Е.Г. Доркина

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО МИКРОБИОЛОГИИ

Пятигорск, 2008

часть 1. общая микробиология

Лекция №1

Предмет и задачи медицинской микробиологии. Систематика и номенклатура микроорганизмов. Основные морфологические группы бактерий. Микроскопические методы исследования. Устройство микроскопа.

Микробиология – это наука о микроорганизмах. Микроорганизмы – это организмы (живые существа), которые имеют мельчайшие (микроскопические) размеры и не видны невооруженным глазом. К микроорганизмам относятся бактерии, вирусы, грибы, животные и растения.

Микроорганизмы играют огромную роль в природе и жизни человека. Они участвуют в круговороте веществ, в поддержании плодородия почвы и газового состава атмосферы.

Большинство микроорганизмов безвредно для человека, а многие из них полезны. Микроорганизмы, которые не оказывают неблагоприятного влияния на организм человека и не вызывают заболеваний, называются непатогенными или сапрофитами. Но имеется группа микроорганизмов, которые вызывают различные заболевания (патологии). Они называются патогенными. Существуют также микроорганизмы, которые вызывают заболевания при определенных условиях – снижении сопротивляемости (резистентности) организма. Они называются условно-патогенными.

Медицинская микробиология изучает патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, которые вызывают инфекционные заболевания. К ним относятся бактерии, вирусы, грибы и простейшие. Медицинская микробиология подразделяется на бактериологию, вирусологию, микологию и протозоологию. Каждый раздел изучает морфологию, физиологию, размножение и генетические особенности патогенных микроорганизмов, их роль в этиологии и патогенезе заболеваний, клинические проявления заболеваний, их диагностику, профилактику и лечение.

Систематика микроорганизмов – это наука, изучающая их разнообразие и занимающаяся систематизацией микроорганизмов по сходству, различиям и взаимоотношениям друг с другом. Раздел систематики, изучающий принципы классификации, называется таксономией. Классификация – это распределение организмов в родственные группы – таксоны. Более крупные группы разделяются на более мелкие, а мелкие объединяются в более крупные. Самый крупный таксон – царство. Самый мелкий (элементарный) таксон – вид.

Существует следующая классификация живых организмов, живущих на Земле.

Патогенные микроорганизмы относятся к царствам Вирусы, Бактерии, Животные (подцарство Простейшие) и Грибы.

Самой обширной и разнообразной группой возбудителей заболеваний являются бактерии. Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы, т.е. одна клетка – это целый организм. Размеры клеток измеряются в микрометрах; 1 мкм= 10^-3мм.

Основой классификации бактерий является вид. Виды объединяются в роды, роды в семейства, семейства в порядки, порядки в классы, классы в отделы, а отделы в царство.

К царству Бактерии относятся 4 отдела:

отд. Gracilicutes – Грациликуты; грамотрицательные бактерии с тонкой клеточной стенкой;

отд. Firmicutes – Фирмикуты; грамположительные бактерии с толстой клеточной стенкой;

отд. Tenericutes – Тенерикуты; бактерии без клеточной стенки;

отд. Mendosicutes – Мендозикуты; бактерии с дефектной клеточной стенкой.

Для названия видов бактерий используется бинарная или двойная номенклатура. Первое слово обозначает род, а второе слово – вид.

Например:

Bacillus anthracis – возбудитель сибирской язвы;

Shigella dysenteria – возбудитель дизентерии;

Salmonella typhi – возбудитель брюшного тифа;

Escherichia coli - кишечная палочка;

Staphylococcus aureus – золотистый стафилококк;

Bacillus anthracoides – сибиреязвенноподобная палочка.

Бактериальные клетки внешне отличаются друг от друга по размеру, форме и расположению клеток. Эти признаки называются морфологическими свойствами бактерий.. Морфологические признаки имеют большое значение для определения вида (идентификации).

По морфологическим свойствам различают 4 группы бактерий: кокки, палочки, извитые и нитевидные формы.

1. Кокки имеют шаровидную (округлую) форму и размеры 0,5-1,5 мкм.

По расположению клеток различают:

а) микрококки (р. Micrococcus) – клетки располагаются одиночно;

б) диплококки (р. Diplococcus) – располагаются по две клетки, к патогенным диплококкам относятся пневмококки – возбудители пневмонии; гонококки – возбудители гонореи; менингококки – возбудители менингита; пневмококки имеют овальную форму, а гонококки и менингококки – бобовидную форму;

в) стрептококки (р. Streptococcus) – располагаются в виде цепочек;

г) тетракокки (р. Tetracoccus) – располагаются по 4 клетки;

д) сарцины (р. Sarcina) – располагаются в виде пакетов (кубиков) клеток;

е) стафилококки (р. Staphylococcus) – образуют беспорядочные скопления в виде виноградной грозди.

2. Палочки имеют цилиндрическую форму и размеры 1-8 х 0,5-2 мкм. Это самая многочисленная и разнообразная группа бактерий. Палочки могут быть правильной и неправильной формы, прямыми или слегка изогнутыми в виде запятой – вибрионы (например, холерный вибрион). Концы палочек могут быть обрезанными, закругленными, заостренными или в виде утолщения.

Те палочки, которые не образуют спор, называются бактериями. Аэробные палочки, образующие споры, называются бациллами. Анаэробные палочки, образующие споры, называются клостридиями. .

Большинство палочек располагается беспорядочно, поодиночке.

Но могут быть:

а) диплобактерии и диплобациллы – палочки, расположенные по две;

б) стрептобактерии и стрептобациллы – палочки, расположенные в цепочки;

в) палочки могут располагаться под углом друг к другу в виде V или Х (возбудители дифтерии).

3. Извитые формы имеют изгибы в виде одного или нескольких оборотов спирали. Клетки отличаются по длине и толщине, по количеству и характеру завитков. Длина клеток варьирует от 5 до 30 мкм при толщине 0,25-1 мкм.

К извитым формам относятся спириллы, которые имеют изгибы, напоминающие спираль. Представители рода Campylobacter имеют изгибы как у крыла летящей чайки.

К этой группе бактерий можно отнести и спирохеты, которые имеют ряд отличительных особенностей.

4. Нитевидные формы бактерий имеют клетки в виде нитей. К ним относятся серо- и железобактерии – обитатели водоемов. К нитевидным формам относятся актиномицеты.

В зависимости от условий среды форма и размеры клеток могут изменяться. Это свойство называется полиморфизмом.

Для изучения морфологических признаков применяют микроскопические методы.

Используются различные микроскопы и методы микроскопии. Световые микроскопы используют для изучения микробов с размерами не менее 0,2 мкм.

Микроскоп состоит из механической и оптической части.

Механическая часть: штатив, тубус с револьвером, предметный столик, макровинт и микровинт.

Оптическая часть: объективы, окуляры, конденсор, зеркало.

Увеличение микроскопа – это произведение увеличения объектива на увеличение окуляра (например: 90х10=900).

Под микроскопом можно наблюдать живые неокрашенные и окрашенные микробы. Но чаще исследуют препараты убитых и окрашенных микробов. Вначале готовят мазок из микробной культуры или патологического материала, высушивают и фиксируют его. Во время фиксации микробные клетки погибают и прикрепляются к стеклу. Используют физические и химические методы фиксации. Физический метод – фиксация мазка над пламенем спиртовки (несколько секунд) мазком вверх. Химические методы – фиксация в этаноле, метаноле, формалине, ацетоне и т.д. Для окраски фиксированных мазков применяют простые и сложные методы окраски. Простые методы – это методы, когда применяют один краситель. Сложные методы – несколько красителей и другие вещества. Окрашенный мазок называется препаратом.

Для изучения окрашенных препаратов применяется иммерсионная микроскопия при помощи иммерсионного объектива, дающего большие увеличения (х90). При работе с иммерсионным объективом на препарат наносят каплю кедрового масла, т.к. его показатель преломления близок к показателю преломления стекла (n=1,51).