Типы питания микроорганизмов

ПРЕДМЕТ, ИСТОРИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МИКРОБИОЛОГИИ. СИСТЕМАТИКА МИКРОБОВ. СИСТЕМАТИКА ГРИБОВ.

Предмет и характеристика

На Земле 10⁴⁵ микроорганизмов. Микробы - одноклеточные, невидимые невооруженным глазом организмы. Большинство микроорганизмов безвредны – сапрофиты (от греч. Sapros – гнилой, phytos – растение). Они осуществляют круговорот азота, таким образом поддерживают плодородие в почве. Большая популяций – полезные микробы, они осуществляют круговорот углевода и всех элементов системы Менделеева, тем самым поддерживая плодородие почв. 25% составляют патогенные (болезнетворные) микроорганизмы, они являются возбудителями инфекционных заболеваний, также могут вызывать заболевания неинфекционные (пневмония, бронхит, цистит, эндометрит). Известны условно патогенные микроорганизмы – это сапрофиты, способные вызывать заболевания у ослабленных животных и молодняка.

Современная микробиология разделена на следующие дисциплины:

ü Общая микробиология – изучает морфологию, структуру микробов, физиологические особенности, роль в природе.

ü Медицинская микробиология – изучает возбудителей болезней человека, разрабатывает лабораторные методы диагностики, специфического лечения и профилактики инфекционных болезней.

ü Ветеринарная микробиология – изучает возбудителей болезней животных, разрабатывает лабораторные методы диагностики, специфического лечения и профилактики инфекционных болезней.

ü Сельскохозяйственная микробиология – изучает роль микроорганизмов в почвообразовании, разработке землеудобрительных препаратов, корректирует методы агротехники

ü Техническая микробиология изучает полезных микроорганизмов-продуцентов спиртов, органических кислот, белков, кисломолочных продуктов, пива, вин, хлеба. Современным разделом технической микробиологии является биотехнология – использование микроорганизмов, биосинтетические особенности которых позволяют получить новые продукты.

Вклад открытий микробиологии имеет огромное значение для развития цивилизации. Открытия в области медицинской и ветеринарной микробиологии освободили человечество и животных от свирепых заболеваний. Микробиологи разработали методы стерилизации, что позволило развиваться другим наукам (хирургии, терапии). Было доказано, что раневые осложнения вызывают микробы. Открытия с/х микробиологии позволили разработать агротехнические приемы, а открытия в технической микробиологии расширили ассортимент пищевых продуктов, органических кислот, спиртов.

История микробиологии

Авиценна первым предположил, что заразные болезни вызывают «невидимые существа».

Антони Ван Левенгук в 1674 г. Увидел микроскопические вещества с помощью микроскопа собственного изобретения.

Микробиология как наука стала развиваться после открытия в 1857 г. Луи Пастером спиртового брожения, он доказал, что это микробиологический процесс. Он разработал методы работы с микроорганизмами. Автор первых вакцин (препаратов для профилактики инфекционных болезней), вакцина против холеры кур (пастереллез) – первая в мире. В 1883 г. Луи Пастер был удостоен нобелевской премии за открытие антирабической вакцины (против бешенства), которую стал применять к людям, укушенным бешенными животными.

Роберт Кох разработал методы микробиологических исследований, впервые выделил возбудителя сибирской язвы (1876 г.), туберкулеза (1882 г.), холеры человека (1883 г.), изобрел туберкулин как метод лабораторной диагностики туберкулеза. Лауреат Нобелевской премии.

В 1908 г. За открытие фагоцитоза Нобелевская премия была вручена И. И. Мечникову, первооткрывателю иммунологии.

В России и за границей был известен М. А. Безредка, Л. А. Тарасевич. Первый учебник был написан профессором Санкт-Петербургского ветеринарного института Михиным.

 

ПИТАНИЕ БАКТЕРИЙ

Механизм питания

Клетка поглощает лишь те вещества, для которых существует транспортная система в виде пермеаз, белков, имеющих функции ферментов.

Проникновение питательных веществ и других происходит четырьмя способами:

· Простойдиффузией - медленно за счет разности потенциалов клеточной стенки проникают все вещества, присутствующие в субстрате, в том числе ядовитые для бактериальной клетки

· Облегченнойдиффузией при участии пермеаз. Скорость зависит от концентрации

· Активнымтранспортом при участии пермеаз и затратами энергии протонного потенциала.

· Транслокацией с участием ферментов, энергии и преобразованием питательных веществ. Так дисахариды, полисахариды проникают в клетку в виде моносахаров. Таким образом сахара проникают в фосфорилированной форме. Это обусловлено крупной молекулярностью ди- и полисахаридов.

Выделение у бактерий изучено слабо, но известно, что происходит оно с участием транспортной системы и неконтролируемой диффузии.

Химический состав бактериальной клетки.

Больше всего в клетке воды - 75-85%, в спорах 50%. Сухоговещества - 15-25%, 80% сух вещества составляют белки - протеины и протеиды, а больше всего нуклеопротеидов.

Углеводы - 12-28% сух вещества в виде полисахаридов (ПС) и липополисахаридов (ЛПС).

Липиды -3,8-40% (у возбудителей туберкулеза, дифтерии). Представлены ЛПС, входят в состав клеточной стенки, мембран, обусловливают устойчивость клетки к механическим повреждениям.

Минеральныевещества - 2-14%. Макроэлементы - натрий+, калий+, хлор-, кальций++, магний++, фосфор, железо. Микроэлементы - цинк, медь, кобальт, барий, марганец и др.

Типы питания микроорганизмов.

Для существования микробов им необходимы источники жизнедеятельности.

· Источникэнергии. По типу источника энергии микробы подразделяют на:

Фототрофы, способны усваивать энергию солнечного света. Такая способность обусловлена наличием у бактерий и водорослей бактериального хлорофила (БХЛ) (открытие микробиологов МГУ).

Многие виды микробов в качестве источника энергии могут использовать только органические или неорганические вещества. Их обозначают к хемотрофам.

· Вторым источником существования являются донорыэлектронов или окисляемыйсубстрат. По типу подразделяют:

Литотрофы - донор неорганическое соединение.

Органотрофы - донор электронов органические вещества.

· Третий источник существования - источникуглерода. Автотрофные микробы могут использовать в качестве источника углерода СО2, но подавляющее большинство используют углерод из сложных органических соединений - белков, пептонов, аминокислот. Их называют гетеротрофы.

Принимая во внимание источники существования различают 8 типов питания бактерий:

· Фотолитоавтотрофы

· Фотоорганоавтотрофы

· Хемолитоавтотрофы

· Хемоорганоавтотрофы

· Фотолитогетеротрофы

· Фотоорганогетеротрофы

· Хемолитогетеротрофы

· Хемоорганогетеротрофы

Самые распространенные два типа питания: у полезных - фотолитоавтотрофное питание, у возбудителей и сапрофитов - хемоорганогетеротрофное питание.

Хемоорганогетеротрофное питание по источнику азота подразделяют на:

· Метатрофное, когда потребности в азоте удовлетворяются за счет аммиака и аммонийных солей мертвых белков. Микробы, имеющее метатрофное питание, называют сапрофитами.

· Возбудители инфекционных болезней используют белки, аминокислоты живых организмов чтобы извлечь азот. Такое питание называют паратрофное, а микробов, имеющее такое питание - паразитами. К ним относят возбудителей.

У микроорганизмов есть способность в зависимости от условий существования менять тип питания. Известно, что многие возбудители в окружающей среде ведут сапрофитный образ жизни.