гиста. Занятие 1.1.3. Занятие 1 Морфология бактерий. Структуры бактериальной клетки
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
1 Модульная единица 1.1. Морфология и физиология микроорганизмов Занятие 1.1.3. Морфология бактерий. Структуры бактериальной клетки 1. Введение Микробиология – это наука, изучающая строение, систематику, физиологию, генетику и экологию микроорганизмов. Объектами микробиологии являются прокариотические организмы — бактерии, простейшие, микроскопические грибы. Морфология бактерий – это раздел микробиологии, изучающий форму, размеры, строение бактерий и их взаимное расположение относительно друг друга. Бактериальная клетка имеет достаточно простое строение, что обуславливает высокую степень её адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. 2. Актуальность темы занятия Морфология бактерий является одним из фундаментальных разделов биологии, изучающий взаимодействие микроорганизмов с окружающей средой, обусловливающей их развитие, размножение и выживание. Изучение морфологии бактерий имеет большое значение в системе изучения микробиологии. Она дает сведения в области инфекционной патологии, которые будут использованы в повседневной практической деятельности. 3. Цель занятия: изучить морфологию прокариот; особенности ультраструктуры бактерий, функции отдельных структур; ознакомиться с методами приготовления и окраски микропрепаратов для микроскопии. Задачи занятия: 1. Изучить постоянные и непостоянные структуры бактериальной клетки (споры, капсулы, жгутики, включения) и их функциональное значение. 2. Ознакомиться с методами изучения микроорганизмов в нативном состоянии и сложными методами окраски структур бактериальной клетки по Ожешко, Нейссера, Лёффлера, Бурри-Гинса. 3. Ознакомиться с методами изучения морфологии хламидий, риккетсий. 4. Овладеть техникой приготовления нативных препаратов. 5. Микроскопировать фиксированные и нативные препараты с помощью светового иммерсионного микроскопа. 4. План изучения темы: 4.1. Контроль исходного уровня подготовки обучающихся: тесты, опрос по теме занятия 1. Постоянные и непостоянные структуры бактериальной клетки. 2. Функциональное значение отдельных структурных компонентов (споры, капсулы, жгутики, включения). 3. Методы изучения микроорганизмов в нативном и окрашенном состоянии. Изучение структурных компонентов микроорганизмов: окраска по методу Ожешко, Нейссера, Лёффлера, Бурри-Гинса. 4. Методы изучения морфологии хламидий, риккетсий. 4.2. Теоретический блок Спора – овальное или сферическое образование, окруженное многослойной оболочкой. Бактериальная клетка способна образовать только 1 спору, которая служит для выживания и сохранения вида в неблагоприятных условиях внешней среды (высокая температура, высушивание, дезинфицирующие вещества). Это связано с высоким содержанием кальция, 2 липидов, дипиколиновой кислоты и минимальным количеством воды в оболочке споры. Споры погибают в автоклаве от воздействия насыщенного пара при температуре 115-125 0 С, а также под влиянием температуры 150-170 0 С в сухожаровой печи Пастера. Процесс спорообразования происходит во внешней среде (почва, питательные среды) и не наблюдается в тканях человека и животных. Споры могут располагаться в центре бактериальной клетки (центральное расположение), на её конце (терминальное расположение) и между центром и концом (субтерминальное расположение). Споры образуют бактерии, принадлежащие к семейству Bacillaceae и Clostridiaceae. Методика окраски спор по методу Ожешко: 1. На нефиксированный мазок нанести 0,5% раствор хлороводородной кислоты и подогреть на пламени в течение 2-3 мин. 2. Кислоту слить, препарат промыть водой, просушить и фиксировать над пламенем. Затем окрасить по Цилю-Нильсену. Споры бактерий приобретают красный цвет, а вегетативные формы - синий. Капсула– слизистый слой, толщиной до нескольких микрон, окружающий со всех сторон бактериальную клетку. Состоит из полисахаридов, полипептидов или протеидов. Благодаря высокому содержанию воды капсулы плохо окрашиваются красителями. Патогенные капсульные микробы более устойчивы к фагоцитозу, защитным факторам организма и внешней среды. Некоторые микробы образуют капсулу только в организме человека или животного (пневмококк, сибиреязвенная палочка, возбудитель газовой гангрены), другие образуют капсулу, как в организме, так и вне его (клебсиеллы пневмонии, озены и риносклеромы). Методика окраски капсул по методу Бурри и Бурри-Гинса: 1. Приготавливают тушевой препарат по Бурри. Для этого смешивают каплю взвеси микробов с каплей туши и при помощи стекла со шлифовальным краем готовят мазок (так же, как мазок крови). Затем его высушивают и фиксируют. 2. Окрашивают водным фуксином в течение 1-2 мин. 3. Промывают водой, высушивают на воздухе и микроскопируют. Бактерии окрашиваются в красный цвет, неокрашенные капсулы контрастно выявляются на черно-розовом фоне. Жгутики служат для движения бактериальной клетки и связаны с ней при помощи двух дисков: наружный находится в клеточной стенке, а внутренний – в цитоплазматической мембране. Обнаруживают жгутики у бактерий путем определения подвижности методами «висячей» или «раздавленной» капли, микроскопировании в темном поле, с помощью особых методов их обработки протравами, адсорбции на их поверхности различных веществ и красителей, а также в электронном микроскопе. Последний метод позволил выявить спиралевидную форму жгутиков и их винтообразное строение. Осевая нить жгутика состоит из перевитых тончайших нитей, покрытых белковым чехлом. Характер движения бактерий зависит от числа жгутиков, возраста и свойств культуры, температуры, наличия химических веществ. Наибольшей подвижностью обладают монотрихи (60 мкм/с). Чтобы обнаружить жгутики при обычном увеличении, применяют специальные методы их окраски (Лёффлера, Грея, Морозова). При этом диаметр жгутиков, а также самой бактерии увеличивается. Длина жгутиков различна, у некоторых бактерий она достигает 30 мкм, во много раз превышая длину бактерий. Методы, используемые для изучения нативных препаратов Метод «раздавленной» капли.На поверхность обезжиренного предметного стекла наносят каплю исследуемого материала или суспензию бактерий и покрывают ее покровным стеклом. Капля должна быть небольшой, не выходящей за край покровного стекла. Микроскопируют препарат с объективом 40х. 3 Метод «висячей» капли.Препарат готовят на покровном стекле, в центр которого наносят одну каплю бактериальной культуры. Затем предметное стекло с лункой, края которой предварительно смазывают вазелином, прижимают к покровному стеклу так, чтобы капля находилась в центре лунки. Быстрым движением переворачивают препарат покровным стеклом вверх. В правильно приготовленном препарате капля должна свободно висеть над лункой, не касаясь ее дна или края. Для микроскопии вначале используют сухой объектив 8х, под увеличением которого находят край капли, а затем устанавливают объектив 40х и исследуют препарат. Прижизненная (витальная) окраска.Взвесь микроорганизмов вносят в каплю 0,001% раствора метиленового синего или нейтрального красного. Затем готовят препарат «висячая» или «раздавленная» капля и микроскопируют. После микроскопии препараты «висячей» или «раздавленной» капли опускают в дезинфицирующий раствор. Методика окраски жгутиков по Лёффлеру 1. Препарат готовят из 18-24-часовой культуры. Материал берут поблизости от конденсационной воды, переносят в пробирку с 1-2 мл стерильной водопроводной воды, осторожно погружая его, не разбалтывая; пробирки выдерживают 30-60 минут при комнатной температуре. Затем взвесь бактерий переносят в каплю воды на предметном стекле, высушивают. 2. Обрабатывают 15-20 минут протравой: 1 мл спиртового раствора фуксина + смесь из 10 мл 25% водного раствора танина с 5 мл насыщенного водного раствора сернокислого железа (протраву готовят за несколько суток до применения, перед использованием её фильтруют). 3. Промывают водой, высушивают на воздухе. 4. Докрашивают фуксином Циля 3-4 минуты при легком подогревании (без отхождения паров). 5. Промывают водой, высушивают над пламенем спиртовки. Жгутики и клетки окрашиваются в розовый цвет. Методика окраски жгутиков по Морозову 1. Приготовленный препарат обрабатывают кислотой, при этом оболочка клетки и жгутики разрыхляются. 2. Закрепление разрыхленных структур танином. 3. Обработка азотнокислым серебром (оно окутывает каждый жгутик и саму клетку толстым слоем, давая различные оттенки от жёлтого до тёмно- коричневого). Включения. В цитоплазме бактерий находятся гранулы волютина, липопротеидные тельца, гликоген, гранулеза, сера, кальций и др. Волютин состоит из неорганических полифосфатов, полиметафосфатов, встречается у некоторых бактерий и дрожжей. В дрожжевой клетке волютин можно обнаружить в виде большой круглой капли внутри вакуоли. При состоянии активного обмена волютин в клетках располагается мелкими каплями по стенкам вакуоли или непосредственно под клеточной стенкой. В большом количестве волютин накапливается перед почкованием. У дифтерийной палочки зерна волютина располагаются на полюсах клетки, и их обнаружение имеет дифференциально- диагностическое значение. Методика окраски волютина по Лёффлеру 1. Приготовленный препарат фиксируют, наливают 1-2 капли метиленового синего. 2. Через 3 минуты краситель смывают водой и накрывают препарат покровным стеклом. 4 При микроскопировании волютин в виде капель окрашен в сине-фиолетовый цвет, а цитоплазма – в голубой. Если сбоку подвести каплю 1%-ной серной кислоты, происходит обесцвечивание всей клетки, за исключением волютина. Методика окраски волютина по Нейссеру 1. Фиксированный мазок окрашивают ацетатом синьки Нейссера в течение 2-3 минут. 2. Наносят раствор Люголя на 10-30 с. 3. Окрашивают везувином или хризоидином в течение 0,5-1 мин. 4. Промывают водой, высушивают и микроскопируют. Зёрна волютина представляют собой соединения, имеющие в отличие от цитоплазмы щелочную реакцию, и поэтому избирательно воспринимают ацетат синьки, окрашиваясь в тёмно-синий или тёмно-коричневый цвет. Цитоплазма клетки, обладающая кислой реакцией, воспринимает щелочной краситель – везувин и окрашивается в жёлтый цвет. Хламидии. Морфология, жизненный цикл хламидий Хламидии - мелкие, чувствительные к антибиотикам бактерии диаметром около 0,2-1,5 мкм, которые развиваются только внутри живых клеток («облигатные внутриклеточные паразиты») и вызывают широкий спектр патологических процессов у человека и животных. Естественный цикл развития хламидий проходит в цитоплазматических включениях живых клеток (элементарное тельце - ретикулярное тельце - ретикулярные тельца - промежуточные тельца - элементарные тельца) и продолжается от двух до трех суток. Завершив цикл размножения, хламидии разрушают оболочку клеток хозяи на, выходят из клетки во внешнюю среду и заражают новые клетки. По современной классификации хламидии относят к роду Chlamidia семейства Chlamidiaceae порядка Chlamidiales. Вид С. trachomatis - возбудитель антропонозных хламидийных инфекций, первично поражающих слизистые оболочки (трахома, урогенитальный хламидиоз, венерическая лимфогранулема); это - один из самых распространенных и наиболее актуальных возбудителей заболеваний, передаваемых половым путем. Методы выявления хламидий Особенностью хламидий является то, что они развиваются только в цилиндрическом эпителии (плазматическом эпителии), поэтому поражаются органы, покрытые этим эпителием. Хламидии поражают слизистую оболочку уретры, канала шейки матки, маточных труб и приводят не только к воспалительным процессам, но и к их хронизации с последующими осложнениями, например, к бесплодию. Клетки с хламидиями располагаются группами по 4-6 штук; хроматин в них распределен причудливо, грубые его нагромождения чередуются с просветлениями, цитоплазма клетки слегка вакуолизирована. В части случаев хламидии располагаются в виде внутриклеточных элементарных телец. Позднее они становятся крупнее, делаются менее плотными и располагаются внутри крупной вакуоли вблизи ядра. Хламидии чувствительны к тетрациклинам, макролидам и рифампицину, а L-формы бактерий чувствительны к эритромицину и рондомицину. Хламидии окрашиваются по Романовскому-Гимзе, грамотрицательны, хорошо видны в нативных препаратах при фазово-контрастной микроскопии. Методы выявления риккетсий Риккетсии – грамотрицательные микроорганизмы малых размеров.Онизанимают промежуточное положение между бактериями и вирусами. С бактериями они сходны по морфологии. Внутриклеточное размножение и паразитизм на энергетическом уровне сближают их с вирусами. Окисляют глутамат с образованием АТФ. По величине они крупнее вирусов, не проходят через фильтры и обнаруживаются в оптическом микроскопе. Риккетсии выявляются в окраске по методу Грама 5 (грамотрицательные), по методу Романовского-Гимзы, Здродовского и в нативных препаратах. По П. Ф. Здродовскому наблюдаются 4 морфологических типа риккетсий (циклы развития риккетсии): 1) кокковидные (0,5 мкм), 2) палочковидные (короткие - 1-1,5 мкм), 3) бациллярные (длинные, изогнутые - 3-4 мкм), 4) нитевидные (20-40 мкм). 4.3. Практическая работа обучающихся Работа № 1. Структурные компоненты микробной клетки. Споры: структура, значение, методы окраски. Цель: изучить структуру, расположение, значение спор у бактерий, отметить особенности окраски спор. Самостоятельная работа: микроскопировать мазок из культур споровых палочек, окрашенных по Ожешко или Граму, зарисовать, сделать вывод. Бациллы ______________________________________________________________________________________'>Результат: 6 Клостридии Результат: Вывод: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ Работа № 2. Структурные компоненты микробной клетки. Капсула: структура, значение, методы окраски. Цель: изучить структуру, расположение, значение капсул у бактерий, отметить особенности окраски капсул. Самостоятельная работа: микроскопировать мазок из культур капсульных микроорганизмов, окрашенных по Бурри-Гинсу, зарисовать, сделать вывод. Результат ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Вывод _______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Работа № 3. Структурные компоненты микробной клетки. Жгутики: структура, значение, методы выявления. Цель: изучить структуру, расположение, значение жгутиков у бактерий, отметить особенности окраски жгутиков. Самостоятельная работа: 1) используя демонстрационные плакаты, атлас, зарисовать микроорганизмы с различным расположением жгутиков, сделать вывод. 7 Результат ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Вывод _______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 2)приготовить нативные препараты кишечной палочки и вибриона, микроскопировать, отметить характер движения микроорганизмов, зарисовать, сделать вывод. Результат ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Вывод _______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Работа № 4. Структурные компоненты микробной клетки. Включения: структура, значение, методы окраски. Цель: изучить структуру, расположение, значение включений у бактерий, отметить особенности окраски включений. Самостоятельная работа: микроскопировать мазок из культур дифтерийной палочки, окрашенных по Леффлеру и Нейссеру, зарисовать, сделать вывод. Дифтерийная палочка (окраска по Леффлеру) Результат: 8 Дифтерийная палочка (окраска по Нейссеру) Результат: Вывод _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Подпись преподавателя_______________________________________________ 4.4. Итоговый контроль (контрольные вопросы, тесты) 4.5. Домашнее задание 1. Зарисовать некоторых представителей групп микроорганизмов и записать их морфологические и тинкториальные свойства (см. атлас) Название микроорганизма Рисунок Морфологические и тинкториальные свойства Риккетсии Особенности биологии Хламидии Цикл развития 9 2. Используя лекционный материал, учебник, атлас и теоретическую справку охарактеризовать вирусы: А) зарисовать простоустроенный и сложноустроенный вирус, отметить структурные особенности: Б) заполнить таблицу: ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ ВИРУСОВ Принцип классификации Описание Примеры 1. Тип нуклеиновой кислоты, ее характеристики 1. ДНК-содержащие а) б) в) 2. РНК-содержащие а) б) в) 2. Наличие суперкапсида 1. Простоустроенные 2. Сложноустроенные 3. Форма вириона 1. 2. 3. 4. 4. Тип симметрии капсида 1. Спиральный 2. Кубический 3. Смешанный 10 В)Записать методы выявления (индикации) вирусов (см. атлас по медицинской микробиологии): 1)____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2)____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 3)____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 4)____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 5)____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 6)____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ В) Описать строение бактериофагов. Перечислить основные биологические свойства Взаимодействие бактериофага с оболочкой бактерии Вывод:_______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Подпись преподавателя______________________________ 11 5. Список тем по УИРС, предлагаемый кафедрой: презентация «Морфология риккетсий, хламидий, вирусов и их значение»). 6. Рекомендуемая литература Основная литература 1. Микробиология, вирусология и иммунология: учеб. для студентов мед.вузов / ред. В. Н. Царев. - М.: Практическая медицина, 2010. - 581 с. 2. Микробиология, вирусология и иммунология полости рта: учебник / ред. В. Н. Царев. - Москва: ГЭОТАР- Медиа, 2016. - 576 с. http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970425824.html Дополнительная литература 1. Поздеев, О. К. Медицинская микробиология: учебное пособие / О. К. Поздеев; ред. В. И. Покровский. - 4-е изд., стереот. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 768 с. http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970415306.html 2. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Атлас- руководство: Учебное пособие / Под. ред. А.С. Быкова, В.В. Зверева. – Москва: ООО «Издательство «Медицинское информационное агентство», 2018. – 416 с. |