7.Предмет, задачи и разделы медицинской микробиологии. Методы, применяемые в микробиологии.

Смотри билет №1.

ЗАДАЧИ медицинской микробиологии:

1. установление этиологической (причинной) роли микроорганизмов в норме и патологии.

2. разработка методов диагностики, специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний, индикации (выявления) и индефикации (определения) возбудителей.

3.бактериологический и вирусологический контроль окружающей среды, продуктов питания, соблюдения режима стерилизации и надзор за источниками инфекции в лечебных и детских учреждениях.

4.контроль за чувствительностью микроорганизмов к антибиотикам и другим лечебным препаратам, состоянием микробиоценозов (микрофлорой) поверхностей и полостей тела человека.

(1.изучение микроорганизмов; 2.патогенез действия микроорганизмов; 3.происхождение микроорганизмов)

Основные МЕТОДЫ микробиологии:

1. микроскопический (фазово-контрастная, темнопольная, люминисцентная, электронная, окраска по Романовскому-Гимзе) — с использованием приборов для микроскопии. Определяет форму, размеры, взаиморасположение микроорганизмов, их структуру, способность окрашиваться определенными красителями.

2. микробиологический (бактериологический, микологический, вирусологический) — выделение чистой культуры и ее идентификация.

3. серологический (сыворотка)

4. аллергологический

5. биологический — заражение лабораторных животных с воспроизведением инфекционного процесса на чувствительных моделях (биопроба).

6. хемотоксонамический

7. молекулярно-биологический ( ПЦР, ЛЦР, саузернблоттинг и нозенблоттинг, ДНК-ДНК-гибридизация, риботипирование, рестрикционный анализ).

8. Методы микроскопии; с иммерсионным объективом, в темном поле, фазово – контрастная, люминесцентная микроскопия. Электронный микроскоп.

Методы микроскопического исследования используют для изуче­ния формы и структуры клетки, подвижности микробов.

Микроскопия в световом оптическом микроскопе

Световой микроскоп состоит из механической и оптической час­ти. Механическая часть микроскопа - это штатив, состоящий из осно­вания и колонки, к которой прикреплены тубус и предметный столик. В колонке имеются две винтовые системы для установки тубуса. Макрометрический винт служит для установки на фокус при слабых уве­личениях (объектив х8), а при сильных объективах (х40, х90) - доя первоначальной, грубой установки. Для более точной установки слу­жит микрометрический винт. Это одна из наиболее хрупких частей микроскопа, и работа с ним требует особой осторожности.

Оптическая часть микроскопа состоит из осветительного аппарата, объективов и окуляров.

Осветительный аппарат расположен под предметным столиком. В большинстве микроскопов свет отражается от зеркала и, пройдя через линзы конденсора, фокусируется в плоскости препарата. В сов­ременных микроскопах освещение достигается с помощью вмонтиро­ванного в микроскоп источника света.

Объективы представляют собой систему линз в металлической оп­раве. Передняя (фронтальная) линза - самая маленькая. От нее глав­ным образом зависит увеличение микроскопа. Расположенные за ней линзы называются коррекционными, так как они предназначены для устранения недостатков оптического изображения.

На оправе объективов обозначается создаваемое ими увеличение: х8, х40, х90. Объективы х 8 (малое увеличение) и х40 - это сухие объективы. При работе с ними между фронтальной линзой объектива и препаратом находится воздух. При этом, вследствие разницы пока­зателей преломления стекла (1,52) и воздуха (1,0), часть световых лу­чей, проходя через оптически неоднородные среды, рассеивается. При микроскопии с объективами х 8 и х 40 это не имеет значения. Но мик­робы настолько малы, что для их исследования необходимо более силь­ное увеличение, которое дает объектив х90. При работе с этим объек­тивом рассеивание света должно быть устранено. Для этого между пред­метным стеклом и линзой помещают каплю жидкости, показатель пре­ломления которой равен показателю преломления стекла. Более всего для этого подходит кедровое масло или его заменители. При микро­скопии объектив погружают в каплю масла, поэтому объектив назы­вают иммерсионным (лат. immercio - погружение), а масло - иммерси­онным маслом. Иммерсионный объектив требует особо осторожного обращения. Фронтальная линза имеет настолько короткое фокусное расстояние до исследуемого объекта, что опускать объектив нужно медленно, глядя сбоку, чтобы не раздавить препарат, что связано с порчей линзы.

Окуляры имеют две линзы: верхняя называется глазной г нижняя -собирательной. Окуляры обозначают по тому увеличению, которое они дают, например: х7, х10, х15. Окуляр дает увеличение, ничего не до­бавляя в деталях изображения, данного объективом.

Чтобы определить общее увеличение микроскопа, нужно умножить увеличение объектива на увеличение окуляра.

Разрешающая способность светового микроскопа - это наимень­шее расстояние между точками в препарате, которые еще не слива­ются в одно изображение. Для светового микроскопа эта способность зависит от длины волны видимого света, и предел разрешения опти­ческого микроскопа равен 0,2 мкм.

Изображение объекта в микроскопе увеличенное и обратное.

Правила микроскопии с иммерсионной системой

1.Работать сидя.

2.Поднять конденсор до уровня предметного столика.

3.Глядя на верхнюю поверхность конденсора, осветить поле зрения.

4.Установить иммерсионный объектив.

5.На предметный столик поместить препарат с каплей Иммерсион­ного масла.

6.Глядя сбоку, осторожно опустить тубус с помощью макровинта до соприкосновения объектива с маслом и чуть-чуть погрузить его в мас­ло, не доводя до соприкосновения с предметным стеклом.

7.Глядя в окуляр, медленно поднимать макровинтом тубус до по­лучения изображения в поле зрения. Не разрешается опускать макровинтом тубус, глядя в окуляр.

8.Микровинтом, вращая его не более чем вполоборота, найти ясное изображение и рассматривать его. 9.Держать оба глаза открытыми. Ле­вой рукой передвигать препарат для общего обозрения. Если предметный столик подвижный - можно для более мелких и точных движений пользоваться боковыми винтами. Правой рукой слегка вращать мик­ровинт, чтобы препарат всегда был в фокусе.

10.После просмотра препарата поднять тубус при помощи макро­винта, снять препарат, установить объектив х8, вытереть мягкой сал­феткой масло с иммерсионного объектива.

Микроскопия в темном поле. Для микроскопии в темном поле при­меняются особые конденсоры, у которых центральная часть линзы за­темнена, за исключением узкой полоски по периферии. Кроме того, боковые поверхности конденсора представляют собой не прямую ли­нию, а параболу. Внутренняя поверхность такого темнопольного па­раболоид-конденсора зеркальная. Лучи света попадают в темнопольный конденсор только через узкую полоску по периферии линзы. За­тем они отражаются от его зеркальной поверхности и, если в поле зре­ния нет никакого объекта, то ни один луч не попадает в объектив. Поле зрения кажется совершенно черным. Если же в поле зрения есть какие-то объекты, например, микробы, то лучи, отраженные от них, попада­ют в объектив, и их можно видеть светящимися на темном фоне.

Это явление подобно тому, которое наблюдается в комнате с за­темненными окнами, когда в косых лучах света, проникающих через щель, видны танцующие пылинки, при обычном освещении невидимые (феномен Тиндаля).

За неимением специального темнопольного конденсора можно обычный конденсор превратить в темнопольный, поместив между его линзами кружок черной бумаги, немногим меньше по диаметру линзы конденсора. В таком "приспособленном" конденсоре можно наблю­дать достаточно ясно живых светящихся микробов, но поле зрения бу­дет не черным, а серым.

Преимущество микроскопии в темном поле зрения состоит в том, что при этом можно видеть объекты более мелкие. Кроме того, в тем­ном поле зрения лучше наблюдать в живом состоянии такие микробы, как лептоспиры, которые в водной среде не преломляют света и поэто­му в проходящем свете совершенно прозрачны.

Фазовоконтрастная микроскопия. При прохождении через непроз­рачные объекты, такие как окрашенные препараты микроорганизмов, амплитуда световых волн уменьшается. Такие изменения, называемые амплитудными, улавливаются человеческим глазом. Поэтому ок­рашенные микробы видны в обычном микроскопе.

Объекты, разные по плотности, но одинаковые по прозрачности, не меняют амплитуды световых волн, а только изменяют фазу. Такие фазовые изменения человеческий глаз не способен уловить. Поэтому живые клетки микробов, их структурные элементы в живом состоянии прозрачны в проходящем свете и для нас невидимы.

Фазовоконтрастный микроскоп превращает фазовые изменения в амплитудные. Поэтому структурные элементы с различной плотнос­тью выглядят как более светлые и более темные. Это позволяет наблю­дать не только фазовые объекты целиком, но и структурные элементы микробов.

Фазовоконтрастная микроскопия осуществляется с помощью обыч­ного светового микроскопа, в котором заменяют объективы и конден­сор на специальные - фазово-контрастные.

Люминесцентная микроскопия. Люминесценция - это свечение объек­та за счет поглощенной световой энергии коротковолновой или ульт­рафиолетовой части спектра. Большинство микроорганизмов не обла­дает собственной люминесценцией, поэтому пользуются наведенной люминесценцией путем обработки микробов флюорохромами. Чаще всего используют акридин-оранж, аурамин, изоцианат флюоресцеина, которые светятся под влиянием ультрафиолетовых лучей. Некото­рые флюорохромы избирательно связываются с определенными структурами, такими, как ядро, цитоплазма, включения. Таким образом, можно дифференцировать эти структуры. Препараты, обработан­ные флюорохромами, микроскопируют в специальных люминесцент­ных микроскопах, в которых объекты исследуются в ультрафиолето­вых лучах.

Люминесцентная микроскопия используется для реакции иммунофлюоресценции (РИФ). В этой реакции для определения вида мик­робов препарат-мазок из исследуемого материала обрабатывают спе­цифической антисывороткой, соединенной с флюорохромом. Если в материале содержатся микробы, соответствующие антисыворотке, то при микроскопии препарата в люминесцентном микроскопе наблюдается свечение микробов.

Электронная микроскопия. Возможности разрешающей способнос­ти светового микроскопа ограничены не качеством линз, а длиной вол­ны видимого света. В электронном микроскопе вместо световых лучей используется поток электронов. Источником электронов является рас­каленная вольфрамовая нить. Роль линз в электронном микроскопе выполняет круговое магнитное поле. Вначале электроны попадают в магнитный конденсор и сходятся в одной точке на рассматриваемый предмет, лежащий в безвоздушной среде на тонкой пленке коллодия. Затем пучок электронов проходит через объективную и проекционные линзы. Наблюдатель видит не поток электронов, а изображение, которое проецируется на флуоресцирующий экран или фотографическую пленку. Возникновение изображения на экране обусловлено тем, что различные части исследуемого объекта обладают неодинаковой про­ницаемостью для электронов. Электроноплотные участки выглядят тем­ными, электронопрозрачные - светлыми.

С помощью электронного микроскопа можно наблюдать вирусы, детали морфологии микробов. Используя метод иммуноэлектронной микроскопии (ИЭМ), можно видеть и сфотографировать вирусы с при­соединившимися к ним антителами.

9.Основные принципы систематики бактерий. Таксономические категории. Принципы классификации. Понятие о виде, критерии вида как основной таксономической единице. Подвид, инфравид (биовар, серовар, хемовар, фаговар), культура, популяция, штамм, клон (определение понятий).

Виды, связанные генетическим родством, объединяют в роды, роды — в семейства. Высшими таксономическими категориями являются царства и подцарства.

Согласно современной систематике, патогенные (болезнетворные) бактерии относятся к надцарству прокариотов (Procaryotae), царству эукариот (Eucaryotae), грибы — к царству микота (Mycota), простейшие — к царству Protozoa, вирусы — к царству Vira.

В основе современной систематики микроорганизмов лежат фенотипические признаки: морфологичеческие, физиологические, биохимические. Морфологические характеризуют форму и структуру микробной клетки; фйизиологические — особенности роста микроорганизма на искусственных питательных средах в определенных условиях культивирования (температура, рН и др.), а также морфологию колоний на твердых средах и характер роста на жидкой среде; биохимические — тип окислительного и пластического метаболизма, ферментацию углеводов, протеолитические и другие признаки.

В настоящее время используют ряд таксономических систем: нумерическая таксономия, хемотаксономия, генетическая и серологическая таксономии.

Нумерическая таксономия признает равноценность всех фенотипических признаков. Для ее применения необходимо иметь информацию о многих десятках признаков. Видовая принадлежность исследуемого микроорганизма устанавливается по числу совпадающих признаков. Расчеты проводятся с помощью компьютера. Трудности получения информации о многочисленных признаках исследуемого микроорганизма ограничивает возможность применения нумерической таксономии.

Для хемотаксонамии применяют физико-химические и биохимические методы: газовожидкостная хроматография, электрофорез и другие, с помощью которых исследуют липидный, аминокислотный состав (протеиновые профили) микробной клетки и ее компонентов, напр., клеточной стенки.

Генотаксономия основана на генетических признаках, которые устанавливаются в опытах трансформации, трансдукции и конъюгации, а также анализе внехромосомных факторов наследственности — плазмид, транспозонов и фагов.

Серотаксономия основана на определении соответствующих антигенов, содержащихся в вбактериальной клетки с помощью диагностических сывороток. Данный метод особенно часто применяется в медицинской микробиологии.

• классификация бактерий по источнику питания ( аутотрофы и гетеротрофы)

• классификация бактерий по источнику энергии ( фототрофы и хемотрофы)

• классификация бактерий по способу углеродного питания (фотолитотрофы, хемолитотрофы, хемоорганотрофы, прототрофы и ауксотрофы)

Вид — совокупность микроорганизмов, имеющих общий корень происхождения и максимально близкие фенотипические признаки и свойства. ( Вид — эволюционно сложившаяся совокупность особей, имеющих единый тип организации, который в стандартных условиях проявляется сходными фенотипическими признаками: морфологическими, физиологическими, биохимическими и др.) Однако генетичские механизмы, лежащие в основе изменчивости микроорганизмов, обеспечивают только относительную стабильность перечисленных признаков, которые в пределах одного и того же вида могут варьировать. Отсюда сложившееся понятие о вариантах (варах) микроорганизмов, отличающиеся отдельными признаками от стандартных видов. Так, различают морфовары (отличаются по морфологическим признакам), биовары (по биологическим признакам), ферментовары ( по ферментативным признакам), резистенсвары (резистентностью к антибиотикам), фаговары (к фагам), серовары (по антигенной структуре), эковары (по экологическим нишам), патовары (по патогенности).

Домен→царство→ тип→класс→порядок→семейство→род→вид→подвид.

Колония — скопление бактерий одного вида на ( или в ) плотной питательной среде.

Чистая культура — популяция состоящая из особей одного вида. (из олной микробной клетки на искусственной питательной среде)

Штамм — чистые культуры микробов одного вида, полученные из разных источников или из одного источника в разное время.

Клон — культура микроорганизмов, полученная из одной клетки.

Популяция — совокупность особей одного вида, обитающих в пределах биотопа (территориально ограниченный участок биосферы с относительно однородными условиями жизни).

(В микробиологии широко применяются специальные термины: штамм, клон, чистая культура. Штамм — культура, выделенная из определенного источника, или из одного и того же источника в разное время. Обычно штаммы обозначают либо протокольными номерами, либо по источнику выделения (человек, животное, внешняя среда), либо по местности (городу), где он был выделен. Штаммы одного и того же вида могут быть идентичными или различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы вида. Клоном называют культуру микроорганизма, выделенную из одной клетки (одноклеточная культура). Чистая культура представляет собой микробные особи одного и того же вида, выращенные из изолированной колонии, выращенной на твердой питательной среде.)

10. Формы бактерий. Морфология, ультраструктура, химический состав бактериальной клетки. Основные отличия прокариот от эукариот. Субклеточные формы бактерий; протопласты, сферопласты, L-формы бактерий.

В настоящее время установлены принципиальные различия в организации и функционировании клеток прокариот и эукариот. Прежде всего, они заключаются в отсутствии у прокариот мембран, с помощью которых органеллы микробной клетки ( ядро, митохондрии, рибосомы и др.) отграничены от цитоплазмы. Система мембран у прокариот представлена только цитоплазматической мембраной, отдедяющей цитоплазму от клеточной оболочки или непосредственно от внешней среды. Вследствии этого при электронно-микроскопическом исследовании срезов клеток прокариот цитоплазма имеет вид мелкозернистой массы с включениями рибонуклеопротеиновых молекул, не организованных в ЭПС, но выполняющих рибосомальные функции.

Я дро у прокариот, которое часто называют нуклеоидом, имеет фибриальную структуру и не отграниченно от цитоплазмы ядерной мембраной. В клетках прокариот отсутствуют митохондрии, хлоропласты, пластинчатый комплекс Гольджи. Окислительно-восстановительные ферменты локализованы в производных образованиях цитоплазматической мембраны — мезосомах.

У прокариот отсутствует митоз. Они размножаются путем бинарного деления и существуют в гаплоидном состоянии, вследствии чего диплоидность эукариот, имеющая огромное значение в их эволюции, не играет никакой роли в эволюции прокариот. У прокариот отсутствует также клеточный центр. Для них нетипичны внутриклеточные перемещения цитоплазмы и амебовидное движение.

По форме клеток собственно бактерии подразделяются на шаровидные, палочковидные и извитые.

Шаровидные бактерии — кокки имеют правильную сферическую или эллипсовидную форму. Одни из них располагаются беспорядочно (микроккоки), другие парами (диплококкки), третьи — цепочками из трех и более кокков (стрептококки) или восьми (сарцины) кокков. Это связано с особенностями их деления. В том случае, если они делятся в разных плоскостях, то образуются скопления, напоминающие виноградную гроздь (стафилококки). Деление в двух взаимоперпендикулярных плоскостях приводит к образованию тетракокков, в трех — сарцины. При делении в одной плоскости дочерние клетки могут не отходить друг от друга, образуя диплококки и цепочки кокков — стрептококки. Патогенные бактерии чаще всего представлены стафилококками, стрептококками, реже микрококками.

Палочковидные бактерии, имеющие цилиндрическую форму, различаются по размерам, форме клеток и их концов, а также по расположению. Большинство из них имеет длину, превышающую поперечник. Другие представляют собой крупные палочки с утолщениями на концах либо с обрубленными или заостренными концами. Они могут беспорядочно располагаться в виде одиночных клеток, парами — диплобактерии, в виде цепочек — стрептобактерии. Патогенные виды относятся ко всем перечисленным формам палочковидных бактерий.

Извитые формы бактерий представлены изогнутыми палочками, изгибы которых имеют один (холерный вибрион) или несколько оборотов (кампилобактерии) спирали. Извитые формы — вибрионы и спириллы, а также спирохеты. Вибрионы имеют вид слегка изогнутых палочек, спириллы — извитую форму с несколькими спиральными завитками.

Ультраструктура бактериальной клетки отражает уникальность ее организации. С помощью электронно-микроскопического исследования ультратонких срезов бактерий, цитохим-их и других методов исследования можно установить структуру определенных органелл, определить их хим-ий состав и функциональную роль, которую они играют в процессе жизнедеят-ти клетки.

Структурные элементы бактериальной клетки:

постоянные: непостоянные:

клет.стенка капсула

цитоплазматич. мембрана жгутики

цитоплазма споры

рибосомы включения

мезосомы пили (ворсинки)

нуклеоид плазмиды

Бактериальная клетка окружена внешней оболочкой, которая состоит из капсулы и клеточной стенки. От их состава зависит способность клетки воспринимать анилиновые красители (тинкториальные свойства). Капсулы в зависимости от степени выраженности подразделяют на микро- и макрокапсулы. Первые обнаруживаются только при электронно-микроскопическом исследовании в виде микрофибрилл из мукополисахаридов, которые тесно прилегают к клеточной стенке. Макрокапсулы представляют собой выраженный слизистый слой, снаружи покрывающий клеточную стенку. Он состоит из полисахаридов и редко из полипептидов.Как правило, макрокапсулу образуют немногие виды патогенных бактерий (пневмококки и др.) при неблагоприятных условиях среды, напр. в организме животных и человека. Однако у некоторых видов ( клебсиеллы пневмонии) макрокапсула обнаруживается постоянно.

Капсула несет многообразные ф-ции: защитную, предохраняя клетку от неблагоприятных условий среды обитания, также от повреждений и высыхания, защита от фагоцитоза и адгезивную, способствуя «прилипанию» к поверхности (рецепторам) клетки хозяина. У некоторых бактерий с ними связаны патогенные и антигенные свойств. Непатогенные бактерии также могут образовать макрокапсулу, выполняющую, по-видимому, только защитную ф-цию.

Капсула бактерий:

-капсульные бактерии — образуют капсулу потоянно (S.aureus, S.pyogenes, K.pneumoniae, K.rhinosaeromatis и др.)

-капсулообразующие бактерии — образуют капсулу только в организме (S.pneumoniae, B.arthracis, C.perfringens).

Капсула выяляется: электронная микроскопия, по Бурри-Гинсу.

Клеточная стенка (КС) представляет собой биогетерополимер сложного хим-го состава, кот. покрывает всю поверх-ть прокариот-ой клетки. Состав этого биогетерополи-ра не одинаков у разных бактерий.

В конце 19 в. датским ученым Грамом была предложена диффер-ная окраска, благодаря кот-ой бактперии были разделены на две группы, названные грамполож-ми и грамотриц-ми. Первые сравнительно прочно удерживают анилиновые красители и не обесцвечиваются спиртом, вследствии чего они окрашив-ся генциан- или кристалвиолетом в фиолетовый цвет. Возможно это связано с образ-ем нерастворимого в спирте комплекса генциан-виолета с йодом. Грамотриц-ые бактерии после обесцвечивания спиртом докрашиваются водным раствором фуксина в розовый цвет.

Основу клеточной стенки всех бактерий составляет пептидогликан, обеспечивающий ригидность и эластичность КС. Структура пептидогликана представлена параллельными полисахаридными (гликановыми) цепями, состоящими из чередующихся звеньев N-ацетилглюкозамина и N-ацетил мурамовой к-ты.

У грампол-ых бактерий пептидогликан связан с тейхоевыми и липотейх-ми к-тами за счет чего они имеют многослойную структуру. Тейх-ые к-ты яв-ся производными риботола или глицерина. Они пронизывают пептидогликан насквозь или нах-ся на его поверхности. Липотейх-ые к-ты имеют такое же строение, но закреплены в цитоплазматической мембране. Они также проинизывают пептидогликан или располагаются между ним и мем-ой. С пептидогликаном могут быть связаны белки, кот-ые располагаются снаружи.

Все компоненты клет.стенки грампол-ых бактерий могут синтез-ся в избытке, и в этом случае они секрет-ся в окруж-щую среду.

Уграмотриц-ых бактерий пептидогликан однослоен и покрыт наружной мем-ой с мозаичным строением. В ее сотав входит липопротеид, образующий глобулярный слой в результате ковалентной связи с пептидогликаном. Он покрыт пластинчатой мембраноподобной структурой, состоящей из фосфолипидов, липополисахарида (ЛПС) и белков. Наружная мембрана пронизана белками-поринами — своеобразными выводными каналами, кот-ые обеспечивают диффузию хим-их в-в из внешней среды в микробную клетку.

Особое значение имеет ЛПС, содержащийся в значит-ом количестве в составе КС грамотриц-ых бактерий. В структуре ЛПС имеется три звена: основное (базисное), к одному концу которого присоединен липид (второе звено), а к противоположному — повторяющиеся звенья сахаров (третье звено), составляющих детерминантную группу.

У грамотриц-ых бактерий между клет.стенкой и цитоплазматической мембраной расположено периплазматическое пространство, заполненное гидролит-ми ферментами, рибонуклеазой 1, фосфатазой, β-лактамазой и др. В периплазматическом пространстве происходит расщепление большинства пит-ых в-в, поступающих в бактериальную клетку.

У грампол-ых бактерий упомянутые фер-ты непосредственно выделяются в окруж-щую среду.

По строению клет.стенка:

-толстая — грампол-ые микроорганизмы (пневмококки, стрептококки, стафилококки, палочки, бациллы, клостридии, коринебактерии, минобактерии, бифидобактерии, актиномицеты)

-тонкая — грамотриц-е микроорганизмы (менингококки, гонококки, вейлонеллы, палочки, вибрионы, камнилобактерии, хеликобактерии, спириллы, спирохеты, риккетсии, хламидии.)

КС у бактерий выполняет многочисленные ф-ции:

-поддерживает форму клетки

-защита от воздействи мех-ких и осмотич-их воздействий внеш-ей среды

-участв-ет в регуляции роста и деления клетки

-учас-ет в транспорте метаболитов

-связь с внешней средой через каналы и поры

-определяет антигенную харак-ку бактерий

-несет на своей поверхности разнообразные рецепторы для бактериофагов, бактериоцитов и различных в-в.

КС выявляется: электр-ая микроскопия, по Граму, р-ции плазмолиза.

ЛПС обладает антигенными и токсическими св-вами, поэтому его часто назыв-ют эндотоксином.

Вместе с тем пептидогликан яв-ся «мишенью» для действия некот-ых антибиотиков, главным образом пенициллинов, и ферм-та лизоцима, хотя они облаадют разным мех-змом действия. При действии пенициллина на растущую бактериальную культуру обра-ся безоболочечные формы бактерий, лишенные клет.стенки. Их называют протопластами, сферопластами и L-формами. Первые полностью лишены клет.стенки, вторые — частично. Они приобретают сферическую форму вследствие отсутствия пептидогликана.

Бактерии, полностью или частично утратившие клет.стенку, но сохранившие спос-ть к размножению, получили название L-форм в честь института им. Д.Листера (Англия), в кот-ом они были впервые выделены. Независимо от формы исходной клетки (кокки,палочки) L-формы этих бактерий морфологически неразличимы. Они представляют собой сферические образования разных размеров. L-формы могут возникать в естеств-ых условиях в орг-зме чел-кав результате длительного лечения некот-ым антибиотиками, чаще всего пенициллином.

Различают нестабильные и стабильные L-формы бактерий. Первые способны к реверсии в исходный вид при устранении причины, вызвавшей их образование. Они восстан-ют способность синтезировать пептидогликан КС. Вторые, как правило, не способны к реверсии. L-формы разных бактерий играют существенную роль в патогенезе многих инфекционных заболеваний.

Основные св-ва L-форм бактерий:

-постоянное превращение из грампол-ых в грамотриц-е.

-изменение антигенных св-в

-снижение вирулентности

-спос-ть к длительной персистенции

-спос-ть при неполной утрате синетза КС к возврату в исходную форму.

Жгутики. На поверхности ряда бактери-ых клеток располагаются жгутики. В их состав входит белок флагелин, кот-ый по своей структуре относится к сократительным белкам типа миозина. Жгутики прикрепляются к базальному телу, состоящему из сис-мы нескольких дисков, вмонтированных в цитоплазматическую мем-ну и КС. Кол-во и расположение жгутиков у разных бактерий неодинаково. Монотрихи имеют на одном из полюсов клетки тлько один жгутик, лофотрихи — пучок жгутиков, у амфитрихов жгутики расположены на обоих полюсах клетки, а у перитрихов — по всей ее поверхности.

Активная подвижность бактерий обусловлена вращательными движениями жгутиков, подобно корабельному винту, либо пропеллеру (монотрихи, лофотрихи). Наряду с беспорядочным движением бактерии могут передвигаться направленно путем хемотаксиса, аэротаксиса, обусловленного разной конц-цией кислорода, и фототаксиса. Скорость движения бактерий связана с расположением жгутиков, составом и св-вами пит-ой среды.Жгутики обладают антигенными св-вами.

Грамположительные бактерии имеют 2 диска, грамотриц-е — 4 диска.

Жгутики выявляются: электронная микроскопия, по Лефлеру.

Пили — тонкие полые нити белковой природы длиной 0,3 — 10 мкм, толщиной 10 нм, покрывающие поверхность бактери-ых клеток. В отличии от жгутиков не выполняют локомоторную ф-цию. По своему функциональному назначению подраз-ся на несколько типов.

Пили 1 общего типа обусловливают прикрепление или адгезию бактерий к определенным клеткам орг-ма хозяина. Их кол-во велико — от нескольких сотен до нескольких тысяч на одну бактери-ую клетку. Адгезия яв-ся первоначальной стадией любого инф-го процесса.

Пили 2 типа уч-ют в конъюгации бактерий, обеспечивающей перенос части генет-го материала от донорской клетки к реципиентной. Они имеются только у бактерий-доноров в ограниченном кол-ве (1-4 на клетку).

Пили выявляются: электронная микроскопия.

Бактерии

Бактерии - это одноклеточные прокариотные микроорганизмы. Ве­личина их измеряется в микрометрах (мкм). Бактерии не отличаются разнообразием форм. Различают три основные формы: шаровидные бактерии - кокки, палочковидные и извитые. Кроме того, существуют промежуточные формы (рис. 2).

Кокки (греч. kokkos - зерно) имеют шаровидную или слегка вытя­нутую форму. Различаются между собой в зависимости от того, как они располагаются после деления. Одиночно расположенные кокки - мик­рококки, расположенные попарно - диплококки. К патогенным диплококкам относятся пневмококки, имеющие ланцетовидную форму, и бо­бовидные диплококки - менингококки и гонококки. Стрептококки де­лятся в одной плоскости и после деления не расходятся, образуя цепоч­ки (греч. streptos - цепочка). Патогенные стрептококки являются возбу­дителями гнойно-воспалительных заболеваний, ангины, рожи, скарла­тины. Тетракокки образуют сочетания из четырех кокков в результате деления в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, сарцины (лат. sarcio - связывать) образуются при делении в трех взаимно перпендику­лярных плоскостях и имеют вид скоплений по 8-16 кокков. Стафило­кокки в результате беспорядочного деления образуют скопления, напо­минающие гроздь винограда (греч. staphyle - виноградная гроздь). Сре­ди них есть патогенные виды, вызывающие гнойно-воспалительные и септические заболевания.

Палочковидные бактерии (греч. bacteria - палочка), способные образовывать споры, называют бациллами в том случае, если спора не шире самой палочки, и клостридиями, если диаметр споры превышает диаметр палочки. Палочки, неспособные к спорообразованию, называют бактери­ями. Палочковидные бактерии, в отличие от кокков, разнообразны по ве­личине, форме и расположению клеток: короткие (1 -5 мкм) толстые, с зак­ругленными концами бактерии кишечной группы; тонкие, слегка изогну­тые палочки туберкулеза; располагающиеся под углом тонкие палочки дифтерии; крупные (3-8 мкм) палочки сибирской язвы с "обрубленными" концами, образующие длинные цепочки - стрептобациллы. К извитым формам бактерий относятся вибрионы, имеющие слегка изогнутую форму в виде запятой (холерный вибрион) и спириллы, состоящие из нескольких завитков. К извитым формам также относятся кампилобактеры, похожие под микроскопом на крылья летящей чайки.

Структура бактериальной клетки. Структурные элементы бактери­альной клетки можно условно разделить на: а) постоянные структурные элементы - имеются у каждого вида бактерий, в течение всей жизни бакте­рии; это клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, нуклеоид; б) непостоянные структурные элементы, которые способны обра­зовывать не все виды бактерий, а те бактерии, которые образуют их, могут терять их и вновь приобретать в зависимости от условий существования. Это капсула, включения, пили, споры, жгутики.

Клеточная стенка покрывает всю поверхность клетки. У грамположительных бактерий клеточная стенка более толстая: до 90% - это полимерное соединение пептидогликан, связанный с тейхоевыми кис­лотами, и слой белка. У грамотрицательных бактерий клеточная стенка тоньше, но сложнее по составу: состоит из тонкого слоя пептидогликана, липополисахаридов, белков; она покрыта наружной мембраной. Наружная мембрана грамотрицательных бактерий является барьером для некоторых антибиотиков, в том числе таких, которые получены в последнее время. Возможно, что этим можно объяснить, почему с не­давнего времени в возникновении внутрибольничных инфекций все воз­растающую роль играют грамотрицательные бактерии, такие как ки­шечная палочка, синегнойная палочка. Ранее первенство в этой области принадлежало стафилококкам.

Клеточная стенка выполняет важную биологическую роль: прида­ет бактерии определенную форму, защищает ее от воздействий окру­жающей среды, участвует в транспорте питательных веществ и про­дуктов обмена. В то же время пептидогликан клеточной стенки явля­ется мишенью для действия пенициллина и других антибиотиков, которые нарушают процесс формирования полимерного пептидогликана. Отсюда понятно, почему пенициллины действуют преимуществен­но на грамположительные бактерии, причем на молодые растущие клетки.

Значение клеточной стенки в сохранении определенной формы и в защите от окружающей среды наглядно демонстрируется на примере сферопластов и протопластов, которые образуются при разрушении клеточной стенки под действием пенициллина или лизоцима. Пол­ностью или частично лишенные клеточной стенки, они имеют сфери­ческую форму, могут выживать только в гипертонической среде и не­способны к размножению. L-формы бактерий - это бактерии, полнос­тью или частично утратившие клеточную стенку, но сохранившие спо­собность к размножению. Свое название они получили в честь инсти­тута имени Листера в Англии, где были впервые получены. Не имея клеточной стенки, они также приобретают сферическую форму. L-фор­мы возникают и в естественных условиях, длительно сохраняются в организме человека и играют важную роль в патогенезе некоторых инфекционных заболеваний.

Цитоплазматическая мембрана расположена непосредственно под клеточной стенкой. Она обладает избирательной проницаемостью, и бла­годаря этому регулирует водно-солевой обмен клетки, транспорт пита­тельных веществ в клетку и выведение наружу продуктов обмена. В этих процессах участвуют ферменты пермеазы. Кроме того, здесь имеются ферменты, осуществляющие биологическое окисление.

Цитоплазматическая мембрана путем инвагинации внутрь клетки образует мембранные структуры - мезосомы. Геном клетки (ДНК) свя­зан с мезосомой, и отсюда начинается процесс репликации ДНК при делении клетки.

Цитоплазма - внутреннее гелеобразное содержимое бактериальной клетки, пронизано мембранными структурами, создающими жест­кую систему. В цитоплазме содержатся рибосомы (в которых осуще­ствляется биосинтез белков), ферменты, аминокислоты, белки, рибонуклеиновые кислоты.

Нуклеоид - это хромосома бактерий, двойная нить ДНК, коль­цевидно замкнутая, связанная с мезосомой. В отличие от ядра эукариотов, нить ДНК свободно располагается в цитоплазме, не имеет ядерной оболочки, ядрышка, белков-гистонов. Нить ДНК во много раз длиннее самой бактерии (например, у кишечной палочки длина хро­мосомы более 1 мм).

Помимо нуклеоида, в цитоплазме могут находиться внехромосомные факторы наследственности, называемые плазмидами. Это ко­роткие кольцевидные нити ДНК, прикрепленные к мезосомам.

Включения содержатся в цитоплазме некоторых бактерий в виде зерен, которые можно обнаружить при микроскопии. Большей частью это запас питательных веществ. Например, у дифтерийных палочек на концах видны зерна волютина, и это является важным признаком для определения этого вида бактерий. Вместе с тем это могут быть и скоп­ления неорганических веществ, например, серы, и продукты бактери­ального метаболизма.

Пили (лат. pili - волоски) иначе реснички, фимбрии, бахромки, вор­синки - короткие нитевидные отростки на поверхности бактерий. Пили общего типа (common pili) в количестве нескольких сотен равномерно покрывают бактерию. Они осуществляют прикрепление (адгезию) бак­терии к клетке хозяина и участвуют в питании. Половые пили (sex-пили) имеют внутри канал и образуются только клетками-донорами. Они обеспечивают конъюгацию у бактерий и переход ДНК из одной клетки в другую.

Споры образуют среди патогенных бактерий только палочки - ба­циллы и клостридии. Споры бактерий не являются способом разм­ножения, поскольку из одной клетки формируется только одна спора. Биологическая роль спор - сохранение вида в неблагоприятных усло­виях внешней среды.

Превращение бактериальной клетки в спору происходит при по­падании бактерии во внешнюю среду, чаще всего - в почву. Спора формируется внутри клетки, затем вегетативное тело лизируется. Об­разование споры происходит в течение суток. Споры чрезвычайно ус­тойчивы и могут длительное время сохранять жизнеспособность: де­сятками лет остаются живыми в почве споры возбудителей сибирской язвы, столбняка, ботулизма. Они не погибают при 100°С, убить их можно только автоклавированием, сухим жаром при 160-170°С в течение 1-2 часов, или с помощью спороцидных химических веществ. При попадании в благоприятные условия (оптимальная температура, достаточная влажность, наличие питательных веществ) происходит про­растание спор в вегетативные формы. Прогревание спор при 100°С вызывает их тепловую активацию с последующим прорастанием. Это явление используется при стерилизации дробными методами.

Спорообразование - одно из свойств, характерное для определенных видов бактерий. Форма и расположение споры внутри клетки являются постоянным признаком вида и могут быть использованы для его идентификации. Форма спор бывает круглой или овальной. Расположение центральное - у бацилл сибирской язвы, субтерминальное (ближе к одному из концов) - у клостридий ботулизма и газовой анаэробной инфекции, терминальное (на конце) - у клостридий столб­няка. Для окраски спор применяют способ Ожешки, основанный на их кислотоустойчивости.

Жгутики. Многие виды бактерий способны передвигаться благо­даря наличию жгутиков. Из патогенных бактерий только среди пало­чек и извитых форм имеются подвижные виды. Жгутики представляют собой тонкие эластичные нити, длина которых у некоторых видов в несколько раз больше длины тела самой бактерии. Число и располо­жение жгутиков является характерным видовым признаком бактерий. Различают бактерии: монотрихи - с одним жгутиком на конце тела, лофотрихи - с пучком жгутиков на конце, амфитрихи, имеющие жгути­ки на обоих концах, и перитрихи, у которых жгутики расположены по всей поверхности тела. К монотрихам относится холерный вибрион, к перитрихам - сальмонеллы брюшного тифа.

Жгутики настолько тонки, что не видны в световом микроскопе. Их можно видеть в электронном микроскопе, а также при специальных способах окраски, когда толщину жгутика искусственно увеличивают: при помощи танина достигают набухания жгутикового белка, а затем обрабатывают азотнокислым серебром или красителем, который осе­дает на жгутиках, увеличивая их толщину. Можно косвенно судить о наличии жгутиков, наблюдая подвижность живых бактерий в препа­ратах "раздавленной" или "висячей" капли. Определение подвижнос­ти у бактерий является важным диагностическим признаком, и при по­вседневной практической работе удобно применять метод посева. В столбик полужидкого питательного агара уколом производится посев бактерий. Неподвижные бактерии растут по ходу укола, а у подвиж­ных наблюдается диффузный рост.

Капсула - наружный слизистый слой, который имеется у многих бактерий. У одних видов он настолько тонок, что обнаруживается толь­ко в электронном микроскопе - это микрокапсула. У других видов бак­терий капсула хорошо выражена и видна в обычном оптическом мик­роскопе - это макрокапсула. Капсула обычно состоит из полисахаридов, а у палочки сибирской язвы - из полипептидов

Одни бактерии образуют капсулу только в организме хозяина, на­пример, пневмококки, палочка сибирской язвы, палочка чумы; другие постоянно сохраняют ее, - это капсульные бактерии, например, клебсиеллы. Капсула защищает бактерии от фагоцитоза и антител, поэтому в инфекционном процессе она играет роль одного из факторов патогенности, обеспечивающего антифагоцитарную активность возбудителя болезни. Наличие капсулы является дифференциальным признаком для оп­ределения вида таких микробов, как пневмококк, палочка сибирской язвы, клебсиеллы пневмонии, которые образуют макрокапсулу, види­мую в световом микроскопе. Для обнаружения капсулы применяют спо­соб окраски по Бурри-Гинсу: при этом на темном фоне туши видны ок­рашенные фуксином бактерии, окруженные бесцветной капсулой.