Общая микробиология.

1. Предмет, история развития и основные достижения микробиологии. Задачи медицинской микробиологии.

I.Основные понятия:

Микроорганизмы - это невидимые невооружённым глазом мельчайшие живые одноклеточные организмы(существа).

Микробиология - наука, изучающая строение, жизнедеятельность и экологию микроорганизмов.

Медицинская микробиология - наука, изучающая патогенные для человека микроорганизмы и взаимоотношения, которые возникают между ними и организмом человека в условиях внешней среды.

II.Задачи медицинской микробиологии:

1. Изучает свойства (морфологию и физиологию) патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

2. Изучает роль патогенных и условно-патогенных микроорганизмов в развитии инфекционного процесса и иммунного ответа организма.

3. Разрабатывает методы лабораторной диагностики инфекционных заболеваний.

4. Разрабатывает средства специфической профилактики и терапии инфекционных заболеваний для их предупреждения и лечения.

5. Изучает экологию патогенных микроорганизмов, основные клинические проявления и распространённость инфекционных заболеваний.

III.Основные этапы исторического развития микробиологии:

1. Эвристический период (4-5 тыс. лет до н.э.- XVI в. н. э. ) связан с логическими и методическими приёмами нахождения истины, т. е. с эвристикой, а не с экспериментами и доказательствами. Мыслители того времени- Гиппократ, Варрон, Д. Фракастро.

2. Морфологический период начался с 1673 г., когда Антонио Ван Левенгук сделал своё открытие: изучая под микроскопом различные объекты( дождевую воду, настои, зубной налёт, кровь, сперму и т.д.) он наблюдал в них мельчайших «животных» («анимакулей»). В 1676г. А. Левенгук впервые увидел бактерии, описал и зарисовал их. Этот период продолжался до второй половины XIX века.

3. Физиологический период- начался со второй половины XIX века и связан с именами Луи Пастера и Роберта Коха и их учеников и последователей.

4. Иммунологический период- начался также со второй половины XIX века и связан с работами Луи Пастера по вакцинации, с открытиями теорий иммунитета И. И. Мечниковым и Паулем Эрлихом, Н. Ерне, П. Ф. Здрадовским, Ф. Бернетом и др.

5. Молекулярно - генетический период - начался с 50-х годов XX века и продолжается в настоящее время.

2. Основные принципы классификации микроорганизмов. Международная классификация и номенклатура бактерий по Берги. Понятие о виде, сероварианте, морфоварианте, хемоварианте, биоварианте, фаговарианте.

Многочисленные микроорганизмы (бактерии, грибы, простейшие, вирусы) строго систематизированы в определённом порядке по их сходству, различиям и взаимоотношениям между собой.

Этим занимается специальная наука - систематика микроорганизмов. Раздел систематики, изучающий принципы классификации, называется таксономией (от греч. taxis- расположение, порядок). Таксон - группа организмов, объединённая по определённым однородным свойствам в рамках той или иной таксономической категории. Основная таксономическая единица - вид.

Вид - это совокупность микроорганизмов, имеющих единые происхождение и генотип, сходных по своим биологическим признакам и обладающих наследственно закреплённой способностью вызывать в стандартных условиях качественно определённые процессы.

В медицинской микробиологии принята Международная классификация «Определитель бактерий» Д.Берги (8-ое изд-е. 1974г., в составлении его принимал участие 131 автор из 15 стран). В соответствии с систематикой Берги к микроорганизмам относят прокариоты и эукариоты.

Царcтво прокариотов - Procaryotae- состоит из 2-х отделов:

I - цианобактерии (Cyanobacteria) - сине-зелёные водоросли;

II - бактерии (Bacteria).

К I отделу относятся непатогенные микробы, обитающие во внешней среде. Их мед.микробиология не изучает.

Ко II отделу отнесены различные микробы, обитающие как во внешней среде, так и в организме человека и животных, среди них и патогенные микробы.

Отдел Bacteria состоит из 19 групп, в патологии человека наибольшее значение имеют следующие группы:

1. бактерии - Bacteria - размер которых колеблется от 0,15 до 40 микрон;

2. спирохеты - Spirochaetae - микробы, занимающие промежуточное положение между бактериями и простейшими (7 - 500 х 1,5 мк ;

3. риккетсии – Rickettsict - занимают промежуточное положение между бактериями и вирусами (0,3 - 0,4 мк);

4. микобактерии - Mycobacterium - возбудители туберкулёза и лепры (проказы).

Отличительная черта прокариотов та, что они не имеют диффферек-цированного ядра!

К эукариотам - высшим микроорганизмам, имеющим диффер. ядро и клетки, сходные по строению с растительными и животными клетками, относят:

1. — водоросли;

2. - грибы;

3. - простейшие.

Они не включены в «Определитель ...» Берги, они имеют другую систему

классификации.

Вирусы относятся к особому царству «Vira» и также имеют свою систематику.

С 1 января 1980 года введён новый Международный кодекс номенклатуры бактерий, в котором для прокариотов рекомендованы следующие таксономические категории:

подцарство - Procaryotae

отдел -bacteria,

класс - Classis

порядок - Ordo

семейство - Familia

род - Genus

вид - Species

подвид –

варианты:

• морфовары (отличие от морфологии)

• резистенсвары(отличие по устойчивости к антибиотикам)

• серовары (отличие по антигенам)

• фаговары (отличие по чувствительности к бактериофагам)

• биовары (отличие по биологическим свойствам)

В микробиологии широко применяются термины «штамм», «клон», «чистая культура».

«Штаммами» - называют различные микробные культуры одного и того же вида, выделенные из разных источников, или даже из одного источника, но в разное время.

Штамм более узкое понятие, чем вид или подвид.

«Клон» - это культура микробов, выращенная из единственной микробной клетки.

«Чистая культура» - это популяция микробов, состоящая из особей одного вида.

3. Размеры и основные формы бактерий, их характеристика.

Бактерии (от лат. bacteria -палочка) представляют собой в основном одноклеточные организмы, лишённые хлорофилла, отнесены к прокариотам. Величина их измеряется в микрометрах (мкм) и варьирует от 0,1 - 0,15 (микоплазмы) до 16 — 28 мкм (спириллы).

Большинство патогенных бактерий - 0,2-10 мкм. В записной книжке известного писателя Ильи Ильфа есть подслушанная где-то фраза: «Такой некультурный человек, что видел во сне бактерию в виде большой собаки». Масса микробов также ничтожно мала, в 1 г содержится примерно 100 млрд. бактерий. Существует 3 основные формы бактерии:

1. - палочковидная(палочки)

2. - шаровидная (кокковидная, кокки)

3. спиралевидная (извитая).

I. Палочковидные в зависимости от спорообразования подразделяются на бактерии, бациллы и клостридии.

Бактерии - палочки, не образующие споры (энтеробактерии).

Бациллы - палочки, образующие споры в аэробных условиях (бациллы сибирской язвы).

Клостридии - палочки, образующие споры в анаэробных условиях (клостридии

столбняка, клостридии ботулизма).

Большинство палочек имеет форму прямого цилиндра, некоторые имеют слегка изогнутую форму (микобактерии), изогнутая форма в виде запятой имеется у вибрионов (холерный вибрион).

Длина палочек от 1 до 8 мкм, в поперечнике - 0,5-2 мкм. Концы палочек могут быть закруглёнными (большинство), ровными, как бы обрубленными (сиб.язв.бациллы), заострёнными (фузобактерии), утолщёнными (возб-ль дифтерии).

Большинство палочек по отношению друг к другу располагаются без определённой системы, т.е. беспорядочно, некоторые располагаются попарно диплобактерии (клебспеллы), некоторые - цепочкой стрептобактерии (возб. мягкого шанкра), есть стрептобациллы (возб. сиб.язвы).

II. Шаровидные - кокки (kokkos - зерно), могут иметь сферическую форму, овальную, бобовидную, канцетовидную.

В зависимости от взаимного расположения кокки делятся на:

1. микрококки - располагаются одиночно, беспорядочно (это сапрофиты, в воздухе, в воде в ротовой полости и на коже организма человека);

2. диплококки - попарно (фекальный стрептококк, гонококки, пневмококки, менингококки);

3. тетракокки - по четыре (стафилококки);

4. стафилококки - скоплениями в виде виноградной грозди или неправильной формы;

5. стрептококки - в виде цепочек разной длины;

6. сарцины - в виде тюков по 8,16 и т.п.

III. Спиралевидные бактерии подразделяются на:

1. спириллы - (spira - завиток) имеют вид штопорообразных клеток (1-2 завитка); из патогенных известен 1 вид - Spirillumminor – возбудитель содоку (болезни укуса крыс).

2. спирохеты - тонкие длинные спирально извитые бактерии, отличающиеся от спирилл большим количеством завитков и подвижностью (спирохеты сифилиса, возвратных тифов и др.)

Непатогенные для человека бактерии, кроме перечисленных форм, могут быть иной формы: замкнутого или незамкнутого кольца, правильной шестиугольной звезды, иметь выросты, встречаются червеобразные бактерии.

4. Ультраструктура бактериальной клетки. Капсулы, жгутики, пили, споры и их функции.

Капсулы, жгутики, споры и их функции.

Некоторые бактерии (пневмококки, клебмеллы) образуют капсулу. Капсула — слизистое образование, прочно связанное с клеточной стенкой, имеющее чётко очерченные границы внешние. Капсула различима в мазках из патологического материала. В чистых культурах капсула образуется реже. Она выявляется при специальных методах окраски, создающих негативное контрастирование вещества капсулы, т.к. сама капсула остаётся неокрашенной, бесцветной (выявление капсул по Бурри, по Бурри - Гинсу, по Ребигеру и др.). Капсула гидрофильна, она препятствует фагоцитозу бактерий. Многие бактерии образуют микрокапсулу - слизистое образование, выявляемое при электронной микроскопии.

От капсулы следует отличать слизь - мукоидные экзополисахариды, не имеющие чётких внешних границ.

Капсула и слизь предохраняют бактерии от повреждений, высыхания, т.к. они гидрофильны и хорошо связывают воду; препятствуют действию защитных факторов макроорганизма и бактериофагов.

Жгутики - бактерий определяют их подвижность. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от ЦПМ; длина их больше, чем длина клетки - 3-12 м/см, а толщина 12-20 нм. Жгутики прикреплены к ЦПМ и клеточной стенке специальными дисками. По химическому составу они состоят из белка — флагеллина, обладающего антигенной специфичностью. Жгутики выявляют с помощью электронной микроскопии, сложных методов окраски (по Лефсрлеру), в нативных препаратах «раздавленная» или «висячая» капля в тёмном поле зрения или культуральным способом (посев в столбик полужидкого агара: помутнение всей среды указывает на подвижность, если помутнение только по ходу укола, значит культура неподвижная). Подвижные бактерии, т.е. имеющие жгутики, делятся на следующие группы:

1. монотрихи - имеют один жгутик (холерный вибрион);

2. лофотрихи - имеют пучок жгутиков на одном из концов клетки;

3. амфитрихи - имеют по одному жгутику или пучку жгутиков на противоположных концах клетки;

4. перитрихи - имеют десятки и сотни жгутиков, отходящих по периметру бактерий (КП, протей).

Фимбрии и пили - нитевидные образования, долее тонкие и короткие, чем жгутики. Они отходят от поверхности клетки, среди них выделяют: пилы, ответственные за адгезию, т. е. прикрепление бактерий к поражаемой клетке, ответственные за питание, водно-солевой обмен и половые или конъюгационные пили.

Споры - своеобразная форма покоящихся бактерий. Их образуют только грам+бактерии. Они образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий, сопровождающимся высушиванием, дефицитом питательных веществ и т.д. При этом внутри одной бактерии образуется одна спора. Поэтому образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения, как у грибов. У бацилл споры не превышают диаметра клетки, а у клостридий - превышают, и они поэтому принимают форму веретена.

Спорообразование, форма и расположение спор (центральное, терминальное, субтерминальное) в клетке (вегетативной) являются видовым свойством бактерий, что позволяет отличать их друг от друга. Форма спор может быть овальной, шаровидной; расположение в клетке терминальное - на конце палочки (Cl. tetani); субтерминальное - ближе к концу палочки (Cl.botalinum) и центральное (Вас. anthracis).

Спора более устойчива к действию внешних факторов, чем вегетативная клетка, например, в почве может сохраняться десятки лет. В благоприятных условиях споры прорастают, проходя 3 стадии: акитивацию (готовность к прорастанию), инициацию, вырастания. При этом их одной споры образуется одна бактерия.

5. Особенности строения спирохет, риккетсий, хламидий, микоплазм, актиномицетов и грибов.