ÐÑновнÑе_ÑоÑмÑ_бакÑеÑий_ÐÑÑоение_бÐ

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА представляет собой биополимер – пептидогликан (муреин), являющийся плотной структурой. По строению клеточной стенки грамположительные и грамотрицательные бактерии существенно отличаются друг от друга (см. занятие №2).

ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА (ЦПМ) располагается под клеточной стенкой. Представляет собой трехслойную мембрану. Состоит из двойного слоя липидов и белков, пронизывающих липидные слои.

Функции ЦПМ:

-является основным осмотическим и онкотическим барьером;

-участвует в энергетическом метаболизме и активном транспорте питательных веществ в клетку, т.к. является местом локализации пермеаз (фер- ментов-переносчиков) и ферментов окислительного фосфорилирования;

-участвует в процессах дыхания и деления;

-участвует в синтезе компонентов клеточной стенки (пептидогликана);

-участвует в выделении из клетки токсинов и ферментов.

ЦПМ выявляется при электронной микроскопии.

2. Цитоплазма, ее составные: нуклеоид, плазмиды, рибосомы,

мезосомы, включения.

Цитоплазма занимает основной объем бактериальной клетки. Представляет собой аморфный матрикс, содержащий различные органические соединения, органеллы и включения.

- нуклеоид – центральная зона цитоплазмы. Представлен одной кольцевой молекулой ДНК, содержащей около 2000 генов. Нуклеоид не имеет ядерной оболочки, ядрышек и основных белков (гистонов). Содержит одну хромосому, имеет гаплоидный (одиночный) набор генов, поэтому клетка не способна к митотическому делению. Нуклеоид выявляется специальными

41

методами окраски (по Романовскому-Гимзе и др.) и электронной микроскопией;

- плазмиды – небольшие молекулы ДНК, автономно присутствующие в цитоплазме. Гены плазмид могут придавать бактериям новые свойства, способствующие их выживанию. Особое значение в медицине имеют плазмиды,

обеспечивающие устойчивость бактерий к антибиотикам. У патогенных бактерий плазмиды кодируют факторы, способствующие развитию инфекционного процесса;

-рибосомы – состоят из двух субъединиц (70S), но отличаются от рибосом эукариот (80S) молекулярной массой. Функция рибосом – синтез белка. Рибосомы являются мишенью для некоторых антибактериальных препаратов. Индикация генов, кодирующих синтез 16S рРНК бактерий, позволяет проводить генетическую идентификацию (см. занятие №1);

-мезосомы – являются производными ЦПМ при впячивании ее участков

вцитоплазму. Функции: участвуют в энергетическом метаболизме, в процессах деления и спорообразования;

-включения образуются в процессе жизнедеятельности клетки у некоторых видов бактерий, накапливаются при избытке питательных веществ в окружающей среде и выполняют резервную (трофическую и энергетическую) функцию. Они представлены гранулами гликогена, крахмала, каплями жира, минеральными веществами – серой, кальцием, железом и др., а также зернами волютина. Зерна волютина по химической природе полифосфаты – являются запасным источником энергии. Для обнаружения зерен волютина используют метод окраски по Нейссеру (рис. 22). В результате окраски бактерии приобретают нежно-желтый цвет, а зерна волютина – темно-синий.

Зерна волютина имеют:

Spirillum volutans– сапрофит;

Corynebacterium diphtheriaе – возбудитель дифтерии;

Corynebacterium xerosis– нормальный симбионт конъюнктивы;

42

Corynebacterium ulcerans – возбудитель дифтериеподобных поражений

кожи.

Рис. 22 – C. diphtheriaе. Чистая культура. Окраска по Нейссеру

3. Поверхностные структуры бактериальной клетки: жгутики,

пили.

Бактерии подразделяют на подвижные и неподвижные. Органами дви-

жения у бактерий являются ЖГУТИКИ. Они состоят из белка флагеллина,

который по своей структуре относят к сократительным белкам типа миозина.

Основанием жгутика является базальное тельце, состоящее из системы дис-

ков, «вмонтированных» в ЦПМ и клеточную стенку. Длина жгутика больше длины самого микроба.

По числу жгутиков и их расположению бактерии подразделяют (рис. 23):

-монотрихи (A), имеющие на конце клетки один жгутик (Vibrio choleraе);

-лофотрихи (B), имеющие пучок жгутиков на одном из концов клетки (Helicobacter pylori);

-амфитрихи (C), имеющие жгутики на обоих концах клетки (Spirillum volutans);

-перитрихи (D), имеющие жгутики по всему периметру клетки (Escherichia coli, Salmonella typhi).

43

B D

Рис. 23 – Разновидности бактерий по числу и расположению жгутиков

Жгутики очень тонкие, поэтому их можно обнаружить только специ-

альной обработкой, увеличивающей их толщину. Жгутики выявляют

окраской по Морозову, электронной микроскопией. Подвижность микробов наблюдают с помощью темно-польной или фазово-контрастной микроско-

пии. Подвижность можно определить по характеру роста бактерий в полу-

жидком агаре.

ПИЛИ (ворсинки, фимбрии) – тонкие нити белковой природы, покры-

вающие поверхность бактериальных клеток. Не выполняют двигательную функцию. Различают пили первого и второго типа (рис. 24).

Пили первого (общего) типа имеются у большинства бактерий. Осу-

ществляют прикрепление (адгезию) бактерий к определенным клеткам орга-

низма. Адгезия является начальной стадией любого инфекционного процес-

са.

Пили второго типа, F-пили (конъюгативные или половые) есть у бак-

терий, имеющих специальную плазмиду, которая кодирует их синтез. Коли-

чество этих ворсинок невелико – 1-3 на клетку.

Половые пили представляют собой длинные пустые трубочки и выпол-

няют следующие функции:

- участвуют в передаче генетического материала от одной клетки к дру-

гой при конъюгации бактерий (рис. 25); - являются рецепторами для адсорбции специфических вирусов бакте-

рий – бактериофагов.

44

Рис. 24 – Жгутики и пили у бактерий

конъюгативные

пили

Рис. 25 – Конъюгация у бактерий

4. Спорообразование у бактерий.

СПОРООБРАЗОВАНИЕ – это способ сохранения вида в неблагопри-

ятных условиях внешней среды, но не способ размножения. Споры устойчи-

вы к высокой температуре, УФ-облучению, радиации, действию химических веществ, поэтому могут сохраняться в почве десятки лет (споры возбудите-

лей сибирской язвы и столбняка). Спора образуется в цитоплазме в течение

18-20 часов. Прорастание спор в вегетативные клетки начинается при их по-

падании в благоприятные условия и длится 4-5 часов.

45

Стадии спорообразования:

1. Подготовительная. В цитоплазме бактерий образуется уплотненный уча-

сток, не имеющий свободной воды, называемый «спорогенной зоной». В ней содержится нуклеоид.

2.Стадия предспоры. Вокруг спорогенной зоны образуется оболочка из двойной ЦПМ.

3.Между двумя ЦПМ формируется кортекс, состоящий из пептидогликана.

4.Стадия созревания. С внешней стороны наружной ЦПМ образуется обо-

лочка споры с повышенным содержанием солей кальция. Затем вегетативная

часть клетки лизируется, освобождая спору.

Споры устойчивы во внешней среде за счет:

-низкого содержания воды, которая находится в связанном состоянии;

-наличия многослойной оболочки с повышенным содержанием солей кальция.

Споры обнаруживают в бактериальной клетке специальной окраской по

методу Ожешко (спора окрашивается в ярко-красный цвет, вегетативная

часть бактерии – в синий), или с помощью фазово-контрастной микроскопии.

Расположение круглой или овальной споры в бактериальной клетке может быть центральным, субтерминальным и терминальным. В зависимости

от размера споры палочковидные бактерии делят:

- бациллы – диаметр споры меньше диаметра клетки, поэтому спора не деформирует клеточную стенку (рис. 26):

Bacillus anthracis – возбудитель сибирской язвы (спора располагается центрально);

46

Рис. 26 – B. anthracis. Чистая культура. Окраска по Граму

- клостридии (от лат. closter – веретено) – диаметр споры превышает диаметр клетки, поэтому спора деформирует клетку (рис. 27, 28):

В

Рис. 27 – Морфологические варианты клостридий (А – Clostridium perfringens, В – Clostridium tetani, С – Clostridium botulinum)

Clostridium perfringens – возбудитель газовой гангрены. Спора располагается центрально, клетка имеет форму веретена;

Clostridium tetani – возбудитель столбняка. Спора располагается терминально, что придает клетке сходство с барабанной палочкой;

Clostridium botulinum – возбудитель ботулизма. Спора располагается субтерминально, что придает клетке сходство с теннисной ракеткой.

47

Рис. 28 – Клостридии (А – C. perfringens, В – C. tetani, С – C. botulinum).

Чистая культура. Окраска по Граму.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

1. Изучить технику окраски препарата по Бурри-Гинсу для выявления кап-

сул. Смешивают каплю взвеси микробов с каплей туши и при помощи стекла со шлифованным краем готовят мазок, затем высушивают и фиксируют. На остывшее стекло наливают фуксин Пфейффера (1-2 минуты), промывают во-

дой, высушивают и микроскопируют. В результате окраски бактерии окра-

шиваются в красный цвет, а неокрашенные (бесцветные) капсулы контрастно выделяются на черно-розовом фоне.

2. Изучить технику окраски препарата по Нейссеру для выявления зерен во-

лютина. На фиксированный мазок наносят уксуснокислый метиленовый си-

ний (1 минута), промывают водой, затем наносят раствор Люголя (30 се-

кунд), промывают водой и докрашивают хризоидином (10-15 секунд). Затем промывают водой, высушивают и микроскопируют. В результате окраски бактерии приобретают нежно-желтый цвет, а зерна волютина – темно-синий.

3. Изучить технику окраски препарата по Ожешко для выявления спор.

При обычных способах окраски споры не прокрашиваются, оставаясь бесцветными внутри окрасившихся вегетативных клеток. Поэтому для раз-

мягчения оболочки, или «протравливания», их обрабатывают 0,5% раствором соляной кислоты. Затем препарат окрашивают по методу Циля-Нильсена, в

48

результате окраски споры приобретают рубиново-красный цвет, а вегетатив-

ные клетки – синий.

4. Изучить технику окраски препарата по Романовскому-Гимзе для выявле-

ния нуклеоида.

Препарат фиксируют метиловым спиртом, наносят краситель Романовского-

Гимзы (краситель представляет собой смесь двух красок – азура и эозина в равных частях), через 20-30 минут краску сливают, промывают препарат ди-

стиллированной водой, высушивают и микроскопируют.

В результате окраски нуклеоид приобретает фиолетовый цвет и распола-

гается диффузно в цитоплазме, окрашенной в бледно-розовый цвет.

5. Провести микроскопию готовых демонстрационных мазков.

49

Занятие №4

Тема. Контрольное занятие по разделу «Основные формы бактерий. Строе-

ние бактериальной клетки».

Цель занятия. Проверить теоретические и практические знания, полученные

на занятиях по разделу «Основные формы бактерий. Строение бактериальной

клетки».

Контрольное занятие состоит из следующих этапов:

I. Тест-контроль.

II. Устный ответ.

III. Решение ситуационных задач.

Тестовый контроль

1.Разделы медицинской микробиологии

+медицинская бактериология

+медицинская вирусология

+медицинская микология

-медицинская гельминтология

-медицинская инсектология

-медицинская зоология

2.Задачи медицинской микробиологии

+ диагностика заболеваний микробной природы - анализ инфекционной заболеваемости по сезонам года

+разработка новых методов диагностики инфекционных заболеваний

+разработка препаратов для специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний

-организация и проведение противоэпидемических мероприятий

-анализ эффективности проведения профилактических прививок среди населения

3.Роль Роберта Коха в развитии микробиологии

+разработка микробиологического метода диагностики инфекционных заболеваний

50