Характеристика бактериофагов

Бактериофаги - это вирусы, паразитирующие у бактерий и проявляющие свое действие лизисом микроорганизмов. Первооткрыватель фагов - английский ученый Творт в 1915 г., Гамалея - советский ученый. Первый бактериофаг в России был выделен Д'Эррелем в 1917 г. В настоящее время фаги выделены у всех видов бактерий, у бацилл, у актиномицетов и у грибов.

Под электронным микроскопом различают несколько морфологических типов фагов:

Ø классический с головкой и сокращающимся отростком

Ø нитевидные фаги

Ø с головкой и многочисленными отростками

Ø с головкой и не сокращающимся отростком

Ø с головкой и коротким отростком

Фаги состоят из генома, который представлен ДНК или РНК, капсида и суперкапсида. Известно пять морфологических типов суперкапсида.

Взаимодействие фага с клеткой изучено у многих фагов. Начинается с прикрепления (абсорбции), потом проникновения и устремления генома фага в хромосому клетки. После интеграции (встраивания) генома в хромосому изменяется метаболизм клетки, клетка начинает репродуцировать фаги, а их накопление разрывает оболочку, и фаги атакуют новые клетки. Этот процесс остановить нельзя. Фаги уничтожают до последней клетки микроорганизма. Были приготовлены многие фаги (дизентерийный, брюшнотифозный, холерный).

Фаги, вызывающие гибель микроорганизма, называют вирулентными.

Известны умеренные фаги, они активно мигрируют в клетках, не вызывая их лизиса, и участвуют в трансдукции (разновидности рекомбинации у бактерий).

 

Фаги применяют:

Для лечения кишечных инфекционных заболеваний. В ветеринарии выпускают один единственный фаг — сальмофаг для лечения и профилактики паротифа уток.

Для лечения гнойных фаз. Во Франции выпускают фаги, которые используют внутривенно для лечения синегнойного бактерийного сепсиса.

Эффект лечения фагов быстр, за 1-2 суток уничтожается возбудитель в организме в том случае, если к фагу возбудитель чувствителен.

 

Для определения вида бактерий выпускают диагностические фаги: сибиреязвенный.

В качестве вектора для переноса генов используют умеренные фаги для переноса генов.

 

Фаги обитают там, где их хозяева. Фаги против кишечной палочки, сальмонелл — в сточных канализационных водах, в раневом отделяемом, в фекалиях больных, в гное ран.

 

 

РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ, У ЖИВОТНЫХ, У ЧЕЛОВЕКА

Микрофлора рубца

Впервые начали изучать в США в 40х годах XX века. В рубце влажность, постоянная температура и анаэробные условия. Обитает очень много микробов: в 1 грамме - 10⁹ – 9¹¹ КОЭ. В рубце 3-4 млн. инфузорий, они перемешивают содержимое и обязательно должны присутствовать. Инфузории потребляют белки, поэтому в состав корма жвачных должны входить злаки (комбикорма).

1) Жвачные потребляют много грубого корма (клетчатки), поэтому больше всего в рубце целлюлозолитических бактерий. Они имеют ферменты целлюлаза и целлобиаза, и с помощью этих ферментов проводят гидролиз клетчатки.

n (С₆Н₁₀О₅) + n H₂O à С₁₂Н₂₂О₁₁ à С₆Н₁₂О₆

Глюкоза окисляется целлюлозолитическими бактериями до уксусной, янтарной, пропионовой или масляной кислоты. Перечисленные кислоты всасываются в кровь и идут на синтез молока, поэтому их называют летучими жирными кислотами. Способность преобразовывать клетчатку обеспечивает высокую молочную продуктивность для КРС и МРС. К целлюлозолитическим бактериям относят бактероиды, руменококки.

2) Амилолитические бактерии. Они содержат фермент амилазу, которая также катализирует гидролиз крахмала и преобразование его до глюкозы с последующим образованием ЛЖК. К амилолитическим бактериям относят бактероиды и аминококки.

3) Усваивающие САВ (синтетические азотистые вещества). Если добавить к корму КРС 110-170 г мочевины, а МРС 8-10г, то микробы, усваивающие САВ активно размножаются на мочевине как на субстрате, а в кишечнике их биомасса перевариваются. В корм дополнительно поступает до 0,5 кг белка. При поступлении большого количества мочевины могут быть осложнения: вздутие рубца от переполнения СО₂ и аммиаком, так как микробы подвергают мочевину гидролизу, и если образуется много углекислого газа и аммиака, то возникает тимпания.

4) Гнилостные бациллы. Они разлагают белок корма и образуют углекислый газ, аммиак и водород. Перечисленные газы идут на формирование отрыжки.

При кормлении белковыми кормами и обильном водопое происходит усиленное расщепление белка и активное накопление газов: углекислого газа, аммиака, водорода, Н₂S возникает тимпания (вздутие рубца). Для лечения тимпании при отсутствии угрозы асфиксии (удушения) внутрь назначают молочную кислот КРС 8-15 мл на 0,5 воды, МРС 2-3 мл на 0,2 воды. При угрозе асфиксии проводят прокол рубца троакаром, а через его гильзу вводят ихтиол, скипидар.

5) Метаногенные бактерии. СО₂ + 4Н₂ à СН₄ + 2Н₂О. Метаногенные бактерии не обязательны. Восстановление углекислого газа до метана, который идет на образование отрыжки.

6) Расщепляющие липиды корма. К ним относят псевдомонады пропионовокислых бактерий. Образующиеся органические кислоты всасываются в кровь, обозначаются как ЛЖК и идут на синтез молока.

7) Синтезирующие витамины группы В. К ним относят пропионовокислые бактерии. Такие виды как Propioni bacterium acnes и Propioni bacterium bodis. Взрослые КРС не нуждаются в витаминах группы В. Его потребности синтезирует микрофлора рубца. В рубце также идет синтез витамина А, А-продуценты — полезные кишечные палочки E. coli.

8) Каротиносинтезирующие бактерии. К ним относят лабобактерии, они образуют каротин. Но количество каротина не удовлетворяет потребности жвачных, особенно стельных животных.

9) Молочнокислые бактерии. В рубце обитают Srteptococcus lactis, Lactobacilus acidofilus, бифидобактерии. Они своими метаболитами угнетают гнилостные бациллы, плесневые грибы, образуют ЛЖК, способствуют всасыванию кальция, железа, витаминов.

Микрофлора кишечника

Впервые микрофлору в кишечнике обнаружил Пастер в 1885 г., а в 1889 г. Шопелемус предположил, что без микрофлоры невозможна жизнь млекопитающих.

По современным данным различают облигатную (индигенную, обязательную) микрофлору кишечника, факультативную и транзиторную (случайную) микрофлору. Больше всего микробов в толстом отделе кишечника. В тонком отделе сравнительно мало микробов. В фекалиях человека ¹/₃ от сухой массы составляют микробы. Микробы есть во всех органах пищеварения, кроме печени.

Облигатная микрофлора представлена прежде всего бактероидами, дальше по численности идут бифидобактерии, потом полезная кишечная палочка E. coli, и на последнем месте лактобациллы.

Бактероиды участвуют в расщеплении клетчатки.

Бифидобактерии – главные защитники организма, создают зашитую «пленку», непроницаемую для гнилостных бацилл и возбудителей. Они продуцируют кислоты, которые обеспечивают всасывание макро-, микроэлементов и питательных веществ.

Е.коли синтезируют витамин К, участвуют в расщеплении клетчатки.

Лактобациллы синтезируют вещества колимицины, которые подавляют гнилостных возбудителей, условнопатогенных, и даже возбудителей, способствуют всасыванию питательных веществ.

К факультативной микрофлоре относят разные виды микроорганизмов, которые не выполняют позитивных функций. Сюда относят энтерококки, гнилостные бациллы, грибы.

Транзиторная микрофлора включает случайную микрофлору, которая может быть представлена возбудителями столбняка, некробактериоза, сальмонеллеза, а у кур — возбудителями токсикоинфекций.

Структура и плотность микрофлоры кишечника изучены, показатели представлены в методических указаниях РАСХН от 2007г.