МИКРОБИОЛОГИЯ

МИКРОБИОЛОГИЯ КАК НАУКА,

ПРЕДМЕТ ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ, ИСТОРИЧЕСКИЕ
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ, ЗАДАЧИ
МЕДИЦИНСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ

микроорганизмов в жизни человека.
2. Исторические этапы развития микробиологии.

3. Вклад ученых в развитие микробиологии.
4. Медицинская микробиология:
- задачи медицинской микробиологии.
- методы микробиологической диагностики.

учение) — наука, изучающая закономерности жизни и развития мельчайших организмов

— микроорганизмов в их единстве со средой обитания.

Основные разделы общей микробиологии
Цитология
Морфология
Генетика
Систематика
Культивирование микроорганизмов
Биохимия микроорганизмов
Экология микроорганизмов
Прикладная микробиология и биотехнология микроорганизмов

фактор почвообразования.
получение многих пищевых продуктов, кислоты, некоторые витамины,

ряд ферментов, антибиотики, лекарственные препараты, ферменты и аминокислоты.
очистка окружающей среды от различных природных и антропогенных загрязнений.
классические объекты генетической инженерии
некоторые вызывают тяжёлые заболевания у человека, животных и растений.

Бактерии самые древние организмы, появившиеся около 3,5 млрд. лет назад в архее.

антибиотиков.
Современный молекулярно- генетический этап.

высказывали
Тит Лукреций Кар (95—55 гг. до н. э.),
Гален (131—

201 гг. н. э.),
Ибн Сина (980—1037)

Фракасто́ро Джироламо (1478—1553)
«О контагии, о контагиозных болезнях и лечении»
систематическое учение
об инфекции и путях её передачи.

1610 год, Галилео Галилей

создание первого микроскопа









1665 год, Роберт Гук,
впервые увидел
растительные клетки.

первооткрыватель микромира.
Он сумел изготовить двояковыпуклые линзы, дававшие

увеличение в 150—300 раз.


Левенгук считал обнаруженных им микроскопических существ «очень маленькими животными» и приписывал им те же особенности строения и поведения, что и обычным животным.

таят в себе эти крохотные создания. В полости моего рта

их было наверное больше, чем людей в Соединённом Королевстве. Я видел в материале множество простейших животных, весьма оживлённо двигавшихся. Они в десятки тысяч раз тоньше волоска из моей бороды».

век)
Луи Пастер (1822—1895)
«Микробы - бесконечно малые существа, играющие в природе

бесконечно большую роль».

развитие промышленной микробиологии,
выяснение роли микроорганизмов в кругообороте веществ в природе,
открытие анаэробных микроорганизмов,
разработка принципов асептики, методов стерилизации,
ослабления (аттенуации) вирулентности микроорганизмов и получения
вакцин (вакцинных штаммов) в частности от сибирской язвы , бешенства .
получения чистых культур бактерий,
- изучение возбудителей сибирской язвы, холеры, бешенства, куриной холеры и др. болезней.

Генрих Герман Роберт Кох (1843 – 1910)
метод выделения чистых культур на твердых питательных средах (ввел в практику чашки Петри)
способы окраски бактерий анилиновыми красителями,
открытие возбудителей сибирской язвы, холеры, туберкулеза –
- совершенствование техники микроскопии.
экспериментальное обоснование постулатов (триада) Хенле- Коха.
возбудитель заболевания должен регулярно обнаруживаться у пациента
он должен быть выделен в чистую культуру
выделенный микроорганизм должен вызывать у подопытных животных те же симптомы, что и у больного человека

Нобелевская премия по физиологии и медицине в 1905 за исследования туберкулёза.

(1802-1887)

русский ботаник, протозоолог и бактериолог, один из основоположников онтогенетического метода в изучении низших растений и низших животных, развил представление о генетическом единстве растительного и животного мира.

РУССКИЕ МИКРОБИОЛОГИ

микробиолог, эколог, почвовед, основатель экологии микроорганизмов и почвенной микробиологии.

Гамалея Н. Ф.
(1859 – 1949)
русский советский ученый-микробиолог, эпидемиолог, врач.

организатор отечественной бактериологической науки и образования.





Омелянский В. Л.

(1867 – 1928)
русский советский микробиолог. Основные труды посвящены изучению роли микробов в круговороте веществ (углерода и азота)

доказал, что прививка
людям коровьей оспы создает
невосприимчивость
к натуральной

оспе.

И.И.Мечников (1845—1916)
“поэт микробиологии” (Эмиль Ру)
разработал теорию фагоцитоза и
обосновал клеточную теорию
иммунитета.

В последующей многолетней и плодотворной дискуссии между сторонниками фагоцитарной и

гуморальной теорий были раскрыты многие механизмы иммунитета и родилась наука
ИММУНОЛОГИЯ

И.И.Мечникову и П.Эрлиху в 1908г. была присуждена Нобелевская премия.

сообщил, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус.
Эту

дату можно считать днем рождения вирусологии, а Д.И.Ивановского - ее основоположником.

Д. И. Ивановский (1863—1920)

зоны лизиса стафилококка в чашках, случайно проросших зеленой плесенью. Выделенный

штамм плесени губительно действовал и на другие микробы.

А.Флеминг (1881 – 1955) английский бактериолог.

Рenicillium

Флори Хоуард Уолтер

(1906 - 1979), (1898 – 1968),
английский биохимик, английский патолог и микробиолог
в 1938 году получили пенициллин в пригодном для инъекций виде.

Нобелевская премия по физиологии и медицине в 1945 году совместно с Александром Флемингом за открытие и синтез пенициллина.

crustosum в 1942 г.
З.В. Ермольева (1898 – 1974)

микроскопа.
доказательство роли ДНК в передаче наследственных признаков.
использование бактерий,

вирусов и плазмид в качестве объектов молекулярно- биологических и генетических исследований

микробиология изучает
возбудителей инфекционных болезней человека,

их морфологию, физиологию, экологию, биологические и генетические характеристики,
разрабатывает методы их культивирования и идентификации, специфические методы их диагностики, лечения и профилактики

ЗАДАЧИ МЕДИЦИНСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ.
1. Установление этиологической роли микроорганизмов в норме и

патологии.
2. Разработка методов диагностики, специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний, индикации и идентификации возбудителей.
3. Бактериологический контроль окружающей среды, продуктов питания, соблюдения режима стерилизации и надзор за источниками инфекции в лечебных и других учреждениях.
4. Контроль за чувствительностью микроорганизмов к антибиотикам и другим препаратам, состоянием микробиоценозов поверхностей и полостей тела человека.

Иммунологический метод.

- серологический,
- аллергологический
5. Молекулярно-генетический метод.

многие микроорганизмы лишены морфологических и тинкториальных особенностей.

Тем не менее

микроскопией материала можно определить некоторые морфологические признаки возбудителей а также установить факт наличия или отсутствия микроорганизмов в присланных образцах.

позволяют точно установить факт наличия возбудителя в исследуемом материале.

Идентификацию чистых культур проводят до вида микроорганизма.

изучения патогенеза заболевания и характера взаимодействий микроорганизма и макроорганизма.

в диагностике инфекционных заболеваний.
Особую ценность они имеют в тех

случаях, когда выделить возбудитель не представляется возможным.

диагностики инфекционных заболеваний, а также при проведении эпидемиологических исследований.

Наиболее известна проба Манту, используемая как для диагностики туберкулёза, так и для оценки невосприимчивости организма к возбудителю.

ПЦР – полимеразная цепная реакция. Исследование методом ПЦР имеет ряд

преимуществ, так как данный метод позволяет увеличивать (амплифицировать) в сотни раз участок ДНК возбудителя заболевания в исследуемом образце.

Метод ПЦР имеет высокую чувствительность и абсолютную специфичность.

в которых происходит фотосинтез
Формы размножения — бесполый способ, имеется псевдосексуальный

процесс, в результате которого происходит лишь обмен генетической информацией, без увеличения числа клеток.
Размер рибосомы — 70s. (по коэф. седиментации различают и рибосомы др. типов, а также субчастицы и биополимеры, входящие в состав рибосом)

у них имеется примитивное ядро без оболочки, ядрышка, гистонов, а

в цитоплазме отсутствуют высокоорганизованные органеллы (митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы и др.).

кокки (гонококки, менингококки, вейлонеллы); извитые формы - спирохеты и спириллы;

палочковидные формы; риккетсии и хламидии.

К толстостенным, грамположительным эубактериям относят: сферические формы, или кокки (стафилококки, стрептококки, пневмококки); палочковидные формы, в том числе коринебактерии, микобактерии и бифидобактерии; актиномицеты (ветвящиеся, нитевидные бактерии).

Актиномицеты
Пневмококки

е   формы, или кокки — шаровидные бактерии размером 0,5—1,0

мкм; по взаимному расположению клеток различают микрококки, диплококки, стрептококки, тетракокки, сарцины и стафилококки. Микрококки (лат. – малый) - отдельно расположенные клетки или в виде "пакетов".
Диплококки (лат. - двойной), или парные кокки, располагаются парами (пневмококк, гонококк, менингококк), так как клетки после деления не расходятся. Пневмококк имеет с противоположных сторон ланцетовидную форму, а гонококк и менингококк имеют форму кофейных зерен, обращенных вогнутой поверхностью друг к другу.

вытянутой формы, составляющие цепочку вследствие деления клеток в одной плоскости

и сохранения связи между ними в месте деления.

Сарцины (от лат. sarcina — связка, тюк) располагаются в виде "пакетов" из 8 и более кокков, так как они образуются при делении клетки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Стафилококки (от греч. staphyle; — виноградная гроздь) - кокки, расположенные в виде грозди винограда в результате деления в разных плоскостях.

н ы е  бактерии различаются по размерам, форме концов клетки

и взаимному расположению клеток. Длина клеток варьирует от 1,0 до 8,0 мкм, толщина — от 0,5 до 2,0мкм.
Палочки могут быть правильной (кишечная палочка и др.)


и неправильной (коринебактерии и др.) формы, в том числе ветвящиеся, например у актиномицетов.

располагается беспорядочно, так как после деления клетки расходятся.
Если после

деления клетки остаются связанными общими фрагментами клеточной стенки и не расходятся, то они располагаются под углом друг к другу (коринебактерии дифтерии)


или образуют цепочку (сибиреязвенная бацилла).

Размножаются бинарным делением в цитоплазме, а некоторые – в ядре

инфицированных клеток.
Обитают в организме членистоногих (вшей, блох, клещей), которые являются их хозяевами или переносчиками. Форма и размер риккетсий могут меняться (клетки неправильной формы, нитевидные) в зависимости от условий роста. Структура риккетсии не отличается от таковой грамотрицательных бактерий. В мазках и тканях их окрашивают по Романовскому—Гимзе, по Здродовскому или по Маккиавелло (риккетсии красного цвета, а инфицированные клетки – синего).


У человека риккетсии вызывают эпидемический сыпной тиф (Rickettsia prowazekii) и другие риккетсиозы.

Вне клеток хламидии имеют сферическую форму (0,3 мкм), метаболически неактивны

и называются элементарными тельцами. В клеточной стенке элементарных телец имеется главный белок наружной мембраны и белок, содержащий большое количество цистеина.
Хламидии размножаются только в живых клетках, их рассматривают как энергетических паразитов. Элементарные тельца попадают в эпителиальную клетку путем эндоцитоза с формированием внутриклеточной вакуоли. Внутри клеток они увеличиваются и превращаются в делящиеся ретикулярные тельца, образуя скопления в вакуолях (включения). Из ретикулярных телец образуются элементарные тельца, которые выходят из клеток путем экзоцитоза или лизиса клетки. Вышедшие из клетки элементарные тельца вступают в новый цикл, инфицируя другие клетки. У человека хламидии вызывают поражения глаз, урогенитального тракта, легких и др.

не имеющие клеточной стенки.
Из-за отсутствия клеточной стенки микоплазмы осмотически

чувствительны. Имеют разнообразную форму: кокковидную, нитевидную, колбовидную. Эти формы видны при фазово-контрастной микроскопии чистых культур микоплазм. Патогенные микоплазмы вызывают хронические инфекции - микоплазмозы

(от греч. actis — луч, mykes — гриб) они получили

в связи с образованием в пораженных тканях друз — гранул из плотно переплетенных нитей в виде лучей, отходящих от центра и заканчивающихся колбовидными утолщениями.
Актиномицеты могут делиться путем фрагментации мицелия на клетки, похожие на палочковидные и кокковидные бактерии. На воздушных гифах актиномицетов могут образовываться споры, служащие для размножения. Споры актиномицетов обычно нетермостойки.

спиралевидные бактерии, например спириллы, имеющие вид штопорообразно извитых клеток.
К

патогенным спириллам относится возбудитель содоку (болезнь укуса крыс). К извитым также относятся кампилобактеры, хеликобактеры, имеющие изгибы как у крыла летящей чайки; близки к ним и такие бактерии, как спирохеты.
Спирохеты — тонкие, длинные, извитые (спиралевидной формы) бактерии, отличающиеся от спирилл подвижностью, обусловленной сгибательными изменениями клеток.
Спирохеты имеют наружную мембрану клеточной стенки, окружающую протоплазматический цилиндр с цитоплазматической мембраной. Под наружной мембраной клеточной стенки (в периплазме) расположены периплазматические фибриллы (жгутики), которые как бы закручиваясь вокруг протоплазматического цилиндра спирохеты, придают ей винтообразную форму (первичные завитки спирохет).
Фибриллы прикреплены к концам клетки и направлены навстречу друг другу. Другой конец фибрилл свободен. Число и расположение фибрилл варьируют у разных видов. Фибриллы участвуют в передвижении спирохет, придавая клеткам вращательное, сгибательное и поступательное движение. При этом спирохеты образуют петли, завитки, изгибы, которые названы вторичными завитками.
Спирохеты плохо воспринимают красители. Их окрашивают по методу Романовского—Гимзы или серебрением, а в живом виде исследуют с помощью фазово-контрастной или темнопольной микроскопии. Спирохеты представлены 3 родами, патогенными для человека: Treponema, Borrelia, Leptospira.

8—12 равномерными мелкими завитками. Вокруг протопласта трепонем расположены фибриллы. Патогенными

представителями являются T.pallidum — возбудитель сифилиса, T.pertenue — возбудитель тропической болезни — фрамбезии.






Боррелии (род Borrelia) более длинные, имеют по 3—8 крупных завитков и 8-20 фибрилл. К ним относится возбудитель возвратного тифа (B.recurrentis) и возбудители болезни Лайма (B.burgdorferi и др.).

виде закрученной веревки. Концы этих спирохет изогнуты наподобие крючков с

утолщениями на концах. Образуя вторичные завитки, они приобретают вид букв S или С; имеют 2 осевые нити. Патогенный представитель L.interrogans вызывает лептоспироз.

мембраны, цитоплазмы с включениями и ядра, называемого нуклеоидом. Имеются дополнительные

структуры: капсула, микрокапсула, слизь, жгутики, пили. Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях способны образовывать споры. Структуру и морфологию бактерий изучают с помощью различных методов микроскопии: световой, фазово-контрастной, интерференционной, темнопольной, люминесцентной  и электронной.

клетки находится нуклеоид- ядерное образование, представленное чаще всего одной хромосомой

кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК. Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной.
 
2.Цитоплазма- сложная коллоидная система, содержащая различные включения метаболического происхождения (зерна волютина, гликогена, гранулезы и др.), рибосомы и другие элементы белоксинтезирующей системы, плазмиды (вненуклеоидное ДНК), мезосомы (образуются в результате инвагинации цитоплазматической мембраны в цитоплазму, участвуют в энергетическом обмене, спорообразовании, формировании межклеточной перегородки при делении).
 

и выполняет ряд важнейших функций- барьерную (создает и поддерживает осмотическое

давление), энергетическую (содержит многие ферментные системы- дыхательные, окислительно- восстановительные, осуществляет перенос электронов), транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки).
 
4.Клеточная стенка- присуща большинству бактерий (кроме микоплазм, ахолеплазм и некоторых других не имеющих истинной клеточной стенки микроорганизмов). Она обладает рядом функций, прежде всего обеспечивает механическую защиту и постоянную форму клеток, с ее наличием в значительной степени связаны антигенные свойства бактерий. В составе – два основных слоя, из которых наружный- более пластичный, внутренний- ригидный.

капсула, жгутики, микроворсинки.
Капсула или слизистый слой окружает оболочку ряда бактерий.

Выделяют микрокапсулу, выявляемую при электронной микроскопии в виде слоя микрофибрилл, и макрокапсулу, обнаруживаемую при световой микроскопии. Капсула является защитной структурой.
 
Жгутики. Подвижные бактерии могут быть скользящие (передвигаются по твердой поверхности в результате волнообразных сокращений) или плавающие, передвигающиеся за счет нитевидных спирально изогнутых белковых (флагеллиновых по химическому составу) образований- жгутиков.

— амфитрихиальное, D — перитрихиальное.

ворсинка (F-пили)

с клеточной стенкой бактерий и имеющая чётко очерченные внешние границы.

Капсула различима в мазках-отпечатках из патологического материала. В чистых культурах бактерий капсула образуется реже.

капсулы (клебсиеллы).

в состояние покоя.
Клетка теряет воду, несколько сморщивается и остается

в состоянии покоя до тех пор, пока снова не появится вода. Некоторые виды переживают периоды засухи, жары или холода в форме спор. Образование спор у бактерий - это не способ размножения, так как каждая клетка дает всего одну спору и общее количество особей при этом не возрастает.

образуются в цитоплазме, представляют собой клетки с низкой метаболической активностью

и высокой устойчивостью (резистентностью) к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоприятных факторов окружающей среды.

В вегетативной клетке столбнячной палочки формируется терминальная спора с многослойной оболочкой

(Электронограмма по А.А.Авакян,  Л.Н.Кац, И.Б.Павловой

(С. tetani);
3) субтерминально ( C. botulinum, C. perfringens)