27.Важнейшие биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами и их практическое значение (молочнокислое брожение, возбудители этого брожения, химизм молочнокислого брожения.)

Молочно кислые бактерии обычно нах-ся в молоке, молочного прод-та и растений, кишечнике животных и человека. Streptococcus Lactis – сбраживает лактозу-молочный сахар. Подразделяется на гомоферментативные (образует молочную кислоту. Простое брожение) и гетероферментативные (кроме молочной к-ты образуют летучие кислоты, этиловый спирт, диоксид углерода и др. Сложное брожение). Химизм МКБ опред-ся набором ферментов. Дгидрогиназы и лактикоДгидрогиназы. Возбудители типичного МКБ расщепляют глюкозу с обр-ем 2-х мол-ул МК. Шаровидные (strept. Lactis) – оптимальная температура роста 30-35 С. Сливочный стрептококк (strept/ctremolus) Обр-ся на молоке плотный сгусток, его используют при заготовке заквасок, сметаны, масла, сыров.Палочковидные. Балгарская (Lactobacterium bulgaricum), Анцедофильная палочка (L. acidophilium), из сыра(L. cosei) Болгарская палочка образует к-ту явл-ся антогонистом гнилостной миклофлорой, гнилостным микробом, разлагая белки образуют ядовитые газы. (скатол, индол, аммиак) Ацидофильная палочка постоянный обитатель ЖКТ применяют при изгот-нии прастокваши, кефира, кумыса и т.д. Гетероферментативные МКБ. Стрептококи кроме МК они образуютлетучие кислоты, ароматические вещ-ва и диоксид углерода. Ароматизирующие м/о Стрептококус цитрофорус, -/- парацитрофорус, -/-диацетилактис. Придает кисло молочным прод-ам вкус и аромат, они имеют температуру роста 30 С, но есть термофилы, они размн-ся при температуре 45С, их исп-ют для изготовления сыров. В эту же группу относят бифидобактерии, они сбраживают углеводы с образованием молочной и уксусной кислот, а так же образуют биологически активные вещ-ва, кот-е подавляют гнилостные м/о.

28.Важнейшие биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами и их практическое значение (масляно-кислое брожение, возбудители этого брожения, химизм масляно-кислого брожения.) Масляно-кислое брож-е – это сложн биохим пр-с превращ-я бактериями в анаэробн усл-ях углеводов, спиртов и др вещ-в в масляную к-ту. С₆Н₁₂О₆=СН₃СН₂СООН+2СО₂+2Н₂+кДж Кроме масляной к-ты накаплив-ся: бутиловый и этиловый спирты, ацетон, уксусн, капроновая и каприловая к-ты, цепь бесконечн превращ-й орг вещ-в. Вид Clostridium – анаэроб, темпер роста – 30-40⁰С. Исп-ют при сбраживании крахмального сырья (картофель, зерно). Полученную маслян к-ту подвергают обраб-ке и в виде эфиров исп-ют в кондитерск и парфюм пром-ти. Масляно-кислые бактерии – опасные вред-ли произв-ва; когда они появл-ся в прод-тах неприятн запах, прогорклый вкус, встреч-ся в люб сырье, вызыв-т порчу консервов, с ними бороться сложно, т.к. они обр-ют споры.

29. Важнейшие биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами и их практическое значение (пропионово-кислое брожение, возбудители этого брожения, химизм пропионово-кислого брожения.) Пропионово-кислое брожение – это биохим пр-с првращ-я бактериями сахара и молочн к-ты в пропионовую к-ту. При этом юрож также обр-ся уксусн к-та, СО₂ и Н₂О. м/о. Bacterium acidi propionici – м/о, оч близк к мол-кисл бакт. Оч часто развив-ся вместе, исп-ют при произв-ве сыров (острый вкус и глазки) – аблигатный анаэроб, легко сбраж-ет молоко. За счет брож-я мол к-ты обр-ся диоксид углер, он насыщает сыры, появл-ся газовые пузырьки. 3С₃Н₆О₃→2С₃Н₆О₂ (МОЛ К-ТА)+СН₃СООН (ПРОПЕОН К-ТА)+СО₂+Н₂О Пропионов к-ту примен в пищ пром-ти, а также при хранен зерна и хлеба (фунгицит). В конц-ции 0,5-1% задержив рост грибов. Зерно, обраб-ное слабым р-ром этой к-ты не плесневеет даже при высок влажн. После выпечки хлеба оно сод-т 0,1% пропионовой, 0,2% молочной, это предотвр хлеб от порчи.

30. Методы создания анаэробных условий для микроорганизмов. Анаэробные усл-я создают специальн м-дами д/выделен анаэробов. Анаэробы- это м/о, на кот губительно д-ет кислор воздуха. К ним относят клостридиии.

Для выделения анаэробных возбудителей инфекционных болезней создаются анаэробные условия культивирования. Для этого существуют несколько методов. 1. Физический метод. – Он заключается в удалении воздуха из эксикатора или анаэростата при помощи масля­ного воздушного насоса. – Жидкие среды перед посевом для удаления из них воздуха кипятят, то есть проводят так на­зываемое регенерирование среды; для предотвращения кон­такта жидкой среды с воздухом на ее поверхность наносят слой вазелинового или парафинового масла. – Посев в высок столбик сахарозного агара. – М-д с исп-нием специальн ПС Китта-Тарроци. – М-д Виньяля-Вейона (м-д с исп-нием стеклян трубочки) 2. Химический метод. – Основан на применении по­глотителей кислорода, например, пирогаллола с гидроокисью натрия, калия либо гидросульфита натрия с гидрокарбонатом натрия в соотношении 1:1. – М-д с исп-нием спирта, в кот смачив вату и поджигают (можно заменить свечой). – м-д Аристовского (исп-ют хим вещ-ва, кот при вз-вии поглощ кислород). 3. Биологический метод (метод Фортнера). Осно­ван на выращивании анаэробов в присутствии аэробов (на­пример, «чудесной палочки») в одной чашке Петри. Вначале вырастает аэробная культура, а затем по мере поглощения последней кислорода они погибают и из чашки начинает развиваться ана­эробная культура. Для выделения анаэробов исп-ют глюкозо-кровяной агар, сахарозный агар, среду Китта-Тароцца, темпер режим – 37(43)⁰С,3-5 сут. 4. Комбинированный метод. Предусматривает ис­пользование двух других, скажем, физического и хими­ческого. Нередко удается ослабить или полностью нейтрализовать вредное для бактерий действие кислорода путем прибавления к среде восстановителей (аскорбиновой кислоты, тиогликола-та, цистеина).

31. Рост и размножение бактерий. Термин «рост» означает увеличение цитоплазматической массы отдельной клетки или группы бактерий в результате синтеза клеточного материала (например, белка, РНК,ДНК). Достигнув определенных размеров, клетка прекращает рост и начинает размножаться. Под размножением микробов подразумевают способность их к самовоспроизведению, увеличению количества особей на единицу объема. Иначе можно сказать: размножение — это повышение числа особей микробной популяции. Репликация ДНК и деление клеток происходит с опреде­ленной скоростью, присущей каждому виду микроба, что за­висит от возраста культуры и характера питательной среды. Типы деления клеток бактерий. 1. Клеточное деление опе­режает разделение, что приводит к образованию «многокле­точных» палочек и кокков. 2. Синхронное клеточное деление, при котором разделение и деление нуклеоида сопровождают­ся образованием одноклеточных организмов. 3. Деление нук­леоида опережает клеточное деление, обусловливая образова­ние многонуклеоидных бактерий. Разделение бактерий, в свою очередь, происходит тремя способами: 1) разламывающее разделение, когда две индиви­дуальные клетки, неоднократно переламываясь в месте сочле­нения, разрывают цитоплазматический мостик и отталкив.а-ются друг от друга, при этом образуются цепочки (сибиреяз­венные бациллы); 2) скользящее разделение, при котором после деления клетки обособляются и одна из них скользит по поверхности другой (отдельные формы эшерихий); 3) се­кущее разделение, когда одна из разделившихся клеток сво­бодным концом описывает дугу 'круга, центром которого является точка ее контакта с другой клеткой, образуя рим­скую пятерку или клинопись (коринебактерии дифтерии, ли-стерии).

32. Основные принципы культивирования бактерий на питательных средах. Культивирование (выра­щивание) микробов проводят на питательных средах. Естествен­ные среды, такие, как молоко, пивное сусло, сенной отвар, морковный сок и др., могут иметь разное соотношение входящих в их состав компонентов. Искусственные среды готовят по ре­цептам, где количество и соотношение веществ строго опреде­ленное. Питательные среды должны содержать все необходимое для роста и развития микробов: азот, углерод, неорганические соединения в виде солей, витамины, микроэлементы и другие вещества. Среда считается оптимальной, если она имеет опреде­ленные показатели рН, окислительно-восстановительного потен­циала, осмотического давления и т. д.Температура культивирования зависит от вида микроба. Опти­мальная температура для плесневых грибов 15—25 С, для боль­шинства сапрофитов 25—30 °С, для патогенных 35—37 °С. Тем­пературный оптимум определяется условиями жизни микроба. В лабораториях необходимую температуру для микробов создают в термостатах. У большинства микробов (кишечная палочка; сенная, карто­фельная, капустная бациллы) рост наблюдается в течение 1 сут.

33. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы (действие физических факторов). Температура — один из наиболее важ­ных факторов в жизни микробов. Действие на микробы низких температур. Низкие температуры обычно не вызывают гибели микробов, а лишь задерживают их рост и размножение. Жизнеспособность многих микробов сохра­няется при температуре, близкой к абсолютному нулю. Действие на микробы высоких температур. К высокой темпе­ратуре особенно чувствительны вегетативные формы. С повыше­нием температуры время жизни сокращается. Так, тифозные бактерии при 47 С погибают через 2 ч, при 59 С — через 21с. Высушивание и вакуум. Высушивание происходит в результате испарения влаги, уменьшения ее не только в субстрате, но и в микробной клетке. С уменьшением влаги замедляются жизнен­ные процессы, клетка переходит в анабиотическое состояние. Жизненные процессы в микробной клетке замедляются, но не прекращаются. В таком состоянии, особенно в вакууме, микроб­ные клетки сохраняются в течение десятилетий. Действие видимого излучения (света).Под действием видимого излучения (прямых солнечных лучей) погибают многие микробы, особенно патогенные (возбу­дитель туберкулеза — в течение 3—5 ч, вирус ящура — в течение 2 ч). Такие излучения часто используют для санации помеще­ний. Действие на микробы ультрафиолетового излучения. (УФ), невидимое глазом электромагнитное излучение. Они вызывают мутации, нарушают генетические процессы, инактивируют биосинтез жизненно важных компонентов клеток, что при­водит их к гибели. Действие рентгеновского излучения (рентгеновских лучей) Некоторые микробы (возбудитель сибирской язвы, кишечная палочка и др.) приобретают устойчивость к излучениям. После нескольких облучений она у них повышается в два или более. И т.д.

34. Пастеризация и стерилизация. Режимы пастеризации и стерилизации продуктов. Чтобы сохранить молоко, необходимо создать такие условия, при которых проис­ходила бы гибель или задержка роста микробов. Существует много способов воздействия на микрофлору, но наиболее до­ступными являются холод и тепло. Тепло вызывает гибель микробов, что повышает стойкость продукта, поэтому сохранение молока таким способом получило широкое распространение. Действие тепла небезразлично и для самого продукта, поскольку происходит изменение белков, жиров, витаминов, ферментов. Степень их разрушения зависит от температуры и экспозиции: чем они выше, тем более глубокие изменения происходят в молоке. Пастеризация — способ обезвреживания молока при темпера­туре 63—95 °С, в результате чего погибает до 99,9 % вегетатив­ных форм микробов. Следует отметить, что во время пастериза­ции разрушаются антимикробные вещества молока, что понижа­ет его стойкость и качество. Если в пастеризованное молоко попадают микробы, то оно подвергается порче гораздо быстрее, чем сырое. Молоко от здоровых животных пастеризуют при раз­ных режимах. Длительная пастеризация — молоко нагревают до 63—65 °С в течение 30 мин. При таком режиме сохраняются все основные свойства молока, глобулины не коагулируют и альбумины оседа­ют лишь незначительно, физическое состояние жировых шари­ков не изменяется. Для равномерного прогревания продукта его необходимо перемешивать. Кратковременная пастеризация проводится без выдержки при температуре 72—74 "С в течение 15—20 с. Такая температура из­меняет молоко в большей степени; 13—25 % глобулинов и альбу­минов коагулирует. Моментальная пастеризация проводится без выдержки при температуре 85—87 "С. Такой режим ведет к почти полному коа­гулированию альбуминов и до 30 % иммунных глобулинов. Мо­ментальную пастеризацию обычно проводят в маслодельной и молочноконсервной промышленности. Пастеризацию молока при 95 "С в течение 10 мин осуществляют при производстве молочных продуктов. Стерилизация — нагрев продукта при температуре выше 100 "С. При стерилизации уничтожаются вегетативные и споро­вые формы микробов. Различают высокотемпературную (120— 140 °С в течение 2—10 с) и длительную (15—20 мин при 115 °С) стерилизацию. Так стерилизуют продукты, предназначенные для длительного хранения. Ультрастерилизация — нагревание молока в течение одной се­кунды до 150 °С в трубчатых аппаратах химически чистым паром путем введения его непосредственно в продукт. При этом режи­ме устраняются окислительные процессы, приводящие к разру­шению витамина С, удаляются некоторые летучие вещества кор­мового и стойлового происхождения. Такое молоко может хра­ниться длительное время, что особенно важно для южных районов страны.

35. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы (действие химических факторов). Микробы, как и все живое, чувствитель­ны к факторам среды. Они способны реагировать на малейшие изменения среды перемещением или другими реакциями. При возникновении благоприятных импульсов микробы устремляют­ся к объекту раздражения, неблагоприятные — отталкивают их. Такое явление получило название хемотаксиса. Вещества-аттрак-танты, благоприятно действующие на микробную клетку (мясной экстракт, пептон), вызывают положительный хемотаксис; силь­нодействующие, ядовитые вещества-репелленты (кислоты, щело­чи), ведущие к перевозбуждению или угнетению, приводят к отрицательному хемотаксису. В лабораторных условиях микробы культивируют на средах, содержащих определенное количество ионов водорода. С этой целью к ним добавляют химические вещества: щелочи — для повышения рН, кислоты — для понижения рН. Реакция среды в жизни микробов играет большую роль, поэтому при выращива­нии необходимо заранее знать их оптимальный рН. Наибо­лее широко распространены из дезинфицирующих веществ ще­лочи, кислоты, хлорсодержащие препараты, фенолы, соли тяже­лых металлов. Чем выше концентрация веществ, тем сильнее их действие на микробную клетку. Увеличение концентрации фенола в 2 раза снижает время стерилизации в 64 раза (В. И. Вашков, 1973). Ис­ключением может быть 91 %-ный фенол, раствор которого дейст­вует менее эффективно, чем 4—5%-ный. Хлорид меди (хлорная медь) в 3—5%-ном растворе быстрее убивает споры возбудителя сибирской язвы, чем в 12—14%-ном растворе. Наиболее выражен­ное цидное действие имеют водные растворы дезинфицирующих веществ; в масляных растворах оно более слабое. Стерилизация быстрее протекает в кислой среде и медленнее — в щелочной. Более устойчивы к действию химических веществ из неспорообразующих шаровидные формы. Палочковидные и извитые формы микробов при прочих равных условиях быстрее погибают. , Споры почти не содержат свободной воды, имеют плотную двойную оболочку, поэтому отличаются более высокой устойчи­востью к действию химических веществ. Таким образом, дейст­вие химических веществ зависит от состава, концентрации, экс­позиции, температуры и других факторов.

36. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы (действие биологических факторов). Антибиотики, фитонциды. Антибиотики, используемые в пищевой промышленности. Микробы подвержены не только фи­зическим, химическим, но и биологическим воздействиям. В природе все связано и взаимозависимо. Живые существа объеди­нены в устойчивые экологические системы — биоценозы. Для каждого из них характерны видовое и количественное соотноше­ние популяций, структура, взаимоотношения и другие Признаки. Среди разных ценозов (фитоценозы, зооценозы) большое место в природных условиях занимают микробоценозы — сообщества микроорганизмов. Между ними и другими живыми организмами существуют самые разнообразные взаимоотношения. Они могут проявляться в форме симбиоза, комменсализма, метабиоза, сателлизма, синергизма, антагонизма и т. д. Антибиотики – это специфическое соединения, способные в незначительных кол-вах избирательно задерживать рост или убивать микробов. Антибиотики – специфические продукты обмена веществ. Органические кислоты, этиловый спирт, перекись водорода и другие продукты обмена не могут быть отнесены к антибиотическим веществам, поскольку они не обладают специфичностью. Их деятельность подобно действию мышьяка, фенола, сулемы и других ядов, которые подавляют жизнед-ть любого орг-ма. Антибиотик практически нетоксичен. Фитонци­ды — биологически активные вещества высших растений. Они обнаружены у предста­вителей всех групп растений. Наибольшее количество таких ве­ществ содержится в луке, чесноке, хрене, горчице, алоэ, крапиве, почках березы, черемухе, сирени и других растениях. В хвойном лесу воздух практически считается стерильным. Здесь деревья на площади 1 га выделяют летом за сутки 5 кг летучих фитонцидов, в лиственном лесу — до 2, а кустарники можжевельника — до 30 кг. Из­давна люди используют его ягоды и семена при лечении мочевыводящих путей, астмы, подагры и других болезней.

38. Экология микроорганизмов. Формы взаимоотношений между микро-организмами и окружающей средой. Взаимоотношениями организмов между собой и с окру­жающей средой занимается экология. Экология микроорга­низмов исследует лишь отдельные части целостных экологи­ческих систем.

Основной единицей в экологии является экосистема. В нее входят как биотические, так и абиотические компоненты. Биотические компоненты составляют сообщество организмов, или биоценоз. Под абиотическими компонентами следует по­нимать физические и химические условия экосистемы, в ко­торой живут организмы.

Можно исходить из того, что каждый вид (или популяция) выпол­няет определенную функцию, которая обусловлена его (ее) потребностями в пище, подвижностью, способом размноже­ния, биохимическими возможностями, структурными особен­ностями и пределами толерантности (терпимости) к условиям среды.В настоящее время эти взаи­моотношения можно представить в виде следующих форм:1. Сожительство создает благоприятные моменты для обо­их партнеров (взаимовыгодный симбиоз-мутуализм).2. Один из партнеров по симбиозу испытывает вредное воздействие другого (в этом случае говорят о паразитизме, об антагонизме).

3. Во многих случаях партнеры могут не оказывать друг на друга никакого влияния (нейтрализм).4. Партнерство может быть выгодно одному из организ­мов без оказания вредного воздействия на другого (коммен­сализм).

39. Микробиологические основы современных способов хранения продуктов. Методы хранения, основанные на принципах биоза, анабиоза, ценоанабиоза, абиоза. Хранение пищевых продуктов, основанное на биологических,

физических и химических принципах.

Биоз (— жизнь). На этом явлении основано хранение све­жих фруктов и овощей. В помещениях, где размещаются такие продукты, создают условия, препятствующие развитию микро­бов, путем понижения температуры до 5 °С и поддержания опре­деленной влажности. Микробы, расположенные на поверхности, замедляют свое развитие и тем самым предотвращают разложе­ние ими органического вещества.

Абиоз (— отрицание, уничтожение жизни) достигается физическими и химическими способами. Этот принцип положен в основу хранения мясных и овощных консервов после обработ­ки их в паровом стерилизаторе при 120 °С и выше. При высокой температуре погибают вегетативные и споровые формы микро­бов, прекращаются жизнь и сопутствующие ей процессы, благо­даря чему содержимое консервных банок может храниться дли­тельное время.

Анабиоз (— задержка жизни) происходит во время сушки или замораживания. Так хранят рыбные и мясные про­дукты, фрукты и овощи. При недостатке свободной воды жизне­деятельность микробов приостанавливается, процессы, вызывае­мые ими, задерживаются. Увеличение влаги и тепла ведет к восстановлению жизнедеятельности микробов, разложению орга­нического вещества, увеличению порчи продуктов.

Ценоанабиоз — способ хранения главным образом раститель­ной пищи, при котором консервирующее вещество (молочная кислота) вырабатывают сами микроорганизмы при силосовании, квашении и других способах приготовления кормов и овощей.

40.Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Микроорганизмам принадлежит исключительно важная роль в круговороте веществ в природе. Наиболее отчетливо биогеохкмическая деятельность микроорганизмов проявляется в реакциях разложения огранических веществ, в окислении водорода, метана, серы, в восстановлении сульфатов и во многих других процессах, обеспечивающих круговорот био­генных элементов.Круговорот азотаАзот (N)—важнейший биогенный элемент, входящий в состав белковой молекулы каждого живого существа.Цикл превращений азота в природе с участием микроор­ганизмов состоит из четырех этапов: фиксации атмосферного азота, аммонификации, нитрификации и денитрификации.Аммонификация белков. Значительные запасы органиче­ского азота сохраняются в растительных и животных тканях. Когда гибнут растения и животные, компоненты их тела под­вергаются действию микроорганизмов, и азотистые соедине­ния разрушаются с образованием аммиака. Этот процесс называют аммонификацией, или минерализацией, азота.Аммонификация мочевины. Подсчитано, что весь живот­ный мир земного шара за сутки выделяет более 150 тыс. т мочевины. В моче содержится 47 % азота, поэтому она счи­тается одним из концентрированных азотистых удобрений. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разложения ее микроорганизмами она становит­ся усвояемой. Бактерии, разлагающие мочевину, называются уробактериями (urea — моча). Под действием фермента уреа-зы, вырабатываемого уробактериями, мочевина превращается в аммиак и углекислый газ.Нитрификация. Это следующий за аммонификацией этап превращения азота микроорганизмами. Аммиак, образующий­ся в почве, навозе и воде при разложении органических ве­ществ, довольно быстро окисляется сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту. Протекает процесс нитрификации в две фазы. Первую фазу — окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (нитритов) — осуществляют микроорганиз­мы родов Nitrosomonas, Nitrococcus, Nitrospira, Nitrosovibrio. Вторую фазу — окисление азотистой кислоты до солей азог-ной кислоты (нитраты)—осуществляют бактерии из родов Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus.Денитрификация. Это процесс, обратный нитрификации. Различают прямую и косвенную денитрификацию. Прямая денитрификация вызывается бактериями, широко распростра­ненными в почве, навозе, водоемах. Среди них наибольшее значение имеют: Thiobacillus denitrificans — палочка, не обра­зующая спор, факультативный анаэроб; Pseudomonas fluores-cens — подвижная палочка, грамотрицательная, образует зе­леноватый пигмент; ps- stutzeri — палочка, образующая це­почки; Paracoccus denitrificans — имеет форму кокков. Дени­трифицирующие бактерии восстанавливают нитраты до моле­кулярного азота. В почве развиваются без доступа воздуха и в щелочной среде.Косвенная денитрификация осуществляется чисто химиче­ским путем при взаимодействии азотистой кислоты с аминными соединениями.

42.Возбудители гниения. Среди множества микроорганизмов, способных в той или иной мере разлагать белки, особое значение имеют микроорганизмы, которые вызывают глубокий распад белков — собственно гниение. Такие микроорганизмы принято называть гнилостными. Из них наибольшее значение имеют бактерии. Гнилостные бактерии могут быть спорообразующими и бесспоровыми, аэробными и анаэробными. Многие из них мезофилы, но есть холодоустойчивые и термостойкие. Большинство чувствительны к кислотности среды и повышенному содержанию в ней NaCl. Многие способны к сбраживанию углеводов.Наиболее распространенными и активными возбудителями гнилостных процессов являются следующие: Bac. Subtilis (сенная палочка) – аэробные, подвижные, спорообразующие бактерии. Клетки сенной палочки объединяются в более или менее длинные цепочки. Споры этих бактерий отличаются высокой термоустойчивостью. Температурный оптимум развития сенной палочки 37-50С, максимум роста – 60С. Температурный оптимум развития картофельной палочки 36-45С, а максимум – около 50-55С. При рН 4,5 – 5 развитие этих бактерий прекращается. Bac. Mesentericus обладает более высокой амилоитической и протеолитической активностью, но менее энергично, чем Bac. Subtilis, сбраживает сахара. Сенная и картофельная палочки помимо продуктов, богатых белками, портят пищу, содержащую углеводы ( кондитерские изделия, сахарные сиропы и др.), поражают хлеб (преимущественно пшеничный), клубни картофеля. Bac.mesentericus вызывает побурение мякоти косточных плодов (абрикосов, персиков). Оба вида широко распространены в природе и способны вырабатывать антибиотические вещества, подавляющие развитие многих болезнетворных и сапрофитных бактерий.

43. Круговорот углерода (спиртовое, молочно-кислое, масляно-кислое брожение). Углерод (СО₂) входит в состав органических соединений, которые являются продуктами фотосинтеза. В воздухе его содержится немногим более 0,03% (по объему). Такая кон­центрация углекислоты в атмосфере поддерживается относи­тельно постоянной в результате динамического равновесия между фотосинтезом и минерализацией. О значимости круго­ворота углерода в природе свидетельствует расчет: весь угле­род атмосферы в случае отсутствия пополнения был бы пол­ностью исчерпан при современной скорости фотосинтеза ме­нее чем за 20 лет. Велика роль микроорганизмов в поддер­жании равновесия и круговорота СО₂ на нашей планете. При минерализации органических веществ они образуют почти столькоже углерода, сколько используется растениями в про­цессе фотосинтеза. Спиртовое брожение. При спиртовом брожении микроор­ганизмы превращают углеводы (сахара) с образованием эти­лового спирта как основного продукта и углекислоты: C₆Hi20₆=2CH₃CH2+2CO2+27 кДж. К возбудителям спирто­вого брожения относятся некоторые дрожжи, главным обра­зом из рода Saccharomyces (S. cerevisiae, S. Mobusus, S. vini и др.). В промышленности используются культуральные дрож­жи. Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении происходит распад углеводов, а также многоатомных спиртов и белков до молочной кислоты. В зависимости от того, какие продукты образуются при сбраживании глюкозы — только молочная кислота или также и другие органические продук­ты и СО₂ — молочнокислые бактерии принято подразделять на гомоферментативные и гетероферментативные. Это деле­ние отражает различия в путях катаболизма углеводов. Маслянокислое брожение. Маслянокислое брожение обус­ловливают некоторые бактерии из рода Clostridium. Типич­ный представитель — Cl. butyricum. Это крупная палочка длиной от 2 до 10 мкм, подвижна, грамположительна, обра­зует споры, анаэроб. В качестве источника углерода исполь­зуют моно- и дисахариды, некоторые полисахариды (дек­стрин, крахмал), молочную, пировиноградную кислоты, ман-нит, глицерин и другие соединения. Маслянокислое брожение иногда бывает нежелательным. Например, при его развитии в заквашиваемых кормах бел­ковая часть корма разлагается,-образуемая масляная кисло­та ухудшает качество корма, происходит его прогоркание. Животные плохо поедают такой корм.

44. Типы биотических взаимоотношений микроорганизмов (мутуализм, антагонизм, комменсализм, паразитизм). Из огромного числа микроорганизмов, встречающихся в природе, только незначительная часть болезнетворна. В про­цессе многовековой эволюции одни виды микробов, приспосо­бившись к извлечению пищевых ресурсов из неживой при­роды, до сего времени остаются свободноживущими, другие виды постепенно адаптировались к сожительству с животны­ми или растениями и за счет их получают питательные ве­щества.Мутуализмом называют такое сожительство, когда оба симбионта — хозяин и микроб — получают взаимную вы­году. Некоторые виды бактерий, обитая в кишечнике, проду­цируют витамины, которые используются в организме жи­вотных для биокаталитических реакций. Комменсализм (франц. commensae — сотрапезник) — такая форма сожительства, когда один из симбионтов (в данном случае микроб) живет за счет хозяина, пользуется его защитой, но не причиняет хозяину никакого вреда.

Паразитизм (parasitos — нахлебник)—такая форма сожительства, когда микробы-паразиты питаются компонен­тами тканей хозяина, при этом причиняют ему вред, вызывая инфекционную болезнь. Такие микроорганизмы называются патогенными.

45. Понятие об инфекции, инфекционном процессе и инфекционной болезни.Инфекция- это комплекс биологических процессов, кот-е возникают в рез-те проникновения потогенных микробов в макроорг-м. На современном этапе под инфекцией понимают состояние зараженности при кот-м развивается эволюционно сложившийся комплекс биол реакций взаим-вия орг-ма и потоген микробов. Взаимоотношение между макро и микроорг-ми, а так же внешней средой очень динамичны. Динамику реакции взаим-вия между орг-ом, микробом наз-ют инфекцион процессом. (возб туберкулеза-легкие, возб-ль бруцеллеза у крс – в матке, у людей- в суставной капсуле, возб сиб язвы – в крови. Инфекционный процесс с 1-й стороны включает внедрение, размножение и распространение потоген орг-ма м/о в орг-ме, с др.стороны включает реакцию орг-ма, на это действие. Эти р-ции выражаются биохим-ки, морфологически, функционально и имуноалогические изменения кот-е направлены на сохранение постоянство внутрен-й среды орг-ма. Основные процессы инфекционного процесса: 1.Адгезия-прикрепление м/о к соотв кл-кам хозяина. 2.колонизация-закрепление м/о в соотв-щем уч-ке или органе.3.размножение-мультипликация, увеличение м/о. 4.пенетрация-проникновение в нижележащие слои и распр-ние инфекта.5. повреждение клеток и тканей – связь с размножением. Инфекционная болезнь имеет ряд особенностей отличающих ее от неинфекц болезней.1.инфекц болезнь всегда вызыв-ся специфическим возбудителем.2.инфекционный организм или заболевший организм сам становится источником возбудителем инфекции, кот выд-ся из больного орг-ма и заражает здоровых. Т.е. инфекционной болезни присуще заразность и микробоносительство.3. В больном орг-ме происходят иммунологические процессы в рез-те чего орг-м после выздоровления становится иммунным т.е. невосприимчивым к повторному заражению тем же возбудителям. Инфекционный процесс хар-ся периодами: 1.Инкубационный 2.Продромальный 3.Клинический или разгар болезни 4. Выздоровление

46. Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Патогенность – это видовой генетич признак, это способн возб-ля при благоприят усл-ях вызыв инф-ный пр-с, по этому призн различают 3 гр м/о: 1) патогенные – все возб-ли инфек болезней. 2) условно-патоген – эти м/о проявляют свою патогенность только при снижен резистентности макро/о (белый стафилококк, кандиды). 3) сапрофиты – микробы, не вызыв инф болезней (молочно-кислый стрептококк, почвен бациллы) Вирулентность – это степень прояявления патогенности у конкретного м/о. Различают: высоко-, средне- и низко вирулентные м/о. за ед измерен вир-ти принята летальная и инфицирующая доза. Мин смертельн доза – это наимен кол-во живых м/о или токсинов, вызывающ за опред срок гибель больш-ва жив-ных опред вида. Наиб точной явл-ся средн летальн доза, т.е.наим доза м/о вызывающ гибель половины жив-ных.

Вир-ть м/о мож ↑или ↓ искус приемами. Снижен вир-ти достиг-ся длит культивированием возб-ля на пит средах в лаборатории, культивир-нием возб-ля при макс темпер, добавлен к культурам м/о антисептич вещ-в. Повышен вир-ти достиг-ся путем последоват пассажей возб-ля ч/з опред вид лаборатор жив-го. Усилен вир-ти у нек-ых возб-лей мож произойти под д-ем протеолитич ферментов. Вир-ть связ-на с токсигенностью и инвазивностью. Токсигенность – это способ-ть м/о обр-ть токсины, кот вредно д-ют на орг-м, изменяя его метаболич ф-и. Инвазивность - это способ-ть м/о преодолять защит св-ва макро/о, проникать в органы и ткани, размонож в них и подавлять иммунитет. Инвазион св-ва патоген микробов обусловлены микробн ферментами, токсинами, капсулообр-ем и др хим компонентами.

47.Факторы патогенности микробов. Под фактора­ми патогенности понимают приспособительные механизмы возбудителей инфекционных болезней к меняющимся усло­виям макроорганизма, Синтезируемые в виде специализиро­ванных структурных или функциональных молекул, при по­мощи Которых они учавствуют в осуществлении инфекционно­го процесса. По функциоиальному значению их разделяют на четыре группы: 1) микробные ферменты, деполимеризующие структуры, препятствующие проникновению и распространению возбудителя в макроорганизме; 2) поверхностные структуры бактерий, способствующие закреплению их в ма­кроорганизме; 3) поверхностные структуры бактерий, обла­дающие антифагоцитарным действием; 4) факторы патоген­ности с токсической функцией.К первой группе относятся: Гшлуронидаза. Действие этого фермента в основном сво­дится к повышению проницаемости тканей. Кожа, подкожная клетчатка и межмыщечная клетчатка содержат мукоподисахариды и гиалуроновую кислоту, которые замедляют проникно­вение через эти ткани чужеродных веществ, даже в жидком состоянии.Фибринолизин. Некоторые штаммы гемолитического стреп­тококка, стафилококков, мершими синтезируют фибринолизин, который разжифкает плотные сгустки крови (фибрин).Нейраминидаза отщепляет от различных углеводов свя­занные с ними гликозадной связью концевые сиаловые кисло­ты, которые деполимеризуют соответствующие поверхностные структуры эпителиальных и других клеток организма, раз­жижают носовой секрет и муцинозный слой кишечника.ДНК-азы (дезоксирибонуклеаза) деполимеривуют нуклеи­новую кислоту, обычно появляющуюся при разрушения лей­коцитов в воспалительном очаге на месте внедрения микро­бов.Коллагсназа гидролизует входящие в состав коллагена, желатина и других соединений пептиды, содержащие продли.

Коагулаза. Цитратная или оксалатная кровяная плазма человека и животных быстро свертывается вирулентными штаммами золотистого стафилококка, таким же свойством обладают некоторые штаммы кишечной палочки и сенной бациллы.

Вторая группа .включает в себя патогенные микро­организмы, у которых обнаружены ворсинки, жгутики., пили, рибитотейхоевые и липотейхоевые кислоты, липопротеиды и липополисахариды, способствующие закреплению их в макооорганизме. Это явление названо адгезией, то есть способно­стью микроба адсорбироваться (прилипать) на чувствитель­ных клетках. Третья группа включает в себя бактерии, содержа­щие поверхностные структуры, обладающие антифагоцитарньим действием. К ним относятся А-протеин золотистого ста­филококка, М-горотеин пиогенного стрептококка, vi-антиген сальмонелл, липиды корд-фактора мгакобактерий туберкулеза и др.Лейкоцидин. Установлено, что некоторые грамположительные кокки (стафилококки, стрептококки) могут вырабаты­вать особый вид экзотоксина — лейкоцидин, парализующий активность лейкоцитов и разрушающий их.Нейротоксины обладают выраженной тропностью: к центральной нервной ткани (тетанолизин — токсин столбняч­ного микроба); к периферической ткани (ботулинические нейротоксипы); к отдельным звеньям симпатической нервной си­стемы, нейрогуморальной системе и др.Энтеротоксины — белки, вызывающие расстройства желудочно-кишечного тракта у животных. Способность энтеротоксинов повышать проницаемость сосудов и выход жидко­сти, ионов натрия и хлоридов кальция в просвет кишечника приводит к нарушению обменных процессов и развитию диарей. Некротоксин (гистотоксин) приводит ткань к омертвению, тормозит тепларегуляцию, понижая температуру тела

49. Фагоцитоз и его фазы. Фагоцитоз. В учении об иммунитете особое место занимает фагоцитоз, или внутриклеточное пищеварение, которое наблюда­ется не только у одноклеточных, но и у высших организмов.

Шип розы, воткнутый в личинку морской звезды, и заноза, попавшая в палец человека, вызывают сходное явление. И в том и в другом случае особый вид клеток устремляется к источнику раздражения и окружает его. Такие же клетки скапливаются вокруг микробов, если последние попадают в организм, и пере­варивают их, что предотвращает размножение микробов, а следо­вательно, и развитие болезни. Фагоцитарной активностью характе­ризуются лейкоциты. В процессе фагоцитоза различают следующие фазы: а) при­ближение и адгезия фагоцитов к микробам (положительный хемиотаксис); б) поглощение микробов или их частиц; в) посте­пенное переваривание. При этом форма микробов изменяется, они набухают, становятся зернистыми и, наконец, растворяются, элиминируют. Однако следует отметить, что микобактерии ту­беркулеза и проказы, бруцеллы, листерии и некоторые другие микробы в цитоплазме макрофагов могут сохранять жизнеспо­собность и даже размножаться. В дальнейшем было установлено, что чем активнее фагоцитоз, тем благоприятнее протекает болезнь, и наоборот. У иммунных животных фагоцитоз выражен более ярко, чем у неиммунных. Исходя из результатов исследования, по степени фагоцитарной активности можно судить об иммунологическом состоянии орга­низма.

50. Иммунитет и его виды. Иммунитет – это невосприимчивость к заразному началу. Это защитная ф-я макро/о. иммунитет-это врожден или приобретен способность макро/о к защите, специфич напр-ная против любых генетич чужеродн д/него агентов. Такими агентами д/него явл-ся возб-ли инф-ных болезней, токсины м/о или структурн компонен микробов: белки, ВМПолисахариды. Эти агенты наз-ся АнтиГенами, т.е.генетич чужеродн агенты д/ макро/о. все что связано с иммунитетом изуч наука иммунология. Она изуч генетич молекулярн и клеточн механизмы, реагир-ние орг-ма на чужеродн субстанц. Основоположник современ иммунологии Луи Пастер. На основан рез-тов своих исследований он сформулир осн принцип защиты орг-ма от люб инф-ной болезни. Он заключ в том что орг-м после встречи с ослаблен возб-лем стан-ся невосприимчивым к вирулентным м/о. того же вида микробов. Орг-м чел-ка и жив всегда оч точно диферен-ют «свое от чужого», поэтому главн знач-е иммунитета сост в распознаван своего от чужого. Проникновен во внутрен среду орг-ма генетич чужеродн агентов приводит к нарушению его структурн и хим сост. Кол-ное и кач-ное «постоянство» внутр среды орг-ма наз-ся гомеостазом. Иммунитет-одно из его проявлений.

51. Иммунная система и ее функции. Сист орг-мов и тканей осущ-мая реагир-нием против генетич чужеродн агентов наз-ся иммунной сист орг-ма. Иммунная система – совокуп лимфодных орг-в и тканей, кот производят кл-ки, способн самост или путем синтез-ных ими АТ специфич вз-вовать с АГ. В ее сост вход центральн и переферич органы. К центр относ тимус(вилочковая железа), костн мозг, сумка(бурса) фабрициуса у птиц, ее аналог у жив пейеровы бляшки. К переферич относ селезенка, лимф узлы, салитарные фолликулы и кровь. Основная функция иммунной системы - защита от всего генетически чужеродного - основана на ее способности распознавать "свое" и "чужое". Действие иммунной системы направлено не только на чужеродное, поступающее извне, например на микробы, но и на собственные измененные клетки. Нарушение функций иммунной системы приводит к разным заболеваниям - от крапивницы и аллергического ринита до ревматоидного артрита и злокачественных новообразований. Все больше внимания уделяется изучению возможного влияния психол. факторов на изменения в иммунной системе и, следовательно, на восприимчивость к разного рода болезням. Действительно, было показано, что стрессовые ситуации могут изменять иммунологическую активность организма и увеличить восприимчивость к нек-рым связанным с ней заболеваниям. Однако, судя по всему, наблюдаемые изменения в функционировании иммунной системы определяются целым рядом факторов. Более того, иммунный ответ может зависеть от процессов обусловливания, так что иммуносупрессивный эффект таких средств, как циклофосфамид, может вызываться условными раздражителями, сочетавшимися с приемом этого лекарства. Хотя функционирование иммунной системы традиционно считалось не зависящим от деятельности ЦНС, было показано, что воздействия, так или иначе нарушающие нормальное функционирование ЦНС (напр., поражение передней доли гипоталамуса), влияют на иммунологическую реактивность. Верно и обратное, а именно - применение антигенов, судя по всему, влияет на активность нейронов в определенных отделах головного мозга. В обширной литературе по этому вопросу мы находим указания на то, что гормональные изменения оказывают глубокое влияние на деятельность иммунной системы. Если следовать этой логике, представляется вполне возможным, что процессы, проходящие в ЦНС, влияют на деятельность иммунной системы через изменение гормональной секреции.

70