Положение микроорганизмов в системе живого мира

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

Институт ветеринарной медицины

Контрольная работа по микробиологии

г.Барнаул 2012



Содержание

1. Особенности культивирования анаэробных микроорганизмов

2. Санитарная оценка почвы по микробиологическим показателям

3. Определение понятия «Инфекция-инфекционный процесс»

4. Аллергия. Понятие об аллергии и её сущность.

5. Возбудитель мастита

Список литературы



1. Особенности культивирования анаэробных микроорганизмов

анаэробный микроорганизм санитарный аллергия

Положение микроорганизмов в системе живого мира

Начиная с Аристотеля (384--322 до н. э.), которому принадлежит первая попытка систематизировать накопленные к тому времени сведения об организмах, биологи делили живой мир на два царства -- растений и животных. А. ван Левенгук, открывший мир микроскопических живых существ, был убежден в том, что они являются "маленькими живыми зверушками". С этого времени и до XIX в. все открываемые микроорганизмы рассматривали как мельчайшие существа животной природы.

Во второй половине XIX в. немецкий биолог Э. Геккель (1834--1919) приходит к заключению, что микроорганизмы настолько существенно отличаются как от царства животных, так и от царства растений, что не укладываются ни в одно из этих подразделений. Э. Геккель предложил выделить все микроорганизмы, у которых отсутствует дифференцировка на органы и ткани (простейшие, водоросли, грибы, бактерии), в отдельное царство Protista (протисты, первосущества), включив в него организмы, во многих отношениях занимающие промежуточное положение между растениями и животными. Термин "protista" и сейчас применим для обозначения объектов, исследуемых микробиологами.

По-гречески protos -- самый простой.

Дальнейшее изучение геккелевских "первосуществ" выявило неоднородность этой группы. Тогда же стало ясно, что понятие "микроорганизм" не имеет таксономического смысла. Оно объединяет организмы по признаку их малых (как правило, видимых только с помощью соответствующих приборов) размеров и связанных с этим специфических методов изучения.

Данные о различии в строении клеток микроорганизмов, входящих в группу Protista, начали накапливаться с конца XIX в, Это повлекло за собой деление группы на высшие и низшие протисты. К высшим протистам стали относить микроскопических животных (простейших), микроскопические водоросли (кроме сине-зеленых) и микроскопические грибы (плесени, дрожжи), к низшим -- все бактерии и сине-зеленые водоросли (последние чаще называют теперь цианобактериями). Деление на высшие и низшие протисты происходило в соответствии с двумя выявленными типами клеточной организации -- эукариотной и прокариотной. Высшие протисты имеют эукариотное строение клеток, т. е. являются эукариотами, низшие -- прокариотное.

Отношение к молекулярному кислороду

Кислород широко распространен в природе, находясь как в связанном, так и свободном состоянии. В первом случае он входит в состав молекул воды, органических и неорганических соединений. Во втором -- присутствует в современной атмосфере в виде молекулярного кислорода (O2), объемная доля которого составляет 21%. Кислород является обязательным химическим компонентом любой клетки. Подавляющее большинство организмов удовлетворяет свои потребности в этом элементе, используя обе формы кислорода. При выращивании, Pseudomonas в присутствии O2 и H2O источником приблизительно 10% кислорода, входящего в состав клеточного материала, служил газообразный кислород, 50-60% клеточного кислорода происходило из воды. Остальной кислород в клетку поставляли органические и неорганические компоненты питательной среды (глюкоза, фосфаты, нитраты, сульфаты и др.).



Среди прокариот существуют значительные различия в отношении к молекулярному кислороду. По этому признаку они могут быть разделены на несколько групп. Прокариоты, для роста которых O2 необходим, называют облигатными (обязательными) аэробами. К ним относится большинство прокариотных организмов. Среди облигатных аэробов обнаружены существенные различия в отношении к уровню молекулярного кислорода в среде. Некоторые представители этой группы не способны к росту при концентрации O2, равной атмосферной, но могут расти, если содержание O2 в окружающей среде будет значительно ниже (порядка 2%). Такие облигатно аэробные прокариоты получили название микроаэрофилов.

Потребность прокариот в низкой концентрации O2 в окружающей среде связана с их метаболическими особенностями. Многие аэробные азотфиксирующие бактерии могут расти в среде с молекулярным азотом только при концентрации O2 ниже 2%, т. е. как микроаэрофилы, а в присутствии связанного азота, например аммонийного, -- на воздухе. Это объясняется ингибирующим действием молекулярного кислорода на активность нитрогеназы -- ферментного комплекса, ответственного за фиксацию Na. Аналогичная картина обнаружена у многих водородокисляющих бактерий. На среде с органическими соединениями в качестве источника энергии они хорошо растут при атмосферном содержании O2. Если источником энергии является окисление молекулярного водорода, эти же бактерии для роста требуют низкой концентрации O2. Последнее связывают с инактивацией молекулярным кислородом гидрогеназы -- фермента, катализирующего использование H2.

Наконец, среди облигатных аэробов существуют значительные различия в устойчивости к высоким уровням O2 в среде. 100%-ный молекулярный кислород подавляет рост всех облигатных аэробов. Многие аэробные бактерии могут формировать колонии на поверхности твердой питательной среды в атмосфере, содержащей 40% O2, но рост их прекращается, когда содержание СO2 в атмосфере повышается до 50%.

Хотя облигатно анаэробные бактерии в целом очень чувствительны к O2, они могут в природе находиться в аэробных зонах. Широкое распространение представителей рода Clostridium в местах с высоким парциальным давлением O2 объясняется наличием у них эндоспор, не чувствительных к молекулярному кислороду. Однако и многие не образующие спор строго анаэробные прокариоты обнаружены в природе в местах, где наблюдается активное развитие облигатных аэробов. Вероятно, совместное развитие с облигатными аэробами, активно потребляющими молекулярный кислород, приводящее к образованию зон с низкой концентрацией O2, создает возможности и. для развития строго анаэробных видов.

Описаны прокариотные организмы, которые могут расти как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Изучение этого явления показало, что природа его различна. Бактерии, не нуждающиеся в O2 (последний не участвует в осуществляемых ими метаболических реакциях), но способные расти в его присутствии, являются по типу осуществляемого ими метаболизма облигатными анаэробами, устойчивыми к O2 внешней среды. Примером таких организмов служат молочнокислые бактерии. Многие прокариоты, относящиеся к этой же группе, приспособились в зависимости от наличия или отсутствия O2 в среде переключаться с одного метаболического пути на другой, например с дыхания на брожение и наоборот. Такие организмы получили название факультативных анаэробов, или факультативных аэробов. Представителями этой физиологической группы прокариот являются энтеробактерии. В аэробных условиях они получают энергию в процессе дыхания. В анаэробных условиях источником энергии для них служат процессы брожения или анаэробного дыхания.

Среди факультативных анаэробов в условиях осуществления ими метаболизма аэробного типа также могут быть микроаэрофилы.

Потребность в O2 у аэробов определяется его участием в энергетических и конструктивных процессах. В первом случае O2 служит обязательным конечным акцептором электронов, во втором -- участвует в реакциях (или единственной реакции) на пути многоступенчатого преобразования клеточных метаболитов или экзогенных субстратов. У облигатных аэробов большая часть O2 используется в качестве конечного акцептора электронов в реакциях, катализируемых цитохромоксидазами. Меньшая часть включается в молекулы с помощью ферментов, получивших общее название оксигеназ.

Питание микроорганизмов

Для роста и размножения бактерии нуждаются в питательных веществах: им необходимы источники углерода, азота, витамины и минералы, и другие соединения сложного и простого состава. Большинство бактерий, имеющих медицинское значение, являются гетерохемоорганотрофами, которые питаются по законам осмоса. Среди бактерий встречаются как легко культивируемые, так и требовательные к питательным веществам микроорганизмы (прихотливые), которым необходимы дополнительные факторы роста.

Организмы, получающие энергию с помощью фотосинтеза или путём окисления неорганических соединений, способны в большинстве своём использовать СО2 в качестве главного источника углерода. Эти С-автотрофные организмы восстанавливают СО2. Все остальные организмы получают клеточный углерод главным образом из органических веществ. Последние, как правило, служат источниками как энергии, так и углерода; частично они ассимилируются для построения клеток, частично окисляются для получения энергии.

Помимо элементов минерального питания и источников углерода и энергии многие организмы нуждаются ещё в некоторых дополнительных веществах, называемые факторами роста. Эти вещества входят в основной состав клетки, но некоторые организмы не способны их синтезировать сами. Это аминокислоты, пурины, пиримидины и витамины. Аминокислоты, пурины, пиримидины - составные части белков и нуклеиновых кислот и клетка нуждается в достаточных количествах этих соединений. Витамины входят в состав коферментов или простетических групп, участвуя в каталитических функциях.

Большинство микроорганизмов способны поглощать серу и азот в виде сульфата и нитрата, которые они могут восстанавливать. Обычный источник азота для микроорганизмов - соли аммония. Некоторые прокариоты способны восстанавливать молекулярный азот; другие в качестве источника азота нуждаются в аминокислотах, в которых азот содержится уже в связанном виде. Не все микроорганизмы могут восстанавливать сульфат; некоторым в качестве источника серы нужен сероводород или цистеин.

Питательные среды для культивирования микроорганизмов

Питательной средой в микробиологии называют среды, содержащие различные соединения сложного или простого состава, которые применяются для размножения бактерий или других микроорганизмов в лабораторных или промышленных условиях.

Любая питательная среда должна отвечать следующим требованиям:

- содержать все необходимые для размножения определённых микроорганизмов вещества в легкоусвояемой форме

- иметь оптимальную влажность;

- влажность и рН

- быть изотоничной и по возможности прозрачной.

Для выделения чистых культур патогенных бактерий применяют оптимальные для их роста питательные среды с фиксированным рН. Большинство бактерий способно расти на различных питательных средах; исключение составляют хламидии и риккетсии, не растущие in vitro вне клеточных культур. Используемая среда должна содержать вещества, утилизируемые бактериями для различных биосинтетических процессов

Универсальные источники азота и углерода -- белковые гидролизаты (содержат полный набор аминокислот), пептиды и пептоны. Универсальные источники витаминов и микроэлементов экстракты белков животного или растительного происхождения и белковые гидролизаты.

рН среды. В некоторых случаях жизнедеятельность бактерий сопровождается сдвигом рН в кислую или щелочную сторону, что требует внесения в среды различных буферных систем (обычно применяют фосфатный буфер). Сбалансированные среды отличают высокая буферность и стабильный оптимум рН. Важно так же создание оптимальной концентрации О2 и СО2.

Классификация сред

Среды классифицируют по консистенции, составу, происхождению, назначению и загрязнённости материала.

По консистенции питательные среды разделяют на плотные (твёрдые)их готовят путём добавления к жидкой среде 1,5-2% агара, полужидкие-0,3-0,7%агара и жидкие.

По составу выделяют белковые, безбелковые и минеральные среды.

По происхождению среды разделяют на искусственные и естественные (природные).

Искусственные среды разделяют на животные [например, мясопептонный агар (МПА) или мясопептонный бульон (МПБ)] и растительные (например, настои сена и соломы, отвары злаков, дрожжей или фруктов, пивное сусло и др.).

Естественные среды могут содержать компоненты животного (например, кровь, сыворотка, жёлчь) или растительного (например, кусочки овощей и фруктов) происхождения.

По назначению выделяют консервирующие среды (для первичного посева и транспортировки), среды обогащения (для накопления определённой группы бактерий), среды для культивирования (универсальные простые, сложные специальные и для токсинообразования), среды для выделения и накопления (консервирующие, обогащения и элективные) и среды для идентификации (дифференциальные и элективно-дифференциальные).

По загрязнённости материала. Если материал слабо загрязнён посторонней микрофлорой, то для выделения чистых культур применяют простые (по составу) среды. При обильной контаминации сапрофитами используют специальные или элективные (для отдельных видов), селективные (только для отдельных бактерий), дифференциально-диагностические (для облегчения идентификации) среды.

Характеристика сред

Консервирующие среды предупреждают отмирание патогенов и подавляют рост сапрофитов. Наибольшее применение нашли глицериновая смесь (среда Тига), гипертонический раствор, глицериновый консервант с LiCl2, раствор цитрата натрия и дезоксихолата натрия (среда Бенгсанга-Эллиота).

Среды обогащения (например, среда Китта-Тароцци, селенитовый бульон, тиогликоливая среда) применяют для накопления определённой группы бактерий за счёт создания условий, оптимальных для одних видов и неблагоприятных для других. Наиболее часто в качестве подобных агентов используют различные красители и химические вещества -- соли жёлчных кислот, тетратионат Na+, теллурит К+, антибиотики, фуксин, генциановый фиолетовый, бриллиантовый зелёный и др.

Элективные и селективные среды (например, среды Уйлсона-Блэра, Эндо, Плоскирева, Мак-Конки) предназначены для первичного посева материала или для пересева с консервирующих сред или сред обогащения с целью получения чистой культуры. Среды готовят с учётом биохимических и энергетических потребностей микроорганизмов. Соответственно, выделяют кровяные и сывороточные среды (например, Лёффлера, Бордё-Жангу), яичные среды (например, Лёвенштайна-Йенсена) и др

Дифференциально-диагностические среды (например, среды Гисса, Кларка) применяют для изучения и идентификации отдельных типов, видов и групп бактерий. В качестве основы применяют различные органические и неорганические соединения, гидролизаты казеина, пептонную воду, бульон Хоттингера-Мартена, дополненные углеводами, спиртами, мочевиной и другими веществами; при их расщеплении происходит сдвиг рН в кислую (углеводы, спирты, липиды) или щелочную (белки) сторону. Соответственно, выделяют среды с углеводами и спиртами, среды с мочевиной, среды для определения индолообразования, среды для определения протеолитической активности и комбинированные (политропные) среды. В такие среды также часто вносят различные индикаторы (например, бромтимоловый синий, индикатор Андраде, бромкрезоловый пурпурный и крезоловый красный), помогающие визуально определить изменение рН, характерное для различных микроорганизмов. В частности, сдвиг в кислую сторону вызывает покраснение среды с реактивом Андраде или пожелтение при использовании среды с бромтимоловым синим, тогда как при защелачивании реактив Андраде и индикатор бром-тимоловый синий не меняют цвет среды. Все дифференциально-диагностические среды разделяют на четыре основные группы.

Среды, содержащие белки, дающие характерные изменения под действием бактериальных ферментов (кровь, желатина, молоко и др.), применяют для определения гемолитических или протеолитических свойств. Наиболее распространены мясопептонная желатина (МПЖ), свернувшаяся лошадиная сыворотка, молоко и кровяной агар (КА).

Среды, содержащие углеводы или многоатомные спирты. Ферментативное расщепление субстратов приводит к сдвигу рН и изменению окраски среды, а иногда и образованию газа. Наиболее распространены цветные среды с различными углеводами (например, с бром-тимоловым синим, индикатором ВР), лакмусовое молоко (среда Минкевича) и среды Гисса. Из углеводов наиболее часто используют моносахариды (ксилозу, арабинозу, глюкозу, фруктозу, маннозу, галактозу), дисахариды (лактозу, мальтозу, сахарозу), полисахариды

(крахмал, гликоген,инулин, декстрин), спирты (дульцит, маннит, сорбит, глицерин) и гликозиды (адонит, инозит, салицин, амигдалин).

Среды для определения редуцирующей способности. В эту группу входят среды с красками, обесцвечивающимися при восстановлении (например, метиленовый голубой, нейтральный красный, индигокармин), а также среды с нитратами для определения денитрифицирующей активности бактерий (при положительном результате среды окрашиваются в синий цвет).

Среды, включающие вещества, ассимилируемые только определённой группой бактерий. Наиболее известны цитратный агар Симмонса и цитратная среда Козера.

Методы выделения и культивирования аэробных микроорганизмов

Чистой культурой называется популяция бактерий одного вида или одной разновидности, выращенная на питательной среде. Культуры микробов одного и того же вида, или биовара, выделенные из различных источников или в разное время из одного и того же источника, называют штаммами. Чистые культуры бактерий получают из изолированных колоний, пересевая их петлёй в пробирку с твёрдой или, реже, жидкой питательной средой.

При достаточном содержании патогенных бактерий в образце проводят посев на плотные питательные среды (для получения изолированных колоний). Если в исследуемом материале бактерий мало, то посев проводят на жидкие среды обогащения. На практике выделение относительно неприхотливых бактерий обычно проводят на простых средах (например, на КА, агаре Плоскирева, тиогликолевом бульоне, агаре Сабуро и т.д.). Для выделения прихотливых видов в среды вносят питательные вещества (кровь, сыворотку, дрожжевой экстракт и др.), а также поглотители токсических метаболитов, образующихся при росте бактерий (например, древесный уголь). Для посевов применяют микробиологические петли, реже иглы и шпатели.

Чистую культуру получают для проведения идентификации, т. е. определении родовой и видовой принадлежности выделенных бактерий.

Получение изолированных колоний

Колония представляет собой изолированное скопление бактерий одного вида, или биовара, выросших на плотной питательной среде в результате размножения одной или нескольких бактериальных клеток. Колонии бактерий разных видов отличаются друг от друга по своей морфологии, цвету и другим признакам

Для получения изолированных колоний на практике наиболее часто используют модификацию рассева по Дригальски. Для этого материал наносят на поверхность плотной питательной среды ближе к краю и делают «бляшку». Затем из неё материал распределяют по четырём квадратам, проводя петлёй штрихи, обжигая петлю после засева каждого квадрата. Подобный метод позволяет получить изолированные колонии и изучать их. Исключение составляет техника посева при бактериологическом исследовании мочи (техника штрихового засева показана на рис. 1-13). Указанные методы пригодны для посева аэробных и факультативно анаэробных бактерий, а также нестрогих анаэробов.

Температура культивирования

Патогенные бактерии вариабельны в отношении температур, оптимальных для их роста, но большинство из них неплохо развивается при 35-37 °С. Исключение составляют некоторые атипичные микобактерии, возбудитель чумы, листерии и лептоспиры (температурный оптимум 20-30 °С), а также Campylobacter jejuni (температурный оптимум 42 °С).

Состав газовой среды

Бактерии чётко разделяют по отношению к содержанию кислорода в атмосфере культивирования.

Аэробы. Посевы аэробных бактерий культивируют в простых термостатах. Некоторые факультативно анаэробные виды также можно культивировать при атмосферном воздухе, но более оптимально помещение посевов в термостаты с дозированной подачей кислорода. На практике их чаще помещают в эксикаторы, куда вносят горящую свечу; после её выгорания в атмосфере снижается содержание кислорода и повышается содержание СО2.

Методы культивирования

При выращивании бактерий применяют стационарный способ, способ глубинного культивирования с аэрацией и метод проточных питательных сред. В соответствии со способами выращивания бактериальные культуры разделяют на периодические (при стационарном и глубинном культивировании) и непрерывные (при проточном культивировании).

Стационарный способ -- наиболее часто используемый на практике. Состав сред остаётся постоянным, с ними не проводят никаких дополнительных манипуляций.

Микроорганизмы выращивают на поверхности плотной или в тонком слое жидкой среды, и кислород поступает к ним непосредственно из воздуха. При поверхностном культивировании важно увеличить площадь соприкосновения среды с воздухом. Для этого среды наливают тонким слоем в чашки Петри, колбы Виноградского, матрацы. В жидких средах аэробы часто растут, образуя на поверхности плёнку. Факультативные анаэробы развиваются не только на поверхности, но и в толще жидкой среды, вызывая более или менее её помутнение.

Способ глубинного культивирования применяют при промышленном выращивании бактериальной биомассы, для чего используют специальные котлы-реакторы. Они снабжены системами поддержания температуры, подачи в бульон различных питательных веществ, перемешивания биомассы и постоянной подачи кислорода. Создание аэробных условий по всей толще среды способствует протеканию энергетических процессов по аэробному пути, что способствует максимальной утилизации энергетического потенциала глюкозы и, следовательно, максимальному выходу биомассы.

Простой и широко распространённый способ глубинного культивирования - выращивание на качалках, обеспечивающих встряхивание или вращение пробирок со скоростью 100-200 и более оборотов в минуту. Чем больше скорость вращения, тем больше соприкосновение с воздухом и выше насыщение её кислородом. Увеличить аэрацию среды при работе на одной и той же качалке можно уменьшением объема среды или применением колб с отбойниками. При вращении колб с отбойниками поверхность соприкосновения среды с воздухом увеличивается

благодаря разбрызгиванию жидкости. Чем больше отбойник, тем сильнее разбрызгивание жидкости, тем выше аэрация.

Аэрировать культуру можно продуванием через толщу среды стерильного воздуха. Этот способ нашёл широкое применение в промышленной микробиологии при получении биомассы и различных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов-антибиотиков, ферментов, кислот. Воздух стерилизуют путём прохождения через активированный уголь, стеклянную вату, пропитанную антисептиком или специальные ткани из полимеров. Для аэрации культур используют обычный воздух.

Метод проточных сред (промышленный способ культивирования) позволяет постоянно поддерживать бактериальную культуру в экспоненциальной фазе роста, что достигают постоянным внесением питательных веществ и удалением определённого числа бактериальных клеток. Пребывание бактерий в экспоненциальной стадии роста обеспечивает максимальный выход различных БАВ (витамины, антибиотики и др.).

Первичная идентификация бактерий

В большинстве случаев изучение особенностей роста для первичной идентификации возбудителей проводят на колониях, выросших в течение 18-24 ч. Характер роста бактерий на различных средах может дать много полезной информации. На практике используют сравнительно небольшой набор критериев. В жидких средах обычно учитывают характер поверхностного (образование плёнки) или придонного роста (вид осадка) и общее помутнение среды. На твёрдых средах бактерии формируют колонии -- изолированные структуры, образующиеся в результате роста и накопления бактерий. Колонии возникают как следствие роста и размножения одной или нескольких клеток. Таким образом, пересев из колонии в дальнейшем даёт возможность оперировать с чистой культурой возбудителя. Рост бактерий на плотных средах имеет больше характерных особенностей.

Гемолиз

Некоторые бактерии выделяют гемолизины -- вещества, разрушающие эритроциты. На КА их колонии окружают зоны просветления. Образование гемолизинов (и соответственно -- размеры зон гемолиза) может быть вариабельным, и для адекватного определения гемолитической активности следует просматривать чашки с посевами против источника света (рис. 11-14). Активность гемолизинов может проявляться в полном или неполном разрушении эритроцитов.

б-Гемолиз. Разрушение эритроцитов может быть неполным, с сохранением клеточной стромы. Подобный феномен называют б-гемолиз. Просветление среды вокруг колоний обычно незначительно, позднее среда вокруг колоний может приобретать зеленоватую окраску. Подобный рост характерен для пневмококка, а также для группы так называемых зеленящих стрептококков.

в-Гемолиз. Гораздо большая группа бактерий вызывает полное разрушение эритроцитов, или в-гемолиз. Их колонии окружены прозрачными зонами различного размера. Например, Streptococcus pyogenes и Staphylococcus aureus образуют большие зоны гемолиза, a Listeria monocytogenes или Streptococcus agalactiae -- небольшие, диффузные зоны. Для определения гемолитической активности не следует применять шоколадный агар (ША), так как образующиеся зоны б- или в-гемолиза не имеют характерных особенностей и вызывают одинаковое позеленение среды.

Размеры и форма колоний

Важные признаки колоний -- их размеры и форма. Колонии могут быть большими или мелкими. Величина колоний -- признак, позволяющий различать различные виды, роды и даже типы бактерий.

В большинстве случаев колонии грамположительных бактерий мельче колоний грамотрицательных бактерий. Колонии бактерий могут быть плоскими, приподнятыми, выпуклыми, иметь вдавленный или приподнятый центр. Другой важный признак -- форма краёв колоний. При изучении формы колоний учитывают характер её поверхности: матовый, блестящий, гладкий или шероховатый. Края колоний могут быть ровными, волнистыми, дольчатыми (глубоко изрезанными), зубчатыми, эрозированными, бахромчатыми и т.д. Размеры и формы колоний часто могут изменяться. Подобные изменения известны как диссоциации. Наиболее часто обнаруживают S- и R-ducсоциации. S-колонии круглые, гладкие и выпуклые, с ровными краями и блестящей поверхностью. R-колонии -- неправильной формы, шероховатые, с зубчатыми краями.



Цвет колоний

При просмотре посевов также обращают внимание на цвет колоний. Чаще они бесцветные, белые, голубоватые, жёлтые или бежевые; реже -- красные, фиолетовые, зелёные или чёрные. Иногда колонии ирризируют, то есть переливаются всеми цветами радуги [от греч. iris, радуга]. Окрашивание возникает в результате способности бактерий к пигментообразованию. На специальных дифференцирующих средах, включающих специальные ингредиенты или красители, колонии могут приобретать разнообразную окраску (чёрную, синюю и др.) за счёт включения красителей либо их восстановления из бесцветной формы. В данном случае их окраска не связана с образованием каких-либо пигментов.

Консистенция колоний и особенности роста на среде

Полезную информацию могут дать консистенция колоний и особенности роста на среде. Обычно эту информацию можно получить при прикосновении к колониям петлёй. Колонии могут легко сниматься со среды, врастать в неё или вызывать её коррозию (образуя трещины и неровности). Консистенция колоний может быть твёрдой или мягкой. Мягкие колонии -- маслянистые или сливкообразные; могут быть слизистыми (прилипают к петле) или низкими (тянущимися за петлёй).

Твёрдые колонии -- сухие, восковидные, волокнистые или крошковатые; могут быть хрупкими и ломаться при прикосновении петлёй.

Запах

Запах -- менее важный признак колоний, поскольку вызываемые им ассоциации носят субъективный характер. В частности, культуры синегнойной палочки имеют запах карамели, культуры листерий -- молочной сыворотки, протеев -- гнилостный запах, нокардий -- свежевскопанной земли.

2. Санитарная оценка почвы по микробиологическим показателям

При санитарной оценке почвы учитывают результаты ; химического, микробиологического и гельминтологического исследований.

Микробиологическое исследование проводят для санитарной оценки почвы, характеристики процессов самоочищения, оценки почвенного и биотермического методов обезвреживания отбросов, при определении пригодности участков для строительства, а также при эпидемиологических и эпизоотологических обследованиях с целью выяснения путей заражения почвы, продолжительности выживания в ней патогенных микробов и т. д.

В зависимости от поставленной задачи применяют краткий или полный санитарно-бактериологический анализ почвы.

Краткий анализ почвы включает определение двух микробиологических показателей; микробного числа (общего количества бактерий) и колититра; полный анализ--микробного числа, колититра, титра анаэробов (Cl. perfringens), протея, термофилов.

Микробиологическим показателем, характеризующим загрязненность почвы органическими веществами, является микробное число. В чистых почвах микробное число не превышает 1 -- 1,5 млн. особей в 1 г, в сильно загрязненных почвах того же типа количество микробов возрастает в несколько раз (табл. 5).

Санитарное значение микробного числа почвы нельзя рассматривать без учета особенностей различных типоа почвы. Например, черноземные почвы содержат значительно больше микроорганизмов, чем подзолистые. Поэтому при определении общего количества бактерий в почве необходимо полученные результаты сравнивать с микробным числом незагрязненных почв того же типа.

Исследование на прямое обнаружение патогенных микробов в почве проводят только при специальных показаниях. В качестве косвенных показателей возможного загрязнения почвы патогенными бактериями используют санитарно-показательные микроорганизмы: бактерии группы кишечных палочек, Cl. perfringens, бактерии из рода Proteus, термофилы.

Наличие в почве бактерий группы кишечных палочек свидетельствует о ее фекальном загрязнении. В загрязненных участках почвы коли-титр составляет Ы0~3 -- 1 -ICh5, тогда как в чистых почвах коли-титр может быть равен 1 и выше

Обнаружение Cl. perfringens в почве также указывает на ее фекальное загрязнение. Почвенный слой обогащается одновременно бактериями группы кишечных палочек и Cl. perfringens. Через 4--5 мес отмечается отмирание кишечных палочек, a Cl. perfringens еще обнаруживается в титре 0,01. Следовательно, Cl. perfringens имеет санитарно-показательное значение только в том случае, если титр его определяют в комплексе с коли-титром и другими показателями. Свежее или давнее фекальное загрязнение почвы можно определить по соотношению количества вегетативных форм Cl. perfringens и споровых форм микроба.

Выявление в почве бактерий из рода Proteus свидетельствует о загрязнении ее органическими веществами животного происхождения или фекалиями людей. Термофильные микроорганизмы являются показателями загрязнения почвы навозом, компостами. В чистых почвах термофилов не обнаруживают.

3. Определение понятия «Инфекция-инфекционный процесс»

Инфекция, инфекционный процесс (позднелат. infectio - заражение, от лат. inficio - вношу что-либо вредное, заражаю), состояние заражённости организма; эволюционно сложившийся комплекс биологических реакций, возникающих при взаимодействии организма животного и возбудителя инфекции. Динамика этого взаимодействия называется инфекционным процессом. Различают несколько форм инфекций. Выраженной формой инфекции является инфекционная болезнь с определённой клинической картиной (явная инфекция). При отсутствии клинических проявлений инфекции её называют скрытой (бессимптомной, латентной, инаппарантной). Следствием скрытой инфекции может быть выработка иммунитета, что характерно для так называемой иммунизирующей субинфекции. Своеобразная форма инфекций - несвязанное с предшествующим переболеванием микробоносительство.

Возникновение и развитие инфекций зависит от наличия специфического возбудителя (патогенного микроорганизма), возможности его проникновения в организм восприимчивого животного, условий внутренней и внешней среды, определяющих характер взаимодействия микро- и макроорганизма. У облигатно патогенных микробов способность вызывать инфекционныей процесс - постоянный, генетически закреплённый видовой признак. Условно патогенные микробы часто обитают в организме животного как комменсалы и вызывают заболевания только при снижении резистентности организма хозяина. Одни виды патогенных микробов паразитируют в организме многих видов животных, другие - лишь у животных одного вида. У некоторых микробов выражен тканевый тропизм. Каждый вид патогенных микробов вызывает определённую инфекционность (специфичность действия). Проявление патологии зависит от степени патогенности конкретного штамма возбудителя, то есть от его вирулентности, которая выражается токсигенностью (способность продуцировать токсины) и инвазивностью. В зависимости от характера возбудителя различают бактериальную, вирусную, грибковую и другие инфекции. Путь внедрения патогенного микроба в организм животного называется воротами инфекции. Ими могут быть кожа, конъюнктива, слизистые оболочки пищеварительного тракта, дыхательных путей, мочеполового аппарата. Некоторые микробы проявляют патогенное действие лишь при проникновении через строго определённые ворота. Например, вирус бешенства вызывает болезнь лишь при внедрении через повреждения кожи и слизистых оболочек. Многие микробы приспособились к разнообразным путям внедрения в организм. В зависимости от механизма передачи возбудителя различают алиментарные (кормовые), респираторные (аэрогенные, в том числе пылевые и воздушно-капельные), раневые, трансмиссивные и контактные инфекции.

Если не установлен путь проникновения микробов в организм, инфекция называется криптогенной. Нередко патогенные микробы вначале размножаются только в месте внедрения, вызывая воспалительные процесс (первичный аффект). Если воспалительные и дистрофические

изменения развиваются на ограниченном участке, в месте локализации возбудителя, называется очаговой (фокальной), а при задержке микробов в лимфоузлах, контролирующих определённую область, - регионарной. При распространении микробов в организме развивается генерализованная инфекция. Состояние, при котором микробы из первичного очага проникают в кровяное русло, но не размножаются в крови, а лишь транспортируются в различные органы, называется бактериемией. При ряде болезней (сибирская язва, пастереллёзы и др.) развивается септицемия: микробы размножаются в крови и проникают во все органы и ткани, вызывая там воспалительные и дистрофические процессы. Если возбудитель, распространяясь из первичного очага поражения по лимфатическим путям и гематогенно, вызывает образование вторичных гнойных очагов (метастазов) в различных органах, говорят о пиемии. Сочетание явлений септицемии и пиемии называется септикопиемией. Состояние, при котором возбудители размножаются только в месте внедрения, а патогенное действие оказывают их экзотоксины, называется токсемией (характерна для столбняка).

Инфекция может быть спонтанной (естественной) и экспериментальной (искусственной). Спонтанная возникает в естественных условиях при реализации механизма передачи, свойственного данному патогенному микробу, или при активизации условно патогенных микроорганизмов, обитавших в организме животного (эндогенная инфекция, или аутоинфекция). Если специфический возбудитель проникает в организм из окружающей среды, говорят об экзогенной инфекции. Инфекция, вызванная одним видом возбудителя, называется простой (моноинфекцией), а обусловленная ассоциацией микробов, внедрившихся в организм, - ассоциативной. В таких случаях иногда проявляется синергизм - усиление патогенности одного вида микробов под влиянием другого. При одновременном течении двух разных болезней (например, туберкулёза и бруцеллёза) инфекция называется смешанной. Известна и вторичная (секундарная) инфекция, которая развивается на фоне какой-либо первичной (основной), в результате активизации условно патогенных микробов. Если после перенесения болезни и освобождения организма животного от её возбудителя происходит повторное заболевание вследствие заражения тем же патогенным микробом, говорят о реинфекции. Условие её развития - сохранение восприимчивости к данному возбудителю. Отмечают и суперинфекцию - следствие нового (повторного) заражения, наступившего на фоне уже развивавшейся болезни, вызванной тем же патогенным микробом. Возврат болезни, повторное появление её симптомов после наступившего клинического выздоровления называется рецидивом. Он возникает при ослаблении сопротивляемости животного и активизации сохранившихся в организме возбудителей перенесённой болезни. Рецидивы свойственны болезням, при которых формируется недостаточно прочный иммунитет (например, инфекционная анемия лошадей).

Полноценное кормление животных, оптимальные условия их содержания и эксплуатации являются факторами, препятствующими возникновению инфекций. Факторы, ослабляющие организм, действуют прямо противоположно. При общем и белковом голодании, например, уменьшается синтез иммуноглобулинов, снижается активность фагоцитов. Избыток белка в рационе ведёт к ацидозу и снижению бактерицидности крови. При недостатке минеральных веществ нарушаются водный обмен и процессы пищеварения, затрудняется обезвреживание ядовитых веществ. При гиповитаминозах ослабляются барьерные функции кожи и слизистых оболочек, снижается бактерицидность крови. Охлаждение ведёт к понижению активности фагоцитов, развитию лейкопении, ослаблению барьерных функций слизистых оболочек верхних дыхательных путей. При перегревании организма активизируется условно патогенная кишечная микрофлора, повышается проницаемость стенки кишечника для микробов. Под влиянием определённых доз ионизирующих излучений ослабляются все защитно-барьерные функции организма. Это способствует как аутоинфекции, так и проникновению микроорганизмов извне. Для развития инфекций имеют значение типологические особенности и состояние нервной системы, состояние эндокринной системы и РЭС, уровень обмена веществ. Известны породы животных, устойчивые к определённым И., доказана возможность селекции устойчивых линий, имеются данные о влиянии типа нервной деятельности на проявление инфекционных болезней. Доказано снижение реактивности организма при глубоком торможении центральной нервной системы. Этим объясняется вялое, часто бессимптомное течение многих заболеваний у животных в период спячки. Иммунологическая реактивность зависит от возраста животных. У молодых животных выше проницаемость кожи и слизистых оболочек, менее выражены воспалительные реакции и адсорбционная способность элементов РЭС, а также защитные гуморальные факторы. Всё это благоприятствует развитию специфических инфекций молодняка, вызываемых условно патогенными микробами. Однако у молодняка развита клеточная защитная функция. Иммунологическая реактивность сельскохозяйственных животных обычно повышается в летнее время года (если исключается перегревание).

4. Аллергия. Понятие об аллергии и её сущность

Понятие Їаллергия впервые вв?л французский ученый К. Пирке (1906), который понимал аллергию как измен?нную чувствительность организма к чужеродному веществу при повторном контакте с этим веществом. Нужно отметить, что к аллергическим реакциям относятся только те, в основе которых лежит иммунологическая реакция. Не всякая повышенная или извращенная чувствительность является аллергией. У некоторых людей бывает невосприимчивость к ряду продуктов или лекарств, связанная с другими причинами, например, отсутствием некоторых ферментов.

Аллергические реакции у чувствительных лиц может вызывать огромное число веществ. K ним относятся пыль (например, домашняя), которая содержит комплекс аллергенов, например, пылевые клещи, споры плесневых грибов, роговые чешуйки и эпителий кожи; пыльца комнатных и диких растений; шерсть животных; табачный дым; многие продукты питания и почти все лекарственные вещества. Провоцировать аллергию могут многие химические вещества и их соединения, такие, как соединения хрома, никеля, пигменты, пестициды, формальдегид, эпоксидные смолы, соединения, в состав которых входят хлор, фтор, фосфор и другие. Многие из аллергенов (белки и крупные макромолекулы) сами являются полными антигенами, другие, будучи неполными антигенами - гаптенами2 - могут вызывать аллергические реакции путем соединения с макромолекулами организма.

Причины аллергии

Основное значение в возникновении аллергии имеет генетическая предрасположенность. Если страдает один из родителей, то вероятность аллергических реакций составляет около 30 %, если оба родителя - этот риск удваивается. В последнее время число и тяжесть аллергических заболеваний непрерывно растет (примерно на 5 % в год). Ген аллергии может находиться в пассивном состоянии, но под влиянием многих факторов может активироваться. Такими факторами являются: загрязнение окружающей среды отходами промышленных предприятий и выхлопными газами машин, появление в быту и промышленности множества синтетических материалов и других химических веществ, которые являются аллергенами; широкое и бесконтрольное использование лекарственных препаратов, особенно антибиотиков, и некоторые другие. Простуды и инфекции верхних дыхательных путей провоцируют появление аллергии.

Объясняется это тем, что вирусы повреждают слизистую оболочку дыхательных путей и облегчают проникновение аллергенов. Поэтому после перенес?нных простудных заболеваний нередко развивается обострение аллергии в виде аллергического ринита, конъюнктивита, приступообразного кашля и даже приступов удушья. Возникновению пищевой аллергии способствуют воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта.

Существует 4 основных пути проникновения аллергена в организм человека.

1. Контактная аллергия (при контакте с кожей или слизистыми).

2. Ингаляционная аллергия (при вдыхании аллергена).

3. Аллергия, вызванная аллергенами, проникающими через желудочно-кишечный тракт (продукты питания или лекарственные вещества).

4. Аллергическая реакция при инъекциях аллергена (введение лекарственных веществ или ужаление насекомых).

Существует 2 типа реагирования на чужеродное вещество: гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ) и гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ). К ГНТ относятся аллергические реакции, часто проявляющиеся уже через 20-30 минут после повторной встречи с аллергеном, но не позже, чем через 12 часов, а к ГЗТ - реакции, возникающие через 24 часа и позже. Механизм и клинические проявления ГНТ и ГЗТ различны. ГНТ связана с выработкой антител, а ГЗТ - с клеточными реакциями.

ГНТ впервые описана в 1902-1905 годах французскими исследователями Ш. Рише и Ж. Портье и русским ученым Г.П. Сахаровым, которые показали, что на повторное введение антигена у животных может возникать стереотипно протекающая реакция, иногда заканчивающаяся смертью. Впоследствии было установлено, что эта реакция возникает при образовании комплекса антиген-антитело и действии этого комплекса на чувствительные к нему клетки. ГЗТ впервые описана Р. Кохом (1890). Эта форма аллергии не связана с антителами, опосредована клеточными механизмами с участием Т-лимфоцитов.

В настоящее время большинство аллергологов различают 4 типа аллергических реакций. Эту классификацию предложили Филип Джелл и Роберт Кумбс (Philip Gell and Robert Coombs) в 1964 году [4]. 1-й, 2-й и 3-й типы - это аллергические реакции немедленного типа, 4-й тип - это аллергическая реакция замедленного типа.

Механизмы аллергических реакций

Механизмы развития 4 типов аллергических реакций изучались и описаны многими уч?ными.

I тип	II тип	III тип	IV тип
РЕАГИНОВЫЙ	ЦИТОТОКСИЧЕСКИЙ	ИММУНО- КОМПЛЕКСНЫЙ	РГЗТ

1-й тип аллергических реакций называется реагиновым. Он развивается с образованием антител - реагинов, которые относятся, в основном, к иммуноглобулинам класса IgE, частично к IgG4. Известный русский уч?ный-аллерголог А.Д. Адо ещ? в 1978 году выделил 3 стадии этой реакции [6]. Механизм развития аллергической реакции по А.Д. Адо, с уч?том более поздних открытий, таков:

1. Иммунологическая стадия

При первом контакте с аллергеном реакции не происходит. Аллерген, как и любой попавший в организм антиген, фрагментируется в макрофагах до упрощ?нных пептидов, которые представляются В-лимфоцитам, имеющим к нему специфические рецепторы, и особым Т-лимфоцитам - хелперам, так называемым Th2, которые способствуют выработке IgE, в отличие от Т-хелперов Th1, участвующих в иммунном ответе. Под действием аллергена и Т-хелперов В-лимфоциты вырабатывают большое количество специфических антител класса IgE. Образовавшиеся антитела, специфические для аллергена, фиксируются на тучных клетках и базофилах, так как эти клетки имеют рецепторы к стабильному участку IgE. Тучные клетки находятся в коже, на слизистых оболочках рта, дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Базофилы - это клетки крови. Те и другие клетки наполнены гранулами, содержащими биологически активные вещества, такие, как гистамин, серотонин, гепарин, лейкотриены, простагландины и другие. Когда аллерген повторно поступает в организм, он связывается со специфическими к нему антителами, фиксированными на тучных клетках и базофилах, и наступает патохимическая стадия.

2. Патохимическая стадия

Под влиянием комплекса аллерген-антитело меняется структура мембраны базофилов и тучных клеток и начинается выделение биологически активных веществ, находившихся в этих клетках, в кровь. Под влиянием этих веществ наступает патофизиологическая стадия.

3. Патофизиологическая стадия

Эта стадия является результатом воздействия биологически активных веществ - медиаторов на различные ткани, что приводит к нарушению проницаемости мембран клеток, от?ку тканей, повышению секреции слизистых желез, спазму гладкой мускулатуры, в том числе, бронхов, и другим явлениям.

Эти изменения составляют основу быстрой (ранней) фазы аллергических реакций.

Помимо указанных действий, медиаторы привлекают в зону аллергической реакции другие клетки крови - эозинофилы, моноциты, лимфоциты. Эти дополнительные клетки активируются, в результате чего также секретируются проаллергические медиаторы, что формирует отсроченную фазу аллергической реакции - возникновение воспаления в тканях, хронизацию процесса, формирование гиперреактивности к разнообразным неспецифическим раздражающим воздействиям.

Типичными примерами аллергических реакций 1-го типа являются:

анафилактический (быстроразвивающийся) шок, бронхоспазм и атопическая (неинфекционная) бронхиальная астма, крапивница, вазомоторный ринит, конъюнктивит, отек Квинке. Тяжесть заболевания может варьировать от л?гкого течения до анафилактического шока со смертельным исходом.

2-й тип аллергических реакций - это гиперчувствительность цитотоксического типа.

Аллерген может быть экзогенным или эндогенным. Если аллерген экзогенный (чаще всего это лекарственные вещества, особенно антибиотики), он связывается с клетками организма, в основном, с клетками крови, например, антибиотик поглощается эритроцитами, после чего антитела к данному аллергену присоединяются к нему.

Цитотоксический тип аллергических реакций протекает с обязательным участием комплемента (компонента крови, вызывающего лизис клеток). Это вед?т к повреждению клеточной мембраны и разрушению клеток. Эндогенный антиген - это антиген, который имеется на клетках крови, но не у всех индивидуумов, например, резус-фактор. Эти антигены, попадая в организм, не имеющий данных антигенов, вызывают выработку антител, и затем присоединение комплемента к комплексу антиген-антитело, и лизис клеток. Цитотоксический тип аллергических реакций наблюдается при некоторых видах лекарственной аллергии с развитием лейкопении, тромбоциторении, гемолитической анемии, а также при гемолизе во время переливания несовместимой крови и гемолитической болезни новорожд?нных при резус несовместимости.

3-й тип аллергических реакций - иммунокомплексный тип. Он связан с повреждением тканей иммунными комплексами (ИК), циркулирующими в крови. Это большая группа заболеваний, протекающих с участием IgG и IgM. Нужно отметить, что образование иммунных комплексов, состоящих из антигенов и антител, является физиологической реакцией. В норме ИК фагоцитируются (поглощаются лейкоцитами) и разрушаются. Однако при определ?нных условиях они вызывают патологические реакции. Причинами этого могут быть слишком крупные ИК в избытке антигена, которые не могут быть поглощены лейкоцитами; превышение скорости образования ИК над скоростью элиминации, дефицит фагоцитоза и другие. В этих случаях ИК откладываются в тканях, чаще всего - в стенках сосудов и альвеолах легких, и активируют систему комплемента, а именно - фракцию С5а. Патогенность комплексов зависит от их величины и способности связывать фракцию комплемента. С5а - фракция комплемента привлекает нейтрофилы, которые фагоцитируют частично разрушенные ИК, вызывая воспаление и освобождение ферментов. Этот тип реакции наблюдается при системных васкулитах, иммунно-комплексном гломерулонефрите, сывороточной болезни, альвеолитах, инфекционном эндокардите, отдельных видах лекарственной и пищевой аллергии.

4-й тип аллергических реакций - это реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). При этом типе реакций, как упоминалось выше, роль антител выполняют Т-лимфоциты, имеющие на своей поверхности рецепторы к данному аллергену. Под влиянием частично разрушенного аллергена вместе с главным комплексом гистосовместимости3 (ГКГС) Т-лимфоциты хелперы данной специфичности начинают делиться, в том числе, образуя и клетки памяти. При повторном или продолжающемся контакте с антигеном число Т-хелперов быстро увеличивается, выделяются медиаторы клеточного иммунитета, такие, как фактор, ингибирующий миграцию макрофагов (МИФ), фактор некроза опухолей (ФНО) и многие другие. Они вызывают скопление моноцитов, других лимфоцитов и макрофагов, в результате чего возникает воспалительная реакция. В процесс могут вовлекаться любые органы и ткани. ГЗТ легко развивается к тем антигенам, которые способны к длительному внутриклеточному существованию или к антигенам и гаптенам, длительно остающимся в очаге реакции без удаления. Способность к «сильному» ответу по типу ГЗТ наследуется доминантно. Хотя ГЗТ указывает на активацию Т-системы иммунитета, инфекционные или другие антигены не всегда элиминируются, так как защитный иммунитет, при котором клетки-киллеры разрушают чужеродный антиген, и ГЗТ не всегда совпадают.