35. Микрофлора воздуха. Санитарное значение микрофлоры воздуха.

Воздух- неблагоприятная среда для размножения микроорганизмов. Отсутствие питательных веществ, солнечные лучи и высушивание обусловливают быструю гибель микробов. Поэтому микрофлора воздуха менее обильна, чем микрофлора почвы и воды. Состав микробов воздуха весьма разнообразен- это пигментные сапрфитные бактерии ( микрококки, сарцины), споровые ( сенная , картофельная палочки), актиномицеты, плесневые, дрожжевые, грибы и др.На ряду с сапрофитами в воздухе встречаются условно – патогенные микроорганизмы, споры грибов из родов Aspergillus, Mucor, Penicillium/ В животноводческих помещениях воздушная среда загрязняется микробами во время раздачи кормов, особенно грубых, при чихании , кашля животных , разговоре обслуживающего персонала ; попадают микробы в воздух и с частицами высохших фекалий животных. В 1 м3 воздуха животноводческих помещений содержится до 2 и более миллионов микробных тел, в том числе и патогенных. Степень загрязнения воздуха микроорганизмами зависит от вентиляции, скученности животных, конструкции помещений, способа содержания животных, и др. факторов. В плохо вентилируемых помещениях число микробов в 1м3 воздуха в 5…6 раз больше, чем в хорошо вентилируемых. Много микробов в воздухе летом – мало зимой. Также много в городе, мало в полях, лугах, над водными пространствами.

• 36. Микрофлора тела животного её значение для организма. Дисбактериоз его причины и методы коррекции. Гнотобиотические и спф- животные.

Микрофлора организма животных

После рождения животный организм вступает в контакт с различными микроорганизмами, которые проникают через дыхательные и пищеварительные пути и заселяют желудочно-кишечный тракт, половые и другие органы.

Микрофлора кожи. Постоянные обитатели кожи — стафи-лококки, стрептококки, сардины, актиномицеты, микрококки, вызывающие нагноительные процессы: фурункулы, гнойники, флегмоны и др.

Из палочковидных форм обнаруживают кишечную, сине-гнойную, псевдодифтерийную.

Микрофлора вымени. Микрофлору вымени составляют пре-имущественно микрококки (М. luteus, M. flavus, M. eandidus, М. caseolyticus), стафилококки, стрептококки, коринебакте-рии, в частности Corynebacterium bovis.

Из патогенных микробов на коже вымени часто встреча¬ются возбудители маститов (Str. agalacitae, Str. ubens, Staph. aureus) и колимаститов (Escherichia coli, Klebsiella aerogenes, Corynebacterium pyogenes, Вас. stibtilis, Pseudomo-nas aerugynosa и др.).

Микрофлора конъюнктивы. На конъюнктиве находят срав-нительно небольшое количество микробов. Как правило, это стафилококки, стрептококки, сардины, реже встречаются ми-коплазмы, микрококки, актиномицеты, дрожжевые и плесне¬вые грибы.

Микрофлора дыхательных путей. У новорожденных живот-ных в дыхательных путях микроорганизмов нет. При дыхании на слизистые оболочки верхних дыхательных путей оседают из воздуха различные бактерии, актиномицеты, плесневые и Дрожжевые грибы, микоплазмы и др.

Микрофлора пищеварительного канала. Она наиболее обильна. У новорожденных животных желудочно-кишечный тракт не содержит микробов. Через несколько часов организм животного заселяется микрофлорой, которая в процессе жиз-ни может видоизменяться, но в основном остается стабильной до конца жизни животного.

К постоянной микрофлоре относятся молочнокислые стрептокок¬ки (Str. lactis), молочнокислые палочки (Bact. acidophilum), кишечная палочка (Е. coli).

Микрофлора полости рта. Она наиболее обильна и разно-образна. В ротовой полости обнаружено более 100 видов ми-кроорганизмов. К постоянным обитателям ротовой полости относятся диплококки, стафилококки, сарцины, микрококки, дифтероиды, анаэробы и аэробы, целлюлозоразрушающие бактерии, спирохеты, грибы, дрожжи и др.

Микрофлора желудка. Она относительно бедна как по ко-личественному, так и по качественному составу. Объясняется

это бактерицидным действием кислого желудочного сока. В содержнмо’М желудка выживают спо.ровые типа Вас. subtilis, кислотоустойчивые микобактерия (М. bovis, M. avium), a также сарцины (Sarcina ventriculi), молочнокислые бактерии, актиномицеты, энтерококки и др.

Микрофлора рубца жвачных более богата. Здесь много гнилостных бактерий, возбудителей различных брожений.

Микрофлора тонкого кишечника. Она наиболее бедна. В двенадцатиперстной и тощей кишках ослабляется деятель¬ность целлюлозных микроорганизмов. Здесь чаще всего оби¬тают устойчивые к желчи энтерококки, ацидофильные, споро¬вые микробы (Вас. retiformis, Cl. perfringeris), актиномицеты, Е. coli и др.

Микрофлора толстых кишок наиболее богата. Постоянные обитатели —энтерококки, стафилококки, стрептококки, целлю-лозные бактерии, актиномицеты, ацидофилы, термофилы, спо-ровые формы, дрожжи, плесени, гнилостные бактерии.

У здоровых животных наряду с нормальной микрофлорой в ряде случаев обнаруживают патогенные микроорганизмы— возбудители столбняка, инфекционного аборта кобыл, сибир¬ской язвы, рожи свиней, пастереллеза, сальмонеллеза, ана¬эробных и других инфекций.

Микрофлора мочеполовых органов. На слизистой оболочке половых органов обнаруживают стафилококки, стрептококки, микрококки, дифтероиды, кислотоустойчивые микобактерии (Мус. smegmae) и др. Основной обитатель слизистой оболоч¬ки влагалища— Bact. vaginale vulgare, обладающая резко выраженным антагонизмом к другим микрорганизмам.

• Участие микробов в превращении углеводсодержащих соединений в природе: молочнокислые, пропионовокислые, маслянокислое брожение. Химихм, возбудители и практическое использование этих типов брожения.

Углерод (СО2) входит в состав органических соединений, которые являются продуктами фотосинтеза. В воздухе его содержится немногим более 0,03% (по объему). Такая кон¬центрация углекислоты в атмосфере поддерживается относи¬тельно постоянной в результате динамического равновесия между фотосинтезом и минерализацией. Велика роль микроорганизмов в поддер¬жании равновесия и круговорота СО2 на нашей планете. При минерализации органических веществ они образуют почти столькоже углерода, сколько используется растениями в про¬цессе фотосинтеза. *Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении происходит распад углеводов, а также многоатомных спиртов и белков до молочной кислоты. В зависимости от того, какие продукты образуются при сбраживании глюкозы — только молочная кислота или также и другие органические продукты и СО2 — молочнокислые бактерии принято подразделять на гомоферментативные и гетероферментативные. Это деле¬ние отражает различия в путях катаболизма углеводов. Гомоферментативное молочнокислое брожение. Гомоферментативные молочнокислые бактерии обра-зуют практически только одну молочную кислоту, что обус¬ловлено кокковыми и палочковыми молочнокислыми бактериями. Кокковые формы включены в род Streptococcus, к ко¬торому отнесены виды Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilac-tis, Str. thermophilus. Гетероферментативное молочнокислое брожение. Его осуществляют представители родов Leuconostoc, Lactobacillus, Bifidobacterium. Маслянокислое брожение. Маслянокислое брожение обус¬ловливают некоторые бактерии из рода Clostridium. Типич¬ный представитель — Cl. butyricum. Это крупная палочка длиной от 2 до 10 мкм, подвижна, грамположительна, обра¬зует споры, анаэроб. В качестве источника углерода исполь¬зуют моно- и дисахариды, некоторые полисахариды (дек¬стрин, крахмал), молочную, пировиноградную кислоты, ман-нит, глицерин и другие соединения.

Маслянокислое брожение иногда бывает нежелательным. Например, при его развитии в заквашиваемых кормах бел¬ковая часть корма разлагается,-образуемая масляная кисло¬та ухудшает качество корма, происходит его прогоркание. Животные плохо поедают такой корм.

Пропионовокислое брожение – это превращение сахара или молочной кислоты и её солей в пропионовую и уксусную кислоты с выделением углекислого газа и воды. При пропионовокислом брожении превращение глюкозы до пировиноградной кислоты протекает также по гликолитическому пути. В дальнейшем пировиноградная кислота, претерпевая ряд превращений, восстанавливается в пропионовую. Брожения вызывают бактерии, относящиеся к семейству Propionibacteriaceae, роду Propionibacterium. Это неподвижные, бесспоровые, грамположительные палочки, слегка искривленные. В неблагоприятных условиях развития клетки принимают булавовидную форму.

• Спиртовое брожение и уксуснокислое окисление. Химизм, возбудители и практическое использование этих процессов.

*Брожение спиртовое - биохимический процесс расщепления сахаров, происходящий в результате жизнедеятельности микроорганизмов или под влиянием выделенных ими ферментов. Возбудителями спиртового брожения являются дрожжи. Спиртовое брожение могут вызвать некоторые мицелиальные грибы, однако при этом образуется значительно меньше спирта(5-7%). Брожение с образованием спирта и углекислого газа вызывают и некоторые бактерии, но по количественному соотношению между конечными и побочными продуктами, а также характеру побочных продуктов бактериальное спиртовое брожение отличается от брожения, вызываемого дрожжами.

Любое брожение протекает как бы в две стадии:

1)первая - окислительная - включает превращение глюкозы до пировиноградной кислоты с образование двух молекул восстановленного НАД - промежуточного акцептора водорода.

2) А во второй стадии - восстановительной - передает водород конечному акцептору, который превращается в основной конечный продукт брожения.

Дрожжи обладают ферментом пируватдекарбоксилазой, который катализирует реакцию декарбоксилирования пировиноградной кислоты с отщеплением и образованием уксусного альдегида:

Углекислый газ является одним из конечных продуктов спиртового брожения. Уксусный альдегид играет роль конечного акцептора водорода. Вступая во взаимодействие с , он при участии фермента алкогольдегидрогеназы восстанавливается в этиловый спирт, а регенерируется (окисляется) в НАД:

Реакция восстановления уксусного альдегида в этиловый спирт завершает спиртовое брожение. Спиртовое брожение используется человеком с глубокой древности при изготовлении вина, пива, браги и др.

* Уксуснокислые бактерии (УКБ) принадлежат к двум родам: род Gluconobacter и род Acetobacter. Бактерии рода Acetobacter окисляют этанол в уксусную кислоту, а уксусную кислоту окисляют далее до СО2 и Н2О. Бактерии рода Gluconobacter окисляют этанол до уксусной кислоты, иногда слабо, при нейтральной или кислой реакции. Уксуснокислым брожением называется окисление этилового спирта в уксусную кислоту под влиянием уксуснокислых бактерий. На практике уксуснокислое брожение используется для получения уксуса. Исходным субстратом для получения уксуса служит виноградное или плодово-ягодное вино, а чаще всего - раствор, содержащий спирт и подкисленный уксусом с целью создания благоприятных условий уксуснокислым бактериям. В такой раствор добавляют также необходимые для бактерий минеральные соли и другие питательные вещества.

• Аэробное и анаэробное расщепление клетчатки и пектиновых веществ.

*Анаэробное разложение клетчатки вызывают Вас. cellulosae hydrogenicus и Вас. cellulosae methanicus. Обе эти палочки морфологически похожи друг на друга, анаэробы, образуют споры, содержат ферменты целлюлозу и целлобиазу. Конечные продукты обеих палочек - масляная и уксусная кислоты, углекислота, но первая палочка еще образует водород, а вторая метан. Среди анаэробных целлюлозных бактерий, встречающихся в почве, навозе и компостах, имеются термофилы. Эти формы весьма активно сбраживают клетчатку. К ним относится Clostridium thermocellum, оптимальная температура которого около 60° С, а максимум приближается к 70°С. При 40—45° С эта бактерия развивается плохо.

*Группа аэробных целлюлозоразлагающих микроорганизмов наиболее богато представлена в почве. Бактерии рода Cytophaga очень требовательны к среде и обычно в большом количестве встречаются в навозе и почвах, удобренных навозом. Представители рода Sporocytophaga также разлагают целлюлозу. В почвах также встречаются представители рода Cellvibrio, аэробные целлюлозоразлагающие бактерии. Это прямые или слегка изогнутые короткие грамотрицательные палочки. Разлагать клетчатку в аэробных условиях также могут актиномицеты и грибы, разрушающие целлюлозу медленно и обитающие в относительно бедных почвах. Из актиномицетов могут быть упомянуты представители родов Streptomyces, Streptosporangium, Micromonospora, а из грибов — представители родов Fusarium, Chaetomium, Aspergillus, Trichoderma и др.

При аэробном разложении целлюлозы в основном получаются два продукта — СО3 и Н2О. При этом, однако, могут накапливаться небольшие количества органических кислот.

Большинство представителей анаэробных целлюлозоразлагающих бактерий, найденных в природе, относятся к роду Clostridium.

• Участие микробов в превращении азотсодержащих веществ в природе. Аммонификация белков и мочевины.

Азот (N)—важнейший биогенный элемент, входящий в состав белковой молекулы каждого живого существа.

Цикл превращений азота в природе с участием микроор-ганизмов состоит из четырех этапов: фиксации атмосферного азота, аммонификации, нитрификации и денитрификации.

Аммонификация белков. Значительные запасы органиче¬ского азота сохраняются в растительных и животных тканях. Когда гибнут растения и животные, компоненты их тела под¬вергаются действию микроорганизмов, и азотистые соедине¬ния разрушаются с образованием аммиака. Этот процесс называют аммонификацией, или минерализацией, азота.

Аммонификация мочевины. Подсчитано, что весь живот¬ный мир земного шара за сутки выделяет более 150 тыс. т мочевины. В моче содержится 47 % азота, поэтому она счи¬тается одним из концентрированных азотистых удобрений. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разложения ее микроорганизмами она становит¬ся усвояемой. Бактерии, разлагающие мочевину, называются уробактериями (urea — моча). Под действием фермента уреа-зы, вырабатываемого уробактериями, мочевина превращается в аммиак и углекислый газ.

• Нитрификация и денитрификация. Химизм, возбудители и практическое значение.

Нитрификация. Это следующий за аммонификацией этап превращения азота микроорганизмами. Аммиак, образующий¬ся в почве, навозе и воде при разложении органических ве¬ществ, довольно быстро окисляется сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту. Протекает процесс нитрификации в две фазы. Первую фазу — окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (нитритов) — осуществляют микроорганиз¬мы родов Nitrosomonas, Nitrococcus, Nitrospira, Nitrosovibrio. Вторую фазу — окисление азотистой кислоты до солей азог-ной кислоты (нитраты)—осуществляют бактерии из родов Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus.

*Денитрификация. Это процесс, обратный нитрификации. Различают прямую и косвенную денитрификацию. Прямая денитрификация вызывается бактериями, широко распростра¬ненными в почве, навозе, водоемах. Среди них наибольшее значение имеют: Thiobacillus denitrificans — палочка, не обра-зующая спор, факультативный анаэроб; Pseudomonas fluores-cens — подвижная палочка, грамотрицательная, образует зе¬леноватый пигмент; PS- stutzeri — палочка, образующая це¬почки; Paracoccus denitrificans — имеет форму кокков. Дени¬трифицирующие бактерии восстанавливают нитраты до моле¬кулярного азота. В почве развиваются без доступа воздуха и в щелочной среде. Косвенная денитрификация осуществляется чисто химиче¬ским путем при взаимодействии азотистой кислоты с аминными соединениями.

* Азотфиксация - усвоение молекулярного азота воздуха азотфиксирующими прокариотными организмами с образованием соединений азота, доступных для использования др. организмами. Осуществляется как свободноживущими азотфиксирующими бактериями (клостридии, фототрофные бактерии, азоспириллы и др.), так и симбиотическими, напр. клубеньковыми бактериями. А. происходит с участием полиферментной системы нитрогеназы, которая катализирует восстановление молекулярного азота до аммиака в присутствии АТФ и восстановителя. Симбиотические азотфиксирующие организмы могут связывать в год до 200 кг азота на 1 га, свободноживущие – 15–30 кг.

• Азотфиксация. Бактериальные землеудобрительные препараты и их использование в сельском хозяйстве.

Способностью фиксировать атмосф-ный азот и строить из него тело своей клетки обл-т азотфиксирующие м/о. Они повыш-т плодородие почвы. Биологич-ая фиксация N в природе осущ-ся 2 группами м/о: 1)свободноживущими (несимбиотическими); 2)живущими с растениями (симбиотич-ими). (1)К несибиот.отн-ся почвенные Azotobacter chroococcus(строгий аэроб,крупные палочки дл 4-6мкм, подвижные, расп-ся парами, Г+. В старых к-рах кокковые формы,окруж-е общей капсуло. В теч года на 1 га фиксир-т 20-50кг N); Clostridium pasteurianum (анаэробы, полиморфн.палочки,дл0,8-1,3мкм, подвижные,Г-, споры+;хор.развив-ся в почве при наличии аэробных бактерий,распростр в природе широко); Pasteudomonas fluorescens (аэроб,подвижный,Г-, дл 2-5мкм,шир 0,3-0,4; обитает в почвах разных зон и регионов).

(2)Симбиотич-ие азотфиксаторы бактерии рода Rhisobium(клубеньковые бактерии)-подвижные палочки дл 1,2-3 мкм,шир0,5-0,9, Г-,спор-. При старении теряют подвижность. Клубеньк бактер.способны внедр-ся в корневые волоски бобовых растений и развив-ся в них с образов-м на корнях клубенков, кот-е фиксир-т N. Бактерии пит-ся органич-ми соед-ми,синтезир-ми растени-ями, а растения получ-т от них связанные соедин-ия N. При достат.аэрации, влажности, t^o бактерии в теч.1года на 1га могут синтез-ть до 200кг атмосф-го азота.

Также к активным азотфиксаторам отн-ся цианобактерии,обит-е во всех почвенно-климатич-их зонах. В с/х исп-ся с целью повыш-ия плодородия почвы азотобактерин и нитрагин. Азотобактерин- представл-ет живую к-ру азотобактера, выращенную на нейтральном торфе или солодовой почве. Вместе с посевным материалос его вносят в небобовые к-ры(картоф.,свекла). Нитрагин им-т 2 формы: ризотрофин(смесь клубенько-вых раст-ий со стерильным торфом) и ризобин/сухой нитрагин(высушенная к-ра клубеньк-ых бактериий с наполнителем (бетонит). Препараты вносят под бобовые к-ры.