Необов’язкові компоненти структури бактеріальної клітини: спори, капсули, включення. Методи фарбування для їх виявлення

МІНІСТЕРСТВО  ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені О.О. Богомольця

КАФЕДРА МІКРОБІОЛОГІЇ, ВІРУСОЛОГІЇ ТА ІМУНОЛОГІЇ 

(Завідувач  кафедрою академік НАН України,  д.м.н.,

професор  В.П. Широбоков) 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНА  РОБОТА №1

Студентки 2 А групи 2 курсу

Фармацевтичного факультету

заочної форми 5,5 років навчання

Мхако Полінарья  Мпапалікаєвна

номер залікової  книжки

102123 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Київ, 2012 рік 

    Зміст роботи 

1.3. Необов’язкові  компоненти структури бактеріальної  клітини: спори, капсули, включення. Методи фарбування для їх виявлення.

2.3. Особливості  хімічного складу бактерій порівняно  з еукаріотичними клітинами.

3.3. Хімічний  склад вірусів. Особливості та  функції вірусних нуклеїнових  кислот, білків, ліпідів, вуглеводів. Ферменти вірусів.

4.3. Хімічний (газовий  та розчинами), фільтруванням і  радіаційний методи стерилізації.

5.3. Позахромосомні  фактори спадковості бактерій: плазміди  та мігруючі генетичні елементи.

6.3. Антагонізм  мікробів, біологічна роль. Механізми.

7.3. Мікрофлора  природних вод. Фактори самоочищення водоймищ. Використання води в фармацевтичній промисловості.

8.3.Патогенність. Вірулентність. Одиниці виміру  вірулентності. 

9.3. Коопераці  Т-, В- лімфоцитів та макрофагів  у процесі імунної відповіді.  Біосинтез антитіл. Динаміка утворення антитіл. Імунологічна пам’ять.

10.3. Анатоксини. Характеристика. Одержання. Визначення  сили анатоксинів. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3. Необов’язкові  компоненти структури бактеріальної  клітини: спори, капсули, включення.  Методи фарбування для їх виявлення.

    Бактерії  – прокаріоти, тому їх структура  відрізняється від структури  клітин рослин і тварин (евкаріотів). Бактерії не мають ядерної оболонки, мітохондрій та апарату Гольджі. Вони мають клітинну стінку, яка  є лише в прокаріотів.

Деякі бактерії утворюють спори, містять включення та плазміди.

Поверхневі структури. До них відносять капсулу, джгутики, мікровійки. Наявність або відсутність  їх є постійною ознакою для  даного виду. Це враховують під час  ідентифікації мікроорганізмів.

Капсула. Розрізняють мікро- та макрокапсулу, або слизовий шар.

    Мікрокапсулу  виявляють за допомогою Електронної  мікроскопії. Вона представлена мукополісахаридними  фібрилами. Роль її остаточно не з'ясовано.

    Макрокапсула  – це стовщений слизовий шар, його мають не всі мікроорганізми. Оскільки капсула має гелеподібну консистенцію, вона не затримує барвників, тому при забарвленні за Буррі – Гінсом забарвлюється фон препарату та клітина, а сама капсула лишається безбарвною. У деяких мікроорганізмів (збудників пневмонії, сибірки та ін.) капсули утворюються в організмі людини або тварини, а в деяких – як у макроорганізмі, так і на штучних живильних середовищах (S. aureus, S. pyogenes, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella rhinoscleromatis та ін.). У патогенних мікроорганізмів капсула може оточувати одну (збудник чуми – Y. pestis) чи дві клітини (збудник пневмонії – S. pneumoniae), навіть цілий ланцюжок клітин (збудник сибірки). Капсула захищає клітину від бактеріофагів, фагоцитів та антитіл. Тому вона є фактором патогенності (пневмококи, що втрачають капсулу, стають непатогенними). ,

    Вона  обумовлює антигенні властивості  мікроорганізмів (К-антиген – капсульний антиген).

    Слизовий  шар. Бактерії часто виділяють велику кількість слизу, котрий утворює  навколо них пухкий шар.

    Джгутики  мають не всі мікроорганізми. За кількістю та розміщенням джгутиків мікроорганізми поділяють на такі групи (мал. 4):

    монотрихи – один джгутик розміщується на полюсі клітини (холерний вібріон);

    лофотрихи – пучок джгутиків розміщується на одному кінці (синьогнійна паличка);

    амфітрихи – пучок джгутиків розміщується на обох кінцях (спірили);

    перитрихи – джгутики розміщуються на всій поверхні клітини (сальмонели, ешерихії та ін.).

    Такий поділ мікроорганізмів є досить умовним. Дані електронної мікроскопії  свідчать про те, що монотрихи мають кілька джгутиків, а амфітрихи – ,це дві клітини монотрихів, що не повністю поділилися.

    За  допомогою джгутиків мікроорганізми рухаються. Для виявлення їх рухливості використовують такі методи:

    1) мікроскопічний – фазово-контрастна  або звичайна світлова мікроскопія "роздавленої" або "висячої" краплі;

    2) бактеріологічний – посів штриком  у стовпчик напівщі-льного агару:  рухливі бактерії ростуть дифузно,  а нерухливі – тільки там,  де зроблено посів.

    Мікровійки. Окрім джгутиків, поверхню бактерій вкривають мікровійки. Розрізняють 2 типи мікровійок: 1) фімбрії, або війки; 2) кон'югативні, або донорські (F-пілі).

    Фімбрії–  це короткі тонкі волоски, їх може бути від 10 до кількох тисяч. Вони є  фактором патогенності. За допомогою  фімбрій бактерії прикріпляються до чутливих клітин (адгезія), де потім розмножуються (колонізація).

    F-пілі  – довгі тонкі ниткоподібні  структури. Бактерія може мати 1–2 такі структури. Вони є  апаратом кон'югації у бактерій, які є носіями плазмід. F-пілі  забезпечують контакт між клітиною-донором і клітиною-реципієнтом, а також передачу спадкової інформації, що є в плазмідах.

    Клітинна  оболонка складається з клітинної  стінки і цитоплазматичної мембрани.

    Клітинна  стінка. Забарвлення залежить від  будови клітинної стінки, яка складається  з двох шарів: внутрішнього (ригідного) та поверхневого (пластичного). У грампозитивних мікроорганізмів більш виражений ригідний шар, утворений пептидогліканом (до 90 %), який містить тейхоєві кислоти. Пластичний шар майже не виражений. Крістіан Грам запропонував метод забарвлення мікроорганізмів генціановим фіолетовим і розчином Люголя, мікроорганізми при цьому забарвлюються у фіолетовий колір. Після обробки спиртом і промивання водою одні з них втрачали попереднє забарвлення і забарвлювалися фуксином Пфейффера в червоний колір, їх назвали грамнегативними. Мікроорганізми, які не втрачали фіолетового забарвлення, назвали грампозитивними.

    У грамнегативних мікроорганізмів виражені пластичний і ригідний шари. Пластичний шар складається з ліпополісаха-риду (ЛПС) і поверхневої мембрани (вони мозаїчно переплітаються), а також ліпопротеїдів. ЛПС запускає синтез близько

    20 сполук, що виявляють хвороботворну  дію на макроорганізм. 

    Патогенних  мікроорганізмів більше серед грамнегативних.

    Поверхнева  мембрана містить білки, які є рецепторами для фагів і коліцинів. Ці білки зумовлюють адгезію мікробів (здатність прикріплюватися до клітини макроорганізму).

    В експерименті (in vitro) можна зруйнувати клітинну стінку. Лізоцим руйнує лише пептидоглікан клітинної стінки грамнегативних мікроорганізмів, а поверхнева мембрана (або її частина) залишається неушкодженою. Бактерії, у яких частково зруйнована клітинна стінка, називають сферопластами. Після обробки грампозитивних бактерій ферментами, які руйнують пептидоглікан, утворюються протопласті – структури, у яких повністю зруйнована клітинна стінка.

    Роль  клітинної стінки:

    1) бере участь у рості та поділі  клітини;

    2) захищає від дії факторів зовнішнього  середовища та макрофагів (знижує  фагоцитарну активність макрофагів, гальмує їх міграцію);

    3) є фактором патогенності;

    4) визначає антигенну структуру  мікроорганізмів (О-антиген). 

    Спора – стійка форма бактерій . Зустрічається  переважно в паличкоподібних  мікроорганізмів, дуже рідко – у  коків і звивистих бактерій. Утворюються  спори протягом 18 – 20 год. Вони проростають протягом 4 – 5 год. Ніколи не утворюються в тканинах людей і тварин. Вони являють собою ущільнену ділянку цитоплазми з нуклеоїдом, укриту щільною багатошаровою оболонкою, яка містить ліпіди, велику кількість кальцію, мінімальну кількість води (близько 40 %) та інші сполуки, яких немає у вегетативних клітинах (наприклад, дипіколінову кислоту, завдяки якій спори є термостійкими).

    Спори стійкі до високих температур (спори  збудників ботулізму витримують кип'ятіння протягом 1–6 год), висушування, зміни рН. На них не діють дезінфекційні розчини. Спори можуть упродовж десятків років зберігатися в несприятливих умовах зовнішнього середовища. Це слід ураховувати при виборі методів знезаражування. Матеріал, що містить спори, знезаражують в автоклаві за температури 132 °С або в сухо-жаровій шафі за температури 150– 170 °С.

    Для початкової ідентифікації бактерій все, що широко використовується —  фарбування за Грамом, яке одразу поділяє  бактерії на дві великі групи та відрізняє їх від еукаріотів. Деякі організми краще всього ідентифікуються за допомогою інших методів фарбування, наприклад, кислотостійкі бактерії (Mycobacteria, Nocardia) краще всього ідентифікуються за допомогою фарбування за Зіль-Нельсеном або подібних методик. Інші організми може бути потрібно ідентифікувати за допомогою вирощування їх у спеціальному середовищі, або іншими, наприклад, серологічними методами.

    Методи  культур дозволяють зростання тільки певного виду або групи бактерій, обмежуючи ріст інших бактерій в  зразку. Часто ці методи розроблюються для специфічних зразків, наприклад, зразок слини розглядатиметься для ідентифікації організмів, які викликають пневмонію, а зразок калу розглядатиметься для ідентифікації організмів, які викликають пронос, запобігаючи зростанню нехвороботворних бактерій. Зразки, що зазвичай стерильні, наприклад, кров, сеча або спинна рідина, культивуються за умов, створених, щоб виростити всі можливі організми. Як тільки хвороботворний організм буде ізольований, він може бути охарактеризований фарбуванням, за своєю морфологію та метаболізмом (наприклад, аероб або анаероб) та гемолітичними властивостями. Як з класифікацією бактерій, для ототожнення бактерій все більше використовуються молекулярні методи. Діагностика за допомогою таких, заснованих на ДНК, методів, наприклад, полімеразної ланцюгової реакції, набуваює популярності завдяки її специфічності і швидкості, порівняно із методами, заснованими на культурі. 

2.3. Особливості  хімічного складу бактерій порівняно  з еукаріотичними клітинами.

    Клітина - універсальна одиниця живої матерії. За хімічним складом істотних відмінностей прокаріотичних та еукаріотичних клітин немає.  
Хімічні елементи, що входять до складу живої матерії, можна розділити на три основні групи.  
1. Біогенні хімічні елементи (С, О, N, H). На їх частку припадає 95% сухого залишку, в т.ч. 50% - C, 20% - O, 15% - N, 10% - H).  
2. Макроелементи - P, S, Cl, K, Mg, Ca, Na. На них припадає близько 5%.  
3. Мікроелементи-Fe, Cu, I, Co, Mo та ін На них припадають частки відсотка, однак вони мають важливе значення в обмінних процесах.  
Хімічні елементи входять до складу різних речовин - води, білків, ліпідів, нейтральних жирів, вуглеводів, нуклеїнових кислот. Синтез сполук контролюється генами. Багато речовин бактеріальна клітина може отримувати ззовні - з навколишнього середовища або організму господаря.  
Вода становить від 70 до 90% біомаси. Вміст води більше у капсульних бактерій, найменше - в суперечках.  
Білки зустрічаються у всіх структурних елементах клітини. Білки можуть бути більш прості (протеїни) складні (протеїди), в чистому вигляді або у комплексі з ліпідами, цукрами. Виділяють структурні (структуроутворюючі) і функціональні (регуляторні) білки, до останніх відносяться ферменти.  
До складу білків входять як звичайні для еукаріотів амінокислоти, так і оригінальні - діамінопімеліновая, D-аланін, D-глютанін, що входять до складу пептидогліканів та капсул деяких бактерій. Тільки у спорах знаходиться діпіколіновая кислота, з якою пов'язана висока резистентність суперечка. Джгутики побудовані з білка флагелліна, володіє скоротливою здатністю і вираженими антигенними властивостями. Пили (ворсинки) містять особливий білок - пилина.  
Пептидний природи мають капсули представників роду Bacillus, збудника чуми, поверхневі антигени ряду бактерій, у тому числі стафілококів і стрептококів. Білок А - специфічний білок S.aureus - фактор, обусловлавлівающій ряд властивостей цього збудника. Білок М - специфічний білок гемолітичних стрептококів серогрупи А, дозволяє диференціювати серовар (близько 100), що має епідеміологічне значення.  
Ряд білків містить зовнішня мембрана грамнегативних бактерій, з яких 3 - 4 мажорних (основних) і більше 10 - другорядних, що виконують різні функції. Серед мажорних білків - поріни, що утворюють дифузні пори, через які в клітку можуть проникати дрібні гідрофільні молекули.  
Білки входять до складу пептидоглікану-біополімеру, що становить основу бактеріальної клітинної стінки. Він складається з остову (чергуються молекули двох аміноцукрів) і двох наборів пептидних ланцюжків - бокових і поперечних. Наявність двох типів зв'язків-глікозидних (між аміноцукрів) та пептидних, які з'єднують субодиниці пептидогліканів, надають цьому гетерополімеру структуру молекулярної мережі. Пептидоглікану-найбільш стійке з'єднання, яке утворює ригідну мішкоподібну макромолекулу, визначальну постійну форму бактерій і ряд їх властивостей.  
1. Пептидогликан містить родо-і видоспецифічні антигенні детермінанти.  
2. Він запускає класичний і альтернативний шляхи активації системи комплементу.  
3. Пептидогликан гальмує фагоцитарну активність і міграцію макрофагів.  
4. Він здатний ініціювати розвиток гіперчутливості сповільненого типу (ГСТ).  
5. Пептидогликан має протипухлинну дію.  
6. Він має пірогенну дію, тобто викликає лихоманку.  
З сполук білків з небілковими компонентами найбільше значення мають ліпопротеїди, глікопротеїди і нуклеопротеїни.  
Дивовижне таїнство життя - синтез білка здійснюється в рибосомах. Існує два основних типи рибосом - 70S (S-константа седиментації, одиниця Сведберга) і 80S. Рибосоми першого типу зустрічаються лише у прокаріотів. Антибіотики не діють на синтез білка в рибосомах типу 80S, поширених у еукаріотів.  
Ліпіди (головним чином форфоліпіди) містяться в цитоплазматичній мембрані (ліпідний бішар), в також в зовнішній мембрані грамнегативних бактерій. Є мікроорганізми, які містять велику кількість ліпідів (до 40% сухого залишку) - мікобактерії. До складу ліпідів входять різні жирні кислоти, вельми специфічні для різних груп мікроорганізмів. Їх визначення має в ряді випадків діагностичне значення, наприклад у анаеробів, мікобактерій.  
У мікобактерій туберкульозу в складі ліпідів є ряд кислотостійких жирних кислот - фтіоновая, міколовая та ін Високий вміст ліпідів та їх склад визначають багато властивостей мікобактерій туберкульозу:  
-Стійкість до кислот, лугів і спиртів;  
-Важка окрашиваемость барвниками (використовують спеціальні методи забарвлення, частіше-за Цілем-Нільсену);  
-Стійкість збудника до сонячної радіації та дезосредствам;  
- Патогенність.  
Тейхоєвих кислоти зустрічаються в клітинних стінках грампозитивних бактерій. Представляють собою водорозчинні лінійні полімери, що містять залишки гліцерину або рібола, пов'язані фосфодіефірних зв'язків. З тейхоєвих кислотами пов'язані головні поверхневі антигени ряду грампозитивних бактерій.  
Вуглеводи зустрічаються частіше у вигляді полісахаридів, ктором можуть бути екзо-і ендоклеточнимі. Серед екзоклеточних полісахаридів виділяють каркасні (входять до складу капсул) та істинно Екзополісахариди (виходять у зовнішнє середовище). Серед бактеріальних полісахаридів багато хто знаходить медичне застосування. Декстран - полісахариди з великою молекулярною масою, з вигляду нагадують слиз. 6% розчин-кровозамінник поліглюкін. Декстранових гель сефадекса використовується в колонкової хроматографії як молекулярне сито. Ендоклеточние полісахариди - запасні поживні речовини клітини (крохмаль, глікоген та ін.)  
Ліпополісахариди (ЛПС) - один з основних компонентів клітинної стінки грамнегативних бактерій, це з'єднання ліпіду з полисахаридом. ЛПС складається з комплексу: 1.Ліпід А.  
2. Однакове для всіх грамнегативних бактерій полисахаридной ядро.  
3. Термінальна сахароїдними ланцюжок (О - специфічна бічний ланцюг).  
Синоніми ЛПС - ендотоксин, О - антиген.  
ЛПС виконує дві основні функції - визначає антигенну специфічність і є одним з основних факторів патогенності. Це - ендотоксин, токсичні властивості якого проявляються переважно при руйнуванні бактеріальних клітин. Його токсичність визначається ліпідом А. ЛПС запускає синтез більше 20 біологічно активних речовин, що визначають патогенез ендотоксикозу, володіє пірогенним дією.  
Нуклеїнові кислоти - ДНК і РНК. РНК (РНК) знаходяться головним чином у рибосомах (р-РНК-80 - 85%), т (транспортні) - РНК-10%, м (матричні) - РНК-1 - 2%, головним чином у одноланцюжковою формі. ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти) може перебувати в ядерному апараті (хромосомна ДНК) або в цитоплазмі у спеціалізованих утвореннях - плазмідах - плазмідна (позахромосомних) ДНК. Мікроорганізми відрізняються за структурою нуклеїнових кислот, змісту азотистих основ. Генетичний код складається всього з чотирьох літер (підстав) - А (аденін), Т (тимін), Г (гуанін) і Ц (цитозин). Найбільш часто для характеристики мікроорганізмів використовують як таксономічний ознака процентне співвідношення Г / Ц, яке суттєво відрізняється у різних груп мікроорганізмів.  
Мікроорганізми синтезують різні ферменти - специфічні білкові каталізатори. У бактерій виявлено ферменти 6 основних класів.  
1. Оксидоредуктази - каталізують окисно-відновні реакції.  
2. Трансферази - здійснюють реакції перенесення груп атомів.  
3. Гідролази - осущесвляют гидролитическое розщеплення різних сполук.  
4. Ліази - каталізують реакції відщеплення від субстрату хімічної групи негідролітіческім шляхом з утворенням подвійного зв'язку або приєднання хімічної групи до подвійних зв'язків.  
5. Лігази або синтетази - забезпечують з'єднання двох молекул, поєднане з розщепленням пірофосфатная зв'язку в молекулі АТФ або аналогічного трифосфату.  
6. Ізомерази - визначають просторове розташування груп елементів.  
Відповідно до механізмами генетичного контролю у бактерій виділяють три групи ферментів:  
- Конститутивний, синтез яких відбувається постійно;  
- Індуцибельних, синтез яких індукується наявністю субстрату;  
- Репрессібельние, синтез яких пригнічується надлишком продукту реакції.  
Ферменти бактерій ділять на екзо-і ендоферменти. Екзоферментів виділяються в зовнішнє середовище, здійснюють процеси розщеплення високомолекулярних органічних сполук. Здатність до утворення екзоферментів багато в чому визначає інвазивність бактерій-здатність проникати через слизові, сполучнотканинні та інші тканинні бар'єри.  
Приклади: гіалуронідаза розщеплює гіалуронову кислоту, що входить до складу міжклітинної речовини, що підвищує проникність тканин (клостридії, стрептококи, стафілококи та багато інших мікроорганізми); нейрамінідаза полегшує подолання шару слизу, проникнення всередину клітин і поширення в міжклітинному просторі (холерний вібріон, дифтерійна паличка, вірус грипу та багато інших). До цієї ж групи належать ензими, розкладають антибіотики.  
У бактеріології для диференціації мікроорганізмів за біохімічними властивостями основне значення часто мають кінцеві продукти і результати дії ферментів. Відповідно до цього існує мікробіологічна (робоча) класифікація ферментів.  
1.Сахаролітіческіе.  
2.Протеолітіческіе.  
3.Аутолітіческіе.  
4.Окіслітельно - відновні.  
5.Ферменти патогенності (вірулентності).  
Ферментний склад клітини визначається геномом і є досить постійною ознакою. Знання біохімічних властивостей мікроорганізмів дозволяє ідентифікувати їх по набору ферментів. Основні продукти ферментирование вуглеводів і білків-кислота, газ, індол, сірководень, хоча реальний спектр для різних мікроорганізмів набагато більш великий.  
Основні ферменти вірулентності - гіалуронідаза, плазмокоагулаза, лецитиназа, нейрамінідаза, ДНК-аза. Визначення ферментів патогенності має значення при ідентифікації ряду мікроорганізмів і виявлення їх ролі в патології.  
Ряд ферментів мікроорганізмів широко використовується в медицині і біології для отримання різних речовин (аутолітичних, протеолітичні), в генній інженерії (рестриктаз, лігази).  
 
 

3.3. Хімічний  склад вірусів. Особливості та  функції вірусних нуклеїнових  кислот, білків, ліпідів, вуглеводів. Ферменти вірусів. 

Елементарний  склад вірусних частинок такий (%): вуглець — 50; кисень — 20; водень — 7; азот — 16; фосфор — 0,4—0,5; сірка — 0,1-0,2; зольні елементи — 2,5.

    Незважаючи  на значні відмінності в будові та хімічному складі різних вірусів, усі  вони мають два основні компоненти: нуклеїнову кислоту і білковий капсид (оболонку). У деяких вірусів нуклеокапсид може бути оточеним другою зовнішньою оболонкою, яка має ліпідну, ліпопротеїдну або гліколіпопротеїдну природу. Таку оболонку прийнято позначати терміном «суперкапсид». У складніше організованих вірусів окрім суперкапсида є ще одна проміжна оболонка — білкова мембрана, що оточує розміщений в центрі нуклеокапсид, який утворює структуру так званого нуклеоїда. Крім названих компонентів, до складу всіх вірусів входять катіони металів.

    У найпростіших вірусів, наприклад у  ВТМ, капсид складається з ідентичних субодиниць білка, які містять 158 амінокислот  ВТМ. 21301100 пептидних ланцюжків субодиниць капсиду укладені по спіралі так, що виникає порожній циліндр завдовжки 300 нм і діаметром 15 нм.

    У складніше організованих вірусів  білкова оболонка складається з  кількох білків, наприклад в аденовірусів виявлено близько 10 різних структурних  білків, які беруть участь у формуванні капсида і серцевини вібріону. Крім структурних білків, у складі вірусних частинок виявлено також ферментні білки. Це, зокрема, РНК-залежна РНК полімераза (транскриптаза), РНК-залежна ДНК полімераза (ревертаза), АТФ-аза бактеріофагів зі скоротливими чохлами відростків та багато інших. Є дані, що ці ферменти кодуються вірусним геномом.

    Якщо  не брати до уваги індивідуальні  функції, властиві тим чи іншим білкам у конкретних видів вірусів, то взагалі  вірусні білки як компонент вібріону виконують захисну, адресну і  регуляторну функції. С. Лурія і  Дж. Дарнелл (1970) розрізняють серед білків, що утворюються під час вірусної інфекції, три групи: 1) білки, які можуть каталізувати реплікацію нуклеїнової кислоти вірусу; 2) білки структурні, що входять до складу нових вібріонів; 3) білки, які можуть змінювати деякі функції або структури клітин хазяїна.

    Основним  компонентом вірусів є також  нуклеїнові кислоти (РНК або ДНК). Раніше вважали, що віруси рослин містять  РНК. Однак у 1968 р. було виявлено, що вірус мозаїки цвітної капусти  містить дволанцюгову молекулу ДНК. Більшість вірусів рослин містять одноланцюгову лінійну РНК. В одних видів тваринних вірусів знайдено ДНК, в інших — РНК. Бактеріофаги містять ДНК.

    На  відміну від клітинних організмів, у вірусів, на додаток до двох основних типів нуклеїнових кислот, є також  одноланцюгові ДНК і дволанцюгові РНК.

    Одноланцюгова ДНК фагів має кільцеву форму, а вірусів, які уражають еукаріотні клітини, — лінійну. Вторинна структура  одно-ланцюгової ДНК вірусного походження нічим не відрізняється від макромолекулярної  організації одноланцюгових РНК.

    Дволанцюгова  РНК, вперше відкрита у реовірусів, виявилась досить поширеною в  царстві вірусів. Вторинна структура  РНК являє собою досконалу  подвійну спіраль, що містить два  комплементарні полірибонуклеотидні ланцюги.

    Слід  зазначити, що дволанцюгова ДНК Т-парних фагів відрізняється від ДНК інших вірусів тим, що замість цитозину містить 5-оксиметилцитозин і глюкозу, приєднану до деяких оксиметильних груп оксиметилцитозину.

    Крім  білків і нуклеїнових кислот, до складу вірусних частинок можуть входити  ліпіди, вуглеводи та інші речовини. Ліпіди виявлені у складно організованих вірусів. Вони містяться переважно в складі ліпопротеїдної оболонки (суперкапсида) і формують її ліпідний бімолекулярний шар, в якому містяться суперкапсидні білки.

    Вуглеводи у вірусів входять до складу глюкопротеїдів. Кількість їх може становити понад 10 % у перерахунку на масу вібріону.

    Віруси  — облігатні внутрішньоклітинні паразити, тобто вони можуть рости  і розвиватися тільки всередині  живих клітин хазяїна. Ось чому протягом багатьох років, починаючи з досліджень Д. Й. Івановського, вченим не вдавалося виростити віруси на звичайних природних і синтетичних поживних середовищах, на яких добре культивуються бактерії, гриби та інші мікроорганізми. Деякі віруси людини ще й досі не вдається культивувати в лабораторних умовах.

    З метою вирощування і нагромадження  вірусів тварин, рослин і мікроорганізмів  широко застосовуються культури органів, клітин, ембріони курчат, лабораторні  тварини, сприйнятливі рослини тощо.

    Також у складі віріонів багатьох, особливо складних вірусів, містяться ДНК і РНК-полімерази, ферменти, які руйнують оболонку клітини-господаря, модифікуючі кінці ірнк. В процесі реалізації вірусного генома в клітці синтезується ряд Ф.в. з такими ж або іншими функціями. Проте набору Ф.в. недостатньо для самостійного позаклітинного розмноження. У синтезі біополімерів вірусу участь беруть ферменти клітини-господаря. 

4.3. Хімічний (газовий  та розчинами), фільтруванням і  радіаційний методи стерилізації.

    Стерилізація (від лати. sterilis – “безплідний”)  – повне знищення в тому або іншому об’єкті живих мікроорганізмів і їх спор.

    Державна  фармакопея XI визначає стерилізацію як процес убивання в об’єкті або  видалення з нього мікроорганізмів  всіх видів, що знаходяться на будь-яких стадіях розвитку.

    Існують різні способи стерилізації лікарських засобів і допоміжних матеріалів:

      фізичні, засновані на дії високої  температури, ультрафіолетових променів, струмів високої частоти, іонізуючих  випромінювань, що викликають  загибель мікроорганізмів; 

      механічні, такі, що полягають у відділенні мікробів фільтруванням рідин через мікропористі фільтри, затримуючі мікроби в своїх порах;

      хімічні, засновані на бактерицидності  різних хімічних речовин. 

    Основні методи стерилізації, використовувані  в технології лікарських форм:

      термічна стерилізація;

      стерилізація фільтруванням; 

      стерилізація ультрафіолетовою  радіацією; 

      радіаційна стерилізація;

      хімічна стерилізація.

    Ультрафіолетова радіація використовується для знезараження повітря, води і багатьох інших об’єктів в різних галузях народного господарства. Застосування даного виду знезараження в аптечних умовах придбало велике практичне значення завдяки тому, що має безліч переваг перед іншими способами знезараження. Ультрафіолетова радіація – дуже могутній стерилізуючий чинник, що вбиває вегетативні і спорові форми мікроорганізмів, при цьому виключає вірогідність адсорбції лікарськими речовинами різких запахів (як це часто буває при використанні дезинфікуючих засобів).

    Ультрафіолетова радіація – невидима короткохвильова частина сонячного світу з довжиною хвилі менше 300 нм. Дія на протоплазму мікробної клітки приводить до фотохімічного порушення ферментних систем, утворення отруйних пероксидов і фотодімеризації тіамінів.  

      Бактерицидна дія ультрафіолетовою  радіацією залежить від ряду чинників:

      довжини хвилі випромінювача; 

      дози випромінювання;

      виду мікроорганізмів; 

      запиленій і вологості середовища.

      Промені з довжиною хвилі 254-257 нм володіють найбільш високою  бактерицидною активністю. Дія випромінювання  на мікробні клітки викликає в них наступні стадійні зміни: стадію стимуляції, стадію пригноблення і стадію загибелі. Різна доза випромінювання потрібна для загибелі вегетативних кліток і для спорових форм (для спор доза вище в середньому в 10 разів).

      В аптеках найчастіше застосовуються лампи БУВ (бактерицидні увіолеві).

      Ця лампа складається з прямої  трубки, виготовленої із спеціального  увіолевого скла (здатного пропускати  ультрафіолетову радіацію), вольфрамових  спіралевидних електродів, покритого  стронцію і барію гідрокарбонатами. У трубці знаходяться ртуть і газ аргон при тиску в декілька міліметрів ртутного стовпа. При подачі напруги на електроди, відбувається розряд ртуті, який і є джерелом ультрафіолетових променів. Для увіолевого скла коефіцієнт пропускання ультрафіолетового випромінювання складає 75 %. Лампа БУВ має наближені до максимально бактерицидних значень довжини хвиль (254 нм).

      При цьому відношення оксидів  азоту і озону, що утворилися, на долю хвиль, що призвели  виділення цих продуктів, складає 0,5 %. Існує декілька різновидів ламп БУВ, що розрізняються між собою потужністю (БУВ-15, БУВ-30, БУВ-60 і ін. ).

    Отже, ультрафіолетові лампи знайшли  широке застосування в аптеках для  знезараження повітря, води, що дистилює, води для ін’єкцій, різних допоміжних матеріалів. 

    Фільтрування  через дрібнопористі фільтри  – механічний спосіб позбавлення  розчинів від нерозчинних утворень з малим поперечником частинок, якими  можуть вважатися мікробні клітки і  спори. Державна фармакопея XI включає  цей метод стерилізації для стерилізації термолабільних розчинів. Матеріалом для виготовлення фільтрів при цьому є такі матеріали, як неглазурований фарфор (кераміка), стекло, азбест, плівки, просочені колодієм, і інший пористий матеріал.

      Зараз використовуються фільтри різних конструкцій, глибинні і мембранні (розміри їх пір не перевищують 0,3 мкм).

    Глибинні  фільтри бувають керамічними  і фарфоровими (розмір пір 3-4 мкм), скляними (розмір пір близько 2 мкм), паперовий-азбестовими (з діаметром пір близько 1-1,8 мкм), мембранними (ультра) і ін.

      Механізми затримання мікробних  агентів глибинними фільтрами  бувають ситовими, адсорбційними,  інерційними. При фільтрації затримуються  частинки, розмір яких менше діаметру  пір фільтру. Керамічні фільтри  (свічки) розрізняються величиною пір. На практиці найчастіше використовуються бактерійні фільтри ГИКИ (ГИКИ – Державний інститут керамічних виробів) двох типів: Л-5 і Ф-5. Ці фільтри виготовляються у вигляді порожнистих циліндрів, закритих з одного кінця, і з отвором – з іншого. Якщо фільтрування здійснюється в умовах вакууму, то фільтрований розчин просочується через стінки всередину свічки, а потім виводиться назовні.  

      При вакуумному фільтруванні  використовуються свічки Беркефельда. 

      При фільтруванні розчин під  тиском заздалегідь фільтрується, а потім вводиться всередину бактеріологічного фільтру і, просочуючись через нього, потрапляє в стерильну судину.

      При фільтруванні розчинів під  тиском використовують свічки  Шамберлена. Діаметр керамічних  фільтрів складає 3-4 мкм. 

      Фарфорові фільтри згідно положенням Державної фармакопеї XI перед застосуванням повинні бути простерілізовани термічним способом.

      Тривалість фільтрування повинна  складати не більше 8 ч. 

      Недоліками фільтрування через  фарфорові свічки є, по-перше,  значна тривалість процесу, по-друге, втрата частини розчину в порах товстого фільтру при трудомісткості процесу очищення фільтрів.

      Скляні мікропористі фільтри  частіші, ніж інші дрібнопористі  фільтри, уживаються в аптечному  виробництві. 

      В скляних судинах закріплюються фільтри, що мають вид дисків або пластинок (виготовлених із зерен скла з діаметром до 2 мкм). Для фільтрування за допомогою вакууму вдалою моделлю є скляні бактеріологічні фільтри-воронки, упаяні в дзвін, вироблювані в Германії на заводах Шотта. У бічній поверхні дзвону є трубка, за допомогою якої створюються умови вакууму. Фільтровані розчини пропускаються через скляні пластини з діаметром пір 0,7-1,5 мкм (фільтр-воронку). Далі стерильний фільтрат поступає в склянку, розташовану усередині дзвону під фільтром-воронкою. 

    При використанні цього способу стерилізації комбінується дія високої температури  і вологості. Якщо сухий жар викликає головним чином пірогенетічесоє  руйнування мікроорганізмів, то вологий  жар – коагуляцію білка, що вимагає  участі води. На практиці стерилізація вологою парою проводиться при температурі 50-150 °С і здійснюється наступними шляхами.