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 7 025

Иванов О. В.

Иркутск 2012 г.

• 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.

Велика роль в жизни микробной клетки нуклеиновых кислот. Известны две нуклеиновые кислоты: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК). ДНК обычно находится в ядре клетки, РНК в цитоплазме. Различают три типа РНК: рибосомную, информационную и транспортную. У вирусов обнаружена только одна нуклеиновая кислота: ДНК или РНК. Из других протеидов следует отметить хромопротеиды, участвующие в процессе дыхания, и ферменты, роль которых неизмеримо велика как катализаторов биологических процессов.

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 °C 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

Возбудитель столбняка (Clostridium tetani). Столбняк — раневая неконтагиозная инфекция, известная со времен Гиппократа. Возбудитель болезни открыт в 1884 г. А. Николайером, чистая культура получена в 1889 г. С. Китасато. Клиника болезни — тонические и клонические судороги, уплотнение мышц (жевательных, туловища), искривление шеи, хвоста — следствие поражения нервной системы, образуемого микробом экзотоксином. Заражение животных и человека происходит при травмах и ранениях. Возбудитель в раны попадает из почвы, где и развивается. Токсин столбняка — один из сильных микробных ядов.

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 °C 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 °C 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.

3. Воробьев А. А., Быков А. С, Пашков Е. П. и др. Микробиология. — М: Медицина, 1994. — 287 с.

4. Воробьева Л. И. Промышленная микробиология. — М.: Изд-во МГУ. 1989. — 294 с.

5. Блинов Н. П. Химическая микробиология. — М.: Высшая школа, 1989. — 448 с.

6. Емельяненко П. А., Дунаев Г. В., КудлайД.Г. и др. Ветеринарная микробиология. — М.: Колос, 1982. — 304 с.

7. Мишустин Е. Н., Емцев В. Т. — Микробиология. Изд.3-е, перераб. и доп. — М.: Колос, 1987. — 368 с.

8. Петров Р. В. Иммунология. — М.: Медицина, 1987. — 414 с.

9. Ройт А. Основы иммунологии / Пер. с англ. — М.: Мир, 1991. — 327 с.

10. 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.

11. Шлегель Г. Общая микробиология / Пер. с нем. — М.: Мир, 1987. — 567 с.