Слайд 1Классификация и строение микроорганизмов
М.Р. Карпова
Слайд 2Медицинская микробиология изучает строение микробов, способных вызвать у человека болезни,
их жизнедеятельность (физиологию), генетику, экологию, патогенез (механизм болезнетворности), основные клинические
проявления инфекционных болезней, специфическую диагностику, профилактику и лечение инфекционных болезней, а также их эпидемиологические особенности.
Иммунология – наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов.
Слайд 4Mundus microbiorum:
Прокариоты
Эукариоты (Eucaria)
Акариоты
Археи (Archaea)
Бактерии (Bacteria)
Грибки (Fungi)
Простейшие (Protista)
Растения (Plantae)
Животные (Animalia)
Вирусы (Vira)
Слайд 5Классификация микроорганизмов
1923 г. – американское общество бактериологов издало первый международный
«Определитель бактерий» под редакцией Д. Берджи.
Комитет Bergey's Manual Trust:
∙ «Bergey's Manual of Determinative Bacteriology» – идентификация;
∙ «Bergey's Manual of Systematic Bacteriology» – систематика.
Слайд 6 Определитель бактерий Берджи (1994):
1. Gracilicutes –
токостенные, грамотрицательные (1 – 16 группы);
2. Firmicutes –
толстостенные, грамположительные (17 – 29);
3. Tenericutes – лишены клеточной стенки (30-ая группа);
4. Mendosicutes – архебактерии (стенки лишены пептидогликана, имеются особенности строения рибосом, мембраны и РНК – 31 – 35 группы).
Слайд 7Систематика микроорганизмов
Bergey's Manual of Systematic Bacteriology (2001) отражает филогенетическое родство.
Микроорганизмы
систематизированы по:
● фенотипическим признакам;
● генотипическим признакам;
● филогенетическим признакам (секвенирование 16S и 23S рРНК, анализ рРНК-нуклеотидных последовательностей).
Слайд 8Таксоны классификации Bergey
Царство – regnum (лат.);
домен – domen (лат.);
филум
– phylum (лат.);
класс – class (лат.);
порядок – ordo (лат.);
семейство –
familia (лат.);
род – genus (лат.);
вид – species (лат.).
Слайд 9Таксономическая схема бактерий, имеющих медицинское значение (Domain Bacteria)
Слайд 11http://www.ssmu.ru/ofice/f4/micro/
Слайд 12Вид – это эволюционно сложившаяся совокупность особей, имеющих единый тип
организации, который в стандартных условиях проявляется сходными фенотипическими признаками: морфологическими,
физиологическими, биохимическими и др.
Бинарная номенклатура : Staphylococcus aureus (S.aureus).
Слайд 13Внутривидовые варианты
штамм – популяция бактерий, выделенных из какого-либо исследуемого материала;
клон
– популяция бактерий, полученная из одной бактериальной клетки;
морфовары (типы) –
варианты, отличающиеся от основного вида по морфологическим свойствам;
хемовары – по биохимическим свойствам;
серовары – по антигенной структуре;
резистовары – по чувствительности к АБ;
фаговары – по чувствительности к бактериофагам;
геновары – по строению части генома;
биовары – по нескольким биологическим свойствам.
Слайд 14М О Р Ф О Т И П Ы Б
А К Т Е Р И Й
Слайд 15Морфология микроорганизмов
кокки
палочки
извитые формы
нитевидные формы
Слайд 16Кокковидные микроорганизмы
микрококки
диплококки
тетракокки
сарцины
стрептококки
стафилококки
Слайд 17Палочковидные микроорганизмы
коринебактерии
вибрионы
клостридии
микобактерии
эшерихии
стрептобациллы
Слайд 18Извитые микроорганизмы
спириллы
спирохеты
трепонемы
боррелии
лептоспиры
Слайд 19Нитевидные микроорганизмы
актиномицеты
Слайд 23Анатомия бактериальной клетки
Постоянные компоненты
клеточная стенка,
ЦПМ,
цитоплазма,
рибосомы,
мезосомы,
генофор
Непостоянные компоненты
капсула,
жгутики,
пили,
споры,
включения,
плазмиды
Слайд 24Клеточная стенка
XIX в. – Христиан Грам предложил дифференциальную окраску →
бактерии
грамположительные
грамотрицательные
Слайд 25Пептидогликан
муреин, мукопептид, гликопептид;
Гликан: остатки N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенные гликозидной
связью.
Транспептидазы (ПСБ);
Г+ 40 слоев, 50 нм и более, до
90% сухой массы КС;
Г- 1-2 слоя, 15-20 нм, около 10% КС.
Г+
Г–
Слайд 26Г+ бактерии
тейхоевые или липотейхоевые кислоты (от греч. teichos – стенка)
– цепи из 8-50 остатков глицерола и рибитола, соединенных фосфатными
мостиками (рибитолтейхоевые и глицеринтейхоевые) → адгезины, антигены, репеленты фагоцитоза, токсины;
белки (А, М, Т, R и др.) – антифагины, репеленты фагоцитоза, протеин А у стафилококка – аналог рецептора для антител.
Слайд 27Г- бактерии
наружная мембрана;
липополисахарид (ЛПС):
● липид А
– эндотоксин;
● ядро (базис) – полисахарид, включающий глюкозу,
галактозу, N-ацетилглюкозамин и кетодезоксиоктонат (КДО);
● О-специфическая цепь олигосахаридных последовательностей (галактоза, манноза, рамноза, N-ацетилглюкозамин, абеквоза, колитоза, тивелоза и др.). О-антиген.
Слайд 28Порины
Белки массой до 700, окаймляют гидрофильные поры, обеспечивают диффузию химических
веществ в микробную клетку.
Функции: метаболизм, конъюгация.
Порины I (полностью
пронизывают КС), II (прерываются в периплазматическом пространстве) и III порядка (имеют вставочный белок).
Г+ – порины I и III порядка;
Г– – порины I и II порядка.
Слайд 31Функции клеточной стенки
придает форму;
защитная;
содержит рецепторы для фагов, колицинов, химических
соединений;
антигенная;
транспорт веществ;
постоянство внутренней среды;
определяет способность бактерий воспринимать красители
(тинкториальные свойства).
Слайд 32Принцип окраски по Граму
Грамположительные бактерии удерживают генциановый фиолетовый в комплексе
с йодом – фиолетовая окраска бактерий;
Грамотрицательные бактерии после воздействия спирта
утрачивают краситель, обесцвечиваются и при обработке фуксином окрашиваются в красный цвет.
Слайд 33Фирмикутные ( толстостенные, грамположительные): большинство кокков (пневмококки, стрептококки, стафилококки, сарцины),
палочки (бациллы, клостридии, коринебактерии, микобактерии, бифидобактерии), ветвящиеся бактерии – актиномицеты.
Грациликутные
(тонкостенные, грамотрицательные): извитые формы, спирохеты и спириллы, разнообразные палочки, вибрионы, хеликобактерии, кокки (нейссерии), риккетсии и хламидии.
Слайд 34Кислотоустойчивые бактерии
Г+ с высоким содержанием жирных кислот (туберкулостеариновая, миколовая и
др.), восков, фосфолипидов → прочность, устойчивость к кислотам и щелочам.
Mycobacterium tuberculosis.
Метод Циля-Нильсена: кислотоустойчивые бактерии не обесцвечиваются кислотой и остаются рубиново красными, а кислотонеустойчивые – обесцвечиваются и докрашиваются метиленовым синим в синий цвет.
Слайд 35Бактерии, лишенные КС
Фильтрующиеся, инволютивные формы бактерий, протопласты, сферопласты, L-формы.
Слайд 36ЦПМ
ЦПМ – липопротеин: 15-30% липиды, 50-70% протеины (структурные и функциональные),
2-5% углеводы и РНК.
ЭМ: трехслойная мембрана.
ЦПМ – мобильная
текучая структура.
Функции ЦПМ: регуляция поступления в клетку метаболитов и ионов, регуляция осмотического давления, транспорт веществ и энергетический метаболизм клетки, репликация ДНК, спорообразование.
Слайд 37Мезосомы
Функции мезосом:
генерация энергии;
кариогенез;
рост, деление;синтез углеводов, липидов.
Тилакоиды.
Слайд 38Цитоплазма
Коллоидная система: вода (около 75%), минеральные вещества, ферменты, растворимые белки,
РНК, включения и рибосомы.
Включения: гранулы гликогена, полисахариды, полифосфатов (волютина).
Волютин обладает метахромазией (метод Нейссера).
Слайд 39Рибосомы
Рибосомы: размер около
20 нм, две субъединицы (50
S и 30 S). Перед началом синтеза белка – объединение
в 70S. Не объединены в эндоплазматическую сеть.
Рибосомные РНК (рРНК) – консервативные элементы бактерий («молекулярные часы» эволюции). 16S рРНК – малая субъединица, а 23S – большая. 16S рРНК – геносистематика (степень родства организмов).
В зависимости от интенсивности роста – от 5000 до 50000 рибосом.
Слайд 40Генетическая система бактерий
Нуклеоид (генофор) – бактериальная хромосома (двунитевая суперспирализованная ДНК
кольцевой формы), содержит до 4000 отдельных генов.
Выявление: по Фельгену,
по Романовскому-Гимзе, ЭМ.
Плазмиды – ковалентно замкнутые кольцевые двунитевые ДНК размером от 106 до 108 Д, от 40 до 50 генов. Количество – от 1 до 200.
Эписомы и интегрированные плазмиды.
Функции: регуляторные,
кодирующие
(экзотоксины, ферменты,
бактериоцины,
устойчивость к
лекарственным
препаратам и т.д.).
Слайд 41Споры
Споры образуются при неблагоприятных условиях у Г+ бактерий.
Одна бактерия –
одна спора.
Бациллы, клостридии.
Спорообразование (споруляция) – 18-20 ч.
Прорастание (4-5
ч): активация, инициация, прорастание.
Слайд 42Споры
Форма, размер и расположение спор – видовое свойство бактерии.
Выявление:
при обычном окрашивании и по методу Ожешко (спора прокрашивается в
рубиново красный цвет карболовым фуксином, а вегетативная клетка после обесцвечивания кислотой докрашивается метиленовым синим).
Слайд 43Капсула
Капсула – слизистая структура толщиной более 0,2 мкм;
Состав: полисахариды
и полипептиды (мономеры D-глутаминовой кислоты).
Капсула гидрофильна, препятствует фагоцитозу бактерий.
Функции
капсулы: защитные, адгезивные, патогенные и антигенные.
Выявление: негативное контрастирование по Бурри-Гинсу;
Микрокапсула – слизистое образование толщиной менее 0,2 мкм, выявляемое при ЭМ.
Слизь – мукоидные полисахариды, не имеющие четких внешних границ.
Слайд 44Жгутики
Жгутики – толщина 12-20 нм, длина 3-12 мкм.
Флагеллин (от.
лат. flagellum – жгутик), антигенная специфичность.
Хемомеханический преобразователь (флагеллиновый мотор).
Слайд 48Жгутики
Хемотаксис, аэротаксис, фототаксис.
Скорость движения бактерий: Bacillus megaterium – 27
мкм/с, V. cholerae – 200 мкм/с.
Выявление: ЭМ, по Леффлеру, серебрением,
при помощи фазово-контрастной или световой микроскопии «раздавленной» или «висячей» капли.
Слайд 49Пили
Пили (ворсинки, фимбрии от англ. fimbria – бахрома) – тонкие
полые нити белковой природы (3-10 нм х 0,3-10 мкм).
Пилин,
антигенная активность.
Пили 1-го или общего типа – common pili: адгезия, их много, снижают заряд бактерии и уменьшают электростатические силы отталкивания, увеличение площади поверхности бактериальной клетки → утилизация питательных веществ.
Слайд 50Пили
Пили 2 типа (половые, F-пили, конъюгативные – sex pili): конъюгация
бактерий, имеются только у бактерий-доноров (1-4 на клетку), более длинные
(0,5-10 мкм).
Взаимодействие с «мужскими» сферическими бактериофагами.
