Химический состав микробов. Формы инфекции
Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ
Иркутская государственная сельскохозяйственная академия
Контрольная работа
по микробиологии
Выполнил: студент 5 курса
заочного отделения
факультет охотоведение
специальность биология
учебный шифр 07025
Иванов О. В.
Иркутск 2012 г.
Содержание
Вопрос 1. Химический состав микробов
Вопрос 2. Пути внедрения в организм, распространения в нем и выделения из него микробов. Формы инфекции
Вопрос 3. Возбудитель столбняка
Список исползуемой литературы
Вопрос 1. Химический состав микробов
Вода составляет основную массу микробной клетки - в капсульных бактериях ее больше, в бациллах меньше. В Aerobacter aceti воды содержится 98,3 %, в кишечной палочке - 73,3, в спорах - до 50%. Количество воды в микробных клетках в среднем колеблется от 75 до 85 %/В спорах - уплотнении цитоплазмы микробной клетки - вода находится в связанном состоянии, у вегетативных форм - в свободном. Связывание воды обусловливается более высоким содержанием в спорах кальция и магния. В такой среде белки не коагулируют, что повышает их устойчивость к высоким температурам. Больше воды содержат молодые формы и меньше - зрелые. Связанная вода входит в состав молекул белков, углеводов, жиров и других соединений. Свободная вода служит средой, в которой происходит движение ионов и электрических зарядов. С участием воды осуществляются биохимические и физиологические процессы в клетке. Уменьшение ее ведет к замедлению жизнедеятельности (анабиоз), высушивание - даже к гибели вегетативных форм. Следовательно, вода - один из главных компонентов, с которым связана жизнедеятельность микробной клетки.
Сухого вещества в микробах в среднем 15-25 %, в нем содержатся органогены, входящие в состав органических веществ, и зольные элементы. Органические вещества представлены белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами, липидами. В их состав входят: углерод (45-55 %), кислород (30-40 %), азот (8-10 %), водород (6-8 %), содержание которых достигает 90-97 сухого вещества.
Белки среди органических веществ занимают первое место: в теле патогенных микробов их количество составляет более половины сухого вещества, у других достигает 80 %. Содержание белков зависит от вида микроба и состава питательной среды. Такие вещества, как антигены, токсины, ферменты, представляют собой белки, что указывает на большое значение их в жизни микробной клетки. Различают простые белки, или протеины, и сложные, или протеиды. Протеиды при гидролизе дают аминокислоты. По данным А.М. Кузина, в белках патогенных микробов содержится девять аминокислот: лизин, аргинин, гистидин, пролин, триптофан, тирозин, валин, фенилаланин и лейцин. В состав других микробов входит до 15-20 аминокислот. Протеиды - комплексы простых белков (протеинов) с небелковыми группами. При соединении протеинов с нуклеиновой кислотой образуются нуклеопротеиды, с полисахаридами - гликопротеиды, с жироподобными веществами - липопротеиды. Нуклеопротеиды составляют основную массу микробного белка, принимают активное участие в размножении клетки, передаче наследственных признаков.
Углеводы в микробной клетке представлены полисахаридами. В цитоплазме углеводы могут встречаться в виде зерен крахмала и гликогена. Они служат главным образом энергетическим материалом, их содержание в микробной клетке от 12 до 28 %. Углеводами богаты капсульные микробы: азотобактер, лейконосток, возбудитель сибирской язвы и др. В каждом из микроорганизмов имеется определенный полисахарид, что дает возможность дифференцировать их. Образующаяся на поверхности патогенных микробов капсула, состоящая из углеводов, обусловливает их вирулентность и выполняет защитную функцию.
Количество липидов может колебаться от 3,8 до 40 % (дифтерийная бактерия содержит 3,8 %, туберкулезная - 40 %). Липиды поддерживают определенную структуру цитоплазмы, входят в состав цитоплазматических мембран. В микробной клетке липиды распределены неравномерно, их больше содержится в поверхностных слоях и оболочке клетки. Липиды и липоиды повышают устойчивость микробов к кислотам и другим веществам. Несмотря на отсутствие спор и капсул, возбудители туберкулеза и рожи свиней могут сохраняться длительное время в неблагоприятных условиях среды.
Минеральные вещества разнообразны как по составу, так и по количеству. Они представляют золу после сжигания вегетативных форм микробов и составляют от 2 до 14 % сухого вещества клеток. В большем количестве встречаются фосфор, калий, натрий, сера, кальций, магний, железо, хлор, а также микроэлементы (цинк, медь, кобальт, барий, марганец и др.). По данным Куррана, Брун-стетера, Майерса (1943), в золе микробов содержится (в %): фосфора 9,6-55,23, натрия 11,6-33,79, калия 7,7-25,59, кальция 7,16-12,6, магния 0,12-9,81, серы 0,54-4,2, железа 0,1, хлора 1,25. Микроэлементы обнаруживаются в золе в очень малых количествах, они входят в состав ферментов, витаминов и других компонентов микробной клетки.
Вопрос 2. Пути внедрения в организм, распространения в нем и выделения из него микробов. Формы инфекции
Возникновение инфекции и ее развитие во многом зависят от реактивности макроорганизма и условий внешней среды. Проникновение возбудителя в организм не всегда приводит к развитию инфекции. Микробы проникают в организм определенными путями, которые называют входными воротами инфекции. Заразное начало чаще попадает в организм через пищеварительный тракт (с кормом и водой) и органы дыхания. Воротами инфекции могут быть также поврежденная кожа, слизистые глаз, мочеполовые пути.
В организме микробы встречают множество естественных преград: неповрежденные ткани, цидные вещества, выделяемые организмом (лизоцим и др.). Часть из них на пути следования погибает; остаются лишь наиболее приспособленные к новым условиям среды. При такой инфекции, как бешенство, возбудитель (вирус) перемещается к месту локализации по нервной ткани (неврогенный путь); если такую же ткань перерезать, заболевания не произойдет.
С пораженной ткани процесс может распространяться на однородную здоровую ткань. Такое явление чаще наблюдается при поражении органов дыхания. Достигнув определенного органа, микробы начинают размножаться: выделяют токсины, образуют капсулы, подавляют защитные силы организма. Органотропность наиболее ярко выражена у возбудителя туберкулеза, местом локализации которого чаще бывает легочная ткань. Для некоторых вирусных инфекций (ящур, оспа) таким местом является эпителиальная ткань. Но это не значит, что возбудитель не попадает в другие ткани. Все органы единого организма связаны между собой, поэтому нарушение функции одного из них ведет к изменению физиологического равновесия всего организма.
В инфекционном процессе ведущая роль принадлежит макро организму. Ко многим инфекциям животные имеют естественный (конституциональный) иммунитет. Например, крупный рогатый скот не болеет сапом лошадей, которые, в свою очередь, нечувствительны к чуме свиней, и т.д. В возникновении инфекции не менее важное значение имеют возраст животного, уровень кормления, зоогигиенические и другие факторы.
Возраст. Реактивность молодых животных низка: они малочувствительны к раздражителям, в их организме недостаточно антител. Телята-сосуны до 3-месячного возраста не болеют бруцеллезом, эмфизематозным карбункулом. Поросята до 2-3-месячного возраста редко заболевают рожей. Но имеются и такие инфекции, которые встречаются главным образом у молодняка животных. Так, телята и молодняк некоторых других видов животных сразу же после рождения могут заболевать эшерихиозом (колибактериозом).
Кормление. Большое значение в борьбе организма с инфекцией имеет кормление, которое должно быть не только достаточным, но и доброкачественным (полноценным). Недостаток протеина, витаминов, макро - и микроэлементов отрицательно сказывается на сопротивляемости организма. При этом нарушается обмен веществ, уменьшается количество иммуноглобулинов (антител). Если в рационе недостает витамина А, то в организме нарушаются окислительные процессы, понижается защитная функция кожных и слизистых покровов. При недостатке витаминов группы В наблюдают подавление фагоцитарной активности лейкоцитов, распространение микробов по организму и т.д. Авитаминоз С ведет к повреждению слизистых оболочек и тем самым открывает путь возбудителям болезней. Высокая продуктивность животных иногда понижает резистентность организма, в связи с чем они бывают склонны к заболеванию туберкулезом и другими инфекциями.
Зоогигиенические условия. Повышенная влажность, содержание в воздухе взвешенных частиц корма, образование ядовитых продуктов распада белка (аммиак) и других веществ, плохая вентиляция - все это понижает сопротивляемость организма, открывает "ворота" для возбудителей болезней и способствует поражению органов дыхания, пищеварения, кожи. Чем больше скученность животных, тем вероятнее контакт между ними, а следовательно, выше процент случаев кожных и других заболеваний.
Влияние физических факторов. Резкое изменение температуры, переохлаждение или перегревание организма также понижают его резистентность и создают благоприятные условия для развития патогенных микроорганизмов. Значение температуры в возникновении инфекции можно продемонстрировать на таком примере. Куры обычно не болеют сибирской язвой, так как температура их тела 42°С неблагоприятна для развития возбудителя. Но если организм курицы охладить путем погружения ее конечностей в холодную воду (по Л. Пастеру) и в это же время ввести возбудителя болезни (сибирской язвы), то птица заболеет. Данный пример показывает, что в возникновении и развитии инфекции большую роль играет влияние физических факторов на организм животного.
Формы инфекции. Та инфекция, при которой микробы размножаются в крови, а следовательно, проникают во все органы и ткани, называется септицемией. Она протекает быстро и обычно заканчивается смертью. Форма инфекции, при которой кровь служит только для переноса микробов, а размножение их происходит в других тканях, называется бактериемией. Если микробы, размножаясь в поврежденной ткани, образуют токсины, которые затем попадают в кровоток, то такая форма инфекции называется токсемией.
Взаимоотношения между микро - и макроорганизмом. Между микро - и макроорганизмом в инфекционном процессе существуют сложные взаимоотношения, что является результатом их приспособления. Они обусловлены количеством и вирулентностью микробных клеток, резистентностью макроорганизма, которая, в свою очередь, зависит от многих других факторов. Для развития инфекционного процесса и проявления симптомов болезни необходимы определенное количество микробных клеток и благоприятная среда. Многие животные являются носителями патогенных микробов без проявления признаков болезни. В невосприимчивом организме микробы не находят себе оптимальных условий и большинство из них погибает. Скорость развития инфекционного процесса связана с местом внедрения возбудителя: чем он ближе к участку обычной локализации, тем быстрее возникает болезнь. Так, при туберкулезе инфекционный процесс быстро развивается, если возбудитель попадает в легкие, при бешенстве - в нервную ткань, ближе к головному или спинному мозгу.
Динамика инфекционного процесса. Инфекция начинается после проникновения возбудителя в макроорганизм. Она представляет собой динамичный процесс. В нем различают несколько периодов (инкубационный, продромальный, клинический, реконвалесценции, или выздоровления), границы между которыми не всегда можно установить.
Период от внедрения микроба до появления клинических признаков называют инкубационным. В это время происходят адаптация микроорганизма к новой среде, выделение им продуктов жизнедеятельности, подавление защитных сил и нарушение физиологических процессов в макроорганизме. Он протекает без видимых клинических признаков и может длиться от нескольких часов до нескольких месяцев. Так, при сибирской язве инкубационный период не превышает 14 дней, но чаще бывает более коротким (1 - 3 дня), при ящуре признаки болезни могут появиться в течение первых суток или через 11 дней, при бешенстве скрытый период более продолжительный - от нескольких недель до нескольких месяцев, а иногда до года.
Длительность инкубационного периода зависит от количества возбудителя, его вирулентности, места внедрения и защитных сил макроорганизма. Знание инкубационного периода имеет практическое значение в борьбе за жизнь макроорганизма, в профилактике заболеваний здоровых животных, поскольку при многих инфекциях заразное начало выделяется в окружающую среду. По продолжительности инкубационного периода определяют срок карантина.
Типичные признаки болезни появляются не сразу, им предшествуют общие симптомы: незначительное повышение температуры, слабое угнетение, отказ от корма. Это период предвестников, или продромальный. Продолжительность этого периода невелика и целиком зависит от макроорганизма. При упадке сил и понижении резистентности организма животного появляются видимые признаки. Они характерны для определенной болезни, что позволяет поставить предварительный, а иногда и окончательный диагноз. Клинический период длится от нескольких часов до нескольких лет.
По течению болезни различают острые и хронические формы. При острых формах болезни клиника бывает яркой и непродолжительной, при хронических - инфекционный процесс имеет длительное течение и не всегда заканчивается смертью. При этом в организме происходят глубокие изменения, а возбудитель с секретами выделяется во внешнюю среду и может быть причиной заболевания других животных.
Вопрос 3. Возбудитель столбняка
Морфология. Возбудитель столбняка - тонкая подвижная (перитрих) палочка длиной 4-8 мкм и шириной 0,4-0,6 мкм. Образует округлые споры, которые располагаются на конце клетки, придавая ей форму барабанной палочки. Ранее такие бациллы называли плектридиями.
Культивирование. Бациллы столбняка - строгие анаэробы. На среде Китта-Тароцци возбудитель растет медленно, образует газ с неприятным запахом. После оседания микробных клеток на дно пробирки среда просветляется. На агаре столбиком или желатине растет по уколу елочкой, причем верхушка не достигает поверхности среды. Оптимальная температура роста 35-37°С.
Устойчивость. Вегетативные формы возбудителя столбняка погибают при температуре 60-70°С в течение 30 мин. Споры выдерживают нагревание до 80°С в течение 6 ч, в кипяченой воде сохраняются до 40-50 мин, в высушенном состоянии - до 11 лет. При действии раствора сулемы (1: 100) или 5% -ного раствора фенола споры погибают лишь через 10-12 ч.
Микробиологический диагноз. Его обычно не проводят, так как клиника болезни очень характерна. При необходимости из места ранения готовят мазки, делают посев на среду Китта-Тароцци, а также заражают белую мышь. Симптомы столбняка у белой мыши развиваются на 2-3-й день.
Активная иммунизация против столбняка. Иммунитет у животных и человека против столбняка (его токсина) создается путем введения анатоксина. Его готовят из нативного столбнячного токсина, в который добавляют 0,3-0,5 % формалина, алюмокалиевые квасцы, фенол и выдерживают при 37°С в течение 2 - 3 нед.
Квасцовый (депонированный) анатоксин создает иммунитет продолжительностью от 3 до 6 лет. Его вводят подкожно крупным животным в дозе 1 мл, молодняку и мелким животным - 0,5 мл. Противостолбнячную сыворотку применяют в неотложных случаях. Действие ее наступает быстро и бывает эффективным.
микроб инфекция столбняк возбудитель
Список исползуемой литературы
1.Леонов Н.Р. Практикум по микробиологии. - Изд.2-е, перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1988, - 155 с.
2.Вершигора А.Е. Общая иммунология. - Киев: Высшая школа, 1990. - 735 с.
.Воробьев А.А., Быков А. С, Пашков Е.П. и др. Микробиология. - М: Медицина, 1994. - 287 с.
.Воробьева Л.И. Промышленная микробиология. - М.: Изд-во МГУ. 1989. - 294 с.
.Блинов Н.П. Химическая микробиология. - М.: Высшая школа, 1989. - 448 с.
.Емельяненко П.А., Дунаев Г.В., КудлайД.Г. и др. Ветеринарная микробиология. - М.: Колос, 1982. - 304 с.
.Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. - Микробиология. Изд.3-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1987. - 368 с.
.Петров Р.В. Иммунология. - М.: Медицина, 1987. - 414 с.
.Ройт А. Основы иммунологии / Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 327 с.
.Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. Мир микробов/Пер. с англ. - М.: Мир. Т.1. - 3, 1979. - Т.1 - 320 с; Т.2. - 334 с; Т.3. - 386 с.
.Шлегель Г. Общая микробиология / Пер. с нем. - М.: Мир, 1987. - 567 с.