Fazat e riprodhimit të mikroorganizmave. Rritja dhe riprodhimi i baktereve

Rritja dhe riprodhimi i baktereve. Mekanizmi dhe shpejtësia e riprodhimit. Fazat e riprodhimit mikrobik.

1. Konceptet e rritjes dhe riprodhimit të baktereve

2. Popullata bakteriale

3.Kolonitë

1 . Për diagnostifikimin mikrobiologjik, studimin e mikroorganizmave dhe për qëllime bioteknologjike kultivohen mikroorganizmat në media artificiale ushqyese.

Nën rritja bakteriale kuptojnë rritja e masës qelizore pa ndryshuar numrin e tyre në popullatë si rezultat i riprodhimit të koordinuar të të gjithë komponentëve dhe strukturave qelizore.
Postuar në ref.rf
Rritja e numrit të qelizave në një popullatë mikroorganizmash të shënuar me termin "riprodhimi". Karakterizohet koha e gjenerimit(intervali kohor gjatë të cilit dyfishohet numri i qelizave) dhe një koncept të tillë si përqendrimi i baktereve(numri i qelizave në 1 ml).

Ndryshe nga cikli i ndarjes mitotike tek eukariotët, ndodh riprodhimi i shumicës së prokariotëve (baktereve). me ndarje binare, dhe aktinomicetet - duke lulëzuar. Sidoqoftë, të gjithë prokariotët ekzistojnë në një gjendje haploide, meqenëse molekula e ADN-së përfaqësohet në qelizë në njëjës.

2. Gjatë studimit të procesit të riprodhimit bakterial, është jashtëzakonisht e rëndësishme të merret parasysh se bakteret ekzistojnë gjithmonë në formën e popullatave pak a shumë të shumta, dhe zhvillimit popullata bakteriale në një mjedis të lëngshëm ushqyes në kulturën e grumbullit mund të konsiderohet si sistem i mbyllur.

Ka 4 faza në këtë proces:

‣‣‣ 1 - fillestare, ose faza e vonesës ose faza e vonesës riprodhuese - karakterizuar fillimi i rritjes intensive të qelizave, Por shkalla e ndarjes së tyre mbetet e ulët;

‣‣‣ 2 - logaritmike ose Faza log, ose faza eksponenciale, - karakterizuar shkalla maksimale konstante e ndarjes së qelizave dhe një rritje e konsiderueshme e numrit të qelizave në popullatë;

‣‣‣ 3 - faza stacionare - vjen kur numri i qelizave në popullatë ndalon së rrituri. Kjo për faktin se ndodh një ekuilibër midis numrit të qelizave të sapoformuara dhe atyre që vdesin. Numri i qelizave bakteriale të gjalla në një popullatë për njësi vëllimi të mediumit ushqyes në fazën stacionare shënohet si M-përqendrimi. Ky tregues është një tipar karakteristik për çdo lloj bakteri;

‣‣‣ 4 - faza e vdekjes (vdekja logaritmike) - karakterizuar një mbizotërim në popullatë të numrit të qelizave të vdekura dhe një rënie progresive e numrit të qelizave të qëndrueshme në popullatë. Ndërprerja e rritjes së numrit (riprodhimit) të një popullate mikroorganizmash ndodh për shkak të varfërimit të mediumit ushqyes dhe/ose akumulimit të produkteve metabolike të qelizave mikrobike në të. Për këtë arsye, duke hequr produktet metabolike dhe/ose duke zëvendësuar mediumin ushqyes, duke rregulluar kalimin e popullatës mikrobike nga faza e palëvizshme në fazën e vdekjes, është e mundur të krijohet sistemi i hapur biologjik duke kërkuar të eliminojë ekuilibrin dinamik në një nivel të caktuar të zhvillimit të popullsisë.

Ky proces i rritjes së mikroorganizmave quhet zakonisht kultivimi i rrjedhës (kultura e vazhdueshme). Rritja në një kulturë të vazhdueshme bën të mundur marrjen e masave të mëdha të baktereve gjatë kultivimit të rrjedhës në pajisje speciale (kemostatet dhe turbidistatet) dhe përdoret në prodhimin e vaksinave, si dhe në bioteknologji për prodhimin e substancave të ndryshme biologjikisht aktive të prodhuara nga mikroorganizmat. .

Për të studiuar proceset metabolike gjatë gjithë ciklit të ndarjes qelizore, është gjithashtu e mundur të përdoret kulturat sinkrone - kultura të tilla bakteriale, të gjithë anëtarët e popullatës së të cilave janë në një fazë të ciklit. Kjo arrihet duke përdorur metoda të veçanta kultivimi.

Në këtë rast, pas disa ndarjeve të njëkohshme, pezullimi i qelizave të sinkronizuara gradualisht kalon në ndarjen asinkrone, në mënyrë që numri i qelizave të rritet më pas jo hap pas hapi, por vazhdimisht.

3. Kur kultivohet në mjedise të forta ushqyese, formohen bakteret kolonitë - një grup bakteresh të së njëjtës specie të dukshme me sy të lirë, që më së shpeshti është pjellë e një qelize.

Kolonitë e baktereve të llojeve të ndryshme janë të ndryshme:

formë ‣‣‣;

madhësia ‣‣‣;

‣‣‣ transparencë;

‣‣‣ ngjyrë;

‣‣‣ lartësia;

‣‣‣ natyra e sipërfaqes dhe e skajeve;

‣‣‣ qëndrueshmëri.

Natyra e kolonive - një nga karakteristikat taksonomike të baktereve.

44. Përkufizimi dhe thelbi i koncepteve “biosferë” dhe “biocenozë”. Idetë moderne rreth evolucionit të mikrobeve.

Në natyrë, mikroorganizmat banojnë pothuajse në çdo mjedis (tokë, ujë, ajër) dhe janë shumë më të përhapur se qeniet e tjera të gjalla. Për shkak të shumëllojshmërisë së mekanizmave për riciklimin e ushqimit dhe burimeve të energjisë, si dhe përshtatjes së theksuar ndaj ndikimeve të jashtme, mikroorganizmat mund të jetojnë aty ku format e tjera të jetës nuk mund të mbijetojnë.

Habitatet natyrore të shumicës së organizmave janë uji, toka dhe ajri. Numri i mikroorganizmave që jetojnë në bimë dhe në trupat e kafshëve është shumë më i vogël. Shpërndarja e gjerë e mikroorganizmave shoqërohet me lehtësinë e përhapjes së tyre përmes ajrit dhe ujit; në veçanti, sipërfaqja dhe fundi i trupave me ujë të ëmbël dhe të kripur, si dhe disa centimetra të shtresës së sipërme të tokës, janë të mbushura me mikroorganizma që shkatërrojnë lëndën organike. Një numër më i vogël i mikroorganizmave kolonizojnë sipërfaqen dhe disa zgavra të brendshme të kafshëve (për shembull, traktin gastrointestinal, traktin e sipërm respirator) dhe bimët.

Në zonat e habitatit, formohen mikroorganizma biocenoza[nga greqishtja bios, jeta, + koinos, komunitet] - shoqata komplekse me marrëdhënie specifike dhe shpesh të pazakonta. Çdo komunitet mikrobik në një biocenozë specifike formon specifike mikroorganizmave autoktone[nga greqishtja autovetura juaji, + chton, vend, lokalitet], domethënë mikrobe të qenësishme në një zonë specifike.

Simbiozë[nga greqishtja simbiozë, bashkëjetesë] - bashkëjetesa afatgjatë e mikroorganizmave në bashkësitë jetëgjatë. Marrëdhënia në të cilën një mikroorganizëm ndodhet jashtë qelizave të bujtësit (organizëm më i madh) njihet si ektosimbioza: kur lokalizohet brenda qelizave, njihet si endosimbiozë. Mikrobet tipike ektosimbiotike - Escherichia coli gjinitë e baktereve Bakteroidet Dhe Bifidobacterium, Proteus vulgaris, si dhe përfaqësues të tjerë të mikroflorës së zorrëve. Si shembull i endosimbiozës, ne mund të konsiderojmë plazmidet që ofrojnë, për shembull, rezistencë bakteriale ndaj ilaçeve. Marrëdhëniet simbiotike ndahen gjithashtu sipas përfitimeve të marra nga secili partner.

Mutualizmi[nga lat. mutuus, reciproke] - marrëdhënie simbiotike e dobishme reciproke. Kështu, mikroorganizmat prodhojnë substanca biologjikisht aktive të nevojshme për trupin pritës (për shembull, vitaminat B). Në të njëjtën kohë, endo- dhe ektosimbiontet që jetojnë në makroorganizma mbrohen nga kushtet e pafavorshme mjedisore (tharja dhe temperaturat ekstreme) dhe kanë akses të vazhdueshëm në lëndë ushqyese. Nga të gjitha llojet e mutualizmit, më befasuesja është kultivimi i disa kërpudhave nga insektet (brumbujt dhe termitet). Nga njëra anë, kjo kontribuon në një shpërndarje më të gjerë të kërpudhave, nga ana tjetër - o\

mj siguron një burim të vazhdueshëm të lëndëve ushqyese për larvat. Kjo të kujton kultivimin njerëzor të bimëve dhe mikroorganizmave të dobishëm.

Kommensalizëm- një lloj simbiozë në të cilën përfiton vetëm njëri partner (pa shkaktuar dëm "të dukshëm" tek tjetri); mikroorganizmat e përfshirë në marrëdhënie të tilla janë komensale [nga lat. qeliza-, s, + mensa, tavolinë; fjalë për fjalë - shokë tavoline]. Mikroorganizmat komensal kolonizojnë lëkurën dhe zgavrat e trupit të njeriut (për shembull, traktin gastrointestinal), pa shkaktuar dëm "të dukshëm"; tërësia e tyre është flora mikrobike normale (mikroflora natyrore). Organizmat tipikë ektosimbiotikë komensalë janë Escherichia coli, bifidobakteret, stafilokokët dhe laktobacilet. Shumë baktere komenzale i përkasin mikroflorës oportuniste dhe janë të afta, në rrethana të caktuara, të shkaktojnë sëmundje të makroorganizmit (për shembull, kur ato futen në qarkullimin e gjakut gjatë procedurave mjekësore).

Rritja dhe riprodhimi i baktereve. Mekanizmi dhe shpejtësia e riprodhimit. Fazat e riprodhimit mikrobik. - koncepti dhe llojet. Klasifikimi dhe veçoritë e kategorisë "Rritja dhe riprodhimi i baktereve. Mekanizmi dhe shpejtësia e riprodhimit. Fazat e riprodhimit mikrobial". 2017, 2018.

Qelizat, si çdo organizëm i gjallë, lindin, jetojnë dhe vdesin. Rritja dhe riprodhimi i baktereve ndodh shumë shpejt, ato mund të pushtojnë të gjithë hapësirën e jetesës në planet nëse jo për brishtësinë dhe faktorët kufizues (temperatura, niveli i aciditetit, mungesa e ushqimit, etj.). Në kushte të favorshme, dyfishimi i qelizave zgjat mesatarisht rreth gjysmë ore. Megjithatë, në situata kritike, disa lloje të mikroorganizmave (bakteret që formojnë spore) janë të afta të formojnë spore dhe të "hibernojnë" për një periudhë mjaft të gjatë.

Përhapja e shpejtë e baktereve ka të mirat dhe të këqijat e veta. Përdorimi i mikroorganizmave në bioteknologji (maja, acid laktik, organizma azotfiksues, myk, etj.) synon përmirësimin e cilësisë së jetës. Megjithatë, rritja e pakontrolluar e mikrobeve që shkaktojnë sëmundje (patogjene) është e rrezikshme për njerëzit. Mikroflora e një personi gjithashtu mund të dëmtojë shëndetin. Në mjekësi, ekziston koncepti i sindromës së rritjes së tepërt bakteriale, në të cilën numri i mikrobeve oportuniste në trupin e njeriut rritet ndjeshëm, gjë që përbën një kërcënim për shëndetin.

Rritja dhe riprodhimi i qelizave janë dy procese të ndryshme. Rritja i referohet një rritje të masës qelizore për shkak të formimit të të gjitha strukturave qelizore. Riprodhimi është një rritje në numrin e qelizave në një koloni. Ka ndarje binare, lulëzimin dhe rikombinimin gjenetik (një proces që të kujton riprodhimin seksual).

Shumica e qelizave prokariote (jo bërthamore), të cilave u përkasin të gjitha bakteret, riprodhohen duke u ndarë në dysh (ndarje binar). Në këtë mënyrë, për shembull, riprodhohen bakteret e acidit laktik. Procesi fillon me dyfishimin e kromozomit bakterial (një molekulë e ADN-së që zëvendëson bërthamën) dhe vazhdon në disa faza:

• qeliza zgjatet;
• guaska e jashtme "rritet" nga brenda dhe formon një ndarje tërthore (shtrëngim);
• dy qeliza të reja (bijë) lëvizin në drejtime të ndryshme.

Rezultati është dy organizma identikë.

Mikroorganizmat individualë ndahen sipas lulëzimit, por ky është më tepër një përjashtim nga rregulli i përgjithshëm. Procesi konsiston në formimin e një zgjatjeje të shkurtër në një nga polet e qelizës, në të cilën "rrëshqet" njëra nga gjysmat e nukleoidit të ndarë (molekulat e ADN-së me informacion gjenetik). Më pas, zgjatja rritet dhe ndahet nga qeliza amë.

Ekziston një mundësi tjetër që i ngjan riprodhimit seksual - rikombinimi gjenetik. Në këtë rast, informacioni gjenetik shkëmbehet dhe rezultati është një qelizë që përmban gjenet e prindërve të saj. Ekzistojnë tre mënyra për të transferuar informacionin gjenetik:

• konjugim - transferim i drejtpërdrejtë (jo shkëmbim) i një pjese të ADN-së gjatë kontaktit nga një bakter në tjetrin (procesi ndodh vetëm në një drejtim);
• transduksion - transferimi i një fragmenti të ADN-së duke përdorur një bakterofag (virus bakterial);
• transformimi - thithja e informacionit gjenetik të qelizave të vdekura ose të shkatërruara nga mjedisi.

Kështu, vetëm si rezultat i ndarjes binare dhe lulëzimit fitohen qelizat identike me njëra-tjetrën. Gjatë rikombinimit gjenetik, qeliza pëson ndryshime, duke zhvilluar veti të reja dhe duke fituar funksione të tjera.

Shpejtësia dhe fazat e rritjes së mikroorganizmave

Në mjediset ushqyese, rritja dhe riprodhimi i baktereve ndodh në disa faza, duke ndryshuar në sasinë e ushqimit në dispozicion dhe akumulimin e produkteve të mbeturinave:

1. Faza e parë (latente) përcaktohet nga faktorët e përshtatjes me mjedisin ushqyes. Në këtë kohë, mikroorganizmat sapo po mësohen me kushte të reja. Nuk vërehet rritje bakteriale.
2. Faza e dytë (eksponenciale) karakterizohet nga rritja e progresionit gjeometrik (rritja përgjatë një kurbë eksponenciale). Gjatë kësaj periudhe, qelizat bakteriale rriten në mënyrë aktive, duke përdorur të gjithë ushqimin në dispozicion (shkalla maksimale e rritjes). Pasi ka arritur një madhësi të caktuar, bakteri fillon të ndahet dhe procesi i riprodhimit vazhdon me një shpejtësi konstante, pasi ka ende furnizime të mjaftueshme ushqimore. Si rezultat i rritjes së ritmit të rritjes dhe riprodhimit, mbetjet (toksinat) grumbullohen në mjedis. Nga fundi i fazës, shkalla e rritjes fillon të ulet.
3. Faza e tretë karakterizohet nga rritja e palëvizshme, d.m.th. numri i qelizave "të porsalindur" përkon me numrin e të vdekurve. Kurba e rritjes dhe riprodhimit nuk rritet më në këtë segment. Norma e rritjes po ngadalësohet. Për disa kohë, numri i përgjithshëm i baktereve në mediumin ushqyes mbetet i pandryshuar. Megjithatë, për shkak të shfaqjes së "anëtarëve të familjes" të rinj, rezervat e lëndëve ushqyese zvogëlohen dhe toksiciteti i mjedisit rritet. Ky proces përkeqëson kushtet e jetesës së të gjithë kolonisë.
4. Faza e katërt - vdekja e mikroorganizmave - ndodh si rezultat i një rënie katastrofike të ushqimit dhe një rritje të toksicitetit të mjedisit. Numri i organizmave të gjallë po zvogëlohet vazhdimisht, ka më pak qeliza të qëndrueshme sesa homologët e tyre të vdekur.

Shpejtësia e rritjes kinetike të një kolonie bakteriale varet kryesisht nga lloji i baktereve, përbërja e lëndës ushqyese, numri i qelizave të mbjella (të futura në mjedis), mosha e kulturës, mënyra e frymëmarrjes dhe një numër faktorë të tjerë. Për shembull, për riprodhimin e baktereve të acidit laktik, është e rëndësishme të ruani temperaturat në një interval mjaft të ngushtë (25-30⁰C) dhe një nivel të caktuar të aciditetit të mjedisit (pH). Për riprodhimin e qelizave aerobe dhe anaerobe, faktori vendimtar është prania ose mungesa e oksigjenit për frymëmarrje, dhe qelizat që formojnë spore kanë nevojë për një sasi të mjaftueshme ushqimi.

Kushtet për rritjen e mikrobeve në mjedise artificiale

Për studim (mjekësi, mikrobiologji) dhe përdorim (industri), kulturat bakteriale rriten në mjedise ushqyese artificiale, të cilat ndahen sipas konsistencës, origjinës dhe qëllimit:

• media artificiale të lëngshme, gjysmë të lëngshme dhe të dendura (të ngurta);
• media me origjinë shtazore, bimore ose sintetike (përbërje kimikisht të pastra në një përqendrim të përcaktuar rreptësisht);
• konvencionale (universale), diferenciale (ndryshojnë sipas llojit të baktereve), media speciale, selektive ose pasuruese (duke shtypur rritjen e mikrobeve të padëshiruara).

Ka baktere që kërkojnë kushte të veçanta. Për shembull, mikroorganizmat anaerobe (si spore-formues dhe jo-spororë) kultivohen në kushte anaerobe (pa oksigjen). Për qelizat aerobike, oksigjeni bëhet faktori vendimtar për riprodhimin. Anaerobet fakultative janë në gjendje të ndryshojnë mënyrën e frymëmarrjes në varësi të kushteve. Organizmat aerobikë që formojnë spore që përdoren për të prodhuar probiotikë janë shumë të ndjeshëm ndaj ushqimit të reduktuar dhe cilësisë së tij. Anaerobet që formojnë spore kërkojnë mungesë të plotë të oksigjenit. Parimi themelor i kultivimit të mikroorganizmave është krijimi i kushteve të favorshme (ushqyerja, frymëmarrja, temperatura), që ndonjëherë paraqet vështirësi të caktuara.

Kështu, për të rritur anaerobet, përdoret metoda e mbjelljes së thellë, d.m.th., një kulturë bakteriale futet në thellësitë e një mediumi të dendur ushqyes, kimikatet që thithin oksigjenin i shtohen atmosferës së rritjes ose ajri pompohet, duke e zëvendësuar atë me një gaz inert. Në rastin e baktereve që formojnë spore, një frenues i sintezës së proteinave i shtohet mediumit ushqyes, duke ndaluar kështu procesin e sporulimit.

Kultivimi i mikroorganizmave

Kultivimi i referohet rritjes artificiale të qelizave në kushte të kontrolluara. Qëllimi përfundimtar është të merret një produkt biologjik nga bakteret ose me ndihmën e baktereve. Droga të tilla mund të jenë terapeutike, diagnostikuese ose profilaktike. Ka disa mënyra kultivimi:

1. Metoda stacionare karakterizohet nga një mjedis konstant nuk ka ndërhyrje në proces. Megjithatë, me këtë metodë të kultivimit në mjedise të lëngshme ushqyese, organizmat anaerobe japin një rendiment të parëndësishëm.
2. Metoda e kultivimit të thellë përdoret në industri për rritjen e biomasës bakteriale. Për këtë, përdoren kontejnerë të veçantë. Faktorët e rritjes janë ruajtja e temperaturës dhe furnizimi me lëndë ushqyese në media të lëngshme. Përveç kësaj, nëse është e nevojshme, kryhet nxitje ose furnizim me oksigjen (për frymëmarrjen e baktereve aerobe).
3. Metoda e medias rrjedhëse (kultivimi industrial) bazohet në ruajtjen e vazhdueshme të kulturës në fazën e rritjes eksponenciale. Kjo arrihet me futjen e vazhdueshme të lëndëve ushqyese dhe largimin e mbetjeve toksike nga qelizat. Kjo teknologji bën të mundur arritjen e rendimentit maksimal të substancave të ndryshme biologjikisht aktive (antibiotikë, vitamina, etj.).

Një nga preparatet më të rëndësishme industriale është kultura e baktereve të acidit laktik, të cilat përdoren për përgatitjen e bulmetit, lakër turshi, ensilimin e ushqimit dhe prodhimin e një zëvendësuesi të plazmës së gjakut. Për të marrë një rezultat përfundimtar të garantuar, është e nevojshme të kontrollohet rreptësisht cilësia që rezulton e baktereve të acidit laktik.

Keni nevojë për një lëndë ushqyese të përshtatshme dhe një preparat me një kulturë të pastër të baktereve të acidit laktik të rritur në kushte laboratorike. Më pas, procesi i kultivimit lihet derisa të ndodhë faza e tretë (ekuilibri), pas së cilës mund të fillojë të korret "korrja" e baktereve të acidit laktik.

Sindroma e rritjes së tepërt bakteriale

Rritja e qelizave bakteriale nuk është gjithmonë e dobishme, një rritje e tepërt e popullatave bakteriale në trupin e njeriut mund të jetë e rrezikshme për shëndetin. Shkelja e përbërjes cilësore dhe sasiore të mikroflorës së zorrëve quhet sindroma klinike e rritjes së tepërt bakteriale. Mjekët thonë se përdorimi i termit "dysbacteriosis" për të përshkruar këtë proces nuk është plotësisht i saktë. Fakti është se numri i baktereve anaerobe të dobishme për trupin (bifidobakteret) në fakt zvogëlohet, por numri i qelizave oportuniste (për shembull, E. coli aerobike) rritet.

Baktere të ndryshme jetojnë në pjesë të ndryshme të traktit gastrointestinal. Në zorrën e hollë, ndërsa përparoni, përbërja e mikroflorës dhe numri i mikroorganizmave ndryshon gradualisht. Llojet aerobe (në rritje në oksigjen) të baktereve gradualisht ia lënë vendin anaerobe (mjedis pa oksigjen). Në sindromën e rritjes së tepërt klinike, spektri bakterial zhvendoset drejt organizmave gram-negativë (më patogjenë), aerobikë fakultativë dhe anaerobe.

Ndërsa i afroheni zorrës së trashë, numri i baktereve anaerobe (bifidobakteret dhe bakteroidet) rritet. Përfaqësuesit kryesorë të mikroflorës anaerobe - bifidobakteret - janë përgjegjës për sintezën e proteinave, vitaminave B, acideve të ndryshme dhe substancave të tjera të nevojshme për jetën. Mikroorganizmat aerobikë (Escherichia coli) prodhojnë një sërë vitaminash dhe acidesh që marrin pjesë në tretje dhe mbështesin imunitetin.

Bakteret e acidit laktik janë një tjetër përfaqësues i mikroflorës së zorrëve. Ato i përkasin organizmave mikroaerofilë, d.m.th., një nga faktorët e rritjes dhe riprodhimit të baktereve të acidit laktik është oksigjeni, por në sasi shumë të vogla. Këta mikroorganizma janë përgjegjës për rregullimin e aciditetit të traktit gastrointestinal, duke penguar kështu rritjen e baktereve putrefaktive.

Çdo lloj bakteri kryen funksionin e vet, të përcaktuar qartë. Në sindromën e rritjes së tepërt, mikroflora fekale që normalisht jeton në zorrën e trashë (E. coli ose qeliza anaerobe) hyn në zorrën e hollë. Përbërja sasiore dhe cilësore e mikroflorës bakteriale ndryshon, performanca e disa funksioneve ngadalësohet ose bëhet e pamundur. Shfaqen kushtet për rritjen dhe riprodhimin e baktereve patogjene.

Kriteret klinike të sëmundjes

Kriteret për zhvillimin e sindromës së rritjes së tepërt bakteriale mund të jenë:

• dispepsi, imunitet i ulur, ndryshime në aciditetin e stomakut;
• shkelje e integritetit të traktit të zorrëve;
• pasojat e operacionit;
• sëmundjet e traktit gastrointestinal;
• stresi;
• përdorimi i pakontrolluar i antibiotikëve.

Manifestimet klinike të sindromës së rritjes së tepërt bakteriale ngatërrohen lehtësisht me sëmundje të tjera, ato shpesh mbivendosen me njëra-tjetrën, duke shtrembëruar plotësisht pamjen. Një diagnozë në raste të tilla mund të bëhet vetëm me ndihmën e testeve speciale që synojnë identifikimin e sindromës së rritjes së tepërt, duke përcaktuar jo vetëm numrin, por edhe speciet e baktereve. Kjo qasje do t'ju lejojë të zgjidhni medikamentet e nevojshme për të korrigjuar përbërjen e mikroflorës.

Simptomat klinike të sëmundjes:

• në një fazë të hershme të sëmundjes, shfaqen diarre dhe fryrje;
• fryrje dhe dhimbje ngërçe;
• lodhje, dobësi;
• humbje peshe të shpejtë.

Ilaçet antibakteriale përdoren për të trajtuar sindromën e rritjes së tepërt. Në të ardhmen do të nevojiten preparate probiotike dhe prebiotike për të rivendosur mikroflora.

Një shumëllojshmëri e gjerë e qelizave bakteriale (autotrofe dhe heterotrofe, aerobe dhe anaerobe, spore-formuese dhe jo-sporore, etj.) dikton disa kushte për riprodhimin e tyre. Parimi bazë i kultivimit në shkallë industriale është kontrolli i rreptë i kushteve mjedisore dhe ritmit të rritjes. Në natyrë, mjediset ideale për zhvillimin e mikroorganizmave ekzistojnë rrallë. Përndryshe, bakteret do të kishin mbushur kohë më parë të gjithë hapësirën në dispozicion.

Termi "rritje" nënkupton një rritje të masës citoplazmike të një qelize të veçantë ose grup bakteresh si rezultat i sintezës së materialit qelizor. Pasi ka arritur një madhësi të caktuar, qeliza ndalon së rrituri dhe fillon të shumohet. Riprodhimi i referohet aftësisë së mikroorganizmave për të riprodhuar veten, d.m.th. një rritje në numrin e individëve për njësi vëllimi. Kështu, riprodhimi është një rritje e numrit të individëve në një popullatë mikrobike.

Bakteret riprodhohen kryesisht me ndarje të thjeshtë tërthore (shumim vegjetativ) në plane të ndryshme. Procesi i ndarjes fillon me formimin e një septumi tërthor, i cili ndan citoplazmën e qelizës amë në dy qeliza bija. Gjatë procesit të ndarjes, ndodh replikimi i ADN-së, kështu që çdo qelizë bijë merr informacionin e saj trashëgues nga qeliza nënë.

Ekzistojnë tre lloje të riprodhimit në kërpudha: vegjetativ, aseksual dhe seksual.

Gjatë shumimit vegjetativ, pjesët e miceli ndahen nga miceli, të cilat me zhvillimin e tyre formojnë një miceli të ri.

Riprodhimi aseksual kryhet duke përdorur spore që piqen në organe të veçanta sporulimi. Sporet e pjekura lëshohen në mjedis dhe, duke pasur kushte të favorshme, mbijnë, duke krijuar hife të reja. Një lloj riprodhimi aseksual po lulëzon. Ky proces është tipik për kërpudhat e majave.

Në riprodhimin seksual, sporulimi paraprihet nga bashkimi i gameteve haploid mashkull dhe femër. Si rezultat, shfaqet një zigot dhe fillon një fazë diploide me një grup kromozomesh të çiftëzuar. Procesi seksual në lloje të ndryshme të kërpudhave ndodh ndryshe dhe ka karakteristikat e veta.

Replikimi i ADN-së dhe ndarja e qelizave ndodhin me një shpejtësi të caktuar, e cila varet nga lloji i mikroorganizmit, mosha e kulturës, përbërja e mediumit ushqyes, temperatura, prania ose mungesa e oksigjenit dhe disa faktorë të tjerë. Kështu, në E. coli një gjeneratë e re formohet në 15...30 minuta, në bakteret nitrifikuese - në 5...10 orë, dhe në Mycobacterium tuberculosis - në 18...24 orë. aq më shpejt ndahet qeliza mikrobike. Në të njëjtën Escherichia coli, kur kultivohet në ujë me pepton, ndarja ndodh pas 33 minutash, dhe kur kultivohet në lëng mishi-pepton, pas 23 minutash. Shpejtësia e ndarjes ndikohet gjithashtu shumë nga temperatura e ambientit. Kështu, në mikroorganizmat patogjenë të përshtatur me temperaturën e trupit të kafshëve dhe njerëzve, riprodhimi në temperaturën 37...39 0 C ndodh disa herë më shpejt se në temperaturën 18...20 0 C.

Edhe pse mikroorganizmat shumohen shpejt, ato nuk janë të pakufizuara. Në kushte natyrore, ka shumë faktorë që kufizojnë rritjen e popullatave mikrobike. Këtu përfshihen: shterimi i mjedisit ushqyes, temperatura e pafavorshme, drita, mbetjet e vetë mikroorganizmave, të cilat grumbullohen në mjedisin ushqyes. Procesi i zhvillimit të një popullate bakteriale në një mjedis të përhershëm vazhdon në mënyrë të pabarabartë, por ka modelet e veta dhe një sekuencë të caktuar. Është zakon të dallohen disa faza në këtë proces. Fazat e zhvillimit të një popullate bakteriale ndryshojnë në kohë dhe në numrin e mikroorganizmave të gjallë dhe që vdesin. Historia e zhvillimit të çdo popullate individuale do të ndryshojë ndjeshëm, por sekuenca me të cilën një fazë zëvendëson një tjetër mbetet e pandryshuar.

I.Faza fillestare (faza stacionare, latente, e pushimit). Ai përfaqëson periudhën nga momenti kur bakteret inokulohen në një medium ushqyes derisa ato të fillojnë të rriten. Gjatë kësaj faze, numri i baktereve nuk rritet, madje mund të ulet.

II.Faza e vonesës së riprodhimit. Gjatë kësaj periudhe, qelizat bakteriale rriten me shpejtësi, por riprodhohen dobët. Kohëzgjatja është rreth dy orë dhe varet nga një sërë kushtesh: mosha e kulturës, karakteristikat biologjike të mikroorganizmave, dobia e mediumit ushqyes, temperatura, etj.

III.Faza logaritmike. Gjatë kësaj periudhe, shkalla e riprodhimit të qelizave dhe rritja e madhësisë së popullsisë është maksimale.

IV.Faza e nxitimit negativ. Ndodh për shkak të varfërimit të mediumit ushqyes, d.m.th. lëndët ushqyese specifike të nevojshme për qëndrueshmërinë e një specie të caktuar po mbarojnë. Shkalla e riprodhimit bakterial zvogëlohet, numri i individëve të ndarë zvogëlohet dhe numri i vdekjeve rritet.

V.Faza maksimale e palëvizshme. Numri i baktereve të reja është pothuajse i barabartë me numrin e të vdekurve, d.m.th. ndodh një ekuilibër midis qelizave që vdesin dhe atyre të sapoformuara.

VI.Faza e përshpejtimit të vdekjes. Numri i qelizave të vdekura është më i lartë se ato të sapoformuara.

VII.Faza e vdekjes logaritmike. Vdekja e qelizave ndodh me një ritëm konstant.

Riprodhimi

n Bakteret shumohen ndarje binare, më rrallë nga lulëzimi, aktinomicetet - nga sporet dhe fragmentimi.

n Bakteret gram-negative ndahet me shtrëngim.

n Bakteret gram-pozitive ndahet me rritjen e brendshme të septave të ndarjes të sintetizuara në qelizë

Pasi futen në mjedis, bakteret përshtaten me kushtet e tij dhe shumohen relativisht ngadalë (faza e vonesës). Pastaj vjen faza e rritjes eksponenciale (faza eksponenciale). Më tej, mjedisi është i varfëruar, në të grumbullohen produkte metabolike toksike, gjë që manifestohet me një ulje të shkallës së riprodhimit dhe një ndërprerje të rritjes së numrit të qelizave (faza stacionare).

Kështu, rritja në një kulturë periodike i nënshtrohet ligjeve që janë të vlefshme jo vetëm për organizmat njëqelizorë, por edhe për organizmat shumëqelizorë. Më pas, kultura bakteriale mund të vdesë ose të reduktohet ndjeshëm (faza e vdekjes). Speciet që formojnë spore hyjnë në fazën e sporulimit në speciet që nuk formojnë spore, formimi i formave anabiotike është i mundur (shih më poshtë). Në disa raste, dallohen gjithashtu një fazë e përshpejtimit të rritjes (fillimi i fazës eksponenciale) dhe një fazë e ngadalësimit të rritjes (kalimi në fazën e palëvizshme).

Faza e vonesës Rritja bakteriale korrespondon me një periudhë të përshtatjes fiziologjike, duke përfshirë induksionin e enzimës, sintezën dhe montimin e ribozomeve. Kohëzgjatja e fazës varet kryesisht nga mosha e inokulimit të baktereve dhe nga kushtet e mëparshme të kultivimit. Nëse burimet e energjisë dhe karbonit në mjedisin e ri ndryshojnë nga ato të disponueshme në kulturën e mëparshme, atëherë përshtatja me kushtet e reja mund të kërkojë sintezën e enzimave të reja që nuk ishin të nevojshme më parë.

Faza eksponenciale rritja bakteriale (logaritmike) karakterizohet nga shpejtësia maksimale e ndarjes së qelizave. Për një specie specifike bakteriale në kushte specifike rritjeje, koha e gjenerimit (d.m.th., koha e nevojshme për dyfishimin e numrit të baktereve) është konstante gjatë gjithë fazës logaritmike, por ndryshon midis specieve dhe shtameve të ndryshme, dhe gjithashtu varet nga përbërja e mjedisi dhe kushtet e kultivimit. Koha e gjenerimit në mjedisin optimal mund të jetë e shkurtër (për E. coli 20 minuta) ose e gjatë (për Mycobacterium tuberculosais 6 orë). Në këtë fazë, akumulimi maksimal i metabolitëve bakterial (për shembull, toksinave, bakteriocinave) ndodh në mjedis.

Faza stacionare rritja bakteriale. Gjatë kësaj periudhe, disponueshmëria e lëndëve ushqyese thelbësore bëhet një faktor kufizues. Vendoset një ekuilibër midis rritjes dhe ndarjes së qelizave dhe procesit të vdekjes së qelizave. Bakteret që formojnë spore (për shembull, gjinitë Bacillus dhe Clostridium) janë në gjendje të hyjnë në fazën e sporulimit, e cila aktivizohet kur bakteret janë në kushte të ushqyerjes së kufizuar. Në një moment të caktuar, raporti i qelizave të vdekura, të sapoformuara dhe atyre në pushim bëhet i qëndrueshëm; një gjendje e tillë njihet si faza maksimale e palëvizshme. Biomasa e baktereve në fazën stacionare quhet "korrje" ose "rendiment i biomasës" (diferenca midis biomasës maksimale dhe fillestare); ose “koeficienti ekonomik”, nëse rritja e biomasës lidhet me një njësi të substratit kufizues të rritjes.

Faza e zbehjes(rënie, lizë) përfshin një periudhë vdekjeje logaritmike, e cila kthehet në një periudhë të uljes së shkallës së vdekjes bakteriale. Arsyet për vdekjen e baktereve në mjediset ushqyese normale nuk janë plotësisht të qarta. Është e kuptueshme që acidet grumbullohen në mjedis (gjatë rritjes së Escherichia, Lactobacillus). Ndonjëherë bakteret shkatërrohen nga enzimat e tyre (autoliza). Shkalla e vdekjes ndryshon gjerësisht në varësi të kushteve të jetesës dhe karakteristikave të mikroorganizmit (për shembull, enterobacteriaceae vdesin ngadalë dhe bacilet vdesin shpejt).

Metoda e kultivimit të thellë bakteret përdoren në kultivimin industrial të biomasës bakteriale, për të cilën përdoren kaldaja speciale të reaktorëve. Ato janë të pajisura me sisteme për ruajtjen e temperaturës, furnizimin e lëngut me lëndë të ndryshme ushqyese, përzierjen e biomasës dhe furnizimin e vazhdueshëm me oksigjen. Krijimi i kushteve aerobike në të gjithë trashësinë e mediumit nxit rrjedhjen e proceseve energjetike përgjatë rrugës aerobike, gjë që kontribuon në shfrytëzimin maksimal të potencialit energjetik të glukozës dhe, për rrjedhojë, në rendimentin maksimal të biomasës.

Metoda e medias rrjedhëse(metoda e kultivimit industrial) ju lejon të mbani vazhdimisht një kulturë bakteriale në fazën e rritjes eksponenciale, e cila arrihet duke shtuar vazhdimisht lëndë ushqyese dhe duke hequr një numër të caktuar qelizash bakteriale. Prania e baktereve në fazën eksponenciale të rritjes siguron rendimentin maksimal të substancave të ndryshme biologjikisht aktive (vitamina, antibiotikë, etj.).

Rritja e një qelize bakteriale duhet kuptuar si një rritje në masën e citoplazmës së saj, e cila ndodh si rezultat i sintezës së materialit qelizor gjatë ushqyerjes. Rritja e një popullate bakteriale kalon në 4 faza: 1) faza e vonesës, 2) faza eksponenciale ose logaritmike, 3) faza e palëvizshme, 4) faza e vdekjes.

FAZA LAG (4 -5 orë) Ndodh pasi fara futet në mjedis. Kjo është periudha e përshtatjes së baktereve në mjedisin ushqyes, kur ndodh aktivizimi diferencial i ekzo- dhe endoenzimave për zbatimin e mëvonshëm të reaksionit enzimë-substrat. Me përmbajtje të qëndrueshme të ADN-së, ka një rritje të mprehtë të proteinave bakteriale dhe ARN-së.

FAZA E LAG-ut (4 -5 orë) Kohëzgjatja e fazës së vonesës është zakonisht e shkurtër, e matur në orë dhe varet nga lloji i baktereve, shumëllojshmëria e inokulimit në një mjedis të caktuar, gjendja e kulturës, temperatura e përdorur për kultivim, dhe përbërjen e mediumit ushqyes. Në mungesë të shenjave të dukshme të rritjes në fazën e vonesës, ndodh një rritje e biomasës, si rezultat i së cilës madhësia e qelizës bakteriale rritet disa herë.

FAZA LAG (4 -5 orë) Duke arritur një madhësi të caktuar, duke "akumuluar" sasinë e nevojshme të proteinave, ARN dhe ADN-së, duke aktivizuar ekzo- dhe endoenzimat, qeliza bakteriale fillon të ndahet në mënyrë aktive. Bakteret riprodhohen me ndarje të tërthortë të qelizave.

FAZA LOGARITMIKE E RRITJES (5 - 6 orë) Kjo është faza e riprodhimit, që kryhet nëpërmjet ndarjes binare të qelizës amë në dy qeliza bija. “Reaksioni zinxhir i ndarjes binare progresive të përshpejtuar të qelizave bakteriale çon në një rritje të shpejtë të masës bakteriale në mediumin ushqyes, konsum intensiv të substratit të tij energjetik dhe akumulim të produkteve metabolike bakteriale.

FAZA E RRITJES SACIONARE Si rezultat, mjedisi bëhet gjithnjë e më i pafavorshëm për rritjen dhe riprodhimin e mëtejshëm të baktereve. Gjatë fazës stacionare, shpejtësia e riprodhimit mbetet konstante. Në varësi të llojit të baktereve që kultivohen, mund të zgjasë për një kohë të gjatë, pas së cilës ndodh faza e katërt -

FAZA E VDEKJES Faza e vdekjes karakterizohet nga vdekja progresive e qelizave bakteriale në mënyrë logaritmike. Kohëzgjatja e kësaj faze varion nga 48 orë deri në disa javë.

Natyra e rritjes së baktereve në media të lëngshme ushqyese është e ndryshme - turbullira difuze e mediumit ushqyes, - formimi i një filmi ose sedimenti (rritja e poshtme), - rritja në formën e një "topi leshi pambuku". Modeli i rritjes në lëndë ushqyese të lëngshme përdoret për të diferencuar bakteret.

Mjete ushqyese Për kultivimin e baktereve në kushte laboratorike përdoren lëndë ushqyese artificiale të përbërjeve të ndryshme. Mjetet ushqyese konvencionale ose të thjeshta (agar peptone mishi, lëng mishi me pepton) përdoren për kulturat fillestare (primare). Mediat komplekse përfshijnë mediume ushqyese selektive dhe diferenciale diagnostikuese.

Mjetet ushqyese Mjetet e zgjedhura sigurojnë rritjen e vetëm një lloji të caktuar mikroorganizmash, ndërsa mikroflora shoqëruese shtypet nga aditivë të veçantë. Mjetet ushqyese diagnostikuese diferenciale përdoren për të studiuar vetitë biokimike të mikroorganizmave dhe për të bërë të mundur diferencimin e baktereve nga aktiviteti enzimatik.

KLASIFIKIMI I MIKROORGANIZMAVE Me studimin dhe identifikimin e llojeve të reja të baktereve, çdo klasifikim i krijuar rishtazi pasqyronte nivelin e zhvillimit të shkencës. Klasifikimi i mikroorganizmave, domethënë sistemimi i të gjitha specieve të njohura, bazohej në një numër karakteristikash:

Sekuenca e përcaktimit të një mikroorganizmi I. Cilës mbretëri i përket - prokariotëve apo eukariotëve II. Cilës nga kategoritë kryesore i përket: 1. Eubaktereve gram-negative që kanë mure qelizore. 2. Eubaktere gram-pozitive me mure qelizore. 3. Eubaktereve u mungojnë muret qelizore. 4. Arkebakteret.

Njihen gjithsej 35 grupe mikroorganizmash III. Në cilin grup brenda 4 kategorive bën pjesë mikroorganizmi: 1. Spiroketet 2. Bakteret aerobike /mikroaerofile, të lëvizshme, në formë spirale/, vibroide, gram-negative. 3. Bakteret gram-negative jo-lëvizëse, të lakuara. 4. Shufra dhe koke gram-negative, anaerobe, mikroaerofile.

I. Eubaktere gram-negative me një mur qelizor 5. Shufra fakultative anaerobe, gram-negative. 6. Shufra gram-negative, anaerobe, të drejta, të lakuar dhe spirale. 7. Bakteret që kryejnë reduktimin disimilues të sulfatit ose squfurit. 8. Koke gram-negative anaerobe. 9. Riketsia dhe klamidia.

I. Eubaktere gram-negative me mur qelizor 10. Baktere fototrofike anoksigjene. 11. Bakteret fototrofike oksigjenike. 12. Bakteret kemolitotrofike aerobe. 13. Bakteret që lulëzojnë dhe/ose formojnë rritje. 14. Bakteret me mbulesa. 15. Bakteret rrëshqitëse jo fotosintetike që nuk formojnë trupa frutorë. 16. Bakteret rrëshqitëse që formojnë trupa frutorë.

II. Eubakteret gram-pozitive me mure qelizore. 1. Koke gram-pozitive. 2. Shufra dhe koke gram-pozitive që formojnë endospore. 3. Shufra gram-pozitive që nuk formojnë spore dhe kanë formë të rregullt. 4. Shufra gram-pozitive të formës së çrregullt që nuk formojnë spore. 5. Mikobakteret. 6. Aktinomycete.

IV. Arkebakteret. 1. Metanogjenet. 2. Arkea sulfate-reduktuese. 3. Arkebaktere jashtëzakonisht halofilike. 4. Arkebakteret pa mur qelizor. 5. Termofile ekstreme dhe hipertermofile që metabolizojnë S

Sekuenca për identifikimin e një mikroorganizmi IV. Cilës gjini i përket mikroorganizmi? V. Cilës familje i përket mikroorganizmi? VI. Çfarë lloj mikroorganizmi është ai?

Ndërtimi i emrit taksonomik të mikroorganizmit. 1. MBRETËRI 2. KATEGORIA. 3. GRUP. 4. ROD. 5. FAMILJA. 6. PAMJE

Përparësitë e klasifikimit modern të mikroorganizmave Sistematizimi filogjenetik i krijuar deri më sot ka të gjitha avantazhet dhe disavantazhet e një klasifikimi të bazuar në një karakteristikë. Përparësitë përfshijnë identitetin pothuajse të plotë të rezultateve të marra në laboratorë të ndryshëm në mbarë botën. Për të vendosur identitetin e specieve, ata gjithashtu filluan të vlerësojnë gjithashtu shkallën e homologjisë ADN-ADN duke përdorur shtamet e tipit.

Disavantazhet e klasifikimit ekzistues të mikroorganizmave. Disavantazhi i klasifikimit ekzistues është se ai nuk ofron një ide për funksionet e baktereve. Prandaj, krijimi i një klasifikimi fenotipik ose funksional tani ka një rëndësi të madhe për mikrobiologët praktikë. Për të përcaktuar shpejt pozicionin taksonomik të mikroorganizmave, përdorni përcaktuesin Bergey. Ky botim referencë përditësohet vazhdimisht me grupe të reja izolimesh dhe ribotohet periodikisht. Tani edicioni i 11-të është aktual.

Formimi i një klasifikimi modern të mikroorganizmave. Në fazën e tanishme, identifikimi i pozicionit filogjenetik të prokariotëve, përfshirë ato të pa kultivuara, po zhvillohet në bazë të sekuencave nukleotide të ARN 16 Sr. Teknikat e përmirësuara të renditjes dhe përpunimit të të dhënave e kanë bërë këtë qasje praktikisht jo alternativë ndaj përcaktimit të gjinisë së organizmave të rinj. Përshkrimi i taksave të reja bakteriale ka ndodhur me një ritëm shumë të shpejtë në 50 vitet e fundit, falë përparimeve në studimin e anaerobeve.

Dallimi ndërmjet klasifikimit dhe identifikimit Përveç klasifikimeve, në mikrobiologji ekzistojnë skema për identifikimin e kulturave bakteriale të izoluara. Për të ndërtuar një skemë identifikimi, zgjidhni karakteristikat e mikroorganizmave që janë të lehta për t'u përcaktuar, dhe për klasifikim, shpesh kërkojnë përdorimin e metodave komplekse. Në këtë rast, skema e identifikimit duhet të përfshijë një numër të vogël karakteristikash, dhe për përcaktimin taksonomik, klasifikimi përdor sa më shumë karakteristika.

FALEMINDERIT PER VEMENDJEN. KENI DËGJUAR LEKTORËN Nr.3 MBI MIKROBILOGJINË ME TEMË: “RRITJA DHE RIPRODHIMI I MIKROORGANIZMAVE. EVOLUCIONI DHE KLASIFIKIMI I MIKROORGANIZMAVE”.