Тема 3. МОРФОЛОГИЯ ОСНОВНЫХ ГРУПП БАКТЕРИЙ.ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ СПИРОХЕТ, АКТИНОМИЦЕТОВ,РИККЕТСИЙ, ХЛАМИДИЙ, МИКОПЛАЗМ. МОРФОЛОГИЯГРИБОВ И ПРОСТЕЙШИХ. СТРУКТУРА МИКРОБНОЙ КЛЕТКИ.МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ВКЛЮЧЕНИЙ И ОРГАНОИДОВ
Вопросы для подготовки
Морфология круглых и палочковидных форм бактерий.
Особенности строения спирохет, актиномицетов, риккетсий, хламидий, микоплазм.
Бактерии —микроорганизмы, не имеющие оформленного ядра (прокариоты).
По форме подразделяют на несколько групп: круглые (кокки), палочковидные (собственно бактерии, бациллы), изогнутые и извитые (вибрионы, спириллы и спирохеты).Кокки имеют диаметр 1—2 мкм. Форма кокков разнообразная: чаще округлая или овальная, но может быть ланцетовидная (пневмококки) и бобовидная (гоно- и менингококки).
Кокки, как и другие бактерии, размножаются простым делением. По взаимному расположению клеток после деления выделяют: микрококки — клетки расходятся и рас-полагаются отдельно; стафилококки (например, Staphy-lococcus aureus) —клетки делятся беспорядочно и располагаются группами, напоминающими виноградные гроздья; диплококки — клетки не расходятся и располагаются по две, например, пневмо-, гоно- и менингококки (рис. 2). Если кокки делятся в одной плоскости и, не расходясь после деления, образуют цепочку, то их называют стрептококками, например S. lactis, S. haemolyticus. Если деление клеток идет в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и кокки располагаются по четыре клетки, то их называют тетракокками (бактерии рода Gaffkya). Когда деление кокков происходит в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, то образуются пакеты или сардины (например, Planosarcina ureae). Шаровидные бактерии окрашиваются по Граму положительно, исключение составляют гонококки и менингококки, которые являются грамотрицательными.
Палочковидные бактерии очень разнообразны по размерам, взаимному расположению и форме.
Рис. 2. Основные группы бактерий.
а — кокковые формы: 1 — микрококки; 2 — диплококки (гонококки, менингококки); 3 —диплококки (пневмококки); 4 — тетракокки; б — стафилококки; 5 — стрептококки; 7 — сардины; б — бактериальные неспорообразующие фор^ мы: 1 — кишечная палочка; 2 — дифтерийная палочка; в — спорообразующие бактерии (бациллы и клостридии): 1 — бациллы сибиреязвенные; 2 —масля- иокислые клостридии; 3 — палочки столбнячные (плектридии); г — изогнутые н извитые формы: 1 — холерные вибрионы; 2 — спириллы; 3 — трепонемы; 4 —боррелии; б — лептоспиры; д — актиномицеты: 1-е прямыми споронос- цами; 2 — с непрямыми спороносцами; 3 — одноклеточный мицелий.
Эни могут быть мелкими (0,5—1X0,3 мкм), средних размеров (2X0,5 мкм) и крупными —до 5—8 мкм в длину; по форме — цилиндрическими с закругленными, обрубленными, заостренными, утолщенными и другой формы концами.
Палочки, не образующие спор, называются собственно бактериями, образующие споры носят назва-ние бацилл. Бактерии, как правило, не окрашиваются по Граму (грамотрицательны), за исключением лактобак- терий, окрашивающихся грамположительно. Они могут образовывать капсулы и проявлять подвижность за счет наличия жгутиков.Бактерии и бациллы могут располагаться беспорядочно, поодиночке, но нередко образуют более или менее длинные цепочки (стрептобактерии и стрептобациллы). Если клетки группируются по две, то говорят о дипло- бактериях и диплобациллах.
Палочковидные формы бактерий широко представлены в природе. Среди них много сапрофитов, вызывающих гнилостные процессы (бациллы и некоторые бактерии). Многие неспорообразующие палочки патогенны или условно-патогенны для млекопитающих (например, бактерии рода Shigella, Salmonella, Klebsiella, Pseudomonas и т. д.). Анаэробные бациллы могут также вызывать за-болевания, например Clostridium perfringens — возбуди-тель газовой гангрены, С. tetani — возбудитель столб-няка.
Слегка изогнутые палочки носят название вибрионов. Некоторые из них имеют один концевой жгутик (например, холерный вибрион), размеры от 1 до 3 мкм, не образуют спор, грамотрицательны. Многие сапрофитные и патогенные формы вибрионов обитают преимущественно в воде.
К извитым формам относятся спириллы и спирохеты. Спириллы — грамотрицательные бактерии, имеющие разное количество завитков, довольно крупные (длина 5—10 мкм, некоторые виды достигают 30 мкм). Подавляющее большинство — сапрофиты, встречаются в воде, почве, составе нормальной микрофлоры человека.
Спирохеты имеют ряд особенностей. Протоплазма отграничена цитоплазматической мембраной, слабовыра- женная клеточная оболочка содержит тонкий пептидо- гликановый слой, между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной находятся пучки фибрилл, закручивающиеся вокруг тела спирохеты, они придают клетке винтообразную форму и обусловливают ее движение. Микроорганизмы очень разнообразны по форме, размерам и другим признакам.
Размеры тела колеблются в широких пределах в зависимости от вида (длина 10— 50 мкм, диаметр 0,1—0,6 мкм). Патогенные виды имеют длину 3—20 мкм. Многие из них сапрофиты, чаще встре- чаются в воде. Патогенные спирохеты относятся к родам Treponema, Borrelia, Leptospira. Специфической окраской для выявления спирохет является метод Романовского— Гимзы. Кроме того, их можно выявить в препаратах, окрашенных по Бурри (негативный метод) или в «висячей» и «раздавленной» каплях. Витальные препа-раты исследуют с помощью темнопольного или фазово- контрастного устройства, при этом четко видны особен-ности движения и морфология спирохет.Актиномицеты — грамположительные бактерии, отличительной особенностью некоторых из них является наличие мицелия, состоящего из ветвящихся одноклеточных нитей (гиф), шириной 0,3—0,8 мкм, длиной — до 600 мкм. Выделяют низшие и высшие формы. Высшие формы актиномицетов стабильно образуют мицелий, который может врастать в питательную среду (субстратный мицелий) и развиваться над ней в виде рыхлого слоя (воздушный мицелий). На концах гиф воздушного мицелия, так называемых спороносцах, формируются споры, с помощью которых актиномицеты размножаются (см. рис. 2). К низшим актиномицетам относят мико- бактерии и микококки. Эти микроорганизмы имеют форму палочек и кокков, обладают кислотоустой- чивостью: окрашиваются по методу Циля — Нильсена, после окраски приобретают красный цвет. Встречаются сапрофитные виды, среди патогенных следует отметить возбудителей туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis) и проказы (М. leprae) (рис. 3).
• К этой группе микроорганизмов близки кори небактерии — короткие, полиморфные палочки, которые могут иметь форму булавы или гантелей; патогенный вид — Corynebacterium diphtheriae —- возбудитель диф-терии.
Риккетсии — группа бактерий, основной особенностью которых является облигатный паразитизм. Эти микроорганизмы не могут размножаться и жить вне организма- хозяина. Поэтому для их культивирования в лабораторных условиях используют куриные эмбрионы или культуры тканей млекопитающих.
Полиморфны, могут иметь кокковидную, палочковидную и нитевидную формьь Кокковидные формы имеют вид овальных, мелких кле-ток (диаметр — 0,2—0,5 мкм). Палочковидные формы могут быть длиной 1—1,5 или 3—4 мкм. Нитевидные риккетсии (длина 10—40 мкм) могут распадаться на кокки и палочки. Размножаются простым делением.Рис. 4. Риккетсии Провачека в клетках мезотелия влагалищной оболочки яичек.
Рис. 3. Микобактерии туберкулеза в мокроте.
Риккетсии неподвижны, не образуют спор, капсул, окрашивают их обычно по Романовскому — Гимзе и Здро- довскому. Риккетсии могут вызывать различные заболевания человека и животных, которые называют риккет- сиозами (рис.4).
Хламидии относятся также к облигатным внутриклеточным паразитическим микроорганизмам. Имеют очень малые размеры (0,2—1,3 мкм), палочковидную или сферическую форму. Размножаются делением, процессу деления предшествует образование вокруг частицы хлами- дий капсулы, напоминающей бактериальную. Хламидии грамотрицательны, чаще их окрашивают по Романовское му — Гимзе, можно наблюдать хламидии в витальных препаратах, используя фазово-контрастную микроскопию. Могут вызывать у человека трахому, паховый лимфогранулематоз, орнитоз.
Микоплазмы — мельчайшие из известных микроорганизмов, величина их близка к пределу разрешения светового микроскопа (0,2—0,6 мкм). Отличительной особенностью является отсутствие ригидной клеточной оболочки, благодаря чему они не имеют постоянной формы, не чувствительны к пенициллину и другим антибиотикам, избирательно действующим на синтез клеточной оболочки. Размножаются делением, очень требовательны к питательным средам.
Некоторые бактерии (кокки, микобактерии) под влиянием пенициллина и других веществ могут образовывать формы, лишенные клеточной оболочки — L-формы. Стабильные L-формы бактерий по морфологическим и физиологическим свойствам очень близки к мико- плазмам.
Самостоятельная работа
На лабораторных занятиях, посвященных изучению морфологии бактерий, студенты осваивают технику приготовления витальных и фиксированных препаратов, окраски их простыми и сложными методами и микроскопию.
Приготовление мазков шаровидных (S.
aureus, S. lactis, Sarcina flava), палочковидных (E. coli, В. subtilis) бактерий, вибриона и ок-рашивание их простыми методами (водным фуксином и метилено-вим синим) и по Граму.Микроскопия и зарисовка приготовленных препаратов.
Измерение микробных клеток (использовать препараты вышеперечисленных микроорганизмов).
Изучение подвижности микробов в препаратах «раздавленная» и «висячая» капли из культур вибриона, Е. coli, В. subtilis. Приготовленные препараты микроскопируют в сухой системе микроскопа (х40). Эти же препараты просматривают в демонстрационных микроскопах с фазово-контрастным и темнопольным устройством.
Решение задачи. В целях закрепления навыков по изучению морфологических особенностей микроорганизмов, окраске по методу Грама и измерению клеток студенты определяют в исследуемом материале (смесь нескольких микробных культур в изотоническом растворе хлорида натрия) морфологические и тинкториальные свойства микроорганизмов, измеряют их, а также выявляют наличие активного движения.
Ознакомление с особенностями морфологии споровых микроорганизмов. Просмотр и зарисовка готовых препаратов CI. perfringens, CI. tetani.
Ознакомление с морфологией микобактерий. Просмотр и за-рисовка готового препарата, окрашенного по Цилю—Нильсену, из мокроты больного туберкулезом.
Микроскопическое исследование актиномицетов, выращенных на жидкой среде, в препарате «раздавленная» капля. Обратить внимание на строение и расположение спороносцев.
Изучение демонстрационного препарата патогенного актино- мицета (A. bovis), окрашенного метиленовым синим.
Изучение морфологии изогнутых и извитых бактерий: вибрионов, спирилл и спирохет. Просмотр демонстрационных препаратов Vibrio sp., Spirillum rubrum, окрашенных по Граму, Treponema pallidum, окрашенных по Романовскому — Гимзе и по Бурри, Borrelia recurrentis в мазках крови (по Романовскому — Гимзе).
Изучение структурных особенностей спирохет. Просмотр эле- ктронно-микроскопических фотографий.
Изучение морфологии возбудителя сыпного тифа (Rickettsia prowazekii). Просмотр готовых препаратов, окрашенных по Здро- довскому и Романовскому — Гимзе.
Ознакомление с морфологией хламидий. Микроскопия и зарисовка демонстрационного препарата возбудителя трахомы в инфи-цированных клетках эпителия конъюнктивы (окраска по Романов-скому — Гимзе).
Просмотр в фазово-контрастном микроскопе демонстрационного препарата микоплазмы (Mycoplasma pneumoniae).