12. Риккетсии, хламидии, микоплазмы как нетипичные бактерии. Особенности строения, метаболизма, экологии.

Риккетсии – это мельчайшие бактерии, обитающие в кишечнике членистоногих. Они названы в честь американского микробиолога Г. Риккетса, который открыл возбудителя одного из риккетсиозов – пятнистую лихорадку и погиб от этой инфекции.

Подавляющее большинство риккетсий патогенны для человека. Их клеточная стенка построена аналогично грамотрицательным (розовые) бактериям.

Их атипизм проявляется в:

- неспособности синтезировать НАД - облигатные внутриклеточные паразиты. Их называют «энергетическими паразитами». Они выращиваются только в клеточных системах (куриный эмбрион).

• полиморфизме (они существуют в виде кокков, палочек, нитевидных форм).

Видовым признаком риккетсий является их размножение в протоплазме или ядре клеток.

Заболевания: эпидемический вшивый сыпной тиф, эндемический крысиный сыпной тиф, пятнистые лихорадки;

Хламидии – это мелкие сферические бактерии, которые размножаются внутриклеточно, по химическому составу сходны с грамотрицательными бактериями. Хламидии имеют широкий спектр хозяев.

От типичных бактерий хламидии отличаются:

• отсутствием в клеточной стенке пептидогликана (ригидность обеспечивается двухслойной мембраной);

• наличием своеобразного жизненного цикла с взаимопревращениями двух основных морфофункциональных элементов – метаболически неактивных, инвазивных форм – элементарных телец и вегетативных форм – ретикулярных телец;

• неспособностью синтезировать АТФ и являются облигатными внутриклеточными паразитами, («энергетическими паразитами»). Не выращиваются на питательных средах.

• плеоморфизмом - внутри инфицированных клеток они представлены набором кокковидных форм, которые различаются по размеру, тинкториальным свойствами и пр.

Заболевания: трахома (конъюктивит), урогенитальный хламидиоз и прочие.

Микоплазмы - мельчайшие бактерии, лишенные ригидной клеточной стенки.

Термин «микоплазмы» формален, отражая способность к образованию «грибоподобных» мицелиальных форм, типичных для плесневых грибов и актиномицетов.

Микоплазмы широко распространены в природе. Они паразитируют на человеке, животных, растениях, есть сапрофитические виды. М. hominis и U. urealytiсum, вызывают урогенитальные заболевания.

Их атипизм характеризуют:

• нет клеточной стенки, вместо этого они располагают трехслойной липидной мембраной, которая поддерживает осмотическую прочность микоплазм;

• ауксотрофность по холестерину, это обусловливает их мембранный паразитизм (микоплазмы – облигатные внутриклеточные паразиты).

• выраженный плеоморфизм в результате десинхронизации роста и деления клеток (некоторые из них до начала деления «успевают» многократно реплицировать свой геном, образуя удлиненные клетки, которые, «вырастая в стороны», дают ветвящиеся нити).

Отсутствие клеточной стенки у микоплазм связано с тем, что в геноме их нет информации, кодирующей синтез пептидогликана. С медицинской точки зрения важно и то, что они устойчивы к антибиотикам, действующим на клеточную стенку, что надо учитывать при назначении лечения.

13. Классификация бактерий по отношению к источникам углерода и факторам роста. Автотрофы, гетеротрофы. Прототрофы, ауксотрофы. Экологическая характеристика бактерий: сапрофиты и симбионты. Комменсалы. Облигатные и факультативные паразиты.

Классификация бактерий по отношению к источникам углерода:

Аутотроф - организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических путем фотосинтеза.

Гетеротроф -  организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества.

Факторы роста – необходимые в малых количествах вещества, которые микроорганизм не способен синтезировать самостоятельно.

Группы факторов роста: 1.Пурины и Пиримидины ( для синтеза нуклеиновых кислот ); 2.Незаменимые аминокислоты (для синтеза белка); 3.Витамины ( коэнзимы и функциональные группы некоторых ферментов);

Прототроф - бактерии, не требующие ростовых факторов извне, так как способны синтезировать эти факторы сами. (E.coli). Организм, способный синтезировать сложные вещества из ограниченного числа простыхсоединений и потому способный развиваться на минимальной среде.

Ауксотроф- бактерии, нуждающиеся в факторах роста ( Lactobacillus). организмы, которые не способны синтезировать определенное органическое соединение, необходимое для роста этого организма

Экологическая характеристика бактерий:

Сапрофиты - свободноживущие гетеротрофы, развивающиеся на мертвых органических останках, приспособленных к несимбиотическому существованию.

Симбионты - форма взаимоотношений, при которой оба партнёра или только один извлекает пользу из другого

Комменсалы – полезно для одного (комменсала) и безразлично для другого.

Паразиты – симбионты, приносящие вред, усваивают органику в форме сложных веществ живого организма.

Облигатный паразитизм – паразитизм, являющийся обязательным для данного вида организмов. 

Факультативные паразиты способны вести свободный образ жизни, но, попадая в организм хозяина, проходят в нём часть цикла своего развития и нарушают его жизнедеятельность.

14. Конструктивный метаболизм бактерий (АНАБОЛИЗМ). Скорость и фазы размножения бактерий на питательных средах. Бактериальные ферменты, их функции. Экзоферменты и эндоферменты. Конститутивные и индуцибельные ферменты.

Конструктивный метаболизм (анаболизм) – это совокупность реакций биосинтеза белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и липидов. Использование энергии АТФ для построения клеточного материала является не чем иным, как реакциями биосинтеза по созданию:

• аминокислот;

• нуклеотидов;

• липидов;

• углеводов.

Реакции протекают в несколько этапов. В результате начальных стадий из продуктов разложения глюкозы (пентозофосфаты, пирувата, ацетила КоА и т.д.) образуются белковые молекулы-мономеры, которые на следующих этапах собираются в макромолекулы.

Скорость и фазы размножения бактерий на питательных средах Размножение – увеличение числа клеток в популяции. Бактерии размножаются путем БИНАРНОГО деления (амитоз). Число особей растет в ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ прогрессии. При этом все прокариоты – ГАПЛОИДНЫ, т.е. только одна ДНК.

Размножение характеризуется:

• ВРЕМЕНЕМ ГЕНЕРАЦИИ (интервал времени, за который число клеток удваивается);

• КОНЦЕНТРАЦИЕЙ БАКТЕРИЙ (количество бактерий в 1 мл);

Прикладное значение – возможность определить время культивирования патогенных организмов. Средние показатели – время генерации=18-20 мин – время культивирования =18-24ч.

Фазы размножения: 1. Начальная (ЛАГ-ФАЗА) – начало интенсивного деления клеток, но пока что скорость деления низкая. 2. ЛОГ-ФАЗА – постоянное деление с максимальной скоростью, значительное увеличение числа клеток. 3. СТАЦИОНАРНАЯ - число клеток перестает увеличиваться. Количество погибших клеток приблизительно равно вновь появившимся. 4. ФАЗА ОТМИРАНИЯ – гибель клеток. Причины гибели клеток: 1.Недостаток питательных веществ; 2.Конкуренция за среду;

Бактериальные ферменты:

По механизму действия: оксидоредуктазы, трансферазы, изомеразы, лигазы, лиазы, гидролазы.

По месту реализации:

• Экзоферменты (выделяются во внешнюю среду – фактор агрессии);

• Эндоферменты (необходимы для внутренних процессов жизнидеятельности микроорганизмов);

По биохимическим свойствам:

• Сахаролитические;

• Липолитические;

• Протеолитические;

Конститутивные ферменты – постоянно синтезируются в микробе. Индуцибильные ферменты – их концентрация возрастает в зависимости от наличия субстрата.