Билет № 17

1. Микробиологпя (от греч. mikros — малый, bios — жизнь, logos — учение) — наука о малой жизни, объектом изучения которой являются микроорганизмы. Особенность их — простота и очень малый размер.

Микробиологию можно подразделить на общую и частную. Общая микробиология изучает строение, физиологию, биохимию, генетику, экологию и эволюцию микробов. Частная микробиология по объектам изучения делится на медицинскую, ветеринарную, сельскохозяйственную, морскую, космическую, техническую.

Основной задачей медицинской микробиологии является изучение патогенных для человека микробов, механизмов инфекции, методов лабораторной диагностики, специфической терапии и профилактики инфекционных заболеваний человека.

Исторический путь развития древнейшей науки микробиологии можно разбить на 5 этапов, в зависимости от уровня и методов познания мира микробов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический, молекулярно-генетический.

Эвристический этап связан с неожиданными находками и догадками о существовании на Земле невидимых живых существ, вызывающих болезни.
Микробы существовали на нашей планете задолго до появления животных и человека, о чем догадывались уже древние мыслители и ученые. Еще в III — IУ вв. до н.э. основоположник античной медицины Гиппократ считал, что болезни человека вызываются какими-то невидимыми частицами, которые он называл миазмами, выделяемыми в болотистых и других местностях. Авиценна писал о том, что причиной чумы, оспы и других болезней являются невидимые простым глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воздух и воду.
Основоположник морфологического периода голландский натуралист Антоний ван Левенгук (1632—1723) сконструировал микроскоп с увеличением в ЗОО раз. Рассматривая под ним капли воды, зубной налет, различные настои, он всюду находил мельчайших «зверюшек» — amimalcula.

Начало физиологического периода относится к 60-м годам ХIХ в. и связано с деятельностью выдающегося французского ученого Луи Пастера, который заложил основы изучения микроорганизмов с точки зрения их физиологии. Он установил биологическую природу спиртового, масляно-кислого и молочнокислого брожений. Изучил болезни вина и пива и разработал способы предохранения их от порчи.

Занимаясь вопросами брожения и гниения, Пастер решал одновременно и практические задачи. Им предложен метод пастеризации.
Большое значение для развития микробиологии в этот период имели исследования немецкого ученого Роберта Коха. Он предложил методику получения чистых культур на питательных средах, стал применять в практике изучения микроорганизмов анилиновые красители.

Кох открыл возбудителей холеры и туберкулеза. Возбудитель туберкулеза был назван палочкой Коха. Кох и его ученики открыли также возбудителей дифтерии, столбняка, брюшного тифа, гонореи.

Илья Ильич Мечников занимался вопросами медицинской микробиологии. Изучал взаимоотношения бактерии и «хозяина» и установил, что воспалительный процесс — реакция организма на внедрившиеся микробы; разработал фагоцитарную теорию иммунитета. Мечников сформулировал общую теорию воспаления как защитную реакцию организма и создал новое направление в иммунологии — учение об антигенной специфичности.

Н. Ф. Гамалей. Всю жизнь посвятил изучению инфекционных болезней и разработке мер борьбы с их возбудителями.разработал вакцину против холеры человека и оригинальный метод получения оспенной вакцины. Гамалея первый описал лизис бактерий под влиянием бактериофага.

Он организовал первую в России станцию по прививкам против бешенства, принимал участие в ликвидации оспы. Н. Ф. Гамалея является не только одним из основоположников медицинской микробиологии, но и иммунологии и вирусологии.

Основоположником эпидемиологии считается д. К. Забологлный Он изучал чуму в Индии, Китае, Шотландии; холеру — на Кавказе, Украине, в Петербурге.

С. Н. Виноградский (1856—1953) внес большой вклад в исследование физиологии серобактерий, нитрифицирующих и железобактерий; открыл хемосинтез у бактерий — величайшее открытие ХIХвека. Виноградским изучены азотфиксирующие бактерии и открыт новый тип питания микроорганизмов — автотрофизм.

2. Сахаролитические свойства бактерий - это способность расщеплять: углеводы. Для определения способности ферментировать углеводы применяют короткий и длинный «перистые» ряды. Сахоролитические ферменты исследуются на питательных средах, содержащих различные углеводы. В качестве примера можно привести среду Гиса, которая состоит из пептонной воды, 0, 5% углевода, индикатора Андреде (кислый фуксин, нейтрализованный щёлочью). Среду разливают в пробирки, куда вносят трубочку (поплавок). При разложения углевода до кислоты среда приобретает красную окраску, при разложения углевода до кислоты и газа кроме покраснения среды в поплавке появляется пузырёк газа. Если микроб не обладает ферментативной активностью, при его росте цвет среды не изменится. Для характеристики вида чистую культуру микроба засеивают обычно в ряд пробирок с углеводами (глюкоза, мальтоза, лактоза, сахароза). Чтобы полнее изучить биохимическую активность микроба, к этому набору углеводов добавляют другие питательные среды, зачастую молоко и молоко с лакмусом. Под влиянием бактерий, разлагающих лактозу, молоко скисает и свёртывается, а лакмусовое ещё и преобретает розовую окраску. Щёлочеобразователи вызывают посинение молока. Так как каждой бактерией ферментируются не все, а только определённые виды углеводов, входящих в состав сред Гиса, наблюдается довольно перистая картина, поэтому набор сред с углеводами и цветным индикатором называют «перистым» рядом.

3. Бактериофаги — это вирусы, обладающие способностью проникать в бактериальные клетки, репродуктироваться в них и вызывать их лизис.

Фаги широко распространены в природе — в воде, почве, сточных водах, в кишечнике животных, человека, птиц, в раковых опухолях растений. Фаг был выделен из молока, овощей. Источником фагов патогенных микробов являются больные люди и животные, бактерионосители, реконвалес-центы. Выделяются с содержимым кишечника, мочой, его обнаруживали в мокроте, слюне, гное, носовом секрете. Особенно большое количество фагов выделяется в период выздоровления.

Структура и морфология фагов: большинство фагов состоит из головки, воротничка и хвостового отростка, заканчивающегося базальной пластинкой, к которой прикреплены фибриллы.

Бактериофаги различаются по химической структуре, типу нуклеиновой кислоты, морфологии и характеру взаимодействия с бактериями. По размеру бактериальные вирусы в сотни и тысячи раз меньше микробных клеток.

Типичная фаговая частица (вирион) состоит из головки и хвоста. Длина хвоста обычно в 2 — 4 раза больше диаметра головки. В головке содержится генетический материал — одноцепочечная или двуцепочечная РНК или ДНК с ферментом транскриптазой в неактивном состоянии, окруженная белковой или липопротеиновой оболочкой — капсидом, сохраняющим геном вне клетки.

Нуклеиновая кислота и капсид вместе составляют нуклеокапсид. Бактериофаги могут иметь икосаэдральный капсид, собранный из множества копий одного или двух специфичных белков. Обычно углы состоят из пентамеров белка, а опора каждой стороны из гексамеров того же или сходного белка. Более того, фаги по форме могут быть сферические, лимоновидные или плеоморфные. Хвост представляет собой белковую трубку — продолжение белковой оболочки головки, в основании хвоста имеется АТФаза, которая регенерирует энергию для инъекции генетического материала. Существуют также бактериофаги с коротким отростком, не имеющие отростка и нитевидные.

Фаги более устойчивы во внешней среде, чем бактерии. Выдерживают давление до 6000 атм., устойчивы к действию радиации. До 13 лет не теряют своих литических свойств, находясь в запаянных ампулах.

Некоторые вещества, например, хлороформ и ферментативные яды (цианид, флорид), не оказывают влияния на фаги, но вызывают гибель бактерий.

Однако фаги быстро погибают при кипячении, действии кислот, УФ-лучей.

Фаги обладают строгой специфичностью, т. е. способны паразитировать только в определенном виде микроорганизмов: стрептококках, стафилококках и т. д. Фаги с более строгой специфичностью, которые паразитируют только на определенных представителях данного вида, называются типовыми. Фаги, которые лизируют микроорганизмы близких видов, например, видов, входящих в род возбудителей дизентерии (шигелл), называются поливалентными.

По механизму взаимодействия с клетками фаги подразделяются на вирулентные и умеренные.

Умеренные фаги не лизируют все клетки, а с некоторыми вступают в симбиоз. Клетка выживает. Умеренный фаг превращается в профаг, который не обладает литическим действием.