第七章 微生物的应激反应解析

一、应激反应的概念（一）应激反应：是指机体在受到体内外各种强烈因素(即应激原)刺激时，所出现的交感神经兴奋和垂体——肾上腺皮质分泌增多为主的一系列神经内分泌反应，以及由此而引起的各种机能和代谢的改变。

任何对动物机体或情绪的刺激，只要达到一定的强度，都可以成为应激原。

当这种应激反应真正威胁到动物的健康时，动物就会觉得不适。

根据动物是否感到不适这一标准可将应激反应分为良性应激和不良性应两类。

（二）良性应激：是指使动物感到愉快的应激，是对动物的有益应激。

如猪有玩耍时的奔跑行为和交配行为。

（三）恶性应激：是指那些危及动物福利和健康的应激，常使动物感到无聊、压抑和紧张。

恶性应激是引发一种或多种疾病发生的原因。

另外，也有人将应激反应分为免疫应激反应和非免疫应激反应。

二、养殖生产中常见的应激因素（一）气候因素过冷、过热、强光照射.湿度过大都会对动物产生应激反应，有资料表明，低温影响猪的生长发育，若舍内温度低l 0℃以下，就会引起猪的应激反应，尤其仔猪会冻死，低温伴有通风不良或贼风侵袭，湿度过大，会进一步加重猪的应激反应。

在高温环境下，几乎所有规模化猪场都造成母猪采食量下降，临产期、围产期死亡及仔猪死亡，母猪发情率降低，返情率提高20％～30％，窝产仔数、仔猪初生重、成活率也受到不同程度的影响，经济损失达到20％以上。

（二）有毒有害气体冬天畜舍中的氨、硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体会对动物产生刺激，产生应激反应，浓度过高，就会损伤呼吸道粘膜，使抗病力下降，呼吸系统发病。

（三）惊吓等环境因素如噪音、突然断电，强辐射、奇光、外人入舍、饲养规程变更、饲养员突然更换或衣着及工作程序的变化等都会引起动物的应激反应。

（四）饲养管理因素在饲养管理过程中，饲养员的粗暴对待、去势、断尾、打号、断喙.接种疫苗、注射药物、保定等，此时动物处于一种"戒备"状态，呼吸心跳加快，血压升高，通过这些变化来动员机体的防御机能，应付环境的急剧变化。

微⽣物期末考试课后习题详解（7-11章）微⽣物期末考试课后习题详解（7-11章）整理⼈：林琼芬、温倩茹、尤宁、张婷、陈佳兴、周懿翕第七章1、遗传：遗传指亲代将其特有的⽣物学特性传递给⼦代的现象，是基因稳定性的表现变异：变异则是基因发⽣变化的表现，是指任⼀物种的亲代和⼦代之间，⼦代个体之间⼼态结构或⽣理机能⽅⾯，总会有所差异的现象遗传型：⼜称基因型，指某⼀⽣物个体所含全部遗传因⼦即基因的总和。

它是⼀种内在潜⼒，只有在适当的环境条件下，通过⾃⾝的代谢和发育，才能将它具体化表型：⼜称表现型，是指某⼀⽣物体所具有的⼀切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在特定环境中表现出的种种形态与⽣理特征饰变：指不涉及遗传物质的结构，只发⽣在转录或翻译⽔平上的表型改变。

点突变：基因变异中，变异较⼩的变异称为点突变。

它包括了碱基置换和移码突变转换：嘌呤和嘌呤（A与G）之间或嘧啶与嘧啶（C与T）之间发⽣互换称为转换颠换：⼀个嘌呤与⼀个嘧啶互换的现象称为颠换移码突变：在基因DNA中插⼊或缺失⾮3的倍数的少数⼏个碱基，在该基因DNA作为蛋⽩质的氨基酸顺序的信息解读时，读码的框架会发⽣移动，这样的突变称为移码突变染⾊体畸变：是染⾊体结构的变化，它与其他突变⼀样可引起遗传信息的改变，也具有遗传效应转座因⼦：在细菌的基因组中还存在着能改变⾃⾝位置的⼀段DNA 序列，它们可从染⾊体或质粒的⼀个位点转移到另⼀个位点，或者在两个复制⼦之间转移，这种DNA序列就是转座因⼦2、历史上证明核酸是遗传物质基础的实验有哪⼏个？P179-1811.肺炎链球菌的转化实验2.噬菌体的感染实验3.烟草花叶病毒的拆分与重建实验3、什么叫质粒？质粒有哪些特点?P183质粒：游离于原核⽣物核基因组以外，具有独⽴复制能⼒的⼩型共价闭合环状DNA分⼦。

质粒的特点：1.常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分⼦存在于细胞中2.常带有⼀些特殊的基因，如抗性基因3.具有⾃⼰的复制起始区，能⾃主复制4、何谓基因突变？它有哪⼏个共同特点？P186 P188-190基因突变：基因突变简称突变，是变异的⼀种，指⽣物体内遗传物质的分⼦结构突然发⽣的可遗传的变化。

第七章应激复习提要一、概述（一）应激概念与基本特征非特异性防御性反应的模式化（二）应激原躯体性心理性二、应激时的神经内分泌反应（一）交感—肾上腺髓质系统的反应1．反应2．表现3．意义①防御意义提高心输出量，提高血压改善通气，增加供氧升高血糖，提供更多的能量血液重新分布，保证心脑血液供应②不利影响外周小血管收缩，组织微循环灌流量降低，缺血、缺氧儿茶酚胺促进血小板聚集，形成血栓，阻碍血流，组织缺血、缺氧能量代谢增加，消耗过多能量心肌耗氧过多（二）下丘脑—垂体—肾上腺皮质的反应1．反应2．意义①应激时最重要的一个反应，可以提高机体抵抗力②判断机体是否处在应激状态与应激程度的最常用指标③作为非特异性的指标可以判断病情的发展3．作用与机制①通过促进蛋白质的分解与糖原异生，保持血糖高水平；②糖皮质激素对儿茶酚胺的允许作用；③稳定溶酶体膜；④抗炎抗免疫4．糖皮质激素抵抗（三）胰高血糖素与胰岛素1．反应2．意义3．胰岛素抵抗（四）调节水盐平衡的激素1．反应2．机制3．意义（五）组织激素及细胞因子的表达与释放增多1．组织激素2．细胞因子（六）其它cAMP等（七）心理应激时神经内分泌反应的特点三、应激时机能与代谢变化（器官与组织水平的应激）（一）应激时能源物质代谢的变化1．特点动员增加，贮存减少。

2．表现3．机制4．意义5．几个概念应激性高血糖，应激性糖尿，创伤性糖尿病，负氮平衡（二）应激时循环系统的改变表现机制意义严重后果5．几个名词应激性心律失常、应激性心脏病（三）应激性急性胃粘膜病变与应激性溃疡1.定义2.机制①胃血流量减少②迷走神经兴奋，胃运动亢进③胃酸分泌增多④PGE2的作用（四）凝血与纤溶的变化1．表现2．机制①交感神经兴奋，血小板聚集性增强②应激时血小板数量增多，纤维蛋白原含量增加③抗凝血酶Ⅲ过度消耗④纤维蛋白溶解活性加强（五）免疫系统功能变化四、应激与心理、精神障碍与应激时增多的急性期蛋白（一）定义—急性期反应、急性期蛋白（二）来源（三）功能1．抑制蛋白酶2．激活凝血系统与纤溶系统3．清除异物与坏死组织4．清除自由基5．其他五、应激诱导的细胞反应（一）应激诱导的细胞非特异性防御反应—热休克蛋白定义分类表达调节功能维持细胞蛋白自稳状态提高细胞对热或其他刺激的耐受性与免疫的关系（二）应激诱导的细胞特异性防御反应不同的应激原，可诱导不同的基因表达，产生不同的反应蛋白。

细菌的氧化应激反应及其基因调控细菌的氧化应激反应及其基因调控一、细菌的氧化应激反应细菌是一类微生物生物体，虽小，却在地球上占有重要地位。

在其生存的过程中，细菌与外部环境的关系十分密切，而氧化应激反应是其中一个重要的生理现象。

氧化应激指的是细胞内外氧化还原平衡受到破坏，导致细胞内或细胞外环境内的氧活性增加，产生的有毒氧化物质超出细胞内抗氧化系统的清除能力而导致的细胞膜、蛋白质、核酸等生物大分子的氧化损伤。

在氧化应激反应中，细菌可能产生的有毒氧化物质包括超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基等。

1.细菌氧化应激反应的生理意义氧化应激反应在细菌的生存中具有重要的生理意义。

氧化应激反应有助于细菌适应外部环境的变化。

在受到外界氧气含量剧烈变化或受到化学品等恶劣环境刺激时，细菌通过氧化应激反应来改变其内在代谢过程，以适应新的环境条件。

氧化应激反应还能够提高细菌对有毒物质的耐受性。

在环境中存在很多有毒物质，如三价砷、重金属等，细菌通过氧化应激反应能够增加对这些有毒物质的耐受性，从而在恶劣环境中生存下来。

2.氧化应激反应与细菌致病性的关系氧化应激反应还与细菌的致病性密切相关。

一些病原性细菌在感染宿主后，会受到宿主的免疫系统攻击，产生氧化应激反应。

这些病原性细菌通过对氧化应激反应的调控，来逃避宿主免疫系统的攻击，增强其在宿主内的存活能力。

另外，一些病原性细菌还利用氧化应激反应促进毒力因子的合成，加重感染宿主的严重程度。

二、细菌氧化应激反应的基因调控机制细菌的氧化应激反应是由一系列基因调控的。

这些基因能够感知环境中氧活性的变化，启动相应的氧化应激反应。

细菌中用以调控氧化应激反应的基因包括抗氧化酶基因、双功能蛋白基因、辅助性蛋白基因等。

1.抗氧化酶基因的表达与氧化应激反应的抵抗抗氧化酶基因是细菌中用于应对氧化应激反应的一类重要基因。

常见的抗氧化酶包括超氧化歧化酶、过氧化氢酶等。

当细菌受到外界氧活性的增加时，这些抗氧化酶的基因会被启动，加速其转录和翻译，使得抗氧化酶的合成得到增加，从而有助于细菌对氧化应激反应的抵抗。

微生态制剂应用与技术在讨论应激相关话题的时候，绝大多数研究人员将目光聚焦在体液代谢的酸碱平衡和离子平衡的改变方面，而忽视了应激对肠道微生物区系的影响以及如何通过改善肠道微生物平衡来缓解各种应激因素对动物生产性能造成的负面影响。

众所周知，肠道中的乳酸菌是家禽、家畜和人类消化道中的优势菌。

实际上，对所有恒温动物而言，乳酸菌都是肠道的优势菌群。

恒温动物进化了几千万年甚至更久远，最终选择乳酸菌作为肠道主要的优势菌群，必然有其奥妙。

动物肠道内乳酸菌属的微生物与其他常见的有益微生物种类如芽孢杆菌或者酵母菌等相比，最主要的差别在于前者通常能够在消化道定植(当然，不同乳酸菌在肠道的定植能力不同)，而后两者不能。

乳酸菌在动物消化道内定植是一个非常重要的特性，乳酸菌能够在肠道形成一道粘膜保护屏障，使得动物免受各种病原微生物的侵害。

几千万年进化形成的肠道优势菌群-乳酸菌，带给我们的绝不仅仅是改善消化这一点点益处。

乳酸菌在帮助动物提高免疫力方面已经得到大量研究的证实，这一点对于如何正确理解并在实践中使用乳酸菌可能更为关键。

N a h a n s h o n 等(1994)发现，给蛋鸡饲喂乳酸杆菌导致肠道粘膜的免疫系统反应增强，免疫球蛋白IgA 分泌增加。

Dunham 等(1993)报道，给肉鸡饲喂一种乳酸菌使得肠绒毛高度增加，隐窝变深，这种变化源于T -细胞功能加强、抗-沙门氏菌的免疫球蛋白IgM 产量增加。

1 乳酸菌与应激的关系在动物遭受热应激时，传统的理论是动物通过神经内分泌途径改变生理代谢并达到新的平衡。

临床采取的解决热应激的措施也基本上是遵循这一思路。

但是，新的证据显示，用这样的理论解释动物对热应激的反应可能并不完全。

利用大鼠作为研究模型发现，热应激会导致肠道出血、炎症反应并引起肝、肾损害。

同样的现象在家禽中也可以发现。

另外，热应激导致的动物采食量降低并不能马上随天气凉爽而恢复，需要滞后一段时间。

这些现象都不能够通过现有的基于神经系统调节的热应香港英杰生命科技有限公司/周 勃摘 要 肠道粘膜屏障是机体抵抗外界环境对动物造成不利影响的第一道防线。

细菌应激反应中的蛋白质组学研究摘要：蛋白质组学(Proteomics)是合并双向电泳分离和质谱分析技术，并应用生物信息学阐明生物体全部蛋白质的表达模式和功能模式的一个研究领域。

它能促进我们对于特殊条件下生理现象的理解。

当外部生存环境发生变化时，细菌会在短时间内发生应激反应。

利用2-D技术结合生物质谱鉴定的方法对细菌蛋白表达谱变化进行研究，是细菌转录谱变化研究的深入和扩展，是细菌应激反应研究中的新热点。

关键字：蛋白质组学，应激反应，细菌正文：蛋白质组学(Proteomics)是合并双向电泳分离和质谱分析技术，并应用生物信息学阐明生物体全部蛋白质的表达模式和功能模式的一个研究领域，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。

自从这一概念在1994年被提出以来，就一直是是医学领域研究的前沿。

蛋白质组学研究可以提供关于蛋白质合成中的变化、降解速率、后转录突变、蛋白质相互作用、亚蛋白定位等没有价值的信息，它能促进我们对于特殊条件下生理现象的理解。

许多研究被开展来研究细菌在不同生长环境下/基因生长压力下的蛋白表达，在系统生物学水平上揭示了新的潜在的途径和相对丰富的蛋白质。

当细菌的外部生存环境发生变化时，细菌会在短时间内产生应激反应，调整其蛋白表达谱，阻遏冗余蛋白或者非必需蛋白的表达，将资源尽可能的用于合成那些对于细菌应对环境所必须的蛋白质。

从分子水平上讲，当细菌遭遇到一个特定的压力的时候，对环境的应激反应是一个十分复杂的反应过程，其基因组的大部分基因都会参与这个过程，对细菌应激反应进行研究的目的，就是要找到在这些压力条件下发挥关键性作用的蛋白。

研究应激反应最直接最普遍的方法就是蛋白双向电泳结合质谱鉴定的技术，这一技术一方面可以从整体水平上研究细菌应对环境变化时发生的蛋白质谱变化，一方面可以通过研究胶块上的蛋白质点来研究参与了应激反应的单个蛋白质的表达量和蛋白性质的变化。