Файл: Бактериальной клетки. Основные морфологические формы бактерий и методы их изучения. Принципы классификации бактерий по Берджи.pdf


Защита от экзогенной инфекции и контроль за собственным микробным гомеостазом – это функция колонизационной резистентности . Способность нормальной микрофлоры защищать поверхность слизистых оболочек и кожи от патогенных бактерий – мощный механизм противомикробной резистентности.

Нормальная микрофлора – мощный иммуномодулятор. Она поддерживает иммунокомпетентные клетки в состоянии «постоянной готовности» праймирования
(субактивации), что обеспечивает более быстрый и эффективный ответ на инфекцию.

Нормальная микрофлора принимает участие в метаболических процессах за счет продукции большого количества ферментов, и образования метаболитов.

Нормальная микрофлора – неограниченный банк генетического материала. Между представителями нормальной микрофлоры постоянно происходит обмен генетического материала, а так же его передача патогенным видам, попадающим в ту или иную экологическую нишу.

Нормальная микрофлора обладает детоксикационными свойствами как в отношении органов, попавших из внешней среды, так и в отношении эндогенной флоры, образующей токсические продукты метаболизма.

Нормальная микрофлора участвует в регуляции газового, водно-солевого обмена, поддерживает рН – среды.

Синтезирует витамины, в том числе биотин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, витамины К, Е, В 12, фолиевую кислоту.

Морфокинетическая роль – принимает участие в развитии различных органов и систем организма.
Эпигеномика – это учение о наследственных изменениях в фенотипе, в экспрессии генов и посттрансляционных процессах генной продукции, не связанных с изменением в порядке расположения нуклеиновых последовательностей в ДНК.
В отличие от мутаций эпигеномные изменения возникают в результате биохимических реакций между ДНК, гистонами, продуцентами микробной клетки.
Эти реакции разнообразны:

метилирование;

ацетилирование;

фосфолипирование.
Они не приводят к изменению структурной последовательности ДНК. То есть изменения фенотипических признаков может быть результатом вариаций структурной организации хроматина, определяющей активное или неактивное состояние генов, без изменения их нуклеотидных последовательностей – ЭПИМУТАЦИИ.
Основная роль в эпимутациях принадлежит низкомолекулярным продуктам, продуцируемых нормальной микрофлорой – метабиотики. (Самые различные короткоцепочечные жирные кислоты: пропионовая, масляная, уксусная. )

Вопрос 12. Понятие Дисбактериоз, методы изучения. Препараты для
коррекции.
Дисбактериоз – любые количественные или качественные изменения типичной для данного биотопа нормофлоры человека, возникает в результатете воздействия на макро и или микрооорганизм различных факторов экзо- и эндогенного хар-ра или являющиеся следствием каких-либо патогенныхих процессов в организме.
Показатели дисбактериоза:
1.Снижение численности одного или нескольких постоянных видов.
2.Потеря бактериями тех или иных признаков или приобретение новых.
3.Повышение численности добавочных или транзиторных видов.
4.Появление новых, не свойственных данному биотипу видов.
5.Ослабление антагонистической активности нормальной микрофлоры.
Причины развития дисбактериоза
- нерациональная антибиотикотерапия;
-длительная гормонотерапия или лечение нестероидными противовосп-ми препаратами;
- оперативные вмешательства;
- стрессорные воздействия;
- воздействие радиации, облучения;
- воздействие хим-их в-в;
- нерациональное питание;
- острые и хронические заболевание (дизентерия, сахарный диабет).
- иммуносупрессивная терапия при трансплантации;
- применение ряда ср-в, кот изменяя моторику слизистых нарушают образование муцина
1. наркологических,
2. местных анестезирующих,
3. рвотных,
4. слабительных,
5. отхаркивающих,
6. желчегонных и др
Клинические проявления дисбактериоза.
Дисбактериоз различных биотопов имеет различные клин-ие проявления:

1.Дисбактериоз кишечника может проявляться в виде o диареи, o неспецифического колита, o синдрома малой сорбции, o дуоденита, o язвенной болезни желудка, o гастрита, гастроэнтерита.
2.Дисбактериоз органов дыхания чаще протекает в форме нарушений со стороны дыхательных путей o бронхитов, o бронхиолитов, o хронических заболеваний легких, o пневмоний
3. дисбактериоз ротовой полости –
o гингивиты, o парадонтиты, o стоматиты, o кариес.
4.Дисбактериоз мочеполовой системы

женщин -вагиноз.

У мужчин и женщин уретрит, цистит
5.С нарушением состава и функций нормальной микрофлоры связывают ЭТИОПАТОГЕНЕЗ
ряда таких клинических синдромов и состояний как:

1. нарушение свертываемости крови,
2. юношеская гипертоническая болезнь,
3. возникновение опухолей из-за нарушения стероидного обмена,
4. мочекаменная болезнь,
5. нарушение менструального цикла,
6. развитие атопических дерматитов,
7. развитие аллергических заболеваний.
Фазы дисбактериоза в зависимости от степени выраженности клин-их проявлений
-Компенсированная -латентная, когда дисбактериоз не сопровождается какими - либо клиническими проявлениями.
Снижение коллич-ва 1 из представителей индигенной микрофлоры без изменения других составляющих биоценоза.
- Субкомпенсированные, когда в результате дисбаланса нормальной микрофлоры образуются локальные воспалительные процессы. Снижение количества или элиминация отдельных представителей индигенной микрофлоры и увеличениеие содержания транзиторной условно- патогенной микрофлоры.
- Декомпенсированный, при которой в результате нарушения проницаемости клеточной стенки происходит генерализация процесса с возникновением метастатических воспалительных очагов.
Диагноз дисбактериоза устанавливается повторным (с интервалом в 5-7 дней) бактериологическим исследованием с обязательной количественной оценкой результатов определения видов и вариантов обнаруживаемых микроорганизмов, входящих в состав обследуемого биоценоза.
Диагностика основана на количественном бактериологическом исследовании материала, взятого из того или иного биотопа. Наличие дисбиоза определяется изменениями состава нормальной микрофлоры, а его выраженность степенью этих изменений.
Показатели дисбактериоза.
1. уменьшение общего количества бактерий нормальной микрофлоры;
2. появление или увеличение числа редко встречающихся в нормемикроорганизмов;
3. изменение биохимических свойств штаммов нормальной микрофлоры иприобретение ими некоторых факторов вирулентности;
4. ослабление антагонистической активности нормальной микрофлоры.
Также можно использовать молекулярно-генетические методы и МАСС-спектрометрии, методы обнаружения необычных продуктов метаболизма (хроматографияспектра жирных кислот).
Лечение дисбактериозовдолжно быть комплексным и направленным восновном на устранение причин дисбактериоза и восстановление нормальноймикрофлоры.

При дисбактериозе кишечника проводится коррекция составамикрофлоры с помощью эубиотиков - препаратов, содержащихлиофилизированные живые штаммы микроорганизмов - представителей егонормальной микрофлоры:
 бифидумбактерин,
 колибактерин,
 комбинированный препарат бификол,
 эубактерин,
 лактобактерин,
 бактисубтил (Bacillus subtilis),
 энтерол (Saccharomyces boulardii - сахаромицеты боуларди).
В настоящее время в целях обеспечения функционального питания ипрофилактики дисбактериозов живые культуры бифидумбактерий,лактобактерий часто добавляют в продукты питания, чаще кисломолочные, итогда такие препараты живых микроорганизмов - представителей нормальноймикрофлоры человека называют пробиотики(эубиотики).
Пробиотики-лиофилизированные живые штаммы микроорганизмов - представителей его нормальной микрофлоры
Пребиотики- стимулирует рост нормальной МФ
Симбиотики- 2 и более живых штаммов
Комбинированные- с добавление витаминов
Симбиотики- пре+про
Метабиотики- изготовлены из продуктов метаболизма собственной микрофлоры.

13.Ядерный аппарат бактерий, его особенности.
Плазмиды бактерий.
Бактериоцины-лечебные и профилактичсекие
препараты
ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА БАКТЕРИЙ: а) ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ:
1. наследственный аппарат бактерий представлен нуклеоидом;
2. в отличие от ядра нуклеид не имеет ядерной мембраны;
3. в нуклеиде нет ядрышек;
4. в нуклеиде одна хромосома;
5. в бактериальной клетке может быть дополнительное наследственное вещество – плазмида;
6. молекула ДНК хромосомы и плазмиды прикрепляются к ЦПМ. б) МОЛЕКУЛЯРНЫЕ:
1. хромосома бактерий имеет кольцевую структуру;
2. хромосома бактерий – чистая двунитчатая ДНК, не содержит гистонов;
3. в ДНК бактерий повышенное содержание метиллированных (минорных) азотистых оснований, они выполняют защитную функцию гистонов;
4. ДНК бактерий содержит is-последовательности, строение которых аналогично таким же участкам ДНК у высших организмов;
5. отмечается выраженная изменчивость нуклеотидного состава: соотношение гуанина и цитозина (Г/Ц – индекс) у бактерий имеет видовые отличия.
Важное место в генетике бактерий занимают плазмиды – дополнительные, внехромосомные элементы наследственности.
Плазмида, как и хромосома, представлена кольцевой молекулой двунитчатой ДНК, но ее размеры значительно меньше хромосомы. Плазмида содержит структурные гены, кодирующие тот или иной признак, гены автономной репликации, is-последовательности. У некоторых плазмид есть гены, ответственные за ее трансмиссивность (перенос, передачу). Такие плазмиды называют трансмиссивными (конъюгативными).
Основные свойства плазмид:
1. гены плазмид несут не обязательную для клетки информацию, а лишь сообщают ей селективные преимущества; без плазмид клетка существовать может, а без хромосомы нет;
2. плазмидная ДНК имеет значительно меньшую молекулярную массу, чем хромосомная;
3. плазмиды способны к автономной репликации или их репликация находится под ослабленным контролем хромосомы;

4. для плазмид с низкой молекулярной массой характерно явление амплификации (многокопийности);
5. некоторые плазмиды (F, R-факторы) способны находиться как в автономии, штаммы, у которых F- фактор интегрирован с хромосомой, Hfr-штаммы;
6. молекула ДНК плазмид более подвержена воздействию физических и химических агентов, чем хромосомы; частота плазмидных мутаций выше, чем хромосомных;
7. некоторые физические В(УФ, СВЧ и др.) и химические (акридиловые красители) агенты вызывают элиминацию (удаление, потеря) плазмид;
8. плазмиды могут содержать tra-гены и самостоятельно передаваться в процессе конъюгации, это конъюгативные плазмиды; частота передачи плазмидных генов выше, чем хромосомных; трансмиссивность (передача, перенос) плазмид может быть связана и с переносом их в клетки умеренными трансдуцирующими фагами;
9. в клетке могут находиться несколько разных плазмид, но некоторые плазмиды несовместимы между собой; по этому признаку различают группы несовметимости плазмид.
Плазмиды могут детерминировать разные свойства бактерий.
Различают:
1. R-плазмиды – кодируют лекарственную устойчивость;
2. F-плазмида – определяет пол бактерий;
3. Col-плазмиды – детерминируют синтез бактериоцинов;
4. Hly-плазмиды – кодируют синтез гемоливинов;
5. Ent-плазмида – детерминирует синтез энтеротоксина;
6. Плазмиды биодеградации – обуславливают расщепление сложных ароматических и других соединений, например, нефти, парафина, ПЛВ и др.
Бактериоцины — большое семейство секретируемых бактериями пептидов, обладающих антимикробной активностью и действующих против других штаммов того же вида или близкородственных видов [6].
Бактериоцины синтезируют почти все известные бактерии.
Механизм.
Учитывая большое разнообразие химического строения бактериоцинов, можно предположить, что они воздействуют на жизненно важные функции чувствительных клеток, но большинство действуют, образуя в мембране поры или каналы, способствующие нарушению мембранного потенциала чувствительных клеток.
Бактериоцины обладают рядом преимуществ, позволяющим заявить — они являются жизнеспособной альтернативой антибиотикам
:

антимикробная активность (как определено in vitro и in vivo);

низкая токсичность;

широкий и узкий спектр действия разных пептидов;

возможность производства in situ (с лат. — «на месте») пробиотиками;

возможность создания на их основе биоинженерных конструкций.

Можно сказать о том, что, вероятно, в скором будущем появятся новые способы борьбы с инфекционными бактериальными заболеваниями в случае успешного изучения особенностей функционирования бактериоцинов, что станет достойной альтернативой антибиотикам.

Вопрос 14. Мобильные генетические элементы бактерий
В состав бактериального генома входят подвижные генетические элементы
IS – последовательности – это участки ДНК, способные перемещаться из одного участка репликона в другой, а так же между репликонами. Они содержат 2 гена :
– 1 ген – кодирует синтез фермента – транспозазу, которая обеспечивает процесс исключения IS элемента из хромосомы и его интеграцию в новый локус. Отличительной особенностью IS элементов является наличие на концах вставочной последовательности инвертированных повторов. Эти инвертированные повторы узнает фермент транспозаза.
- 2 ген – кодирует синтез репрессора, который регулирует весь процесс перемещения.
ТРАНСПОЗОНЫ – это те же IS– последовательности, только еще имеют 1 или два структурных гена, а следовательно, несут генетическую информацию. Например гены, обеспечивающие синтез молекул, обладающих специфическими биологическими свойствами, например, токсичностью. (коротко- is+ стр.гены)
Помимо плазмид и подвижных генетических элементов у бактерий существует еще одна система, способствующая распространению генов - система ИНТЕГРОНОВ. Интегроны обеспечивают горизонтальный перенос генов, захватывают чужеродную ДНК, так распространяется АБ- резистентности.

15 . Механизмы изменчивости бактерий. Рекомбинации у бактерий, их
особенности.
Различают два вида изменчивости:

фенотипическую и

генотипическую.
1. Фенотипическая изменчивость – появление тех или иных признаков под влиянием условий внешней среды. Она не затрагивает генотип. К этому виду изменчивости относятся
МОДИФИКАЦИИ.
Модификации не передаются по наследству и с течением времени затухают, то есть возвращаются к исходному фенотипу через большое число поколений – длительные модификации или меньшее число поколений – кратковременные модификации.
2. Генотипическая изменчивость затрагивает генотип. В ее основе лежат мутации и
рекомбинации.
МУТАЦИИ бактерий – это изменения в последовательности отдельных нуклеотидов ДНК.
По протяженности изменений повреждения ДНК различают мутации:

точечные, когда повреждения ограничиваются одной парой нуклеотидов и

протяженные или абберации, в этом случае могут наблюдаться:
- выпадения нескольких пар нуклеотидов, которые называются делецией;
- добавление нуклеотидных пар – дупликации;
- перемещение фрагментов хромосомы – транслокации;
- перестановки нуклеотидных пар – инверсии.
Мутации могут быть спонтанными, то есть возникающими самопроизвольно и индуцированные.
РЕКОМБИНАЦИИ
Особенности рекомбинаций у бактерий:
1. У них отсутствует мейоз и образуется не зигота, а мерозигота.
2. Всегда направлены от донора к реципиенту.
3. Рекомбинанты содержат всю генетическую информацию реципиента и плюс