микробиология

20. Формы изменчивости микроорганизмов

Фенотипическая изменчивость. Проявление наследуемых морфологических признаков и физиологических процессов у индивидуумов называется фенотипом. Различия по фенотипу между микроорг. одинак. по генотипу наз. модификациями.

Генотипическая изменчивость. Изменениям подвержен так­же и генотип. Генотипическая изменчивость играет большую роль в эволюции организмов

Мутации. Под мутацией (от mutatio — изменение) пони­мают внезапные, скачкообразные изменения наследственных свойств.

Генотипическая изменчивость. Изменениям подвержен так­же и генотип. Генотипическая изменчивость играет большую роль в эволюции организмов: если бы клетки не обладали способностью к изменению генотипа, то любое неблагоприят­ное изменение условий среды привело бы к вымиранию вида.

В основе генотипической изменчивости лежат мутации и рекомбинации. Они происходят в структуре ДНК — генетиче­ском аппарате клетки — и проявляются в стабильности изме­нений каких-либо свойств.

Мутации. Под мутацией (от mutatio — изменение) пони­мают внезапные, скачкообразные изменения наследственных свойств. Основу этого явления составляют качественные или количественные изменения последовательности нуклеотидов в ДНК, которые могут возникать при жизнедеятельности бак­терий под влиянием эндогенных факторов или при действии химических и физических мутагенов.

22. Влияние Факторов Внешней Среды На МИКРООРГАНИЗМЫ

Влияние температуры. Об отношении микроорганизмов к температуре обычно судят по способности их расти и размно­жаться в определенных температурных границах.

Психрофильные микроорганизмы (психрофилы) являются преимущественно обитателями северных морей, почвы, сточ­ных вод (светящиеся бактерии, некоторые железобактерии и др.). Температурные границы психрофилов: температура ми­нимум около 0°С, оптимум 15—20, максимум 30—35 °С.

Мезофильные бактерии — наиболее обширная группа. Сю­да относятся большинство саирофитов и все патогенные ми­кроорганизмы. Температурный минимум 10 °С оптимум 30—37, максимум 40—45 ^ЧС.

Термофильные бактерии часто и в большом количестве встречаются в природе: почве, воде, теплых минеральных источниках, а также в пищеварительном тракте животных и человека. Температурный минимум 35 °С, оптимум 50—60, максимум 70—75 °С.

Низкие температуры приостанавливают гнилостные и бро­дильные процессы.

Высокая температура, в особенности нагревание паром под давлением, губительно действует на микробов. Чем боль­ше температура выходит за пределы максимума, тем быстрее погибают вегетативные формы микроорганизмов: при 60 °С — через 30 мин, при 70 °С —через 10—15, при 80—100 °С — через 1 мин.

Споры бактерий более устойчивы к действию высокой температуры.

Применение высокой температуры является самым распро­страненным, удобным и надежным способом стерилизации — обеспложивания (sterilis — бесплодный) — уничтожения раз­личных микробов и их спор в разнообразных объектах. Су­ществуют разные способы стерилизации при помощи высокой температуры: прокаливание на огне, кипячение, стерилизация сухим паром в печах Пастера (сухожаровые шкафы), стери­лизация паром под давлением в автоклавах, без давления в аппарате Коха, тиндализация (дробная стерилизация при температуре 56—58 °С), пастеризация— метод, предложенный Пастером с целью сохранения питательной ценности молока, вина, различных консервов, которые нагревают до 80^СС 30 мин, а затем быстро охлаждают до 4—8°С. При пастери­зации погибают вегетативные формы микробов, споры же со­храняются, но быстрое охлаждение и хранение продукта при 4—5°С препятствует их прорастанию и последующему раз­множению микробов.

Влияние высушивания. Многие виды микроорганизмов на­долго сохраняются после высушивания, хотя расти и размно­жаться в этих условиях не могут.

Дегидратация (обезвоживание) вегетативных форм бактериальных клеток в большинстве случаев вызывает их гибель.

Бактерии, устойчивые ^!к высокому давлению, 'называют барофильными

Большое влияние на рост микроорганизмов оказывает ос­мотическое давление.

Действие видимого света. Видимый, рассеянный свет (длина волн 300—1000 нм) угнетает жизнедеятельность микроорганизмов, правда, слабее, чем прямые солнечные лучи.

Прямые солнечные лучи убивают все микроорганизмы,

кроме пурпурных и зеленых серобактерий; развитию последних

. солнечный свет благоприятствует.

Влияние электричества. Электричество малой и высокой . частоты убивает микробы. Особенно сильное действие оказы­вают на них токи ультравысокой частоты.

Влияние ультразвука. Ультразвук (волны с частотой око­ло 20000 Гц/с) используется для стерилизации пищевых про­дуктов и дезинфекции предметов.

Аэроионизация используется для обезвреживания цехов предприятий, жилых помещений, а также в медицинской и ветеринарной практике.

25. Микрофлора почвы

Из структурных частей почвы для микробиологии особый интерес представляет ее органическое вещество — гумус, со­стоящий из остатков животных и растительных организмов и обитающих в почве микробов. Поверхностный слой почвы беднее микробами, так как на них вредно воздействуют фак­торы внешней среды: высушивание, ультрафиолетовые лучи, солнечный свет, повышенная температура и др. Наибольшее количество микроорганизмов находится на глубине 5—15 см, меньше их на глубине 20—30 и еще меньше на глубине 30—40 см.

Наиболее богаты микрофлорой возделываемые (культур­ные) почвы; бедны — песчаные, горные, а также почвы, лишенные растительности; содержание их в почве увеличивает­ся с севера на юг.

К типичным почвенным бактериям отно­сятся Вас. subtilis, Вас. mycoides, Вас. mesentericus, Вас. me­gatherium, Cl. tetani, Cl. perfringens, Cl. oedomaticus, Cl. histolyticus, Cl. botulinum, Cl. chauvoeij а также термофильные, пигментные, непигментные и другие микроорганизмы, состав­ляющие иногда 80—90 % всей микрофлоры почвы.

Микрофлора воды

Вода — естественная среда .обитания микробов, основная масса которых поступает из поч­вы, воздуха с оседающей пылью, с отбросами, стоками, мочой и т. д.

К постоянно живущим в воде микроорганизмам относятся Azotobacter, Nitrobacter, Micro-coccus roseus, Pseudomonas fluorescens, Bact. aquatalis, Pro­teus vulgaris, Spirillum и др. Кроме сапрофитов в воде могут быть возбудители инфекционных болезней животных и чело­века.

Микрофлора воздуха

Состав микробов воздуха весьма разнообразен. В воздухе часто встречаются пигментные сапрофитные бактерии (ми­крококки, сарцины), споровые (сенная, картофельная и др.) палочки, актиномицеты, плесневые, дрожжевые грибы и др. Наряду с сапрофитами в воздухе встречаются условно-паго-генные микроорганизмы, опары грибов из родов Aspergillus, Mucor, Penicillium.

Наибольшее количество микроорганизмов содержит воз­дух крупных промышленных городов. Воздух же полей, ле­сов, лугов, а также над водными пространствами, в удалении от населенных пунктов отличается сравнительной чистотой.

21. Способы передачи генетической информ у бакт.

Генетические рекомбинации. Кроме мутации, ведущих к изменению генотипа, у бактерий известны три способа пере­дачи генетической информации от донорской клетки с одним генотипом реципиенту с другим генотипом. Эта передача осуществляется путем трансформации, трансдукции и конъ­югации. В результате генетического обмена между бактерия­ми образуются рекомбинанты — то есть бактерии, обладаю­щие свойством обоих родителей.

Трансформация (преобразование, перест­ройка) — изменение генома бактерии-реципиента в резуль­тате поглощенной из среды свободного фрагмента ДНК клет-ки-донора.

В процессе трансформации различают пять стадий: 1— адсорбция трансформирующей ДНК на поверхность микробной клетки; 2 — проникновение ДНК в клетку - реципиент; 3 — спаривание внедрившейся ДНК с хромо­сомными структурами клетки; 4 — включение участка ДНК клетки-донора в хромосомные структуры реципиента; 5— дальнейшее изменение нуклеотида в ходе последую­щих делений.

Трансдукция. Трансдукцией называют передачу ДНК от клетки-донора клетке-реципиенту при участии бактериофа­гов. Трансдуцирующими свойствами обладают в основном умеренные фаги.

Абортивная трансдукция — перенос фагом участ­ка ДНК клетки-донора в клетку-реципиент, которая не вклю­чается в ее геном, а следовательно, проявление нового призна­ка не наблюдается.

Конъюгация (спаривание) — это передача генети­ческого материала донорской клеткой клетке-реципиенту при непосредственном контакте. Способность бактериальной клет­ки конъюгировать связана с наличием в ней полового факто­ра F (от fertility—плодовитость)—внехромосомной автоном­ной детерминанты.

Таким образом, все три процесса генетической рекомби­нации у бактерий — трансформация, трансдукция и конъюга­ция— различны по форме, но одинаковы по существу; в ре­зультате каждого процесса происходит перенос фрагмента ДНК от одной клетки к другой.

26. Микрофлора организма животных

После рождения животный организм вступает в контакт с различными микроорганизмами, которые проникают через дыхательные и пищеварительные пути и заселяют желудочно-кишечный тракт, половые и другие органы.

Микрофлора кожи. Постоянные обитатели кожи — стафи­лококки, стрептококки, сардины, актиномицеты, микрококки, вызывающие нагноительные процессы: фурункулы, гнойники, флегмоны и др.

Из палочковидных форм обнаруживают кишечную, сине-гнойную, псевдодифтерийную.

Микрофлора вымени. Микрофлору вымени составляют пре­имущественно микрококки (М. luteus, M. flavus, M. eandidus, М. caseolyticus), стафилококки, стрептококки, коринебакте-рии, в частности Corynebacterium bovis.

Из патогенных микробов на коже вымени часто встреча­ются возбудители маститов (Str. agalacitae, Str. ubens, Staph. aureus) и колимаститов (Escherichia coli, Klebsiella aerogenes, Corynebacterium pyogenes, Вас. stibtilis, Pseudomo-nas aerugynosa и др.).

Микрофлора конъюнктивы. На конъюнктиве находят срав­нительно небольшое количество микробов. Как правило, это стафилококки, стрептококки, сардины, реже встречаются ми-коплазмы, микрококки, актиномицеты, дрожжевые и плесне­вые грибы.

Микрофлора дыхательных путей. У новорожденных живот­ных в дыхательных путях микроорганизмов нет. При дыхании на слизистые оболочки верхних дыхательных путей оседают из воздуха различные бактерии, актиномицеты, плесневые и Дрожжевые грибы, микоплазмы и др.

Микрофлора пищеварительного канала. Она наиболее обильна. У новорожденных животных желудочно-кишечный тракт не содержит микробов. Через несколько часов организм животного заселяется микрофлорой, которая в процессе жиз-ни может видоизменяться, но в основном остается стабильной до конца жизни животного.

К постоянной микрофлоре относятся молочнокислые стрептокок­ки (Str. lactis), молочнокислые палочки (Bact. acidophilum), кишечная палочка (Е. coli).

Микрофлора полости рта. Она наиболее обильна и разно­образна. В ротовой полости обнаружено более 100 видов ми­кроорганизмов. К постоянным обитателям ротовой полости относятся диплококки, стафилококки, сарцины, микрококки, дифтероиды, анаэробы и аэробы, целлюлозоразрушающие бактерии, спирохеты, грибы, дрожжи и др.

Микрофлора желудка. Она относительно бедна как по ко­личественному, так и по качественному составу. Объясняется это бактерицидным действием кислого желудочного сока. В содержнмо'М желудка выживают спо.ровые типа Вас. subtilis, кислотоустойчивые микобактерия (М. bovis, M. avium), a также сарцины (Sarcina ventriculi), молочнокислые бактерии, актиномицеты, энтерококки и др.

Микрофлора рубца жвачных более богата. Здесь много гнилостных бактерий, возбудителей различных брожений.

Микрофлора тонкого кишечника. Она наиболее бедна. В двенадцатиперстной и тощей кишках ослабляется деятель­ность целлюлозных микроорганизмов. Здесь чаще всего оби­тают устойчивые к желчи энтерококки, ацидофильные, споро­вые микробы (Вас. retiformis, Cl. perfringeris), актиномицеты, Е. coli и др.

Микрофлора толстых кишок наиболее богата. Постоянные обитатели —энтерококки, стафилококки, стрептококки, целлю­лозные бактерии, актиномицеты, ацидофилы, термофилы, спо­ровые формы, дрожжи, плесени, гнилостные бактерии.

У здоровых животных наряду с нормальной микрофлорой в ряде случаев обнаруживают патогенные микроорганизмы— возбудители столбняка, инфекционного аборта кобыл, сибир­ской язвы, рожи свиней, пастереллеза, сальмонеллеза, ана­эробных и других инфекций.

Микрофлора мочеполовых органов. На слизистой оболочке половых органов обнаруживают стафилококки, стрептококки, микрококки, дифтероиды, кислотоустойчивые микобактерии (Мус. smegmae) и др. Основной обитатель слизистой оболоч­ки влагалища— Bact. vaginale vulgare, обладающая резко выраженным антагонизмом к другим микрорганизмам.

24. Экология микроорганизмов.

Взаимоотношениями организмов между собой и с окру­жающей средой занимается экология. Экология микроорга­низмов исследует лишь отдельные части целостных экологи­ческих систем.

Основной единицей в экологии является экосистема. В нее входят как биотические, так и абиотические компоненты. Биотические компоненты составляют сообщество организмов, или биоценоз. Под абиотическими компонентами следует по­нимать физические и химические условия экосистемы, в ко­торой живут организмы.

Можно исходить из того, что каждый вид (или популяция) выпол­няет определенную функцию, которая обусловлена его (ее) потребностями в пище, подвижностью, способом размноже­ния, биохимическими возможностями, структурными особен­ностями и пределами толерантности (терпимости) к условиям среды.

В настоящее время эти взаи­моотношения можно представить в виде следующих форм:

1. Сожительство создает благоприятные моменты для обо­их партнеров (взаимовыгодный симбиоз-мутуализм).

2. Один из партнеров по симбиозу испытывает вредное воздействие другого (в этом случае говорят о паразитизме, об антагонизме).

3. Во многих случаях партнеры могут не оказывать друг на друга никакого влияния (нейтрализм).

4. Партнерство может быть выгодно одному из организ­мов без оказания вредного воздействия на другого ('коммен­сализм).

23. Действие химических и биологических факторов.

Действие химических веществ

Химические вещества могут тормозить или полностью по­давлять рост микроорганизмов. Если химическое вещество подавляет рост бактерий, но после удаления их рост вновь возобновляется.

Противомикробные вещества с учетом химического строе­ния и механизма их бактерицидного действия на бактерии можно подразделить на следующие группы: окислители, га­логены, соединения металлов, кислоты и щелочи, поверхност­но-активные вещества, спирты, красители, производные фе­нола и формальдегида.

Окислители. К этой группе относятся перекись водо­рода и калия перманганат.

Галогены. Хлор, йод и их препараты: хлорная из­весть, хлорамин Б, пантоцид, раствор йода спиртовый 5%-ный, йодинол, йодоформ.

Соединения тяжелых металлов (соли свинца, меди, цинка, серебра, ртути; металлорганические соединения серебра: протаргол, колларгол). Эти соединения способны оказывать как противомикробное, так и разнохарактерное местное действие на ткани макроорганизма.

Кислоты и щелочи. В основе бактерицидного дей­ствия кислот и щелочей лежат дегидратация микроорганиз­мов, изменение рН питательной среды, гидролиз коллоидных систем и образование кислотных или щелочных альбуминатов.

Красители обладают свойствами задерживать рост бактерий. Они действуют медленно, но более избирательно.

Формальдегид—бесцветный газ. В практике приме­няют 40%-ный водный раствор формальдегида (формалин). Газообразный и растворенный в воде формальдегид губитель­но влияет на вегетативные и споровые формы бактерий.

Действие биологических факторов

Действие биологических факторов проявляется прежде всего в антагонизме микробов, когда продукты жизнедеятель­ности одних микробов обусловливают гибель других.

Антибиотики (от греч. anti — против, bios — жизнь) — био­логически активные вещества, образуемые в процессе жизне­деятельности грибов, бактерий, животных, растений и создан­ные синтетическим путем, способные избирательно подав­лять и убивать микроорганизмы, грибы, риккетсии, крупные вирусы, простейшие и отдельные гельминты.

27. Микрофлора молока и молочных продуктов

Источники микрофлоры в молоке. В молоке всегда содер­жится незначительное количество микробов-сапрофитов. Основными источниками микрофлоры молока являются сами животные, помещения, воздух, корма, плохо промытые доильные установки, цистерны, молокопроводы, а также сред­ства его доставки.

Среди молочнокислых стрептококков заслуживают внима­ния лишь те, основным продуктом брожения которых являет­ся молочная кислота. Это типичный молочнокислый стрепто­кокк Streptococcus lactis, а также Str. cremoris, Str. citrovo-rum, Str. paracitrovorum, используемые для изготовления сли­вок, масла и сыра соответствующих сортов. Оптимальная температура развития стрептококков 30—32°С, предел кислотообразования в молоке— 120° по Тернеру.

Пороки молока и молочных продуктов. Гнилостные микро­бы, размножаясь -в молоке и молочных продуктах, расщепля­ют белки, что сопровождается появлением неприятных вкуса и запаха. Молоко приобретает горький вкус, издает неприят­ный затхлый запах и не может быть использовано в пищу ни человеку, ни животным.

Гнилостные микробы представлены споровыми (сенная, картофельная бациллы) и неспоровыми (бактерия гниения, протей) бактериями, а также микрококками и отдельными видами молочнокислых бактерий, обладающих протеолитиче-ской активностью.

При поедании коровами большого количества зеленого, легкобродящего корма, а также при развитии в молоке бак­терий группы кишечной палочки и флюоресцирующих бакте­рий молоко приобретает травяные запах и вкус.

28. РОЛЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В КРУГОВОРОТЕ ВЕЩЕСТВ В ПРИРОДЕ

Микроорганизмам принадлежит исключительно важная роль в круговороте веществ в природе. Наиболее отчетливо биогеохкмическая деятельность микроорганизмов проявляется в реакциях разложения огранических веществ, в окислении водорода, метана, серы, в восстановлении сульфатов и во многих других процессах, обеспечивающих круговорот био­генных элементов.

Круговорот азота

Азот (N)—важнейший биогенный элемент, входящий в состав белковой молекулы каждого живого существа.

Цикл превращений азота в природе с участием микроор­ганизмов состоит из четырех этапов: фиксации атмосферного азота, аммонификации, нитрификации и денитрификации.

Аммонификация белков. Значительные запасы органиче­ского азота сохраняются в растительных и животных тканях. Когда гибнут растения и животные, компоненты их тела под­вергаются действию микроорганизмов, и азотистые соедине­ния разрушаются с образованием аммиака. Этот процесс называют аммонификацией, или минерализацией, азота.

Аммонификация мочевины. Подсчитано, что весь живот­ный мир земного шара за сутки выделяет более 150 тыс. т мочевины. В моче содержится 47 % азота, поэтому она счи­тается одним из концентрированных азотистых удобрений. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разложения ее микроорганизмами она становит­ся усвояемой. Бактерии, разлагающие мочевину, называются уробактериями (urea — моча). Под действием фермента уреа-зы, вырабатываемого уробактериями, мочевина превращается в аммиак и углекислый газ.

Нитрификация. Это следующий за аммонификацией этап превращения азота микроорганизмами. Аммиак, образующий­ся в почве, навозе и воде при разложении органических ве­ществ, довольно быстро окисляется сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту. Протекает процесс нитрификации в две фазы. Первую фазу — окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (нитритов) — осуществляют микроорганиз­мы родов Nitrosomonas, Nitrococcus, Nitrospira, Nitrosovibrio. Вторую фазу — окисление азотистой кислоты до солей азог-ной кислоты (нитраты)—осуществляют бактерии из родов Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus.

Денитрификация. Это процесс, обратный нитрификации. Различают прямую и косвенную денитрификацию. Прямая денитрификация вызывается бактериями, широко распростра­ненными в почве, навозе, водоемах. Среди них наибольшее значение имеют: Thiobacillus denitrificans — палочка, не обра­зующая спор, факультативный анаэроб; Pseudomonas fluores-cens — подвижная палочка, грамотрицательная, образует зе­леноватый пигмент; ps- stutzeri — палочка, образующая це­почки; Paracoccus denitrificans — имеет форму кокков. Дени­трифицирующие бактерии восстанавливают нитраты до моле­кулярного азота. В почве развиваются без доступа воздуха и в щелочной среде.

Косвенная денитрификация осуществляется чисто химиче­ским путем при взаимодействии азотистой кислоты с аминными соединениями.

30. типы биотических взаимоотношении микроорганизмов

Из огромного числа микроорганизмов, встречающихся в природе, только незначительная часть болезнетворна. В про­цессе многовековой эволюции одни виды микробов, приспосо­бившись к извлечению пищевых ресурсов из неживой при­роды, до сего времени остаются свободноживущими, другие виды постепенно адаптировались к сожительству с животны­ми или растениями и за счет их получают питательные ве­щества.

Мутуализмом называют такое сожительство, когда оба симбионта — хозяин и микроб — получают взаимную вы­году. Некоторые виды бактерий, обитая в кишечнике, проду­цируют витамины, которые используются в организме жи­вотных для биокаталитических реакций.

Комменсализм (франц. commensae — сотрапезник) — такая форма сожительства, когда один из симбионтов (в данном случае микроб) живет за счет хозяина, пользуется его защитой, но не причиняет хозяину никакого вреда.

Паразитизм (parasitos — нахлебник)—такая форма сожительства, когда микробы-паразиты питаются компонен­тами тканей хозяина, при этом причиняют ему вред, вызывая инфекционную болезнь. Такие микроорганизмы называются патогенными.

33. Основные факторы патогенности микробов. Под фактора­ми патогенности понимают приспособительные механизмы возбудителей инфекционных болезней к меняющимся усло­виям макроорганизма, Синтезируемые в виде специализиро­ванных структурных или функциональных молекул, при по­мощи Которых они учавствуют в осуществлении инфекционно­го процесса. По функциоиальному значению их разделяют на четыре группы: 1) микробные ферменты, деполимеризующие структуры, препятствующие проникновению и распространению возбудителя в макроорганизме; 2) поверхностные структуры бактерий, способствующие закреплению их в ма­кроорганизме; 3) поверхностные структуры бактерий, обла­дающие антифагоцитарным действием; 4) факторы патоген­ности с токсической функцией.

К первой группе относятся:

Гшлуронидаза. Действие этого фермента в основном сво­дится к повышению проницаемости тканей. Кожа, подкожная клетчатка и межмыщечная клетчатка содержат мукоподисахариды и гиалуроновую кислоту, которые замедляют проникно­вение через эти ткани чужеродных веществ, даже в жидком состоянии.

Фибринолизин. Некоторые штаммы гемолитического стреп­тококка, стафилококков, мершими синтезируют фибринолизин, который разжифкает плотные сгустки крови (фибрин).

Нейраминидаза отщепляет от различных углеводов свя­занные с ними гликозадной связью концевые сиаловые кисло­ты, которые деполимеризуют соответствующие поверхностные структуры эпителиальных и других клеток организма, раз­жижают носовой секрет и муцинозный слой кишечника.

ДНК-азы (дезоксирибонуклеаза) деполимеривуют нуклеи­новую кислоту, обычно появляющуюся при разрушения лей­коцитов в воспалительном очаге на месте внедрения микро­бов.

Коллагсназа гидролизует входящие в состав коллагена, желатина и других соединений пептиды, содержащие продли.

Коагулаза. Цитратная или оксалатная кровяная плазма человека и животных быстро свертывается вирулентными штаммами золотистого стафилококка, таким же свойством обладают некоторые штаммы кишечной палочки и сенной бациллы.

Вторая группа .включает в себя патогенные микро­организмы, у которых обнаружены ворсинки, жгутики., пили, рибитотейхоевые и липотейхоевые кислоты, липопротеиды и липополисахариды, способствующие закреплению их в макооорганизме. Это явление названо адгезией, то есть способно­стью микроба адсорбироваться (прилипать) на чувствитель­ных клетках.

Третья группа включает в себя бактерии, содержа­щие поверхностные структуры, обладающие антифагоцитарньим действием. К ним относятся А-протеин золотистого ста­филококка, М-горотеин пиогенного стрептококка, vi-антиген сальмонелл, липиды корд-фактора мгакобактерий туберкулеза и др.

Лейкоцидин. Установлено, что некоторые грамположительные кокки (стафилококки, стрептококки) могут вырабаты­вать особый вид экзотоксина — лейкоцидин, парализующий активность лейкоцитов и разрушающий их.

Нейротоксины обладают выраженной тропностью: к центральной нервной ткани (тетанолизин — токсин столбняч­ного микроба); к периферической ткани (ботулинические нейротоксипы); к отдельным звеньям симпатической нервной си­стемы, нейрогуморальной системе и др.

Энтеротоксины — белки, вызывающие расстройства желудочно-кишечного тракта у животных. Способность энтеротоксинов повышать проницаемость сосудов и выход жидко­сти, ионов натрия и хлоридов кальция в просвет кишечника приводит к нарушению обменных процессов и развитию диарей.

Некротоксин (гистотоксин) приводит ткань к омертвению, тормозит тепларегуляцию, понижая температуру тела

31. ПОНЯТИЕ ОБ ИНФЕКЦИИ, ИНФЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ И ИНФЕКЦИОННОЙ БОЛЕЗНИ

Среди многочисленных заболеваний, которым подвержены человек и животные, инфекционные болезни занимают особое место, так как появление их обязано встрече с болез­нетворными микробами. На современном этапе развития нау­ки под инфекцией (от лат. infectio — впитывание, заражение) понимают состояние зараженности, при котором развивается эволюционно сложившийся комплекс биологических реакций взаимодействия макроорганизма и патогенных микробов.

Инфекционный процесс, с одной стороны, включает вне­дрение, размножение и распространение патогенного микро­ба в организме, а с другой — реакцию организма на это действие.

1. Инфекционная болезнь вызывается определенным специфическим возбудителем. 2. Заболевший организм сам становится источником возбу­дителя инфекции, который выделяется из больного организма и заражает здоровых животных, то есть инфекционной болезни присущи заразность, микробоносительство. 3. В боль­ном организме происходят процессы образования специфи­ческих антител, в результате этого организм после выздоров­ления становится в большинстве случаев иммунным, то есть невосприимчивым к повторному заражению тем же возбуди­телем.

Инфекционный процесс характеризуется цикличным раз­витием и включает в себя следующие периоды: инкубацион­ный, продромальный, клинический (разгар болезни), выздо­ровление (реконвалесценция).

46. В зависимости от механизмов защиты организма разли­чают также гуморальный и клеточный иммунитет. Гумораль­ный иммунитет обусловливается выработкой в зараженном организме специфических антител, клеточный — за счет обра­зования специфических, реагирующих с возбудителем (анти­генам), Т-лимфоцитов.

Гуморальный иммунитет. Это одна из форм приобретен­ного иммунитета, играет важную роль в противоинфекционной защите организма и обусловливается специфическими ан­тителами, выработанными в ответ на чужеродный антиген. .Гуморальный иммунитет определяется по наличию в крови специфических антител, наиболее ярко проявляется в нейтрализации бактериальных токсинов антитоксинами (при столб­няке, ботулизме, анаэробных инфекциях), в реакции нейтра­лизации вирусов вируснейтрализующими антителами, в сен­сибилизации бактерий к фагоцитозу и бактериолизу.

Клеточныи иммунитет. Клеточный иммунитет по ряду при­знаков принципиально отличается от гуморального, и в пер­вую очередь тем, что эффекторными элементами клеточного иммунитета являются Т-лимфоциты, а гуморального — плаз­матические клетки. Эту форму реакции организма на анти­ген в связи с особенностями клеточного иммунного ответа принято называть клеточным иммунитетом. Термин «клеточ­ный иммунитет» в иммунологической литературе употребля­ется в качестве синонима другого термина — «повышенная чувствительность замедленного типа», получившего такое на­звание потому, что ее .классические проявления (феномен Ко­ха, реакция на туберкулин) развиваются в более поздние сроки, чем повышенная чувствительность немедленного типа (анафилаксия).

Клеточный иммунитет имеет особое значение при инфек­циях, вызванных многими вирусами, бактериями, грибами, при отторжении трансплаитанта, в противоопухолевом имму­нитете и при аутоиммунных заболеваниях. Например, вирусы, бактерии, грибы, находящиеся и размножающиеся внутри клетки, могут быть уничтожены только при помощи реакций клеточного иммунитета.

В становлении и развитии клеточного иммунитета разли­чают три фазы: 1) распознавание антигена; 2) образование эффекторных клеток и клеток памяти; 3) эффекторную, обус­ловленную действием клеток-эффекторов или синтезируемых ими медиаторов.

32. ПАТОГЕННОСТЬ И ВИРУЛЕНТНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ

Чтобы возникла инфекционная болезнь, необходимо на­личие возбудителя, обладающего патогенностью вообще и вирулентностью в частности. Одинаковы ли эти понятия? Патогенность микроба — видовой генетический признак, его потенциальная возможность: вызвать при благоприятных ус­ловиях инфекционный процесс. По этому признаку все су­ществующие микроорганизмы подразделяют на патогенные, условно-патогенные и сапрофиты. Фактически все возбудите­ли инфекционных болезней являются патогенными, но далеко не все из них способны вызвать инфекционную болезнь. Что­бы это произошло, микроорганизм, хотя и принадлежащий к патогенному виду, должен обладать вирулентностью.

Микроорганизм считается вирулентным, если он при вне­дрении в огранизм животного, даже в исключительно малых дозах, приводит к развитию инфекционного процесса.

Вирулентность— это степень патогенное™ конкретного микроорганизма. Ее можно измерить. За единицу измерения вирулентности условно приняты летальная и инфицирую­щая дозы.

Высоковирулентные микроорганизмы способны вызвать заболевание животных или человека в самых малых дозах.

Пассирование (последовательное проведение) возбудителя какой-либо инфекционной болезни через определенный вид животного от зараженного к здоровому, например, возбуди­теля рожи свиней через организм кролика, ослабляет виру­лентность для свиней, но усиливает ее для самих кроликов.

Вирулентность микроорганизмов связана с токсигенно-стью и инвазивностью.

Токсигенность (греч. toxicum — яд и лат. genus — происхождение) — способность микроба образовывать токси­ны, которые вредно действуют на макроорганизм, путем из­менения его метаболических функций.

Инвазивность (лат. invasio — нашествие, нападе­ние) — способность микроба преодолевать защитные барьеры организма, проникать в органы, ткани и полости, размножать­ся в них и подавлять защитные средства макроорганизма.

29. Круговорот углерода

Углерод (СО₂) входит в состав органических соединений, которые являются продуктами фотосинтеза. В воздухе его содержится немногим более 0,03% (по объему). Такая кон­центрация углекислоты в атмосфере поддерживается относи­тельно постоянной в результате динамического равновесия между фотосинтезом и минерализацией. О значимости круго­ворота углерода в природе свидетельствует расчет: весь угле­род атмосферы в случае отсутствия пополнения был бы пол­ностью исчерпан при современной скорости фотосинтеза ме­нее чем за 20 лет. Велика роль микроорганизмов в поддер­жании равновесия и круговорота СО₂ на нашей планете. При минерализации органических веществ они образуют почти столькоже углерода, сколько используется растениями в про­цессе фотосинтеза.

Спиртовое брожение. При спиртовом брожении микроор­ганизмы превращают углеводы (сахара) с образованием эти­лового спирта как основного продукта и углекислоты: C₆Hi20₆=2CH₃CH2+2CO2+27 кДж. К возбудителям спирто­вого брожения относятся некоторые дрожжи, главным обра­зом из рода Saccharomyces (S. cerevisiae, S. Mobusus, S. vini и др.). В промышленности используются культуральные дрож­жи.

Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении происходит распад углеводов, а также многоатомных спиртов и белков до молочной кислоты. В зависимости от того, какие продукты образуются при сбраживании глюкозы — только молочная кислота или также и другие органические продук­ты и СО₂ — молочнокислые бактерии принято подразделять на гомоферментативные и гетероферментативные. Это деле­ние отражает различия в путях катаболизма углеводов.

Гомоферментативное молочнокислое бро­жение. Гомоферментативные молочнокислые бактерии обра­зуют практически только одну молочную кислоту, что обус­ловлено кокковыми и палочковыми молочнокислыми бакте­риями. Кокковые формы включены в род Streptococcus, к ко­торому отнесены виды Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilac-tis, Str. thermophilus.

Гетероферментативное молочнокислое бро­жение. Его осуществляют представители родов Leuconostoc, Lactobacillus, Bifidobacterium.

Маслянокислое брожение. Маслянокислое брожение обус­ловливают некоторые бактерии из рода Clostridium. Типич­ный представитель — Cl. butyricum. Это крупная палочка длиной от 2 до 10 мкм, подвижна, грамположительна, обра­зует споры, анаэроб. В качестве источника углерода исполь­зуют моно- и дисахариды, некоторые полисахариды (дек­стрин, крахмал), молочную, пировиноградную кислоты, ман-нит, глицерин и другие соединения.

Маслянокислое брожение иногда бывает нежелательным. Например, при его развитии в заквашиваемых кормах бел­ковая часть корма разлагается,-образуемая масляная кисло­та ухудшает качество корма, происходит его прогоркание. Животные плохо поедают такой корм.

42. Механизм образование антител. Установлено, что антитела вырабатываются плазматическими клетками, на­ходящимися в селезенке, лимфатических узлах, костном моз­ге, пейеровых бляшках. Плазматические клетки (антитело-продуценты) происходят из предшественников В-клеток, под­вергшихся контакту с антигеном. В-клетки и их потомки функционируют по клепальному принципу: по мере развития иммунного ответа они дифференцируются, пролиферируют и созревают. Механизм синтеза антител не отличается от син­теза любых белков. Синтез молекул антител происходит на полирибосомах. Легкие и тяжелые цепи, из которых состоит молекула антител, синтезируются раздельно, затем соединя­ются на полирибосомах, и окончательная сборка происходит в пластинчатом комплексе. Одна плазматическая клетка мо­жет переключаться с синтеза IgM на синтез IgG.

При первичном иммунном ответе в антителообразовании различают две фазы: индуктивную (латентную) и продуктив­ную. Индуктивная фаза—от момента парентерального вве­дения антигена до появления лимфоидных антиген-реактивных клеток. Продолжительность этой фазы не более суток. В этот период происходит пролиферация и дифференцировка лимфоидных клеток в направлении синтеза иммуноглобули­на класса IgM. Вслед за индуктивной фазой наступает про­дуктивная фаза антителообразования. В этот период, пример­но до 10—15-го дня, кривая антител резко возрастает, умень­шается число клеток, синтезирующих IgM, начинает нара­стать продукция IgG.

В случае повторной иммунизации спустя 2—4 нед и даже несколько месяцев и лет организм может ответить усилен­ной выработкой иммуноглобулинов на гомологичный и даже гетерологичный антигены. Эта реакция получила название вторичного иммунного ответа; она базируется на иммуноло­гической памяти

37. Иммунитет (от лат. immunitas — освобождение от чего-либо)— врожденная или приобретенная способность макро-оргаиизма к защите, специфически направленная против лю­бых генетически чужеродных для него агентов.

Естественный (врожденный) иммунитет (видовой, породный, индивидуальный) — это невосприимчи­вость к инфекционным агентам, детерминированная в геноме и проявляемая посредством количества и порядка располо­жения ганглиозидов определенного типа на поверхности мем­бран клеток. Этот вид иммунитета свойственен животным определенного вида к определенному возбудителю инфекции и передается из поколения в поколение.

Приобретенный (специфический) иммуни­тет. Характерная особенность приобретенного иммунитета — его специфичность, то есть устойчивость организма только к определенному возбудителю болезни. Приобретенный имму­нитет подразделяют на естественный и искусственный. Есте­ственно приобретенный иммунитет, в свою очередь, делят на активный и пассивный. Активный (постинфекционный) обра­зуется после естественного переболевания животного.