Wykład: Antygeny. Struktura antygenowa komórki bakteryjnej. ludzkie antygeny. Reakcje serologiczne Metody ostatecznej identyfikacji bakterii według składu antygenowego

09.09.2020

Antygeny bakteryjne:

specyficzne dla grupy (znalezione w różnych gatunkach tego samego rodzaju lub rodziny)

specyficzne dla gatunku (u różnych przedstawicieli tego samego gatunku);

specyficzne dla typu (określić warianty serologiczne - serowary, antygenowary w obrębie jednego gatunku).

W zależności od lokalizacji w komórce bakteryjnej rozróżnia się antygeny K-, H-, O (oznaczone literami alfabetu łacińskiego).

O-AG - lipopolisacharyd ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych. Składa się z łańcucha polisacharydowego (właściwie O-Ag) i lipidu A.

Polisacharyd jest termostabilny (wytrzymuje gotowanie przez 1-2 godziny), stabilny chemicznie (wytrzymuje działanie formaliną i etanolem). Czysty O-AG jest słabo immunogenny. Wykazuje zmienność strukturalną i wyróżnia wiele serowariantów bakterii tego samego gatunku. Na przykład każda grupa Salmonelli charakteryzuje się obecnością pewnego O-AG (polisacharydu) - w grupie A

To jest czynnik 2, grupa B ma czynnik 4 i tak dalej. W formach R bakterii O-AG traci łańcuchy boczne

specyficzność polisacharydowa i typowa.

Lipid A - zawiera glukozaminę i kwasy tłuszczowe. Wykazuje silne adiuwantowe, nieswoiste działanie immunostymulujące i toksyczność. Ogólnie LPS jest endotoksyną. Już w małych dawkach wywołuje gorączkę z powodu aktywacji makrofagów i uwalniania IL1, TNF i innych cytokin, degranulacji degranulocytów i agregacji płytek. Może wiązać się z dowolnymi komórkami w ciele, ale zwłaszcza z makrofagami. W dużych dawkach hamuje fagocytozę, powoduje toksykozę, dysfunkcję układu sercowo-naczyniowego, zakrzepicę, wstrząs endotoksyczny. LPS niektórych bakterii wchodzi w skład immunostymulantów (prodigiosan,

pirogenny). Peptydoglikany bakteryjnej ściany komórkowej mają silne działanie adiuwantowe na komórki SI.

WIEDŹMA wchodzi w skład wici bakteryjnej, jego podstawą jest białko flageliny. Termolabilny.

K- AG to heterogeniczna grupa powierzchownych, otoczkowych bakterii AG.

Są w kapsułce. Zawierają głównie kwaśne polisacharydy, do których należą kwas galakturonowy, glukuronowy i iduronowy. Istnieją różnice w strukturze tych antygenów, na podstawie których rozróżnia się na przykład 75 typów (serotypów) pneumokoków, 80 typów Klebsiella itp. Antygeny otoczkowe są wykorzystywane do przygotowania szczepionek przeciw meningokokom, pneumokokom i Klebsiella. Jednak podawanie wysokich dawek antygenów polisacharydowych może wywołać tolerancję.

Antygeny bakterii to także ich toksyny, rybosomy i enzymy.

Niektóre mikroorganizmy zawierają reaktywne krzyżowo – determinanty antygenowe występujące u mikroorganizmów i ludzi/zwierząt.

U drobnoustrojów różnych gatunków iu ludzi występuje powszechna, podobna w budowie, AG. Zjawiska te nazywane są mimikrą antygenową. Często antygeny reagujące krzyżowo odzwierciedlają wspólność filogenetyczną tych przedstawicieli, czasami są wynikiem losowego podobieństwa konformacji i ładunków - cząsteczek AG.

Na przykład AG Forsmana znajduje się w erytrocytach Baracha, salmonelli i świnkach morskich.

Paciorkowce hemolityczne grupy A zawierają antygeny reagujące krzyżowo (w szczególności białko M), które są wspólne z antygenami wsierdzia i kłębuszków ludzkich nerek. Takie antygeny bakteryjne powodują powstawanie przeciwciał, które reagują krzyżowo z komórkami ludzkimi, co prowadzi do rozwoju reumatyzmu i popaciorkowcowego zapalenia kłębuszków nerkowych.

Czynnikiem sprawczym kiły są fosfolipidy podobne w budowie do tych znajdujących się w sercu zwierząt i ludzi. Dlatego antygen kardiolipiny serca zwierząt służy do wykrywania przeciwciał przeciwko krętkom u osób chorych (reakcja Wassermanna).

Bakterie mogą zrobić wszystko i trochę więcej. Stworzyli nasz świat - powietrze do oddychania, żyzną glebę, minerały. Nawet pojawienie się życia na Ziemi jest wynikiem takiej właściwości bakterii jak zmienność, zdolność do starannego doboru i dziedziczenia informacji genetycznej mającej na celu zachowanie i rozwój gatunku.

Własność jest cechą wyróżniającą, cechą charakterystyczną przedmiotu lub przedmiotu. Mikrobiologia zajmuje się badaniem właściwości drobnoustrojów – ich budowy, wzorców rozwoju, roli w utrzymaniu równowagi przyrodniczej i aktywności gospodarczej człowieka.

Podczas badania organizmów jednokomórkowych pierwszy etap identyfikacji opiera się na ogólnych właściwościach bakterii właściwych wszystkim prokariontom (komórkom niejądrowym):

wymiary mikroskopowe (niewidoczne gołym okiem);
ogromne tempo przemiany materii, aw rezultacie wzrost i reprodukcja;
szybka adaptacja do zmienionych warunków egzystencji;
możliwość zmiany w krótkim czasie wraz z przeniesieniem dziedziczności;

Inną cechą wspólną dla wszystkich organizmów jednokomórkowych jest ich szeroka dystrybucja. Mikroorganizmy istnieją wszędzie - w wodzie, powietrzu, ziemi, organizmach ludzi i zwierząt. Warunki brzegowe ich siedliska wahają się od temperatur setek stopni i ciśnienia wody na głębokości kilku kilometrów do rozrzedzonego powietrza i ujemnych temperatur stratosfery. To prawda, ciekawscy badacze znaleźli miejsce na ziemi, w którym nie jest tak łatwo znaleźć bakterie - oddzielne części pustyni Atakama (Ameryka Południowa). Ta kraina nie widziała deszczu od dziesięcioleci, a być może setek lat. Nawet bakterie się poddały - woda jest niezbędna do wszelkiego życia białkowego.

Identyfikacja bakterii według gatunku

Naukowcy rozdzielają bakterie według gatunków, a raczej starają się to zrobić. Przypuszczalnie (cóż, nauka nie wie na pewno!) Istnieją miliony gatunków komórek bakteryjnych. Ale nauka może „rozpoznać wzrokiem” tylko kilkadziesiąt tysięcy, których cechy są dobrze zbadane. Na przykład bifidobakterie i lactobacilli są niezbędne do trawienia, właściwości bakterii kwasu mlekowego i drożdży są wykorzystywane w przemyśle, mikroorganizmy chorobotwórcze przenoszą choroby lub powodują zatrucia pokarmowe, tworząc niebezpieczne toksyny itp.

Aby zidentyfikować gatunek bakterii, musisz znać następujące właściwości:

morfologiczny (kształt, budowa komórki);
kulturowe (sposób żywienia, warunki rozrodu, czyli czynniki wzrostu kultury bakteryjnej);
nalewka (reakcja na barwniki, pomagająca określić stopień zagrożenia dla zdrowia);
biochemiczne (rozkład składników odżywczych, wydalanie produktów przemiany materii, synteza enzymów, białek, witamin);
antygenowy (z angielskiego generator przeciwciał - „producent przeciwciał”), wywołujący odpowiedź immunologiczną organizmu.

Właściwości morfologiczne określa się za pomocą mikroskopu (badanie pod mikroskopem konwencjonalnym lub elektronowym). Właściwości kulturowe (biologiczne) pojawiają się podczas wzrostu kultur na pożywkach. Identyfikacja na podstawie właściwości biochemicznych jest potrzebna do określenia relacji komórki do tlenu (metoda oddychania), jej właściwości enzymatycznych i redukujących (regenerujących) (redukcja to chemiczny proces odbierania tlenu lub zastępowania go wodorem). Ponadto badania biochemiczne badają powstawanie bakteryjnych produktów odpadowych (toksyn) i ich wpływ na środowisko.

Analiza wszystkich tych właściwości razem pomaga określić rodzaj komórki bakteryjnej. Taka identyfikacja pozwala odróżnić „dobre” bakterie, które przynoszą korzyści ze szkodliwych drobnoustrojów chorobotwórczych o negatywnych właściwościach. Ściśle mówiąc, ten podział jest raczej warunkowy. Ten sam rodzaj bakterii może mieć pozytywny lub negatywny wpływ w zależności od sytuacji. Na przykład E. coli jest częścią mikroflory zdrowej osoby i bierze czynny udział w trawieniu. Jednak gdy tylko populacja tych bakterii przekroczy parametry graniczne, istnieje niebezpieczeństwo zatrucia niebezpiecznymi dla zdrowia toksynami.

Jak wyglądają bakterie

Wygląd i parametry ogniwa wpływają na jego właściwości – ruchliwość, cechy funkcjonalne, przyczepność do powierzchni. Mikroorganizmy dzielą się na:

Cocci to kuliste lub okrągłe bakterie. Różnią się liczbą ogniw w sprzęgle:

mikrokoki (pojedyncza komórka);
diplokoki (dwie połączone komórki);
tetracocci (cztery połączone komórki);
paciorkowce (połączone na długość w formie łańcucha);
sarcyny (warstwy lub opakowania po 8, 12, 16 lub więcej sztuk);
gronkowce (związek ma kształt kiści winogron).

2. Kije rozróżniają:

w zależności od kształtu końców: płaski (odcięty), zaokrąglony (półkula), ostry (stożek), pogrubiony;
ze względu na charakter połączenia: pojedyncze, pary, łańcuchy (paciorkowce).

3. Spirale mają kształt zakrzywiony lub spiralny (ściśle mówiąc, bakterie te są również klasyfikowane jako pręciki). Wyróżniają się kształtem i liczbą loków:

vibrio - lekko zakrzywiony;
spirilla - jeden lub więcej zwojów (do czterech);
więcej niż cztery okółki mają borelli (od 4 do 12) i (ulubiona klątwa dr Bykova, patogeny kiły) treponemę (od 14 do 17 małych zwojów);
Leptospira jest podobna do łacińskiego „S”.

Ponadto istnieją gwiazdy, kostki, kształty w kształcie litery C i inne komórki. Co więcej, ten sam rodzaj bakterii, w zależności od okoliczności, może zmieniać kształt i to znacznie. Na przykład bakterie kwasu mlekowego to pałeczki, ale niektórzy przedstawiciele gatunku mogą mieć kształt bardzo krótkiej pałeczki (prawie kuli), podczas gdy inni są wydłużone, zbliżając się do komórek nitkowatych. Długość w tym przypadku zależy od składu pożywki, obecności i zawartości procentowej tlenu, metody hodowli (sztucznej hodowli) mikroorganizmów.

Z rozmiarem jednokomórkowym trochę łatwiej:

najmniejszy (brucella);
podłoże (bakteroid, E. coli);
duże (pałeczki, clostridia).

Struktura mikroorganizmów

Wspólny dla wszystkich prokariotów jest brak jądra, jego rolę odgrywa zamknięta cząsteczka DNA (nukleoid). Rolę narządów wewnętrznych w komórce bakteryjnej pełnią różne inkluzje, nazywane przez analogię organellami. Dla różnych typów bakterii ten zestaw nie jest taki sam, ale istnieje pewne obowiązkowe minimum, które jest obecne w każdej bakterii:

nukleoid (analogicznie do jądra);
ściana komórkowa (warstwa zewnętrzna o różnej grubości);
błona cytoplazmatyczna (cienka warstwa między wewnętrznym półpłynnym podłożem a ścianą komórkową);
cytoplazma (wewnętrzna substancja półpłynna, w której unoszą się organelle);
rybosomy (cząsteczki RNA zawierające dodatkową lub rezerwową informację genetyczną).

Pierwsze próby zbadania struktury bakterii pod mikroskopem ujawniły jeden ważny szczegół - komórki bakteryjne są przezroczyste, nie da się ich zobaczyć bez dodatkowego przygotowania. Duński badacz Gram zaproponował metodę, która umożliwia barwienie mikroorganizmów barwnikami anilinowymi. Okazało się, że w zależności od budowy otoczki zewnętrznej bakterie różnie odbierają barwnik – jedne zatrzymują pigment, inne odbarwiają się po ostatecznym przemyciu przygotowanego preparatu roztworem zawierającym alkohol (w obu przypadkach płukanie odbywa się , ale tylko w jednym przypadku zmywa farbę). Bakterie dzielą się na dwie duże grupy w zależności od grubości ich ścian komórkowych:

gram-dodatni (gruba ściana może być poplamiona);
gram-ujemny (cienka ścianka nie zatrzymuje barwnika).

Te właściwości są ważne dla identyfikacji - najczęściej szkodliwe (patogenne) mikroorganizmy są Gram-ujemne. Ten podział jest szczególnie wygodny w przypadku badań medycznych. Możesz uzyskać szybki wynik dzięki stosunkowo prostej analizie laboratoryjnej.

Oprócz głównych mikroorganizmy mają dodatkowe struktury, które determinują niektóre ważne właściwości komórki:

Kapsułka - powierzchowna (nad błoną komórkową) warstwa śluzowa, powstająca w reakcji na środowisko. Oznacza to, że w komfortowych warunkach bakteria może obejść się bez kapsułki, ale przy najmniejszym zagrożeniu chroni się miękką skorupą, co daje dodatkowe bezpieczeństwo.
Wici są długimi (dłuższymi niż ciało bakterii) nitkowatymi narządami ruchu. Działają jak rodzaj silnika, pozwalając komórce na swobodne poruszanie się.
Pili - bardzo małe kosmki na powierzchni bakterii (cieńsze i krótsze niż wici). Pili nie poruszaj klatką, ale pomagaj jej bezpiecznie zakotwiczyć w wybranym miejscu.
Zarodniki to stałe inkluzje, które tworzą się wewnątrz bakterii w reakcji na groźbę śmierci (brak wody, agresywne środowisko). Pozwalają komórce przetrwać ciężkie czasy (czasami bakteria może „spać” przez lata i dekady) i odrodzić się na nowo. Ale zarodniki są tylko narzędziem do przetrwania, a nie reprodukcji.

Istnieją również dodatkowe inkluzje, które nadają bakteriom inne właściwości. Tak więc chlorosomy są odpowiedzialne za produkcję tlenu z energii światła słonecznego (fotosynteza); wakuole gazowe dają komórce pływalność; lipidy i volutin przechowują zapasy żywności i energii itp.

Wzrost i reprodukcja

Dokładna identyfikacja i produkcja przemysłowa wymagają czystych kultur bakterii - populacji wyhodowanej z pojedynczej komórki w laboratorium. A do tego trzeba znać ich właściwości biologiczne - w jakich warunkach i jak mikroorganizmy rosną i rozmnażają się. Wzrost to wzrost masy komórkowej i wszystkich jej struktur, a rozmnażanie to wzrost liczby komórek w kolonii.

Większość bakterii rozmnaża się przez podział binarny, to znaczy komórka dzieli się na dwie części pośrodku, tworząc dwa identyczne organizmy. Metoda pączkowania różni się od rozszczepienia binarnego tylko formą - na powierzchni komórki powstaje wypust, w którym porusza się połowa substytutu rozszczepionego jądra (nukleoidu), następnie wypust rośnie i oddziela się od komórki macierzystej.

Bardziej wyrafinowaną metodą jest rekombinacja genetyczna, która przypomina rozmnażanie płciowe. Istotą metody jest to, że część DNA wchodzi do komórki z zewnątrz (gdy bakterie wchodzą ze sobą w kontakt za pomocą bakteriofagów lub w wyniku wchłonięcia materiału genetycznego martwych komórek). W rezultacie metoda ta daje dwie genetycznie zmodyfikowane komórki, które niosą informacje od obojga „rodziców”. Właściwości zmienionego ogniwa mogą znacznie różnić się od jego poprzedników. Ta metoda rozmnażania pozwala bakteriom przystosować się do zmieniających się warunków, być może to on posłużył jako podstawa do pojawienia się inteligentnego życia na planecie.

Ponadto metoda hodowli rekombinacyjnej ułatwia badania genetyczne. Bakterie zmieniają się w bardzo krótkim czasie i jednocześnie zachowują dziedziczność. Umożliwia to śledzenie kilku pokoleń komórki i ocenę pozytywnych i negatywnych zmian w jej strukturze, zachowaniu i właściwościach.

Cechy oddychania i odżywiania komórki

W zależności od stosunku do tlenu bakterie różnią się:

Beztlenowce to mikroorganizmy, które pozyskują energię przy braku tlenu. Istnieją bezwzględne (ścisłe) beztlenowce, które nie tolerują tlenu, oraz fakultatywne beztlenowce (większość drobnoustrojów chorobotwórczych), dla których główną metodą pozyskiwania energii jest wariant beztlenowy, ale mogą one również istnieć z dostępnym tlenem.
Aeroby to komórki żyjące tylko w środowisku zawierającym tlen. Surowe tlenowce wymagają 20% tlenu w atmosferze, mikroaerofile mają znacznie mniej tlenu, ale ich główna metoda oddychania pozostaje taka sama jak w przypadku komórek tlenowych.

Identyfikacja metodą oddychania i żywienia jest ważna dla stworzenia komfortowych warunków do hodowli kultur bakteryjnych na sztucznych podłożach oraz w biotechnologii.

Dzięki wielokierunkowym korzystnym właściwościom bakterii uzyskuje się zamknięty cykl – autotrofy tworzą substancje organiczne wykorzystując energię słońca lub związki nieorganiczne, heterotrofy (saprofity) rozkładają materię organiczną, oddając naturze składniki chemiczne nadające się do dalszego wykorzystania.

Enzymy i toksyny bakterii (aktywność biochemiczna)

Mikroorganizmy wytwarzają substancje białkowe - enzymy (łac. „zakwas”) lub enzymy (gr. „zakwas”), które służą jako katalizatory (akceleratory) w absolutnie wszystkich procesach biologicznych (metabolizm i energia). Co więcej, każdy pojedynczy enzym jest odpowiedzialny tylko za jeden proces przekształcania jednego związku w drugi. Enzymy dzielą się na:

endoenzymy to substancje wewnątrzkomórkowe biorące udział w metabolizmie komórkowym.
egzoenzymy są zewnątrzkomórkowe (uwalniane do środowiska), dokonują trawienia poza komórką bakteryjną.

Właściwości drobnoustrojów do wydzielania niektórych enzymów są wykorzystywane do identyfikacji typu komórek jednokomórkowych, ponieważ jest to stała i niezmienna cecha charakterystyczna dla tego typu komórek. Wyróżnić:

Właściwości sacharolityczne komórki - zdolność do fermentacji (rozkładu) węglowodanów z uwolnieniem energii chemicznej. Na przykład podczas fermentacji alkoholowej enzymy drożdżowe rozkładają cukier na alkohol etylowy i dwutlenek węgla.
Właściwości proteolityczne drobnoustrojów to fermentacja białek i peptonu (duże fragmenty białka powstające na początkowym etapie trawienia mleka i mięsa pod wpływem enzymów). Komórki wydzielają do środowiska zewnętrznego enzymy proteolityczne, które rozkładają białka na produkty pośrednie (peptony, aminokwasy) i/lub produkty końcowej degradacji (siarkowodór, amoniak). Trawienie białek i krzepnięcie krwi zależą od enzymów proteolitycznych.

Identyfikacja biochemiczna umożliwia rozróżnienie niemal identycznych typów bakterii, których struktura i wygląd są nie do odróżnienia od siebie. Na przykład patogenne enterobakterie liczą setki gatunków, możliwe jest określenie konkretnego winowajcy choroby tylko poprzez badanie właściwości biochemicznych.

Szkodliwe produkty przemiany materii komórki (toksyny) są niezwykle niebezpieczne, ale mimo to ważne. Kiedy toksyny dostają się do organizmu, wytwarzane są przeciwciała, które identyfikują i neutralizują ciała obce. Toksyny bakteryjne powodują zaburzenia metabolizmu i innych procesów w komórce, co tłumaczy ich wysoką aktywność nawet przy niewielkiej ilości toksyn w organizmie. Wyróżnić:

egzotoksyny (uwalniane do środowiska, bardzo niebezpieczne);
endotoksyny (strukturalne składniki komórki, dostają się do środowiska dopiero po śmierci bakterii, mniej niebezpieczne niż egzotoksyny).

Wszystkie toksyny są niebezpieczne, ale egzotoksyny są bardziej szkodliwe. Jednak zdolność tych toksyn do wywoływania tworzenia przeciwciał (antygenów) umożliwia wytwarzanie surowic terapeutycznych i profilaktycznych przeciwko wielu chorobom.

Niektóre bakterie mają właściwości hemolityczne, to znaczy wydzielają toksyny niszczące czerwone krwinki (hemolizyny). W naturalnym procesie odnowy erytrocytów właściwości hemolityczne komórek są niezbędne, ale mogą stać się niebezpieczne w patologicznym rozwoju procesu.

Bakterie są wszechobecne i różnorodne. Są „dobre”, pożyteczne mikroorganizmy, ale są też drobnoustroje szkodliwe, chorobotwórcze, które wywołują choroby i uwalniają niebezpieczne toksyny. Człowiek nauczył się wykorzystywać dobroczynne właściwości mikroorganizmów w biotechnologii do poprawy jakości życia. Medycyna aktywnie (a czasem skutecznie) zwalcza patogeny. Każda osoba może chronić się przed szkodliwymi bakteriami (zwykłe zasady higieny) i czerpać to, co najlepsze z różnorodności świata bakterii.

Wstęp.Identyfikacja- określenie (ustalenie) przynależności gatunkowej drobnoustroju. Obecnie ogólnie przyjęta metoda identyfikacji opiera się na badaniu pewnego zestawu najważniejszych cech fenotypowych badanego drobnoustroju. Kryterium identyfikacji jest obecność w drobnoustroju zestawu podstawowych cech charakterystycznych dla danego gatunku (cechy taksonometryczne). Gatunek został ustalony zgodnie z międzynarodową taksonomią bakterii (Bergey's Manual of Systematic Bacteriology).

W celu główne cechy gatunku bakterie obejmują:

Morfologia komórki drobnoustroju;

Właściwości barwiące - cechy barwienia prostymi i złożonymi metodami barwienia;

Charakterystyka kulturowa - cechy rozwoju drobnoustrojów na pożywkach;

w oznaki biochemiczne - obecność w bakteriach enzymów niezbędnych do syntezy lub rozszczepiania (fermentacji) różnych związków chemicznych.

W praktyce bakteriologicznej najczęściej badane są enzymy sacharolityczne i proteolityczne.

W celu dodatkowe funkcje, używane do identyfikacji obejmują:

obecność antygenów specyficznych dla gatunku (patrz rozdział 10);

podatność na bakteriofagi specyficzne dla gatunku (patrz rozdział 5);

Odporność gatunków na niektóre środki przeciwdrobnoustrojowe (zob. rozdział 8);

W przypadku bakterii chorobotwórczych produkcja pewnych czynników wirulencji (patrz rozdział 9).

Dokładna identyfikacja wewnątrzgatunkowa aż do biowaru (serova-ra, fagovar, fermentovar, itp.) - miareczkowanie - w oparciu o wykrycie odpowiedniego markera: antygen (serotypowanie, patrz rozdział 10), wrażliwość na typowego bakteriofaga (typowanie fagów, patrz rozdział 5) itp.

W ostatnich latach opracowano i zaczęto stosować nowoczesne metody identyfikacji biochemicznej i biologii molekularnej: chemoidentyfikacja, analiza kwasów nukleinowych: analiza restrykcyjna, hybrydyzacja, reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR), rybotypowanie itp.

▲ Plan lekcji

▲ Program

1. Identyfikacja bakterii.

2. Badanie właściwości biochemicznych bakterii tlenowych i beztlenowych.

▲ Demo

1. Nieobsiany „różnorodny rząd”.

2. Opcje zmiany „różnorodnego rzędu”.

3. „Wiersz Motley” dla bakterii beztlenowych.

4. Mikrometoda badania właściwości biochemicznych bakterii.

5. Wzrost bakterii produkujących pigment.

▲ Przypisanie do uczniów

1. Narysuj opcje zmiany „różnorodnego rzędu”.

2. Oceń wyniki skriningu czystej kultury: zanotuj obecność lub brak wzrostu zaszczepionej kultury, a także obecność obcych bakterii.

3. Upewnij się, że wyizolowana kultura jest czysta, w tym celu przygotuj rozmaz i wybarwij go metodą Grama.

4. Umieść próbkę katalazy na szkle i oceń jej wynik.

5. Uwzględnić wyniki oznaczenia aktywności biochemicznej izolowanych czystych kultur.

6. Korzystając z tabeli identyfikacyjnej, na podstawie zbadanych właściwości morfologicznych, barwiących, kulturowych i enzymatycznych zidentyfikuj wyizolowane drobnoustroje.

▲ Wytyczne

Identyfikacja biochemiczna. Do oceny aktywności biochemicznej bakterii stosuje się: reakcje:

1) fermentacja - niecałkowity rozkład substratu do

Produkty pośrednie, takie jak fermentacja węglowodanów z wytworzeniem kwasów organicznych;

2) utlenianie – całkowity rozkład substratu organicznego do CO 2 i H2O;

3) asymilacja (zagospodarowanie) – wykorzystanie podłoża do wzrostu jako źródła węgla lub azotu;

4) dyssymilacja (degradacja) podłoża;

5) hydroliza substratu.

Klasyczna (tradycyjna) metoda identyfikacji drobnoustrojów na podstawie cech biochemicznych polega na zaszczepieniu czystej kultury na zróżnicowanym podłożu diagnostycznym zawierającym określone substraty w celu oceny zdolności mikroorganizmu do asymilacji tego substratu lub określenia końcowych produktów jego metabolizmu. Badanie trwa co najmniej 1 dzień. Przykładem jest ocena aktywności sacharolitycznej bakterii (zdolność do fermentacji węglowodanów) przez wysiew na pożywce Hissa – krótki i długi „rzęd pstrokaty”.

Identyfikacja bakterii na podstawie cech biochemicznych przy użyciu pożywek o zróżnicowanych seriach. Krótka „seria barwna” obejmuje płynne podłoża Hissa z mono- i disacharydami: glukozą, laktozą, sacharozą, maltozą oraz z alkoholem 6-wodorotlenowym – mannitolem. W długim „rzędu pstrokatych” wraz z wymienionymi węglowodanami wprowadza się pożywki z różnymi monosacharydami (arabinoza, ksyloza, ramnoza, galaktoza itp.) I alkoholami (glicerol, dulcitol, inozytol itp.). Aby ocenić zdolność bakterii do fermentacji węglowodanów, do pożywki dodaje się wskaźnik (odczynnik Andrede lub inny), który umożliwia wykrycie powstawania kwaśnych produktów rozkładu (kwasy organiczne) oraz „pływak” do wykrywania uwalniania

od 2 .

Czystą kulturę badanego drobnoustroju zaszczepia się pętlą na pożywce „różnobarwnego rzędu”. Kultury są inkubowane w temperaturze 37°C przez 18-24 h lub dłużej. Jeśli bakterie fermentują węglowodany do produktów kwaśnych, obserwuje się zmianę koloru podłoża; gdy węglowodany rozkładają się na produkty kwaśne i gazowe, wraz z zmiana koloru, w pływaku pojawia się pęcherzyk gazu. W przypadku użycia podłoża z półpłynnym agarem, tworzenie się gazu jest rejestrowane przez pęknięcie kolumny. W przypadku braku fermentacji kolor podłoża nie ulega zmianie. Ponieważ bakterie nie fermentują wszystkich, ale tylko niektóre węglowodany, które są częścią pożywki Hissa, pewne dla każdego typu, obserwuje się raczej pstrokaty obraz, dlatego zestaw pożywek z węglowodanami i wskaźnikiem koloru nazywa się „różnorodnym rzędem” ( Rys. 3.2.1; na wkładce).

Do oznaczanie enzymów proteolitycznych wytworzyć kulturę bakterii poprzez wstrzyknięcie do kolumny 10-20% żelatyny,

woda peptonowa. Hodowle w żelatynie inkubuje się w 20-22°C przez kilka dni. W obecności enzymów proteolitycznych bakterie upłynniają żelatynę, tworząc figurę przypominającą lejek lub jodełkę.

W uprawach w wodzie peptonowej* produkty rozpadu aminokwasów określa się po 2-3 dniach inkubacji w temperaturze 37 °C poprzez ustawienie reakcje na amoniak, indol, siarkowodór itd.

reakcja na amoniak. Pod korek mocuje się wąski pasek papierka lakmusowego, tak aby nie stykał się z pożywką. Niebieski papier wskazuje na tworzenie się amoniaku.

Reakcja na indol. Metoda Ehrlicha: do probówki z hodowlą bakterii dodaje się 2-3 ml eteru, energicznie miesza się zawartość i dodaje kilka kropli odczynnika Ehrlicha (alkoholowy roztwór paradimetyloamidobenzaldehydu z kwasem solnym). W obecności indolu obserwuje się różowe zabarwienie, przy ostrożnym nakładaniu warstw tworzy się różowy pierścień (patrz ryc. 3.2.1).

reakcja na siarkowodór. Wąski pasek bibuły filtracyjnej zwilżonej siarczanem żelaza umieszcza się w probówce z wodą peptonową i mocuje pod korkiem tak, aby nie miał kontaktu z pożywką. Po uwolnieniu siarkowodoru powstaje nierozpuszczalny siarczek żelaza (FeS), który zmienia kolor papieru na czarny (patrz ryc. 3.2.1). Wytwarzanie H 2 S można również określić poprzez zaszczepienie kultury bakteryjnej przez wstrzyknięcie do kolumny z pożywką zawierającą odczynniki do wykrywania H 2 S (mieszanina soli: siarczan żelaza, tiosiarczan sodu, siarczyn sodu). Wynik pozytywny - medium zmienia kolor na czarny z powodu tworzenia się FeS.

wykrywanie katalazy. Na szkiełko nanosi się kroplę 1-3% roztworu nadtlenku wodoru i wprowadza się do niego pętlę z kulturą bakteryjną. Katalaza rozkłada nadtlenek wodoru na tlen i wodę. Uwalnianie się pęcherzyków gazu wskazuje na obecność katalazy u tego typu bakterii.

W praktyce bakteriologicznej czasami ograniczają się one do badania cech sacharolitycznych i proteolitycznych badanych bakterii, jeśli jest to wystarczające do ich identyfikacji. Jeśli to konieczne, zbadaj inne objawy, na przykład zdolność do przywracania azotanów, karboksylacji aminokwasów, tworzenia oksydazy, plazmakoagulazy, fibrynolizyny i innych enzymów.

Odnotowuje się wyniki prac nad identyfikacją wyizolowanej kultury (tab. 3.2.1).

Testy biochemiczne II generacji, oparte na wykorzystaniu stężonych substratów i bardziej czułych metod wykrywania produktów końcowych reakcji,

Izolacja drobnoustrojów z różnych materiałów i pozyskiwanie ich kultur znajduje szerokie zastosowanie w praktyce laboratoryjnej w diagnostyce mikrobiologicznej chorób zakaźnych, w pracach badawczych oraz w mikrobiologicznej produkcji szczepionek, antybiotyków i innych biologicznie aktywnych produktów życia drobnoustrojów.

Warunki hodowli zależą również od właściwości odpowiednich mikroorganizmów. Większość drobnoustrojów chorobotwórczych hoduje się na pożywce w temperaturze 37°C przez 12 dni. Jednak niektóre z nich wymagają dłuższych okresów. Na przykład bakterie krztuśca - za 2-3 dni, a Mycobacterium tuberculosis - za 3-4 tygodnie.

W celu stymulacji procesów wzrostu i rozmnażania drobnoustrojów tlenowych, a także skrócenia czasu ich hodowli stosuje się metodę głębokiej uprawy, która polega na ciągłym napowietrzaniu i mieszaniu pożywki. Metoda głębi znalazła szerokie zastosowanie w biotechnologii.

Do hodowli beztlenowców stosuje się specjalne metody, których istotą jest usuwanie powietrza lub zastępowanie go gazami obojętnymi w zamkniętych termostatach - anaerostatach. Beztlenowce hoduje się na pożywkach zawierających substancje redukujące (glukoza, kwas mrówkowy sodu itp.), które zmniejszają potencjał redoks.

W praktyce diagnostycznej szczególne znaczenie mają czyste kultury bakterii, które izoluje się z badanego materiału pobranego od pacjenta lub obiektów środowiskowych. W tym celu stosuje się sztuczne pożywki, które dzielą się na podstawowe, różnicowe diagnostyczne i elektywne o najbardziej zróżnicowanym składzie. Dobór pożywki do izolacji czystej kultury jest niezbędny w diagnostyce bakteriologicznej.

W większości przypadków stosuje się pożywki stałe, uprzednio wylane na szalki Petriego. Materiał testowy umieszcza się na powierzchni podłoża za pomocą ezy i pociera szpatułką w celu uzyskania izolowanych kolonii, które wyrosły z jednej komórki. Posiew wyizolowanej kolonii na skośną pożywkę agarową w probówce daje czystą kulturę.

Do identyfikacji, tj. określające przynależność gatunkową i gatunkową wybranej kultury, najczęściej badają cechy fenotypowe:

a) morfologia komórek bakteryjnych w barwionych rozmazach lub preparatach natywnych;

b) charakterystyka biochemiczna kultury pod względem jej zdolności do fermentacji węglowodanów (glukozy, laktozy, sacharozy, maltozy, mannitolu itp.), do tworzenia indolu, amoniaku i siarkowodoru, które są produktami proteolitycznej aktywności bakterii.

Aby uzyskać pełniejszą analizę, stosuje się chromografię gazowo-cieczową i inne metody.

Wraz z metodami bakteriologicznymi szeroko stosowane są immunologiczne metody badawcze do identyfikacji czystych kultur, które mają na celu zbadanie struktury antygenowej wyizolowanej kultury. W tym celu stosuje się reakcje serologiczne: aglutynację, precypitację immunofluorescencyjną, wiązanie dopełniacza, test immunoenzymatyczny, metody radioimmunologiczne itp.

Metody izolacji czystej kultury

W celu wyizolowania czystej kultury mikroorganizmów konieczne jest oddzielenie od siebie licznych bakterii znajdujących się w materiale. Można to osiągnąć za pomocą metod opartych na dwóch zasadach − mechaniczny oraz biologiczny dysocjacja bakterii.

Metody izolacji czystych kultur oparte na zasadzie mechanicznej

Metoda seryjnych rozcieńczeń , zaproponowany przez L. Pasteura, był jednym z pierwszych, który został wykorzystany do mechanicznej separacji mikroorganizmów. Polega na wykonywaniu seryjnych rozcieńczeń materiału zawierającego drobnoustroje w sterylnym ciekły pożywka. Ta technika jest dość żmudna i niedoskonała w działaniu, ponieważ nie pozwala na kontrolowanie liczby komórek drobnoustrojów, które dostają się do probówek podczas rozcieńczeń.

Ta wada nie Metoda Kocha (metoda rozcieńczania płytek ). R. Koch użył gęstych pożywek na bazie żelatyny lub agaru. Materiał z asocjacjami różnych typów bakterii rozcieńczono w kilku probówkach z roztopioną i lekko schłodzoną żelatyną, której zawartość następnie wylano na sterylne płytki szklane. Po zżelowaniu podłoża hodowano go w optymalnej temperaturze. Na jej grubości utworzyły się izolowane kolonie drobnoustrojów, które można łatwo przenieść na świeżą pożywkę za pomocą pętli platynowej w celu uzyskania czystej kultury bakterii.

Metoda Drygalskiego to bardziej zaawansowana metoda, która znajduje szerokie zastosowanie w codziennej praktyce mikrobiologicznej. Najpierw materiał testowy nanosi się na powierzchnię pożywki na szalce Petriego za pomocą pipety lub ezy. Za pomocą metalowej lub szklanej szpatułki ostrożnie wetrzyj ją w podłoże. Kubek jest otwarty podczas zaszczepiania i delikatnie obracany, aby równomiernie rozprowadzić materiał. Bez sterylizacji szpatułki, wydają ją na materiał w innej szalce Petriego, jeśli to konieczne - w trzeciej. Dopiero potem łopatkę zanurza się w roztworze dezynfekującym lub smaży w płomieniu palnika. Na powierzchni pożywki w pierwszym naczyniu z reguły obserwujemy ciągły wzrost bakterii, w drugim - gęsty wzrost, aw trzecim - wzrost w postaci izolowanych kolonii.

Kolonie według metody Drygalskiego

Metoda udaru dziś jest najczęściej używany w laboratoriach mikrobiologicznych. Materiał zawierający mikroorganizmy jest zbierany za pomocą pętli bakteriologicznej i nakładany na powierzchnię pożywki w pobliżu krawędzi kubka. Nadmiar materiału jest usuwany i zabierany równoległymi ruchami od krawędzi do krawędzi kubka. Po dniu inkubacji upraw w optymalnej temperaturze na powierzchni naczynia wyrastają izolowane kolonie drobnoustrojów.

Metoda udaru

Do uzyskania izolowanych kolonii można użyć wymazu, z którego pobrano materiał testowy. Szalka Petriego z pożywką jest lekko otwierana, wprowadza się do niej tampon i materiał ostrożnie wciera się w powierzchnię naczynia, stopniowo zwracając tampon i płytkę.

Istotną zaletą metod rozcieńczeń Kocha, Drygalskiego i płytek smugowych jest to, że tworzą one izolowane kolonie mikroorganizmów, które po zaszczepieniu na innej pożywce zamieniają się w czystą kulturę.

Metody izolacji czystych kultur w oparciu o zasadę biologiczną

Biologiczna zasada separacji bakterii zapewnia celowe poszukiwanie metod uwzględniających liczne cechy komórek drobnoustrojów. Do najczęstszych metod należą:

1. Według rodzaju oddychania. Wszystkie mikroorganizmy w zależności od rodzaju oddychania dzielą się na dwie główne grupy: aerobik (Corynebacterium diphtheriae, Vibrio sholeraeitp) oraz beztlenowy (Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringensitd.). Jeśli materiał, z którego należy wyizolować patogeny beztlenowe, zostanie wstępnie podgrzany, a następnie hodowany w warunkach beztlenowych, bakterie te będą się rozwijać.

2. By zarodnikowanie . Wiadomo, że niektóre drobnoustroje (bacilli i clostridia) są zdolne do sporulacji. Pomiędzy nimi Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus subtilis, Bacillus cereus. Zarodniki są odporne na czynniki środowiskowe. W związku z tym badany materiał można poddać działaniu czynnika termicznego, a następnie przenieść do pożywki. Po pewnym czasie wyrosną na nim dokładnie te bakterie, które są zdolne do zarodnikowania.

3. Odporność drobnoustrojów na działanie kwasów i zasad. Niektóre drobnoustroje (Prątek gruźlicy, Mycobacterium bovis) ze względu na specyfikę ich budowy chemicznej są odporne na działanie kwasów. Dlatego materiał, który je zawiera, na przykład plwocinę gruźlicy, wstępnie traktuje się równą objętością 10% roztworu kwasu siarkowego, a następnie wysiewa na pożywki. Obca flora ginie, a prątki w wyniku odporności na kwasy rosną.

Vibrio cholerae (Vibrio sholerae) przeciwnie, jest bakterią halofilną, dlatego w celu stworzenia optymalnych warunków wzrostu wysiewa się ją na podłoża zawierające alkalia (1% alkaliczna woda peptonowa). Już po 4-6 godzinach na powierzchni podłoża pojawiają się charakterystyczne oznaki wzrostu w postaci delikatnego niebieskawego filmu.

4. Mobilność bakterii. Niektóre drobnoustroje (Proteus vulgaris) mają tendencję do pełzania wzrostu i są w stanie szybko rozprzestrzenić się na powierzchni czegoś wilgotnego środowiska. Aby wyizolować takie patogeny, wysiewa się je w kropli cieczy kondensacyjnej, która powstaje, gdy kolumna ukośnego agaru jest chłodzona. Po 16-18 latach rozprzestrzeniły się na całą powierzchnię środowiska. Jeśli pobierzemy materiał z wierzchu agaru, otrzymamy czystą kulturę patogenów.

5. Wrażliwość drobnoustrojów na działanie chemikaliów, antybiotyków i innych środków przeciwdrobnoustrojowych. W wyniku specyfiki metabolizmu bakterii mogą one mieć różną wrażliwość na niektóre czynniki chemiczne. Wiadomo, że gronkowce, bakterie tlenowe, które tworzą zarodniki, są odporne na działanie 7,5-10% chlorku sodu. Dlatego do izolacji tych patogenów stosuje się pożywki elektywne (agar z żółtkiem i solą, agar z solą do przywoływania), które zawierają właśnie tę substancję. Inne bakterie praktycznie nie rozwijają się przy tym stężeniu chlorku sodu.

6. Wprowadzenie niektórych antybiotyków (nystatyna) służy do hamowania rozwoju grzybów w silnie nimi zanieczyszczonym materiale. Odwrotnie, dodanie penicyliny antybiotykowej do podłoża sprzyja wzrostowi flory bakteryjnej w przypadku izolacji grzybów. Dodatek furazolidonu w określonych stężeniach do pożywki stwarza selektywne warunki do wzrostu maczugowców i mikrokoków.

7. Zdolność drobnoustrojów do penetracji nienaruszonej skóry. Niektóre bakterie chorobotwórcze (Yersinia pestis) w wyniku obecności dużej liczby enzymów agresywnych są w stanie przeniknąć nieuszkodzoną skórę. Aby to zrobić, sierść na ciele zwierzęcia laboratoryjnego jest golona, a materiał testowy, który zawiera patogen i dużą ilość mikroflory obcej, jest wcierany w ten obszar. Po pewnym czasie zwierzę zostaje ubite, a drobnoustroje są izolowane z krwi lub narządów wewnętrznych.

8. Wrażliwość zwierząt laboratoryjnych na patogeny chorób zakaźnych. Niektóre zwierzęta wykazują wysoką wrażliwość na różne mikroorganizmy.

Na przykład dowolną metodą podawania Streptococcus pneumoniae u białych myszy rozwija się uogólniona infekcja pneumokokowa. Podobny obraz obserwuje się, gdy świnki morskie są zakażone patogenami gruźlicy. (Prątek gruźlicy) .

W codziennej praktyce bakteriolodzy posługują się takimi pojęciami jak: napięcie oraz czysta kultura mikroorganizmy. Pod szczepem rozumiemy drobnoustroje tego samego gatunku, które są izolowane z różnych źródeł lub z tego samego źródła, ale w różnym czasie. Czyste kultury bakterii to mikroorganizmy tego samego gatunku, potomkowie jednej komórki drobnoustroju, które wyrosły na (w) pożywce.

Izolacja czystej kultury aerobik mikroorganizmy składa się z kilku kroków.

Pierwszy dzień (1 etap badań) materiał patologiczny umieszcza się w sterylnym pojemniku (probówce, kolbie, fiolce). Jest badany - wygląd, konsystencja, kolor, zapach i inne znaki, rozmaz jest przygotowywany, malowany i badany pod mikroskopem. W niektórych przypadkach (ostra rzeżączka, dżuma) na tym etapie możliwe jest postawienie wstępnej diagnozy, a dodatkowo wybór podłoża, na którym zostanie wysiany materiał. Następnie wykonuje się ją pętlą bakteriologiczną (najczęściej używaną), szpatułką - metodą Drygalsky, wacikiem z gazy bawełnianej. Kubki zamyka się, odwraca do góry nogami, podpisuje specjalnym ołówkiem i umieszcza w termostacie w optymalnej temperaturze (37°C) na 18-48 godzin. Celem etapu jest uzyskanie izolowanych kolonii mikroorganizmów.

Czasami jednak w celu spiętrzenia materiału wysiewa się go na pożywki płynne.

Drugiego dnia (Faza 2 badania) na powierzchni gęstej pożywki mikroorganizmy tworzą ciągły, gęsty wzrost lub izolowane kolonie. Kolonia- są to nagromadzenia bakterii widoczne gołym okiem na powierzchni lub w grubości pożywki. Z reguły każda kolonia powstaje z potomków jednej komórki drobnoustrojów (klonów), więc ich skład jest dość jednorodny. Cechy rozwoju bakterii na pożywkach są przejawem ich właściwości kulturowych.

Płytki są dokładnie badane i badane pod kątem izolowanych kolonii, które wyrosły na powierzchni agaru. Zwróć uwagę na wielkość, kształt, kolor, charakter brzegów i powierzchni kolonii, ich konsystencję i inne cechy. W razie potrzeby zbadaj kolonie pod lupą, mikroskopem o małym lub dużym powiększeniu. Strukturę kolonii bada się w świetle przechodzącym przy małym powiększeniu mikroskopu. Mogą być szkliste, ziarniste, nitkowate lub włókniste, które charakteryzują się obecnością splecionych nitek w grubości kolonii.

Charakterystyka kolonii jest ważną częścią pracy bakteriologa i asystenta laboratoryjnego, ponieważ mikroorganizmy każdego gatunku mają swoje własne, specjalne kolonie.

Trzeciego dnia (etap 3 badania) zbadać naturę wzrostu czystej kultury mikroorganizmów i przeprowadzić jej identyfikację.

W pierwszej kolejności zwraca się uwagę na charakterystykę wzrostu drobnoustrojów na pożywce i wykonuje się rozmaz, barwiąc go metodą Grama, w celu sprawdzenia czystości hodowli. Jeżeli pod mikroskopem obserwuje się bakterie o tym samym typie morfologii, wielkości i właściwości barwiących (zdolność do barwienia), stwierdza się, że kultura jest czysta. W niektórych przypadkach, już w wyglądzie i cechach ich wzrostu, można wyciągnąć wniosek na temat rodzaju izolowanych patogenów. Określanie gatunku bakterii na podstawie ich cech morfologicznych nazywa się identyfikacją morfologiczną. Określanie rodzaju patogenów na podstawie ich cech kulturowych nazywa się identyfikacją kulturową.

Jednak te badania nie są wystarczające, aby wyciągnąć ostateczny wniosek na temat rodzaju izolowanych drobnoustrojów. Dlatego badają właściwości biochemiczne bakterii. Są dość zróżnicowane.

Identyfikacja bakterii.

Nazywa się określenie rodzaju patogenu na podstawie jego właściwości biochemicznych identyfikacja biochemiczna.

W celu ustalenia przynależności gatunkowej bakterii często bada się ich strukturę antygenową, to znaczy identyfikuje się je na podstawie właściwości antygenowych. Każdy mikroorganizm ma w swoim składzie różne substancje antygenowe. W szczególności przedstawiciele rodziny Enterobacteriaceae (Yescherichia, Salmonella, Shigels) zawierają antygen otoczki O, antygen H wici i K-antygen otoczki. Są niejednorodne pod względem składu chemicznego, dlatego występują w wielu wariantach. Można je określić przy użyciu specyficznych surowic aglutynujących. Ta definicja gatunku bakterii nazywa się identyfikacja serologiczna.

Czasami bakterie identyfikuje się zarażając zwierzęta laboratoryjne czystą kulturą i obserwując zmiany wywoływane przez patogeny w organizmie (gruźlica, zatrucie jadem kiełbasianym, tężec, salmonelloza itp.). Taka metoda nazywa się identyfikacja według właściwości biologicznych. Jako obiekty najczęściej używa się świnek morskich, białych myszy i szczurów.

APLIKACJE

(tabele i schematy)

Fizjologia bakterii

Schemat 1. Fizjologia bakterii.

reprodukcja

uprawa na pożywkach

Tabela 1. Ogólna tabela fizjologii bakterii.

		Charakterystyka
		Proces pozyskiwania energii i substancji.
		Zestaw procesów biochemicznych, w wyniku których uwalniana jest energia niezbędna do życiowej aktywności komórek drobnoustrojów.
		Skoordynowana reprodukcja wszystkich składników i struktur komórkowych, prowadząca ostatecznie do wzrostu masy komórek
	reprodukcja	Zwiększanie liczby komórek w populacji
	Uprawa na pożywkach.	W warunkach laboratoryjnych mikroorganizmy hoduje się na pożywkach, które muszą być sterylne, przezroczyste, wilgotne, zawierać określone składniki odżywcze (białka, węglowodany, witaminy, pierwiastki śladowe itp.), mieć określoną zdolność buforowania, mieć odpowiednie pH, potencjał redoks.

Tabela 1.1 Skład chemiczny i funkcje fizjologiczne pierwiastków.

element kompozycji		Charakterystyka i rola w fizjologii komórki.
	Główny składnik komórki bakteryjnej, stanowiący około 80% jej masy. Jest w stanie wolnym lub związanym z elementami strukturalnymi komórki. W zarodnikach ilość wody spada do 18,20%. Woda jest rozpuszczalnikiem wielu substancji, a także pełni mechaniczną rolę w zapewnianiu turgoru. Podczas plazmolizy - utraty wody przez komórkę w roztworze hipertonicznym - dochodzi do złuszczania protoplazmy z błony komórkowej. Usuwanie wody z komórki, suszenie wstrzymuje procesy przemiany materii. Większość mikroorganizmów dobrze znosi suszenie. Przy braku wody mikroorganizmy się nie rozmnażają. Suszenie w próżni ze stanu zamrożenia (liofilizacja) zatrzymuje reprodukcję i sprzyja długoterminowej ochronie gatunków drobnoustrojów.
	40 - 80% suchej masy. Określają najważniejsze właściwości biologiczne bakterii i zwykle składają się z kombinacji 20 aminokwasów. Bakterie zawierają kwas diaminopimelinowy (DAP), który jest nieobecny w komórkach ludzkich i zwierzęcych. Bakterie zawierają ponad 2000 różnych białek, które wchodzą w skład składników strukturalnych i biorą udział w procesach metabolicznych. Większość białek ma aktywność enzymatyczną. Białka komórki bakteryjnej determinują antygenowość i immunogenność, zjadliwość i gatunki bakterii.
element kompozycji	Charakterystyka i rola w fizjologii komórki.
Kwasy nukleinowe	Pełnią funkcje podobne do kwasów nukleinowych komórek eukariotycznych: cząsteczka DNA w postaci chromosomu odpowiada za dziedziczność, kwasy rybonukleinowe (informacja lub macierz, transport i rybosom) biorą udział w biosyntezie białek.
Węglowodany	Reprezentowane są przez proste substancje (mono- i disacharydy) oraz złożone związki. Polisacharydy często znajdują się w kapsułkach. Niektóre wewnątrzkomórkowe polisacharydy (skrobia, glikogen itp.) są rezerwowymi składnikami odżywczymi.
	Wchodzą w skład błony cytoplazmatycznej i jej pochodnych, a także ściany komórkowej bakterii, np. błony zewnętrznej, gdzie oprócz biomolekularnej warstwy lipidów znajduje się LPS. Lipidy mogą działać jako rezerwowe składniki odżywcze w cytoplazmie. Lipidy bakteryjne reprezentowane są przez fosfolipidy, kwasy tłuszczowe i glicerydy. Mycobacterium tuberculosis zawiera największą ilość lipidów (do 40%).
Minerały	Znajduje się w popiele po spaleniu komórek. Fosfor, potas, sód, siarka, żelazo, wapń, magnez, a także pierwiastki śladowe (cynk, miedź, kobalt, bar, mangan itp.) są wykrywane w dużych ilościach, biorą udział w regulacji ciśnienia osmotycznego, pH , potencjał redoks , aktywują enzymy, wchodzą w skład enzymów, witamin i składników strukturalnych komórek drobnoustrojów.

Tabela 1.2. Zasady azotowe.

Tabela 1.2.1 Enzymy

	Charakterystyka
Definicja	Specyficzne i skuteczne katalizatory białkowe obecne we wszystkich żywych komórkach.
	Enzymy redukują energię aktywacji, zapewniając przebieg takich reakcji chemicznych, które bez nich mogłyby zachodzić tylko w wysokiej temperaturze, nadciśnieniu oraz w innych niefizjologicznych warunkach, nieakceptowalnych dla żywej komórki.
	Enzymy zwiększają szybkość reakcji o około 10 rzędów wielkości, co skraca okres półtrwania jakiejkolwiek reakcji z 300 lat do jednej sekundy.
	Enzymy „rozpoznają” substrat dzięki przestrzennemu układowi jego cząsteczki i rozmieszczeniu w nim ładunków. Za wiązanie z substratem odpowiedzialna jest pewna część cząsteczki białka enzymatycznego - jego centrum katalityczne. W tym przypadku powstaje pośredni kompleks enzym-substrat, który następnie rozkłada się z utworzeniem produktu reakcji i wolnego enzymu.
Odmiany	Enzymy regulatorowe (alloseryczne) odbierają różne sygnały metaboliczne i zgodnie z nimi zmieniają swoją aktywność katalityczną.	Enzymy efektorowe - enzymy katalizujące określone reakcje (szczegóły w tabeli 1.2.2.)
aktywność funkcjonalna	Funkcjonalna aktywność enzymów oraz szybkość reakcji enzymatycznych zależą od warunków, w jakich znajduje się dany drobnoustrój, a przede wszystkim od temperatury pożywki i jej pH. Dla wielu patogennych mikroorganizmów optymalna temperatura to 37°C i pH 7,2-7,4.

KLASY ENZYMOWE:

Mikroorganizmy syntetyzują różne enzymy należące do wszystkich sześciu znanych klas.

Tabela 1.2.2. Klasy enzymów efektorowych

	Klasa enzymatyczna	Katalizuje:
	Oksydoreduktaza	Transfer elektronów
	Transferazy	Transfer różnych grup chemicznych
	Hydrolazy	Przeniesienie grup funkcyjnych do cząsteczki wody
		Dołączanie grup wiązań podwójnych i reakcje odwrotne
	Izomerazy	Przenoszenie grup w cząsteczce do form izomerycznych
		Powstawanie wiązań C-C, C-S, C-O, C-N w wyniku reakcji kondensacji związanych z rozpadem trifosforanu adenozyny (ATP)

Tabela 1.2.3. Rodzaje enzymów przez powstawanie w komórce bakteryjnej

	Charakterystyka	Uwagi
Rozpuszczalna (adaptacyjna) enzymy „indukcja podłoża”	Enzymy, których stężenie w komórce gwałtownie wzrasta w odpowiedzi na pojawienie się w środowisku substratu induktora. Syntetyzowany przez komórkę bakteryjną tylko w obecności tego enzymu w podłożu substratowym
Enzymy tłumione	Synteza tych enzymów ulega zahamowaniu w wyniku nadmiernej akumulacji produktu reakcji katalizowanej przez ten enzym.	Przykładem represji enzymatycznej jest synteza tryptofanu, który powstaje z kwasu antranilowego przy udziale syntetazy antranilowej.
Enzymy konstytutywne	Enzymy syntetyzowane niezależnie od warunków środowiskowych	Enzymy glikolizy
Kompleksy multienzymatyczne	Enzymy wewnątrzkomórkowe połączone strukturalnie i funkcjonalnie	Enzymy łańcucha oddechowego zlokalizowane na błonie cytoplazmatycznej.

Tabela 1.2.4. Specyficzne enzymy

	Enzymy	Identyfikacja bakterii
	Dysmutaza ponadtlenkowa i katalaza	Wszystkie tlenowce lub beztlenowce fakultatywne mają dysmutazę ponadtlenkową i katalazę - enzymy chroniące komórkę przed toksycznymi produktami metabolizmu tlenu. Prawie wszystkie bezwzględne beztlenowce nie syntetyzują tych enzymów. Tylko jedna grupa bakterii tlenowych, bakterie kwasu mlekowego, jest ujemna pod względem katalazy.
	Peroksydaza	Bakterie kwasu mlekowego gromadzą peroksydazę, enzym katalizujący utlenianie związków organicznych pod wpływem H2O2 (jest on redukowany do wody).
	Dihydrolaza argininy	Cecha diagnostyczna odróżniająca saprofityczne gatunki Pseudomonas od fitopatogennych.
		Spośród pięciu głównych grup rodziny Enterobacteriaceae tylko dwie - Escherichiae i Erwiniae - nie syntetyzują ureazy.

Tabela 1.2.5. Zastosowanie enzymów bakteryjnych w mikrobiologii przemysłowej.

	Enzymy	Podanie
	Amylaza, celulaza, proteaza, lipaza	W celu poprawy trawienia stosuje się gotowe preparaty enzymatyczne, które ułatwiają hydrolizę odpowiednio skrobi, celulozy, białka i lipidów.
	Inwertaza drożdżowa	W produkcji słodyczy, aby zapobiec krystalizacji sacharozy
	pektynaza	Służy do klarowania soków owocowych
	Kolagenaza Clostridium i streptokinaza streptokokowa	Hydrolizują białka, wspomagają gojenie ran i oparzeń
	Enzymy lityczne bakterii	Wydzielane do środowiska działają na ściany komórkowe drobnoustrojów chorobotwórczych i służą jako skuteczne narzędzie w walce z tymi ostatnimi, nawet jeśli mają wielokrotną oporność na antybiotyki
	Rybonukleazy, dezoksyrybonukleazy, polimerazy, ligazy DNA i inne enzymy modyfikujące kwasy nukleinowe w sposób ukierunkowany	Używany jako zestaw narzędzi w chemii bioorganicznej, inżynierii genetycznej i terapii genowej

Tabela 1.2.6. Klasyfikacja enzymów według lokalizacji.

	Lokalizacja
Endoenzymy	w cytoplazmie w błonie cytoplazmatycznej W przestrzeni peryplazmatycznej	Funkcjonują tylko wewnątrz komórki. Katalizują reakcje biosyntezy i metabolizmu energetycznego.
Egzoenzymy	Uwolniony do środowiska.	Są one uwalniane przez komórkę do środowiska i katalizują reakcje hydrolizy złożonych związków organicznych na prostsze, dostępne do asymilacji przez komórkę drobnoustroju. Należą do nich enzymy hydrolityczne, które odgrywają niezwykle ważną rolę w odżywianiu drobnoustrojów.

Tabela 1.2.7. Enzymy drobnoustrojów chorobotwórczych (enzymy agresji)

Enzymy
lecytowitellaza Lecytynaza	Rozbija błony komórkowe	Inokulacja badanego materiału na pożywkę JSA Wynik: mętny obszar wokół kolonii na LSA.
Hemolizyna	Niszczy czerwone krwinki	Inokulacja materiału testowego na pożywkę agarową z krwią. Wynik: cały obszar hemolizy wokół kolonii na agarze z krwią.
Kultury koagulazo-dodatnie	Powoduje krzepnięcie osocza krwi	Inokulacja badanego materiału na sterylne osocze krwi z cytrynianem. Wynik: krzepnięcie osocza
Kultury koagulazo-ujemne	Produkcja mannitolu	Wysiew na pożywce mannitol w warunkach beztlenowych. Wynik: Pojawienie się kolorowych kolonii (w kolorze wskaźnika)
Enzymy		Powstawanie niektórych enzymów w laboratorium
Hialuronidaza	Hydrolizuje kwas hialuronowy – główny składnik tkanki łącznej	Wysiew badanego materiału na pożywkę zawierającą kwas hialuronowy. Wynik: w probówkach zawierających hialuronidazę nie dochodzi do tworzenia skrzepów.
Neuraminidaza	Odszczepia kwas sialowy (neuraminowy) z różnych glikoprotein, glikolipidów, polisacharydów, zwiększając przepuszczalność różnych tkanek.	Detekcja: reakcja do oznaczania przeciwciał przeciwko neuraminidazie (RINA) i innym (metody immunodyfuzji, immunoenzymatyczne i radioimmunologiczne).

Tabela 1.2.8. Klasyfikacja enzymów według właściwości biochemicznych.

Enzymy		Wykrycie
sacharolityczny	Rozkład cukrów	Różnicowe środowiska diagnostyczne takie jak środowisko Hissa, środowisko Olkenitsky'ego, środowisko Endo, środowisko Levina, środowisko Płoskirewa.
Proteolityczny	Rozkład białek	Drobnoustroje zaszczepia się przez wstrzyknięcie do kolumny żelatyny i po 3-5 dniach inkubacji w temperaturze pokojowej stwierdza się charakter upłynnienia żelatyny. Aktywność proteolityczna jest również determinowana przez tworzenie produktów rozkładu białek: indol, siarkowodór, amoniak. W celu ich oznaczenia mikroorganizmy są zaszczepiane w bulionie mięsno-peptonowym.
Enzymy identyfikowane przez produkty końcowe	Tworzenie alkaliów Tworzenie kwasu Tworzenie siarkowodoru Powstawanie amoniaku itp.	Aby odróżnić niektóre rodzaje bakterii od innych na podstawie ich aktywności enzymatycznej, różnicowe środowiska diagnostyczne

Schemat 1.2.8. Skład enzymatyczny.

KOMPOZYCJA ENZYMOWA DOWOLNEGO MIKROORGANIZMU:

Określony przez jego genom

Jest stabilną funkcją

Szeroko stosowane do ich identyfikacji

Oznaczanie właściwości sacharolitycznych, proteolitycznych i innych.

Tabela 1.3. Pigmenty

	Pigmenty	Synteza przez mikroorganizm
	Rozpuszczalne w tłuszczach pigmenty karotenoidowe w kolorze czerwonym, pomarańczowym lub żółtym	Tworzą sarcyny, prątki gruźlicy, niektóre promieniowce. Te pigmenty chronią je przed promieniami UV.
	Pigmenty czarne lub brązowe – melaniny	Syntetyzowany przez bezwzględnie beztlenowce Bacteroides niger i inne Nierozpuszczalny w wodzie, a nawet w mocnych kwasach
	Jasnoczerwony pigment pirolu, prodigiosin	Utworzony przez niektóre seracje
	Rozpuszczalnym w wodzie pigmentem fenozynowym jest piocyjanina.	Wytwarzany przez bakterie Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa). W takim przypadku pożywka o pH obojętnym lub zasadowym zmienia kolor na niebieskozielony.

Tabela 1.4. Mikroorganizmy świecące i wytwarzające zapach

		Stan i charakterystyka
	Blask (luminescencja)	Bakterie powodują poświatę takich podłoży, jak rybie łuski, wyższe grzyby, próchniejące drzewa, produkty spożywcze, na których powierzchni rozmnażają się. Większość świecących bakterii to gatunki halofilne, które mogą się namnażać przy podwyższonych stężeniach soli. Żyją w morzach i oceanach, rzadko w słodkiej wodzie. Wszystkie świecące bakterie to tlenowce. Mechanizm jarzenia związany jest z uwalnianiem energii w procesie biologicznego utleniania podłoża.
	tworzenie aromatu	Niektóre mikroorganizmy wytwarzają lotne substancje zapachowe, takie jak estry octowo-etylowe i octowo-amylowe, które nadają smak winu, piwu, kwasowi mlekowemu i innym produktom spożywczym, w wyniku czego są wykorzystywane do ich produkcji.

Tabela 2.1.1 Metabolizm

	Definicja
Metabolizm	Procesy biochemiczne zachodzące w komórce łączy jedno słowo - metabolizm (gr. metabole - transformacja). Termin ten jest odpowiednikiem pojęcia „metabolizm i energia”. Metabolizm ma dwa aspekty: anabolizm i katabolizm.
	Anabolizm - zestaw reakcji biochemicznych, które przeprowadzają syntezę składników komórkowych, czyli tej strony metabolizmu, która nazywa się metabolizmem konstruktywnym.	Katabolizm to zespół reakcji, które dostarczają komórce energii niezbędnej w szczególności do konstruktywnych reakcji wymiany. Dlatego katabolizm definiuje się również jako metabolizm energetyczny komórki.
amfibolizm	Metabolizm pośredni, który przekształca fragmenty składników odżywczych o niskiej masie cząsteczkowej w szereg kwasów organicznych i estrów fosforowych, nazywa się

Schemat 2.1.1. Metabolizm

METABOLIZM -

połączenie dwóch przeciwstawnych, ale wzajemnie oddziałujących procesów: katabolizmu i anabolizmu

Anabolizm= asymilacja = metabolizm tworzyw sztucznych = metabolizm konstruktywny

Katabolizm= dyssymilacja = metabolizm energetyczny = rozpad = dostarczanie energii do komórki

Synteza (składniki komórkowe)

Enzymatyczne reakcje kataboliczne, które powodują uwolnienie energii, które nagromadziły się w cząsteczkach ATP.

Biosynteza monomerów:

aminokwasy nukleotydy monosacharydy kwasów tłuszczowych

Biosynteza polimerów:

białka kwasy nukleinowe polisacharydy lipidy

W wyniku enzymatycznych reakcji anabolicznych energia uwolniona w procesie katabolizmu jest zużywana na syntezę makrocząsteczek związków organicznych, z których następnie montowane są biopolimery – składniki komórki drobnoustroju.

Energia zużywana jest na syntezę składników komórki

Tabela 2.1.3. Metabolizm i transformacja energii komórkowej.

Metabolizm	Charakterystyka	Uwagi
	Metabolizm zapewnia dynamiczną równowagę tkwiącą w żywym organizmie jako systemie, w którym synteza i zniszczenie, reprodukcja i śmierć są wzajemnie równoważone.	Metabolizm to główna oznaka życia
wymiana plastiku Synteza białek, tłuszczów, węglowodanów.	Jest to zestaw reakcji syntezy biologicznej.	Z substancji wchodzących do komórki z zewnątrz powstają cząsteczki podobne do związków komórkowych, to znaczy następuje asymilacja.
wymiana energii	Proces jest przeciwieństwem syntezy. To jest zestaw reakcji rozszczepiania.	Gdy związki wielkocząsteczkowe są rozszczepiane, energia niezbędna do reakcji biosyntezy zostaje uwolniona, czyli następuje dyssymilacja. Podczas rozpadu glukozy energia uwalniana jest etapami przy udziale szeregu enzymów.

Tabela 2.1.2. Różnice w metabolizmie do identyfikacji.

Tabela 2.2 Anabolizm (metabolizm konstruktywny)

Schemat 2.2.2. Biosynteza aminokwasów u prokariontów.

Schemat 2.2.1. Biosynteza węglowodanów w mikroorganizmach.

Rysunek 2.2.3. Biosynteza lipidów

Tabela 2.2.4. Etapy metabolizmu energetycznego - Katabolizm.

Gradacja	Charakterystyka	Notatka
Przygotowawczy	Cząsteczki disacharydów i polisacharydów, białka rozkładają się na małe cząsteczki - glukoza, glicerol i kwasy tłuszczowe, aminokwasy. Duże cząsteczki kwasów nukleinowych na nukleotydy.	Na tym etapie uwalniana jest niewielka ilość energii, która jest rozpraszana w postaci ciepła.
Beztlenowa lub niepełna lub beztlenowa lub fermentacja lub dyssymilacja.	Substancje powstałe na tym etapie przy udziale enzymów ulegają dalszemu rozszczepieniu. Na przykład: glukoza rozkłada się na dwie cząsteczki kwasu mlekowego i dwie cząsteczki ATP.	ATP i H 3 PO 4 biorą udział w rozkładzie glukozy. Podczas beztlenowego rozkładu glukozy w postaci wiązania chemicznego 40% energii jest magazynowane w cząsteczce ATP, reszta jest rozpraszana w postaci ciepła. We wszystkich przypadkach rozpad jednej cząsteczki glukozy powoduje powstanie dwóch cząsteczek ATP.
Etap oddychania tlenowego lub rozszczepiania tlenu.	Kiedy tlen dostaje się do komórki, substancje powstałe w poprzednim etapie są utleniane (rozkładane) do produktów końcowych WSPÓŁ 2 orazH 2 O.	Całkowite równanie oddychania tlenowego:

Schemat 2.2.4. Fermentacja.

Metabolizm fermentacyjny - charakteryzuje się tworzeniem ATP poprzez fosforylację substratów.

Pierwszy (utlenianie) = rozszczepienie

Drugi (regeneracja)

Obejmuje konwersję glukozy do kwasu pirogronowego.

Obejmuje wykorzystanie wodoru do odzyskiwania kwasu pirogronowego.

Drogi powstawania kwasu pirogronowego z węglowodanów

Schemat 2.2.5. kwas pirogronowy.

Szlak glikolityczny (szlak Embden-Meyerhof-Parnassus)

Ścieżka Entner-Doudoroff

Szlak pentozofosforanowy

Tabela 2.2.5. Fermentacja.

Rodzaj fermentacji	Przedstawiciele	Produkt finalny	Uwagi
kwas mlekowy		Tworzyć kwas mlekowy z pirogronianu	W niektórych przypadkach (fermentacja homoenzymatyczna) powstaje tylko kwas mlekowy, w innych także produkty uboczne.
Kwas mrówkowy	Enterobacteriaceae	Jednym z produktów końcowych jest kwas mrówkowy. (wraz z nim - bok)	Niektóre rodzaje enterobakterii rozkładają kwas mrówkowy na H 2 i CO 2 /
Masłowy		Kwas masłowy i produkty uboczne	Niektóre gatunki Clostridia, wraz z kwasami masłowymi i innymi, tworzą butanol, aceton itp. (wtedy nazywa się to fermentacją acetonowo-butylową).
kwas propionowy	Propionobakteria	Tworzyć kwas propionowy z pirogronianu	Wiele bakterii podczas fermentacji węglowodanów wraz z innymi produktami wytwarza alkohol etylowy. Nie jest to jednak główny produkt.

Tabela 2.3.1. System syntezy białek, wymiana jonowa.

	Nazwa elementu	Charakterystyka
	Podjednostki rybosomalne 30S i 50S	W przypadku rybosomów bakteryjnych podjednostka 70S zawiera 50S rRNA (około 3000 nukleotydów długości), a podjednostka 30S zawiera 16S rRNA (około 1500 nukleotydów długości); duża podjednostka rybosomalna, oprócz „długiego” rRNA, zawiera również jeden lub dwa „krótkie” rRNA (5S rRNA bakteryjnych podjednostek rybosomalnych 50S lub 5S i 5,8S rRNA eukariotycznych dużych podjednostek rybosomalnych). (szczegóły patrz rys. 2.3.1.)
	Komunikator RNA (mRNA)
	Kompletny zestaw dwudziestu aminoacylo-tRNA, które do utworzenia wymagają odpowiednich aminokwasów, syntetaz aminoacylo-tRNA, tRNA i ATP	Jest to aminokwas naładowany energią i związany z tRNA, gotowy do dostarczenia do rybosomu i włączenia do zsyntetyzowanego na nim polipeptydu.
	Transferowy RNA (tRNA)	Kwas rybonukleinowy, którego funkcją jest transport aminokwasów do miejsca syntezy białek.
	Czynniki inicjacji białka	(u prokariontów - IF-1, IF-2, IF-3) Otrzymali swoją nazwę, ponieważ biorą udział w organizacji kompleksu aktywnego (708-kompleks) podjednostek 30S i 50S, mRNA i inicjatora aminoacylo-tRNA ( u prokariontów - formylometionyl -tRNA), który "rozpoczyna" (inicjuje) pracę rybosomów - translację mRNA.
	Czynniki wydłużania białka	(u prokariontów - EF-Tu, EF-Ts, EF-G) Uczestniczy w wydłużaniu (wydłużaniu) syntetyzowanego łańcucha polipeptydowego (peptydyl). Terminacja białka lub czynniki uwalniania (ang. - release factor - RF) zapewniają specyficzne dla kodonów oddzielenie polipeptydu od rybosomu i zakończenie syntezy białka.
	Nazwa elementu	Charakterystyka
	Czynniki terminacji białka	(dla prokariontów - RF-1, RF-2, RF-3)
	Niektóre inne czynniki białkowe (asocjacje, dysocjacje podjednostek, uwolnienia itp.).	Czynniki translacji białek niezbędne do funkcjonowania systemu
	Trifosforan guanozyny (GTP)	Do realizacji tłumaczenia niezbędny jest udział GTP. Potrzeba systemu syntezy białek dla GTP jest bardzo specyficzna: nie można go zastąpić żadnym innym trifosforanem. Komórka zużywa więcej energii na biosyntezę białka niż na syntezę jakiegokolwiek innego biopolimeru. Utworzenie każdego nowego wiązania peptydowego wymaga rozszczepienia czterech wiązań wysokoenergetycznych (ATP i GTP): dwóch do obciążenia cząsteczki tRNA aminokwasem i dwóch kolejnych podczas wydłużania – jednego podczas wiązania aa-tRNA, a drugiego podczas translokacji .
	Kationy nieorganiczne w określonym stężeniu.	Aby utrzymać pH systemu w granicach fizjologicznych. Jony amonowe są wykorzystywane przez niektóre bakterie do syntezy aminokwasów, jony potasu do wiązania tRNA z rybosomami. Jony żelaza, magnezu działają jako kofaktor w wielu procesach enzymatycznych

Rysunek 2.3.1. Schematyczne przedstawienie struktur rybosomów prokariotycznych i eukariotycznych.

Tabela 2.3.2. Cechy wymiany jonowej w bakteriach.

Osobliwość	Cechuje:
wysokie ciśnienie osmotyczne	Dzięki znacznemu wewnątrzkomórkowemu stężeniu jonów potasu w bakteriach utrzymuje się wysokie ciśnienie osmotyczne.
spożycie żelaza	W przypadku wielu patogennych i warunkowo patogennych bakterii (Escherichia, Shigella itp.) spożycie żelaza w organizmie żywiciela jest trudne ze względu na jego nierozpuszczalność przy obojętnych i lekko zasadowych wartościach pH.	Syderofory - specjalne substancje, które wiążąc żelazo sprawiają, że jest ono rozpuszczalne i przenośne.
Asymilacja	Bakterie aktywnie asymilują z pożywki aniony SO2/ i P034+ w celu syntezy związków zawierających te pierwiastki (aminokwasy zawierające siarkę, fosfolipidy itp.).
	Do wzrostu i rozmnażania bakterii potrzebne są związki mineralne - jony NH4 +, K +, Mg2 + itp. (więcej szczegółów w tabeli 2.3.1.)

Tabela 2.3.3. Wymiana jonów

	Nazwa związków mineralnych	Funkcjonować
	NH 4 + (jony amonowe)	Używany przez niektóre bakterie do syntezy aminokwasów
	K+ (jony potasu)	Służy do wiązania tRNA z rybosomami Utrzymuj wysokie ciśnienie osmotyczne
	Fe 2+ (jony żelaza)	Działają jako kofaktory w wielu procesach enzymatycznych Są częścią cytochromów i innych hemoprotein
	Mg 2+ (jony magnezu)
	SO 4 2 - (anion siarczanowy)	Niezbędne do syntezy związków zawierających te pierwiastki (aminokwasy zawierające siarkę, fosfolipidy itp.)
	PO 4 3- (anion fosforanowy)

Schemat 2.4.1. metabolizm energetyczny.

Aby dokonać syntezy, bakterie potrzebują...

Składniki odżywcze

Tabela 2.4.1. Metabolizm energetyczny (utlenianie biologiczne).

Proces

Niezbędny:

Synteza składników strukturalnych komórki drobnoustrojów i utrzymanie procesów życiowych

Wystarczająca ilość energii.

Potrzebę tę zaspokaja biologiczne utlenianie, w wyniku którego dochodzi do syntezy cząsteczek ATP.

Energia (ATP)

Bakterie żelazne otrzymują energię uwalnianą podczas bezpośredniego utleniania żelaza (Fe2+ do Fe3+), które służy do wiązania CO2, bakterie metabolizujące siarkę dostarczają sobie energii dzięki utlenianiu związków zawierających siarkę. Jednak zdecydowana większość prokariontów pozyskuje energię poprzez odwodornienie.

Energia jest również odbierana w procesie oddychania (szczegółowa tabela znajduje się w odpowiedniej sekcji).

Schemat 2.4. Utlenianie biologiczne u prokariontów.

Rozkład polimerów na monomery

Węglowodany

gliceryna i kwasy tłuszczowe

aminokwasy

monosacharydy

Dekolt w warunkach beztlenowych

Tworzenie półproduktów

Utlenianie w warunkach tlenowych do produktów końcowych

Tabela 2.4.2. metabolizm energetyczny.

	pojęcie	Charakterystyka
	Esencja metabolizmu energii	Dostarczanie energii komórkom niezbędnej do manifestacji życia.
		Cząsteczka ATP jest syntetyzowana w wyniku przeniesienia elektronu od jego pierwotnego donora do końcowego akceptora.
		Oddychanie to biologiczne utlenianie (rozszczepianie). W zależności od tego, jaki jest ostateczny akceptor elektronów, istnieją oddech: Aerobowy - podczas oddychania tlenowego tlen cząsteczkowy O 2 służy jako ostateczny akceptor elektronów. Jako końcowy akceptor elektronów służą związki beztlenowe - nieorganiczne: NO 3 -, SO 3 -, SO 4 2-
	Mobilizacja energii	Energia jest mobilizowana w reakcjach utleniania i redukcji.
	Utlenianie reakcji	Zdolność substancji do oddawania elektronów (utlenienia)
	Reakcja odzyskiwania	Zdolność substancji do przyjmowania elektronów.
	Potencjał redoks	Zdolność substancji do oddawania (utleniania) lub przyjmowania (odzyskiwania) elektronów. (wyrażenie ilościowe)

Schemat 2.5. Synteza.

węglowodany

Tabela 2.5.1. Synteza

Biosynteza	Czego	Uwagi
biosynteza węglowodanów	Autotrofy syntetyzują glukozę z CO2. Heterotrofy syntetyzują glukozę ze związków zawierających węgiel.	Cykl Calvina (Patrz diagram 2.2.1.)
Biosynteza aminokwasów	Większość prokariontów jest w stanie syntetyzować wszystkie aminokwasy z: pirogronian α-ketoglutoran fumorat	Źródłem energii jest ATP. Pirogronian powstaje w cyklu glikolitycznym. Mikroorganizmy auksotroficzne – spożywają gotowe w organizmie gospodarza.
Biosynteza lipidów	Lipidy są syntetyzowane z prostszych związków - produktów metabolizmu białek i węglowodanów.	Ważną rolę odgrywają białka przenoszące acetyl. Mikroorganizmy auksotroficzne – spożywaj gotowe w organizmie gospodarza lub z pożywek.

Tabela 2.5.2. Główne etapy biosyntezy białek.

Gradacja

Charakterystyka

Uwagi

Transkrypcja

Proces syntezy RNA na genach.

Jest to proces przepisywania informacji z DNA - gen na mRNA - gen.

Odbywa się to za pomocą polimerazy RNA zależnej od DNA.

Przekazywanie informacji o strukturze białka do rybosomów odbywa się za pomocą mRNA.

Transmisja (transmisja)

Proces biosyntezy białek.

Proces rozszyfrowania kodu genetycznego w mRNA i jego implementacja w postaci łańcucha polipeptydowego.

Ponieważ każdy kodon zawiera trzy nukleotydy, ten sam tekst genetyczny można odczytać na trzy różne sposoby (począwszy od pierwszego, drugiego i trzeciego nukleotydu), to znaczy w trzech różnych ramkach odczytu.

Uwaga do tabeli: Podstawową strukturą każdego białka jest sekwencja zawartych w nim aminokwasów.

Schemat 2.5.2. Łańcuchy przenoszenia elektronów z pierwotnego donora wodoru (elektronów) do jego ostatecznego akceptora O 2 .

materia organiczna

(pierwotny donor elektronów)

Flawoproteina (- 0,20)

Chinon (-0,07)

Cytochrom (+0,01)

Cytochrom C(+0.22)

Cytochrom A(+0,34)

ostateczny akceptant

Tabela 3.1. Klasyfikacja organizmów według rodzajów żywienia.

Pierwiastek organogenny	Rodzaje żywności	Charakterystyka
węgiel (C)	Autotrofy	Sami syntetyzują wszystkie składniki komórki zawierające węgiel z CO 2.
	Heterotrofy	Nie mogą zaspokoić swoich potrzeb kosztem CO 2 , używają gotowych związków organicznych.
	Saprofity	Źródło pożywienia - martwe podłoża organiczne.
		Źródłem pożywienia są żywe tkanki zwierząt i roślin.
	Prototrofy	Zaspokajaj ich potrzeby azotem atmosferycznym i mineralnym
	Auksotrofy	Potrzebują gotowych organicznych związków azotowych.
Wodór (H)	Głównym źródłem jest H 2 O
Tlen (O)	Głównym źródłem jest H 2 O

Tabela 3.1.2. Transformacja energetyczna

Tabela 3.1.3. Sposoby na karmę węglową

Źródło energii	Donor elektronów	Sposób podawania węgla
Energia słoneczna	związki nieorganiczne	Fotolitoheterotrofy
Energia słoneczna	związki organiczne	Fotoorganoheterotrofy
Reakcje redoks	związki nieorganiczne	Chemolitoheterotrofy
Reakcje redoks	związki organiczne	Chemoorganoheterotrofy

Tabela 3.2. Mechanizmy zasilania:

Mechanizm	Warunki	gradient stężenia	Koszty energii	Specyfika podłoża
bierna dyfuzja	Stężenie składników odżywczych w środowisku przewyższa stężenie w komórce.	Wzdłuż gradientu stężenia
Ułatwiona dyfuzja	W grę wchodzą białka permeazy.	Wzdłuż gradientu stężenia
transport aktywny	W grę wchodzą białka permeazy.
Translokacja grup chemicznych	W procesie transferu zachodzi chemiczna modyfikacja składników pokarmowych.	Przeciw gradientowi stężeń

Tabela 3.3. transport składników odżywczych z komórki bakteryjnej.

	Nazwać	Charakterystyka
	Reakcja fosfotransferazy	Występuje, gdy przeniesiona cząsteczka jest fosforylowana.
	Wydzielina translacyjna	W tym przypadku syntetyzowane cząsteczki muszą mieć określoną wiodącą sekwencję aminokwasów, aby przyłączyć się do błony i utworzyć kanał, przez który cząsteczki białka mogą uciec do środowiska. W ten sposób toksyny tężcowe, błonica i inne cząsteczki opuszczają komórki odpowiednich bakterii.
	Pączkowanie błony	Cząsteczki utworzone w komórce są otoczone pęcherzykiem błonowym, który jest wpleciony w środowisko.

Tabela 4. Wysokość.

	pojęcie	Definicja pojęcia.
		Nieodwracalny wzrost ilości żywej materii, najczęściej w wyniku podziału komórek. Jeśli w organizmach wielokomórkowych zwykle obserwuje się wzrost wielkości ciała, to w organizmach wielokomórkowych liczba komórek wzrasta. Ale nawet u bakterii należy rozróżnić wzrost liczby komórek i wzrost masy komórkowej.
	Czynniki wpływające na wzrost bakterii in vitro.	Media kulturowe: Mycobacterium leprae nie są zdolne do in vitro Temperatura (wzrost w zakresie): Bakterie mezofilne (20-40 o C) Bakterie termofilne (50-60 o C) Psychrofilne (0-10 o C)
	Ocena wzrostu bakterii	Kwantyfikacja wzrostu jest zwykle przeprowadzana w pożywce płynnej, gdzie rosnące bakterie tworzą jednorodną zawiesinę. Wzrost liczby komórek określa się określając stężenie bakterii w 1 ml lub wzrost masy komórek określa się w jednostkach masy na jednostkę objętości.

czynniki wzrostowe

Aminokwasy

witaminy

Zasady azotowe

Tabela 4.1. czynniki wzrostowe

	czynniki wzrostowe	Charakterystyka	Funkcjonować
Aminokwasy			Wiele drobnoustrojów, zwłaszcza bakterii, potrzebuje pewnych aminokwasów (jednego lub więcej), ponieważ nie są w stanie samodzielnie ich syntetyzować. Takie mikroorganizmy są nazywane auksotroficznymi dla tych aminokwasów lub innych związków, których nie są w stanie zsyntetyzować.
Zasady purynowe i ich pochodne		Nukleotydy:	Są czynnikami wzrostu bakterii. Niektóre typy mykoplazm wymagają nukleotydów. Wymagany do budowy kwasów nukleinowych.
Zasady pirymidynowe i ich pochodne		Nukleotydy
czynniki wzrostowe		Charakterystyka	Funkcjonować
		Lipidy neutralne	Są częścią lipidów błonowych
		Fosfolipidy	Są częścią lipidów błonowych
		Kwas tłuszczowy	Są składnikami fosfolipidów
		Glikolipidy	Mykoplazmy stanowią część błony cytoplazmatycznej
			Mykoplazmy stanowią część błony cytoplazmatycznej
witaminy (głównie grupa B)		Tiamina (B1)	gronkowiec złocisty, pneumokok, brucella
		Kwas nikotynowy (B3)	Wszystkie rodzaje bakterii w kształcie pręcików
		Kwas foliowy (B9)	Bifidobakterie i kwas propionowy
		Kwas pantotenowy (B5)	Niektóre rodzaje paciorkowców, pałeczki tężca
		Biotyna (B7)	Bakterie wiążące drożdże i azot Rhizobium
		Hemy są składnikami cytochromów	Bakterie Hemophilus, Mycobacterium tuberculosis

Tabela 5. Oddychanie.

	Nazwać	Charakterystyka
		Utlenianie biologiczne (reakcje enzymatyczne)
	Baza	Oddychanie opiera się na reakcjach redoks, które towarzyszą tworzeniu się ATP - uniwersalnego akumulatora energii chemicznej.
	Procesy	Podczas oddychania zachodzą następujące procesy: Utlenianie to oddanie wodoru lub elektronów przez donatorów. Odzyskiwanie polega na dodaniu wodoru lub elektronów do akceptora.
	Oddychanie aerobowe	Ostatecznym akceptorem wodoru lub elektronów jest tlen cząsteczkowy.
	Oddychanie beztlenowe	Akceptorem wodoru lub elektronów jest związek nieorganiczny - NO 3 -, SO 4 2-, SO 3 2-.
	Fermentacja	Akceptorem wodoru lub elektronów są związki organiczne.

Tabela 5.1. Klasyfikacja według rodzaju oddychania.

bakteria	Charakterystyka	Uwagi
Surowe beztlenowce	Wymiana energii odbywa się bez udziału wolnego tlenu. Synteza ATP podczas konsumpcji glukozy w warunkach beztlenowych (glikoliza) zachodzi na skutek fosforylacji substratu. Tlen dla beztlenowców nie służy jako ostateczny akceptor elektronów. Co więcej, tlen cząsteczkowy ma na nie toksyczny wpływ.	ścisłe beztlenowce nie mają katalazy enzymatycznej, dlatego gromadzenie się w obecności tlenu działa na nie bakteriobójczo; Beztlenowcom surowym brakuje systemu regulacji potencjału redoks (potencjału redoks).
Surowe aeroby	Potrafi otrzymywać energię tylko poprzez oddychanie i dlatego koniecznie potrzebuje tlenu cząsteczkowego. Organizmy, które pozyskują energię i tworzą ATP za pomocą jedynie oksydacyjnej fosforylacji substratu, gdzie tylko tlen cząsteczkowy może działać jako środek utleniający. Wzrost większości bakterii tlenowych zatrzymuje się przy stężeniu tlenu 40-50% lub wyższym.	Ścisłe tlenowce obejmują na przykład przedstawicieli rodzaju Pseudomonas
bakteria	Charakterystyka	Uwagi
Beztlenowce fakultatywne	Rośnie w obecności lub braku tlenu cząsteczkowego Organizmy tlenowe zawierają najczęściej trzy cytochromy, fakultatywne beztlenowce - jeden lub dwa, bezwzględne beztlenowce nie zawierają cytochromów.	Beztlenowce fakultatywne obejmują enterobakterie i wiele drożdży, które mogą przejść z oddychania w obecności 0 2 do fermentacji przy braku 0 2 .
mikroaerofile	Mikroorganizm, który w przeciwieństwie do beztlenowców do swojego wzrostu wymaga obecności tlenu w atmosferze lub pożywce, ale w niższych stężeniach w porównaniu do zawartości tlenu w zwykłym powietrzu lub w normalnych tkankach organizmu żywiciela (w przeciwieństwie do tlenowców, które wymagają normalnego tlen do wzrostu) zawartość tlenu w atmosferze lub pożywce). Wiele mikroaerofilów jest również kapnofilami, co oznacza, że wymagają zwiększonego stężenia dwutlenku węgla.	W laboratorium takie organizmy są łatwo hodowane w „słoiku ze świecą”. „Słoik na świecę” to pojemnik, do którego wkłada się płonącą świecę, zanim zostanie zamknięty hermetycznym wieczkiem. Płomień świecy będzie się palił, dopóki nie zostanie zgaszony z powodu braku tlenu, co spowoduje powstanie atmosfery nasyconej dwutlenkiem węgla i zredukowanej zawartości tlenu w słoiku.

Tabela 6. Charakterystyka rozrodu.

Schemat 6. Zależność czasu trwania generacji od różnych czynników.

Czas trwania generacji

Rodzaj bakterii

populacja

Temperatura

Skład pożywki

Tabela 6.1. fazy rozmnażania się bakterii.

	Faza	Charakterystyka
	Początkowa faza stacjonarna	Trwa 1-2 godziny. W tej fazie liczba komórek bakteryjnych nie wzrasta.
	Faza opóźnienia (faza opóźnienia reprodukcji)	Charakteryzuje się początkiem intensywnego wzrostu komórek, ale tempo ich podziału pozostaje niskie.
	Faza logarytmiczna (logarytmiczna)	Różni się maksymalnym tempem reprodukcji komórek i wykładniczym wzrostem liczby populacji bakterii
	Faza ujemnego przyspieszenia	Charakteryzuje się mniejszą aktywnością komórek bakteryjnych i wydłużeniem okresu generacji. Dzieje się tak w wyniku wyczerpania pożywki, akumulacji w niej produktów przemiany materii i niedoboru tlenu.
	Faza stacjonarna	Charakteryzuje się równowagą między liczbą martwych, nowo powstałych i uśpionych komórek.
	Faza zagłady	Występuje ze stałą szybkością i jest zastępowany fazami UP-VSH spadku szybkości śmierci komórek.

Schemat 7. Wymagania dotyczące pożywek.

Wymagania

Lepkość

Wilgotność

Sterylność

Odżywianie

Przezroczystość

izotoniczność

Tabela 7. Reprodukcja bakterii na pożywkach.

Pożywka	Charakterystyka
Gęste podłoża hodowlane	Na gęstych pożywkach bakterie tworzą kolonie - skupiska komórek.
	S- rodzaj(gładkie - gładkie i lśniące) Okrągłe, o gładkiej krawędzi, gładkie, wypukłe.	R- rodzaj(szorstki - szorstki, nierówny) Nieregularny kształt z postrzępionymi krawędziami, chropowaty, wcięty.
Płynne podłoża hodowlane	Wzrost dolny (osad) Wzrost powierzchni (film) Rozproszony wzrost (jednolite zmętnienie)

Tabela 7.1. Klasyfikacja pożywek.

Klasyfikacja	Rodzaje	Przykłady
Kompozycja		MPA - agar mięsno-peptonowy MPB - bulion mięsno-peptonowy PV - woda peptonowa
Kompozycja		agar z krwią JSA - agar żółtkowo-solny Syk mediów
Po wcześniejszym umówieniu	Główny
	obieralny	agar alkaliczny Alkaliczna woda peptonowa
	Dyferencjał - diagnostyka	Płoskirewa
	Specjalny	Wilson-Blair Kitta-Tarozzi Bulion tioglikolowy Mleko według Tukajewa
Przez spójność		agar z krwią agar alkaliczny

	półpłynny	Agar półpłynny
Pochodzenie	naturalny
	Pół syntetyczny
	Syntetyczny	Simmonson

Tabela 7.2. Zasady izolacji czystej hodowli komórkowej.

Zasada mechaniczna

zasada biologiczna

1. Rozcieńczenia frakcyjne wg L. Pasteura

2. Rozcieńczenia płytek R. Koch

3. Uprawy powierzchniowe Drigalsky

4. Pociągnięcia powierzchni

Wziąć pod uwagę:

a - rodzaj oddychania (metoda Fortnera);

b - mobilność (metoda Szukevicha);

c - kwasoodporność;

d - tworzenie zarodników;

e - temperatura optymalna;

e - selektywna wrażliwość zwierząt laboratoryjnych na bakterie

Tabela 7.2.1. Etapy izolacji czystej hodowli komórkowej.

	Scena	Charakterystyka
	1 etap badań	Weź materiał patologiczny. Jest badany - wygląd, konsystencja, kolor, zapach i inne znaki, rozmaz jest przygotowywany, malowany i badany pod mikroskopem.
	Badania etapu 2	Na powierzchni gęstej pożywki mikroorganizmy tworzą ciągły, gęsty wzrost lub izolowane kolonie. Kolonia- są to nagromadzenia bakterii widoczne gołym okiem na powierzchni lub w grubości pożywki. Z reguły każda kolonia powstaje z potomków jednej komórki drobnoustrojów (klonów), więc ich skład jest dość jednorodny. Cechy rozwoju bakterii na pożywkach są przejawem ich właściwości kulturowych.
	3 etap badań	Badany jest charakter wzrostu czystej kultury mikroorganizmów i przeprowadzana jest jej identyfikacja.

Tabela 7.3. Identyfikacja bakterii.

	Nazwać	Charakterystyka
	Identyfikacja biochemiczna	Określenie rodzaju patogenu na podstawie jego właściwości biochemicznych
	Identyfikacja serologiczna	W celu ustalenia gatunku bakterii często bada się ich strukturę antygenową, to znaczy identyfikuje się je na podstawie właściwości antygenowych.
	Identyfikacja według właściwości biologicznych	Czasami identyfikacja bakterii odbywa się poprzez zarażanie zwierząt laboratoryjnych czystą kulturą i obserwację zmian, jakie wywołują w organizmie patogeny.
	Identyfikacja kulturowa	Definicje rodzaju patogenów według ich cech kulturowych
	Identyfikacja morfologiczna	Określenie rodzaju bakterii na podstawie ich cech morfologicznych

Który z procesów nie jest związany z fizjologią bakterii?

reprodukcja

Jakie substancje stanowią 40-80% suchej masy komórki bakteryjnej?

Węglowodany

Kwasy nukleinowe

Jakie klasy enzymów są syntetyzowane przez mikroorganizmy?

oksydoreduktazy

Wszystkie klasy

Transferazy

Enzymy, których stężenie w komórce gwałtownie wzrasta w odpowiedzi na pojawienie się w środowisku substratu induktora?

słyszalne

konstytucyjny

Powstrzymane

Kompleksy multienzymatyczne

Enzym patogeniczny wydzielany przez Staphylococcus aureus?

Neuraminidaza

Hialuronidaza

Lecytynaza

fibrynolizyna

Jaka jest funkcja enzymów proteolitycznych?

Rozkład białek

Rozkład tłuszczu

Rozkład węglowodanów

Tworzenie alkaliów

Fermentacja enterobakterii?

kwas mlekowy

Kwas mrówkowy

kwas propionowy

Masłowy

Jakie związki mineralne są używane do wiązania tRNA z rybosomami?

Utlenianie biologiczne to...?

reprodukcja
śmierć komórki

Które substancje same syntetyzują wszystkie składniki komórki zawierające węgiel z CO 2 .

Prototrofy

Heterotrofy

Autotrofy

Saprofity

Pożywki różnią się:

Kompozycja

Przez spójność

Po wcześniejszym umówieniu

Dla wszystkich powyższych

Faza reprodukcji, która charakteryzuje się równowagą między liczbą martwych, nowo powstałych i uśpionych komórek?

Faza ujemnego przyspieszenia
Faza stacjonarna

Czas generowania zależy od?

wiek

Populacje

Wszystkie powyższe

W celu ustalenia przynależności gatunkowej bakterii często bada się ich strukturę antygenową, to znaczy identyfikuje się, która z nich?

biologiczny

Morfologiczny

serologiczny

Biochemiczne

Metoda wysiewu powierzchniowego Drygalskiego określana jest jako...?

Mechaniczne zasady izolacji czystej kultury

Biologiczne zasady izolowania czystej kultury

Bibliografia

1. Borisov L. B. Mikrobiologia medyczna, wirusologia, immunologia: podręcznik do miodu. uniwersytety. - M .: LLC „Agencja informacji medycznej”, 2005.

2. Pozdeev O. K. Mikrobiologia medyczna: podręcznik do miodu. uniwersytety. – M.: GEOTAR-MED, 2005.

3. Korotyaev A. I., Babichev S. A. Mikrobiologia medyczna, immunologia i wirusologia / podręcznik do miodu. uniwersytety. - Petersburg: SpecLit, 2000.

4. Vorobyov A. A., Bykov A. S., Pashkov E. P., Rybakova A. M. Mikrobiologia: podręcznik. – M.: Medycyna, 2003.

5. Mikrobiologia medyczna, wirusologia i immunologia: podręcznik / wyd. V. V. Zvereva, M. N. Boychenko. – M.: GEOTar-Media, 2014.

6. Przewodnik po ćwiczeniach praktycznych z mikrobiologii medycznej, wirusologii i immunologii / wyd. V. V. Tets. – M.: Medycyna, 2002.

Wprowadzenie 6

Skład bakterii pod względem ich fizjologii. 7

Metabolizm 14

Odżywianie (transport składników odżywczych) 25

Oddech 31

Reprodukcja 34

Społeczności drobnoustrojów 37

DODATKI 49

Referencje 105

Właściwości biochemiczne głównie typowy dla rodzaju Salmonella. Charakterystyczne cechy to: brak tworzenia się gazów podczas fermentacji S. Typhi, niezdolność S. Paratyphi A do wytwarzania siarkowodoru i dekarboksylacji lizyny.

Epidemiologia.Dur brzuszny i paratyfus to antroponozy, tj. powodują tylko choroby u ludzi. Źródłem infekcji jest chory lub bakterionośny, który uwalnia patogen do środowiska zewnętrznego z kałem, moczem, śliną. Czynniki sprawcze tych infekcji, podobnie jak inne salmonella, są stabilne w środowisku zewnętrznym, utrzymują się w glebie i wodzie. S. Typhi może stać się nieuprawialny. Produkty spożywcze (mleko, śmietana, twarożek, mięso mielone, galaretka) są korzystnym środowiskiem do ich rozmnażania. Przenoszenie patogenu odbywa się drogą wodną, która obecnie odgrywa znaczącą rolę, a także drogami pokarmowymi i kontaktowymi w gospodarstwie domowym. Dawka zakaźna wynosi około 1000 komórek. Naturalna podatność ludzi na te infekcje jest wysoka.

Patogeneza i obraz kliniczny. W jelicie cienkim czynniki wywołujące dur brzuszny i paratyfus atakują błonę śluzową podczas

białka efektorowe TTSS-1, stanowiące główne ognisko infekcji w kępkach Peyera. Należy zauważyć, że ciśnienie osmotyczne w błonie podśluzowej jest niższe niż w świetle jelita. Przyczynia się to do intensywnej syntezy antygenu Vi, który zwiększa aktywność przeciwfagocytarną patogenu i hamuje uwalnianie mediatorów tkankowych prozapalnych przez komórki błony podśluzowej. Konsekwencją tego jest brak rozwoju biegunki zapalnej w początkowych stadiach zakażenia oraz intensywne namnażanie się drobnoustrojów w makrofagach, prowadzące do zapalenia kępek Peyera i rozwoju zapalenia węzłów chłonnych, skutkujące naruszeniem funkcji barierowej węzły chłonne krezki i przenikanie Salmonelli do krwi, co prowadzi do rozwoju bakteriemii. Zbiega się to z końcem okresu inkubacji, który trwa 10-14 dni. Podczas bakteriemii, która towarzyszy całemu okresowi gorączki, czynniki wywołujące tyfus i paratyfus przenoszone są po całym ciele z przepływem krwi, osadzając się w elementach siateczkowo-śródbłonkowych narządów miąższowych: wątrobie, śledzionie, płucach, a także w szpiku kostnym, gdzie mnożą się w makrofagach. Z komórek Kupffera wątroby Salmonella przez drogi żółciowe, do których dyfundują, wchodzi do pęcherzyka żółciowego, gdzie również się rozmnażają. Salmonella gromadząca się w woreczku żółciowym powoduje stan zapalny i ponowne zakażenie jelita cienkiego z przepływem żółci. Ponowne wprowadzenie Salmonelli do kępek Peyera prowadzi do rozwoju u nich hiperergicznego stanu zapalnego zgodnie ze zjawiskiem Arthus, ich martwicy i owrzodzenia, co może prowadzić do krwawienia jelitowego i perforacji ściany jelita. Zdolność patogenów duru brzusznego i paratyfusu do przetrwania i namnażania się w komórkach fagocytarnych z czynnościową niewydolnością tych ostatnich prowadzi do powstania bakterionośnika. Salmonella może również długo pozostawać w woreczku żółciowym, przez długi czas wydalana z kałem i zanieczyszczać środowisko. Pod koniec 2 tygodnia choroby patogen zaczyna być wydalany z organizmu wraz z moczem, potem i mlekiem matki. Biegunka zaczyna się pod koniec 2 lub na początku 3 tygodnia choroby, od tego czasu patogeny wysiewa się z kału.