Бактериофаги. Морфология. Вирулентные и умеренные фаги. Лизогения. Фаговая конверсия. Применение.

Вирусы бактерий (бактериофаги).

Естественной средой обитания фагов является бактериальная клетка, поэтому фаги распространены повсеместно (например, в сточных водах). Фагам присущи биологические особенности, свойственные и другим вирусам.

Наиболее морфологически распространенный тип фагов характеризуется наличием головки- икосаэдра, отростка (хвоста) со спиральной симметрией (часто имеет полый стержень и сократительный чехол), шипов и отростков (нитей), т.е. внешне несколько напоминают сперматозоид.

Взаимодействие фагов с клеткой (бактерией) строго специфично, т.е. бактериофаги способны инфицировать только определенные виды и фаготипы бактерий.

Основные этапы взаимодействия фагов и бактерий.

1.Адсорбция (взаимодействие специфических рецепторов).

2.Внедрение вирусной ДНК (инъекция фага) осуществляется за счет лизирования веществами типа лизоцима участка клеточной стенки, сокращения чехла, вталкивания стержня хвоста через цитоплазматическую мембрану в клетку, впрыскивание ДНК в цитоплазму.

3.Репродукция фага.

4.Выход дочерних популяций.

Основные свойства фагов.

Различают вирулентные фаги, способные вызвать продуктивную форму процесса, и умеренные фаги, вызывающие фаговую конверсию. В последнем случае геном фага в клетке не реплицируется, а внедряется (интегрируется) в хромосому клетки хозяина (ДНК в ДНК), фаг превращается в профаг. Этот процесс получил название лизогении. Если в результате внедрения фага в хромосому бактериальной клетки она приобретает новые наследуемые признаки, такую форму изменчивости бактерий называют лизогенной (фаговой) конверсией. Бактериальную клетку, несущую в своем геноме профаг, называют лизогенной, поскольку профаг при нарушении синтеза особого белка- репрессора может перейти в литический цикл развития, вызвать продуктивную инфекцию с лизисом бактерии.

Умеренные фаги имеют важное значение в обмене генетическим материалом между бактериями - в трансдукции (одна из форм генетического обмена). Например, способностью вырабатывать экзотоксин обладают только возбудитель дифтерии, в хромосому которого интегрирован умеренный профаг, несущий оперон tox, отвечающий за синтез дифтерийного экзотоксина. Умеренный фаг tox вызывает лизогенную конверсию нетоксигенной дифтерийной палочки в токсигенную.

По спектру действия на бактерии фаги разделяют на :

- поливалентные (лизируют близкородственные бактерии, например сальмонеллы);

- моновалентные (лизируют бактерии одного вида);

- типоспецифические (лизируют только определенные фаговары возбудителя).

На плотных средах фаги обнаруживают чаще с помощью спот (spot) - теста (образование негативного пятна при росте колоний) или методом агаровых слоев (титрования по Грациа). Смотри протокол (методы выявления фагов!).

Практическое использование бактериофагов.

1.Для идентификации (определение фаготипа).

2.Для фагопрофилактики (купирование вспышек).

3.Для фаготерапии (лечение дисбактериозов).

4.Для оценки санитарного состояния окружающей среды и эпидемиологического анализа.

Основы экологической микробиологии. Основные понятия.

Определение понятия «экологическая микробиология»

► раздел общей микробиологии, изучающий взаимоотношения микроорганизмов

Между собой

С объектами внешней среды

С макроорганизмом

Основные понятия экологической микробиологии

► Популяция

Совокупность особей одного вида, обитающих в пределах определенного биотопа

► Биотоп

Территориально ограниченный участок биосферы с относительно однородными условиями жизни

► Микробиоценоз

Сообщество популяций микроорганизмов, обитающих в определенном биотопе

► Экосистема

Система, состоящая из биотопа и биоценоза

► Биосфера

Общая сумма всех экосистем (живая оболочка планеты)

Экологические связи в микробиоценозах

► Нейтрализм – обитающие в одном биотопе популяции не оказывают друг на друга ни стимулирующего, ни подавляющего действия.

► Симбиоз – обе популяции извлекают для себя пользу.

► Сотрудничество – слабая степень взаимозависимости симбионтов.

► Мутуализм – полная степень взаимозависимости симбионтов, при которой они выполняют разные, дополняющие друг друга, жизненные функции.

► Комменсализм (нахлебничество) – комменсалы питаются остатками пищи хозяина, которые в его рационе не имеют значения.

► Конкуренция (антагонизм) – подавление одной популяции другой.

► Паразитизм – одна популяция (паразит), нанося вред другой популяции (хозяину), извлекает для себя пользу.

Микрофлора тела человека. Состав нормальной микрофлоры. Значение. Дисбактериоз (дисбиоз).

Микрофлора тела человека

► Облигатная

(постоянная = резидентная = аутохтонная)

Закономерно встречающаяся

► Факультативная

(случайная = транзиторная = аллохтонная)

Зависящая от:

Поступления из окружающей среды,

Состояния иммунной системы

Состав нормальной микрофлоры тела человека

Кожа

► стафилококки

► кандиды

Ротовая полость

► более 100 видов

Желудок

► микрофлора бедна

Кишечник

► Преобладают:

Бифидобактерии,

Лактобактерии,

Бактероиды.

► В большом количестве:

E. сoli,

Энтерококк.

► В небольшом количестве:

Др. энтеробактерии,

Стафилококки,

Кандиды,

Клостридии.

Дыхательные пути

► стрептококки

► коринебактерии

► стафилококки

Ухо

► наружное – = кожа

► среднее и внутреннее – стерильны

Конъюнктива

► микрофлора бедна

Мочеполовая система

► микроорганизмы присутствуют в уретре (особенно – её нижней части)

► мочевой пузырь, мочеточники и почки – стерильны

► полость матки – стерильна

► состав микрофлоры влагалища зависит от степени чистоты (гинекологический термин), преобладают лактобактерии

Значение нормальной микрофлоры тела человека

► Антагонизм к патогенным видам (фактор неспецифической резистентности – естественного иммунитета).

► Способствует процессам пищеварения в кишечнике (в целом – способствует нормальному функционированию желудочно-кишечного тракта).

► Способствует организации, созреванию и функционированию иммунной системы.

Нарушение нормальной микрофлоры и подходы к её нормализации

Нарушение качественного и количественного состава микробиоценоза – дисбактериоз (дисбиоз, дисмикробиоз).

Принципиальные подходы к нормализации дисбактериоза:

► назначение эубиотиков (препаратов, содержащих живые культуры нормальных обитателей кишечника):

Бифидобактерий – бифидумбактерин,

Лактобактерий – лактобактерин,

Кишечной палочки – колибактерин,

Бифидобактерий и кишечной палочки – бификол, и др.

► назначение пробиотиков (препаратов, стимулирующих развитие нормальной мирофлоры),

► устранение причины, вызвавшей дисбактериоз.