Обмен веществ и энергии (метаболизм) у прокариотов

Спирохет, актиномицетов, риккетсий, хламидий, микоплазм

1. В световом микроскопе в мазках, окрашенных по Романовскому-Гимза, обнаруживаются лишь самые крупные формы микоплазм.

2. ФКМ и ТПМ нативных препаратов для выявления нитевидных форм.

3. Электронная микроскопия для выявления ультраструктурных компонентов микоплазм.

В табл. 18 приведена сравнительная характеристика описанных выше микроорганизмов.

Признак	Спирохеты	Актиномицеты	Риккетсии	Хламидии	Микоплазмы
Тип строения КС	Г рам-	Грам+	Грам-	Грам-	Не имеют КС, подобны Грам-
Методы изучения морфологии	Окраска по Романовскому-Гимзе, серебрение по Морозову, ТПМ или ФКМ	Простые методы, окраска по Граму	По методу Здродовского, по Граму, ЭМ	Окраска мазков-соскобов по Романовскому-Гимза	ФКМ, ЭМ, окраска по Романовскому-Гимза для выявления нитевидных форм
Морфология	Тонкие спирально извитые нити, изогнутые вокруг центральной оси, до 50 мкм. Трепонемы (8-20 завитков), боррелии (3-10завитков), лептоспиры (12-30 завитков)	Нитевидные ветвистые клетки, имеющие вид палочки	Мелкие полиморфные бактерии кокковидной, палочковидной, реже — нитевидной формы	Элементарные тельца сферической формы (вне организма человека) и ретикулярные тельца (внутри-клеточные)	Мелкие или крупные сферические, овоидные или нитевидные клетки
Особенности ультрастуктуры	экзо-споры	-	+ как способ размножения	-	-	-
ж	Осевые фибриллы (периплазмати-ческие жгутики)	-	-	-	+/-
к	-	-	Микрокапсулу образуют в клетках хозяина	-	Капсуло-подобный слой
кс	Типичной нет (слабо выражен пептидогликановый слой)	В составе есть сахара, отсутствующие у истинных бактерий, миколовые и жирные кислоты	+	+	Отсутствует
Представители	Сапрофитные и патогенные: трепонемы, боррелии, лептоспиры	Большинство —сапрофиты, патогенные: роды актиномицеты и нокардии	Облигатные внутриклеточ- ные паразиты	Облигатные внутриклеточные паразиты	Патогенные и сапрофитные
Роль в патологии	Сифилис и бытовые трепонематозы, возвратные тифы (эпидемический и эндемический), болезнь Лайма, лептоспироз	Актиномикоз (шейно-челюстно-лицевой, органов дыхания, ЖКТ)	Сыпной тиф и болезнь Бриля-Цинссера, эндемический клещевой риккетсиоз	Трахома, паховый лимфо-гранулематоз, урогенитальные хламидиозы, синдром Рейтера, пневмонии, орнитоз, атеросклероз	Респира-торные и урогениталь-ные инфекции

Для роста и размножения микроорганизмы нуждаются в веществах, используемых для построения структурных компонентов клетки и получения энергии. В основе жизнедеятельности микроорганизмов лежит непрерывный обмен веществ и энергии с окружающей средой (метаболизм).

Метаболизм (от лат. metabole — изменение, превращение) — совокупность всех химических превращений в клетке, имеет две составляющих (рис. 56):

– анаболизм (от греч. anabole — подъем) (конструктивный (пластический) метаболизм, ассимиляция) — биосинтез макромолекул из простых низкомолекулярных соединений и их ассимиляция (усвоение, накопление); – катаболизм (энергетический метаболизм, диссимиляция) — химический ферментативный процесс разрушения высокомолекулярных веществ до мономеров, направленный на получение энергии и ее запасы в форме АТФ.

Рис.56. Метаболические процессы

Метаболизм у прокариотов принципиально протекает так же как у высших животных и растений.

– бактерии разнообразны по своим пищевым потребностям. Одно и то же соединение для одних бактерий может быть продуктом питания, а для другого — ядовитым веществом. Известны бактерии, способные усваивать фенол, парафин, уксусную кислоту, антибиотики;

– способность включать в обмен веществ любые органические и неорганические соединения;

– высокая адаптационная способность к меняющимся условиям окружающей среды;

– многообразие путей метаболизма, промежуточных и конечных продуктов;

– возможность искусственного культивирования многих микроорганизмов в бесклеточных средах;

– несовершенство регуляции метаболических процессов.

Риккетсии — облигатные внутриклеточные паразиты (не способны синтезировать некоторые макромолекулы).

Хламидии — облигатные внутриклеточные паразиты (не способны синтезировать некоторые макромолекулы) и энергетические паразиты (не способны синтезировать АТФ).

Микоплазмы —мембранные паразиты (не способны синтезировать стерины для ЦПМ).

Изучение процессов метаболизма у микроорганизмов необходимо для понимания механизмов патогенеза заболеваний, для идентификации микроорганизмов и этиологической диагностики заболеваний, для проведения химиотерапии, а также для получения необходимых для человека материалов с использованием биотехнологии.