Страница: 4/6
часов образуется 1 млд. потомков. Если бы процесс размножения в пи-
тательной среде не был ограничен, то через 24 часа число потомков
одной бактерии равнялось 10 521 0 клеток, а их масса составила бы при-
мерно 4000 тонн. В действительности же в питательной среде высокая
скорость деления клеток наблюдается лишь небольшой период времени с
момента внесения в неё бактерии. Это происходит потому, что очень
быстро истощаются питательные вещества среды и в ней накапливаются
продукты обмена, неблагоприятно действующие на бактерии. Скорость
размножения патогенных бактерий в организме значительно меньше, чем
в искусственной питательной среде.
2.3 _Физиология бактерий.
По химическому составу бактерии не отличаются от клеток других ор-
ганизмов. Бактериальная клетка содержит 70-85% воды. Около 90% сухо-
го остатка составляют высокомолекулярные соединения: нуклеиновые
- 10 -
кислоты (10%), белки (40%), полисахариды (15%), пептидогликан (10%)
и липиды (15%); остальные 10% приходятся на моносахара, аминокисло-
ты, азотистые основания, неорганические соли и другие низкомолеку-
лярные соединения. Во всех процессах жизнедеятельность бактерий, как
и других организмов, участвуют многочисленные ферменты. Одни из них
(эндоферменты) функционируют только внутри клетки, обеспечивая про-
цессы синтеза, дыхания и тому подобное. Другие (экзоферменты) выде-
ляются бактериями в окружающую среду. Необходимые бактериям высоко-
молекулярные соединения синтезируются из небольших молекул, проника-
ющих в клетку через цитоплазматическую. мембрану Белки, полисахари-
ды, липиды могут быть использованы бактерией как источник питания
лишь после их расщепления экзоферментами - до аминокислот, моносаха-
ров и др.
Для нормальной жизнедеятельности бактерия должна быть обеспечена
источниками углерода и азота. Одни виды бактерий (афтотрофы) исполь-
зуют неорганический углерод, другие (гетеротрофы), в число которых
входят и патогенные бактерии, используют органические соединения.
Гетеротрофные бактерии в свою очередь разделяются на сапрофитов, пи-
тающихся органическими соединениями внешней среды, и паразитов, жи-
вущих за счёт другого организма.
Различные бактерии неодинаково относятся к наличию или отсутствию
свободного кислорода. По этому признаку они делятся на три группы:
аэробы, анаэробы и факультативные анаэробы. Строгие аэробы, например
синегнойная палочка, могут развиваться лишь при наличии свободного
кислорода. Анаэробы, например возбудители газовой гангрены, столбня-
ка, развиваются без доступа свободного кислорода, присутствие кото-
рого угнетает их жизнедеятельность. Наконец, факультативные анаэро-
бы, например возбудители кишечных инфекций, развиваются как в кисло-
родной, так и в бескислородной среде.
Аэробность или анаэробность бактерий обусловливается способом по-
лучения ими энергии, необходимой для обеспечения процессов жизнедея-
тельности. Некоторые бактерии (фотосинтезирующие) способны, подобно
растениям, использовать непосредственно энергию солнечного света.
остальные (хемосинтезирующие) получают энергию в ходе различных хи-
мических реакций. Существуют бактерии (хемоафтотрофы), окисляющие
неорганические вещества (аммиак, соединения серы и железа и др.). Но
для большинства бактерий источником энергии служат превращения орга-
нических соединений: углеводов, белков, жиров и др. Аэробы использу-
ют реакции биологического окисления с участием свободного кислорода
(дыхание), в результате которых органические соединения окисляются
до углекислого газа и воды. Анаэробные получают энергию при расщеп-
лении органических соединений без участия свободного кислорода. Та-
кой процесс называется брожением. При брожении, кроме углекислого
газа, образуются различные соединения, например спирты, ацетон и др.
В процессе жизнедеятельности бактерии образуют биологически актив-
ные вещества - ферменты, антибиотики, пигменты, летучие ароматичес-
кие соединения, токсины и др.
2.4 _Антибактериальные химиотерапевтические агенты.
Химические соединения, используемые для дезинфекции, хотя и обла-
дают высокой антибактериальной активностью, не могут из-за их ток-
сичности применяться в лечебных целях. Для этого пригодны антибакте-
риальные химиотерапевтические средства. Они способны убивать бакте-
рий или угнетать их жизнедеятельность, не оказывая при определённых
дозах токсического влияния на ткани или организм в целом, то есть
действие их должно быть изобретательным, направленным против бакте-
рии или другого микроорганизма.
Кроме химических соединений, мощными антибактериальными средствами
являются 1 антибиотики 0 - химиотерапевтические препараты естественного
- 11 -
происхождения, синтезируемые микроорганизмами.
Теоретические основы химиотерапии и вопросы её практического ис-
пользования при лечении инфекционных заболеваний были разработаны в
начале века немецким учёным П. Эрлихом, который открыл органические
соединения мышьяка, активные при лечении сифилиса. Однако долгие го-
ды не удавалось найти химиотерапевтические средства для лечения для
лечения бактериальных инфекций. Дальнейшее развитие химиотерапии
связано с открытием сульфаниламидов. Применение сульфаниламидов не
только обогатило медицину новыми по тому времени химиотерапевтичес-
кими средствами, но и вызвало к жизни новое направление поиска анти-
бактериальных химиотерапевтических средств. Это направление возникло
в результате изучения механизма действия сульфаниламидов на бактери-
альную клетку. Было установлено, что по химической структуре сульфа-
ниламид подобен парааминобензойной кислоте - одному из важных проме-
жуточных продуктов (метаболитов), участвующих в синтезе нуклеиновых
кислот. Из-за химического подобия сульфаниламид действует как анти-
метаболит парааминобензойной кислоты: включаясь вместо неё в биохи-
мические процессы, но не заменяя её, сульфаниламид нарушает синтез
нуклеиновых кислот в бактериальной клетке. Исходя из этих данных,
было сформулировано положение, что среди антиметаболитов других био-
химических процессов окажутся лечащие антибактериальные средства.
Однако проблема получения новых лекарственных средств против бакте-
риальных инфекций, принцип действия которых основан на конкуренции
метаболита с важным для клетки метаболитом, оказалось значительно
сложней, чем предполагалось. Это связано с тем, что синтезированные
антиметаболиты подавали обмен веществ не только у бактерий, но и в
тканях организма. Таким образом, проблема свелась к поиску реакций
обмена веществ, специфичных для бактерий и отсутствующих в клетках
организма человека или животного.
Биохимические реакции, присущи лишь бактериям, были обнаружены в
процессе синтеза клеточной стенки, в частности при образовании пеп-
тидогликана. Некоторые антибиотики (пенициллин, циклосерин) эффек-
тивные как антибактериальные средства, воздействуют на процесс фор-
мирования клеточной стенки, нарушая синтез пептидогликана, входящего
в его состав, что приводит к лизису бактерий. Другие бактерии - тет-
рациклин, левомицетин, стрептомицин и другие - способны нарушать
синтез белков в бактериальных клетках. Первым препаратом этой груп-
пы, нашедшим применение в клинике, был стрептомицин. Оказалось, что
он способен изобретательно объединяться с рибосомами клеток организ-
ма-хозяина. В результате "точность" рибосом бактерии в процессе син-
теза белка нарушается, что приводит к "порче" синтезируемых белков и
гибели бактерии. Неомицин, канамицин, левомицетин и эритромицин так-
же взаимодействуют с рибосомами бактериальной клетки. Тетрациклин
нарушает присоединение информационной РНК к рибосомам. Лечащее дейс-
твие упомянутых антибиотиков определяется их специфичностью, то есть
относительно низкой способностью влиять на эти же процессы в клетках
высших организмов.
2.5 _Устойчивость бактерий к факторам окружающей среды.
На жизнедеятельность бактерий влияют температура, влажность, уль-
трафиолетовое излучение. К низким температурам бактерии устойчивы,
некоторые выживают даже при -190 5о 0, а споры при -253 5о 0. К высоким тем-
пературам бактерии высокочувствительные. Не спорообразующие бактерии
погибают при температуре 60-70 5о 0, спорообразующие - при прогреве выше
100 5о 0. Разные виды бактерий по-разному переносят высушивание: одни
(например гонококки) очень быстро погибают, другие в этих же услови-
ях выживают. Так, палочка дизентерии при высушивании остаётся жиз-
неспособной 7 суток, дифтерии - 30 суток, брюшного тифа - 70 суток,
- 12 -
туберкулёза - 90 суток, споры бацилл сибирской язвы - до 10 лет.
Бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению и прямому сол-
нечному свету.
2.6 _Болезнетворность бактерий.
Из огромного количества бактерий, обнаруженных в природе, лишь не-
Реферат опубликован: 7/04/2005 (12729 прочтено)