При обычной световой микроскопии наблюдаемый объект (в том числе и микробы) рассматриваются в проходящем свете. Поскольку микробы, как и другие биологические объекты, малоконтрастны, то для лучшей видимости их окрашивают.
С целью расширения границы видимости применяют другие виды световой микроскопии. Темнопольная микроскопия — метод микроскопического исследования объектов, не поглощающих свет, плохо видимых при методе светлого поля. При темнопольной микроскопии объекты освещаются косыми лучами или боковым пучком света, что достигается при помощи специального конденсора — так называемого конденсора темного поля. При этом в объектив микроскопа попадают [...]
Фазово-контрастная микроскопия — метод микроскопического наблюдения прозрачных, неокрашенных, не поглощающих света объектов, основанный на усилении контраста изображения. Прозрачные неокрашенные объекты (в том числе живые микроорганизмы) отличаются от окружающей среды по показателю преломления, не поглощают свет, но изменяют его фазу. Эти изменения не улавливаются глазом. При фазово-контрастной микроскопии свет, не поглощенный объектом, проходит через так называемое [...]
Люминесцентная микроскопия (флюоресцентная микроскопия) — метод световой микроскопии, позволяющий наблюдать первичную или вторичную люминесценцию микроорганизмов. Люминесценция (от лат. lumen, luminis — свет) — особый вид свечения, которое возбуждается коротковолновой частью видимого света либо ультрафиолетовыми лучами.
Для люминесцентной микроскопии применяют либо специальные люминесцентные микроскопы, либо приставки к обычным «биологическим» микроскопам. Люминесцентная микроскопия нашла широкое применение в микробиологической диагностике, помогает проводить ускоренную идентификацию микробов. Первичная (собственная) люминесценция характерна для ряда биологически активных веществ (ароматические аминокислоты, порфирины, хлорофилл, витамины А и В2, тетрациклины и др.). Вторичная (или наведенная) люминесценция возникает в результате обработки [...]
Люминесцентная микроскопия окрашенных флюорохромами фиксированных препаратов используется для обнаружения мико-бактерий, гонококков, возбудителя дифтерии, малярии в мазках крови и др. Этот метод более чувствителен по сравнению с обычными методами окраски (например, окраски по Цилю— Нельсену).
Иммунофлюоресценция (метод Кунса) — сочетание микроскопического метода с иммунологическим.
Электронная микроскопия — метод морфологического анализа с помощью потока электронов. Роль оптических линз выполняют электрические и магнитные поля. Использование в качестве источника излучения потока электронов повышает разрешающую способность микроскопа, измеряемую в нанометрах. Такая высокая разрешающая способность позволяет изучать структуру этих объектов (в том числе и микробов) на субклеточном и макромолекулярном уровне. Электронная микроскопия применяется для [...]
Особенность микроскопирования микробов — применение исключительно иммерсионной системы, состоящей из исследуемого объекта, иммерсионных масла и объектива. Преимущество этой системы заключается в том, что между объектом на предметном стекле и фронтальной линзой объектива находится среда с одинаковым показателем преломления (кедровое, вазелиновое масло и др.). Благодаря этому достигается наилучшее освещение объекта, так как лучи не преломляются и [...]
Световой микроскоп состоит из механической и оптической частей. Механическая часть представлена ножкой (или башмаком), тубусо-держателем, тубусом, предметным столиком. В нижней части тубу-содержателя находятся макро- и микровинты для грубой и тонкой подачи тубуса. Верхняя часть тубусодержателя снабжена головкой крепления револьвера для объективов. Оптическая часть микроскопа состоит из объектива, окуляра и осветительного аппарата. Объективы делятся на сухие [...]
Микробы — существа, размеры которых ниже разрешающей способности глаза. Поэтому важными методами их исследования являются микроскопические, позволяющие изучать морфологию и структуру микробов. Среди микроскопических методов используют: 1) обычную световую микроскопию (светопольную), тем-нопольную, фазово-контрастную, ультрафиолетовую (люминесцентную); 2) электронную микроскопию и ее разновидности.
Кроме обычных вирусов, известны и так называемые неканонические вирусы прионы — белковые инфекционные частицы, имеющие вид фибрилл размером 10—20x100—200 нм. Прионы, по-видимому, являются одновременно индукторами и продуктами автономного гена человека или животного и вызывают у них энцефалопатии в условиях медленной вирусной инфекции (болезнь Крейтцфельда—Якоба, куру и др.).
Другими необычными агентами, близкими к вирусам, являются вироиды — [...]
В основу классификации вирусов положены следующие категории: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома, размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии; наличие суперкапсида; чувствительность к эфиру и дезоксихолату; место размножения в клетке; антигенные свойства и др. Вирусы поражают позвоночных и беспозвоночных животных, а [...]
Внутренние структуры вирусов называются сердцевиной. У аденовирусов сердцевина состоит из гистоноподобных белков, связанных с ДНК, у реовирусов — из белков внутреннего капсида.
В вирусологии используют следующие токсономические категории: семейство (название оканчивается на viridae), подсемейство (название оканчивается на virinae), род (название оканчивается на virus). Однако названия родов и особенно подсемейств даны не для всех вирусов. Вид вируса [...]
Различают просто устроенные (например, вирус полиомиелита) и сложно устроенные (например, вирусы гриппа, кори) вирусы. У просто устроенных вирусов нуклеиновая кислота связана с белковой оболочкой, называемой капсидом (от лат. capsa — футляр). Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц — капсомеров. Нуклеиновая кислота и капсид взаимодействуют друг с другом и вместе называются нуклеокапсидом. У сложно устроенных вирусов [...]
Различают ДНК- и РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Исключением являются ретровирусы, имеющие диплоидный геном. Геном вирусов содержит от 6 до нескольких сотен генов и представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитевыми, одно-нитевыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную [...]
Морфологию и структуру вирусов изучают с помощью электронной микроскопии, так как их размеры малы и сравнимы с толщиной оболочки бактерий. Форма вирионов может быть различной: палочковидной (вирус табачной мозаики), пулевидной (вирус бешенства), сферической (вирусы полиомиелита, ВИЧ), в виде сперматозоида (многие бактериофаги). Размеры вирусов определяют с помощью электронной микроскопии, методом ультрафильтрации через фильтры с известным диаметром [...]
Вирусы относятся к царству Vira. Это мельчайшие микробы, не имеющие клеточного строения, белок-синтезируюшей системы, содержащие только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).
Они являются автономными генетическими структурами и отличаются особым разобщенным (дисъюнктивным) способом размножения (репродукции): в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и их белки, затем происходит их сборка в вирусные частицы. Вирусы, являясь облигатными [...]
Патогенным представителем является возбудитель балантидиаза, он поражает толстую кишку человека. Балан-тидии подвижны, имеют многочисленные реснички.
В классе Sporozoa (споровики) патогенными представителями являются возбудители токсоплазмозов, кокцидиозов, саркоцистозов, малярии. Каждый из этих представителей имеет сложное строение и свои особенности жизненного цикла. Так, например, жизненный цикл возбудителя малярии характеризуется чередованием полового размножения (в организме комаров Anopheles) и бесполого (в клетках тканей и эритроцитах человека, где они размножаются путем множественного деления). Токсоплазмы имеют форму [...]
Подтип Mastigophora (жгутиконосцы) включает следующие патогенные представители: трипаносома — возбудитель африканского трипаносомоза (сонная болезнь); лей-шмании — возбудители кожной и висцеральной форм лейшма-ниозов; трихомонады — возбудителя трихомоноза; лямблию — возбудителя лямблиоза. Эти простейшие характеризуются наличием жгутиков: один — у лейшманий, 4 свободных жгутика и короткая ундулирующая мембрана — у трихомонад. К подтипу Sarcodina (саркодовые) относится дизентерийная [...]
Снаружи простейшие окружены мембраной (пелликулой) — аналогом цитоплазматической мембраны клеток животных. Они имеют ядро с ядерной оболочкой и ядрышком, их цитоплазма состоит из эндоплазматического ретикулума, митохондрий, ли-зосом, многочисленных рибосом и др. Передвижение простейших осуществляется посредством жгутиков, ресничек и путем образования псевдоподий. Некоторые простейшие имеют опорные фибриллы. Простейшие могут питаться в результате фагоцитоза или образования особых [...]
Простейшие — эукариотические одноклеточные микроорганизмы, составляющие подцарство Protozoa царства животных (Animalia). Простейшие включают 7 типов, из которых три типа (Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora) имеют представителей, вызывающих заболевания у человека. Размеры простейших колеблются в среднем от 5 до 30 мкм.
Базидиомицеты — шляпочные грибы с септиро-ванным мицелием. Дейте-ромицеты, несовершенные грибы {Fungi imperfecti), являются условным классом грибов, который объединяет грибы с септированным мицелием, не имеющими полового размножения. Они размножаются только бесполым путем, образуя конидии. К несовершенным грибам относятся грибы рода Candida, поражающие кожу, слизистые оболочки и внутренние органы (кандидоз). Они имеют овальную форму, диаметр 2—5 мкм, [...]
Представителями аскомицетов являются и дрожжи — одноклеточные грибы, утратившие способность к образованию истинного мицелия. Дрожжи имеют овальную форму клеток с диаметром 3—15 мкм. Они размножаются почкованием, бинарным делением (делятся на две равные клетки) или половым путем с образованием аскоспор. Заболевания, вызываемые некоторыми видами дрожжей, получили название дрожжевых микозов. К ас-комицетам относится и возбудитель эрготизма (спорынья [...]
Высшие грибы представлены аскомицетами и базидиомице-тами (совершенными грибами), а также дейтеромицетами (несовершенными грибами). Аскомицеты (или сумчатые грибы) имеют септированный мицелий (за исключением одноклеточных дрожжей). Свое название они получили от основного органа плодоношения — сумки, или аска, содержащего 4 или 8 гаплоидных половых спор (аскоспор). К аскомицетам относятся представители родов Aspergillus, Penicillium и др., отличающиеся особенностями [...]
Грибы подразделяют на 7 классов: хитридиомицеты, гифохитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскоми-цеты, базидиомицеты, дейтеромицеты.
К низшим грибам относятся: хитридиомицеты, или водные грибы, ведущие сапрофитический образ жизни или поражающие водоросли; гифохитридиомицеты, имеющие сходство с хитридиомицетами и оомицетами; оомицеты — паразиты высших растений и водные плесени; зигомицеты, включающие представителей рода Мисог, распространенные в почве и воздухе и способные вызывать мукоромикоз [...]
Бесполое размножение осуществляется с помощью эндогенных спор, созревающих внутри круглой структуры, — спорангия и экзогенных спор — конидий, формирующихся на кончиках плодоносящих гиф. Различают два основных типа конидий: ортроконидии (артроспоры), или таллоконидии (старое название — оидии, таллоспоры), образуются путем равномерного септирования и расчленения гиф; бластоконидии образуются в результате почкования. К бесполым формам относят также хламидоспоры [...]
Гифы низших грибов не имеют перегородок. У высших грибов гифы разделены перегородками.
Грибы размножаются спорами — половым (телеоморфы) и бесполым (анаморфы) способами, половым путем с образованием гамет и других форм, а также вегетативным путем (почкованием или фрагментацией гиф).
Грибы, размножающиеся половым и бесполым путем, относятся к совершенным. Несовершенными называются грибы, у которых отсутствует или еще не описан [...]
Грибы {Fungi, Mycetes) относятся к царству Fungi. Это разнородные нефотосинтезирующие (бесхлоро-фильные) эукариотические микроорганизмы.
Грибы имеют ядро с ядерной оболочкой, цитоплазму с орга-неллами, цитоплазм ати ческу ю мембрану и мощную клеточную стенку, состоящую из нескольких типов полисахаридов (ман-нанов, глюканов, целлюлозы, хитина), а также белка, липидов и др. Цитоплазматическая мембрана содержит фосфолипиды и стеролы. Грибы состоят из длинных [...]
Специфические элементы споры, включая многослойную оболочку и дипиколинат кальция обусловливают ее свойства: спора долго может сохраняться (в почве, например, возбудители сибирской язвы и столбняка могут сохраняться десятки лет). В благоприятных условиях споры прорастают, проходя три последовательные стадии: активацию, инициацию, вырастание. При этом из одной споры образуется одна бактерия. Активация — это готовность к прорастанию. При [...]
Процесс спорообразования (споруляция) проходит ряд стадий, в течение которых часть цитоплазмы и хромосома отделяются, окружаясь цитоплазматической мембраной; образуется проспора, затем формируется многослойная плохо проницаемая оболочка Спорообразование сопровождается интенсивным потреблением проспорой, а затем формирующейся оболочкой споры дипиколиновой кислоты и ионов кальция. После формирования всех структур спора приобретает термоустойчивость, которую связывают с наличием дипиколината кальция. Спорообразование, форма [...]
Споры — своеобразная форма покоящихся фирмикутных бактерий, т.е. бактерий с грамположительным типом строения клеточной стенки.
Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высушивание, дефицит питательных веществ и др.). При этом внутри одной бактерии образуется одна спора. Образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения, как у грибов.
Спорообразующие аэробные бактерии, у которых размер споры не [...]
Ворсинки, или пили (фимбрии), — нитевидные образования, более тонкие и короткие (3—10 нм х 0,3—10 мкм), чем жгутики. Пили отходят от поверхности клетки и состоят из белка пилина. Они обладают антигенной активностью. Среди пилей выделяются: пили, ответственные за адгезию, т.е. за прикрепление бактерий к поражаемой клетке (пили 1-го типа, или общего типа — common pili)\ [...]
Жгутики бактерий определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, имеют большую длину, чем сама клетка. Толщина жгутиков 12—20 нм, длина 3—12 мкм. Число жгутиков у бактерий различных видов варьирует от одного (монотрих) у холерного вибриона до десятка и сотен жгутиков, отходящих по периметру бактерии (пери-трих) у кишечной палочки, [...]
Многие бактерии образуют микрокапсулу — слизистое образование толщиной менее 0,2 мкм, выявляемое лишь при электронной микроскопии. От капсулы следует отличать слизь — муко-идные экзополисахариды, не имеющие четких внешних границ. Мукоидные экзополисахариды характерны для мукоидных штаммов синегнойной палочки, часто встречающихся в мокроте больных с кистозным фиброзом. Бактериальные экзополисахариды участвуют в адгезии (прилипании к субстратам), их еще [...]
Кроме нуклеоида, представленного одной хромосомой, в бактериальной клетке имеются внехромосомные факторы наследственности — плазмиды, представляющие собой ко-валентно замкнутые кольца ДНК.
Капсула — слизистая структура толщиной более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границы. Капсула различима в мазках-отпечатках из патологического материала. В чистых культурах бактерий капсула образуется реже. Она выявляется [...]
Нуклеоид — эквивалент ядра у бактерий. Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитчатой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной наподобие клубка. В отличие от эукариот ядро бактерий не имеет ядерной оболочки, ядрышка и основных белков (гистонов). Обычно в бактериальной клетке содержится одна хромосома, представленная замкнутой в кольцо молекулой ДНК. При нарушении деления [...]
Цитоплазма занимает основной объем бактериальной клетки и состоит из растворимых белков, рибонуклеиновых кислот, включений и многочисленных мелких гранул — рибосом, ответственных за синтез (трансляцию) белков. Рибосомы бактерий имеют размер около 20 нм и коэффициент седиментации 705, в отличие от 80»У-рибосом, характерных для эукариотических клеток. Поэтому некоторые антибиотики, связываясь с рибосомами бактерий, подавляют синтез бактериального белка, [...]
Цитоплазматическая мембрана при электронной микроскопии ультратонких срезов представляет собой трехслойную мембрану, окружающую наружную часть цитоплазмы бактерий. По структуре она похожа на плазмалемму клеток животных и состоит из двойного слоя липидов, главным образом фосфолипидов с внедренными поверхностными, а также интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны. Некоторые из них являются пермеазами, участвующими в транспорте веществ. [...]
Бактерии сферо- или протопластного типа, утратившие способность к синтезу пептидогликана под влиянием антибиотиков или других факторов и способные размножаться, называются L-формами (от названия института им. Листера), /.-формы могут возникать и в результате мутаций. Они представляют собой осмотически чувствительные, шаровидные, колбовидные клетки различной величины, в том числе и проходящие через бактериальные фильтры. Некоторые L-формы (нестабильные) при [...]
Белки матрикса наружной мембраны пронизывают ее таким образом, что молекулы белка, называемые поринами, окаймляют гидрофильные поры, через которые проходят вода и мелкие молекулы с относительной массой до 700. Между наружной и цитоплазматической мембранами находится периплазматическое пространство, или периплазма, содержащая ферменты. При нарушении синтеза клеточной стенки бактерий под влиянием лизоцима, пенициллина, защитных факторов организма и других [...]
От липида А отходит ядро, или стержневая часть Л ПС. Наиболее постоянной частью ядра Л ПС является кетодезоксиоктоно-вая кислота (3-деокси^-манно-2-октулосоновая кислота). О-спе-цифическая цепь, отходящая от стержневой части молекулы ЛПС, обусловливает серогруппу, серовар (разновидность бактерий, выявляемая с помощью иммунной сыворотки) определенного штамма бактерий. Таким образом, с понятием ЛПС — связаны представления об 0-антигене, по которому можно [...]
Липополисахарид «заякорен» в наружной мембране липидом А, обусловливающим токсичность Л ПС, отождествляемому поэтому с эндотоксином. Разрушение бактерий антибиотиками приводит к освобождению большого количества эндотоксина, что может привести к эндотоксическому шоку больного.
Наружная мембрана является асимметричной мозаичной структурой, представленной липополисахари-дами, фосфолипидами и белками. С ее внешней стороны расположен липополисахарид (ЛПС), состоящий из трех компонентов: липида Л, стержневой части, или ядра (лат. core — ядро), и О-специфической цепи полисахарида, образованной повторяющимися оли-госахаридными последовательностями.
В состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий входит наружная мембрана, связанная посредством липопротеина с подлежащим слоем пептидогликана. Наружная мембрана представляет собой волнообразную трехслойную структуру, сходную с внутренней мембраной, которую называют ци-топлазматической. Основным компонентом этих мембран служит бимолекулярный (двойной) слой липидов.
Способность грамположительных бактерий при окраске по Граму удерживать генциановый фиолетовый в комплексе с йодом (сине-фиолетовая окраска бактерий) связана со свойством многослойного пептидогликана взаимодействовать с красителем. Кроме этого, последующая обработка мазка бактерий спиртом вызывает суживание пор в пеп-тидогликане и тем самым задержку красителя в клеточной стенке. Грамотрицательные бактерии после воздействия спиртом утрачивают краситель, обесцвечиваются и при [...]
Элементы гликана (ацетилглюкозамин и ацетилмурамовая кислота) и аминокислоты тетрапептида (мезодиаминопимелиновая и D-глутаминовая кислоты, D-аланин) являются отличительной особенностью бактерий, поскольку они и D-изомеры аминокислот отсутствуют у животных и человека.
У E.coli пептидные цепи соединены друг с другом через D-аланин одной цепи и мезодиаминопимелиновую кислоту другой. Состав и строение пептидной части пептидогликана у грамотрицательных бактерий стабильны в отличие от пептидогликана грамположительных бактерий, аминокислоты которого могут отличаться по составу и последовательности. Тетрапеп-тиды здесь соединены друг с другом полипептидными цепочками из 5 остатков глицина. У грамположительных бактерий [...]
Основным компонентом клеточной стенки этих бактерий является многослойный пептидогликап (муре-ин, мукопептид), составляющий 40—90 % массы клеточной стенки.
С пептидогликаном клеточной стенки грамположительных бактерий ковалентно связаны тейхоевые кислоты (от греч. teichos — стенка), молекулы которых представляют собой цепи из 8—50 остатков глицерола и рибитола, соединенных фосфатными мостиками. Форму и прочность бактериям придает жесткая волокнистая структура многослойного с [...]
Клеточная стенка — прочная, упругая структура, придающая бактерии определенную форму и вместе с подлежащей цитоплазматической мембраной «сдерживающая» высокое осмотическое давление в бактериальной клетке. Она участвует в процессе деления клетки и транспорте метаболитов. Наиболее толстая клеточная стенка у грамположительных бактерий (рис.2.4). Так, если толщина клеточной стенки грамотрицательных бактерий около 15—20 нм, то у грамположительных она может [...]
