Микробиология — это наука, предметом изучения которой являются микроорганизмы (МО). МО - это одноклеточные или неклеточные живые существа, невидимые невооруженным глазом и лишенные хлорофилла. Среди МО различают:

1. Безвредные для организма человека — сапрофиты

2. МО наносящие вред здоровью человека — патогенные, болезнетворные

3. МО наносящие вред здоровью человека при определенных условиях - условно патогенные.

История развития микробиологии

1695г. - создание микроскопа

Периоды развития микробиологии:

1. Морфологический (описательный) — 17-18вв.

2. Физиологический — 19в.

3. Иммунологический — с конца 19го века до настоящего времени.

В морфологический период было доказано, что инфекционные заболевания вызывают невидимые существа. В физиологический период (Пастер, Кох) были изучены особенности роста бактерий, разработаны питательные среды, открыты возбудители туберкулеза, холеры. Пастером были разработаны вакцины против бешенства, сибирской язвы, доказана сущность брожения. Иммунологический период характеризуется открытием фагоцитоза (Мечников), открытие механизмов иммунитета (Эрлих), антитела. Открытие Ивановским вирусов — 1898г. Открытие Флемингом антибиотиков. Получение Ермольевой советского антибиотика — пенициллина 1942г.

Структура бактериальной клетки

Все микроорганизмы делятся на три царства:

1. Царство Вира (МО, не имеющие клеточного строения — вирусы). Они состоят из молекулы ДНК или РНК, покрытые белковой оболочкой.

2. Царство прокариот (одноклеточные микроорганизмы имеющие прокатиотическую (неядерную) клетку — бактерии).

3. Царство эукариот (одноклеточные микроорганизмы, имеющие эукариотическую (ядерную) клетку — простейшие, грибки).

В соответствии с классификацией, все микроорганизмы делятся на царства, группы, семейства, роды, виды. Основной классификационной единицей является вид. Вид — это однородная группа микробов, обладающих единым генотипом, одинаковыми свойствами и единым экологическим биотопом (среда обитания). Задачей микробиологической диагностики является определение вида микроорганизма.

Наименование вида микроба в соответствии с двойной номенклатурой состоит из двух латинских слов: первое слово — родовое название с большой буквы, второе слово — с маленькой буквы. Например, название рода — Стафилококк, название вида — Стафилококк золотистый.

Морфология бактерий

Строение бактериальной клетки. Бактерия — это одноклеточный микроорганизм лишенный хлорофилла, невидимый невооруженным взглядом и имеющий прокариотическую клетку. Прокариотическая клетка бактерий состоит из основных структур присущих всем бактериям и дополнительных структур, характерных для некоторых видов бактерий.

Основные структуры бактериальной клетки:

1. Нуклеоид — кольцевая ДНК (хромосома бактерий) находится в цитоплазме, не имеет ядерных оболочек, несет генетическую информацию.

2. Рибосомы — обеспечивают синтез белка в клетке.

3. Цитоплазма — гель, состоящий из белков, жиров и углеводов. В ней находятся основные структуры клетки.

4. Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) — отделяет цитоплазму от клеточной стенки, через нее осуществляется транспорт питательных веществ в клетку.

5. Клеточная стенка — формообразующие и защитные функции.

Толщина клеточной стенки зависит от содержания в ней пептидоглигана. По современной классификации различают:

1. Толстостенные бактерии (Грам плюс) — содержат до 90% пептидогликана, окрашиваются по Грамму в фиолетовый цвет

2. Тонкостенные бактерии (Грам минус) — содержат до 10% пептидогликана, окрашиваются по Грамму в красный цвет

Дополнительные структуры бактериальной клетки:

1. Жгутики — органы движения бактерий. Имеются у некоторых видов палочковидных бактерий.

2. Капсула — слизистый слой, покрывающий клеточную стенку. Защищает бактерию от защитных сил организма человека (фагоцитоза). Образуется при попадании бактерии в организм человека.

3. Споры — плотная оболочка, покрывающая нуклеоид и часть цитоплазмы при попадании бактерии в неблагоприятные условия внешней среды. Обеспечивает сохранность вида.

4. Пили — плазматические ворсинки на поверхности клеточной стенки, служат для прикрепления бактерий к определенному органу человека (имеются только у патогенных бактерий).

Группы микроорганизмов (бактерий)

1. Истинные бактерии — кокки и палочки.

2. Актиномицеты — ветвистые бактерии.

3. Спирохеты — спиралевидные бактерии, самые крупные.

4. Риккетсии — мельчайшие внутриклеточные паразиты.

5. Хламидии — внутриклеточные паразиты

6. Микоплазмы — бактерии, не имеющие клеточной стенки.

Характеристика различных групп микроорганизмов

В зависимости от формы и размера бактериальной клетки, а также взаимоотношения с клеткой хозяина различают:

1. Собственно бактерии (истинные) — размер клеток 1-6мкм. По форме клеток бактерии подразделяются на:

1.1. Шаровидные (кокки) — диаметр 1мкм, не имеют жгутиков, не образуют спор. Некоторые (диплококки) образуют капсулу. По взаиморасположению кокки подразделяются на:

1.1.1. Микрококки — одиночные кокки.

1.1.2. Диплококки — парные кокки

1.1.3. Стрептококки — располагаются цепочкой

1.1.4. Стафилококки — располагаются в виде гроздьев.

1.1.5. Тетракокки — располагаются по четыре

1.1.6. Сарцины — тюками по 8-16 штук

К патогенным коккам относятся — стафилококки, диплококки, стрептококки.

1.2. Палочковидные (палочки) — имеют цилиндрическую форму и размер 1-6мкм.

Бывают:

1.2.1. Прямые — кишечная палочка

1.2.2. Изогнутые — холерный вибрион

1.2.3. Извитые — спириллы (сапрофиты)

1.2.4. Ветвистые — туберкулезная палочка

Многие патогенные палочки подвижны. Жгутики (трихи) располагаются на поверхности бактериальной клетки и содержат белок флагелин. По количеству и расположению жгутиков различают:

1. Монотрихи — один жгутик на одном конце

2. Лофотрихи — пучок жгутиков на одном конце

3. Амфитрихи — пучок жгутиков на обеих концах

4. Перетрихи — жгутики располагаются по всех поверхности клетки

Некоторые патогенные бактерии могут образовывать капсулу и споры. Бактерии, образующие споры называют бациллами. Спора — это форма сохранения вида при неблагоприятных условиях внешней среды. Образование спор начинается с уплотнения цитоплазмы вокруг нуклеоида, после чего формируется кальциевая плотная оболочка, обеспечивающая длительность сохранения бактерии (100лет и выше). В благоприятных условиях оболочка растворяется и спора превращается в вегетативную клетку.

2. Спирохеты — это спиралевидные бактерии, имеющие крупные размеры (до 100мкм). В отличие от других бактерий в цитоплазме спирохет имеются осевые фибриллы, за счет сокращения которых осуществляется четыре вида движения. Жгутики отсутствуют. По типу движения и крупным формам напоминают простейших. Патогенные спирохеты являются возбудителями сифилиса, лептоспироза, болезнь Лайма.

3. Риккетсии — мельчайшие бактерии 0,2-1мкм, в отличие от истинных бактерий являются внутриклеточными паразитами и не растут на питательных средах. По размеру и взаимоотношений с хозяином напоминают вирусы. Являются возбудителями сыпного тифа.

4. Хламидии — мелкие внутриклеточные паразиты, размножаются только в теле хозяина.

5. Микоплазмы — мелкие шарообразные бактерии, лишенные клеточной стенки. Вызывают воспаление половых путей.

6. Актиномицеты — крупные ветвистые бактерии, напоминают грибы.