Глава 1. Физиология бактерий

Введение

Цель – освоение студентами теоретических основ раздела «Физиология микробов».

Задачи:

· изучить механизмы поступления питательных веществ в клетку бактерий; состав и назначение питательных сред.

· изучить методы культивирования и выделения чистых культур бактерий в зависимости от типа дыхания;

· изучить биохимические свойства бактерий и методы их определения.

Знания, умения и навыки, полученные студентами при изучении данной темы, направлены на формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций:

¾ способность и готовность анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

¾ способность и готовность к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

¾ способность и готовность проводить и интерпретировать опрос, физикальный осмотр, клиническое обследование, результаты современных лабораторно-инструментальных исследований, морфологического анализа биопсийного, операционного и секционного материала, написать медицинскую карту амбулаторного и стационарного больного (ПК-5);

¾ способность и готовность к постановке диагноза на основании результатов исследований биологических жидкостей и с учетом законов течения патологии по органам, системам и организма в целом (ПК-15);

¾ способность и готовность анализировать закономерности функционирования отдельных органов и систем, использовать знания анатомо-физиологических основ, основные методики клинико-иммунологического обследования и оценки функционального состояния организма взрослого человека и подростка для своевременной диагностики заболевания и патологических процессов (ПК- 16);

¾ способность и готовность изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);

¾ способностью и готовностью к участию в освоении современных теоретических и экспериментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований (ПК-32).

Занятие 1

Глава 1. Физиология бактерий

Классификация бактерий по типу питания

И способу получения энергии

Метаболизм - совокупность процессов превращения веществ и энергии, направленных на сохранение и воспроизведение жизни. В процессе метаболизма у микробов выделяются те же этапы, что и у животных клеток: анаболизм - совокупность биохимических реакций, осуществляющих синтез компонентов клетки, и катаболизм – совокупность реакций, обеспечивающих клетку энергией, необходимой, в частности, для пластического обмена.

Метаболизм у бактерий отличается многообразием, пластичностью, высокой интенсивностью процессов, превосходящей таковую у животных клеток в сотни раз. Поскольку основными компонентами бактериальной клетки являются органические соединения, нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды, остов которых построен из атомов углерода, то для роста требуется постоянное поступление его в клетку.

По способу углеродного питания бактерии относят к гетеротрофам (лат. heteros - другой, trophe - питание, т.е. «питающиеся за счет других») – организмам, которые не могут удовлетворять свои потребности в углероде только за счет СО2, а требуют для своего питания готовые органические соединения. В свою очередь, гетеротрофы делят на:

¾ сапрофиты(лат. sapras - гнилой, phytos - растение) – гетеротрофы, источником питания которых служат мертвые органические субстраты.

¾ паразиты (лат. para - при, sitas - пища) - гетеротрофы, живущие за счет живых организмов.

Для синтеза органических соединений бактериям необходима энергия. Единственным источником энергии для гетеротрофов является энергия, извлекаемая из органических соединениях с помощью биологического окисления. Данный процесс протекает в мезосомах цитоплазматической мембраны бактерий и аккумулируется в молекулах АТФ. Таким образом, патогенные бактерии относятся к хемоорганотрофам – организмам, получающим энергию за счет окислительно-восстановительных реакций, донорами электронов которых служат органические соединения. Бактерии, изучаемые медицинской микробиологией, являются гетерохемоорганотрофами.

Методом Цейсслера

1 этап: исследуемый материал засевают на среду Китта-Тароцци. Пробирки заливают слоем вазелинового масла или парафина, подписывают и ставят в термостат при температуре 37 °С на сутки.

2 этап:на следующий день посевы на среде Китта-Тароцци просматривают и в случае наличия роста (помутнение среды) производят пересев в чашки Петри на сахарно-кровяной агар, для получения изолированных колоний. Чашки подписывают и помещают в анаэростат и термостатируют сутки при температуре 37 °С.

3 этап: просматривают посевы, изучают изолированные колонии. Для выделения и накопления чистой культуры производят пересев подозрительной колонии с чашки в пробирку со средой Китта-Тароцци. Пробирки термостатируют сутки при температуре 37 °С.

4 этап: изучают визуально характер роста чистой культуры на среде Китта-Тароцци. Затем, проводят проверку чистоты выделенной культуры, для чего ее микроскопируют. Чистая культура, выделенных анаэробных бактерий, морфологически и тинкториально однородна.

Коммерческие тест-системы

В настоящее время для биохимической идентификации бактерий используются коммерческие тест-системы отечественного и зарубежного производства: система индикаторная бумажная (СИБ), различные мультимикротесты (ММТ), тест-системы API, автоматизированные бактериологические идентификационные анализаторы. Учет результатов может проводиться визуально или автоматически.

Система индикаторная бумажная (СИБ) – набор бумажных полосок и дисков, пропитанных различными субстратами и индикаторами, которые помещают в пробирки с взвесью изучаемой культуры. Учет результатов производят визуально в соответствии с цветовым указателем, после суточного инкубирования в термостате. Идентификацию культур бактерий проводят с использованием таблиц их биохимических свойств и диагностических «ключей». СИБ дает возможность определить продукцию индола, уреазы, декарбоксилаз аминокислот, сахаролитические свойства бактерий. Производство Нижегородского НИИЭМ «Диагностические системы».

Рис. Система индикаторная бумажная (СИБ)

Мультимикротесты (ММТ) представляют собой пластиковые планшеты, в лунках которых находятся различные субстраты с индикаторами, на которые наносится взвесь изучаемой культуры. После суточного инкубирования в термостате по изменению цвета содержимого лунок судят о биохимических свойствах культуры.

Рис. Изменение цвета содержимого лунок в планшете мультимикротеста

Одной из наиболее известных диагностических систем является тест-системы API 20E и API 50CH производства «bioMerieux» (Франция). API системы, стали применяться в бактериологии с 1970г. и благодаря простоте в использовании и прекрасным рабочим характеристикам стали референсным методом идентификации во всем мире. В настоящее время API предлагает самый полный спектр систем для идентификации. Она включает 15 систем, покрывающих практически все группы бактерий и грибов; всего - более 600 видов.

Рис. Результаты идентификации трех культур тест-системой API

Автоматизированные бактериологические идентификационные анализаторысостоят из бактериологического анализатора, идентификационных панелей и программного обеспечения. Cовременные анализаторы, разработанные для автоматизации и стандартизации процесса микробиологического анализа, проводят: идентификацию микробов, определение чувствительности к антибиотикам и статистическую обработку результатов исследования. Идентификация производится на основе системы биотипирования микроорганизмов по более чем 30 биохимическим реакциям одновременно. Полный анализ проходит от 4 до 24 часов, в зависимости от вида микроорганизма. Спектр идентификации включает более 400 видов клинически значимых микроорганизмов.

Рис. Врач бактериолог за работой на автоматизированном бактериологическом анализаторе. Компания Ситилаб, Казань

Введение

Цель – освоение студентами теоретических основ раздела «Физиология микробов».

Задачи:

· изучить механизмы поступления питательных веществ в клетку бактерий; состав и назначение питательных сред.

· изучить методы культивирования и выделения чистых культур бактерий в зависимости от типа дыхания;

· изучить биохимические свойства бактерий и методы их определения.

Знания, умения и навыки, полученные студентами при изучении данной темы, направлены на формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций:

¾ способность и готовность анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

¾ способность и готовность к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

¾ способность и готовность проводить и интерпретировать опрос, физикальный осмотр, клиническое обследование, результаты современных лабораторно-инструментальных исследований, морфологического анализа биопсийного, операционного и секционного материала, написать медицинскую карту амбулаторного и стационарного больного (ПК-5);

¾ способность и готовность к постановке диагноза на основании результатов исследований биологических жидкостей и с учетом законов течения патологии по органам, системам и организма в целом (ПК-15);

¾ способность и готовность анализировать закономерности функционирования отдельных органов и систем, использовать знания анатомо-физиологических основ, основные методики клинико-иммунологического обследования и оценки функционального состояния организма взрослого человека и подростка для своевременной диагностики заболевания и патологических процессов (ПК- 16);

¾ способность и готовность изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);

¾ способностью и готовностью к участию в освоении современных теоретических и экспериментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований (ПК-32).

Занятие 1

Глава 1. Физиология бактерий