Введение к работе
Актуальность темы. Микобактерии широко распространены во внешней среде, но особое положение среди них занимают микобактерии туберкулеза, вызывающие заболевание людей и животных.'Для успешной борьбы с туберкулезом необходимы глубокие всесторонние исследования свойств возбудителя, который является одним из наиболее изменчивых микроорганизмов.
Своеобразная биология роста и развития, высокая устойчивость микобактерии к действию природных, физических и химических факторов во многом обусловлены структурно-биохимическими особенностями организации микобактерии и в первую очередь строением и свойствами уникальной клеточной стенки и большим количеством разнообразных липидов, причем некоторые липиды (например, миколовые кислоты) характерны только для микобактерии (Авакян А. А., КацЛ.Н., Павлова И.Б.,1972; Вейсфейлер Ю.К.,1975; Коронелли Т.В.,1977; Лазовская А.Л.,1988; Imaeda Т. et al.,1968; Asselineau А.,1978).
Всесторонне изучение проблемы резистентности микроорганизмов к дезинфицирующим средствам, включая вопросы структурных и функциональных основ механизма их действия на микробную клегчу, имеет важное теоретическое и практическое значение. Увеличение удельного веса микроорганизмов, резистентных к различным классам дезинфицирующих веществ, обосновывает необходимость исследования структурно-биохимических особенностей микроорганизмов в связи с устойчивостью их к дезинфицирующим средствам.
Полученные с помощью современных методов исследования конкретные сведения о химическом составе, ультраструктуре ч физиологии бактериальной клетки помогут понять те сложные процессы, которые происходят в микроорганизмах после воздействия санирующих агентов и могут обеспечивать в каждом конкретном случае наиболее
целесообразный выбор дезинфицирующих средств, а также позволят управлять этими процессами и активизировать их (Поляков А.А., 1977; Дссанов К.Ш.,1979; Лярский П.П.,1983).
Зная в деталях процессы, которые происходят в клетках под действием деэинфектантов, какие структурно-функциональные изменения сопровождают эти процессы, учитывая особенности организации данного микроорганизма, можно определить наиболее "уязвимые" участки или "мишени" в микробной клетке. Одной из главных "мишеней" при действии антибактериальных веществ является цитоплазматичес-кая мембрана, выполняющая много важных функций, главная из которых - энергетическая. Именно в мембране локализованы ферменты, катализирующие разнообразные метаболические процессы (Рудзит Э.А., 1975; Куликовский А.В.,1979; Fraiclin N.. Snow Т.,1975). Изучение устойчивости микроорганизмов к антибактериальным средствам, иссле- ' дование структурно-биохимических изменений, происходящих при этом в клетке, требуют получения мембранных препаратов бактерий.
Жирные кислоты играют важную роль в метаболизме клеток микобактерии. Они содержатся в большом количестве в клеточной стенке и цитоплазматической мембране, являются предшественниками при синтезе миколовых кислот (специфических липидов микобактерии). Моносахара имеют большое значение в различных синтетических процессах. Кз них образуются ди-, три- и полисахариды, которые в комплексе с липидами образуют липополисахариды. Анализ количественного и качественного состава жирных кислот используется в идентифш^ции и дифференциации микобактерии (Васюренко З.П., Синяк К.М., 1977; Коронелли Т.В.,1984; Mlnnlkln D.E., 1976).
Новые данные о структурно-биохимических особенностях бактерий, включая и микобактерии, помогут и в улучшении дифференциации,
- 4 -идентификации микроорганизмов, поиске видоспецифических антигенов.
В последние годы интерес ученых привлекает изучение экологии бактерий во внешней среде, но исследований в этом теоретическом разделе микробиологии, которые должны проводиться на уроїне микробной популяции, пока недостаточно (Шапиро Д.А.,1988; Павлова И.Б., Куликовский А.В., Ботвинко И.В. и др.,1990). Отсутствуют конкретные сведения о строении бактерий в популяции, об их изменчивости в процессе роста, о факторах, обеспечивающих взаимодействие клеток в колониях, а также о первичном закреплении (адгезии) на субстрате.
Исходя из вышеизложенного, целью данной работы явклось изучение структурно-биохимических особенностей микобактеркй (мембранного аппарата, липидного и углеводного состава, морфологии клеток в условиях естественного роста в популяции), роли их в устойчивости микобактерий к дезинфицирующим средствам.
Для достижения этой цели предстояло решить следующие задачи:
1.Разработать способ получения нативных мембран микобактерий и исследовать их характеристики.
2.Изучить действие дезинфектантов (катамина АБ, ДП-2 и кальция гипохлорита нейтрального марки Б) на оксидазы и дегид-рогеназы микобактерий.
3.Изучить методом газожидкостной хроматографии состав жирных кислот и углеводов микобактерий.
4.Изучить морфологию различных видов микобактерий в условиях их естественного роста в популяции.
Научная новизна. Разработан способ получения мембран микобактерий, в которых сохранена активность ферментов дыхательной цепи. Исследовано воздействие катамина АБ, кальция гипохлорита нейтрального марки Б (КГН-Б), ДП-2 на оксидазы и дегидрогеназы
- Б -
микобактерий. Изучен качественный и количественный состав моноса-харов и жирных кислот микобактерий. Получены новые данные о морфологии поверхностных структур различных видов микобактерий в условиях их естественного роста в популяции.
Практическая значимость. Показана возможность использования мембранных препаратов микобактерий в качестве чувствительного биохимического теста при оценке эффективности антибактериальных препаратов. Способ получения нативных мембран микобактерий включен в "Методические рекомендации по изучению механизма действия антибактериальных соединений", утвержденные ученым советом Казахского научно-исследовательского ветеринарного института 20 мая 1992 года.
Апробация работы. Результаты работы доложены на:
-
конкурсе научных работ института биохимии им. А.Н.Баха (Москва, 1987; 2-е место);
-
конференции молодых ученых КазНИВИ (Алма-Ата, 1987);
-
конференции молодых ученых института биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР (Пущино, 1988);
-
конференции профессорско-преподавательского состава Целиноградского СХИ (Целиноград, 1988);
-
конференции молодых ученых ВНЖВС (Москва, 1989; 1-е место);
-
конференции "Экологические проблемы ветеринарной санитарии" (Москва, 1993);
7) межлабораторном совещании ВНИИВСТЭ (Москва, апрель 1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ. Одна
работа находится в печати.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста, иллюстрирована f таблицами,о рисунками,/^сканограммами. Состоит из оглавления, введения,
обзора литературы, материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, приложения. Список использованной литературы содеркит^^^ксточни-ков, из которых I2Z. работ исследователей содружества независимых государств и ?$ работ зарубежных исследователей.