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.