Ученые выяснили, что кишечная палочка использует для питания лактозой; нецелевые; гены — Наука — ТАС

С какой скоростью размножаются бактерии?

Всё живое и неживое обязано подчиняться законам физики — в том числе второму началу термодинамики, гласящему, что энтропия изолированной системы не может уменьшаться. На первый взгляд, высокоорганизованные многоклеточные организмы существуют вопреки этому закону «неубывания беспорядка», но на самом деле тепло, выделяемое ими, увеличивает энтропию вселенной, и второй закон термодинамики не нарушается. Тем не менее в этой области остается множество вопросов. Сколько тепла должна выделять клетка во внешнее пространство, чтобы компенсировать свою внутреннюю упорядоченность с точки зрения термодинамики? Как близко подходят клетки к пределу, установленному вторым законом термодинамики?

Джереми Ингланд (Jeremy England), физик из MIT, смоделировал процесс размножения кишечной палочки (E.coli). Приняв в расчет устройство бактериальной клетки, особенности воспроизводства и скорость роста, ученый рассчитал минимальное количество тепла, которое E. coli должна выделять в окружающее пространство, чтобы не нарушать второй закон термодинамики. Фактическое значение теплоотдачи оказалось примерно того же порядка, что и теоретическое: бактерия «обогревала» окружающую среду всего в шесть раз сильнее, чем ей велит термодинамика. Для биологической системы это довольно высокая эффективность.

Ингланд использовал метод статистический механики (расчет вероятности различных вариантов взаимного расположения атомов и молекул), чтобы смоделировать 20-минутный процесс размножения E. coli, в ходе которого бактерия потребляет много пищи, преобразует её в энергию, перестраивает и упорядочивает свои молекулы (в том числе белки и ДНК), а в конечном итоге делится на две клетки.

Чтобы исследовать термодинамику этого процесса, Ингланд решил смоделировать обратную ситуацию, когда две клетки сливаются в одну. Это событие настолько маловероятно, что в природе, скорее всего, так никогда и не случится. Численно эту вероятность можно оценить, рассчитав вероятности обращения вспять всех химических реакций, необходимых для деления бактериальной клетки. Наиболее распространенная из таких реакций — образование пептидных связей. Вероятность того, что эта реакция самопроизвольно пойдет в обратном направлении, настолько мала, что в некоторой абстрактной «вечной» клетке это событие будет происходить лишь раз в 600 лет. А спонтанного разрыва всех 1,6 млрд пептидных связей, присутствующих в бактериальной клетке, пришлось бы ждать намного дольше. Рассчитав энергию, необходимую для разрушения этих связей, и время, за которое этот процесс мог бы пройти самопроизвольно, Ингланд оценил теоретические параметры и обратного процесса — деления клетки с образованием полного набора пептидных связей.

Оказалось, что расчетная величина составляет чуть больше одной шестой от того количества теплоты, которое бактерия выделяет в окружающее пространство в единицу времени. Теоретически бактерии могли бы размножаться и быстрее, но Ингланд считает, что они вряд ли будут эволюционировать, увеличивая эффективность воспроизводства, — у бактерий есть множество других «внутриклеточных задач». А вот для специалистов в области синтетической биологии расчеты Ингланда могут оказаться весьма интересными: они демонстрируют возможность создания микроорганизмов, которые делятся быстрее своих немодифицированных собратьев.

Ингланд считает, что его работа также косвенно указывает на причины, по которым именно ДНК, а не РНК эволюционировала в качестве носителя генетической информации: связи в ДНК более прочные и менее подвержены спонтанному разрушению. С другой стороны, «термодинамический барьер» для организмов, полагающихся на РНК, ниже. Они могут размножаться быстрее, эволюционируя и используя все имеющиеся ресурсы.

Кишечная палочка

Распространение кишечной палочки, ее негативное влияние на пищеварительный тракт. Морфологические свойства, характеристика жизнестойкости патологической бактерии. Питание кишечной палочки, ее размножение и оптимальные условия для жизнедеятельности.

Рубрика Медицина
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 17.12.2014
Размер файла 19,4 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ
Читайте также:  Узбекская халва польза и вред

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение


Кишечная палочка (лат. Escherichiacoli, E. coli, по имени Теодора Эшериха) — грамотрицательная палочковидная бактерия, широко встречается в нижней части кишечника теплокровных организмов. Большинство штаммов E. Coli являются безвредными, однако серотип O157: H7 может вызывать тяжёлые пищевые отравления у людей. Безвредные штаммы являются частью нормальной флоры кишечника человека и животных. Кишечная палочка приносит пользу организму хозяина, например, синтезируя витамин K, а также предотвращая развитие патогенных микроорганизмов в кишечнике.


Е. coli впервые были выделены в 1885 году немецким педиатром Т. Эшерихом в клинике детских болезней в Граце (Австрия) из кала больного ребенка с признаками диареи и впоследствии были названы имBacterium coli commune (EscherichТ., 1885, 1886). В пятом издании «Определителя микробов» Д. Берджи (1939) родEscherichiaбыл включен в состав семействаEnterobacteriaceae.


Морфологические свойства


Оптимальный рост достигается культурами E. coli при температуре 37°C, некоторые штаммы могут делиться при температурах до 49°C. Рост может стимулироваться аэробным или анаэробным дыханием, различными парами окислителей и восстановителей, в том числе, окислением пирувата, формиата, водорода, аминокислот, а также восстановлением кислорода, нитрата, диметилсульфоксида и триметиламин N-оксида.


Штаммы, имеющие жгутики, способны передвигаться. Жгутики расположены перитрихально. На конце жгутика расположен белок FimH, который прикрепляется к молекулам сахаров на поверхности, а сам жгутик состоит из цепочки взаимосвязанных белковых сегментов, закрученных в форме тонкой длинной пружины и упруго вытягивающихся при воздействии силы.


Питание


Размножение


Клетки Е. coli делятся путем перетяжки, так же как и клетки других грамотрицательных бактерий. В начальных стадиях деления клетки происходит перешнуровка нуклеоида и образование петлеобразных инвагинатов цитоплазматической мембраны в месте будущей перетяжки.


Адаптация

кишечная палочка пищеварительный бактерия

В ответ на изменения температуры или осмолярности окружающей среды, Е. палочка использует свою способность физически изменить диаметр поринов найденных на клеточной мембране. Если есть крупные молекулы питательных присутствующие, которые обычно не являются, Е. палочка будет увеличить диаметр его порина, чтобы молекула, чтобы ввести в организм. Это также работает в обратном направлении в том, что если есть ингибирующие молекулы, присутствующие, кишечная палочкабудет уменьшать диаметр поринов.

Культуральные свойства


Устойчивость


Патология


Патогенные E. coli подразделяют на 4 группы: энтеропатогенные (английское сокращение — EPEC), энетротоксигенные (ETEC), энтероинвазивные (EIEC) и энтерогеморрагические (EHECилиVTEC).


Энтеротоксигенные эшерихии колонизируют тонкий кишечник и вызывают холероподобные заболевания. Носительство после выздоровления не формируется. Чаще всего встречаются в Индии. У нас — в южных регионах. Источники заражения — пища и вода. Пик заболеваемости приходится на детей от года до трех лет. Заражающая доза — 10 8 — 10 9 бактерий, или иначе — колониеобразующих единиц (КОЕ), в 1г кала.


Энтероинвазивные Escherichia coli, такие как О136, О159, О167, О28, О29, О112, О124: Н30, О124: Н32, имеют такой же фактор патогенности как у шигелл — бактерий, вызывающих дизентерию. Поэтому симптоматика заболевания напоминает дизентерию. У больного наблюдается непродолжительная водянистая диарея, которая к концу первых суток заканчивается «дизентерийным плевком» — комком слизи. В отличие от предыдущей группы, заболевание, вызванное энтероинвазивными E. coli характеризуется очень высокой температурой и продолжительностью (острый период — до двух недель). Встречаются EIEC повсеместно, заражение происходит также в основном через пищу и воду. Колонизируют толстый кишечник. Чаще всего болеют дети до 2-ух лет. Заражающая доза — 10 5 КОЕ в 1г кала.


Энтеропатогенные эшерихии вызывают инфекции, по симптоматике заболевания сходные с сальмонеллезом. Заражающая концентрация — от 10 5 до 10 10 КОЕ/г. Дети чаще всего получают внутрибольничные штаммы EPEC, либо заражаются контактно-бытовым путем (полотенца, постельное белье). Взрослые приобретают энтеропатогенныхэшерихий через продукты. В Соединенных Штатах Америки энтеропатогенные E. Coli стоят на первом месте среди кишечных заболеваний детей. Симптомы: водянистая диарея, тошнота, рвота. Заболевание длительное — до 15 дней. Может формироваться носительство после выздоровления.


Самая опасная, но, к счастью, наиболее редкая группа — энтерогеморрагические или веротоксические эшерихии. К ним относится пока одна серогруппа — О157: Н7. Открыты они были впервые в 80-ых годах и первая вспышка произошла в США (в доме престарелых, через плохо прожаренные гамбургеры). Потом — в Японии. Причем в одном офисном здании заболели практически 1000 человек (ели каракатиц, которые были выловлены в прибрежной зоне). На 30 лет человечество забыло об этом кошмаре, но в 2011 году Европу всколыхнула весть об эпидемии энтерогеморрагическойEscherichiacoli. Ходят слухи, что происхождение EHEC имеет искусственный характер (бакоружие или неудачные опыты по генной модификации), но это — всего лишь предположение. Фактор патогенности — шигеллоподобный токсин, который превосходит по токсичности шигеллезный в сотни раз. «Ареал обитания» — толстый кишечник. Клиническая картина при заболевании следующая: боли в животе, холероподобная диарея, которая в течение нескольких часов переходит в кровавый понос. Если нет острой почечной недостаточности, в комплексе с низким содержанием тромбоцитов и анемией (все это называется гемолитико-уремическим синдромом, или ГУС), то в течение одной — двух недель больного лечат детоксическими препаратами. Лечение антибиотиками категорически не рекомендуется! В случае развития ГУС смертность очень высокая — до 100%.


Биотехнология


Кишечную палочку считают универсальным организмом для синтеза чужеродных белков. В E. coli исследователи вводят гены при помощи плазмид, что позволяет осуществлять биосинтез белков для промышленной ферментации. Также разработаны системы для синтеза в E. coli рекомбинантных белков. Одним из первых примеров использования технологии рекомбинантных ДНК является синтез аналога инсулина человека. Модифицированные E. coli используют при разработке вакцин, синтеза иммобилизованных ферментов и решения других задач. Однако, в организме E. coli невозможно получать некоторые крупные белковые комплексы, содержащие дисульфидные связи, в частности, белки, для проявления биологической активности которых требуется посттрансляционная модификация.


Список использованной литературы

1. Коли-инфекция, Джесси Рассел. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Коли-инфекция (Escherichia coli кишечная палочка; син. эшерихиоз) — группа инфекционных болезней, вызываемых патогенными серотипами кишечных палочек.

2. Микрокосм: E. coli и новая наука о жизни, Циммер Карл.

3. интернет — ресурсы

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие о внутрибольничной инфекции. Профилактика воздушной, капельной, контактной и имплантационной экзогенной инфекции. Резистентные к антибиотикам штаммы золотистого стафилококка, синегнойной палочки, протея, кишечной палочки, клебсиелл, серраций.

презентация [1,4 M], добавлен 04.04.2014

Кишечная непроходимость как актуальная и сложная проблема в экстренной хирургии. Причины развития различных форм кишечной непроходимости. Методы диагностики кишечной непроходимости. Особенности сестринского ухода при лечении заболевания в стационаре.

курсовая работа [568,1 K], добавлен 18.09.2016

Причины спаечной кишечной непроходимости и патогенез. Клиника динамичной кишечной непроходимости. Симптоматика заболевания у детей. Причины, приводящие к появлению и развитию динамической кишечной непроходимости. Характер оперативного вмешательства.

презентация [493,6 K], добавлен 05.10.2015

Питание при кишечных инфекциях. Возбудители кишечных инфекций. Отличия между разными заболеваниями. Энтеровирусная и ротавирусная инфекции. Питание в острой фазе кишечной инфекции. Признаки обезвоживания. Рекомендации врачей по лечению больных с ОКИ.

реферат [20,7 K], добавлен 11.04.2012

Анатомо-физиологические особенности кишечника. Клиническая картина, патогенез и дифференциальная диагностика кишечной непроходимости. Оперативные методы лечения кишечной непроходимости. Лечебная тактика и выбор метода лечения. Послеоперационный уход.

презентация [3,6 M], добавлен 22.04.2014

Рассмотрение проблемы циркулирования в стационарах возбудителией внутрибольничных инфекций, формирования госпитальных штаммов. Образование колоний стафилококков, бактерий рода Proteus, клебсиеллы, энтеробактерий, кишечной палочки, стрептококков.

презентация [8,7 M], добавлен 17.12.2015

Синегнойная палочка как основной возбудитель инфекционных поражений человека, вызываемых псевдомонадами. Характеристика синегнойной палочки, особенности протекания патогенеза. Методы профилактики и лечения данной группы заболеваний в условиях госпиталя.

контрольная работа [157,2 K], добавлен 22.10.2010

Гельминты, возбудители паразитарных заболеваний: кривоголовка, некатор, угрица кишечная, трихинелла. Распространение, морфологические особенности, пути заражения. Патогенное действие, клинические симптомы. Лабораторная диагностика, лечение и профилактика.

реферат [294,0 K], добавлен 08.09.2009

Возбудители и способы распространения внутрибольничных и трансмиссивных инфекций. Пищевые токсикоинфекции, их основные причины и последствия. Виды пищевых отравлений. Патогенные серотипы кишечной палочки как основной возбудитель детских колиэнтеритов.

презентация [1,7 M], добавлен 19.05.2013

Статистика и географическое распространение брюшного тифа. Состав соматического антигена брюшнотифозной палочки. Источники возбудителя болезни. Роль мух в распространении брюшного тифа. Проявление ферментативной активности брюшнотифозной палочки.

реферат [22,5 K], добавлен 15.06.2010

Острая кишечная инфекция, вызванная кишечной палочкой

Кишечная палочка — бактерия, которая в норме обитает в кишечнике человека и не наносит вреда. Но существуют ее разновидности, способные вызывать поражения желудка и кишечника.

Они являются причиной развития особого вида острой кишечной инфекции, которую называют эшерихиозом или коли-инфекцией (от латинского названия кишечной палочки: Escherichia coli).
Обычно при кишечной инфекции, вызванной кишечной палочкой,
поражается желудок и тонкая кишка.

Причины острой кишечной инфекции, вызванной кишечной палочкой

Заражение кишечной палочкой происходит через продукты питания (в 80% случаев, в основном через молоко и молочные продукты), загрязненную воду, немытые руки и различные предметы. Наиболее восприимчивы к инфекции дети, особенно до 2 лет. Взрослые люди более устойчивы за счет, так как их иммунитет уже сформирован.

Проявления острой кишечной инфекции, вызванной кишечной палочкой

Существует 4 разновидности кишечных палочек, и каждая из них вызывает инфекцию, отличающуюся собственными особенностями течения. Но имеются и общие признаки. При эшерихиозе после заражения проходит инкубационный период от 1 до 5 дней (в зависимости от разновидности кишечной палочки, которая вызвала инфекцию). Затем повышается температура тела до 39?С, возникает озноб, лихорадка, общая разбитость, озноб,
схваткообразные боли в животе. Стул становится жидким, в нем появляется слизь и кровь.
Дефекация происходит до 10 раз в день. Через неделю наступает выздоровления.

Иногда заболевание начинается не с общего ухудшения состояния, а сразу с сильных болей в животе, тошноты, рвоты. В большинстве случаев инфекции, вызванные кишечными палочками, протекают не очень тяжело.

Осложнения могут развиваться при кишечной инфекции, вызванной определенными разновидностями кишечной палочки. Развивается анемия, нарушение свертываемости крови, нарушение функции почек, которое проявляется в виде резкого уменьшения количества мочи. Это состояние развивается особенно часто и протекает особенно тяжело у детей.

Что можете сделать вы?

При повышении температуры тела, появлении болей в животе и жидкого стула нужно немедленно обратиться к врачу. Можно вызвать «Скорую помощь» или самостоятельно доставить больного в приемное отделение инфекционной клиники. Необходимо лечение в стационаре, где больной будет изолирован. В противном случае он может заразить находящихся рядом здоровых людей.

Что может сделать врач?

Лечением заболевания занимается врач-инфекционист. При подозрении на кишечную инфекцию, вызванную кишечной палочкой, назначают бактериологический анализ кала — он помогает установить возбудителя и правильно спланировать лечение.

Для уничтожения возбудителя в кишечнике применяются кишечные антисептики, антибиотики. Если заболевание протекает в тяжелой форме, то назначают сильные препараты в виде внутривенных инъекций. Частый жидкий стул приводит к потере большого количества воды, поэтому больной должен много пить. Если он не может выпивать достаточное количество жидкости из-за рвоты или тяжелого состояния, то назначаются растворы внутривенно в виде капельницы.

Если инфекция протекает в течение длительного времени, то назначают ферменты, эубиотики, которые способствуют восстановлению нормального пищеварения и микрофлоры. После выздоровления проводят двукратный бактериологический анализ кала через определенные промежутки времени, и только после этого больного выписывают из стационара. После этого пациент должен наблюдаться в поликлинике у инфекциониста.

Ссылка на основную публикацию
Уход за кошкой после операции практические советыЦентр реабилитации временно бездомных животных «Юна
Резекция кишечника Резекция кишечника — полостное хирургическое вмешательство по удалению части пораженного органа для восстановления нормальной работы ЖКТ (желудочно-кишечного тракта)....
Уровни контроля бронхиальной астмы
Бронхиальная астма у детей. Клинические рекомендации ЖУРНАЛ "ПРАКТИКА ПЕДИАТРА" Опубликовано в журнале: ПРАКТИКА ПЕДИАТРА, Сентябрь, 2008 Л.Д. Горячкина, Н.И. Ильина,...
Уровни мозговой организации ВПФ; Студопедия
Уровни мозговой организации ВПФ Помимо описанного выше деления мозга на анатомические и функциональные отделы, существует также его деление на уровни...
Уход за лицом в домашних условиях (кремы, маски, скрабы, пилинги и т
Как избавиться от мешков под глазами: советы экспертов От каких мешков под глазами можно избавиться только хирургически, а с какими...
Adblock detector