Основные принципы классификации бактерий. Строение микроорганизмов

Лекция №1

Введение. Принципы классификации микробов. Организация

микробиологической службы.

Для специальностей «Сестринское дело», «Лечебное дело», «Акушерское дело»,

«Фармация»,

1. Понятие и микробиологии. Разделы микробиологии.

2. Краткий исторический очерк развития.

3. Принципы классификации микроорганизмов.

4. Морфология бактерий.

5. Строение бактериальной клетки.

Понятие о микробиологии

Микробиология - это наука о микроорганизмах, мельчайших, невидимых глазу существах. Микробы- это самые первые обитатели нашей планеты, играющие и положительную и отрицательную роль в жизни человека.

Значение микробов в природе:

· Микробы имеют первостепенное значение в кругообороте веществ в природе. Если бы не было микробов, то Земля была бы завалена останками отмерших животных и растений.

· Полезные свойства микробов человек использует при получении пива, вина, в хлебопечении.

· Микробы используют при получении лекарств (антибиотиков, витаминов, ферментов и т.д.).

·Одновременно многие микробы патогенны для человека. Они и являются предметом изучения медицинской микробиологии.

Разделы микробиологии

· Промышленная микробиология.

· Сельскохозяйственная.

· Морская.

· Космическая.

· Ветеринарная.

· Медицинская.

· Санитарная (микроэкология).

История развития микробиологии

Первые сведения о микроорганизмах появились в 17 веке- итальянский ученый Джироламо Фракосторо сделал предположение, что причиной возникновения инфекционных болезней являются мельчайшие невидимых глазу зверьков, которые он назвал «контагиями»(отсюда произошло слово контагиозность). Развитие микробиологии началось только после изобретения микроскопа голландским естествоиспытателем Антонио Левенгуком. С этого момента начался морфологический (описательный период в развитии микробиологии.

Но подлинно научное развитие микробиология приобрела только в конце 18-го и в 19-м веке, когда стали открывать возбудителей инфекционных болезней и начался физиологический период. Роберт Кох открыл возбудителей сибирской язвы, туберкулеза, холеры. И.И.Мечников и Пауль Эрлих обосновали теории иммунитета. Луи Пастер создал вакцины от бешенства, сибирской язвы.

Классификация микроорганизмов

Современная классификация микроорганизмов была предложена в 1980 году американским микробиологом Берджи . До настоящего времени она прошла 7 переизданий, т.к. постоянно изменяется, дополняется.

· По этой классификации весь мир микробов делится на 3 царства:

1. прокариоты (микробы с неоформленным ядром),

2. эукариоты (микробы с оформленным ядром)

3. вирусы (неклеточная форма жизни).

Внутри каждого царства идет деление на следующие структурные единицы:

царства- отделы-классы-порядки-семейства-роды- виды. Таким образом, вид является самой мелкой структурной единицей.

Но внутри вида есть деление на биовары, хемовары, серовары, фаговары и т.д.

Вид – это совокупность микроорганизмов, имеющих общее происхождение (генетическое родство), морфологические, физиологические свойства и обмен веществ.

В названии микроба используется бинарная (двойная) номенклатура: первое слово означает род и пишется с большой буквы, второе слово означает вид и пишется с

маленькой буквы. Напр., Staphylococcus aureus. Рассмотрим наиболее важные классы микроорганизмов, входящих в царства.

Рабочие классификации микроорганизмов

· А)по количеству клеток- все классы микроорганизмов относятся к одноклеточным, кроме грибов (большинство их- многоклеточные)

· Б) по происхождению- большинство прокариотов и эукариотов имеют растительное происхождение, кроме- простейших (они произошли из животной клетки)

ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

Объект изучения медицинских микробиологических лабораторий -

патогенные биологические агенты (ПБА):

Патогенные для человека микроорганизмы (вирусы, бактерии, грибы, простейшие и т.д.);

Генно-инженерно модифицированные микроорганизмы;

Яды биологического происхождения (токсины), гельминты;

Биоматериал (включая кровь, биологические жидкости и экскременты организма человека), подозрительный на содержание ПБА.

Классификация микробиологических лабораторий по характеру выполняемых исследований:

 Диагностические (проводят исследования с целью обнаружения и идентификации возбудителя, его антигена или специфических антител к нему);

 Производственные (осуществляют ведомственный лабораторный контроль выпускаемой предприятием продукции на ее соответствие нормативной документации по санитарно-показательным микроорганизмам.

 Научно-исследовательские

Классификация микробиологических лабораторий по изучаемым микроорганизмам

 Бактериологические;

 Вирусологические;

 Микологические;

 Протозоологические

Классификация возбудителей инфекционных заболеваний по степени опасности работы с ними

 Г р уппа I: возбудители особо опасных инфекций: чума, натуральная оспа, лихорадки Ласса, Эбола и др.

 Г р уппа II: возбудители высококонтагиозных эпидемических заболеваний человека: сибирская язва, холера, лихорадка Скалистых гор, сыпной тиф, бластомикоз, бешенство и др. В эту группу также включён ботулотоксин (но не сам возбудитель ботулизма)

 Г р уппа III: возбудители бактериальных грибковых, вирусных и протозойных инфекций, выделенных в отдельные нозологические формы (возбудители коклюша, столбняка, ботулизма,туберкулёза, кандидоза, малярии, лейшманиоза, гриппа, полиомиелита и др.). В эту группу также включены аттенуированные штаммы бактерий групп I, II и III.

 Г р уппа IV: условно-патогенные микробы- возбудители оппортунистических инфекций

В зависимости от уровня безопасности работы с микроорганизмами

лаборатории подразделяют на четыре группы риска:

 Первая группа риска: лаборатории особого режима (максимально

изолированные) с высоким индивидуальным и общественным риском.  Вторая группа риска: режимные лаборатории (изолированные) с высоким индивидуальным и низким общественным риском.

 Т ретья группа риска: базовые (основные) лаборатории с умеренным

индивидуальным и ограниченным общественным риском.

 Четвёртая группа риска: базовые (основные) лаборатории с низким

индивидуальным и общественным риском.

В системе Министерства здравоохранения и Г осударственного комитета с анитарно- эпидемиологического надзора РФ наиболее разветвлена сеть бактериологических лабораторий :

 бактериологические лаборатории в составе ЛПУ;

 бактериологические лаборатории в составе комитетов Госсанэпиднадзора;

 учебные бактериологические лаборатории ВУЗов;

 проблемные и отраслевые бактериологические лаборатории

научно-исследовательских институтов и предприятий по выпуску

бактерийных препаратов;

 специализированные бактериологические лаборатории по контролю за особо опасными инфекциями;

 специализированные бактериологические лаборатории по контролю за отдельными группами бактерий: микобактериями, риккетсиями, лептоспирами и др.

 Большая часть микробиологических лабораторий работает с ПБА групп III и IV, а изучением возбудителей особо опасных инфекций (группы I и II) занимаются только специализированные лаборатории.

Т ребования к проведению работ в микробиологической лаборатории

 Работу с ПБА групп III и IV выполняют специалисты с высшим и средним специальным образованием. К ней допускают сотрудников, прошедших инструктаж по соблюдению требований безопасности работы с ПБА; последующий инструктаж следует проводить не реже одного раза в год. Все сотрудники, работающие с ПБА, должны находиться на диспансерном учёте.

 Приборы, оборудование и средства измерения должны быть аттестованы, технически исправны и иметь технический паспорт. Их метрологический контроль и техническое освидетельствование следует проводить в установленные сроки.

Из правил работы в «грязной зоне» базовой лаборатории:

Обязательно использование спецодежды и средств индивидуальной защиты. Перед работой следует проверить качество посуды, пипеток, шприцев и другого оборудования. При пипетировании.необходимо пользоваться только резиновыми грушами или автоматическими устройствами. Строго запрещено пипетировать материал ртом, переливать его черёз край (пробирки, колбы), а также оставлять без надзора рабочее место во время выполнения любых работ с ПБА.

В грязной зоне запрещается курить, пить воду, хранить верхнюю одежду, головные уборы, обувь, пищевые продукты. В помещения зоны нельзя приводит ь детей и домашних животных:

После окончания работы все объекты, содержащие ПБА, должны быть убраны в хранилища (холодильники, термостаты, шкафы) с обязательной дезинфекцией столов.

Использованные пипетки полностью (вертикально) погружают в дезинфицирующий раствор, избегая образования пузырьков в каналах. Остатки ПБА, использованную посуду и оборудование собирают в закрывающиеся ёмкости и передают в автоклавную.

Категорически запрещено сливать отходы с ПБА в канализацию без предварительного обеззараживания. После окончания работы с ПБА и заражёнными животными, а также после ухода из лаборатории следует тщательно вымыть руки.

Лекция № 2.

Тема: « Морфология бактерий»

Морфология бактерий.
Строение бактериальной клетки.

1 .Морфология бактерий.

По морфологии все бактерии делятся на 3 группы:

Шаровидные (кокки)

Палочковидные (палочки)

Шаровидные бактерии (кокки)

Имеют шаровидную форму, размеры 0,5-1 мкм, неподвижны.. По взаиморасположению делятся на 6 морфологических групп:

Микрококки- поодиночно расположенные кокки (напр., возбудители бруцеллеза)
Диплококки- попарно расположенные кокки (возбудители гонореи, менингококковой инфекции, пневмонии).
Стрептококки- расположены цепочкой (напр., возбудители гнойно-воспалительных заболеваний кожи, подкожной клетчатки и внутренних органов).
Стафилококки- расположены кучкой, как гроздья винограда (это тоже возбудители
Тетракокки- расположены по 4 клетки, непатогенны для человека.
Сарцины- расположены по 8-16 клеток, тюками, непатогенны.

Такое взаиморасположение кокков связано с особенностями их деления.

Палочковидные бактерии.

Имеют цилиндрическую форму, размерами 1-6 мкм, есть подвижные и неподвижные. Концы их могут быть закругленные, обрубленные, заостренные, утолщенные и т.д. Среди них есть спорообразующие.

Палочковидные бактерии

Спорообразующие Неспорообразующие

Аэробы Анаэробы

Бациллы Клостридии

Диаметр спор у клостридий превышает поперечник клетки в отличие от бацилл.

По взаиморасположению палочки могут быть расположены поодиночно, попарно, цепочкой, под углом друг к другу и т.д.

Извитые бактерии.

Имеют спиралевидную форму. По количеству завитков их делят на:

Сильно извитые- сейчас они выделены в класс спирохет.
Слабо извитые- спириллы.
Вибрионы- имеют форму запятой, являются возбудителями холеры.

2 .Строение бактериальной клетки.

Бактериальная клетка имеет основные (есть у всех бактерий) и дополнительные (встречаются не у всех бактерий) структуры.

К основным структурам относятся:

3-х слойная клеточная оболочка (слизистый слой, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана).
Цитоплазма.
Ядерное вещество.
Рибосомы.
Включения.

К дополнительным структурам относятся:

Споры.
Жгутики.
Ворсинки.
Капсулы.

Рассмотрим строение и функции клеточных структур.

Основные структуры бактериальной клетки.

Слизистый слой .- все бактерии покрыты слоем слизи, который защищает их от действия фагоцитов.

Клеточная стенка- это каркас клетки. Прочность ее зависит от содержания вещества гликопротеина. Если в клеточной стенке гликопротеина много, то она толстая, и при окраске по Граму бактерии окрашиваются в сине-фиолетовый цвет и называются Грам-положительными. Если в клеточной стенке гликопротеина мало, то она тонкая, и при окраске по Граму бактерии окрашиваются в розово-красный цвет и называются Грам-отрицательными. Клеточная стенка выполняет следующие функции:

Сохраняет форму клетки.
Поддерживает осмотическое давление в клетке
Обеспечивает избирательную проницаемость клетки.

Бактерии с частично или полностью разрушенной клеточной стенкой нежизнеспособны. Но, иногда при неправильном лечении антибиотиками образуются особые формы микроорганизмов- L-формы. Это микробы с частично или полностью разрушенной клеточной стенкой, но сохраняющие жизнеспособность. После прекращения антибиотикотерапии L-формы восстанавливают свою клеточную стенку, что является причиной хронизации и рецидивов болезни.

Цитоплазматическая мембрана - очень тонкая, прилежит непосредственно к цитоплазме, на ней содержится множество ферментов. Выпячивания цитоплазматической мембраны в цитоплазму называются мезосомами и участвуют в делении клетки.

Участвует в обмене веществ
Участвует в дыхании бактерии.
Участвует в делении клетки.

Цитоплазма - это внутреннее содержимое клетки, состоящее из органических, неорганических веществ и воды. Функции: это среда в которой проходят все жизненно важные процессы бактериальной клетки.

Ядерное вещество (нуклеоид) - распылено по всей цитоплазме и не имеет собственной оболочки. Состоит из двойной нити ДНК, свернутой в кольцо. Функции: хранение наследственной информации.

Рибосомы - бактерии имеют множество рибосом, распределенных по всей цитоплазме. Функции: синтез белка.

Включения - это зерна жира, крахмала, волютина, гликогена. Функции- запас питательных веществ.

Дополнительные структуры бактериальной клетки.

Споры- образуются при попадании бактерий в неблагоприятные условия внешней среды. Они представляют собой уплотненный участок цитоплазмы с ядерным веществом и собственной плотной оболочкой (т.е. это как бы клетка в клетке). Спора содержит мало воды, но много солей кальция и жиров, поэтому она очень устойчива во внешней среде. Споры не погибают при кипячении, под действием дезинфектантов. Они разрушаются лишь при температуре выше 120 град (в автоклаве и сухожаровом шкафу). При попадании в благоприятные условия спора прорастает в вегетативную форму и микроб начинает расти и размножаться. В бактериальной клетке споры могут располагаться центрально, терминально и субтерминально.

Функции: защита от неблагоприятных условий окружающей среды.

Жгутики-- Отходят от базального тельца, расположенного в цитоплазме, на поверхность бактериальной клетки. Состоят из белка флагеллина. По количеству жгутиков бактерии делят на:

Монотрихи- имеют 1 жгутик.
Перитрихи- множество жгутиклв по всей поверхности.
Амфитрихи- пучок жгутиков с 2-х концов.
Лофотрихи- пучок жгутиков с одного конца.

Функции- это органы движения бактериальной клетки.

Реснички (пили, ворсинки, фимбрии). – расположены по всей поверхности бактериальной клетки, тонкие, состоят из белка пилина.

Обеспечивают прилипание (адгезию) бактерий к клеткам макроорганизма.
Через пили может происходить передача наследственной информации из клетки в клетку.

Капсула- это утолщенный слизистый слой.

Функции: обеспечивают защиту бактерий от действия фагоцитов макроорганизма.

Лекция № 3.

Тема: «Морфология микробов (продолжение)»

План.

Общая характеристика основных классов микроорганизмов из царства прокариотов (спирохет, риккетсий, хламидий, микоплазм, актиномицетов).
Общая характеристика грибов.
Общая характеристика вирусов.

1. Общая характеристика основных классов микроорганизмов из царства прокариотов.

Спирохеты.

боррелии- имеют 4-6 крупных неравномерных завитков, являются возбудителями возвратного тифа;
трепонемы- имеют 8-12 мелких равномерных завитков, являются возбудителями сифилиса;
лептоспиры- имеют 12-16 мелких равномерных завитков и концы их загнуты в виде крючков.

Риккетсии.

Риккетсии являются возбудителями сыпного тифа, лихорадки Ку и других риккетсиохов.

Хламидии.

1. элементарные тельца (ЭТ)- мелкие, располагаются в межклеточном пространстве, не способны к делению.

2. ретикулярные тельца (РТ)- образуются при проникновении хламидий в чувствительную клетку хозяина. Они увеличиваются в размерах и начинают делиться. Затем РТ обратно трансформируются в ЭТ, но уже нового поколения. Образуется микроколония хламидий, в результате чего клетка-хозяина гибнет и в межклеточное пространство попадает множество новообразованных ЭТ, которые инфицируют новые клетки. Внутриклеточный цикл развития хламидий длиться 48-72 часа.

Хламидии являются возбудителями следующих заболеваний:

Урогенитальный хламидиоз

Трахома

Орнитоз

Венерическая лимфогранулема.

Микоплазмы.

Микоплазмы являются возбудителями следующих заболеваний:

Урогенитальный микоплазмоз

Микоплазменная пневмония.

Актиномицеты.

В переводе означает -лучистые грибы, т.е. актиномицеты раньше относили к грибам. Но сейчас доказано отсутствие у них оформленного ядра. Актиномицеты встречаются в 2-х формах:

В виде длинных ветвящихся клеток, напоминающих мицелий;

В виде крупных грамположительных палочек.

Среди актиномицетов есть патогенные, которые вызывают актиномикоз, нокардиоз, и непатогенные – их используют для получения антибиотика стрептомицина.

Грибы.

Грибы- это низшие растения, не имеющие хлорофилла. В настоящее время их насчитывается более 90 тыс.разновидностей, 500 из них патогенны для человека. Грибы относятся к царству эукариотов, т.е. имеют оформленное ядро, отдел - Eu Mycota.

Грибы характеризуются общим типом строения. Все грибы имеют клеточную стенку с уникальным химическим составом - туда входят целлюлозо- и хитиноподобные вещества. Встречаются в 2-х формах:

А) дрожжевая - это крупные округлые клетки, Грам-положительные.

Грибы чаще размножаются с помощью спор. Формирование спор идет 3-мя путями:

а) вегетативным путем- на любом участке мицелия

б) бесполым путем - в специальных органах размножения - спорофорах, которые образуют эндоспоры, и конидиофорах, которые образуют экзоспоры

в) половым путем - в специальных органах после слияния 2-х клеток.

Грибы являются возбудителями следующих заболеваний.

1. Дерматомикозы (поражение волос –трихофития или стригущий лишай, поражение кожи стоп, ногтей (онихомикозы), парша (фавус), микроспория -поражение волос, кожи, паховая эпидермофития). Дерматомикозы являются самыми распространенными инфекционными заболеваниями - по России 80% населения страдает теми или иными формами микозов.

2. Бластомикозы- кандидоз или молочница, а также разноцветный лишай, пьедра, террулез, северо- и южноамериканский бластомикоз, криптококкоз.

3. Плесневые микозы – возбудители являются сапрофитами, развитие заболевания происходит только при глубоких иммунодефицитах и сопровождается поражением легких, кожи, ротовой полости и т.д.

4. Глубокие микозы- поражают макрофагальную систему. От человека к человеку не передаются. Основной путь передачи - воздушно-капельный, при вдыхании спор. Заболевания, вызываемые этими возбудителями: кокцидиоидоз, гистоплазмоз и др. Для всех этих заболеваний характерно поражение не только легких, но и многих органов.

Вирусы

Лекция №4

на тему: «Физиология микробов».

Обмен веществ микробной клетки.
Химический состав.
Питание микробов.
Ферменты микробов.
Дыхание микробов.
Пигментообразование.
Свечение и ароматообразование.
Рост и размножение микробов.

1 . Физиология изучает жизненные функции микроорганизмов: питание, дыхание, рост и размножение. В основе физиологических функций лежит непрерывный обмен веществ (метаболизм).

Сущность обмена веществ составляют два противоположных и вместе с тем взаимосвязанных процесса: ассимиляция (анаболизм) и диссимиляция (катаболизм).

В процессе ассимиляции происходит усвоение питательных веществ и использование их для синтеза клеточных структур. При процессах диссимиляции питательные вещества разлагаются и окисляются, при этом выделяется энергия, необходимая для жизни микробной клетки. Все процессы синтеза и распада питательных веществ совершаются с участием ферментов.

Особенностью микроорганизмов является интенсивный обмен веществ. За сутки при благоприятных условиях одна микробная клетка может переработать такое количество питательных веществ, которое в 30-40 раз больше ее массы.

2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИЙ

Для понимания процессов обмена веществ необходимо знать химический состав микроорганизмов. Микроорганизмы содержат те же химические вещества, что и клетки всех живых организмов, т.е. неорганические и органические вещества.

Неорганические вещества:

Важнейшими элементами являются органогены (углерод, водород, кислород, азот), которые используются для построения сложных органических веществ: белков, углеводов и липидов.

В количественном отношении самым значительным компонентом клетки является вода, которая составляет 75-85%; на долю сухого вещества, которое состоит из органических (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды) и минеральных соединений, приходится 15-25%. Значение воды в жизнедеятельности клетки велико. Все вещества поступают в клетку с водой, с ней же удаляются продукты обмена. Вода в микробной клетке находится в свободном состоянии как самостоятельное соединение, но большая часть ее связана с различными химическими компонентами клетки (белками, углеводами, липидами) и входит в состав клеточных структур.

Свободная вода принимает участие в химических реакциях, протекающих в клетке. Содержание свободной воды в клетке может изменяться в зависимости от условий внешней среды, физиологического состояния клетки, ее возраста. Так, у споровых форм бактерий значительно меньше воды, чем у вегетативных клеток. Наибольшее количество воды отмечается у капсульных бактерий.

Минеральные вещества - фосфор, натрий, калий, магний, сера, железо, хлор и другие - в среднем составляют 2-14% сухого вещества.

Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, многих ферментов, а также АТФ (аденозин-трифосфорной кислоты), которая является аккумулятором энергии в клетке.

Натрий участвует в поддержании осмотического давления в клетке.

Железо содержится в дыхательных ферментах.

Магний входит в состав рибонуклеата магния, который локализован на поверхности грамположительных бактерий.

Для развития микроорганизмов необходимы микро элементы , содержащиеся в клетке в очень малых количествах. К ним относят кобальт, марганец, медь, хром, цинк, молибден и многие другие. Микроэлементы участвуют в синтезе некоторых ферментов и активируют их.

Органические вещества.

Белки (50-80% сухого вещества) определяют важнейшие биологические свойства микроорганизмов. Это простые белки - протеины и сложные - протеиды. Большое значение в жизнедеятельности клетки имеют нуклеопроте И ды - соединение белка с нуклеиновыми кислотами (ДНК и РНК). Кроме нуклеопротеидов, в микробной клетке содержатся в незначительных количествах липопротеиды, гликопротеиды, хромопротеиды.

Белки распределены в цитоплазме, нуклеоиде, они входят в состав структуры клеточной стенки. К белкам принадлежат ферменты, многие токсины (яды микроорганизмов).

Нуклеиновые кислоты в микробной клетке выполняют те же функции, что и в клетках животного происхождения. ДНК содержится в ядре (нуклеоиде) и обусловливает генетические свойства микроорганизмов. РНК принимает участие в биосинтезе клеточных белков, содержится в ядре и цитоплазме. Общее количество нуклеиновых кислот колеблется от 10 до 30% сухого вещества микробной клетки и зависит от ее вида и возраста.

Углеводы (12-18% сухого вещества) используются микробной клеткой в качестве источника энергии и углерода. Из них состоят многие структурные компоненты клетки (клеточная оболочка, капсула и другие). Углеводы входят также в состав тейхоевой кислоты, характерной для грамположительных бактерий.

Клетки микроорганизмов содержат простые (моно- и дисахариды) и высокомолекулярные (полисахариды) углеводы.

Липиды (0,2-40% сухого вещества) являются необходимыми компонентами цитоплазматической мембраны и клеточной стенки, они участвуют в энергетическом обмене. В некоторых микробных клетках липиды выполняют роль запасных веществ.

Липиды состоят в основном из нейтральных жиров, жирных кислот, фосфолипидов. Общее количество их зависит от возраста и вида микроорганизма. Например, у микобактерий туберкулеза количество липидов достигает 40%, что обусловливает устойчивость этих бактерий к воздействию факторов внешней среды.

3. ПИТАНИЕ БАКТЕРИЙ

Всем микроорганизмам для осуществления процессов питания, дыхания, размножения необходимы питательные вещества.

В качестве питательных веществ и источников энергии микроорганизмы используют…

Микроорганизмами (микробами) называют одноклеточные организмы размером менее 0,1 мм, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. К ним относятся бактерии, микроводоросли, некоторые низшие мицелиальные грибы, дрожжи, простейшие (рис. 1). Их изучением занимается микробиология.

Рис. 1. Объекты микробиологии.

На рис. 2. можно увидеть некоторых представителей одноклеточных простейших. Иногда к объектам данной науки относят самые примитивные организмы на Земле — вирусы, не имеющие клеточную структуру и представляющие собой комплексы из нуклеиновых кислот (генетического материала) и белка. Чаще их выделяют в совершенно отдельную область исследования (Вирусологию), так как микробиология скорее направлена на изучение микроскопических одноклеточных.

Рис. 2. Отдельные представители одноклеточных эукариот (простейших).

Такие науки, как альгология и микология, изучающие водоросли и грибы, соответственно, являются отдельными дисциплинами, перекрывающимися с микробиологией в случае исследования микроскопических живых объектов. Бактериология является истинным разделом микробиологии. Данная наука занимается изучением исключительно прокариотных микроорганизмов (рис. 3).

Рис. 3. Схема прокариотической клетки.

В отличие от эукариот, к которым относятся все многоклеточные организмы, а также простейшие, микроскопические водоросли и грибы, у прокариот отсутствует оформленное ядро, содержащее генетический материал и настоящие органоиды (постоянные специализированные структуры клетки) .

К прокариотам относятся истинные бактерии и археи, по современной классификации обозначенные, как домены (надцарства) Archaea и Eubacteria (рис. 4).

Рис. 4. Домены современной биологической классификации.

Особенности строения бактерий

Бактерии являются важным звеном в круговороте веществ в природе, разлагают растительные и животные остатки, очищают загрязненные органикой водоемы, модифицируют неорганические соединения. Без них не могла бы существовать жизнь на земле. Данные микроорганизмы распространены везде, в почве, воде, воздухе, организмах животных и растений.

Бактерии различаются по следующим морфологическим особенностям:

Форма клеток (округлые, палочковидные, нитчатые, извитые, спиралевидные, а также различные переходные варианты и звездообразная конфигурация).
Наличие приспособлений для движения (неподвижные, жгутиковые, за счет выделения слизи).
Сочленение клеток друг с другом (изолированные, сцепленные в виде пар, гранул, ветвящиеся формы).

Среди структур, образуемых округлыми бактериями (кокками) выделяют клетки, находящиеся в паре после деления и затем распадающиеся на одиночные образования (микрококки) или остающиеся все время вместе (диплококки). Квадратичную структуру из четырех клеток образуют тетракокки, цепочку – стрептококки, гранулу из 8-64 единиц – сарцины, грозди – стафилококки.

Палочковидные бактерии представлены многообразием форм вследствие большой изменчивости длинны (0,1-15 мкм) и толщины (0,1-2 мкм) клетки. Форма последних также зависит от способности бактерий к образованию спор – структур с толстой оболочкой, позволяющей переживать микроорганизмам неблагоприятные условия. Клетки с такой способностью называет бациллами, а не обладающие такими свойствами просто палочковидными бактериями.

Особыми видоизменениями палочковидных бактерий являются нитчатые (вытянутые) формы, цепочки и ветвящиеся структуры. Последнюю образуют актиномицеты на определенной стадии развития. «Кривые» палочки называют извитыми бактериями, среди которых выделяют вибрионы; спириллы, имеющие два изгиба (15-20 мкм); спирохеты, напоминающие волнистые линии. Их длины клеток 1-3, 15-20 и 20-30 мкм, соответственно. На рис. 5 и 6 представлены основные морфологические формы бактерий, а также типы расположения споры в клетке.

Рис. 5. Основные формы бактерий.

Рис. 6. Бактерии по типу расположения споры в клетке. 1, 4 – в центре; 2, 3, 5 – концевое расположение; 6 – с боку.

Основные клеточные структуры бактерий: нуклеоид (генетический материал), предназначенные для синтеза белка рибосомы, цитоплазматическая мембрана (часть оболочки клетки), которая у многих представителей дополнительно сверху защищена , капсулой и слизистым чехлом (рис. 7).

Рис. 7. Схема бактериальной клетки.

По классификации бактерий выделяют более 20 типов. Например, экстремально термофильные (любители высоких температур) Aquificae, анаэробные палочковидные бактерии Bacteroidetes. Однако наиболее доминантным типом, включающим в себя многообразных представителей, является Actinobacteria. К нему относятся бифидобактерии, лактобациллы, актиномицеты. Уникальность последних заключается в способности формировать мицелий на определенной стадии развития.

В простонародье это называется грибница. Действительно, разветвления клеток актиномицет напоминают гифы грибов. Несмотря на такую особенность, актиномицеты относят к бактериям, так как они являются прокариотами. Естественно их клетки по особенностям структуры менее сходны с грибами.

Актиномицеты (рис. 8) являются медленно растущими бактериями, поэтому не имеют возможности конкурировать за легкодоступные субстраты. Они способны разлагать вещества, которые другие микроорганизмы не могут использовать в качестве источника углерода, в частности углеводороды нефти. Поэтому актиномицеты интенсивно исследуются в области биотехнологии.

Некоторые представители концентрируется в зонах нефтяных месторождений, и создают специальный бактериальный фильтр, препятствующий проникновению углеводородов в атмосферу. Актиномицеты являются активными продуцентами практически ценных соединений: витаминов, жирных кислот, антибиотиков.

Рис. 8. Представитель актиномицет Nocardia.

Грибы в микробиологии

Объектом микробиологии являются только низшие плесневые грибы (ризопус, мукор, в частности). Как все грибы они не способны синтезировать вещества сами и нуждаются в питательной среде. Мицелий у низших представителей данного царства примитивен, не разделен перегородками. Особую нишу в микробиологических исследованиях занимают дрожжи (рис. 9), отличающиеся отсутствием мицелия.

Рис. 9. Формы колоний дрожжевых культур на питательной среде.

В настоящее время об их полезных свойствах собраны многочисленные знания. Однако дрожжи продолжают исследоваться на способность синтезировать практически ценные органические соединения и активно применяются в качестве модельных организмов при проведении генетических экспериментов. С древних времен дрожжи использовались в бродильных процессах. Метаболизм у разных представителей отличается. Поэтому для какого-то конкретного процесса одни дрожжи больше подходят, чем другие.

Например, Saccharomyces beticus, более устойчивые к высоким концентрациям спирта, используются для создания крепких вин (до 24%). В то время как, дрожжи S. cerevisiae способны вырабатывать более низкие концентрации этанола. По направлениям их применения дрожжи классифицируются на кормовые, пекарские, пивные, спиртовые, винные.

Болезнетворные микроорганизмы

Болезнетворные или патогенные микроорганизмы встречаются повсеместно. Наряду с широко известными вирусами: гриппом, гепатитом, корью, ВИЧ и прочее опасными микроорганизмами являются риккетсии, а также стрепто- и стафилококки, вызывающие заражение крови. Среди палочковидных бактерий много возбудителей заболеваний. Например, дифтерия, туберкулез, брюшной тиф, (рис. 10). Немало опасных для человека представителей микроорганизмов встречается среди простейших, в частности малярийный плазмодий, токсоплазма, лейшмания, лямблия, трихомонада, патогенные амебы.

Рис. 10. Фотография бактерии Bacillus anthracis, вызывающей сибирскую язву.

Многие актиномицеты не опасны для человека и животных. Однако немало патогенных представителей встречается среди микобактерий, вызывающих туберкулез, проказу (лепру). Некоторые актиномицеты инициируют такое заболевание, как актиномикоз, сопровождающийся образованием гранулем, иногда повышением температуры тела. Отдельные виды плесневых грибов способны вырабатывать токсические для человека вещества – микотоксины. Например, некоторые представители рода Aspergillus, Fusarium. Патогенные грибы вызывают группу заболеваний, называемых микозами. Так, кандидоз или, попросту говоря, молочницу вызывают дрожжеподобные грибы (рис. 11). Они всегда содержаться в организме человека, но активизируются только при ослаблении иммунитета.

Рис. 11. Гриб Candida – возбудитель молочницы.

Грибы могут вызывать разнообразные поражения кожи, в частности всевозможные виды лишая, кроме опоясывающего (герпеса), который вызывается вирусом. Дрожжи Malassezia – постоянные обитатели кожи человека при спаде активности иммунной системы могут вызвать . Не стоит сразу бежать мыть руки. Дрожжи и условно патогенные бактерии при хорошем здоровье выполняют важную функцию, препятствуют развитию болезнетворных микроорганизмов.

Вирусы как объект микробиологии

Вирусы – самые примитивные организмы на земле. В свободном состоянии в них не происходят никакие обменные процессы. Только при попадании в клетку-хозяина вирусы начинают размножаться. У всех живых организмов носителем генетического материала является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Только среди вирусов встречаются представители с генетической последовательностью типа рибонуклеиновой кислоты (РНК).

Часто вирусы не относят к истинно живым организмам.

Морфология вирусов очень разнообразна (рис. 12). Обычно их диаметральные размеры колеблются в пределах 20-300 нм.

Рис. 12. Разнообразие вирусных частиц.

Отдельные представители достигают в длину 1-1,5 мкм. Структура вируса заключается в окружении генетического материала специальным белковым каркасом (капсидом), отличающимся разнообразием форм (спиральный, икосаэдрический, шарообразный). Некоторые вирусы сверху имеют еще оболочку, сформированную из мембраны клетки-хозяина (суперкапсид). Например, (рис. 13) известен как возбудитель заболевания, которое носит название (СПИД). Он содержит в качестве генетического материала РНК, поражает определенный тип клеток иммунной системы (т-лимфоциты хелперы).

Рис. 13. Строение вируса иммунодефицита человека.

А также критерии, согласно которым определяется таксономическое положение, периодически меняются. В настоящее время действует 8е издание «Руководства Берги по определению бактерий», в котором все прокариоты распределены на 19 групп. Такая классификация служит в основном практическим целям для распознавания бактерий, т. е. идентификации видовой принадлежности, в основе которой лежит определение ряда морфологических, тинкториальных и биологических свойств выделяемых культур. В соответствии с Кодексом номенклатуры бактерий, действующим с 1 января 1980 г., имеются следующие классификационные категории царства прокариотов: отдел, класс, порядок, семейство, род, вид. Основной таксономической единицей является вид, т. е. совокупность особей одного генотипа, обладающих ярко выраженным фенотипическим сходством. Для обозначения биологического вида бактерий принята биноминальная номенклатура: первым словом определяется род микроба и оно пишется с прописной буквы, второе слово характеризует вид и пишется со строчной буквы. Например, Staphylococcus aureus, Escherichia coli. Родовые названия обозначают сокращенно: St. aureus, E. coli. Классификация микроорганизмов (распределение на классы, семейства, роды) и даны примеры видов прокариотов, главным образом патогенных для человека. Обозначены и некоторые ключевые свойства: морфологические (кокки, палочки и пр.), тинкториальные (отношение к окраске по Граму), биологические (тип дыхания - анаэробный или аэробный, способность к спорообразованию).

Микробы, или микроорганизмы (бактерии, грибы, простейшие, вирусы), систематизированы по их сходству, различиям и взаимоотношениям между собой. Этим занимается специальная наука - систематика микроорганизмов. Систематика включает три части: классификацию, таксономию и идентификацию. В основу таксономии микроорганизмов положены их морфологические, физиологические, биохимические и молекулярно-биологические свойства. Различают следующие таксономические категории: царство, подцарство, отдел, класс, порядок, семейство, род, вид, подвид и др. В рамках той или иной таксономической категории выделяют таксоны - группы организмов, объединенные по определенным однородным свойствам.

Микроорганизмы представлены доклеточными формами (вирусы - царство Vira) и клеточными формами (бактерии, архебактерии, грибы и простейшие). Различают 3 домена (или «империи»): «Bacteria», «Archaea» и «Eukarya»:

1)домен «Bacteria» - прокариоты, представленные настоящими бактериями (эубактериями);

2)домен «Archaea» - прокариоты, представленные архебактериями;

3)домен «Eukarya» - эукариоты, клетки которых имеют ядро с ядерной оболочкой и ядрышком, а цитоплазма состоит из высокоорганизованных органелл - митохондрий, аппарата Гольджи и др. Домен «Eukarya» включает: царство Fungi (грибы); царство животных Animalia (включает прстейшие – подцарство Protozoa); царство растений Plante. Домены включают царства, типы, классы, порядки, семейства, роды, виды.

Вид - это совокупность особей, объединенных по близким свойствам, но отличающихся от других представителей рода. Чистая культура . Совокупность однородных микроорганизмов, выделенных на питательной среде, характеризующихся сходными морфологическими, тинкториальными (отношение к красителям), культуральными, биохимическими и антигенными свойствами. Штамм . Чистая культура микроорганизмов, выделенных из определенного источника и отличающихся от других представителей вида, называется штаммом..

Клон - представляет собой совокупность потомков, выращенных из единственной микробной клетки.

2.Механизмы передачи генетического материала у бактерий. Конъюгация бактерий состоит в переходе генетического материала (ДНК) из клетки-донора («мужской») в клетку-реципиент («женскую») при контакте клеток между собой.Мужская клетка содержит F-фактор, или половой фактор, который контролирует синтез так называемых половых пилей, или F-пилей. Клетки, не содержащие F-фактора, являются женскими. F-фактор располагается в цитоплазме в виде кольцевой двунитчатой молекулы ДНК, т. е. является плазмидой. При конъюгации F-пили соединяют «мужскую» и «женскую» клетки, обеспечивая переход ДНК через конъюгационный мостик или F-пили.. Перенос всей хромосомы может длиться до 100 мин.Переносимая ДНК взаимодействует с ДНК реципиента - происходит гомологичная рекомбинация. Прерывая процесс конъюгации бактерий, можно определять последовательность расположения генов в хромосоме. Иногда F-фактор может при выходе из хромосомы захватывать небольшую ее часть, образуя так называемый замещенный фактор - F".При конъюгации происходит только частичный перенос генетического материала.Трансдукция - передача ДНК от бактерии-донора к бактерии-реципиенту при участии бактериофага. Различают неспецифическую (общую) трансдукцию, при которой возможен перенос любого фрагмента ДНК донора, и специфическую - перенос определенного фрагмента ДНК донора только в определенные участки ДНК реципиента. Неспецифическая трансдукция обусловлена включением ДНК донора в головку фага дополнительно к геному фага или вместо генома фага (дефектные фаги). Специфическая трансдукция обусловлена замещением некоторых генов фага генами хромосомы клетки-донора. Фаговая ДНК, несущая фрагменты хромосомы клетки-донора, включается в строго определенные участки хромосомы клетки-реципиента. Таким образом, привносятся новые гены и ДНК фага в виде профага репродуцируется вместе с хромосомой, т.е. этот процесс сопровождается лизоге-нией. Если фрагмент ДНК, переносимый фагом, не вступает в рекомбинацию с хромосомой реципиента и не реплицируется, но с него считывается информация о синтезе соответствующего продукта, такая трансдукция называется абортивной.

Трансформация заключается в том, что ДНК, выделенная из бактерий в свободной растворимой форме, передается бактерии-реципиенту. При трансформации рекомбинация происходит, если ДНК бактерий родственны друг другу. В этом случае возможен обмен гомологичных участков собственной и проникшей извне ДНК. Впервые явление трансформации описал Ф. Гриффите (1928). Он вводил мышам живой невирулентный бескапсульный R-штамм пневмококка и одновременно убитый вирулентный капсульный S-штамм пневмококка. Из крови погибших мышей был выделен вирулентный пневмококк, имеющий капсулу убитого S-штамма пневмококка. Таким образом, убитый S-штамм пневмококка передал наследственную способность капсулообразования R-штамму пневмококка. О. Эвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти (1944) доказали, что трансформирующим агентом в этом случае является ДНК. Путем трансформации могут быть перенесены различные признаки: капсулообразование, устойчивость к антибиотикам, синтез ферментов.

Изучение бактериальной трансформации позволило установить роль ДНК как материального субстрата наследственности. При изучении генетической трансформации у бактерий были разработаны методы экстракции и очистки ДНК, биохимические и биофизические методы ее анализа.

3.Возбудители брюшного тифа и паратифов. Таксономия и характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Брюшной тиф и паратифы А и В - - инфекционные болезни, вызываемые соответственно Salmonella typhi, Salmonella paratyph(Salmonella schottmuelleri, сопровождающиеся сходными патогенетическими и клиническими проявлениями, характеризующиеся поражением лимфатической системы кишечника, выраженной интоксикацией. Название рода Salmonella связано с именем Д. Сальмона.Таксономия . Возбудители брюшного тифа и паратифов А и В относятся к отделу Gracilicutes, семейству Enterobacteriaceae, роду Salmonella, включающему более 2000 видов.Морфология и тинкториальные свойства. Сальмонеллы – мелкие, длиной 2.3 мкм, шириной 0,5-0,7 мкм, грамотрицатель-ные палочки с закругленными концами (см. рис.ЮЛ). В мазках располагаются беспорядочно. Не образуют спор, имеют микрокапсулу, перитрихи.Культивирование . Сальмонеллы – факультативные анаэробы. Они неприхотливы и растут без всяких особенностей на простых питательных средах при температуре 37ºС и рН среды 7,2-7,4. Эдективной средой является, например, желчный бульон. При диагностике брюшного тифа, как и других кишечных инфекций, используют дифференциально-диагностические среды: Эндо, Левина, висмут-сульфитный агар и др.Ферментативная активность . Биохимическая активность сальмонелл достаточно высока, но они обладают меньшим набором ферментов, чем Е. coli, в частности не сбраживают лактозу. S. typhi менее активна, чем возбудители паратифов: она ферментирует ряд углеводов без образования газа.Антигенные свойства . Сальмонеллы имеют О- и Н-антигены, состоящие из ряда фракций, или рецепторов. Каждый вид имеет определенный набор фракций. Ф. Кауфман и П.Уайт предложили схему классификации сальмонелл по антигенной структуре, в основу которой положено строение О-антигена. Все виды сальмонелл, имеющие общий, так называемый групповой, рецептор О-антигена, объединены в одну группу. Таких групп насчитывается в настоящее время 65. В схеме также указано строение Н-антигена. Некоторые виды сальмонелл, в том числе S. typhi, имеют поверхностный Vi-антиген – антиген вирулентности, с которым связана устойчивость бактерий к фагоцитозу.

Факторы патогенности . Сальмонеллы образуют эндотоксин, оказывающий энтеротропное, нейротропное и пирогенное действие. Белки наружной мембраны обусловливают адгезивные свойства, устойчивость к фагоцитозу связана с микрокапсулой. Резистентность. Сальмонеллы довольно устойчивы к низкой температуре – в холодной чистой воде могут сохраняться до полутора лет; очень чувствительны к дезинфицирующим средствам, высокой температуре, УФ-лучам. В пищевых продуктах (мясе, молоке и др.) сальмонеллы могут не только долго сохраняться, но и размножаться. Эпидемиология. Источником брюшного тифа и паратифов являются больные люди и носители. Механизм передачи инфекции – фекально-оральный. Преобладает водный путь передачи, реже встречаются пищевой и контактно-бытовой пути. Брюшной тиф и паратифы – заболевания, которые регистрируются в разных странах мира. Чаще болеют люди в возрасте от 15 до 30 лет. Наиболее высокая заболеваемость отмечается летом и осенью. Патогенез . Возбудители попадают в организм через рот, достигают тонкой кишки, в лимфатических образованиях которой размножаются, а затем попадают в кровь. Током крови они разносятся по всему организму, внедряясь в паренхиматозные органы (селезенку, печень, почки, костный мозг). При гибели бактерий освобождается эндотоксин, вызывающий интоксикацию. Из желчного пузыря, где сальмонеллы могут длительно, даже в течение всей жизни сохраняться, они вновь попадают в те же лимфатические образования тонкой кишки. В результате повторного поступления сальмонелл может развиться своеобразная аллергическая реакция, проявляющаяся в виде воспаления, а затем некроза лимфатических образований. Выводятся сальмонеллы из организма с мочой и испражнениями. Клиническая картина. Клинически брюшной тиф и паратифы не отличимы. Инкубационный период продолжается 12.14 дней. Заболевание обычно начинается остро с повышения температуры тела, проявления слабости, утомляемости, нарушаются сон, аппетит. Для брюшного тифа характерны помрачение сознания (от греч. typhus – дым, туман), бред, галлюцинации, наличие сыпи. Очень тяжелыми осложнениями заболевания являются перитонит, кишечное кровотечение в результате некроза лимфатических образований тонкой кишки.

Иммунитет. После перенесенного заболевания вырабатывается прочный и продолжительный иммунитет.

Микробиологическая диагностика. В качестве материала для исследования используют кровь, мочу, испражнения. Основным методом диагностики является бактериологический, завершающийся внутривидовой идентификацией выделенной чистой культуры возбудителя – определением фаговара. Применяют также серологический метод – реакцию агглютинации Видаля, РНГА. Лечение. Назначают антибиотики. Применяют также иммуно-антибиотикотерапию. Профилактика. Для профилактики проводят санитарно-гигиенические мероприятия, а также используют вакцинацию в районах с неблагополучной эпидемической обстановкой. Применяют брюшнотифозную химическую и брюшнотифозную спиртовую вакцины, последняя обогащена Vi-антигеном. Для экстренной профилактики в очагах инфекции используют брюшнотифозный бактериофаг (в виде таблеток с кислотоустойчивой оболочкой и в жидком виде).

Основные этапы развития микробиологии и иммунологии. Работы Л. Пастера, Р. Коха и их значение для развития микробиологии и иммунологии.

Основные этапы развития микробиологии и имунологии.

Историю развития микробиологии можно разделить на пять этапов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярно-генетический.

Пастер сделал ряд выдающихся открытий. За короткий период с 1857 по 1885 г. он доказал, что брожение (молочнокислое, спиртовое, уксуснокислое) не является химическим процессом, а его вызывают микроорганизмы; опроверг теорию самозарождения; открыл явление анаэробиоза, т.е. возможность жизни микроорганизмов в отсутствие кислорода; заложил основы дезинфекции, асептики и антисептики; открыл способ предохранения от инфекционных болезней с помощью вакцинации.

Многие открытия Л. Пастера принесли человечеству огромную практическую пользу. Путем прогревания (пастеризации) были побеждены болезни пива и вина, молочнокислых продуктов, вызываемые микроорганизмами; для предупреждения гнойных осложнений ран введена антисептика; на основе принципов Л. Пастера разработаны многие вакцины для борьбы с инфекционными болезнями.

Однако значение трудов Л. Пастера выходит далеко за рамки только этих практических достижений. Л. Пастер вывел микробиологию и иммунологию на принципиально новые позиции, показал роль микроорганизмов в жизни людей, экономике, промышленности, инфекционной патологии, заложил принципы, по которым развиваются микробиология и иммунология и в наше время.

Л. Пастер был, кроме того, выдающимся учителем и организатором науки.

Работы Л. Пастера по вакцинации открыли новый этап в развитии микробиологии, по праву получивший название иммунологического.

Принцип аттенуации (ослабления) микроорганизмов с помощью пассажей через восприимчивое животное или при выдерживании микроорганизмов в неблагоприятных условиях (температура, высушивание) позволил Л. Пастеру получить вакцины против бешенства, сибирской язвы, куриной холеры; этот принцип до настоящего времени используется при приготовлении вакцин. Следовательно, Л. Пастер является основоположником научной иммунологии, хотя и до него был известен метод предупреждения оспы путем заражения людей коровьей оспой, разработанный английским врачом Э. Дженнером. Однако этот метод не был распространен на профилактику других болезней.

Роберт Кох . Физиологический период в развитии микробиологии связан также с именем немецкого ученого Роберта Коха, которому принадлежит разработка методов получения чистых культур бактерий, окраски бактерий при микроскопии, микрофотографии. Известна также сформулированная Р. Кохом триада Коха, которой до сих пор пользуются при установлении возбудителя болезни.

Роль И. И. Мечникова в формировании учения об иммунитете. Значение открытия Д. И. Ивановского. Роль отечественных ученых (И. Ф. Гамалея, П. Ф. Здродовский, А. А. Смородинцев, М. П. Чумаков, 3. В. Ермольева, В. М. Жданов и др.) в развитии микробиологии и вирусологии.

После работ Л. Пастера появилось множество исследований, в которых пытались объяснить причины и механизмы формирования иммунитета после вакцинации. Выдающуюся роль в этом сыграли работы И. И. Мечникова и П. Эрлиха.

Исследования И. И. Мечникова (1845-1916) показали, что большую роль в формировании иммунитета играют особые клетки - макро- и микрофаги. Эти клетки поглощают и переваривают чужеродные частицы, в том числе бактерии. Исследования И. И. Мечникова по фагоцитозу убедительно доказали, что, помимо гуморального, существует клеточный иммунитет. И. И. Мечников, ближайший помощник и последователь Л. Пастера, заслуженно считается одним из основоположников иммунологии. Его работы положили начало изучению иммунокомпетентных клеток как морфологической основы иммунной системы, ее единства и биологической сущности.

Д.И.Ивановский (1864- 1920) открыл вирусы - представителей царства vira. Один из основоположников вирусологии. Впервые открыл проходящий через бактериологические фильтры возбудитель табачной мозаики, названный впоследствии вирусом. Труды по фитопатологии и физиологии растений.

Здровский (1890-1976 года), российский микробиолог, иммунолог и эпидемиолог, академик АМН. Исследования по проблемам тропических болезней, бруцеллеза и др. Под руководством Здродовского разработаны методы вакцинации против столбняка, дифтерии и др. инфекций. Автор книги "Учение о риккетсиях и риккетсиозах"

Смородинцев , российский вирусолог и иммунолог. Труды по этиологии и профилактике гриппа, энцефалитов и др. вирусных инфекций. Совместно с М. П. Чумаковым разработал и внедрил вакцину против полиомиелита.

Ермольева , российский микробиолог. Получила первые отечественные образцы антибиотиков - пенициллина, стрептомицина и др.; интерферона.

Жданов , российский вирусолог. Труды по вирусным инфекциям, молекулярной биологии и классификации вирусов, эволюции инфекционных болезней.

Основные принципы классификации микробов.

□ домен «Bacteria» - прокариоты, представленные настоящими бактериями (эубактериями);

□ домен «Archaea» - прокариоты, представленные архебактериями;

□ домен «Eukarya» - эукариоты, клетки которых имеют ядро с ядерной оболочкой и ядрышком, а цитоплазма состоит из высокоорганизованных органелл - митохондрий, аппарата Гольджи и др. Домен «Eukarya» включает: царство Fungi (грибы); царство животных Animalia (включает прстейшие – подцарство Protozoa); царство растений Plante. Домены включают царства, типы, классы, порядки, семейства, роды, виды.

Вид . Одной из основных таксономических категорий является вид (species). Вид - это совокупность особей, объединенных по близким свойствам, но отличающихся от других представителей рода.

Чистая культура . Совокупность однородных микроорганизмов, выделенных на питательной среде, характеризующихся сходными морфологическими, тинкториальными (отношение к красителям), культуральными, биохимическими и антигенными свойствами, называется чистой культурой.

Штамм . Чистая культура микроорганизмов, выделенных из определенного источника и отличающихся от других представителей вида, называется штаммом. Штамм - более узкое понятие, чем вид или подвид.

Клон . Близким к понятию штамма является понятие клона. Клон представляет собой совокупность потомков, выращенных из единственной микробной клетки.

Для обозначения некоторых совокупностей микроорганизмов, отличающихся по тем или иным свойствам, употребляется суффикс var (разновидность) вместо ранее применявшегося type.

Похожая информация.

Микроорганизмы — это организмы, невидимые невооруженным глазом из-за их незначительных размеров. Этот критерий — единственный, который их объединяет. В остальном мир микроорганизмов еще более разнообразен, чем мир макроорганизмов.

Согласно современной систематике, микроорганизмы относятся к трем царствам:

Vira — к ним относятся вирусы;

Eucariotae — к ним относятся простейшие и грибы;

Procariotae — к ним относятся истинные бактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы, спирохеты, актиномицеты.

Основные отличия прокариот от эукариот состоят в том, что прокариоты не имеют:

морфологически оформленного ядра (нет ядерной мембраны и отсутствует ядрышко), его эквивалентом является нуклеоид, или генофор, представляющий собой замкнутую кольцевую двунитевую молекулу ДНК, прикрепленную в одной точке к цитоплазматической мембране; по аналогии с эукариотами эту молекулу называют хромосомной бактерией;

сетчатого аппарата Гольджи;

эндоплазматической сети;

митохондрий.

Имеется также ряд признаков или органелл, характерных для многих, но не для всех прокариот, которые позволяют отличать их от эукариотов:

многочисленные инвагинации цитоплазматической мембраны, которые называются мезосомы, они связаны с нуклеоидом и участвуют в делении клетки, спорообразовании, и дыхании бактериальной клетки;

специфический компонент клеточной стенки — муреин, по химической структуре — это пептидогликан (диаминопиеминовая кислота);

плазмиды — автономно реплицирующиеся кольцевидные молекулы двунитевой ДНК с меньшей, чем хромосома бактерий молекулярной массой. Они находятся наряду с нуклеоидом в цитоплазме, хотя могут быть и интегрированы в него, и несут наследственную информацию, не являющуюся жизненно необходимой для микробной клетки, но обеспечивающую ей те или иные селективные преимущества в окружающей среде. Наиболее известны плазмиды:

(F-плазмиды), обеспечивающие конъюгационный перенос между бактериями;

(R-плазмиды) — плазмиды лекарственной устойчивости, обеспечивающие циркуляцию среди бактерий генов, детерминирующих устойчивость к используемым для лечения различных заболеваний химиотерапевтическим средствам.

Также как для растений и животных, для названия микроорганизмов применяется бинарная номенклатура, — то есть родовое и видовое название, но если видовую принадлежность исследователям определить не удается и определена только принадлежность к роду, то употребляется термин "species". Чаще всего это имеет место при идентификации микроорганизмов имеющих нетрадиционные пищевые потребности или условия существования.

Название рода обычно или основано на морфологическом признаке соответствующего микроорганизма (например, Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) либо являются производными от фамилии автора, который открыл или изучил данный возбудитель (например, Neisseria, Shigella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

Видовое название часто связано с наименованием основного вызываемого этим микроорганизмом заболевания (например, Vibrio cholerae — холеры, Shigella dysenteriae — дизентерии, Mycobacterium tuberculosis — туберкулеза) или с основным местом обитания (например, Escherihia coli — кишечная палочка).

Кроме того, в русскоязычной медицинской литературе возможно использование соответствующего русифицированного названия бактерий (например, вместо Staphylococcus epidermidis — эпидермальный стафилококк; Staphylococcus aureus — золотистый стафилококк и т. д.).

Царство прокариот включает в себя отдел цианобактерий и отдел эубактерий, который, в свою очередь, подразделяется на порядки:

собственно бактерии (отделы Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);

актиномицетов;

спирохет;

риккетсий;

хламидий.

Бактерии — это прокариотические, преимущественно одноклеточные микроорганизмы, которые могут также образовывать ассоциации (группы) сходных клеток, характеризующиеся клеточными, но не организменными сходствами.

Порядки подразделяются на группы. Основными таксономическими критериями, позволяющими отнести штаммы бактерий к той или иной группе, являются:

морфология микробных клеток (кокки, палочки, извитые);

отношение к окраске по Граму — тинкториальные свойства (грамположительные и грамотрицательные);

тип биологического окисления — аэробы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы;

способность к спорообразованию.

Дальнейшая дифференциация групп на семейства, рода и виды, которые являются основной таксономической категорией, проводится на основании изучения биохимических свойств. Этот принцип положен в основу классификации бактерий, приведенной в специальных руководствах — определителях бактерий.

Вид является эволюционно сложившейся совокупностью особей, имеющих единый генотип, который в стандартных условиях проявляется сходными морфологическими, физиологическими, биохимическими признаками. Для патогенных бактерий определение "вид" дополняется способностью вызывать определенные нозологические формы заболеваний.

Существует внутривидовая дифференцировка бактерий на варианты:

по биологическим свойствам (биовары или биотипы);

по биохимической активности (ферментовары);

по антигенному строению (серовары или серотипы);

по чувствительности к бактериофагам (фаговары или фаготипы);

по устойчивости к антибиотикам (резистентовары).

В микробиологии широко применяют специальные термины — культура, штамм, клон.

Культура — это видимая глазом совокупность бактерий на питательных средах. Культуры могут быть чистыми (совокупность бактерий одного вида) и смешанными (совокупность бактерий двух или более видов).

Штамм — это совокупность бактерий одного вида, выделенных из разных источников или из одного источника в разное время. Штаммы могут различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы характеристики вида.

Клон — это совокупность бактерий, являющихся потомством одной клетки.