Микробиология. Общая микробиология
 Скачать 476.77 Kb.
|
|
Морфология грибков. Принципы классификации. Строение дрожжевых (Blastomycetes) и плесневых (Hyphomycetes) грибков. Способы размножения грибков. Методы обнаружения. Роль в патологии человека. Классы : - Basidiomycetes (шляпочные грибы). - Zygomycetes (род Mucor – мукоромикоз человека и животных) - Ascomycetes (сумчатые грибки, роды Aspergillus, Penicillium, дрожжевые грибки).-Deuteromycetes – несовершенные грибки, не размножаются половым путем (Candida) Грибы – большая и успешно развивающаяся группа организмов, включающая около 80 000 идентифицированных видов. Размеры их колеблются от одноклеточных дрожжей до больших поганок, дождевиков и рожков. Грибы занимают самые различные местообитания – как в воде, так и на суше. Кроме того, они имеют важное значение и в связи с той ролью, которую играют в биосфере, и в связи с тем, что используются человеком в медицине и в хозяйстве 1) Общая характеристика: группа низших гетеротрофных растений, лишенных хлорофилла численность видов – около 65 тыс. среда обитания – влажные места, богатые органическими веществами 2) Классификации :а) по уровню организации - низшие (лишены мицелия или имеют неразделенный мицелий; представляют собой одноядерный комочек цитоплазмы, паразитирующий внутри клетки хозяина; пр.: возбудитель рака картофеля) - высшие (имеют хорошо развитый разделенный мицелий, погруженный в субстрат – почву, растение и др. и надземную часть – плодовое тело – орган размножения, образующий споры( шляпочные грибы); б) по строению - одноклеточные (дрожжевые и др.) - многоклеточные (шляпочные, плесневые и др.). Медицинская микробиология изучает грибы, имеющие микроскопические размеры (и др. грибы), вызывающие заболевания человека, животных, лекарственных растений, а также грибы, которые образуют антибиотики. Морфология плесневых грибков: Они растут на различных пищевых и непищевых субстратах в виде пушистых кожистых, вато- и паутинообразных скоплений, налетов, пленок, вызывая плесневение материала. Поэтому микроскопические грибы иначе называют плесневыми грибами. По новой системе классификации грибы, используемые в промышленности или являющиеся распространенными возбудителями порчи пищевых продуктов, относятся к отделу настоящих грибов (Eumycota), который включает в себя 6 классов. Тело гриба называется мицелием или грибницей. Он состоит из множества белых, тонких, переплетенных нитей – гифов, концами которых гриб растет. Мицелий может быть одноклеточным, состоящим из одной клетки, и многоклеточным, гифы которого разделены перегородками, или септированы. Микроскопические грибы характеризуются многообразием способов размножения, среди которых главным является спорообразование. Оно может проходить как бесполым, так и половым путем. Большинство плесневых грибов, поражающих пищевые продукты, размножаются бесполым путем. При этом споры (спорангиоспоры и конидии) образуются на особых гифах воздушного мицелия, внешне отличающихся от других гифов. Спорангиоспоры и конидии бывают различной окраски, благодаря чему грибы в стадии спороношения имеют вид окрашенных налетов (черных, оливковых, коричневых). Морфологические признаки грибов изучаются путем микроскопирования прижизненных неокрашенных препаратов типа «раздавленная» капля. Для этого в центр предметного стекла наносят каплю смеси спирта с глицерином, переносят в нее небольшое количество мицелия гриба, выросшего на плотной питательной среде – сусло-агаре. Его берут микробиологической петлей в зоне, пограничной с зоной плодоношения (граница между окрашенной и бесцветной частями). Осторожно рассредоточивают материал тонким слоем в капли, накрывают покровным стеклом, избегая пузырьков воздуха. Микроскопируют с сухими объективами. Дрожжевые клетки имеют округлую, пиальную или вытянутую форму размером 8-10 мкм, двухконтур-ную оболочку. В цитоплазме отмечаются включения в виде гранул гликогена, волютина, липидов. Размножение происходит почкованием и аскоспорами. Морфология основных групп простейших. Принципы классификации простейших. Методы обнаружения и роль в патологии человека. Простейшие- одноклеточные эукариоты, близкие по строению к клеткам сложно организованных животных. Форма может быть грушевидной (трихомонады, лямблии), яйцевидной (балантидий), веретенообразной (трипаносомы, лейшма-нии), могут принимать самую причудливую конфигурацию (амебы) Большинство простейших подвижно и передвижение осуществляется с помощью псевдоподий (амебы, малярийный плазмодий), жгутиков (лямблии, лейшмании), ресничек (балантидий). Псевдоподии – временные выпячивания цитоплазмы, выпуская которые простейшие все время меняют форму тела. Простейших относят к царству Protozoa (protos - первый , zoa - животные). Медицинское значение имеют: 1. Тип Sarcomastigophora, подтип Sarcodina (саркодовые). Тело их лишено пелликулы, передвигаются с помощью псевдоподий. К этому классу относятся различные виды амеб, в том числе дизентерийная амеба (Entamоeba histolytica). 2. Тип Sarcomastigophora, подтип Mastigophora (жгутиконосцы). Имеют тонкую пелликулу и снабжены жгутиками для передвижения. Из паразитических простейших в этот подтип входят трипаносомы (Trypanosoma gambiense), лямблии (Giardia lamblia), лейшмании (Leishmania donovani, Leishmania tropica) вызывающие соответственно африканскую сонную болезнь, лямблиоз, лейшманиоз. 3. Тип Ciliophora (реснитчатые, инфузории). Тело покрыто пелликулой со множеством коротких ресничек, при помощи которых инфузории передвигаются. Паразитическим представителем этого класса является балантидий (Balantidium coli), вызывающий балантидиаз. 4, Тип Apicomplexa, класс Sporozoa (споровики). Класс состоит исключительно из паразитических простейших. Передвигаются они при помощи псевдоподий или жгутиков. Последние образуются при половом размножении у микрогамет отрядов гемоспоридий и кокцидий. В состав класса входят 4 вида малярийных плазмодиев (Plasmodium vivax, malariae, ovale, fallсiparum), вызывающих малярию (рис. 29), токсоплазма (Toxoplasma gondii), вызывающая токсоплазмоз. Методы исследования. Для изучения простейших готовят временные и постоянные (окрашенные) препараты. Временный препараты готовят методом «раздавленной капли» или «висячей капли» с добавлением теплого физиологического раствора или витальных прижизненных красителей. Из крови готовят препараты «толстая капля». Для этого палец, обработанный эфиром, поворачивают проколом вниз и к выступающим каплям подносят предметное стекло, на которое берут 2-3 капли крови, и затем иглой или углом другого предметного стекла кровь распределяют, чтобы получить овал около 1 см, для ускорения высыхания препарата, его можно поместить в термостат при 35-370С. Из внутренних органов готовят мазки-отпечатки. Препараты фиксируют метиловым спиртом или смесью спирт – эфир (1:1) и окрашивают по Романовскому-Гимзе, железным гематоксилином по Гейденгайну или 1% метиленовым синим. При окраске по Романовскому-Гимзе цитоплазма паразита окрашивается в голубой цвет, ядро и жгутики – в красновато-фиолетовый. При использовании железного гематоксилина по Гейденгайну цитоплазма красится в серовато-голубой, а ядерные структуры простейших в черный цвет. Для обнаружения цист применяют крепкий раствор Люголя, окрашивающий структуры цист в темно-коричневый цвет. Окраска железным гематоксилином по методу Гейденгайна 1. Мазки после фиксации помещают в 2,5% раствор железоаммиачных квасцов на 1 час. 2. После трехкратного ополаскивания в воде окрашивают красителем (0,5 г гематоксилина, 10 мл 960 спирта и после растворения добавляют 90 мл дистиллированной воды) в течение 5-10 мин. 3. Промывают водой и высушивают. Окраска незаменима в тех случаях, когда нужно выявить тончайшие детали строения ядра и цитоплазмы простейших. Особенности биологии и принципы классификации вирусов. Структура и химический состав вирионов. Вирусы-царство ультрамикроскопич-х размеров организмов, обладающих геном, являющихся абсолютными паразитами. Критерии классификации: по типу нуклеиновой кислоты ДНК-содержащие вирусы, РНК-содержащие вирусы. По хим.составу- инфекционные нуклеопротеины Вирусы существуют в двух качественно разных формах: внеклеточной - вирион и внутриклеточной - вирус. Вирион простого вируса представляет собой нуклеопротеид, в состав которого входит вирусный геном, защищенный белковой оболочкой - капсидом. В то же время внутриклеточный вирус есть самореплицирующаяся форма, не способная к бинарному делению. Вирусы классифицируют по типу генетического материала, способам репликации, строению и расположению структурных белков (капсидов), а также наличию или отсутствию оболочки. Генетическая структура и способы репликации ДНК-вирусы. Могут быть только двунитевыми (вирус оспы, герпес-вирусы, аденовирусы, паповавирусы и полиомавирусы) и однонитевыми (парвовирусы). Репликация ДНК-вирусов обычно происходит в ядре клеток хозяина и сопровождается продукцией полимераз, воспроизводящих вирусную ДНК. РНК-вирусы. Эти вирусы содержат однонитевую РНК, но различаются по стратегии репродукции, (вирусы, содержащие плюс-однонитевую РНК и минус-однонитевую РНК). У плюс-однонитевых вирусов РНК транслируется в структурные белки и служит матрицей (мРНК) для РНК-зависимой РНК-полимеразы. В состав минус-однонитевых вирусов входит собственная РНК-зависимая РНК-полимераза, продуцируемая на базе генома вируса мРНК. Строение капсидов вирусов. Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, состоящей из повторяющихся единиц (капсида) с кубическим или спиральным типами симметрии. Капсиды вирусов с кубическим типом симметрии имеют практически сферическую форму. Спиральный тип симметрии свойствен РНК-вирусам, капсиды которых окружают нуклеиновую кислоту, располагающуюся в виде спирали. Капсид состоит из повторяющихся компонентов (капсомеров), количество генов, кодирующих его, снижено, тем самым облегчён процесс сборки вируса. Оболочка вирусов. В некоторых случаях нуклеиновая кислота и капсидные белки вируса (нуклеокапсид) окружены липидной оболочкой, состоящей из компонентов клетки хозяина или ядерных мембран. Мембрана клетки хозяина изменяется под действием белков, кодируемых вирусом, или гликопротеинов, выступающих в роли рецепторов для других клеток хозяина. Покрытые оболочкой вирусы чувствительны к действию веществ, растворяющих липидную мембрану (например, эфиров). Классификация, структура и химический состав бактериофагов. Строение бактериофага на примере Т-четного бактериофага кишечной палочки. Бактериофаги- вирусы бактерий, обладающие способностью проникать в бактериальные клетки, вызывать их растворение. Имеют форму головастика, некоторые кубической нитевидной формы. Состоят из икосаэдрической головки и хвостого отростка. Внутри хвостого отростка цилиндрический стержень,снаружи- чехол, отросток заканчивается шестиугольной базальной пластинкой с короткими шипами. Фаги состоят из нуклеиновой кислоты и белка. У фагов имеющих форму сперматозойда , двунитчатая ДНК плотно упакована в виде спирали внутри головки. Белки входят в состав оболочки. Кроме структурных белков обнаружены внутренние белки, связанные с нуклеиновой кислотой и белки-ферменты, участвующие во взаимодействии фага с клеткой. Самые крупные бактериофаги - Т-четные фаги кишечной палочки представляют собой сложно устроенные частицы размером 200 нм, они имеют хорошо различимые в электронный микроскоп головку, хвостовой отросток и нити, прикрепленные к пластинке на конце отростка. Самые мелкие - сферические фаги кишечной палочки, диаметр которых равен 25 нм. Нитчатые фаги могут достигать 1 мкм в длину при диаметре 6 нм. В состав частицы бактериофагов входит нуклеиновая кислота (одно- или двухцепочечная ДНК или РНК) и молекулы белка одного или нескольких типов. Роберт Кох и значение его работ для развития микробиологии. Роберт Кох — современник Пастера — внес огромный вклад в развитие медицинской микробиологии, открыл и изучил возбудителей таких тяжелых инфекционных заболеваний человека, как туберкулез и холера. Микробиологическая наука обязана Коху совершенствованием методов микробиологической, техники: он предложил способы окраски микроорганизмов, которые помогли изучить строение многих микробов, использовал при микроскопии освещение (осветитель Аббе), ввел микрофотографирование. Методы микробиологических исследований, разработанные Кохом, позволили получить чистую культуру возбудителей инфекционных болезней (микроорганизмы только одного вида). Это стало возможным при выращивании микроорганизмов на плотных питательных средах, предложенных Кохом. На этих средах можно получить из одной клетки популяцию микроорганизмов, растущую в виде колонии. Появилась возможность изучить не только морфологию, но и физиологические и биохимические свойства микробов, определить их способность вызывать заболевания у экспериментальных животных. Указанные методы за 10—20 лет позволили открыть, описать и изучить многих возбудителей инфекционных заболеваний и послужили основой формирования медицинской микробиологии. Кох пытался приготовить из туберкулезной палочки препарат для лечения этого заболевания — туберкулин, представляющий продукт жизнедеятельности возбудителя. Однако туберкулин был неэффективен при лечении заболевания. В настоящее время он успешно применяется с диагностической целью (пробы Пирке и Манту), выявляя зараженность человека туберкулезными микобактериями. Работы Пастера и Коха привели к дальнейшим успехам микробиологии. Конец XIX и начало XX века характеризуются открытием, описанием и изучением различных возбудителей инфекционных заболеваний. Работы Луи Пастера и его школы. Их значение в становлении и развитии микробиологии. Пастер сделал ряд выдающихся открытий. За короткий период с 1857 по 1885 г. он доказал, что брожение (молочнокислое, спиртовое, уксуснокислое) не является химическим процессом, а его вызывают микроорганизмы; опроверг теорию самозарождения; открыл явление анаэробиоза, т.е. возможность жизни микроорганизмов в отсутствие кислорода; заложил основы дезинфекции, асептики и антисептики; открыл способ предохранения от инфекционных болезней с помощью вакцинации. Многие открытия Л. Пастера принесли человечеству огромную практическую пользу. Путем прогревания (пастеризации) были побеждены болезни пива и вина, молочнокислых продуктов, вызываемые микроорганизмами; для предупреждения гнойных осложнений ран введена антисептика; на основе принципов Л. Пастера разработаны многие вакцины для борьбы с инфекционными болезнями. Однако значение трудов Л. Пастера выходит далеко за рамки только этих практических достижений. Л. Пастер вывел микробиологию и иммунологию на принципиально новые позиции, показал роль микроорганизмов в жизни людей, экономике, промышленности, инфекционной патологии, заложил принципы, по которым развиваются микробиология и иммунология и в наше время. Л. Пастер был, кроме того, выдающимся учителем и организатором науки. Работы Л. Пастера по вакцинации открыли новый этап в развитии микробиологии, по праву получивший название иммунологического. Принцип аттенуации (ослабления) микроорганизмов с помощью пассажей через восприимчивое животное или при выдерживании микроорганизмов в неблагоприятных условиях (температура, высушивание) позволил Л. Пастеру получить вакцины против бешенства, сибирской язвы, куриной холеры; этот принцип до настоящего времени используется при приготовлении вакцин. Следовательно, Л. Пастер является основоположником научной иммунологии, хотя и до него был известен метод предупреждения оспы путем заражения людей коровьей оспой, разработанный английским врачом Э. Дженнером. Однако 2. Физиология микроорганизмов Типы и механизмы питания бактерий. Классификация бактерий по типам питания. Транспорт метаболитов у бактерий: пассивная и облегченная диффузия, активный транспорт. Типы питания. Микроорганизмы нуждаются в углеводе, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах. В зависимости от источников углерода для питания бактерии делятся на аутотрофы, использующие для построения своих клеток диоксид углерода С02 и другие неорганические соединения, и гетеротрофы, питающиеся за счет готовых органических соединений. Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами. Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или животных, относят к патогенным и условно-патогенным. В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов или водорода, микроорганизмы делят на две группы. Микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода неорганические соединения, называют литотрофными ,а микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода органические соединения, — органотрофами.Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, и хемотрофы, нуждающиеся в химических источниках энергии. По способу усваивать азот: Аминоавтотрофы – используют атмосферный или минеральный азот. Аминогетеротрофы – получают азот из органических соединенийПо потребности в факторах роста (аминокислоты, пурины и пиримидины, витамины): ауксотрофы,прототрофы Транспорт метаболитов: Пассивная диффузия – происходит за счет различной концентрации питательных веществ в среде и в клетке, т.е. от большей концентрации в меньшую. Процесс идет без затраты энергии. Таким образом в бактериальную клетку поступают органические молекулы, лекарственные препараты, вода, кислород, углекислый газ, азот. Облегченная диффузия - протекает при участии белков пермеаз, локализованных в мембране. Они распознают и связывают молекулы субстрата на внешней стороне мембраны и обеспечивают перенос через мембрану. Активный транспорт происходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ в направлении от меньшей концентрации в сторону большей (против градиента концентрации), процесс сопровождается затратой энергии – АТФ. Транслокация (перенос) групп - активный перенос химически измененных молекул при участии мембранных белков - транслоказ и фосфорилировании переносимой молекулы (глюкоза). |