Особенности строения риккетсий и хламидий

14.Особенности  строения риккетсий и хламидий

Риккетсии - мелкие грамотрицательные палочковидные бактерии (0,3-2 мкм), облигатные (обязательные) внутриклеточные паразиты. Размножаются бинарным делением в цитоплазме, а некоторые в ядре инфицированных клеток. Обитают в членистоногих (вши, блохи, клещи), которые являются их хозяевами или переносчиками. Форма и размер риккетсий могут меняться (клетки неправильной формы, нитевидные) в зависимости от условий роста. Структура риккетсии не отличается от таковой грамотрицательных бактерий.

Риккетсии обладают независимым от клетки хозяина  метаболизмом, однако, возможно, они  получают от клетки хозяина макроэргические  соединения для своего размножения. В мазках и тканях их окрашивают по Романовскому-Гимзе, по Маккиавелло- Здродовскому (риккетсии красного цвета, а инфицированные клетки - синего).

Хламидии - мелкие грамотрицательные бактерии шаровидной или овоидной формы. Не образуют спор, не имеют жгутиков и капсулы. Хламидии относятся к облигатным внутриклеточным паразитам. Они имеют кокковидную форму, грамотрицательны (иногда грамвариабельны).

Строение их клеточной стенки напоминает таковую  грамотрицательных бактерий, хотя имеются  отличия. Она не содержит типичного  пептидогликана: в его составе  полностью отсутствует N-ацетилмурамовая кислота. В состав клеточной стенки входит двойная наружная мембрана, которая включает липополисахарид и белки. Несмотря на отсутствие пептидогликана, клеточная стенка хламидий обладает ригидностью. Цитоплазма клетки ограничена внутренней цитоплазматической мембраной.

Основным методом  выявления хламидий является окраска  по Романовскому-Гимзе. Цвет окраски  зависит от стадии жизненного цикла: элементарные тельца окашиваются в  пурпурный цвет на фоне голубой цитоплазмы клетки, ретикулярные тельца - в голубой цвет.

Хламидии размножаются только в живых клетках: их рассматривают  как энергетических паразитов; они  не синтезируют АТФ и гуанозинтрифосфат (ГТФ). Вне клеток хламидии имеют  мелкую сферическую форму (0,3 мкм), метаболически неактивны и называются элементарными тельцами. Элементарные тельца попадают в эпителиальную клетку путем эндоцитоза с формированием внутриклеточной вакуоли. Внутри клеток они увеличиваются в размере и превращаются в делящиеся ретикулярные тельца, образуя скопления в вакуолях (включения). Из ретикулярных телец образуются элементарные тельца, которые выходят из клеток путем экзоцитоза или лизиса клетки. Вышедшие из клетки элементарные тельца вступают в новый цикл, инфицируя другие клетки.

42. Характеристика микробов, превращающих азотистые основания в рубце.

Количество микроорганизмов  в рубце достигает Ю10 в 1 г. Кроме  того, в содержимом рубца обитают  простейшие и грибковые. Какой вид  бактерий доминирует, зависит от типа потребляемого корма. Самые важные микроорганизмы - целлюлозолитические. Они расщепляют и переваривают клетчатку, что имеет большое значение для питания жвачных. Амилолитические бактерии представлены большой группой. Особую роль выполняют молочнокислые микроорганизмы, которые сбраживают простые углеводы. Инфузории подвергают корм механической обработке, используют также для своего питания клетчатку. Они разрыхляют, измельчают корм, создают своеобразную микроциркуляцию среды, в результате чего увеличивается поверхность содержимого рубца, оно становится более доступным для ферментов микроорганизмов. Инфузории, переваривая белки, крахмал, сахара и частично клетчатку, накапливают в своем теле полисахариды. Белок их тела имеет высокую биологическую ценность. Среда рубца чрезвычайно благоприятна для размножения микроорганизмов. рН находится в пределах 6,5-7,4, температура колеблется от 39 до 40 °С. Кислород, который токсичен для многих видов бактерий, в рубце почти отсутствует. Имеется достаточное количество пищи, которая поступает более или менее постоянно. Все это предопределяет плотное заселение рубца микроорганизмами.

Значение микроорганизмов  не ограничивается только расщеплением корма в преджелудке. В процессе жизнедеятельности микроорганизмы синтезируют белки своего тела. Передвигаясь вместе с кормовой массой по пищеварительному тракту, они погибают, перевариваются и используются организмом животного, доставляя ему более полноценный белок по сравнению с тем, который был получен с кормом.

Клетчатка, перевариваемая микроорганизмами в рубце жвачных, имеет большое значение не только как источник энергии, но и как фактор, обеспечивающий моторику преджелудков. При малом количестве кормов, богатых клетчаткой, ее переваримость понижается из-за более быстрого перехода содержимого из преджелудков в сычуг и в последующем в кишечник. Переваривание клетчатки в рубце уменьшается и в том случае, когда в рационе содержатся легкопереваримые углеводы (сахароза и др.). Это объясняется тем, что целлюлозолитические микроорганизмы в первую очередь используют более простые формы углеводов, вследствие чего расщепление клетчатки снижается.

Интенсивность бродильных процессов в рубце  очень велика. За сутки в нем  образуется до 4 л летучих жирных кислот (ЛЖК). Общее количество ЛЖК  и соотношение отдельных кислот зависит от структуры рациона. В  большинстве случаев в рубце преобладает уксусная кислота. Наибольшее ее количество образуется при даче рационов, богатых клетчаткой. Обилие в рационе крахмалистых и сахаристых кормов благоприятствует образованию пропионовой кислоты.

При употреблении зерна и недостатке грубых волокнистых кормов уровень уксусной кислоты в рубце снижается, а концентрация масляной и пропионовой кислот увеличивается. При недостатке углеводистых кормов в рационе дача кислых силосованных кормов способствует уменьшению концентрации пропионовой и увеличению масляной и уксусной кислот, что нередко приводит к заболеванию типа ацидозов и кетозов.

Летучие жирные кислоты, образующиеся в рубце, почти  полностью всасываются в преджелудках и используются организмом жвачных  животных в качестве главного источника энергии и как исходные компоненты образования жира.

В рубце под  действием протеолитических ферментов  микроорганизмов растительные белки  корма расщепляются до пептидов, аминокислот  и аммиака. Микроорганизмы рубца  могут использовать не только белок, но и небелковые азотистые соединения. Поэтому часть белка в рационе жвачных можно заменить синтетической мочевиной (карбамидом). Карбамид содержит 45 % азота, добавлять его в корм целесообразно как для экономии белка, так и в качестве источника азота для микрофлоры. В рубце карбамид расщепляется ферментом уреазой, выделяемым микроорганизмами, до аммиака и двуокиси углерода. Из аммиака и продуктов расщепления углеводов корма бактерии синтезируют белок своего тела, в состав которого входят многие незаменимые аминокислоты.

В рацион коров  карбамид можно добавлять в количестве 25 - 30 % от суточной потребности в  переваримом протеине, т. е. до 100-150г  на голову. Скармливают карбамид в 2-3 дачи, тщательно перемешивая с  кормом. При использовании карбамида  рацион должен содержать достаточное количество легкоперевариваемых углеводов. Если рацион беден последними и дают избыточное количество карбамида, то в рубце образуется очень много аммиака, который всасывается в кровь. Печень не в состоянии утилизировать его, и наступает отравление организма. Вместо карбамида жвачным можно также скармливать аммонийные соли уксусной и пропионовой кислот.

В процессе жизнедеятельности  микроорганизмов в рубце образуются также газы. Они необходимы для  дальнейших реакций, в результате которых синтезируется ряд ценных питательных веществ. Количество и состав газов, образующихся через 2 - З ч после кормления, достигает у крупного рогатого скота до 25-35 л/ч. За сутки может образовываться до 700 л газов. Наибольшее газообразование происходит при скармливании сочных кормов, особенно бобовых трав. В рубце образуются аммиак, метан, двуокись углерода, азот, небольшое количество водорода, сероводорода и кислорода.

Избыток газов, не использованных микроорганизмами, в основном удаляется при отрыжке, в небольшом количестве всасывается в кровь и выделяется через легкие при дыхании. Образование очень большого количества газов нежелательно, потому что при этом снижается использование питательных веществ корма.

Растительные  корма содержат относительно мало жиров - 4-8% от сухого вещества. Под воздействием липолитических бактерий рубца они подвергаются расщеплению на жирные кислоты. глицерин и другие вещества. Глицерин и галактоза сбраживаются с образованием ЛЖК, в основном пропионовой кислоты.

Таким образом, процессы пищеварения в рубце происходят за счет жизнедеятельности микроорганизмов, развивающихся в его содержимом.

Представители различной микрофлоры требуют создания и поддержания определенных условий, о чем подробно сказано выше. Наибольшее значение имеют целлюлозолитические бактерии. Важно при организации кормления коров помнить, что эти микроорганизмы очень чувствительны к кислой среде. Они лучше функционируют при значении рН от 6,4 до 7,0. Интенсивность их роста падает, если рН снижается до 6,2 и совершенно прекращается при рН ниже 6,0.

Целлюлозолитические бактерии чувствительны к жирам. Если корм содержит слишком большое  количество жира (свыше 5% от сухого вещества), то активность размножения этих микроорганизмов  резко снижается. Поэтому избыточное включение жира в рацион коров может привести к уменьшению потребления клетчатки.

Таким образом, микрофлора рубца вследствие своей  жизнедеятельности обеспечивает процессы пищеварения в преджелудках с  образованием питательных веществ, потребляемых животными для осуществления обменных процессов в организме, образования энергии и продукции. Однако, как уже отмечалось выше, сами микрооорганизмы требуют определенных условий для своей деятельности, обеспечения их необходимыми для роста и развития микробных клеток питательными веществами.

Потребность микроорганизмов  и простейших сетчатого желудка  в питательных веществах очень  разнообразна, однако основными элементами питания их являются энергия, углерод  и азот. Удовлетворение потребности  микрофлоры рубца в энергии и углеводах осуществляется главным образом за счет углеводов корма, а в азоте - за счет белков корма, добавок небелковых источников азота и румено-гепатической его циркуляции в организме животного.

Как и все  живые организмы, микрофлора рубца  нуждается в минеральных веществах и микроэлементах. Недостаток или полное отсутствие одного из этих элементов отрицательно влияет на интенсивность роста микроорганизмов и их концентрацию в содержимом рубца.

Следовательно, кормление жвачных животных - основной фактор, определяющий продуктивность микробной популяции рубца и эффективность трансформации питательных веществ корма. Поэтому очевидно, что при организации кормления жвачных следует учитывать не только уровень питания самого животного, но и микрофлоры его преджелудков. Эти уровни питания могут не совпадать, однако пренебрежение пищевыми потребностями микрофлоры приводит к снижению эффективности использования кормов.

Известно, например, что введение в рацион взрослому  крупному рогатому скоту антибиотиков вызывает резкое нарушение пищеварения, снижает переваривание углеводов, количество микроорганизмов в преджелудке уменьшается на 50-75%. Нормальное количество микрофлоры может быть восстановлено только введением в рубец содержимого преджелудков здорового животного или обогащением рациона дрожжами.

Из приведенных  данных видно, что микроорганизмы рубца  могут быстро реагировать на изменения  в составе рационов. Однако организму  требуется значительное время на адаптацию к изменившимся условиям кормления. Поэтому очень важно, чтобы изменения в кормовом рационе осуществлялись постепенно в течение не менее 4-5дней.

Численность бактерий, находящихся в рубце, в течение  дня изменяется прямо пропорционально  количеству энергии, доступной для  микробов, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна количеству энергии, полученной с кормом. В итоге дельности микрофлоры рубца каждый день в нем вырабатывается до 2,5кг бактериального протеина (400 г азота). Этот бактериальный протеин переваривается в тонком кишечнике и служит главным источником аминокислот для коровы.

70. Гуморальные  факторы естественной резистентности  живого организма

К гуморальным факторам, обеспечивающим резистентность организма, относят комплимент, лизоцим, интерферон, пропердин, С-реактивный белок, нормальные антитела, бактерицидин.

Комплемент - сложная многофункциональная система белков сыворотки крови, которая участвует в таких реакциях, как опсонизация, стимуляция фагоцитоза, цитолиз, нейтрализация вирусов, индукция иммунного ответа. Известно 9 фракций комплемента, обозначаемых С1 - С9, находящихся в сыворотке крови в неактивном состоянии. Активизация комплемента происходит под действием комплекса антиген-антитела и начинается с присоединения к этому комплексу С11. Для этого необходимо присутствие солей Са и Мq. Бактерицидная активность комплемента проявляется с самых ранних этапов жизни плода, однако, в период новорожденности активность комплемента наиболее низкая по сравнению с другими возрастными периодами.

Лизоцим - представляет собой фермент из группы гликозидаз. Впервые лизоцим описан Флетингом в 1922 году. Он секретируется постоянно, выявляется во всех органах и тканях. В организме животных лизоцим находится в крови, слезной жидкости, слюне, секрете слизистых оболочек носа, в желудочном и дуоденальном соке, молоке, амниотической жидкости плодов. Особенно богаты лизоцимом лейкоциты. Способность лизоцима лизировать микроорганизмы чрезвычайно велика. Он не теряет этого свойства даже в разведении 1:1000000. Первоначально считалось, что лизоцим активен лишь в отношении грамположительных микроорганизмов, однако в настоящее время установлено, что в отношении грамотрицательных бактерий он действует совместно с комплементом цитолитически, проникая через поврежденную им клеточную стенку бактерий к объектам гидролиза.