Властивості мінливості штаму

Розділ І

 Огляд  літературних джерел.Одержання штаму,  Його властивості, історичні факти  про використання штаму Pseudomonas.

Історичні факти про  використання штаму Pseudomonas

Використання бактерій у медицині, та народному господарстві.

   Хімічні речовини що виробляються мікроорганізмами, які здатні стримувати ріст та викликати загибель бактерій чи інших мікробів називають антибіотиками.

Протимікробна дія антибіотиків має  вибіркову дію: на одні організми  вони діють виражено сильно, на інші – досить слабко або не діють взагалі.

Вибірковою дією є також вплив  на тваринну клітину антибіотиків, в наслідок цього вони відрізняються  за ступенем токсичності, та силі впливу на кров та інші біологічні рідини. Деякі  антибіотики мають значний інтерес  для використання в хіміотерапії та можуть застосовуватись для лікування різних мікробних інфекцій у тварини та людини.

    З історії.

В народній медицині, для  лікування поранень та туберкульозу з давніх часів застосовували  екстракти лишайників. Пізніше до складу мазей для поверхневого обробітку ран почали використовувати екстракти бактерій роду Pseudomonas. Хоча ніхто і не знав чому вони допомагають, феномен антибіоза був не відомим. Однак деякі перші вчені-мікробіологи зуміли виявити та описати антибіоз (пригнічення одними організмами росту та розвитку інших). Справа в тому, що антагоністичні відносини між різними мікроорганізмами виявляються під час росту в змішаній культурі. До розробки методів чистого культивування різних бактерії і цільових грибів вирощувалися разом, тобто в оптимальних для прояву антибіоза умовах. Луї Пастер ще в 1877 описав антибіоз між бактеріями ґрунту і патогенними бактеріями - збудниками сибірської виразки. Він навіть передбачив, що антибіоз може стати основою методів лікування. Перші антибіотики були виділені ще до того, як стала відомою їх здатність пригнічувати зростання мікроорганізмів. Так, в 1860 був отриманий в кристалічній формі синій пігмент піоціанін, що виробляється невеликими рухливими паличковидними бактеріями роду Pseudomonas, але його антибіотичні властивості були виявлені лише через багато років. У 1896 з культури цвілі удалося кристалізувати ще одну хімічну речовину такого роду, що отримало назву мікофенолова кислота. Поступово з'ясувалося, що антибіоз має хімічну природу і обумовлений виробленням специфічних хімічних сполук. У 1929 Олександр Флемінг, спостерігаючи антагонізм Penicillium notatum і стафілокока в змішаній культурі, відкрив Пеніцилін і передбачив можливість його вживання в лікувальній меті. Антагоністичні відносини між хвороботворними для рослин мікробами і непатогенними мікроорганізмами ґрунту, виявленими в змішаній культурі, зацікавили фітопатологів, і вони намагалися це використати для боротьби з хворобами рослин. Було відомо, що в ґрунті присутній певний грибок, який зменшує випрівання паростків; у 1936 з культури цього грибка був виділений антибіотик, що отримав назву гліотоксин. Це відкриття підтвердило значення антибіотиків як засобу профілактики захворювань. Серед перших дослідників, що зайнялися цілеспрямованим пошуком антибіотиків, був Р.Дюбо. Проведені ним і його співробітниками експерименти привели до відкриття антибіотиків, що виробляються деякими ґрунтовими бактеріями, їх виділення в чистому вигляді і використання в клінічній практиці. У 1939 Дюбо отримав тиротрицин - комплекс антибіотиків, що складається з Граміцидину і тироцидину; це стимулювало реакцію для інших учених, які виявили ще важливіші для клініки антибіотики. У 1942 Х.Флорі зі своїми колегами по Оксфордському університету повторно досліджував Пеніцилін і довів можливість його клінічного використання як нетоксичний засіб лікування багатьох гострих інфекцій. Тоді ж ці речовини почали називати антибіотиками. З.Ваксман зі своїми студентами в Університеті Ротджерса, США, займався актиноміцетами (такими, як Streptomyces) і в 1944 відкрив стрептоміцин, ефективний засіб лікування туберкульозу і інших захворювань. Після 1940 було отримано безліч клінічно важливих антибіотиків, в тому числі бацитрацин, хлорамфенікол (левоміцетин), хлортетрациклін, окситетрациклін, Амфотерицин В, циклосерін, еритроміцин, грізеофульвін, канаміцин, неоміцин, ністатин, поліміксин, ванкоміцин, віоміцин, цефалоспоріни, ампіцилін, карбеніциллін, аміноглікозиди, стрептоміцин, гентаміцин. В даний час відкривають все нові і нові антибіотики. В середині 1980-х років в США антибіотики прописувалися частіше, ніж будь-які інші ліки, за виключенням седативних препаратів та транквілізаторів.

Отримання антибіотиків

    Антибіотики можна отримати  не з  будь-якого мікроорганізму, а дише з деяких штамів. Відмінності також є між штамами-продуцентами, причому як в якісному, так і в кількісному відношенні. Наприклад один штам дає на виході максимальний продукт антибіотику,коли культура росте на середовищі і знаходиться в стаціонарних умовах, а інший – лише коли культура занурена в середовище, та постійно струшується. Деякі мікроорганізми виділяють не один, а декілька антибіотиків. Так, Pseudomonas aeruginosa утворює піоцианазу, піоціанін, піоліпоєву кислоту і інші піо-з'єднання; Bacillus brevis виробляє Граміцидин і тироцидин (суміш, відому під назвою тиротрицин); P. notatum - Пеніцилін і пенатін; Aspergillus flavus - Пеніцилін і аспергілову кислоту; Aspergillus fumigatus - фумігатін, спінулозін, фумігацин (гельвольовую кислоту) і гліотоксин; Streptomyces griseus – стрептоміцин, та інші.

     Антибіотики відрізняються один від одного не лише по хімічній структурі, але і по місцю додатка дії на мікробну клітку. Дія антибіотиків, вживаних в низьких концентраціях, зазвичай направлена на специфічні особливості життєдіяльності патогенних мікроорганізмів. Клітинні стінки бактерій і плісневих грибків сильно відрізняються від клітинної оболонки тваринних клітин, і багато нетоксичних антибіотиків блокують утворення саме клітинних стінок. Так діють пеніцилін, бацитрацин, циклосерін і цефалоспоріни, вживані в клініці при бактерійних інфекціях, а також грізеофульвін, який використовується при шкірних грибкових захворюваннях. Особливо важливу роль в життєдіяльності бактерійної клітини відіграє її цитоплазматична мембрана, розташована під клітинною стінкою. Вона регулює проходження в клітину поживних речовин і виведення продуктів виділення, в ній протікають багато ферментативних процесів. Вивчення механізмів дії різних антибіотиків дали багато корисних відомостей про біохімічні процеси, що протікають в клітках мікроорганізмів. Навіть ті антибіотики, які не застосовуються в лікувальній меті, можуть використовуватися як важливий інструмент біохімічних досліджень.

На Рис.1 зображено я антибіотик пеніцилін проникає до клітини.

Рис.1    ПЕНІЦИЛІН (біла крапка). Видно його пригнічуючу дію  (темне кільце) на зростання колонії стафілококів (смуги).

Отже, основний напрям використання бактерій Pseudomonas в медицині – це використання властивостей мікроорганізмів блокувати, чи пригнічувати зростання хвороботворних, або інших патогенних організмів.

1.  Властивості бактерій ряду Pseudomonas та їх використання

Характеристика окремих видів і груп бактерій роду Pseudomonas      

   В «Визначнику бактерій і актиноміцетів» (1949) Н. А. Красильникова описано більше 200 видів бактерій роду Pseudomonas. Це найповніший і досі єдиний систематичний опис, де представлені характеристики майже всіх відомих псевдомонад, які розподілені між собою залежно від характеру своїх ознак. Для розділення цих бактерій на види використана ознака пігментації, яка досить легко спостерігається, а також морфологічні і деякі фізіологічні властивості. Особливо відмічена ознака токсичності бактерій по відношенню до тварин і рослинних організмів.