд 9

Схема энергетического метаболизма

Схема энергетического метаболизма

Слайд 10

Субстратное фосфорилирование

Субстратное фосфорилирование

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Ферменты бактерий В основе всех метаболических реакций в бактериальной клетке лежит

Ферменты бактерий

 В основе всех метаболических реакций в бактериальной клетке лежит деятельность

ферментов, которые принадлежат к
6 классам: оксиредуктазы, трансферазы, гидролазы, лигазы, лиазы, изомеразы.
Ферменты, образуемые бактериальной клеткой, могут как локализоваться внутри клетки - эндоферменты, так и выделяться в окружающую среду - экзоферменты.
Слайд 14

Питательные среды для бактерий

Питательные среды для бактерий

Слайд 15

Типы питания бактерий

Типы питания бактерий

Слайд 16

Oсновные требования к питательным средам 1. источники C и N определенного

Oсновные требования к питательным средам
1. источники C и N определенного состава

азотистых веществ, углеводов (глюкоза)
2. набор витаминов, минералов
3. изотоничность (0, 85% NaCl)
4. буферность
5. pH (7,2)
6.окислительно-восстановительный баланс (eH)
7.cтерильность
8. прозрачность
Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Классификация питательных сред

Классификация питательных сред

 

Слайд 20

Слайд 21

Контейнеры для питательных сред

Контейнеры для питательных сред

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Types of colonies on solid media

Types of colonies on solid media

Слайд 25

Слайд 26

МПА

МПА

Слайд 27

Лактозо-позитивные колонии Среда Эндо

Лактозо-позитивные колонии Среда Эндо

Слайд 28

Лактозо-негативная культура на среде MacСonkey

Лактозо-негативная культура на среде MacСonkey

Слайд 29

Среда Плоскирева Лактозо-позитивные и лактозо-негативные колонии

Среда Плоскирева Лактозо-позитивные и лактозо-негативные колонии

Слайд 30

Чистые культуры бактерий Чистые культуры бактерий – принадлежащие к 1 виду

Чистые культуры бактерий

Чистые культуры бактерий – принадлежащие к 1 виду
Необходимы для

идентификации возбудителя инфекции и определения чувствительности к х/т препаратам
Слайд 31

Слайд 32

Получение чистых культур Streak Dilution Technique for obtaining isolated colonies area

Получение чистых культур

Streak Dilution Technique for obtaining isolated colonies
area 3 demonstrates

well-isolated colonies of two different types of bacteria
Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

Darwin, as portrayed on agar using E. coli, by students in the Gregory lab. Source

Darwin, as portrayed on agar using E. coli, by students in

the Gregory lab. Source
Слайд 36

Primate phylogeny created with E. coli on colored agar. By graduate

Primate phylogeny created with E. coli on colored agar. By graduate students

in the Gregory Lab at the University of Guelph.
Слайд 37

Культивирование бактерий Культивирование бактерий в системах in vitro осуществляется на питательных

Культивирование бактерий

Культивирование бактерий в системах in vitro осуществляется на питательных средах.

Искусственные питательные среды должны отвечать определенным требованиям и содержать воду, так как все процессы жизнедеятельности бактерий протекают в воде.
• Для культивирования гетероорганотрофных бактерий в среде должен содержаться органический источник углерода и энергии. Эту функцию выполняют различные органические соединения: углеводы, аминокислоты, органические кислоты, липиды. Наибольшим энергетическим потенциалом обладает глюкоза, так как она непосредственно подвергается расщеплению с образованием АТФ и ингредиентов для биосинтетических путей.
• Для синтеза белков, нуклеотидов, АТФ, коферментов бактериям требуются источники азота, серы, фосфаты и другие минеральные вещества, в том числе микроэлементы. Источником азота может служить пептон; пептон - продукт неполного гидролиза белков, состоящий из поли-, олиго- и дипептидов. Пептон также поставляет аминокислоты для построения бактериальных белков. кроме того, большинство бактерий способны использовать соли аммония в качестве источника азота. Серу и фосфор бактерии способны утилизировать в виде неорганических солей: сульфатов и фосфатов. Для нормального функционирования ферментов бактериям требуются ионы Са2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, которые добавляют в питательную среду в виде солей, чаще всего фосфатов.
• Решающее значение для роста многих микроорганизмов имеет рН среды. Поддерживание определенного рН имеет значение для предотвращения гибели микроорганизмов от ими же образованных продуктов обмена.
• Среда должна обладать определенным осмотическим давлением. Большинство бактерий способны расти на изотоничных средах, изотоничность которых достигается добавлением NaCl в концентрации 0,85%. Некоторые бактерии не способны расти на средах при концентрации соли в них ниже 1%. Такие бактерии называются галофильными. Так как устойчивость к осмотическому давлению определяется наличием у бактерий клеточной стенки, бактерии, лишенные клеточной стенки, микоплазмы L-формы, могут расти на питательных средах, содержащих гипертонический раствор, обычно сахарозы. При необходимости к питательной среде добавляют факторы роста, ингибиторы роста определенных бактерий, субстраты для действия ферментов, индикаторы.
• Питательные среды должны быть стерильными.
Слайд 38

Условия культивирования бактерий • Наличие полноценной стерильной питательной среды. • Температура

Условия культивирования бактерий

• Наличие полноценной стерильной питательной среды.
• Температура

культивирования. Температура влияет на скорость размножения. Для поддержания требуемой температуры используют специальные приборы - термостаты.
• Атмосфера культивирования.
• Время культивирования зависит от времени генерации. Большинство бактерий культивируют для получения видимого роста в течение 18-48 ч. Для культивирования возбудителя коклюша требуется 5 сут, для культивирования М. tuberculosis - 3-4 нед.
• Освещение. Некоторые условно-патогенные микобактерии в зависимости от освещенности образуют пигмент, что используется при их идентификации.
Слайд 39

Классификация микроорганизмов по отношению к температуре

Классификация микроорганизмов по отношению к температуре

Слайд 40

Классификация бактерий по типам дыхания Облигатные аэробы (возбудители туберкулеза, холеры) –

Классификация бактерий по типам дыхания
Облигатные аэробы (возбудители туберкулеза, холеры) – микроорганизмы, для

оптимального роста которых необходимо 21 % кислорода.
Облигатные анаэробы (возбудители столбняка, ботулизма, газовой анаэробной инфекции, бактероиды, фузобактерии) – бактерии, которые растут при отсутствии свободного молекулярного кислорода за счет процессов брожения. Они получают кислород из органических соединений в процессе их метаболизма. Некоторые из них не выносят даже незначительного количества свободного кислорода.
Факультативные анаэробы (стафилококки, эшерихии, сальмонеллы, шигеллы и другие) – приспособились, в зависимости от условий среды (наличию или отсутствию кислорода), переключать свои метаболические процессы с использованием молекулярного кислорода на брожение и наоборот.
Микроаэрофилы (молочнокислые, азотфиксирующие бактерии) –группа микробов, для которых концентрация кислорода при культивировании должна быть уменьшена до 2 - 5 %. Высшие его концентрации способны задерживать рост.
Капнеические (возбудитель бруцеллеза бычьего типа) – микроорганизмы, которые требуют, кроме кислорода, еще и до 10 % углекислого газа.
Слайд 41

Анаэробы

Анаэробы

Слайд 42

Культивирование анаэробов. Анаэростаты и газогенерирующие пакеты

Культивирование анаэробов. Анаэростаты и газогенерирующие пакеты

Слайд 43

Культивирование абсолютных внутриклеточных паразитов, - бактерий, относящихся к родам Rickettsia, Ehrlichia,

Культивирование абсолютных внутриклеточных паразитов, - бактерий, относящихся к родам Rickettsia, Ehrlichia,

Coxiella, Chlamydia

   осуществляют
на культурах клеток
в организме животных и членистоногих
в куриных эмбрионах (за исключением эрлихий). Куриные эмбрионы используют также для культивирования бактерий, обладающих высоким уровнем гетеротрофности, например родов Borrelia, Legionella.

Слайд 44

Слайд 45

Репликация и деление бактерии

Репликация и деление бактерии

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Бесполое размножение бактерий (например Е. coli) простым делением

Бесполое размножение бактерий (например Е. coli) простым делением

Слайд 49

Помимо бинарного деления, некоторые бактерии имеют иные способы размножения Актиномицеты могут

Помимо бинарного деления, некоторые бактерии имеют иные способы размножения

Актиномицеты могут размножаться

путем фрагментации гифов. Представители семейства Streptomycetaceae размножаются спорами.
Микоплазмы могут размножаться фрагментацией и почкованием.
Хламидии имеют цикл развития в двух формах: внеклеточных инфекционных, малых размеров элементарных телец, не обладающих способностью к бинарному делению, и внутриклеточных, метаболически активных, крупных размеров ретикулярных телец, способных к бинарному делению.
Treponema pallidum в неблагоприятных условиях способны образовывать цисты, которые, распадаясь на зерна, дают потомство новым бактериальным клеткам.
Слайд 50

Кривая бактериального роста в жидкой питательной среде

Кривая бактериального роста в жидкой питательной среде

Слайд 51

Слайд 52

Ламинарный бокс

Ламинарный бокс

Слайд 53

Биохимическая идентификация бактерий

Биохимическая идентификация бактерий

Слайд 54

Слайд 55

«Пестрый ряд»

«Пестрый ряд»

Слайд 56

API-20E Strips

API-20E Strips

Слайд 57

API-20E Strips

API-20E Strips

Слайд 58

API-20E Strips

API-20E Strips

Слайд 59

Тест-система для идентификации бацилл Микроген Bacillus-ID (MID-66)

Тест-система для идентификации бацилл Микроген Bacillus-ID (MID-66)

Слайд 60

Автоматический бактериологический анализатор SENSITITRE

Автоматический бактериологический анализатор SENSITITRE

Слайд 61

Слайд 62

Отделение лабораторной диагностики Чебоксары

Отделение лабораторной диагностики Чебоксары

Слайд 63

Автоматический микробиологический анализатор позволяет провести: идентификация бактерий и дрожжей; и исследование

Автоматический микробиологический анализатор позволяет провести: идентификация бактерий и дрожжей; и исследование

чувствительности к антибиотикам клинически значимых бактерий -Чебоксары
Слайд 64

Principles of colorimetry and turbidimetry. 600 species of bacteria or yeast can be identified. Vitek Biomerieux

Principles of colorimetry and turbidimetry. 600 species of bacteria or yeast

can be identified. Vitek Biomerieux
Слайд 65

Биопленка – совокупность микроорганизмов разных видов, прикрепленных к твердой поверхности посредством

Биопленка – совокупность микроорганизмов разных видов, прикрепленных к твердой поверхности посредством

выделяемого ими полимерного матрикса

Процесс формирования биопленок находится под контролем кворум- сенсинов, которые обеспечивают созревание биопленки и коллективные взаимоотношения между микроорганизмами в ней.

Слайд 66

Поведение бактерий в бактериальных сообществах «Quorum sensing» - это межклеточный механизм

Поведение бактерий в бактериальных сообществах

«Quorum sensing» - это межклеточный механизм

бактериального общения, предназначенный для контроля экспрессии генов в зависимости от плотности бактериальной популяции По типу «quorum sensing» регулируется широкий ряд физиологических процессов, включая биолюминесценцию, синтез антибиотиков, детерминант вирулентности, перенос конъюгативных плазмид .
Слайд 67

Механизм образования биопленки После прикрепления микроорганизмы размножаются и образуют слой на

Механизм образования биопленки

После прикрепления микроорганизмы размножаются и образуют слой на

твердой поверхности, благодаря пилям IV типа. Микроорганизмы передвигаются по поверхности образуя небольшие группы, или микроколонии. Микроколонии дифференцируются в зрелые и приобретают башне- или грибоподобную форму.
Клетки в зрелой биопленке погружены в полисахаридный матрикс, в котором есть каналы для поступления нутриентов, кислорода и выведения продуктов метаболизма. Быстро растущие микроорганизмы находятся на периферии, где выше концентрация нутриентов и кислорода, медленнорастущие — глубже.
Бактерии в составе биопленки устойчивы к микробицидным агентам, в том числе и антибиотикам.
Формирование биопленки в организме приводит к развитию хронических и персистирующих инфекций.
Кворум- сенсины являются мишенью для разработки новых противомикробных средств, не влияющих на жизнеспособность микроорганизмов, но нарушающих их способность вызывать заболевания.
Слайд 68

Поведение бактерий в бактериальных сообществах Биопленки представляют высокоорганизованные сообщества бактерий, необратимо

Поведение бактерий в бактериальных сообществах

Биопленки представляют высокоорганизованные сообщества бактерий, необратимо

прикрепленных к субстрату и друг к другу и защищенных продуцируемым этими клетками внеклеточным полимерным матриксом.Они снабжены каналами для водоснабжения, распределения питательных веществ между членами сообщества и удаления отходов жизнедеятельности.
Биопленки могут быть образованы бактериями одного или нескольких видов и состоят из активно функционирующих и покоящихся (некультивируемых) клеток.
Образование биопленки является одной из основных стратегий выживания бактерий в окружающей среде, поскольку в составе биопленки они защищены от антибактериальных препаратов, включая антибиотики, дезинфектанты, бактериофаги.
Многие хронические инфекции, возникновение которых связано с использованием медицинского имплантированного оборудования - катетеров, протезов, искусственных клапанов сердца, обусловлены способностью бактерий расти в виде биопленок на поверхности этих устройств.