1)Микробиология как наука

Микробиология (от греч. micros - малый, bios - жизнь, logos - учение) - наука, изучающая строение, жизнедеятельность и экологию микроорганизмов. Микробиология  изучает всех представителей микромира (бактерии, грибы, простейшие, вирусы). Микробиология является по своей сути биологической фундаментальной наукой. Для изучения микроорганизмов она использует методы других наук, прежде всего физики, биологии, биоорганической химии, молекулярной биологии, генетики, цитологии, иммунологии. Как и всякая наука, микробиология подразделяется на общую и частную. Общая микробиология изучает закономерности строения и жизнедеятельности микроорганизмов на всех уровнях (молекулярном, клеточном, популяционном), генетику и взаимоотношения их с окружающей средой. Частная микробиология изучает отдельных представителей микромира в зависимости от проявления и влияния их на окружающую среду, живую природу, в том числе человека.  К частным разделам микробиологии относятся: медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая (раздел биотехнологии), морская, космическая микробиология. Медицинская микробиология - наука, изучающая патогенные для человека микроорганизмы и взаимоотношения, которые возникают между ними и человеческим организмом в условиях внешней среды. В зависимости от природы изучаемых патогенных микроорганизмов медицинская микробиология делится на:  бактериологию (изучает патогенные бактерии)  вирусологию (учение о вирусах)  микологию (изучает патогенные для человека грибы)  протозоологию (изучает патогенные одноклеточные организмы)  иммунологию (науку о механизмах защиты организма от патогенных и непатогенных агентов)  санитарную микробиологию (изучает микрофлору окружающей среды и её влияние на человека)  клиническую микробиологию (изучает роль условно-патогенных микробов в патологии человека)  фармацевтическую микробиологию (изучает порчу лекарственного сырья и растений под действием микробов, обсеменённость лекарственных форм и т.п.) космическую микробиологию (изучает микрофлору космического пространства и др. планет) Техническая микробиология является частью биотехнологии; разрабатывает технологию получения из микроорганизмов разнообразных продуктов для народного хозяйства и медицины (антибиотики, вакцины, ферменты, белки, витамины). Основой современной биотехнологии является генетическая инженерия.

Задачи медицинской микробиологии:

 Изучает свойства (морфологию и физиологию) патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.  Изучает роль патогенных и условно-патогенных микроорганизмов в развитии инфекционного процесса и иммунного ответа макроорганизма.  Разрабатывает методы лабораторной диагностики инфекционных заболеваний.  Разрабатывает средства специфической профилактики и терапии инфекционных заболеваний для их предупреждения и лечения.  Изучает экологию патогенных микроорганизмов, основные клинические проявления и распространённость инфекционных заболеваний. 2) Виды микробиологических исследований. Классификация микробиологических исследований. Микроскопический метод исследования. Микробиологический метод. Биологический метод исследования. Основу микробиологической диагностики инфекционных заболеваний составляют микроскопические, микробиологические, биологические, серологические и аллергологические методы.

Микроскопический метод исследования

Микроскопические методы исследований включают приготовление мазков и препаратов для микроскопирования. В большинстве случаев результаты микроскопических исследований носят ориентировочный характер (например, определяют отношение возбудителей к окраске), так как многие микроорганизмы лишены морфологических и тинкториальных особенностей. Тем не менее микроскопией материала можно определить некоторые морфологические признаки возбудителей (наличие ядер, жгутиков, внутриклеточных включений и т.д.), а также установить факт наличия или отсутствия микроорганизмов в присланных образцах.

Микробиологический метод исследования

Микробиологические методы исследований — «золотой стандарт» микробиологической диагностики, так как результаты микробиологических исследований позволяют точно установить факт наличия возбудителя в исследуемом материале. Идентификацию чистых культур (до вида микроорганизма) проводят с учётом морфологических, тинкториальных, культуральных, биохимических, токситенных и антигенных свойств микроорганизма. Большинство исследований включает определение чувствительности к антимикробным препаратам у выделенного возбудителя. Для эпидемиологической оценки роли микроорганизма проводят внутривидовую идентификацию определением фаговаров, биоваров, резистентваров и т.д. Биологический метод исследования

Биологические методы

исследований направлены на определение наличия токсинов возбудителя в исследуемом материале и на обнаружение возбудителя (особенно при незначительном исходном содержании в исследуемом образце). Методы включают заражение лабораторных животных исследуемым материалом с последующим выделением чистой культуры патогена либо установлением факта присутствия микробного токсина и его природы. Моделирование экспериментальных инфекций у чувствительных животных — важный инструмент изучения патогенеза заболевания и характера взаимодействий внутри системы микроорганизм-макроорганизм. Для проведения биологических проб используют только здоровых животных определённых массы тела и возраста. Инфекционный материал вводят внутрь, в дыхательные пути, внутрибрюшинно, внутривенно, внутримышечно, внутрикожно и подкожно, в переднюю камеру глаза, через трепанационное отверстие черепа, субокципитально (в большую цистерну головного мозга). У животных прижизненно забирают кровь, экссудат из брюшины, после гибели — кровь, кусочки различных органов, СМЖ, экссудат из различных полостей.

Серологические методы исследований выявления специфических AT и Аг возбудителя — важный инструмент в диагностике инфекционных заболеваний. Особую ценность они имеют в тех случаях, когда выделить возбудитель не представляется возможным. При этом необходимо выявить повышение титров AT, в связи с чем исследуют парные образцы сыворотки, взятые в интервале 10-20 сут (иногда этот интервал может быть более длительным). AT обычно появляются в крови на 1-2-ю неделю заболевания и циркулируют в организме относительно долго, что позволяет использовать их выявление для ретроспективных эпидемиологических исследований. Определение классов Ig чётко характеризует этапы инфекционного процесса, а также может служить косвенным прогностическим критерием, Особое значение имеют методы выявления микробных Аг. В значимых количествах они появляются уже на самых ранних сроках, что делает их идентификацию важным инструментом экспресс-диагностики инфекционных заболеваний, а количественное их определение в динамике инфекционного процесса служит критерием эффективности проводимой антимикробной терапии.

Аллергологические методы исследования Антигены многих возбудителей обладают сенсибилизирующим действием, что используют для диагностики инфекционных заболеваний, а также при проведении эпидемиологических исследований. Наибольшее распространение нашли кожно-аллергические пробы, включающие внутри-кожное введение Аг (аллергена) с развитием реакции ГЗТ. Кожные пробы нашли применение в диагностике таких заболеваний как сап, мелиоидоз, бруцеллёз. Наиболее известна проба Манту, используемая как для диагностики туберкулёза, так и для оценки невосприимчивости организма к возбудителю.

3) систематика номенклатура и классификация бактерий

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:

1. Vira — к ним относятся вирусы;

2. Eucariotae — к ним относятся простейшие и грибы;

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

Изучая данные, собранные по особенностям строения микроорганизмов, можно выделить характеристики, которые позволят в дальнейшем определить место бактерии в общей классификации:

4. морфология – размеры, формы и их соотношения;

5. окрашивание по Граму (грамотрицательное или грамположительное);

6. биохимические – какие вещества образовывают в процессе бактериального жизненного цикла;

7. наличие в организме возможности производить антитела (антигенные);

8. физиология (питание, дыхание, размножение);

9. наличие возможности образовывать споры;

10. степень однородности генов.

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

1. 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;

2. сетчатого аппарата Гольджи;

3. эндоплазматической сети;

4. митохондрий.

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

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

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

3. 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:

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

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

4) Морфологические свойства бактерий. Бактерии — микроорганизмы, не имеющие оформленного ядра (прокариоты).

Для бактерий характерны четыре основные формы: сферическая (шаровидная), цилиндрическая (палочковидная), извитая и нитевидная.Бактерии шаровидной формы — кокки — в зависимости от плоскости деления и расположения относительно друг друга отдельных особей подразделяются на микрококки (отдельно лежащие кокки), диплококки (парные кокки), стрептококки (цепочки кокков), стафилококки (имеющие вид виноградных гроздьев), тетракокки (образования из четырех кокков) и сарцины (пакеты из 8 или 16 кокков).Палочковидные бактерии располагаются в виде одиночных клеток,в виде запятой, дипло- или стрептобактерий.Извитые формы бактерий — вибрионы и спириллы, а также спирохеты. Вибрионы имеют вид слегка изогнутых палочек, спириллы — извитую форму с несколькими спиральными завитками.

Размеры бактерий колеблются от 0,1 до 10 мкм. В состав бактериальной клетки входят капсула, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана и цитоплазма, в которой содержатся нуклеоид, мезосомы,рибосомы и включения. Некоторые бактерии снабжены жгутиками и ворсинками. Ряд бактерий образуют споры, которые располагаются терминально, субтерминально или центрально; превышая поперечный размер клетки, споры придают ей веретенообразную форму.

Методы окраски мазков

Простой метод. Фиксированный мазок окрашивают каким-либо одним красителем, например фуксином водным (1—2 мин) или метиленовым синим (3—5 мин), промывают водой, высушивают и микроскопируют.

Сложные методы. Включают последовательное нане­сение на препарат красителей, различающихся по химическому составу и цвету, протрав и дифференцирующих веществ. Это позволяет выявить определенные структуры клеток и дифференцировать одни виды микроорганизмов от других.

Окраска по методу Грама. 1. На фиксированный мазок наносят карболово-спиртовой раствор генцианового фиолето­вого через полоску фильтровальной бумаги. Через 1—2 мин ее снимают, а краситель сливают.Наносят раствор Люголя на 1—2 мин.Обесцвечивают препарат этиловым спиртом в течение 30—60 с до прекращения отхождения фиолетовых струек красителя.Промывают препарат водой.Докрашивают мазок водным раствором фуксина в тече­ние 1—2 мин, промывают водой, высушивают и микроскопи- руют.

Грамположительные бактерии окрашиваются в темно-фиоле­товый цвет, грамотрицательные — в красный (рис. 16).

Отношение бактерий к окраске по Граму определяется их способностью удерживать образовавшийся в процессе окраски комплекс генцианового фиоле­тового с йодом. Это зависит от различий в химическом составе и в прони­цаемости клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также от соотношения РНК и ДНК в их цитоплазме. В клеточной стенке грамположительных бактерий наиболее выражен муреиновый (мукопептидный слой), содержащий гликопептиды и тейхоевую кислоту. Пептидогликаны грамположительных бактерий структурно отличаются от грамотрицательных бактерий. Тейхоевые кислоты стабилизируют ионы магния на поверхности клеток. У грамположительных бактерий на поверхности клетки имеется комп­лекс протеин — рибонуклеат магния; соотношение РНК и ДНК в их цитоплазме составляет 8 :1; у грамотрицательных бактерий это соотношение равно 1 :1. Изоэлектрическая точка цитоплазмы у грамположительных бактерий находится при pH 2,0—3,0, у грамотрицательных — около 5,0. После обработки раствором йода, являющегося окислителем, происходит сдвиг изоэлектрической точки в кислую сторону, выраженный у грамположительных бактерий в большей степени, чем у грамотрицательных.

Кроме того, проницаемость клеточной стенки у грамположительных бак­терий меньше, чем у грамотрицательных. Таким образом, у грамположительных бактерий создаются оптимальные условия для прочной фиксации красителя и резистентности к обесцвечиванию спиртом.

Окраска по Граму имеет важное дифференциально-диаг­ностическое значение и широко используется в микробиологии. К грамположительным бактериям относятся стафилококки, стрептококки, коринебактерии дифтерии, микобактерии тубер­кулеза и др., к грамотрицательным—гонококки, менингококки, кишечная палочка и др. Некоторые виды бактерий могут ок­рашиваться по Граму вариабельно в зависимости от возраста, особенностей культивирования и других факторов, изменяющих структуру клеточной стенки.

Основная ошибка, допускаемая при окраске по Г раму,

состоит в переобесцвечивании или недообесцвечивании мазка спиртом. В первом случае грамположительные бактерии мо­гут утрачивать первоначальную окраску генциановым фиоле­товым и приобретать красный цвет (характерный для грамот- рицательных бактерий) в результате последующей докраски мазка фуксином. Во втором случае грамотрицательные бакте­рии могут сохранять сине-фиолетовый цвет генцианового фиолетового. Для правильной окраски следует строго соблю­дать технику обесцвечивания (см. п. 3 описания окраски по Г раму).

Окраска кислотоустойчивых бактерий по методу Циля— Нельсена. 1. На фиксированный мазок наносят карболовый раствор фуксина через полоску фильтровальной бумаги и подогревают до появления паров в течение 3—5 мин.Снимают бумагу, промывают мазок водой.На мазок наносят 5% раствор серной кислоты или 3% раствор солянокислого спирта на 1—2 мин для обесцвечи­вания.Промывают водой.Докрашивают мазок водным раствором метиленового синего в течение 3—5 мин.Промывают водой, высушивают и микроскопируют.

Кислотоустойчивость обусловлена наличием в клеточной стенке и цитоплазме бактерий повышенного количества ли­пидов, воска и оксикислот, в частности миколовой кислоты. Раствор карболовой кислоты разрыхляет клеточную стенку и тем самым повышает ее тинкториальные свойства, а высо­кая концентрация красителя и нагревание в процессе окраски усиливают реакцию взаимодействия красителя с бактериальными клетками, которые окрашиваются при этом в красный цвет. При обработке препарата серной кислотой некислотоустойчи­вые бактерии обесцвечиваются и окрашиваются метиленовым синим в голубой цвет, а кислотоустойчивые бактерии остают­ся окрашенными фуксином в красный цвет

Окраска спор по методу Ожешки. 1. На нефиксированный мазок наносят 0,5% раствор хлористоводородной кислоты и подогревают на пламени горелки в течение 2—3 мин.Кислоту сливают, препарат промывают водой, просуши­вают и фиксируют над пламенем горелки.Окрашивают препарат по Цилю —Нельсену. Споры бакте­рий при этом приобретают красный цвет, а вегетативные фор­мы—синий .

Окраска зерен волютина по методу Нейссера. 1. На фикси­рованный мазок наносят ацетат синьки Нейссера на 2—3 мин.Наносят раствор Люголя на 10—30 с.Промывают препарат водой.Мазок докрашивают водным раствором везувина или хризоидина в течение 'А—1 мин.Промывают водой, высушивают и микроскопируют.

Зерна волютина представляют собой соединения, имеющие в отличие от цитоплазмы щелочную реакцию и поэтому избирательно воспринимают ацетат синьки, окрашиваясь в темно-синий цвет. Цитоплазма клетки, обладающая кислой ре­акцией, воспринимает щелочной краситель везувин и окраши­вается в желтый цвет (рис. 19).

Обнаружение капсул по методу Бурри—Гинса. 1. Готовят препарат по Бурри: смешивают каплю взвеси микробов с кап­лей туши и при помощи стекла со шлифовальным краем готовят мазок так же, как мазки из крови; затем его высу­шивают и фиксируют.На мазок наносят водный раствор фуксина на 1—2 мин.

Промывают водой, высушивают на воздухе и микроско­пируют. При этом бактерии окрашиваются в красный цвет, а неокрашенные капсулы контрастно выделяются на черно­розовом фоне.

6) Окраска по методу Грама. 1. На фиксированный мазок наносят карболово-спиртовой раствор генцианового фиолето­вого через полоску фильтровальной бумаги. Через 1—2 мин ее снимают, а краситель сливают.Наносят раствор Люголя на 1—2 мин.Обесцвечивают препарат этиловым спиртом в течение 30—60 с до прекращения отхождения фиолетовых струек красителя.Промывают препарат водой.Докрашивают мазок водным раствором фуксина в тече­ние 1—2 мин, промывают водой, высушивают и микроскопи- руют.

Грамположительные бактерии окрашиваются в темно-фиоле­товый цвет, грамотрицательные — в красный (рис. 16).

Отношение бактерий к окраске по Граму определяется их способностью удерживать образовавшийся в процессе окраски комплекс генцианового фиоле­тового с йодом. Это зависит от различий в химическом составе и в прони­цаемости клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также от соотношения РНК и ДНК в их цитоплазме. В клеточной стенке грамположительных бактерий наиболее выражен муреиновый (мукопептидный слой), содержащий гликопептиды и тейхоевую кислоту. Пептидогликаны грамположительных бактерий структурно отличаются от грамотрицательных бактерий. Тейхоевые кислоты стабилизируют ионы магния на поверхности клеток. У грамположительных бактерий на поверхности клетки имеется комп­лекс протеин — рибонуклеат магния; соотношение РНК и ДНК в их цитоплазме составляет 8 :1; у грамотрицательных бактерий это соотношение равно 1 :1. Изоэлектрическая точка цитоплазмы у грамположительных бактерий находится при pH 2,0—3,0, у грамотрицательных — около 5,0. После обработки раствором йода, являющегося окислителем, происходит сдвиг изоэлектрической точки в кислую сторону, выраженный у грамположительных бактерий в большей степени, чем у грамотрицательных.

Кроме того, проницаемость клеточной стенки у грамположительных бак­терий меньше, чем у грамотрицательных. Таким образом, у грамположительных бактерий создаются оптимальные условия для прочной фиксации красителя и резистентности к обесцвечиванию спиртом.

Окраска по Граму имеет важное дифференциально-диаг­ностическое значение и широко используется в микробиологии. К грамположительным бактериям относятся стафилококки, стрептококки, коринебактерии дифтерии, микобактерии тубер­кулеза и др., к грамотрицательным—гонококки, менингококки, кишечная палочка и др. Некоторые виды бактерий могут ок­рашиваться по Граму вариабельно в зависимости от возраста, особенностей культивирования и других факторов, изменяющих структуру клеточной стенки.

7) Споры (эндоспоры) бактерий — особый тип покоящихся репродуктивных клеток, характеризующихся резко сниженным уровнем метаболизма и высокой резистентностью.

Бактериальная спора формируется внутри материнской клетки и называется эндоспорой. Способностью к образова­нию спор обладают преимущественно палочковидные грамположительные бактерии родов Bacillus и Clostridium, из шаро­видных бактерий — лишь единичные виды, например, Sporosarcina ureae. Как правило, внутри бактериальной клетки образуется только одна спора.

Основная функция спор—сохранение бактерий в небла­гоприятных условиях внешней среды. Переход бактерий к спо­рообразованию наблюдается при истощении питательного суб­страта, недостатке углерода, азота, фосфора, накоплении в среде катионов калия и марганца, изменении рН, повышении содержания кислорода и т. д.

Процесс образования спор проходит ряд последовательных стадий:

подготовительная. Изменяется метаболизм, завершаетется репликация ДНК и происходит ее конденсация. Клетка содер­жит два или более нуклеоида, один из них локализуется в спорогенной зоне, остальные — в цитоплазме спорангия. Одно­временно синтезируется дипиколиновая кислота;

стадия предспоры. Со стороны цитоплазматической мем­браны вегетативной клетки происходит врастание двойной мембраны, или септы, отделяющей нуклеоид с участком уплот­ненной цитоплазмы (спорогенная зона). В результате чего образуется проспора, окруженная двумя мембранами;

образование оболочек. Вначале между мембранами про-споры образуется зачаточный пептидогликановый слой, затем над ним откладывается толстый пептидогликановый слой кор-текса и вокруг его наружной мембраны формируется споро­вая оболочка;

созревание споры. Заканчивается образование всех струк­тур споры, она становится термоустойчивой, приобретает ха­рактерную форму и занимает определенное положение в клетке.

При попадании в благоприятные условия споры прораста­ют в вегетативные клетки, Этот процесс начинается с погло,-

Метод Ожешко. Препарат высушивают на воздухе и, не фиксируя, протравливают 0,5% соляной кислотой при осторожном нагревании. Для этого предметное стекло с одного конца берут пинцетом и подогревают до появления пара (не допускать кипения!) в течение 2-3 минут. Затем препарат охлаждают, осторожно промывают водой, подсушивают и фиксируют над пламенем горелки. На фиксированный препарат кладут листок фильтровальной бумаги размером 10x10 мм, наливают на него карболовый фуксин Циля (рец. 10) и осторожно подогревают до паров (не допускать кипения!) в течение 7-8 минут, В течение этого времени следят за наличием краски на препарате и по мере испарения осторожно по каплям добавляют ее, не допуская высыхания. После прогревания ли­сток фильтровальной бумаги снимают пинцетом, сливают остатки краски, препарат обрабатывают 5-7 секунд 5% раствором серной кислоты, тщательно промывают дистиллированной водой, докрашивают метиленовым синим Леффлера (рец. 11) или 1% раствором малахитовой зелени в течение 3-4 минут, вновь промывают дистиллированной водой и высушивают. Препарат микроскопируют под масляной иммерсией. При правильном окрашивании вегетативная часть клетки будет синяя (зеленая), а споры - красные.

Метод Пешкова. Мазок фиксируют над пламенем горелки. На фиксированный препарат кладут листок фильтровальной бумаги, наливают водно-спиртовой раствор метиленового синего (рец. 12), нагревают до кипения, смывают дистиллированной водой. Затем препарат докрашивают в течение 10-15 секунд водным раствором нейтрального красного, смывают дистиллированной водой, просушивают и микроскопируют под масляной иммер­сией. При правильном окрашивании вегетативная часть клетки окрашивается в красный цвет, а споры - в синий.

Метод Циля. Препарат высушивают на воздухе, фиксируют над пламенем горелки, протравливают 5% раствором хромовой кислотой в течение 5-10 минут и промывают дистиллированной водой. Излишки воды сливают, на препарат кладут листок фильтровальной бумаги и наливают карболовый фуксин Циля. Предметное стекло берут пинцетом и подогревают до появления пара (не допускать кипения!). Затем препарат промывают дистиллированной водой, обес­цвечивают в течение 10-15 минут 1% раствором серной кислоты и быстро промывают дистиллированной водой. После этого препарат течение 15 – 20 минут докрашивают метиленовым синим, промывают дистиллированной водой и высушивают. Препарат микроскопируют под масляной иммерсией. При правильном окрашивании вегетативная часть клетки будет синяя, а споры - красные.

Бациллы

Спорообразующие аэробные виды бактерии бациллы – род, который насчитывает около 200 видов бактерий. Все они грамположительные и имеют форму палочек.

Среди спорообразующих бактерий бацилл есть патогенные для человека виды. Так, сибирскую язву вызывает бацилла антрацис (возбудитель сибирской язвы). В человеческий организм болезнетворный возбудитель попадает через повреждения на коже. Зараженные ткани подвергаются токсическому воздействию продуктов жизнедеятельности антрацис и отмирают.

Клостридии и десульфотомакулум

Спорообразующие бактерии клостридии являются грамположительными анаэробами, которые не могут выжить в кислородной среде. Иначе они называются облигатными.

Клостридии имеют вид загнутой палочки и довольно крупные размеры. Они живут в основном в организмах живых существ, могут быть подвижными (со жгутиками) или неподвижными (без жгутиков).

Клостридии, которые обладают патогенными свойствами и могут погубить другие живые организмы, чаще всего имеют надстройку-капсулу. То есть сама клетка не соприкасается с внешней средой, а находится в капсуле. Цитоплазма этого вида анаэробов по своему составу не отличается от цитоплазмы спорообразующих аэробных бактерий, разница только в метаболических процессах.

Некоторые виды Клостридий вырабатывают токсичные яды, в том числе и ботулотоксин – один из самых сильных органических ядов. Патогенные виды клостридий – это возбудители столбняка, гангрены, ботулизма и т.д

8) Капсула клетки – поверхностная слизистая структура, образующаяся вокруг оболочки. Это аморфное вещество имеет большое значение для жизнедеятельности клетки, делает оболочку более прочной и плотной, служит защитным барьером на пути фагоцитов, иногда выполняет роль кладовой и хранит запасы пищи. В строении капсулы различают два слоя: внутренний и наружный. Внутренний слой – часть наружного слоя цитоплазмы клетки, а наружный – результат секреторной функции бактерии.

Виды капсул

Продукты биосинтеза бактерии откладывают вокруг клеточной оболочки в виде своеобразного кокона, поддерживающего жизнедеятельность клетки. В зависимости от толщины слизистого слоя различают:

1. Микрокапсулы. Слой слизи меньше 0,2 мкм. Выявляется только с помощью электронного микроскопа.

2. Макрокапсулы, имеющие стенки толще 0,2 мкм. Их уже можно рассмотреть в обычный микроскоп, но для выявления слизистой структуры понадобится специальная окраска негативным методом.

Не все микроорганизмы обладают способностью образовывать верхний слой в виде аморфного кокона. Некоторые бактерии образуют их в любых условиях (истинно капсульные бактерии), но для большинства образование капсул – метод защиты от окружающей среды.

Для микроорганизмов защитные оболочки имеют большое значение:

• они образуют влажную среду, в которой клетка чувствует себя более комфортно;

• аморфное строение кокона защищает клетки от высыхания и предохраняет их от механических повреждений;

• увеличивают способность бактерий сцепляться друг с другом или с другими поверхностями, т. е. увеличивают их адгезию;

• выполняют функции иммунного барьера, т. е. препятствуют проникновению в клетку фагов (вирусов для микроорганизмов).

Клетки, имеющие капсулу, способны выжить в неблагоприятных условиях. Особенно ярко это выявляется на примере патогенных микробов. При попадании в организм некоторые бактерии тут же обзаводятся рыхлой стенкой, защищающей их от иммунной системы макроорганизма (человека или животного), тогда как во внешней среде они превосходно существуют в своем обычном виде. В случае с патогенными бактериями наличие капсулы затрудняет антибиотикам проникновение в клетку и, соответственно, мешает организму победить болезнь.

Если бактерии соединены в колонию, то оболочка помогает осуществлять связь между отдельными клетками и выполняет функции их соединения между собой. Вязкая субстанция капсулы также имеет значение для крепления клетки или колонии к другим поверхностям.

Внеклеточные полимерные вещества, накапливаемые в капсуле, можно применять на практике. Так, их используют для получения искусственной плазмы крови или для выращивания тончайших синтетических пленок.

В нормальном состоянии бактерии тоже прозрачны. Обычно для выявления клеток используют различные методы окраски, что позволяет легко рассмотреть их под микроскопом. Но для капсул обычные способы не подходят по нескольким причинам:

1. Слизистое вещество капсулы плохо задерживает красящие пигменты, после промывки препарата (это обязательная процедура при окрашивании) слизь остается бесцветной.

2. Аморфные оболочки очень мягкие и непрочные, в процессе окрашивания их легко повредить. При обычных методах окрашивания препарат подвергается механическим воздействиям, которые могут уничтожить сам объект исследования.

Одним из способов выявления такой непрочной субстанции является метод окраски по Гинсу. Он основан на неспособности капсулы удерживать краску и заключается в окрашивании окружающей среды и самой бактерии:

• на предметное стекло наносят каплю туши;

• добавляют в тушь куплю раствора, содержащего исследуемые клетки;

• перемешивают и аккуратно распределяют жидкость по поверхности;

• оставляют для высыхания на воздухе и фиксируют (обрабатывают сулемой, спиртом или быстро обжигают);

• погружают в раствор красящих веществ;

• промывают водой и высушивают.

Под микроскопом готовый препарат выглядит следующим образом: на темном (или черном) фоне туши хорошо видны красные или фиолетовые бактерии, окруженные светлым (неокрашенным) ободком.

Один из самых простых методов выявления капсул – окраска по Дюгиду. При этом способе тушь смешивают с культурой на предметном стекле, затем помещают сверху покровное стекло и сильно прижимают, в результате чего жидкость распределяется тонким слоем между поверхностями. Рассматривают готовый препарат с помощью специального объектива с большим увеличением. На темном фоне окружающей клетки туши отчетливо выделяются прозрачные зоны капсул.

Выявить капсулы можно еще несколькими методами:

• с помощью окраски по Романовскому – Гимзе с использованием специального красящего состава;

• методом окраски по Михину с помощью метиленовой сини Леффлера;

• методом окрашивания по Бурри – Гинсу.

9) жгутики-Эти структурные элементы клетки определяют ее подвижность. Чаще всего это тонкие нити, которые берут свое начало еще от цитоплазматической мембраны. Некоторые виды микробов имеют существенно больший жгутик, чем сама клетка-хозяин.

Отростки способны проталкивать клетку в жидкой среде. Строение жгутика таково, что он может быстро перемещать тело-клетку, и при этом она будет преодолевать сравнительно большие расстояния. Движения эти совершаются по принципу пропеллера. Чтобы перемещаться, микробы используют один или несколько отростков.

У некоторых микробов отростки могут быть дополнительным фактором патогенности (болезнетворности). Это можно объяснить с тем, что он способствует приближению патогенного микроорганизма к здоровой клетке.

Эти части микроорганизма представляют собой спирально закрученные нити. Они имеют разную толщину и длину, а также амплитуду витка. Некоторые бактерии с жгутиками имеют сразу несколько разновидностей этих органов.Состоят эти элементы клетки из специального белка – флагеллина. Он имеет сравнительно небольшую молекулярную массу. Это позволяет субъединицам молекул располагаться по спирали и таким образом составлять строение отростка определенной длины.

Какие различия имеют жгутиковые микроорганизмы

В зависимости от количества и способа расположения все микроскопические организмы разделяют на такие типы:

1. Монотрихи. Это бактерии с одним жгутиком.

2. Лофотрихи. У этих клеток на конце есть пучок отростков.

3. Перитрихи. Такие микробы имеют много отростков по всей поверхности.

4. Амфитрихи. У этих микроорганизмов двустороннее, или биполярное расположение жгутиков.

Наиболее часто для окрашивания жгутиков используют способ Леффлера (Loffler). Методика окраски: 1. На высушенный и зафиксированный мазок наливают протраву в таком количестве, чтобы покрыть всю поверхность покровного стеклышка, и выдерживают 3 – 5 минут при комнатной температуре. 2. По истечении указанного времени препарат осторожно и тщательно промывают проточной водой. 3. На препарат наносят раствор фуксина (1 часть насыщенного спиртового раствора фуксина на 10 частей воды) и препарат прогревают над пламенем до появления пара. 4. Препарат промывают водой и микроскопируют

10)Многие бактерии подвижны. Имеется несколько принципиально различных типов движения бактерий. Наиболее распространено движение при помощи жгутиков: одиночных бактерий и бактериальных ассоциаций (роение). Частным случаем этого также является движение спирохет, которые извиваются благодаря аксиальным нитям, близким по строению к жгутикам, но расположенным в периплазме. Другим типом движения является скольжение бактерий, не имеющих жгутиков, по поверхности твёрдых сред и движение в воде безжгутиковых бактерий рода Synechococcus^[2]. Его механизм пока недостаточно изучен; предполагается участие в нём выделения слизи (проталкивание клетки) и находящихся в клеточной стенке фибриллярных нитей, вызывающих «бегущую волну» по поверхности клетки. Наконец, бактерии могут всплывать и погружаться в жидкости, меняя свою плотность, наполняя газами или опустошая аэросомы.

Бактерии активно передвигаются в направлении, определяемом теми или иными раздражителями. Это явление получило название таксис. Различают хемотаксис, аэротаксис, фототаксис и др.

Какие различия имеют жгутиковые микроорганизмы

В зависимости от количества и способа расположения все микроскопические организмы разделяют на такие типы:

1Монотрихи. Это бактерии с одним жгутиком.

2Лофотрихи. У этих клеток на конце есть пучок отростков.

3Перитрихи. Такие микробы имеют много отростков по всей поверхности.

4Амфитрихи. У этих микроорганизмов двустороннее, или биполярное расположение жгутиков

11) Реснички (цилии) — органеллы, представляющие собой тонкие (диаметром 0,1—0,6 мкм) волосковидные структуры на поверхности эукариотических клеток. Длина их может составлять от 3—15 мкм до 2 мм (реснички гребных пластинок гребневиков). Могут быть подвижны или нет: неподвижные реснички играют роль рецепторов. Характерны для инфузорий. У многих беспозвоночных животных ими покрыта вся поверхность тела (ресничные черви, личинки кишечнополостных и губок) или отдельные его участки (например, жабры у полихет и двустворчатых моллюсков, подошва ноги у брюхоногих моллюсков^{[источник не указан 2767 дней]}). У коловраток из специализированных ресничек состоит коловращательный аппарат. У многих беспозвоночных (кишечнополостные, гребневики, турбеллярии и др.) реснички также имеются на клетках кишечного эпителия. У позвоночных (в том числе человека) клетки с подвижными ресничками также есть во многих органах. У человека ресничным эпителием выстланы дыхательные пути, евстахиевы трубы, семявыносящие канальцы, желудочки мозга и спинномозговой (центральный) канал^{[источник не указан 2767 дней]}. Видоизмененные реснички служат световоспринимающим аппаратом фоторецепторов сетчатки глаза и воспринимающим запахи аппаратом хеморецепторов обонятельного эпителия.