Реферати

Реферат: Антибіотики в сільському господарстві

Кримінальна відповідальність неповнолітніх. Еволюція кримінальної відповідальності неповнолітніх у російському і радянському карному праві. проблеми кримінальної відповідальності неповнолітніх у сучасному карному праві Росії. Особливості звільнення неповнолітніх від відповідальності.

Програми оптимізації раціонів годівлі сільськогосподарських тварин. Застосування програм оптимізації рецептів годівлі свиней. Розрахунок рецептів годівлі свиней засобами MS EXCEL. Створення первісної бази кормів і норм годівлі тварин, середовища розрахунку раціону. Автоматизація процесу вибору групи тварин.

Розвиток соціальної думки в ХХ столітті на прикладі особистості. Социология-интегративная наука про системне розуміння суспільства. Предмет соціології, специфічні закони розвитку. Функціонування соціальних систем. Конкретні форми і прояви законів у діяльності суспільства, класів, соціальних груп, людини.

Досвід аналізу насильства в родині за 2000 р.. Збільшення числа злочинів, зроблених на побутовому ґрунті. Вплив родини на первинну соціалізацію особистості. Відображення загострення соціально-економічних проблем у Росії на кожній родині. Вивчення думки жителів Нижнього Новгорода про насильство в родині.

Міський лад Візантії. Історія Візантії займає особливе місце в історії середніх століть, оскільки це суспільство існувало на стику Заходу і Сходу. Розвиток господарства і соціальний склад населення ранневизантийского міста. Причини упадка поздневизантийских міст.

Відкриття сульфаниламидних препаратів і застосування їх в медичній практиці склали відому епоху в химиотерапії багатьох інфекційних захворювань, в тому числі сепсису, менінгіту, пневмонії, рожистого запалення, гонореї і деяких інших.

Однак найбільший інтерес для медицини представили різні біологічно активні речовини, отримані биосинтетическим шляхом, тобто з'єднання, що утворюються в процесі життєдіяльності різноманітних організмів.

У кінці XIX століття російські вчені В. А. Манассеїн і А. Г. Полотебнов показали, що гриби з роду Penicillium здатні затримувати в умовах in vivo розвиток збуджувачів ряду шкіряних захворювань людини.

І. І. Мечников в 1894 році звернув увагу на можливість використання деяких сапрофитних бактерій в боротьбі з патогенними мікроорганізмами.

У 1896 році Гозіо з культуральної рідини Penicillium виділив кристалічне з'єднання - микофеноловую кислоту, переважне зростання бактерій сибірської виразки.

Еммерих і Лоу в 1899 році повідомили про антибиотическом речовину, що утворюється Pseudomonas pyocyanea, вони назвали його пиоцианазой; препарат використовувався як лікувальний чинник як місцевий антисептик.

У 1910-1913 роках Black O. і Alsberg U. виділили з гриба роду Penicillium пенициловую кислоту, що володіла антимікробними властивостями.

На жаль, ці і деякі інші спостереження і відкриття не отримали в той час подальшого розвитку, але вони вплинули величезний позитивним чином на більш пізні дослідження в області вивчення біологічно активних продуктів життєдіяльності організмів.

У 1929 році Олександром Флемінгом був відкритий новий препарат пеніцилін, який тільки лише в 1940 році вдалося виділити в кристалічному вигляді. Ця нова і вельми ефективна химиотерапевтическое речовина була отримана внаслідок життєдіяльності мікроорганізму, тобто биосинтетическим шляхом.

Застосування пеніциліну в боротьбі з різними інфекційними захворюваннями і запальними процесами з'явилося могутнім стимулом для пошуку нових, ще більш ефективних антибиотических речовин, що утворюються різними групами мікроорганізмів (бактеріями, актиномицетами), нижчими рослинами (дріжджами, водоростями, плесневими грибами, вищими грибами), вищими рослинами і тваринними організмами.

Наполегливі пошуки продуцентов нових антибіотиків увінчалися блискучими успіхами.

Так, якщо прослідити за динамікою зростання числа антибіотиків, що описуються, то можна помітити наступну закономірність.

У 1896 році Гозіо виділив микофеноловую кислоту, в 1899 році Еммеріх і Лоу описали пиоцианазу. У 1937 році Вельш описав перший антибіотик актиномицетного походження актиномицин, в 1939 році Красильниковим і Кореняко був отриманий линцетин і Дюбо-тіротріцин. Таким чином, до моменту отримання пеніциліну в обчищеному вигляді (1940) вже було відомо 5 антибиотических речовин. Після цього число антибіотиків росло дуже швидкими темпами:

Рік

Число антибіотиків

Рік

Число антибіотиків

1856

1899

1937

1939

1940

1945

1

2

3

5

6

32

1949

1953

1964

1968

теперішній час

150

450

> 1600

> 2000

біля 3000

З біля 3 000 антибіотиків, відомих до теперішнього часу, лише приблизно сто знаходять застосування в медичній практиці: при лікуванні запальних процесів (пневмонія, перитоніт, фурункулез), різних форм туберкульозу, при боротьбі з багатьма інфекційними захворюваннями, що вважалися раніше невиліковними або важко виліковними і т. д. Застосування цих з'єднань привело до різкого зниження смертність при таких захворюваннях, як крупозное запалення легких, сепсис, різні форми менінгіту і інш.

Більшість описаних антибіотиків не знаходить застосування в медичній практиці через їх токсичности, инактивації в організмі хворого або інших причин.

Роботи по вишукуванню антибиотических речовин нового покоління, ефективних при лікуванні вірусних і ракових захворювань, боротьба з якими є однією з найважливіших проблем сучасності, продовжуються з неослабленою енергією.

Останні 15-20 років щорічно різним питанням, пов'язаним з вивченням антибіотиків, присвячується більш п'яти тисяч робіт.

Відкриття і вивчення властивостей нового антибіотика, вживаного в медичній практиці, - це величезний труд вчених різних напрямів (мікробіологів, биохимиков, генетиков, хіміків, технологів, фармакологів, лікарів і інш.).

За підрахунками деяких американських вчених над відкриттям лише одного такого антибіотика широкого спектра 55 вчених безперервно працювали 2,5 року. Вони обстежували більше за 100 тисяч зразків грунту, витрачали на це більше за 4 млн доларів.

Італійській фармацевтичній компанії "Лепетіт" для виробництва нового противотуберкулезного антибіотика було потрібні одинадцять років науково-дослідних робіт, які обійшлися в декілька мільйонів доларів.

Які ж основні причини так швидкого зростання числа антибіотиків, що відбувається за останні 20-25 років, незважаючи на величезні фінансові витрати і необхідність залучення великого числа дослідників?

Серед них можна назвати наступні:

1. Багато які антибиотические речовини - незамінні лікувальні препарати. Вони широко застосовуються при лікуванні великого числа інфекційних захворювань, які раніше, до відкриття антибіотиків, вважалися невиліковними або супроводилися високим летальним виходом. До їх числа потрібно віднести деякі форми туберкульозу, чуму, азіатську холеру, брюшной тиф, бруцеллез, пневмонію, різні септичні процеси.

2. Антибіотики - дуже корисні речовини в сільському господарстві, передусім як лікувальні препарати в тваринництві, птахівництві, бджільництві і рослинництві, а окремі антибиотические речовини - і як стимулятори зростання тварин.

3. При широкому застосуванні антибіотиків як лікувальні препарати відбувається швидке накопичення резистентних до цих з'єднань форм мікроорганізмів. Проблема резистентности мікроорганізмів ставить задачу заміни одних антибіотиків іншими, тобто пошуку все нових і нових антибиотических речовин.

4. Деякі з антибіотиків з успіхом застосовуються в харчовій і консервній промисловості як консервантов швидкопсувних продуктів (свіжої риби, м'яса, сиру, різних овочів).

5. Антибиотические речовини - нові, раніше невідомі по хімічній будові з'єднання - представляють величезний інтерес для фахівців в області хімії природних з'єднань. Вивчення структури цих речовин, а також синтез деяких з них сприяли бурхливому розвитку вказаного напряму в хімії, а отже, і самої науки про антибіотики. Досить указати, що до теперішнього часу синтезовані такі антибіотики, як пенициллини, хлорамфеникол, тетрациклини і інш.

6. Антибіотики знайшли широке застосування в наукових дослідженнях як речовини, що використовуються при вивченні окремих сторін метаболізму організмів, розшифровки тонких молекулярних механізмів біосинтезу білка, механізму функціонування мембран і інших біохімічних перетворень як специфічних ингибитори певних реакцій. Наприклад, одні антибіотики специфічно ингибируют окремі етапи синтезу білка на рибосомах (хлорамфеникол, пуромицин, тетрациклин), інші - синтез на різних рівнях нуклеїнових кислот (саркомицин придушує активність полимераз; актиномицин блеомицин, рубомицин і інші порушують функцію ДНК; і т. д.), треті - утворення клітинних стінок (пенициллини) і т. д.

7. Вивчення шляхів утворення антибіотиків сприяє глибокому проникненню в механізми синтетичної діяльності продуцентов цих біологічно активних з'єднань, розкриттю основних етапів їх метаболізму.

Таким чином, всі ці чинники сприяли і продовжують сприяти тому, що до проблеми антибіотиків привернено увагу величезних груп вчених різних напрямів: мікробіологів, микологов, биохимиков, хіміків, генетиков, цитологов, фармацевтів, лікарів, технологів і т. д. вивчення антибіотиків - це типовий приклад комплексного підходу до проблеми, що саме по собі сприяло прогресу в дослідженні цих біологічно активних з'єднань.

5. Біологічна роль антибіотиків в природі.

Результати, що отримуються в лабораторних умовах не можна безпосередньо перенести на явища, що мають місце в природних житлах організмів, як відмічав Новогрудський (1948), явища мікробного антагонізму в грунті протікають своєрідно, іноді значно відрізняючись від антагонізму тих же мікробів на штучних живлячих коштів. Це положення має особливо важливе значення при розгляді питання в біологічній ролі антибіотиків, т. е. про ту роль цих речовин, яку вони грають в природних місцях знаходження мікроорганізмів, створюючих їх.

Про біологічну роль антибіотиків не сущществует єдиного менения. Це говорить про те. Що питання, що обговорюється являє собою не просте явище.

Розглянемо дві протилежні точки зору і біологічної ролі антибіотиків.

Перша виходить з того, що утворення антибіотиків потрібно розглядати як специфічну особливість обміну речовин організмів, виниклу і закріплену у них в процесі еволюційного розвитку. Освіта і виділення антибіотиків в довкілля за житті організмів або після їх відмирання - могутній чинник в боротьбі за існування видів.

Така точка зору про роль антибиотических речовин широко поширена серед провідних російських і зарубіжних фахівців. Її підтримують Імженецкий, Красильников, Гаузе, Гроссбард, Брайен, Гаррет, Торнтон і інші вчені.

Біосинтез антибіотиків - спадкова особливість організмів, що виявляється в тому. Що кожний вигляд (штам) здатний утворювати один або трохи цілком конкретніших, суворо специфічних для нього антибиотических речовин.

Разом з тим відомо, що однакові антибіотики можуть утворюватися декількома видами організмів. І це ніскільки не суперечить думці про спадково закріплену властивість мікроорганізмів продуцировать певні антибиотические речовини.

Виявлення потенційної можливості утворювати в процесі життєдіяльності антибіотики пов'язано з умовами культивування організмів. У одних умовах організм утворить антибіотик, в інших умовах той же організм при хорошому зростанні не буде володіти здатністю синтезувати антибиотическое речовину. Однак такі явища спостерігаються в лабораторних умовах культивування організму, що вивчається, в умовах обмеженого або дуже багатого вибору джерел живлення.

Друга точка зору складається в тому, що антибиотические речовини, що утворюються мікроорганізмами, носять випадковий характер, що залежить лише від умов культивування. На думку цих авторів (Ваксман і інші), утворення антибіотиків - це не закріплена властивість організму, що виявляється тільки при розвитку організму в специфічному середовищі і при наявності особливих зовнішніх умов. Тому антибіотики не мають для продуцентов приспособительного значення, їх освіта не пов'язана з еволюцією мікроорганізмів. Ця точка зору засновується на двох положеннях:

1. Не всі мікроорганізми утворять антибиотические речовини, що, однак, не заважає їх широкому поширенню в природі.

2. Антибиотические речовини, навіть самі стійкі, досить швидке инактивируются в грунті, в цьому природному местообитанії більшості мікроорганізмів. Тільки при максимальному насиченні грунту антибіотиками можна отримати відповідний біологічний ефект.

Як пишуть Ваксман і Лешевалье (1962), антибіотики є "лабораторними продуктами, що утворюються зростаючими чистими культурами мікроорганізмів в умовах багатої живлячими речовинами середи при хорошій аерації, але вони не виявляються в грунті".

Отже, на думку названих авторів, слідує що антибіотики, що утворюються мікроорганізмами, носять випадковий характер, що залежить тільки від умов культивування. Якби це дійсно мало б місце, то ми мали б право чекати, що при зміні умов культивування, наприклад, для продуцента стрептомицина, можна було б дістати освіту, наприклад, хлортетрациклина або пеніциліну. Адже цього ніколи не буває, як би не мінялися умови культивування, як би серйозно не мінявся склад середи для культивування.

Експериментатору вдається шляхом зміни умов культивування отримати більший або менший вихід антибіотика, або створити умови, при яких антибіотик взагалі не буде утворюватися. Можна також шляхом зміни умов культивування продуцента добитися переважного біосинтезу одного з антибіотиків, при умові утворення організмом декількох антибиотических речовин, що вивчається, або ж отримати нові форми антибіотиків, але тільки в межах тих з'єднань, які здатні синтезуватися цим організмом. Але експериментатору, мабуть, ніколи не вдається досягнути того, щоб продуцент стрептомицина Act. Streptomycini шляхом зміни умов культивування почав утворювати хлортетрациклин і пеніцилін. Спадкова особливість продуцента стрептомицина складається в тому, що він може утворювати стрептоміцин або гризеин, або інші антибіотики, властиві даному вигляду. І тільки їх, але не пеніцилін, не антибіотики тетрациклиновой групи, не актиномицини і не які інші антибіотики.

Утворення антибіотиків не можна вважати випадковим явищем в життєдіяльності мікроорганізмів. Цей процес зумовлений певним характером обміну речовин, виниклим і закріпленим в процесі еволюції організму. Однак не можна заперечувати того факту, що в окремих випадках вияв антагонізму у мікроорганізмів пов'язаний з утворенням продуктів обміну, що не є специфічними речовинами їх метаболізму. Такий характер має антагонізм у уробактерий, зумовлений виділенням аміаку при використанні мочевини, або антагонізм деяких молочнокислих бактерій, пов'язаний з виділенням ними перекису водня і т. д. Але такі продукти життєдіяльності мікроорганізмів ми не називаємо антибіотиками.

Ваксман і Лешевалье (1962) вважають, що антибіотики утворяться тільки чистими культурами. Однак це положення далеко не обов'язкове. Багато які види мікроорганізмів, зокрема актиномицети, здатні утворювати антибиотические речовини тільки в присутності інших організмів (Макаровська, 1956; Егоров і інш., 1960; Красильников і Егорова, 1960).

Ваксман і його послідовники засновують свою концепцію на тому, що не всі мікроорганізми здатні утворювати антибіотики, що, однак, не заважає їм бути широко поширеними в природі.

Утворення антибіотиків - лише одна з форм антагоністичних взаємовідносин, існуючих в світі мікроорганізмів. У боротьбі за поширення в природі мікроорганізми "використовують" не тільки чинник антибиотикообразования, але і багато які інші еволюційно закріплені особливості, що дають ним перевагу в гострій конкурентній боротьбі з іншими видами.

Утворення антибіотиків мікроорганізмами при культивуванні їх в умовах лабораторії дійсне, на думку багатьох дослідників, виявляється далеко не у всіх організмів. Так, в ряді робіт зазначається, що всього лише 40 - 70 відсотків штамів актиномицетов володіють антибиотической активністю, а інші штами є неактивними.

Однак Егоров (1956) експериментально показав, що при відповідних умовах культивування все, так звані, неактивні штами актиномицетов здатні в тій або інакшій мірі утворювати антибиотические речовини і в лабораторних умовах.

Макаровская (1956) і Егоров з сотр. (1960) встановили, що продукти життєдіяльності деяких мікроорганізмів сприяють вияву антибиотических властивостей у так званих неактивних штамів актиномицетов; вони також спричиняють посилення вже раніше певних антагоністичних властивостей актиномицетов.

Гаузе (1968), Davies, Williams (1970) і інші автори, застосовуючи при пошуках продуцентов антибиотических речовин нові тест-організми (наприклад, штами мікробів з дефектом окислення, актиномицети), а також використовуючи метод вирощування актиномицетов на середах, вмісних деякі антибіотики, отримували раніше невідомі антибиотические речовини з цінними властивостями (наприклад, з властивостями антиметаболитов і інш.).

Нарешті, прихильники другої концепції засновуються на тому, що антибиотические речовини в грунті швидко инактивируются, а тому не можуть грати якої-небудь біологічної ролі.

Дійсно, багато які антибіотики, штучно внесені в грунт, досить швидко в ній зникають. Відомо також, що багато які антибіотики при тих же умовах можуть зберігатися в грунті досить тривалий час (до декількох тижнів).

При розгляді питання про біологічну роль антибіотиків, що утворюються мікроорганізмами в природних житлах, особливо в грунті, потрібно мати внаслідок, що в грунті мікроорганізми розселяються не дифузно, а живуть окремими колоніями (Красильников, 1936, 1951; Новогрудский, 1936, 1949).

Істотне значення придбаває факт адсорбції мікроорганізмів і продуктів їх життєдіяльності, в тому числі і антибіотиків, на частинках грунту (Звягинцев, 1973). У природних житлах (грунт)мікроорганізмів відбувається своєрідна иммобилизация кліток і продуктів метаболізму (антибіотиків, ферментів, токсинів і інш.), що утворюються, що грає величезну роль у вияві біологічної активності у мікроорганізмів.

Красильниковим було показано, що в тих місцях, де є більше органічних залишків, рясніше розвиваються мікроби і вогнища, що утворюються ними мають великі розміри. Звичайно такий розвиток мікроорганізмів спостерігається в порах між твердими частинками грунту або на частинках грунту.

При розвитку мікробного вогнища, яке може складатися з представників одного або декількох (не антагоністичних) видів, утворяться продукти життєдіяльності. в тому числі і антибиотические речовини, які диффундируя в сусідні пори, можуть грати там важливу біологічну роль.

Отже, антибіотики можуть утворюватися і утворяться при розвитку мікроорганізмів в природних житлах їх (грунт)без внесення туди додаткових живлячих речовин.

Антибіотики, що Утворилися в грунті в залежності від їх хімічної будови здатні зберігатися там певний час і виявляти свою біологічну дію.

Положення, з яких виходять противники активної біологічної ролі антибіотиків. мають серйозні заперечення. Вони не можуть ні в якій мірі похитнути єдино правильний погляд від активної біологічної ролі антибіотиків. що розвивається нашими мікробіологами і підтриманий рядом зарубіжних дослідників, що розглядають утворення антибиотических речовин як засіб пристосування, що виробилося в процесі еволюційного розвитку організмів.

Зрозуміло, біологічну роль детально можна з'ясувати лише при детальному вивченні окремих речовин. встановлено, наприклад, що деякі антибіотики виявляються досить шкідливими продуктами життєдіяльності для власних продуцентов. Так, флавинин, що утворюється грибом Aspergillus flavipes, придушує розвиток власного продуцента в концентрації 1,25 мкг/мл, а антибіотик пиоцианин грає активну роль в окислювально-відбудовному процесі бактерій, створюючих цю речовину.

Однак будь-яке детальне вивчення біологічної ролі того або інакшого антибіотика може підтвердити лише висновок про те, що ця речовина не може бути випадковим продуктом обміну, а є результат метаболізму, що з'явився в процесі еволюції продуцента.

III. Загальні відомості про дію антибіотиків.

1. Класифікація антибіотиків.

До теперішнього часу описано біля 3000 антибиотических речовин. розібратися в такій кількості антибіотиків можливо тільки при відповідній класифікації, розподілі їх в певному порядку.

Склалося декілька підходів до класифікації антибіотиків, причому вони визначаються, головним чином. Професійними інтересами вчених. Так, для біологів, що вивчають організми - продуценти антибиотических речовин, умови утворення цих з'єднань і інші, типові для цієї групи вчених, проблеми найбільш прийнятною класифікацією антибіотиків буде така, в основу якої встановлений принцип біологічного походження антибіотиків. Для фахівців, що вивчають питання механізму фізіологічної дії антибіотиків, найбільш зручним принципом класифікації антибиотических речовин, природно, будуть ознаки їх біологічної дії. Для хіміків, що вивчають детальну будову молекул антибіотиків і розробляючих шляхи їх хімічного синтезу, прийнятною буде класифікація, заснована на хімічній будові антибіотиків і т. д.

I. Классифікация антибіотиків за їх біологічним походженням.

1. Антибіотики, що утворюються мікроорганізмами, що відносяться до ряду Eubacteriales.

А. Образуємие представниками роду Pseudomonas:

Пиоцианин - Ps. aeruginsa,

Віськозін - Ps. viscosa

Б. Образуємие представниками родів Micrococcus, Streptococcus, Diplocoooccus, Chromobacterium, Escherichia, Proteus:

Низин - Str. lactis

Діпломіцин - Diplococcus X-5

Продігиозін - Chromobacterium prodigiosum (serratia, marcescens)

Коліформін - E. coli

Протаптіни - Pr. vulgaris.

В. Образуємие бактеріями роду Bacillus:

Грамицидини - Bac. brevis

Субтілін - Bac. subtilis

Поліміксини - Bac. polymyxa

Колістатіни - неиндентифицированная споровая аеробний паличка.

2. Антибіотики, що утворюються мікроорганізмами, належними до ряду Actinomycetales:

стрептоміцин - Act. streptomycini,

тетрациклини - Act. aureofaciens, Act. rimosus,

новобиоцин - Act. spheroides,

актиномицини - Act. antibioticus і інш.

3. Антибіотики, що утворюються незавершеними грибами:

пеніцилін - Penic. chrysogenum

гризеофульвин - Penic. griseofulnum

трихоцетин - Tricholecium roseum

4. Антибіотики. Що Утворюються грибами, що відносяться до класів бизидиомицетов і аскомицетов:

термофиллин - базидомицет Lenzites thermophila,

лензитин - Lenzites sepiaria,

хетомин - Chaetoomium cochloides (аскомицет).

5. Антибіотики, що утворюються лишайниками, водоростями і нижчими рослинами:

усниновая кислота (биан) - лишайником,

хлореллин - Chlorella vulgaris.

6. Антибіотики, що утворюються вищими рослинами:

алмицин - Allium sativum,

рафанин - Raphanus sativum

фитоалексини: пизатин в горосі (Pisum sativum), фазеолин в квасолі (Phaseolus vulgaris).

7. Антибіотики тваринного походження:

лизоцим, екмолин, круцин (Tripanosoma cruzi),

интерферон.

II. Класифікація антибіотиків по механізму з біологічної дії.

1. Антибіотики, ингибирующие синтез клітинної стінки (пенициллини, тацитрацин, ванкомицин, цефалоспорин, Д-циклосерін).

2. Антибіотики, що порушують функції мембран (альтомиицин, аскозин, грамицидини, кондицидини, нистатин, трихомицин, ендомицин і інш.).

3. Антибіотики. Виборче переважні синтез (обмін) нуклеїнових кислот:

а) переважні синтез РНК (актиномицин, гризеофульвин, канамицин, неомицин, новобиоцин, оливомицин і інш.).

б) переважні синтез ДНК (актидион, брунеомицин, митомицини, новобиоцин, саркомицин, едеин і інш.).

4. Антибіотики - ингибитори синтезу пуринов і пиримидинов (азасерин, декоинин, саркомицин і інш.).

5. Антибіотики, переважні синтез білка (бацитрацин, виомицин, канамицин, неомицин, тетрациклини, хлорамфеникол, еритромицин і інш.).

6. Антибіотики, що є ингибиторами дихання (антимицини, олигомицини, патулин, пиацианин, усниновая кислота і інш.).

7. Антибіотики - ингибитори окислювального фосфорилирования (валиномицин, грамицидини, колицини, олигомицин, тироцидин і інш.).

8. Антибіотики, володіючими антиметаболитними властивостями. Антибиотические речовини, що утворюються деякими актиномицетами і плесневими грибами. Ці антибіотики виступають як антиметаболитов амінокислоти, вітаміни, нуклеїнові кислоти.

До числа антибиотиков-антиметаболитов відносяться: фураномицин - антиметаболит лейцина; антибіотик - антагоніст метаболізму аргинина і орнитина, що утворюється Act. griseovariabilis; антибіотик - антагоніст метионина і тіаміну, виділений з культури Act. globisporus; антибиотическое речовина - антиметаболит аргинина, лизина або гистидина, що синтезується Act. macrosporus (термофилл).

2. Одиниці біологічної активності.

Вираження величин біологічної активності антибіотиків звичайно виготовляють в умовних одиницях, що містяться в 1 мл розчини (ед/мл) або в 1 мг препарати (ед/мг). За одиницю антибиотической активності приймають мінімальну кількість антибіотика, здатне подавити розвиток або заримувати зростання стандартного штаму тесту-мікроба в певному об'ємі живлячої середи.

Одиницею антибиотической активності пеніциліну вважають мінімальну кількість препарата, здатне затримувати зростання золотистого стафиллококка штам 209 в 50 мл живлячих бульйони.

Для стрептомицина одиниця активності буде інакшою, а саме: мінімальна кількість антибіотика, затримуюча зростання E. сoli в одному миллилитре живлячого бульйону.

Після того як багато які антибіотики були отримані в хімічному чистому вигляді, з'явилася можливість для ряду з них виразити умовні одиниці біологічної активності в одиницях маси.

Встановлено, що 1 мг чистих основи стрептомицина еквівалентний 1000 одиницям біологічної активності. Отже, одна одиниця активності стрептомицина еквівалентна одному микрограмму (мкг) чистої основи цього антибіотика. У зв'язку з цим в цей час в більшості випадків кількість стрептомицина виражають в мкг/мг або в мкг/мл. Чим ближче число мкг/мг в препаратах стрептомицина стоїть до 1000, тим, отже, чище даний препарат, тим менше він містить баластних речовин.

У таких антибіотиків, як карбомицин, еритромицин, новобиоцин, нистатин, трихотецин і деяких інших, одна одиниця активності еквівалентна або приблизно еквівалентна 1 мкг речовини.

Однак у ряду антибіотиків одиниця біологічної активності значно відрізняється від 1 мкг речовини. Наприклад, 1 мг чистих основи неомицина містить 300 ед. активність. Тому 1 одиниця активності цього антибіотика еквівалентна 3,3 мкг. Для бензилпенициллина 1 ед активності еквівалентна приблизно 0,6 мкг, оскільки 1 мкг антибіотики містить 1667 ед. (оксфордских). Для фумагиллина за одиницю фагоцидного дії прийнято брати 0,1 мкг чистих речовини. 1 одиниця бацитрацина еквівалентна 20 мкг речовини.

Співвідношення одиниць біологічної дії (ед.) деяких стандартних антибіотиків і одиниць їх маси приведене в таблиці 5.

Таблиця 5.

Співвідношення одиниць дії деяких антибіотиків і одиниць маси цих антибіотиків (по Герольд, 1966).

Антибіотик - стандарт

Ед/мг

Одиниця маси

Альбоміцин (сульфат)

700000

Немає

Бацитрацин

52

Немає

Ерітроміцин (основа)

1000

1 мкг основи

Хлортетрациклін (хлоргидрат)

1000

1 мкг чистої хлоргидрата

Карбоміцин (основа)

1000

1 мкг основи

Окситетрациклін (дигидрат)

925

1 мкг чистої безводної амфотерной форми

Пеніцилін (натрієва сіль)

1667

0,587 мкг чистої кристалічної калиевой солі

Поліміксин В (сульфат)

7200

Немає

Саркоміцин

12

Немає

Тетрациклін (тригидрат)

890

1 мкг чистої безводної амфотерной форми

Стрептоміцин (сульфат)

800

1 мкг чистої основи

Біоміцин (сульфат)

745

1 мкг чистої основи

а) Пеніцилін - антибіотик, що утворюється филаментозним грибом.

Величезна група організмів, належних до грибів, утворить велике число (біля 400) різноманітних антибиотических речовин, окремі представники яких завоювали загальне визнання як лікувальні кошти. Основна ж частина грибних антибіотиків не знайшла ще практичного застосування головним чином внаслідок своєї високої токсичности.

У медичній і сільськогосподарській практиках мають значення обмежене число антибіотиків, що утворюються деякими видами грибів, а саме: пеніцилін, фумагиллин і деякі інші.

Пеніцилін (Penicillin).

Відомий англійський бактеріолог Олександр Флемінг опублікував в 1929 р. повідомлення про литическом дію зеленої плісняви на стафиллококки. Флеминг виділив гриб, який виявився Penicillium notatum, і встановив, що культуральна рідина цієї плісняви здатна надавати антибактерійну дію по відношенню до патогенних кокк.

Культуральна рідина гриба, вмісна антибактерійну речовину, назване Флемінгомпеніцилліном.

Спроби Флемінга виділити активний початок, що утворюється Penicillium, не увінчалося успіхом.

Незважаючи на це, Флемінг указав на перспективи практичного застосування виявленого ним чинника.

Через приблизно десять років після повідомлення Флемінга Е. Чейн початків з кінця 1938 р. вивчати пеніцилін. Він був переконаний, що ця речовина - фермент. У 1940 р. Флори і Чейн отримали індивідуальне з'єднання пеніциліну, який виявився не ферментом, а низкомолекулярним речовиною.

Про антагоністичні властивості зеленої плісняви (Penicillium) було відомо задовго до спостережень Флемінга. Потрібно указати, що ще в глибокій древності індіанці з племені майі використали зелену плісняву, вирощену на зернах кукурудзи, для лікування ран. Філософ, лікар і дослідник Абу-Али Ибн-Сина (Авіценна) рекомендував використати плісняву при гнійних захворюваннях.

Ибн-Сина написав пятитомний "Канон лікарської науки", який був уперше перекладений на латинську мову і виданий в Європі через 400 років після його смерті - в 1437 р. На російській мові "Канон" виданий лише в 1960 р. Авиценна затверджував, що заразливі захворювання викликаються невидимими для ока живими збуджувачами, які можуть передаватися від хворого до здорового через повітря і воду. Висновок цей зроблений за 600 років до винаходу мікроскопа.

У російській народній медицині з давніх часів застосовувалися для лікування ран присипки, що складаються із зеленої плісняви.

У роботах російських вчених Манассеїна і Полотебнова в 1871 - 1872 рр. вказувалося на відношення Penicillium glancum до різних бактерій. Полотебнов уперше в науково-клінічній обстановці вивчив застосування зеленої плісняви, показавши при цьому практичні цінні результати. Манассеин встановив, що молода культура плісняви придушує зростання деяких бактерій. У 1877 р. російський лікар Лебедінський доклав про придушення пліснявою бактерій шлунково-кишкового тракту.

Англійський фізик Тіндаль описав в 1876 р. здатність Penicillium придушувати бактерії, що знаходяться в рідині, але пояснював це явище чисто фізичними причинами.

Таким чином, приведені дані показують, що людство на різних рівнях свого розвитку знало про цілющі властивості зеленої плісняви. Однак, ці відомості носили розрізнений характер і торкалися лише впливу самого гриба на мікроорганізми. У той час не могло бути і мови про виділення і вивчення активного початку, що утворюється пліснявою.

І лише коли в 1940 р. Флори і Чейн отримали препарати (пеніцилін) в обчищеному вигляді, після цього з'явився широкий науковий інтерес до цієї антибиотическому речовини.

Вивчення пеніциліну в Радянському Союзі було почате З. В. Ермольевой.

У 1942 р. під керівництвом Ермольевой в лабораторії біохімії мікробів Всесоюзного інституту експериментальної медицини в Москві був отриманий перший вітчизняний пеніцилін - крустозин, що зіграв величезну роль в порятунку життів воїнів Радянської Армії, битв Великої Вітчизняної війни, що поранилися на полях.

У січні 1944 р. Москву відвідала група іноземних вчених, серед яких був професор Флорі, що привіз з собою англійський штам продуцента пеніциліну. Порівняння двох штамів (радянського і англійського) показало, що радянський штам утворить 28 ед/мл, а англійський - 20 ед/мл (Ермольева, 1967).

Після того як було встановлено, що пеніцилін володіє могутніми лікувальними властивостями, почалися інтенсивні пошуки продуцентов цього антибіотика. Внаслідок великого числа робіт вдалося встановити, що пеніцилін можуть утворювати багато які види Penicillium (Penic. chrysogenum, Penic. bericompactum, Penic. nigricans, Penic. turbatum, Penic. steckii, Penic. corylophilum), а також деякі види Aspergillus (Asp. flavus, Asp. flavipes, Asp. janus, Asp. nidulans і інш.). є вказівки, що пеніцилін утвориться також термофильним організмом Malbranchia pulchella (див. Беккре, 1963).

Перші виділені з природних субстрат штами Penicillium як найбільш активні продуценти пеніциліну утворювали не більше за 20 одиниць (12 мкг) антибіотика на 1 мл культуральній рідині. Навіть промислове виробництво цього найціннішого препарата було почате при активності культуральної рідини не вище за 30 мкг/мл або 50 ед/мл. наскільки низька ця активність, можна судити за тим фактом, що в цей час в промислових умовах отримують культуральні рідини із змістом пеніциліну більше за 15000 ед/мл, а окремі штами здатні синтезувати антибіотик в кількості до 25 тис. ед/мл.

Отримання високих виходів антибіотика досягнуте внаслідок вивчення умов його освіти і селекції найбільш активних штамів продуцента пеніциліну.

б) Дія пеніциліну на бактерії.

Питанню розгляду антибиотической активності пеніциліну відносно ряду мікроорганізмів приділено досить багато уваги. Встановлено, що пеніцилін надає антимікробну дію відносно деяких грамположительних бактерій (стафиллококков, стрептококів, диплококков і деяких інших) і практично неактивний відносно грамотрицательних видів і дріжджів.

Високі концентрації пеніциліну (10 мг/мл) викликають загибель кліток гаплоидного штаму дріжджів Saccharomyces cerevisiae і E. coli (Lingel, oltmanns, 1963).

По характеру дії на мікроорганізми пеніцилін є бактериостатическим і при певних концентраціях бактерицидним антибіотиком.

Різні типи пенициллинов володіють різною мірою біологічної активності. Особливо ця відмінність помітна в дослідах in vivo (таблиця 8).

Таблиця 8.

Порівняння біологічної активності різних типів пенициллинов відносно деяких мікроорганізмів в дослідах in vivo.

Тест - організм

Відносна активність

Бензілпеніциллін (G)

2-пентилпенициллин (F)

n-гептилпенициллин (K)

Оксибензілпеніциллін (Х)

Spirochaeta novyi

Pneumococcus типу 1

Strept. haemolitycus

Strept. pyogenes

Treponema pallidum

100

100

100

100

100

55

85

100

50

17

35

17

60

9

9

22

140

500

260

5

Як випливає з даних таблиці, n-гептилпенициллин менш активний, ніж інші типи пенициллинов. Це, мабуть, пов'язано з тим, що n-гептилпенициллин значно швидше за инактивируется в організмі.

Чутливі до пеніциліну мікроорганізми відносно легко і швидко придбавають стійкість до антибіотика. Так, Staph. aureus припиняє розвиток при концентрації пеніциліну 0,05 - 0,06 ед/мл в середовищі, але вже при 20 послідовних пересевах з концентраціями антибіотика, що поступово збільшуються стійкість стафилококка зростає в 700 раз, т. е. для зупинки зростання бактерії потрібно концентрація пеніциліну рівна 42 ед/мл, а після 40 пересевов його стійкість зростає більш ніж в 5500 раз.

Мікроорганізми, що придбали стійкість до одного з типів пеніциліну, як правило, резистентни і до інших типів пеніциліну.

У деяких бактерій стійкість до пенициллинам супроводиться здатністю утворювати пенициллиназу.

У ряді випадків мікроорганізми з придбанням стійкості до пеніциліну втрачають вірулентність. Але вірулентність відновлюється після декількох пасажів через тварин і при цьому зберігається резистентность до антибіотиків.

Таблиця 9.

Різні типи пенициллинов і будова їх радикалів

Назва пеніциліну

Будова радикала (R)

Загальноприйняте

умовне

Бензілпеніциллін

n-Оксибензилпенициллин

2-Пентенилпенициллин

n-Гептилпенициллин

n-Амилпенициллин

Феноксиметілпеніциллін

Аллілмеркаптометілпеніциллін

G

X

F

K

ДигидроF

V

Про

Таблиця 10.

Пенициллини, отримані внаслідок змішаного (біологічного і хімічного) синтезу (полусинтетические пенициллини).

Тип пеніциліну

Загальноприйнята назва

Будова радикала

Кислотоустойчивие препарати

а-Феноксиетилпенициллин

Фенетіциллін

а-Феноксипропилпенициллин

Пропіциллін

а-Феноксибензилпенициллин

Фенбеніциллін

Пеніцилліназоустойчивие препарати

2-6-диметоксифенилпенициллин

Метіциллін

Кислото- і пенициллиназаустойчивие препарати

5-метил-3-фенил-4-изоксиазолилпенициллин

Оксациллін

2-етокси-1-нафтилпенициллин

Нафциллін

2-бифенилпенициллин

Діфеніциллін

3-О-хлорфенил-5-метил-4-изооксазолил

Клоксациллін

Кислотоустойчивие і широкоспектровие препарати

a-d-(-) Амінобензілпеніциллін

Ампіциллін

а) Стрептоміцин (Streptomycin) - аминогликозидний антибіотик.

У групу аминогликозидних антибіотиків включаються біологічно активні з'єднання, вмісні в молекулах гликозидние зв'язки. До цих антибіотиків відносяться стрептомицини, неомицини, канамицини, гентамицини, гигромицин і деякі інші речовини.

Антибіотики цієї групи мають велике практичне значення, багато хто з них застосовується в медичній практиці.

Актиномицет, створюючий стрептоміцин, уперше виділений в лабораторії мікробіології Раттерського університету в 1943 р.

Перше повідомлення про виділення антибіотика було зроблене Шатц, Горби і Ваксманом в січні 1944 р. Антибіотик отримав назву стрептоміцин (від родової назви актиномицетов Streptomyces), а організм, створюючий цей антибіотик, був визначений як Streptomyces griseus.

Стрептоміцин утворить не тільки штами Act. Streptomycini, але і інші актиномицети - Act. bikiniensis, Act. raneus, Act. humidus, Act. reticuli, Act. griseocarneus, Act. mashuensis.

Актиномицет, продуцирующий стрептоміцин, як і інші види актиномицетов, може розмножуватися за допомогою спор або окремих дільниць мицелия.

Культура актиномицетов взагалі і Act. streptomycini зокрема, вельми вариабельни. На мінливість актиномицетов впливають умови їх культивування і, особливо, склад середи. На більш багатих по складу середах спостерігається більш швидка мінливість актиномицетов.

Внаслідок мінливості продуцента стрептомицина нерідко з'являються аспорогенние форми, т. е. форми, позбавлені повітряного спороносного мицелия. Як правило, ці варіанти або взагалі неактивні, або ж утворять незначну кількість стрептомицина.

Зниження утворення антибіотика спостерігається і у варіантів з посиленою стимуляцією.

Мінливість, що Утворюється в результаті Act. streptomycini варіанти можуть відрізнятися від початкової культури забарвленням повітряного мицелия; останній може бути білим, білувато-палевим, светло-серим, сірим і сіро-зеленим. Різні варіанти відмічаються один від одного по величині і формі колоній. Зустрічаються так само форми, нездібні утворювати стрептоміцин. Однак встановити які-небудь цитологические відмінності між активними і неактивними варіантами не вдалося.

б) Антибиотические властивості стрептомицина.

По відношенню до стрептомицину всі мікроорганізми умовно можна розділити на три групи (Шемякин, Хохолів і інш., 1961).

1. Вельми чутливі мікроорганізми, які придушуються в більшості випадків при концентрації стрептомицина 10 мкг/мл. союда можна віднести організми, належні до наступних родів: Bacillus, Bordetella, Brucella, Klebsiella, Mycobacterium, Bacteroidum і деякі інші.

2. Помірно чувствиетльние. Для придушення яких in vitro необхідно мати концентрацію стрептомицина в межах 10 - 100 мкг/мл. До цієї групи відносяться багато які бактерії з родів Aerobacter, Corynebacterium, Diplococcus, Proteus, Staphylococcus, Strepticoccus, Vibrio.

3. Стійкі форми мікробів, для придушення яких необхідна концентрація антибіотика, що перевищує 100 мкг/мл. сюди відносяться види Bacteroides, Clostridium, деякі види Proteus, багато які види грибів, дріжджів, риккетсий, віруси.

Отже, різні організми по-різному реагують на присутність в середовищі стрептомицина. Міра антимікробної дії антибіотика також різна відносно різних видів організмів (таблиця 11).

Таблиця 11.

Антибиотическая активність стрептомицина in vitro.

Мікроорганізм

Концентрація стрептомицина (мкг/мл), зухвале придушення

Найбільш чутливі штами

Наїболеєє стійкі штами

Більшість штамів

Aerobact. aerogenes

Bac. anthracis

Bac. megatherium

Bac. subtilis

Candida albicans

Clostridium botulinum

Corinebact. giphtheriae

Diplococcus pneumniae

E. coli

Mycob. tuberculosis

Proteus vulgaris

Ps. aeroginosa

Bact. thyphi

Bact. dysenteriae

Bac. cereus

0,300

0,250

0.250

0.056

-

-

0.400

0.500

0.015

0.100

1.000

0,100

0,004

2,000

0,830

1000

10

4

128

-

-

200

50

> 1000

12,5

> 1000

1000

20

8

2

25

5

2

25

Стійкі

> >

20

25

25

5

15

50

5

5

1

Нарівні з тим, що стрептоміцин придушує зростання багатьох видів мікроорганізмів, до нього досить легко з'являється стійкість, виникають форми бактерій, резистентние до стрептомицину. По даним Прайса (Price et al., 1947), підвищення стійкості до стрептомицину в 1 000 раз виникає у золотистого стафилококка всього лише через три пасажі на бульйоні із зростаючими концентраціями антибіотика, а у Bact. typhi підвищення стійкості в 22 600 раз відбувалося через 14 пасажів.

Утворення стійких форм бактерій до стрептомицину відбувається також in vivo. Придбана до стрептомицину стійкість зберігається у організмів досить тривалий час. З виникненням стійкості з'являються деякі зміни в характері обміну речовин. так, у резистентного до стрептомицину хромогенного мікроорганізму відбувається різка зміна його забарвлення. Стрептомициноустойчивая форма синегнойной палички втрачає здатність утворювати пігмент, змінюються і деякі інші сторони обміну.

Однак у стійких і чутливих до стрептомицину штамів бактерій не спостерігається помітних відмінностей у вирулентности.

У ряді випадків під дією стрептомицина в дослідах in vitro виникають не тільки стійкі до нього штами, але і залежні від стрептомицина форми, здатні розвиватися тільки в присутності даного антибіотика.

Описані випадки, коли штами менингококка, Mycob. ranae і інші мікроорганізми розвиваються лише на середі, вмісній від 100 до 150 мкг/мл стрептомицина.

Стрептомициноустойчивие і залежні від стрептомицина штами звичайно виходять з чутливих форм мікроорганізмів. Співвідношення між чутливими, стійкими і залежними від стрептомицина штамами зображене на малюнку.

3. Поглинання антибіотиків клітками мікробів.

Перший етап у взаємодії мікроорганізмів з антибіотиками - адсорбція його клітками. Пасинский і Косторська (1947) уперше встановили, що одна клітка Staphylococcus aureus поглинає приблизно 1 000 молекул пеніциліну. У подальших дослідженнях ці розрахунки були підтверджені. Так, по даним Мааса і Джонсона (1949), приблизно 2·10-9М пеніциліну поглинається 1 мл стафилококков, причому біля 750 молекул цього антибіотика безповоротно зв'язуються однією кліткою мікроорганізму без видимого ефекту на її зростання.

Голок з співробітниками (1955) визначив, що при скріпленні бактерійною кліткою 1 200 молекул пеніциліну пригноблення зростання бактерій не спостерігається. Пригноблення зростання мікроорганізму на 90 % спостерігається в тих випадках, коли кліткою буде пов'язано від 1 500 до 1 700 молекул пеніциліну, а при поглинанні до 2 400 молекул на клітку відбувається швидка загибель культури.

Встановлено, що процес адсорбції пеніциліну не залежить від концентрації антибіотика в середовищі. При низьких концентраціях препарата (порядку 0,03 мкг/мл) він може весь адсорбуватися клітками, і подальше підвищення концентрації речовини не поведе до підвищення кількості пов'язаного антибіотика.

Є дані (Купер, 1954) про те, що фенол перешкоджає поглинанню пеніциліну клітками бактерій, однак він не володіє здатністю звільняти клітки від антибіотика.

Пеніцилін, стрептоміцин, грамицидин З, еритрин і інші антибіотики зв'язуються різними бактеріями в помітних кількостях. Причому антибиотики-полипептиди адсорбуються мікробними клітками в більшій мірі, ніж, наприклад, пенициллини і стрептоміцин.

Булгакова і Полін (1966) встановили, що грамицидин З адсорбується як чутливими, так і стійкими до нього бактеріями. Причому адсорбція цієї антибиотического речовини бактеріями відбувається відразу ж після внесення антибіотика в суспензію кліток і досягає значних величин (до 500 мкг/мг сухої біомаси).

У присутності позитивно заряджених іонів (Na+, K+, NH+, Mg2+), а також при рН середи, рівному 4, поглинання грамицидина З бактерійними клітками помітно знижується.

Адсорбований чутливими клітками грамицидин З міцно зв'язується з бактеріями і знімається з них лише при тривалій екстракції підкисленою спиртово-водною сумішшю.

У стійкого до антибіотика штаму E. coli при промиванні кліток розчином NaCl вдається видалити лише до 30% адсорбованого грамицидина По даним Reunolds (1966), при концентрації антибіотика в середовищі, рівної 30 мкг/мг маси сухих бактерій, біля 90% ванкомицина зв'язується з бактеріями. Показано, що максимальне скріплення ванкомицина бактерійними клітками досягає величин 107молекул антибіотика на клітку.

Пов'язані кліткою антибіотики можуть виявляти двоякого роду дії: содной сторони, деякі з них можуть діяти як поверхнево-активні речовини, а з іншого боку, антибіотики, проникаючи вглиб клітки, порушують окремі сторони метаболізму організму.

Загибель кліток під впливом поверхнево-активних антибіотиків може бути пов'язана з порушенням механізму осмотического рівноваги, що має місце на поверхні мікробної клітки; вона може також наступити внаслідок здатності цих речовин, що скупчуються у поверхні розділу рідка фаза - мікробна клітка, зв'язуватися з компонентами кліток.

Експериментальні дані в цьому відношенні показали, що зміни в регулюванні осмотического тиску супроводяться руйнуванням систем клітинної стінки мікроба. Порушення проникності клітинної стінки є або результатом прямого вливання антибиотических речовин, або ж може бути результатом повторних процесів.

Дія антибіотиків як поверхнево-активних речовин може викликати диссоциацию білка з відділенням від нього простетических груп або нуклеїнових кислот. Ці речовини можуть також приводити до денатурації білків і, таким чином, безпосередньо впливати на ензиматические системи, пов'язані з клітинної стінки (инвертази, фосфатази, різні дегидрогенази, цитохромние системи).

Таким чином, якщо антибіотик володіє здатністю порушувати системи, регулюючі осмотические властивості клітинної стінки, інакшими словами, якщо антибіотик виступає як поверхнево-активне з'єднання, то він може надавати бактерицидну дію.

До числа антибиотических речовин, механізм дії яких пов'язаний з поверхнево-активними властивостями, потрібно віднести грамицидин З, тироцидин, полимиксини, а також тетрациклини, якщо останні застосовуються в концентраціях, у багато разів перевищуючі бактериостатические.

Разом з тим, як вже відмічалося вище, антибіотики, попадаючи в мікробну клітку, можуть порушувати окремі етапи метаболізму організму, придушувати деякі ланки в ланцюгу біохімічних процесів.

Придушення окремих ланок в біохімічному ланцюгу перетворень може відбуватися як шляхом безповоротного скріплення антибіотиком одного з компонентів реакції, так і внаслідок конкурентного придушення біологічно важливих метаболитов клітки.

Якщо в організмі або в середовищі одночасно присутні дві речовини - звичайний для організму субстрат S і ингибитор I, схожий по структурі з субстрат і обидва вони можуть вступати в зв'язок з ензимом (Е), як показано в рівняннях (1 і 2):

S+Е SE (1)

I+Е IE (2)

то ми маємо типовий приклад конкурентного придушення або конкурентного обміну.

Як приклад конкурентного обміну можна привести участь сульфаниламина як антиметаболита n-аминобензойной кислоти у вітаміні фолиевой кислоти.

Як тільки сульфаниламид, у випадку його присутності в клітці, включається в фолиевую кислоту замість ПАБК, ферментативние функції бактерійної клітки блокуються. Це в свою чергу приводить до порушення механізму обміну речовин клітки і, услід за цим, до її загибелі.

Як приклад конкурентної дії антибіотика при біосинтезі білка можна назвати пуромицин. Цей антибіотик утвориться культурою Act. alboniger. По хімічній будові пуромицин - нуклеозидное похідне 6-диметил-амино-9(3'-пара-метокси-L-фенилаланил-амино-3'-дезокси-b-D-рибофуранозил)-пурина. Пуромицину відповідає наступна формула:

Аналіз хімічної структури пуромицина показав, що він являє собою структурний аналог 3-кінцевого аминоацилированной угруповання тРНК.

Підсумовування даних, що є по механізму біологічної дії пуромицина дає можливість укласти, що воно виступає як конкурентний аналог аминоацил-тРНК, замінюючи останню в реакції з пептидил-тРНК, що приводить до звільнення пептидила у вигляді пептидил-пуромицина з рибосоми і, таким чином, припиняючи синтез білка (Спирин, Гаврілова, 1971).

Є вказівки на те, що окситетрациклин виступає в якості конкурентного ингибитора дифосфопиридиннуклеотида при дії його на E. coli.

Встановлено, що актитиазовая кислота (антибіотик актиномицетного походження) - конкурент вітаміну биотина, схожого по будові з кислотою. Разом з тим необхідно підкреслити, що явище конкурентного ингибирования не має широкого поширення в механізмі дії антибиотических речовин.

Існує гіпотеза, уперше висловлена Ч. Кевелліто, що біологічна активність багатьох антибіотиків (бензилпенициллина, стрептомицина, аллицина, пиоцианина і інш.) зумовлена тим, що вони вступають в зв'язок з сульфгидрильними групами (-SH) ферментів, перетворюючи їх в неактивні речовини, але така точка зору на механізм дії антибіотиків не була суворо обгрунтованою.

Однак з'явилися вказівки (Gross, Morell, 1967) на те, що механізм біологічної дії антибіотика низина пов'язаний з взаємодією його з сульфгидрильними групами метаболитически важливих ферментів (глютатин, ацетилкоензим А).

V. Симбіотічеськиє зв'язку бактерій з бобовими.

Симбиотические зв'язку бактерій з бобовими завдяки широкому використанню їх в польовому рослинництві, луговодстве і, частково, в лісоводстві, вивчалися вельми інтенсивно. Встановлено, що не всі види бобових мають на корінні клубеньки. При узагальненні даних, що є, виявилося, що з 1285 вивчених бобових (в широкому розумінні цієї групи) клубеньки був відсутній у 166 (13,0%), в тому числі у 77,4% вивчених цезальпинових, у 13% мимозових і 7% - метеликових (Fabaceae) (E. Allen, O. Allen, 1961).

Відсутність клубеньков на корінні не завжди означає нездатність даного вигляду бобових до симбиозу з клубеньковими бактеріями, іноді це відбувається через місцеві умови, несприятливу для освіт клубеньков, або по тому, що в грунті немає відповідних рас клубенькових бактерій. У той же час наявність клубеньков на корінні бобовому не завжди вказує на активну фіксацію азоту клубеньковими бактеріями. Встановлено, що численні дрібні білі клубеньки на бічному корінні трав'янистому бобовому освічені малоефективною расою клубенькових бактерій, нездібною зв'язувати атмосферний азот або фіксуючий його в незначній кількості, в той час як велику, забарвлену в рожевий колір клубеньки на стержневому корені звичайно характеризують енергійно ідучий процес засвоєння азоту.

А процес природного відбору і зв'язаної еволюції виникло багато рас клубенькових бактерій, здатних виступати в ефективні симбиотические відносини з певними видами бобових. Значення окремих рас клубенькових бактерій давно було з'ясоване для видів, що обробляються бобових, і, в зв'язку з необхідністю в ряді випадків вносити бактерійне добриво (нітрат), вмісні відповідні клубеньковие бактерії, вони були розділені на ряд груп відповідно до придатності для певних видів бобових. Прийнято виділяти наступні раси клубенькових бактерій по їх здатності до ефективному симбиозу з наступними певними видами або групами видів бобових:

1) горох, вика, кормові боби;

2) квасоля; 3) соя; 4) люпин, сераделла;

5) вигна, магу, арахіс; 6) нуж; 7) конюшина;

8) люцерна, донник, пажитник; 9) еспарцет;

10) лядвенец (Вознесенская, 1969).

Насправді число рас клубенькових бактерій значно більше.

Виявлена специфічність рас клубенькових бактерій в межах вже встановлених груп, зокрема в "клеверной групі", наприклад у конюшини несхожої, клубеньки виникають лише за участю особливої раси клубенькових бактерій.

Ця специфічність виявляється також в значних відмінностях азоту, що фіксується ними в залежності від вигляду конюшини, з яким вони пов'язані. У таблиці 12 показано, що найбільш ефективні для конюшини лугового і повзучого раси клубенькових бактерій для конюшини підземної були найменше ефективними, і навпаки. Раси, що забезпечують фіксацію дуже значних кількостей азоту при инокуляції ними конюшини підземної, в симбиозе з конюшиною луговою і повзучою фіксували незначну кількість азоту. Все це обумовило виділення серед "клеверной групи" трьох підгруп: А - конюшини повзучий, луговий, рожевий, простертий, зямляничний; У - підземний, инкармантний, скупчений, александрійський; З - несхожий. Три підгрупи виділяють і серед "люцерновой групи".

Таблиця 12.

Здатність окремих рас клубенькових бактерій фіксувати атмосферний азот при симбиозе з різними видами конюшини (зміст азоту в мг на 8 рослин; по White et al., 1953).

Види конюшини

Раси бактерій

№1

№16

№8

№13

Конюшина лугова

Конюшина повзуча

Конюшина підземний

51,4

59,6

7,9

34,3

46,5

7,2

2,8

10,5

138,5

1,9

7,0

153,5

Можливість фіксації атмосферного азоту клубеньковими бактеріями і кількість фіксованого азоту визначаються також середою - відсутністю умов, що обмежують життєдіяльність бактерій і бобових рослин (висока кислотність, високий зміст розчинного алюмінію, погана аерація і інш.), а також достатньою забезпеченістю фосфором, калієм, кальцієм, молібденом, сірою, кобальтом, водою і інш. Фіксація азоту клубеньковими бактеріями знижується по мірі збільшення вмісту в грунті розчинних форм азоту, доступних для бобових. Велике значення мають умови освітлення, оскільки клубеньковие бактерії отримують від бобового вуглеводи, необхідні ним як енергетичний матеріал для фіксації азоту, і тому залежать від фотосинтезу. При затіненні різко знижується не тільки число клубеньков, але і їх розміри, а також гранична глибина їх освіти.

Клубеньковие бактерії більш економно використовують енергію, необхідну для фіксації азоту, зачіпаючи 3-4 г вуглеводів на 1 г азоти, в той час як свободноживущие азотфиксирующие бактерії затрачують 50 - 100 і більше за грами на фіксацію 1 г азоту. Це пов'язано з тим, що у свободноживущих азотфиксаторов фіксація азоту відбувається в процесі їх зростання, і тому велика кількість енергії споживається на це зростання. Крім того, з метою створення сприятливих умов для активності нитрогенази - ферменту, що бере участь в фіксації азоту, для зниження парциального тиску кисня посилюється дихання, що пов'язано з витратою енергії. Ці витрати енергії відсутні у клубенькових бактерій. Оскільки фіксація азоту відбувається в бактероидах, клітках, що припинили зростання, а всередині клубеньков створюються сприятливі умови для активності нитрогенази. У тому числі знижений зміст кисня. Дуже істотне те, що клубеньковими, що фіксується бактеріями азот на 90 - 95% передається бобовим рослинам. Бобові, отримуючи пов'язаний азот від клубенькових бактерій, не залежать або мало залежать від забезпечення мінеральним азотом грунту і тому можуть успішно виростати спільно з іншими рослинами на грунтах, бідних доступними формами азоту.

Кількість азоту, що фіксується клубеньковими бактеріями бобових, сильно варіює від фитоценоза до фитоценозу, а в межах конкретних фитоценозов може змінюватися від року до року. Воно визначається участю бобових в фитоценозах, умовами середи і ефективністю відповідних рас бактерій. Для деяких лугів в Новій Зеландії з травостоями, де переважає конюшина, відмічена фіксація азотом до 450 - 550 кг/га.

Фіксація азоту в так великих кількостях можлива лише в умовах виключно сприятливого клімату Нової Зеландії (рівномірний розподіл великої кількості атмосферних осадків, відсутність посух, сприятливі теплові умови, можливість вегетації в течії всього року), коли рослини внаслідок застосування вапнування і внесення добрив виростають в умовах сприятливих для них реакцій грунту і забезпечені необхідними зольними елементами. Однак, навіть в Новій Зеландії середня кількість азоту, що фіксується клубеньковими бактеріями бобових, вхідного в склад лугових травостоев, становило 185 кг/га (коливання досягали 85 - 340 кг/га від лугу до лугу і в середньому від року до року 145 - 225 кг/га). У роки з більш вологим і прохолодним літом воно було вище, а в роки з сухим, більш теплим літом - нижче. Дані про схожі кількості азоту, що фіксується клубеньковими бактеріями бобових отримані для Ірландії (в середньому 160 кг/га) і Південної Англії (250 - 270 кг/га) і відносяться до лугів, створених шляхом посіву трав. На природних лугах нашої країни, в травостоях яких бобові беруть меншу участь, кількість азоту, що фіксується клубеньковими бактеріями, як правило, не більше за 30 - 50 кг/га. У посівах багаторічних трав (бобових або бобових в суміші зі злаками) кількість азоту, що фіксується звичайно не перевищує 200 кг/га.

Давно помічено, що бобові сприятливо впливають на ті, що виростають спільно з ними злаки і інші рослини, в тому числі збільшують вміст азоту в їх органах. На основі результатів вегетаційних дослідів Віртанен прийшов до висновку, що такий вплив пов'язаний з прижиттєвими виділеннями з коріння бобових в грунт значних кількостей азотсодержащих з'єднань. Перевірка результатів дослідів Віртанена, проведена в СРСР, Шотландії, США, Австралії, не підтвердила його висновків. Виявилося, що в умовах нормального фотосинтезу бобові не виділяють в грунт як-або помітних кількостей азотистих з'єднань. Лише з ослабленням фотосинтезу (при зниженій інтенсивності освітлення), коли рослини не мають в своєму розпорядженні достатню кількість вуглеводів і органічних кислот для скріплення клубеньковими, що усього фіксується бактеріями азоту, частина його може виділятися в грунт. Сприятливий вплив бобових на інші рослини можна пояснити надходженням в грунт азоту з їх відмираючими органами, у деревних рослин - в основному з опадом, у трав'янистих (в фитоценозах, що використовуються як сінокоси і пасовища) - переважно з відмираючими підземними органами. На пасовищах злаки отримують азот бобових з екскрементов худоби, що поїдають їх. Оскільки бобові, якщо фіксація азоту клубеньковими бактеріями йде досить активно, не поглинають з грунту азот або поглинають його в незначних кількостях, на частку небобових рослин залишається більше доступних форм азоту, і тому вони зростають краще з бобовими, ніж в їх відсутність. Спільне зростання бобових з небобовими рослинами впливає сприятливий чином на фіксацію азоту клубеньковими бактеріями, оскільки внаслідок поглинання небобовими азоту з грунту зміст його доступних форм знижується до незначних величин, що стимулює фіксацію азоту.

Біологічна фіксація азоту.

Баланс доступного рослинам азоту на Земній кулі підтримується за рахунок діяльності особливої групи організмів - так званих азотфиксаторов. У економіці природи процесам біологічної фіксації азоту належить виняткова роль, яка по значенню цілком рівнозначна процесу фотосинтезу.

У групу азотфиксаторов входять вільно мешкаючі організми, а також організми, здатні існувати лише в симбиозе з іншими видами.

Першої в ряду вільно мешкаючих азотфиксаторов відкрита анаеробная спороносная бактерія Clostridium pasterianum. Це відкриття належить російському вченому С. Н. Віноградському (1893). Через 8 років (1901) М. Бейерінком був відкритий аеробний мікроорганізм, названий азотбактером (Azotobacter).

Обидва організму є сапрофитами. Для відновлення молекулярного азоту вони використовують енергію, що отримується ними при окисленні глюкози і інших органічних сполук (наприклад, маннита). На кожний грам сброженной глюкози азотбактер накопичує біля 15 мг пов'язаного азоту, тоді як Clostridium - не більше за 2 -3 мг.

Виділивши азотбактер, Бейрінк звернув увагу на велику схожість властивостей цього мікроорганізму з властивостями фотосинтезирующей бактерії Chromatium. У цей час встановлено, що здатність фіксувати азот широко поширена у різних видів бактерій. Ця функція властива, зокрема, сульфатредуцирующим бактеріям, розвиток яких здійснюється в анаеробних умовах. Здатністю асимілювати молекулярний азот володіє також пурпурна бактерія Rhodospirillum rubrum (Чест і Камен).

До вільно мешкаючим азотфиксаторам належать також синезеление водорості (Nostoc, Phormidium). Здійснювана ними асиміляція молекулярного азоту має особливо велике значення для прісноводних басейнів, для розвитку рослин рису на плантаціях, що заливаються водою і т. п. Завдяки своїй надто чітко вираженої автотрофности синезеление водорості здатні заселяти голі скелі; вони розвиваються на вулканічному пилі, пензе і т. д.

Загальний рівень азотфиксирующей активності вільно мешкаючих організмів невисок. У залежності від вигляду і умов існування вони накопичують в рік від 10 до 30 - 40 кг пов'язаних азоти на гектар.

Основну роль в поповненні спаду запасів пов'язаного азоту виконують бактерії - симбиоти, насамперед Bacterium radicicola. У цей час відомо, що крім бобових є ще біля 100 видів інших рослин, на корінні яких розвиваються специфічні для кожної рослини клубеньковие бактерії.

Хімічна природа взаємодії бобових з клубеньковими бактеріями вивчена неповно, в зв'язку з чим ряд чинників в цій області не знаходить ще пояснення. Наприклад, встановлено, що клубеньковие бактерії здатні відновлювати молекулярний азот тільки при взаємодії з корінням бобових рослин. Цій здатності позбавлені бактерії, що культивуються в штучних середовищах. Клубеньковие бактерії розвивалися на корінні бобових рослин і в тому випадку, якщо останні служили подвоем, а прищепою - будь-яка інша рослина. У тих варіантах, де бобові служили прищепою, а подвоем - різні небобові рослини, бактерії не розвивалися.

Все це показує, що тканинам бобових повинні бути властиві певні особливості.

Представник експериментального напряму в фізіології рослин. Чудовий французький вчений Жан Батист Буссенго перший широко використав в своїх дослідженнях по живленню метод вирощування рослин у вегетаційних судинах. Точні експерименти дозволили Буссенго спростувати уявлення Лібіха про азотне живлення рослин. Буссенго перший відмітив специфічні особливості бобових рослин як азотсобирателей, а услід за тим Гельрігель відкрив, що цю роль бобові виконують в симбиозе з клубеньковими бактеріями. Велике значення мали дослідження російського ботаніка М. С. Вороніна, який перший сформулював уявлення про клубеньках як про хворобливі освіти, виникаючі внаслідок зараження коріння.

Симбіоз коріння вищих рослин з грибами носить назву микориз, симбиози з бактеріями - бактериориз. У залежності від форми симбиотрофизма розрізнюють микоризи екто- і ендотрофние. Перші розвиваються на поверхні коріння, другі проникають всередину тканині. Класичним прикладом бактериотрофизма є взаємодія бобових рослин з клубеньковими бактеріями.

Дослідження мікробіологів, проведені в останні роки, значно розширили уявлення про значення симбиотрофизма в процесах кореневого живлення рослин.

Число мікробних телець, що доводяться на 1 г грунти, обчислюється багатьма сотнями мільйонів і навіть мільярдами. Деяке уявлення про це дають цифри, запозичені з робіт Н. А. Красильникова:

Число мікроорганізмів в 1 г грунти

Вага мікробних тіл в орному шарі, кг/га

Бактерії

Гриби

Актіноміцети

Водорості

1´10 9

1´10 5

1´10 5

1´10 3

600

60

8

160

Грунтові мікроорганізми зосереджені в основному в зоні розміщення коріння.

Важливе значення азотфиксирующих бактерій диктує необхідність забезпечення найбільш сприятливих умов для їх розвитку і фізіологічної діяльності.

Один з шляхів вирішення цієї важливої практичної задачі складається в увеличекнії чисельності мікробного населення грунту за допомогою бактерійних добрив.

Даний захід в рівній мірі виправдовує себе у відношенні як клубенькових бактерій, так і вільно мешкаючих азотфиксаторов.

Справа в тому, що навіть при тривалій культурі бобових рослин, грунту, зайняті ними містять нерідко недостатню кількість Bact. radicicola, внаслідок чого на корінні утвориться мало клубеньков, або вони не утворяться зовсім. У цих умовах бобові не збагачують грунт азотом, а аналогічно іншим рослинам виснажують азотисті з'єднання, що є в ній.

Штучне збагачення грунту клубеньковими бактеріями впливає вельми сприятливий чином на азотний баланс грунту і на розвиток бобових і інших рослин севооборота. Препарат клубенькових бактерій, який називаетсянитрагином, вносять разом з сім'ям бобових при посіві. При приготуванні нитрагина потрібно враховувати специфічність клубенькових бактерій.

VI. Вплив зовнішніх чинників на зростання і розвиток рослин.

Вимірювання швидкості росту, проведене німецьким фізіологом Ю. Саксом (1872), дозволило встановити певні закономірності. У початковий період темпи зростання, як правило, низькі. Потім зростання посилюється і йде з великою швидкістю (період великого зростання), а потім знов сповільнюється. У результаті зростання (збільшення розміру) клітки, органу або організму загалом може бути зображений у вигляді И-образної кривої. Ця закономірність має общебиологическое значення і справедлива по відношенню до зростання всіх живих організмів, включаючи і людини.

Аналізуючи отриману криву, можна її розділити на 3 дільниці: 1) фаза, коли зростання змінюється експонентно (логарифмічно); 2) фаза, коли зростання змінюється лінійно; 3) фаза гальмування зростання. Саме період, коли зростання прямо (линенйно) зростає, називається періодом великого зростання.

Вплив зовнішніх умов на зростання.

Зовнішні умови надають на зростання як пряме, так і непрямий вплив. Останні пов'язані з тим, що швидкість росту залежить від інтенсивності всіх інших фізіологічних процесів, повітряного і кореневого живлення, постачання водою, напруженості процесів обміну речовин і енергії. У зв'язку з цим вплив зовнішніх умов може позначитися на інтенсивності зростання через зміни будь-якої з вказаних процесів. При цьому далеко не завжди причина того або інакшого впливу можна з достатньою точністю встановити, оскільки в природній обстановці вплив окремих чинників тісно взаємопов'язаний.

Температура. Зростання рослин можливе в порівняно широких температурних межах. Рослини ранневесенней флори зростають при температурі навіть декілька нижче за 0°С. Есть рослини, для яких верхня температурна межа зростання дещо перевищує 50°С. для кожного вигляду рослини, в залежності від його особливостей і, головним чином, від географічного походження, характерні певні температурні межі, в яких можливо протікання ростових процесів. Розрізнюють три кардинальні температурні точки: минимальнаятемпература, при якій зростання тільки починається, оптимальна- найбільш сприятлива для ростових процесів, максимальна, при якій зростання припиняється. З підвищенням температури від мінімальної до оптимальної швидкість росту різко зростає. Так, швидкість росту проростков гороху при підвищенні температури від 0 до 10°З зростає в 9 раз, від 10 до 20°З - в 2,5 рази, від 20 до 30°З - усього в 1,9 рази. Оптимальні температури можуть бути неоднаковими для зростання різних органів однієї і тієї ж рослини. Як правило, оптимальна температура для зростання кореневих систем нижче в порівнянні з надземними органами. Для зростання бічних втеч оптимальна температура нижче в порівнянні із зростанням головного стебла. Встановлено, що рослини інтенсивно зростають в нічний період діб. Для зростання багатьох рослин сприятливою є змінна температура на протязі доби - вдень підвищена, а вночі - знижена. Це явище Ф. Вент назвав термопериодизмом. Явище термопериодизма добре виявляється на культурі томатів. Показане (Н. І. Якушкина), що знижені нічні температури прискорюють зростання кореневої системи і бічних втеч у рослин. Такий вплив може бути пояснений тим, що при пониженні температури більш активно працюють ферменти, катализирующие розпад крохмаля на цукор. У листі утворяться розчинні транспортні форми вуглеводів, що легко пересуваються до точок зростання кореня і бічних втеч, завдяки чому їх зростання посилюється.

Зміст води. У процесі зростання рослини особливо чутливі до нестачі води. Зменшення вмісту води в грунті приводить, природно, і до зменшення вмісту її в рослині, а це, в свою чергу, різко гальмує процеси зростання. Знижується ділення кліток і особливо їх зростання розтягненням. Найбільша насиченість водою потрібно для процесів зростання. Насиченість клітки або тканини рослин водою називаютгидратурой, вона виражається у відсотках. Зростання кліток йде лише в тому випадку, якщо гидратура не падає нижче за 95%. Для того щоб підтримати таку гидратуру, точки зростання надземних органів рослин захищені листочками, що змикаються з добре розвиненої кутикулой. Точки зростання кореня не мають подібного захисту і тому вимагають підвищеної вогкості грунту для свого зростання.

Світло. Рослини використовують світло двома шляхами: перший, де світло служить джерел енергії для синтезу органічних речовин (фотосинтез); другої, де світло - сигнал або джерело інформації. У другому випадку енергія світла може бути на декілька порядків нижче, ніж в першому. Світло впливає великий і різностороннім чином на темпи і характер зростання як окремих органів, так і рослинного організму загалом. При цьому на різні сторони ростових процесів вплив світла виявляється неоднозначно. Так світло необхідне для протікання процесу фотосинтезу, і, тому, накопичення маси рослини без світла не йде. Разом з тим, зростання кліток розтягненням може йти в темряві, більш того на світлу цей процес гальмується. Світло впливає великий чином на формообразовательние процеси. Етиолированние проростки, що зросли в темряві, характеризуються рядом анатомічних і морфологічних особливостей. У відсутність світла відбувається спрощення анатомічної структури стебла. Слабо розвиваються тканини центрального циліндра, механічні тканини. Разом з тим, розтягнення кліток в темряві йде дуже інтенсивно. У результаті утворяться довгі, довгасті стебла. Листя редуцировани, у двудольних рослин замість листової пластинки утворяться лише невеликі лусочки.

Етиолированние проростки мають злегка жовтавий відтінок. Мабуть, більш швидке витягнення стебла і кореня етиолированних проростков виробилося в процесі еволюції, оскільки в більшості випадків проростання сім'я в грунті відбувається у відсутність світла, і ці особливості, а також відсутність листя, полегшують проростку проникнення через шар грунту. Можливо, що витягнення стебла у відсутність світла є слідством відсутності ингибиторов зростання. У темряві утворяться багато гормонів ауксинов. Порушення співвідношення ауксинов і ингибиторов визиваетнесбалансированний зростання. При виході проростков на поверхню грунту відбуваються їх внутрішні і зовнішні зміни. У темряві у проростков двудольних рослин гипокотиль зігнуть, що захищає точку зростання в грунті від пошкоджень. Під впливом світла цей згин ( "гачок") випрямляється. На світлу зростання стебла гальмується, зростання листя посилюється і вони приймають звичайну форму. Під впливом світла відбуваються анатомічні зміни стебла, диференціюється епидермис, з'являються волоски, змінюється забарвлення - синтезується хлорофіл. Ці зміни отримали названиефотоморфогенеза.

Говорячи про вплив світла, необхідно зупинитися на впливі цілодобового освітлення на процеси зростання. Досліди по вирощуванню рослин при світлі електричних ламп (светокультура) показали, що зростання багатьох рослин при цілодобовому освітленні йде значно інтенсивніше, особливо при правильному підборі якості світла (тип ламп). Так, при вирощуванні сіянців деревних культур (дуб, сосна) на безперервному освітленні темпи їх зростання зростають в 1,5 - 2 рази (В. М. Леман). Такі однолетние рослини, як горох і квасоля, також характеризуються дуже інтенсивним зростанням в умовах цілодобового освітлення. Однак є рослини, на зростання яких цілодобове освітлення впливає негативний чином. У деяких випадках цілодобове освітлення викликає явища, схожі з тими, які звичайно є слідством нестачі світла. Особливо шкідливий вплив цілодобового освітлення виявляється при високій нічній температурі.

Постачання киснем. Процеси зростання вимагають витрат енергії, джерелом якої служить процес дихання. У зв'язку з цим зрозуміла необхідність кисня. При зниженні концентрації нижче за 5% зростання гальмується. Це відбувається не тільки через порушення енергетичного балансу, але і внаслідок накопичення продуктів анаеробного обміну (спирт, молочна кислота).

Мінеральне живлення. Для нормального протікання ростових процесів необхідне достатнє постачання всіма необхідними мінеральними елементами. Особливо специфічна роль постачання рослин азотом. Це пов'язано не тільки з тим, що азот входить до складу білків і нуклеїнових кислот, але і з утворенням двох основних груп гормонів, регулюючих ростовие процеси (ауксини, цитокинини).