Микробиология. Общая микробиология
 Скачать 476.77 Kb.
|
|
Непостоянные компоненты бактериальной клетки. Включения, споры бактерий. Состав, биологическая роль, методы обнаружения. Включения: В цитоплазме имеются различные включения в виде гранул гликогена, полисахаридов, бета-оксимасляной кислоты и полифосфатов (волютин). Они являются запасными веществами для питания и энергетических потребностей бактерий. Волютин обладает сродством к основным красителям и легко выявляется с помощью специальных методов окраски (например, по Нейссеру) в виде метахроматических гранул. Характерное расположение гранул волютина выявляется у дифтерийной палочки в виде интенсивно прокрашивающихся полюсов клетки. (по Нейссеру окраш-ся в темно-синий цвет) Метод окраски по Нейссеру1)Фиксированный мазок окрашивают уксуснокислой синей 4 мин, затем сливают краску;2)Промывают водой и наливают раствор Люголя на 20-30 мин;3)Не промывая водой, окрашивают везувином 1-3 мин;4)Промывают водой, высушивают .Тела бактерий окрашиваются в нежный светло- коричневый цвет, зерна волютина- в темно- синий, почти черный цвет. Споры: Некоторые бактерии способны образовывать споры, из-за обеднение среды питательными веществами, изменение ее рН, накопление ядовитых продуктов метаболизма. Одна бактериальная клетка образует одну спору – локализация спор различна (центральная, терминальная, субтерминальная). Если размеры спор не превышают поперечного размера палочковидной бактерии, то она называется бациллой (возбудитель сибирской язвы). Когда диаметр споры больше – бактерии имеют форму веретена и носят название клостридий (возбудители анаэробной инфекции). Споры содержат меньше воды и больше липидов. Формирование спор связано с уплотнением и обособлением определенного участка цитоплазмы вегетативной клетки с последующим образованием внутри бактерии круглого или овального тельца, покрытого плотной многослойной оболочкой, которая пропитана большим количеством липидов, Ca, дипиколиновой кислоты. Попадая в организм человека и животных, споры прорастают в вегетативные клетки. Процесс прорастания спор включает три стадии: активации, начальной стадии и стадии роста. К активирующим агентам относят повышенную температуру, кислую реакцию среды, механические повреждения и др. Спора начинает поглощать воду, освобождается от дипиколата кальция, с помощью гидролитических ферментов разрушает многие собственные структурные компоненты. После разрушения наружных слоев наступает период формирования вегетативной клетки с активацией биосинтеза, заканчивающейся делением клетки. Метод окраски спор по Ожешко: Споры прочно удерживают карболовый фуксин и окрашиваются в красный цвет, цитоплазма бактерий обесцвечивается 5% серной кислотой и после докрашивания метиленовым синим приобретает синий цвет. Непостоянные компоненты бактериальной клетки. Капсула, жгутики и пили бактерий. Состав, биологическая роль, методы обнаружения. Капсула – слизистый слой клеточной стенки бактерий, состоящий из полисахаридов (пневмококк) или полипептидов (бацилла сибирской язвы). Микрокапсулу (толщиной менее 0,2 мкм) способны формировать большинство бактерий, четко выраженную макрокапсулу (толщиной более 0,2 мкм) формируют пневмококк, клебсиеллы, возбудитель сибирской язвы и некоторые другие. У патогенных бактерий капсула образуется в макроорганизме, на искусственных питательных средах она обычно утрачивается. В организме человека и животных капсула защищает патогенные бактерии от бактериофага, фагоцитоза и гуморальных факторов иммунитета, определяет антигенную специфичность микроорганизмов. Капсулы, имея консистенцию геля, плохо удерживают краситель, и для их выявления чаще всего применяют методы негативного контрастирования. Метод выявления капсулы по Бурри-Гинса На середину предметного стекла наносят каплю черной туши и смешивают ее с каплей культуры капсульных бактерий. Мазок сушат на воздухе, фиксируют при помощи горелки. Окрашивают карболовым фуксином, разведенным водой. Бактерии окрашиваются в красный цвет, неокрашенные капсулы контрастно выделяются на темном фоне препарата. Жгутики выполняют роль органа движения, позволяющего бактериям передвигаться. Бактерии могут иметь один (монотрихи) или несколько жгутиков, располагающихся по всей поверхности тела (перитрихи), либо собранные в пучки (лофотрихи). Перитрихиальное расположение жгутиков характерно для энтеробактерий, возбудителей анаэробной инфекции, столбняка, ботулизма; монотрихом является холерный вибрион, лофотрихом - псевдомонас. У некоторых видов спирилл различают амфитрихиальное расположение жгутиков. Толщина жгутиков в среднем составляет 10-30 нм, а длина достигает 10-20 мкм. Основу жгутика составляет длинная спиральная нить (фибрилла), которая у поверхности клеточной стенки переходит в утолщенную изогнутую структуру и прикрепляется к базальной грануле, вмонтированной в клеточную стенку и ЦПМ. Жгутики почти полностью состоят из белка флагеллина с некоторым содержанием углеводов и РНК. О наличии жгутиков можно судить по направленному характеру движения в «висячей» и «раздавленной» капле в темнопольном и фазово-контрастном микроскопах, либо при светлопольной микроскопии при опущенном конденсоре и частично прикрытой диафрагме микроскопа. Окраска жгутиков по Леффлеру: Препарат готовят из культуры, которую вносят в стерильной водопроводной воды до получения тонкой опалесцирующей взвеси. Наносят каплю суспензии и высушивают на воздухе. Обрабатывают протравой: спиртовой р-р основного фуксина, водный р-р танина, водный р-р сернокислого железа. Окрашивают карболовым фуксином Циля, разведенным водой, при легком подогревании. Промыть водой, высушить. При микроскопии готового препарата жгутики видны как тонкие нитевидные структуры. ПИЛИ Поверхность энтеробактерий и нескольких других микроорганизмов покрыта большим числом (от 10 до нескольких тысяч) ворсинок – нитевидных образований белковой природы. Как и жгутики, они построены из одного вида белка – пилина, субъединицы которого организованны в виде полой внутри нити и берут начало от ЦПМ. Они короче и тоньше жгутиков, их ширина 10-12 нм и длина до 12 мкм. Ворсинки полифункциональны: обеспечивают трансмиссивную передачу генов (конъюгация), являются рецепторами для фагов, органом прикрепления бактерий к питательному субстрату (адгезия), участвуют в транспорте метаболитов. У стрептококков имеется наружный слой протеиновых волосков (фимбрий), которые получили название белок М (М-протеин). Этот белок играет важную роль в процессах взаимоотношений бактерий с макроорганизмом. Классификация и ультраструктура, химический состав актиномицетов. Методы обнаружения и роль в патологии человека. Представляют своеобразную группу бактерий, имеющих вид небольших или длинных несептированных ветвящихся нитей. Скопление гифов называют мицелием. Актиномицеты грамположительны, многие формы кислотоустойчивы, некоторые актиномицеты вокруг нитей имеют капсулу. Субстратный мицелий образуется в результате врастания мицелия в питательную среду и воздушный, растущий на поверхности среды В пораженных тканях (тканевая форма) актиномицеты могут образовывать друзы-гранулы, из плотно переплетенных нитей в виде лучей, отходящих от центра и заканчивающихся колбовидными утолщениями. Актиномицеты размножаются бесполым путем, образую конидии или спороносцы со спорангиями на концах воздушного мицелия. Спороносцы могут быть прямыми, волнистыми, спиральными. Споры – овальными, круглыми, цилиндрическими, с гладкой поверхностью или шипами, иногда подвижные за счет жгутиков (зооспоры). Споры служат для размножения актиномицетов. Кроме того, возможно почкование и фрагментация мицелия на палочковидные или кокковидные формы. Актиномицеты широко распространены в природе, обитают в воде, почве богатой перегноем. Они участвуют в круговороте веществ в природе. Отдельные виды актиномицетов используются как продуценты антибиотиков, витаминов, липидов, протеаз, аминокислот, стероидов. Актиномицеты относятся к порядку Аctinomycetalеs, включающего семейства: Actinomycetaceae, Nocardiaceae, Streptomycetaceae, Mycobacteriaceae. Патогенные для человека виды встречаются среди представителей семейства Actinomycetaceae и Nocardiaceae. Первые имеют вид длинных или коротких разветвленных палочек, не образующих воздушного мицелия. Они являются возбудителями актиномикоза человека и образуют друзы в пораженных тканях. Представители семейства Nocardiaceae напоминают микобактерии, имеют нитевидную форму клеток и образуют на питательных средах воздушный и субстратный мицелий. Гифы фрагментируются на кокковидные и палочковидные клетки. Патогенные нокардии вызывают нокардиоз. Методы исследования. окрашивают по Граму и Цилю-Нильсену. Друзу извлекают из патологического материала петлей, помещают в каплю воды на предметное стекло, слегка придавливают покровным, затем вводят под стекло каплю щелочного раствора метиленового синего и микроскопируют, можно использовать фазовый контраст. Классификация и ультраструктура, химический состав спирохет. Методы обнаружения и роль в патологии человека. Спирально извитые, обладающие активной подвижностью бактерии. Размеры спирохет колеблются в толщину от 0,1-0,3 мкм, в длину от 7-500 мкм. Движения разнообразные – от винтообразных до сгибательных. Электронно-микроскопическое исследование позволило различить у спирохет протоплазматический цилиндр (тело клетки), аксиальную (опорную) нить и трехслойную наружную оболочку. Аксиальная нить находится в периплазматическом пространстве между наружной оболочкой и протоплазматическим цилиндром и состоит из отдельных фибрилл (эндофлагелл), число которых у разных видов различно. Каждая из фибрилл (эндожгутиков) закрепляется в области прикрепительных дисков на концах протоплазматического цилиндра и тянется к противоположному его концу, обвивая его и заканчиваясь свободно. Химический состав фибрилл аналогичен составу жгутиков. В протоплазматическом цилиндре содержатся: нуклеоид, рибосомы, мезосомы, включения. Наружная оболочка (клеточная стенка) содержит тонкий слой пептидогликана, эластична и не обладает ригидностью. Эндоспор, капсул и экзожгутиков эти бактерии не образуют, грамотрицательны, в мазке располагаются беспорядочно. Спирохеты относятся к порядку Spirochaetales, семейство Spirochaetaceae, которое включает три рода: 1. Borrelia - имеет 3-10 неравномерных отлогих завитков, концы заострены, длиной 10-30 мкм. Движение толчкообразное, по Романовскому-Гимзе окрашиваются в сине-фиолетовый цвет (представитель Borreliarecurrentis – вызывает эпидемический возвратный тиф; Borreliaburgdorferi - вызывает лаймоборрелиоз). 2. Treponema - имеет 8-14 туго закрученных, одинаковых по амплитуде завитков, длина 5-15 мкм. Движение плавное, медленное с вращением вокруг продольной оси, по Романовскому-Гимзе окрашиваются в бледно розовый цвет (представитель Treponemapallidum – возбудитель сифилиса). 3. Leptospira - имеет до двух десятков мелких частых завитков, заканчивающихся крючком с пуговчатым утолщением, длиной 5-15 мкм. Движение очень активное, поступательное перемещение вперед, сгибание и вращение вокруг оси. По Романовскому-Гимзе окрашиваются слабо в розовато-сиреневый цвет (представитель Leptospirainterrogans – возбудитель лептоспироза). Методы исследования. В живом состоянии спирохеты изучают в фазово-контрастном микроскопе и темнопольном микроскопе, наблюдая за активным характерным движением спирохет, особенностями их формы. Готовят препараты по Бурри (на темном фоне препарата становятся видимыми светлые извитые нити спирохет), окрашивают по Романовскому-Гимзе, по методу Морозова. Классификация, морфология, ультраструктура и химический состав риккетсий, хламидий, микоплазм. Методы обнаружения и роль в патологии человека. Микоплазмы: Класс: Mollicutes Порядок: Mycoplasmatales Семейство: Mycoplasmataceae Род: Mycoplasma Род: Ureaplasma Пять видов являются патогенными для человека: M.pneumoniae, M.hominis, M.genitalium, M.incognitus и U.urealyticum, заболевания (микоплазмозы) дыхательных, мочеполовых путей и суставов с разнообразными клиническими проявлениями Микоплазмы – самые мелкие прокариоты способные самостоятельно размножаться. Геном микоплазм минимален для клетки. Главная особенность – отсутствие клеточной стенки. Они окружены капсулоподобным слоем, под которым находится лишь тонкая трехслойная мембрана, содержащая в значительном количестве холестерин, который стабилизирует мембрану. Из-за отсутствия клеточной стенки микоплазмы осмотически чувствительны и имеют разнообразную форму: а) мелкие сферические или овоидные клетки, которые фильтруются через бактериальные фильтры; б) более крупные шаровидные; в) нитевидные, ветвящиеся клетки. Не образуют спор, жгутиков, некоторые виды обладают скользящей подвижностью. Размножаются путем бинарного деления шаровидных и нитевидных клеток, почкования и высвобождения множества элементарных телец, образующихся в нитях. В инфицированных тканях микоплазмы являются паразитами мембран. Вследствие малого генома микоплазмы обладают ограниченными биосинтетическими способностями, и их приходится культивировать на питательных средах обогащенных липидами, белками, предшественниками нуклеиновых кислот. Растут медленно, колонии с плотным врастающим в среду центром. Риккетсии: Класс: Alphaproteobacteria Порядок: Rickettsiales Семейство: Rickettsiaceae Род: Rickettsia Род: Orientia Семейство: Ehrlichiaceae Род: Ehrlichia Род: Anaplasma Риккетсии – мелкие Г-, полиморфные бактерии, являющиеся облигатными внутриклеточными паразитами. Риккетсии разнообразны по форме и выделяют следующие типы: 1. кокковидные однозернистые (до 0,5 мкм); 2. палочковидные двухзернистые (1-1,5 мкм); 3. бациллярные трех-четырехзернистые (3-4 мкм); 4. нитевидные многозернистые (10-40 мкм). Зерна обнаруживаются при окраске по Романовскому-Гимзе. Все формы взаимообратимы. Имеют все компоненты бактериальной клетки: клеточную стенку, липоидную капсулу, цитоплазму, нуклеоид, рибосомы, пили. Риккетсии содержат как ДНК, так и РНК, обладают высоким содержанием фосфолипидов, содержание углеводов невелико. Жизненный цикл зависит от жизнедеятельности клетки-хозяина и складывается из двух стадий: вегетативной и покоящейся. Риккетсии, находящиеся в вегетативной стадии активно размножаются путем бинарного деления и обладают активной подвижностью. Риккетсии покоящейся стадии имеют сферическую форму и не активны. Риккетсии способны к биосинтезу белка. Порядок Rickettsiales включает виды патогенные для теплокровных животных и человека, переносчиками служат вши, блохи, клещи. Заболевания называются риккетсиозами. Большинство болезнетворных для человека видов риккетсий входит в состав семейства Rickettsiaceae, роды Rickettsia, Rochalimaea, Coxiella, вызывая эпидемический сыпной тиф (Rickettsiaprowazekii), Ку- лихорадку (Coxiellaburnetti), волынскую лихорадку (Rochalimaeaguintana), лихорадку цуцугамуши (Rickettsiatsutsugamushi) и другие. Методы исследования: Риккетсии хорошо окрашиваются по Романовскому-Гимзе в сиреневый цвет, по Морозову (методом серебрения) в черный цвет. Для дифференциации риккетсий применяется метод окраски, предложенный П.Ф. Здродовским: окрашиваются в рубиново-красный цвет и легко обнаруживаются на фоне голубой цитоплазмы и синего ядра клеток. Хламидии Класс: Chlamydiae Порядок: Chlamydiales Семейство: Chlamydiaceae Род: Chlamydia Хламидии - неподвижные, облигатно паразитические, кокковидные бактерии. Размножаются только внутри вакуолей в цитоплазме клеток человека, млекопитающих, птиц. Стадии жизненного цикла хламидий: 1)Элементарные тельца – мелкие (0,2-0,5 мкм) электронноплотные шаровидные структуры, лишенные метаболитной активности, имеющие компактный нуклеоид и ригидную клеточную стенку, которые фильтруются через бактериальные фильтры. Они являются инфекционным началом хламидий и обеспечивают их выживание во внеклеточной среде и заражение новых клеток. 2) Ретикулярные тельца – более крупные (0,8-1,5 мкм), сферические образования, имеющие сетчатую структуру с тонкой клеточной стенкой и фибриллярным нуклеоидом. Они вырастают из элементарных телец внутри клеток, подвергаясь делению, обеспечивают репродукцию хламидий. 3) Промежуточные тельца – промежуточная стадия между элементарными и ретикулярными тельцами. Жизненный цикл хламидий: элементарные тельца фагоцитируются клеткой-хозяином, а затем в течение нескольких часов реорганизуются, увеличиваются в размерах и превращаются в ретикулярные формы, которые размножаются путем поперечного деления. Жизненный цикл заканчивается, когда возникающие промежуточные формы уплотняются, уменьшаются в размерах и превращаются в элементарные тельца. Размножаясь внутри цитоплазматических вакуолей, хламидии образуют микроколонии, окруженные мембраной. После разрыва стенки вакуоли и мембраны клетки-хозяина, вновь образовавшиеся хламидии высвобождаются, и элементарные тельца, инфицируя другие клетки, повторяют цикл развития. Своеобразие хламидий проявляется и в строении их клеточной стенки. Она лишена пептидогликана и представляет собой двухслойную мембрану, ригидность которой определяют пептиды, перекрестно сшитые дисульфидными мостиками. Хламидии вызывают у людей заболевания глаз, дыхательной и мочеполовой систем и объединяются под общим названием «хламидиозы». |