Вирусы и бактерии. Проблемы СПИДа

Страница: 4/6

часов образуется 1 млд. потомков. Если бы процесс размножения в пи-

тательной среде не был ограничен, то через 24 часа число потомков

одной бактерии равнялось 10 521 0 клеток, а их масса составила бы при-

мерно 4000 тонн. В действительности же в питательной среде высокая

скорость деления клеток наблюдается лишь небольшой период времени с

момента внесения в неё бактерии. Это происходит потому, что очень

быстро истощаются питательные вещества среды и в ней накапливаются

продукты обмена, неблагоприятно действующие на бактерии. Скорость

размножения патогенных бактерий в организме значительно меньше, чем

в искусственной питательной среде.

2.3 _Физиология бактерий.

По химическому составу бактерии не отличаются от клеток других ор-

ганизмов. Бактериальная клетка содержит 70-85% воды. Около 90% сухо-

го остатка составляют высокомолекулярные соединения: нуклеиновые


- 10 -

кислоты (10%), белки (40%), полисахариды (15%), пептидогликан (10%)

и липиды (15%); остальные 10% приходятся на моносахара, аминокисло-

ты, азотистые основания, неорганические соли и другие низкомолеку-

лярные соединения. Во всех процессах жизнедеятельность бактерий, как

и других организмов, участвуют многочисленные ферменты. Одни из них

(эндоферменты) функционируют только внутри клетки, обеспечивая про-

цессы синтеза, дыхания и тому подобное. Другие (экзоферменты) выде-

ляются бактериями в окружающую среду. Необходимые бактериям высоко-

молекулярные соединения синтезируются из небольших молекул, проника-

ющих в клетку через цитоплазматическую. мембрану Белки, полисахари-

ды, липиды могут быть использованы бактерией как источник питания

лишь после их расщепления экзоферментами - до аминокислот, моносаха-

ров и др.

Для нормальной жизнедеятельности бактерия должна быть обеспечена

источниками углерода и азота. Одни виды бактерий (афтотрофы) исполь-

зуют неорганический углерод, другие (гетеротрофы), в число которых

входят и патогенные бактерии, используют органические соединения.

Гетеротрофные бактерии в свою очередь разделяются на сапрофитов, пи-

тающихся органическими соединениями внешней среды, и паразитов, жи-

вущих за счёт другого организма.

Различные бактерии неодинаково относятся к наличию или отсутствию

свободного кислорода. По этому признаку они делятся на три группы:

аэробы, анаэробы и факультативные анаэробы. Строгие аэробы, например

синегнойная палочка, могут развиваться лишь при наличии свободного

кислорода. Анаэробы, например возбудители газовой гангрены, столбня-

ка, развиваются без доступа свободного кислорода, присутствие кото-

рого угнетает их жизнедеятельность. Наконец, факультативные анаэро-

бы, например возбудители кишечных инфекций, развиваются как в кисло-

родной, так и в бескислородной среде.

Аэробность или анаэробность бактерий обусловливается способом по-

лучения ими энергии, необходимой для обеспечения процессов жизнедея-

тельности. Некоторые бактерии (фотосинтезирующие) способны, подобно

растениям, использовать непосредственно энергию солнечного света.

остальные (хемосинтезирующие) получают энергию в ходе различных хи-

мических реакций. Существуют бактерии (хемоафтотрофы), окисляющие

неорганические вещества (аммиак, соединения серы и железа и др.). Но

для большинства бактерий источником энергии служат превращения орга-

нических соединений: углеводов, белков, жиров и др. Аэробы использу-

ют реакции биологического окисления с участием свободного кислорода

(дыхание), в результате которых органические соединения окисляются

до углекислого газа и воды. Анаэробные получают энергию при расщеп-

лении органических соединений без участия свободного кислорода. Та-

кой процесс называется брожением. При брожении, кроме углекислого

газа, образуются различные соединения, например спирты, ацетон и др.

В процессе жизнедеятельности бактерии образуют биологически актив-

ные вещества - ферменты, антибиотики, пигменты, летучие ароматичес-

кие соединения, токсины и др.

2.4 _Антибактериальные химиотерапевтические агенты.

Химические соединения, используемые для дезинфекции, хотя и обла-

дают высокой антибактериальной активностью, не могут из-за их ток-

сичности применяться в лечебных целях. Для этого пригодны антибакте-

риальные химиотерапевтические средства. Они способны убивать бакте-

рий или угнетать их жизнедеятельность, не оказывая при определённых

дозах токсического влияния на ткани или организм в целом, то есть

действие их должно быть изобретательным, направленным против бакте-

рии или другого микроорганизма.

Кроме химических соединений, мощными антибактериальными средствами

являются 1 антибиотики 0 - химиотерапевтические препараты естественного


- 11 -

происхождения, синтезируемые микроорганизмами.

Теоретические основы химиотерапии и вопросы её практического ис-

пользования при лечении инфекционных заболеваний были разработаны в

начале века немецким учёным П. Эрлихом, который открыл органические

соединения мышьяка, активные при лечении сифилиса. Однако долгие го-

ды не удавалось найти химиотерапевтические средства для лечения для

лечения бактериальных инфекций. Дальнейшее развитие химиотерапии

связано с открытием сульфаниламидов. Применение сульфаниламидов не

только обогатило медицину новыми по тому времени химиотерапевтичес-

кими средствами, но и вызвало к жизни новое направление поиска анти-

бактериальных химиотерапевтических средств. Это направление возникло

в результате изучения механизма действия сульфаниламидов на бактери-

альную клетку. Было установлено, что по химической структуре сульфа-

ниламид подобен парааминобензойной кислоте - одному из важных проме-

жуточных продуктов (метаболитов), участвующих в синтезе нуклеиновых

кислот. Из-за химического подобия сульфаниламид действует как анти-

метаболит парааминобензойной кислоты: включаясь вместо неё в биохи-

мические процессы, но не заменяя её, сульфаниламид нарушает синтез

нуклеиновых кислот в бактериальной клетке. Исходя из этих данных,

было сформулировано положение, что среди антиметаболитов других био-

химических процессов окажутся лечащие антибактериальные средства.

Однако проблема получения новых лекарственных средств против бакте-

риальных инфекций, принцип действия которых основан на конкуренции

метаболита с важным для клетки метаболитом, оказалось значительно

сложней, чем предполагалось. Это связано с тем, что синтезированные

антиметаболиты подавали обмен веществ не только у бактерий, но и в

тканях организма. Таким образом, проблема свелась к поиску реакций

обмена веществ, специфичных для бактерий и отсутствующих в клетках

организма человека или животного.

Биохимические реакции, присущи лишь бактериям, были обнаружены в

процессе синтеза клеточной стенки, в частности при образовании пеп-

тидогликана. Некоторые антибиотики (пенициллин, циклосерин) эффек-

тивные как антибактериальные средства, воздействуют на процесс фор-

мирования клеточной стенки, нарушая синтез пептидогликана, входящего

в его состав, что приводит к лизису бактерий. Другие бактерии - тет-

рациклин, левомицетин, стрептомицин и другие - способны нарушать

синтез белков в бактериальных клетках. Первым препаратом этой груп-

пы, нашедшим применение в клинике, был стрептомицин. Оказалось, что

он способен изобретательно объединяться с рибосомами клеток организ-

ма-хозяина. В результате "точность" рибосом бактерии в процессе син-

теза белка нарушается, что приводит к "порче" синтезируемых белков и

гибели бактерии. Неомицин, канамицин, левомицетин и эритромицин так-

же взаимодействуют с рибосомами бактериальной клетки. Тетрациклин

нарушает присоединение информационной РНК к рибосомам. Лечащее дейс-

твие упомянутых антибиотиков определяется их специфичностью, то есть

относительно низкой способностью влиять на эти же процессы в клетках

высших организмов.

2.5 _Устойчивость бактерий к факторам окружающей среды.

На жизнедеятельность бактерий влияют температура, влажность, уль-

трафиолетовое излучение. К низким температурам бактерии устойчивы,

некоторые выживают даже при -190 5о 0, а споры при -253 5о 0. К высоким тем-

пературам бактерии высокочувствительные. Не спорообразующие бактерии

погибают при температуре 60-70 5о 0, спорообразующие - при прогреве выше

100 5о 0. Разные виды бактерий по-разному переносят высушивание: одни

(например гонококки) очень быстро погибают, другие в этих же услови-

ях выживают. Так, палочка дизентерии при высушивании остаётся жиз-

неспособной 7 суток, дифтерии - 30 суток, брюшного тифа - 70 суток,


- 12 -

туберкулёза - 90 суток, споры бацилл сибирской язвы - до 10 лет.

Бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению и прямому сол-

нечному свету.

2.6 _Болезнетворность бактерий.

Из огромного количества бактерий, обнаруженных в природе, лишь не-

Реферат опубликован: 7/04/2005 (12352 прочтено)