Creșterea și multiplicarea ratei bacteriene și a fazei de creștere, cultivarea bacteriilor, creșterea excesivă

Celule, ca orice organism viu, se nasc, trăiesc și mor. Creșterea și reproducerea bacteriilor este foarte rapid, acestea ar putea capta tot spațiul de viață de pe planetă, dacă nu pentru fragilitatea și constrângerile (temperatura, nivelul de aciditate, lipsa de hrană, și așa mai departe. D.). În condiții favorabile, dublarea celulei durează în medie o jumătate de oră. Cu toate acestea, în situații critice, anumite tipuri de microorganisme (bacterii care formează spori) sunt capabile să formeze spori și să "hiberneze" pentru o perioadă destul de lungă.

Reproducerea rapidă a bacteriilor are plusuri și minusuri. Utilizarea microorganismelor în biotehnologie (drojdie, acid lactic, organisme de fixare a azotului, ciuperci de mucegai etc.) vizează îmbunătățirea calității vieții. Cu toate acestea, creșterea necontrolată a microbilor patogeni este periculoasă pentru oameni. Deteriorarea sănătății poate și drepturile proprii ale microflorei. În medicină, există conceptul de sindrom overgrowth bacteriene, în care numărul de agenți patogeni oportuniști în corpul uman crește dramatic, ceea ce reprezintă o amenințare pentru sănătate.

Cum începe totul

Creșterea și multiplicarea celulelor sunt două procese diferite. Creșterea este înțeleasă ca creșterea masei celulare datorită formării tuturor structurilor celulare. Reproducerea este o creștere a numărului de celule dintr-o colonie. Distingeți diviziunea binară, recombinarea genetică și genetică (un proces care amintește de reproducerea sexuală).

Cele mai multe celule procariote (non-nucleare), la care apar toate bacteriile, se înmulțesc prin împărțirea în două (fisiune binară). În acest fel, de exemplu, bacteriile din acidul lactic se înmulțesc. Procesul începe cu dublarea cromozomului bacterian (molecula ADN care înlocuiește nucleul) și are loc în mai multe etape:

celula se prelungește;
carcasa exterioară "crește" în interior și formează un sept (transversal);
două celule noi (fiice) diferă în direcții diferite.

Ca rezultat, se obțin două organisme identice.

Unele microorganisme sunt împărțite prin înmugurire, dar este mai degrabă o excepție de la regula generală. Procesul constă în formarea unei proeminențe scurte pe unul din poli de celulă în care una dintre jumătățile nucleului divizat (molecule de ADN cu informații genetice) "deviază". Apoi proeminența crește și se separă de celula maternă.

Există o altă opțiune, care amintește de reproducerea sexuală, - recombinarea genetică. În acest caz, informațiile genetice sunt schimbate, iar rezultatul este o celulă care conține genele părinților săi. Există trei moduri de a transfera informații genetice:

conjugarea este un transfer direct (nu un schimb) al unei părți a ADN-ului la contactul de la o bacterie la alta (procesul se desfășoară într-o singură direcție);
transducția - transferul fragmentului ADN cu ajutorul unui bacteriofag (virus bacterian);
transformarea - absorbția informațiilor genetice ale celulelor moarte sau distruse din mediul înconjurător.

Astfel, doar ca urmare a fisiunii binare și a înfloririi sunt celule identice obținute. Cu recombinarea genetică, celula suferă modificări, dezvoltă noi proprietăți și primește alte funcții.

Rata și faza de creștere a microorganismelor

În mediile nutritive, creșterea și multiplicarea bacteriilor au loc în mai multe etape, diferite în ceea ce privește cantitatea de alimente disponibile și acumularea de deșeuri:

Prima fază (latentă) este determinată de factorii de adaptare la mediul nutritiv. În acest moment, microorganismele sunt doar asimilate cu noi condiții. Nu se observă creșterea bacteriilor.
A doua fază (exponențială) se caracterizează prin creșterea unei progresii geometrice (o creștere a curbei exponențiale). În această perioadă, celulele bacteriene cresc activ utilizând toate alimentele disponibile (viteză maximă de creștere). După ce a ajuns la o anumită dimensiune, bacteria începe să se împartă, iar procesul de reproducere are un ritm constant, deoarece rezervele alimentare sunt încă suficiente. Ca urmare a ratei crescute de creștere și reproducere, acumularea de deșeuri (toxine) se produce în mediul înconjurător. La sfârșitul fazei, rata de creștere începe să scadă.
A treia fază este caracterizată de o creștere constantă, adică numărul de celule "nou-născute" coincide cu numărul de celule moarte. Curba de creștere și reproducere pe acest segment nu mai crește. Ritmul de creștere încetinește. Pentru un timp, numărul total de bacterii din mediul nutritiv rămâne neschimbat. Cu toate acestea, datorită apariției noilor "membri ai familiei", rezervele de nutrienți sunt reduse, iar toxicitatea mediului înconjurător crește. Acest proces agravează condițiile de viață ale întregii colonii.
A patra fază - dispariția microorganismelor - apare ca urmare a reducerii catastrofale a alimentelor și a creșterii toxicității mediului. Numărul organismelor vii este în continuă scădere, la urma urmei, există mai puține celule viabile decât frații lor morți.

Rata de creștere a Kinetic coloniilor bacteriene depinde în mare măsură de tipul de bacterii, compoziția mediilor nutritiv, numărul însămânțată (inclus în mediu) celule, vârstă cultură, modul de respirație și o serie de factori. De exemplu, pentru reproducerea bacteriilor cu acid lactic este important să se mențină temperaturile într-un domeniu destul de îngust (25-30 ° C) și un anumit nivel de aciditate a mediului (pH). Pentru propagarea factor decisiv de celule aerobe și anaerobe este prezența sau absența oxigenului pentru respirație și celule de spori au nevoie de o cantitate suficientă de hrană.

Condiții pentru creșterea microbilor în medii artificiale

Pentru a studia (medicina, microbiologia) și utilizarea (industria), culturile culturilor bacteriene cultivă pe medii artificiale nutritive care sunt împărțite prin consistență, origine și scop:

lichide, semi-lichide și solide (solide);
animale, vegetale sau sintetice (compuși chimic puri într-o concentrație strict definită);
convențional (universal), diferențial (diferă în tipuri de bacterii), medii speciale, selective sau îmbogățite (suprimând creșterea microbilor nedoriți).

Există bacterii care necesită condiții speciale. De exemplu, microorganismele anaerobe (atât formarea de spori cât și formarea de spori) sunt cultivate în condiții anaerobe (fără oxigen). Pentru celulele aerobe, factorul decisiv al reproducerii este oxigenul. Fac anaerobii facultativi pot schimba modul de respirație, în funcție de condiții. Organismele aerobe de formare a formelor de spori utilizate pentru a produce probiotice sunt foarte sensibile la nutriția redusă și la calitatea sa. Sporarea anaerobelor necesită o absență completă de oxigen. Principiul principal al cultivării microorganismelor este crearea condițiilor favorabile (nutriție, respirație, temperatură), care uneori prezintă anumite dificultăți.

Deci, tehnica de cultivare anaerobă folosită adâncimea de semănat, adică. E. Cultura bacteriană este introdusă în profunzimea unui mediu nutritiv dens, adăugat la substanțe chimice atmosferă de creștere, de eliminare a oxigenului, sau evacuat prin înlocuirea acestuia cu gaz inert. În cazul bacteriilor care formează spori, se utilizează introducerea unui inhibitor al sintezei proteinelor în mediul nutritiv, stopând astfel procesul de sporulare.

Cultivarea microorganismelor

Prin cultivare se înțelege cultivarea artificială a celulelor în condiții controlate. Scopul final este obținerea unui produs biologic din bacterii sau bacterii. Astfel de medicamente pot fi terapeutice, diagnostice, preventive. Există mai multe metode de cultivare:

Metoda staționară este caracterizată de constanța mediului, nu există nici o intervenție în acest proces. Cu toate acestea, prin această metodă de cultivare în medii nutritive lichide, organismele anaerobe produc un randament neglijabil.
Metoda cultivării profunde este folosită în industrie pentru a crește biomasa bacteriană. În acest scop, se utilizează recipiente speciale. Factorii de creștere sunt menținerea temperaturii și furnizarea de nutrienți în mediile lichide. În plus, dacă este necesar, amestecarea sau alimentarea oxigenului (pentru respirația bacteriilor aerobe).
Metoda fluxului media (cultivarea industrială) se bazează pe menținerea constantă a culturii în faza exponențială a creșterii. Acest lucru se realizează prin introducerea continuă a substanțelor nutritive și eliminarea deșeurilor toxice. Această tehnologie vă permite să obțineți randamentul maxim al diferitelor substanțe biologic active (medicamente antibiotice, vitamine etc.).

Una dintre cele mai importante produse industriale este o cultură de bacterii producătoare de acid lactic care sunt utilizate pentru prepararea ferment lactic, varză acră, furaje însilozate, producția de înlocuitori de plasmă din sânge. Pentru a obține un rezultat final garantat, este necesar să se controleze strict calitatea bacteriilor de acid lactic obținute.

Avem nevoie de un mediu nutritiv adecvat și de un preparat cu o cultură pură de bacterii de acid lactic. cultivate în condiții de laborator. Apoi, procesul de cultivare este lăsat până la a treia fază (echilibru) vine, după care este posibil să înceapă recoltarea bacteriilor de acid lactic.

Sindromul de creștere bacteriană excesivă

Creșterea celulelor bacteriene nu este întotdeauna benefică, o creștere excesivă a populațiilor bacteriene din corpul uman poate fi periculoasă pentru sănătate. Încălcarea compoziției calitative și cantitative a microflorei intestinale se numește sindromul clinic de creștere bacteriană în exces. Medicii spun că folosirea termenului "dysbacteriosis" pentru a descrie acest proces nu este în întregime corectă. Faptul că numărul de organism util pentru bacterii anaerobe (bifidobacteria) scade, într-adevăr, dar numărul de celule oportuniste (de exemplu, Escherichia coli aerob) crește.

Diferitele bacterii trăiesc în diferite părți ale tractului gastro-intestinal. În intestinul subțire, compoziția microflorei și numărul de microorganisme se schimbă treptat în timp ce vă mișcați. Mediile aerobice (crescând în mediul de oxigen) dau treptat calea către mediul anaerobic (anoxic). Într-un sindrom clinic de schimburi bacteriene ale spectrului suprainfectia spre Gram (majoritatea patogeni), facultativ aerobe și organisme anaerobe.

Pe măsură ce vă apropiați de colon, crește cantitatea de bacterii anaerobe (bifidobacterii și bacteroide). Principalii reprezentanți ai microflorei anaerobe - bifidobacterii - sunt responsabili pentru sinteza proteinelor, vitaminelor B, diferitelor acizi și a altor substanțe necesare pentru viață. Microorganismele aerobe (E. coli) produc un număr de vitamine și acizi implicați în digestie și în susținerea imunității.

Bacteriile acidului lactic sunt un alt reprezentant al microflorei intestinale. Ele sunt organisme microaerofile, adică. E. Unul dintre factorii de creștere bacterii producătoare de acid lactic și de reproducere este oxigen, dar în cantități foarte mici. Aceste microorganisme sunt responsabile de reglarea acidității tractului gastrointestinal, inhibând astfel creșterea bacteriilor putrefactive.

Fiecare tip de bacterie își îndeplinește funcția clar definită. Sindromul de creștere excesivă a microflorei fecale care populează în mod normal, intestinul gros (E. coli sau celule anaerobe) intră în intestinul subțire. Compoziția cantitativă și calitativă a microflorei bacteriene variază, performanța anumitor funcții încetinește sau devine imposibilă. Există condiții pentru creșterea și reproducerea bacteriilor patogene.

Criterii clinice ale bolii

Criteriul pentru dezvoltarea sindromului de creștere bacteriană excesivă poate fi:

afectarea digestiei, scăderea imunității, modificarea acidității stomacului;
încălcarea integrității tractului intestinal;
consecințele intervenției chirurgicale;
boli ale tractului gastro-intestinal;
stres;
utilizarea necontrolată a medicamentelor antibiotice.

Manifestările clinice ale sindromului de creștere a bacteriilor în exces sunt ușor de confundat cu alte boli, ele se suprapun adesea, distorsionând complet imaginea. Diagnosticarea în astfel de cazuri este posibilă numai cu ajutorul unor teste speciale care au ca scop descoperirea sindromului de creștere excesivă, determinând nu numai cantitatea, ci și speciile aparținând bacteriilor. O astfel de abordare va permite selectarea medicamentelor necesare pentru corecția compoziției microflorei.

Simptome clinice ale bolii:

într-un stadiu incipient al bolii, există diaree și flatulență;
balonare și durere spasmodică;
oboseală, slăbiciune;
pierderea rapidă în greutate.

Pentru a trata sindromul de creștere excesivă, se utilizează medicamente antibacteriene. În viitor, pentru a restaura microflora vor avea nevoie de medicamente probiotice și prebiotice.

O mare varietate de celule bacteriene (autotrophs și heterotrophs, aerobe și anaerobe, și nonspore formatoare etc. formatoare de spori. D.) dictatele anumite condiții pentru reproducerea lor. Principiul principal al cultivării la scară industrială este controlul strict al condițiilor de mediu și a ratei de creștere. În natură, rareori există medii ideale pentru dezvoltarea microorganismelor. În caz contrar, bacteriile ar fi umplut tot spațiul disponibil cu mult timp în urmă.

Ai paraziți în corpul tău?

În viața de zi cu zi este atât de ușor să "ridici" paraziți, pentru că contactul cu ei este pur și simplu inevitabil, mai ales dacă frecvent folosiți transportul public, vizitați locuri aglomerate și pur și simplu sunteți pe stradă.

Simptomele apariției paraziților în organism pot fi:

frecvente răceli, infecții respiratorii acute, boli de gât, tuse;
alergii, ochi roșii neclintiți;
alergie la piele, mâncărime, eczemă;
verucile și papiloamele;
dureri de cap, precum și diferite dureri și spasme în organele interne.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare