Содержание курса. Введение

Микробиология и ее место в комплексе биологических наук. Предмет и задачи микробиологии. Связь микробиологии с другими науками. История развития микробиологии.

Главные направления развития современной микробиологии. Значение микроорганизмов в природных процессах.

Положение микроорганизмов в системе живого мира и их классификация

Положение микроорганизмов в системе живого мира. Прокариотные и эукариотные микроорганизмы. Принципы классификации прокариотных микроорганизмов. Филогенетическая и искусственная (фенотипическая) систематики. Основные таксономические категории бактерий (вид, род, семейство, порядок). Определение вида у микроорганизмов. Критерии вида (морфологические, культуральные, физиолого-биохимические, молекулярные). Подвидовые категории - подвид, вариант, штамм, клон.

Морфология бактерий и строение прокариотной клетки

Морфология бактерий. Основные формы бактерий: кокки, палочки, извитые формы. Расположение бактерий друг относительно друга.

Строение прокариотной клетки. Клеточная стенка: строение и функции. Различия в строении клеточной стенки у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Окраска по Граму. Бактерии с дефектом клеточной стенкой (протопласты, сферопласты). Понятие об L-формах бактерий. Капсула, слизистые слои и чехлы. Жгутики и их расположение. Типы движения у бактерий. Фимбрии и пили. Строение бактериального протопласта. Строение и функции цитоплазматической мембраны бактерий и ее производных (мезосомы, тиллакоиды и ламмелярные структуры). Цитоплазма прокариот, ее структурные элементы и их функции. Нуклеоид. Плазмиды. Рибосомы. Внутрицитоплазматические включения.

Покоящиеся формы микроорганизмов и их значение. Бактериальные эндоспоры и спорообразование. Экзоспоры, цисты и акинеты.

Основные различия прокариот и эукариот.

Важнейшие группы микроорганизмов

Основные группы бактерий, их особенности и представители: спирохеты; подвижные спиралевидные или изогнутые грамотрицательные бактерии; грамотрицательные аэробные палочки и кокки; факультативно-анаэробные грамотрицательные палочки; риккетсии и хламидии; аэробные хемолитотрофные бактерии; аноксифотобактерии (пурпурные и зеленые бактерии); оксифотобактерии (цианобактерии); грамположительные кокки; грамположительные палочки и кокки, образующие эндоспоры; грамположительные не образующие спор палочки правильной формы; грамположительные, не образующие спор палочки неправильной формы; микобактерии; актиномицеты; микоплазмы; архебактерии.

Грибы как представители эукариотических микроорганизмов. Роль грибов в природе и жизни человека. Строение грибов. Размножение грибов. Систематика грибов. Экологические группы грибов.

Вирусы, отличия от других микроорганизмов. Формы существования вирусов (вирион, вирус, провирус). Простые и сложные вирусы. ДНК И РНК – содержащие вирусы. Строение капсида и суперкапсида. Белки, входящие в состав вирусов. Взаимодействие вируса с клеткой, этапы. Продуктивная, абортивная и интегративная формы клеточной инфекции.

Бактериофаги, строение, классификация. Умеренные бактериофаги. Лизогения. Лизогенная конверсия.

Вироиды и прионы.

Питание и культивирование микроорганизмов

Потребности микроорганизмов в питательных веществах. Макроэлементы и микроэлементы. Автотрофы и гетеротрофы. Паразиты и сапрофиты. Копиотрофы и олиготрофы. Углеродное питание. Азотное питание. Потребности в источниках серы, фосфора и других элементов. Механизмы поступления питательных веществ в клетки микроорганизмов.

Способы культивирования микроорганизмов. Фазы роста периодической культуры бактерий. Непрерывное культивирование.

Метаболизм

Многообразие путей получения энергии у микроорганизмов. Общая характеристика энергетического и конструктивного метаболизма прокариот. Типы питания прокариот. Два способа образования АТФ (субстратное и мембранное фосфорилирование). Аэробное и анаэробное дыхание у прокариот. Оксигенный и аноксигенный фотосинтез у прокариот.

Хемолитоавтотрофия. Принципы функционирования дыхательной цепи у хемолитоавтотрофов. Основные группы хемолитоавтотрофных бактерий (нитрифицирующие, тионовые, водородные и железобактерии).

Анаэробные типы метаболизма. Брожение. Основные типы брожения и вызывающие их микроорганизмы (спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, муравьинокислое и маслянокислое брожение). Анаэробное дыхание, типы (нитратное, сульфатное, карбонатное и фумаратное дыхание).

Генетика микроорганизмов

Организация генетического материала у прокариот. Нуклеоид бактериальной клетки. Внехромосомные генетические элементы прокариот. Плазмиды бактерий: их строение, свойства и функции. Мигрирующие генетические элементы прокариот (транспозоны и IS-элементы). Наследственная и модификационная изменчивость у прокариот. Мутации. Генетическая рекомбинация. Основные способы передачи генетической информации у прокариот. Конъюгация, трансформация и трансдукция. Картирование генома.

Экология микроорганизмов

Предмет экологии микроорганизмов. Аутэкология микроорганизмов. Влияние абиотических факторов на микроорганизмы (влияние молекулярного кислорода, температуры, рН, водной активности, электромагнитных излучений).

Экология микроорганизмов природных сред. Экология микроорганизмов почвы. Зимогенные и автохтонные микроорганизмы. Микроэкосистемы и микроценозы почв. Санитарная микробиология почвы.

Экология водных микроорганизмов. Микробиологический контроль качества питьевой воды. Коли-индекс и коли-титр.

Распространение микроорганизмов в воздухе. Оценка санитарно-микробиологического состояния воздуха закрытых помещений.

Геохимическая деятельность микроорганизмов. Концепция микробной доминанты. Роль микроорганизмов в круговороте углерода, кислорода, азота, серы и фосфора. Применение микроорганизмов для решения проблем охраны окружающей среды. Биологическая очистка сточных вод. Биоремедиация.

Основные типы межвидовых взаимоотношений в мире микроорганизмов. Мутуализм. Комменсализм. Синтрофия. Конкуренция. Хищничество. Паразитизм. Антибиоз.

Взаимоотношения микроорганизмов и растений. Микроорганизмы филлосферы и ризосферы. Симбиотические взаимоотношения между грибами и растениями. Микориза. Симбиотические взаимоотношения между клубеньковыми бактериями и бобовыми растениями. Свободноживущие и симбиотические азотфиксирующие микроорганизмы. Антагонистические взаимоотношения между микроорганизмами и растениями. Фитопатогенные микроорганизмы. Болезни растений и меры борьбы с ними.

Мутуалистические взаимоотношения микроорганизмов с беспозвоночными животными.

Взаимоотношения микроорганизмов с позвоночными животными и человеком. Нормальная микрофлора тела человека и ее роль. Дисбактериозы.

Медицинская микробиология

Инфекция. Инфекционный процесс, условия его возникновения. Формы и фазы инфекционного процесса. Пути попадания микробов в организм человека.

Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Понятие об инфицирующей дозе. Факторы патогенности. Классификация факторов патогенности. Факторы адгезии, инвазии и подавления иммунитета. Бактериальные токсины. Экзотоксины - виды, механизмы действия. Эндотоксины - липополисахариды клеточной стенки грамотрицательных бактерий.

Патогенные кокки. Стафилококки. Стрептококки. Кариесогенные стрептококки. Нейссерии (менингококк и гонококк). Общая характеристика, факторы патогенности. Вызываемые заболевания.

Общая характеристика семейства энтеробактерий. Этиопатогенетическая роль энтеробактерий - эшерихии, сальмонеллы, шигеллы, иерсинии.

Возбудители туберкулеза, классификация, общая характеристика, факторы патогенности, культуральные свойства. Особенности патогенеза туберкулеза. Диагностика и профилактика туберкулеза.

Возбудитель дифтерии, общая характеристика, факторы патогенности, биологические варианты. Формы заболевания. Диагностика дифтерии. Специфическая профилактика и терапия дифтерии.

Клостридиальные инфекции. Патогенные клостридии (возбудители столбняка, ботулизма, анаэробной раневой инфекции), факторы патогенности. Патогенез столбняка, ботулизма, анаэробной раневой инфекции. Диагностика заболеваний. Специфическая профилактика и специфическая терапия клостридиальных инфекций.

Заболевания, вызываемые спирохетами. Общие свойства трепонем, боррелий и лептоспир. Патогенез сифилиса, боррелиозов и лептоспироза. Диагностика инфекций.

Заболевания, вызываемые хламидиями. Общая характеристика хламидий. Цикл развития хламидий. Хламидии - возбудители трахомы, урогенитального хламидиоза. Диагностика микоплазмозов.

Заболевания, вызываемые микоплазмами. Особенности патогенеза микоплазмозов. Диагностика микоплазмозов.

Понятие об особо опасных инфекциях. Классификация особо опасных инфекций. Возбудители чумы, холеры, сибирской язвы, бруцеллеза, туляремии. Особенности патогенеза, терапии и диагностики особо опасных инфекций.

Классификация патогенных для человека вирусов. Вирусы - возбудители острых респираторных инфекций (семейства орто- и парамиксовирусов, аденовирусов) их роль в этиопатогенезе гриппа, ОРВИ. Причины неэффективности иммунитета при гриппе и ОРВИ. Антигенная изменчивость вирусов гриппа, антигенный шифт и антигенный дрейф.

Герпес-вирусы. Общая характеристика и патогенность. Подсемейства герпесвирусов, их значение для патологии человека. Иммунотропные герпесвирусы.

Вирусы гепатитов (А,В,С,D), классификация, характеристика. Патогенез вирусных гепатитов. Подходы к специфической профилактике вирусных гепатитов. Диагностика вирусных гепатитов.

Вирусы – представители семейства пикорнавирусов. Энтеровирусы и риновирусы – биологические особенности и вызываемые заболевания. Полиомиелит, патогенез заболевания, методы специфической профилактики. Диагностика пикорнавирусных инфекций.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ-1, ВИЧ-2), строение, механизмы репродукции. Особенности изменчивости ВИЧ. Этиопатогенез СПИДа. Подходы к терапии и профилактике ВИЧ-инфекции.

Методы микробиологических исследований.

Виды материалов, подвергаемых микробиологическому исследованию. Правила взятия материала для исследования.

Микроскопический метод, задачи, этапы, характеристика.

Культуральный метод исследования - задачи, этапы, характеристика. Питательные среды для культивирования микробов, классификация питательных сред по происхождению, по назначению, по консистенции. Условия культивирования микроорганизмов. Способы культивирования. Выделение чистой культуры микробов, методы разобщения микробов. Идентификация чистой культуры.

Методы диагностики инфекционных болезней. Биологический метод диагностики инфекционных болезней - задачи, этапы, оценка. Серологический метод диагностики инфекционных болезней - задачи, характеристика.

Противомикробные мероприятия

Противомикробные мероприятия - определение, характеристика. Асептика, антисептика - определение, характеристика. Дезинфекция и стерилизация - определение, отличительные черты. Способы дезинфекции и стерилизации (механический, физический, химический).

Противомикробные препараты

Явление микробного антагонизма. Бактериоциногения, бактериоцины. Химиотерапевтические средства, классификация, структура и механизм действия. Антибиотики, классификация по происхождению, механизму, типу и направленности действия. Устойчивость к антибиотикам, механизмы и условия ее развития. Методы определения чувствительности микробов к антибиотикам - метод бумажных дисков, метод серийных разведений в МПА или МПБ.

Методы специфической профилактики инфекционных болезней

Вакцинация как метод профилактики инфекционных болезней. Вакцины, виды, методы получения. Достоинства и недостатки вакцинации. Механизм действия вакцин. Современные подходы к получению вакцин.

Литература.

Основная:

1. Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология: Учебник. М.: ООО «Медицинское информационное агенство», 2001. 736с.

2. Красильников А.П., Романовская Т.Р. Микробиологический словарь-справочник. Минск: «Асар», 1999. 400с.

3. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. Учебник. М.: Издательский центр «Академия», 2003. 464с.

4. Нетрусов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М., и др. Экология микроорганизмов. Учебник. Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 272с.

5. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: «Мир», 1987. 567с.

6. Воробьев А.А., Быков А.С., Пашков Е.П., Рыбаков А.М. Микробиология: Учебник. М.: «Медицина», 1998. 336с.

Дополнительная:

1. Павлович С.А. Микробиология с вирусологией и иммунологией. Учебное пособие. Минск: «Вышэйшая школа», 2005. 799с.

2. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. Учебное пособие. Л.: Издательство Ленинградского университета, 1989. 248с.

3. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. Учебник. М.: Дрофа, 2005. 445с.

4. Bergey's Mannual of Determinative Bacteriology: Ninth edition. - Baltimor, 1994, 547p.

5. Environmental Microbiology, eds. by R.M.Maier, I.L. Pepper, C.P.Gerba, Academic Press, 2000, 585p.

6. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию: Учебное пособие. М.: Книжный дом «Университет», 2001. 256с.

2