1.4. Краткая характеристика различных групп бактерий

1.4.1. Морфология и структура разных форм микроорганизмов

Вселенная состоит из живой и неживой материи. Наша планета Земля населена огромным количеством разнообразных живых существ, которые совместно с продуктами своей жизнедеятельности составляют биосферу. Одна третья часть биосферы представлена микроорганизмами. Несмотря на огромное количество микробов, исчисляемое астрономическими циф­рами, морфологические типы бактерий немногочисленны.

По форме клеток бактерии (от гр. bacterion — палочка) подразде­ляют натри основные группы: шаровидные (кокки); палочковидные; извитые.

Шаровидные, или кокки (от гр. kokkos — зерно, от лат. coccus — яго­да) — имеют сферическую форму в виде шара, эллипса, боба, ланцета, зерна, ягоды. В зависимости от взаимного расположения клеток после деления различают (рис. 1.7): микро-, дипло-, стрепто-, стафило-, тетракокки, сарцины.

Микрококки (от лат. micrococcus — маленький) делятся в различных плоскостях, после деления располагаются одиночно, парами, беспоря­дочно, неопределенными скоплениями. Микрококки обитают в воде, почве, воздухе, большинство сапрофиты. Они разрушают различные органические вещества и выполняют в природе в основном роль «му­сорщиков». Кокки могут загрязнять лабораторные культуры, попадая в них из воздуха.

Диплококки (от гр. diploos — двойная) — делятся в одной плоскости, образуя попарно соединенные кокки, так как после деления сохраня­ется связь между дочерними клетками. Клетки могут иметь слегка вытянутую форму. Среди них имеются патогенные: пневмококк — возбу­дитель пневмонии; менингококк — возбудитель эпидемического ме­нингита; гонококк — возбудитель гонореи.

Стрептококки (от гр. streptos — цепочка) — кокки, расположенные в виде цепочки в результате деления бактерий в одной плоскости и со­хранения связи между дочерними клетками. На препаратах в поле зре­ния микроскопа могут располагаться не только цепочками, но и оди­ночно, попарно, тетрадами, скоплениями неопределенной формы. Большинство стрептококков — сапрофиты, но есть и патогенные. У че­ловека вызывают скарлатину, ангину, гнойные воспаления. У животных стрептококки вызывают специфические болезни, например мыт — Str. equi, мастит — Str. agalactiae.

Стафилококки (от гр. staphyle — виноградная гроздь) — кокки, деля­щиеся в различных плоскостях и располагающиеся в виде «гроздьев винограда», одиночно, парами, тетрадами, кучками. Стафилококки — сапрофиты и патогенные. Патогенные бактерии могут вызывать фурун­кулы, абсцессы, флегмоны, маститы, бронхиты, пневмонии, энтероко­литы, пищевые токсикозы, стафилококкоз птиц.

Тетракокки (от гр. tetra — четыре) — кокки, делящиеся в двух взаи­моперпендикулярных плоскостях и располагающиеся по четыре. Па­тогенные для человека и животных виды встречаются очень редко.

Сарцины (от лат. sarcio — связываю) — кокки, делящиеся в трех взаимо­перпендикулярных плоскостях и образующие пакеты по 3-16 клеток и более. Среди них имеются условно-патогенные представители. В ос­новном сарцины — сапрофиты. Особенно часто встречаются в воздухе. Обитают в почве, кишечнике животных и человека. Например, Sarcina ureae могут усиливать действие токсигенной микрофлоры.

Шаровидные формы бактерий имеют общие признаки. Диаметр кокков не превышает 1-2 мкм. Они хорошо окрашиваются основ­ными анилиновыми красками. Большинство шаровидных форм грамположительны. Спорообразование у них отсутствует, за исклю­чением немногих видов, например у Sporocarcina ureae, кокки непод­вижны. Некоторые образуют капсулу, например возбудитель дипло-кокковой септицемии. В каждой морфологической группе кокков содержатся разные виды, отличающиеся друг от друга биологичес­кими свойствами.

Палочковидные бактерии — самая многочисленная группа прокариот (рис. 1.8).

Они имеют осевую симметрию и цилиндрическую форму тела с рез­ко обрубленными (сибиреязвенная бацилла), округлыми (кишечная палочка), булавовидными (коринебактерии дифтерии) или заострен­ными концами (фузобактерии). Палочковидные формы бактерий де­лятся на две группы: собственно бактерии и спорообразующие бакте­рии (бациллы и клостридии).

В зависимости от взаимного расположения клеток после деления палочковидные бактерии подразделяют на одиночные, бессистемные скопления, диплобактерии и диплобациллы, стрептобактерии и стреп­тобациллы.

Палочки, у которых диаметр споры не превышает ширины вегета­тивной клетки, называют бациллами (от лат. bacillus — палочка), а у ко­торых превышают ширину клетки — клостридиями (от лат. Clostridium — веретенообразный).

Одиночные бактерии, или монобактерии — палочки на препаратах в поле зрения микроскопа расположены одиночно и беспорядочно. К ним относят большинство палочковидных бактерий.

Диплобактерии и диплобациллы — палочковидные формы бактерий, располагающиеся попарно. Диплобациллы содержат споры.

Стрептобактерии и стрептобациллы — бактерии, располагающиеся в виде цепочки. Стрептобациллы содержат споры.

К палочковидным микробам относят коринебактерии (от гр. korine — булава) и фузобактерии. Коринебактерии — прямые или изогнутые палочки с булавовидными утолщениями на концах. Среди них имеются сапрофиты, а также патогенные для животных и чело­века. Фузобактерии — длинные, толстые с заостренными концами палочки. Имеются патогенные виды, например возбудитель некро-бактериоза — Fusobacterium necrophorum.

Палочковидные формы бактерий обладают плеоморфизмом (изме­нение формы, связанное с развитием бактерий). Например, в молодой культуре P. vulgaris можно обнаружить клетки не только палочковид­ной, но и овальной, кокковой и нитевидной формы. Среди палочко­образных некоторые виды бактерий в старых культурах приобретают разветвленную форму, например возбудители туберкулеза и паратубер-кулеза.

Палочковидные бактерии характеризуются общими признаками. Собс­твенно бактерии достигают в длину 1-4 мкм, в ширину — 0,2-0,6 мкм. Они хорошо окрашиваются анилиновыми красителями и по Граму — грамположительны и грамотрицательны. Некоторые виды бактерий имеют зернистое или же биполярное окрашивание. Среди палочковид­ных есть подвижные и неподвижные виды, образующие споры и кап­сулы. Из всех форм микробов палочковидные бактерии являются на­иболее частыми возбудителями различных патологических процессов у животных и человека.

Извитые формы бактерий — обладают спиральной симметрией. По внешнему виду различают вибрионы, спириллы, спирохеты.

Вибрионы (от лат. vibrio — извиваюсь) — имеют цилиндрическую форму, образуя 1/4-1/2 завитка спирали, и напоминают запятую. Спор и капсул не образуют, подвижны, хорошо окрашиваются анилиновыми красителями. Патогенные виды вызывают у человека холеру, у живот­ных — кампилобактериоз.

Спириллы (от лат. spira — изгиб) — бактерии, имеющие вид штопоро-образноизвитых клеток с 4-6 витками. Величина их 10-15 мкм. Ани линовыми красителями окрашиваются удовлетворительно. Спор и кап­сул не образуют, преимущественно сапрофиты, некоторые спириллы могут быть патогенными.

Спирохеты (от гр. spira — изгиб, chaitg — длинные волосы) — прока­риоты спирально извитой формы. У спирохет выявляются два типа витков: первичные (образованы изгибами протоплазматического ци­линдра) и вторичные (представляют собой изгибы всего тела). Спиро­хеты — эластичные, спиралевидные, длинные клетки, состоящие из осевой нити (оксистиля), цитоплазмы с рибосомами и включениями, нуклеоида, мезосом, цитоплазматической мембраны и клеточной стен­ки. Тонкая эластичная клеточная стенка состоит из наружной липоп-ротеидной мембраны и несплошного слоя пептидогликана. Осевая нить растянута на всю длину клетки, выполняет опорную и локомотор­ную функции, содержит пучок из 2-150 опорных фибрилл, состоящих из аминосахара кутана. Фибриллы прикреплены к дисковидным обра­зованиям — базальным тельцам (блефоропластам).

Движение спирохет осуществляется за счет активного сокращения осевой нити и протоплазматического цилиндра. Формы движения раз­нообразны: вращательное, поступательное, сгибательное. По сравне­нию с длиной (5—500 мкм) толщина спирохет незначительна (0,1—0,6 мкм), поэтому и благодаря активным движениям они проходят через мелкопористые фильтры (с порами 0,2—0,45 мкм), которые задержива­ют большинство бактерий. Спирохеты в неблагоприятных условиях могут образовывать цисту — укороченную и свернутую в спираль, ок­руженную прочной оболочкой клетку. Спирохеты плохо воспринимают красители. Ввиду этого, а также незначительного диаметра их морфо­логию изучают в неокрашенном виде, применяя фазово-контрастную и темнопольную микроскопию.

По морфологии (размерам, числу и форме завитков), количеству осевых фибрилл, характеру движения, типу биологического окисления, патогенности в пределах группы эти микроорганизмы дифференциру­ют на спирохеты, кристоспиры, трепонемы, боррелии, лептоспиры.

Спирохеты и кристоспиры обитают в открытых водоемах, сточных водах, иле. Кристоспиры — гигантские прокариоты (28-150 мкм), спи­рально изогнутой формы с плоской килевидной мембраной (кристой), расположенной вдоль тела клетки.

Трепонемы — спиралевидноизвитые эластичные бактерии, имеющие 8—12 равномерных мелких завитков. Патогенными представителями являются Т. pallidum — возбудитель сифилиса и Т. pertenue — возбуди­тель тропической болезни фрамбезии. Имеются и сапрофиты — обита­тели полости рта у человека и ила водоемов. Размер этих бактерий: 0,1-0,5 мкм — ширина, 5-20 мкм — длина. Их осевая нить состоит из 104 фибрилл, они неподвижны.

Боррелии — извитые нитевидные бактерии шириной 0,2—0,5 мкм и длиной от 5 до 30 мкм. Осевая нить состоит из 15-20 параллельных фибрилл, они имеют от 3 до 8 крупных завитков. Вызывают возвратный тиф, болезнь Лайма и др.

Лептоспиры — спиралевидные бактерии 0,1—0,25x6—30 мкм, форми­рующие около 20 мелких, тесно расположенных первичных завитков и 1-2 вторичных, придающих клетке форму буквы S. Концы этих спи­рохет утолщены и изогнуты наподобие крючков. Осевая нить состоит из двух фибрилл. Главный тип движения — вращательно-поступатель-ное. Сапрофитные лептоспиры обитают в воде, а патогенные могут вызывать лептоспироз у животных и человека.