3. Перспективи розвитку мікробіології

На порозі ХХІ століття мікробіологія, вірусологія і імунологія представляють один з провідних напрямів біології і медицини, що інтенсивно розвивається і розширює межі людських знань.

Імунологія впритул підійшла до регулювання механізмів самозахисту організму, корекції імунодефіцитів, вирішення проблеми СНІДУ, боротьби з онкозахворюваннями.

Створюються нові генно-інженерні вакцини, з'являються нові дані про відкриття інфекційних агентів – збудників «соматичних» захворювань (виразкова хвороба шлунку, гастрити, гепатити, інфаркт міокарду, склероз, окремі форми бронхіальної астми, шизофренія та ін.).

З'явилося поняття про нові і зворотні інфекції. Приклади реставрації старих патогенов – мікобактерії туберкульозу, рикетсії групи кліщової плямистої лихоманки і лава інших збудників природно-осередкових інфекцій. Серед нових патогенів – вірус імунодефіциту людини (ВІЧ), легіонели, бартонели, ерліхії, хелікобактер, хламідії (Chlamydia pneumoniae). Нарешті, відкриті вироїди та пріони – нові класи інфекційних агентів.

Віроїди – інфекційні агенти, що викликали ураження у рослин, схожі з вірусними, проте ці збудники відрізняються від вірусів лавою ознак: відсутністю білкової оболонки (гола інфекційна РНК), антигенних властивостей, одноланцюжковою кільцевою структурою РНК (з вірусів – тільки у вірусу гепатиту D), малими розмірами РНК.

Пріони (proteinaceous infectious particle – білкоподібна інфекційна частка) представляють позбавлені РНК білкові структури, що є збудниками деяких повільних інфекцій людини і тварин, що характеризуються летальними ураженнями центральної нервової системи за типом губкоподібної енцефалопатії й куру, хвороби Крейтцфельдта – Якоба, синдрому Герстманна – Страусслера – Шайнкера, амніотрофічного лейкоспонгіозу, губкоподібної енцефалопатії корів (коров'ячого «сказу»), скріпляю овець, енцефалопатії нірок, хронічної виснажу вальної хвороби оленів і лосів. Передбачається, що пріони можуть мати значення в етіології шизофренії, міопатій. Істотні відзнаки від вірусів, перш за все відсутність власного геному, не дозволяють поки розглядувати пріони як представників живої природи.

Лекція 2. Особливості будови та життєдіяльності мікроорганізмів

Питання лекції:

1. Об’єкти вивчення в мікробіології.

2. Основні властивості живих організмів.

3. Клітинна організація мікроорганізмів.

4. Особливості зростання бактеріальних популяцій.

1. Об’єкти вивчення в мікробіології

В курсі мікробіології для спеціалізації «Ресторанна справа» вивчаються мікроскопічні живі організми, які належать до різних підрозділів живого світу – бактерії та гриби. В загально біологічному курсі мікробіології гриби складають розділ окремого напряму – мікології. Віруси та інші неклітинні організми також вивчаються в окремому курсі – вірусології – та не розглядаються нами тут.

Бактерії – мікроскопічні, переважно двоклітинні, організми, для яких характерна наявність клітинної стінки, цитоплазми, різних включень, відсутність ядра, мітохондрій, пластид та інших органел. Вони звичайно мають клітинні стінки, як рослинні та грибні клітини, але бактеріальні клітинні стінки звичайно зіткані з пептидогліканів. Більшість з них дуже малі, звичайно тільки 0,5–5,0 мкм у своєму найбільшому розмірі, хоча гігантські бактерії, такі, як Thiomargarita namibiensis та Epulopiscium fishelsoni, можуть виростати до 0,5 мм у розмірі та бути видимими неозброєним оком. Деякі бактерії (напр., мікоплазми) настільки дрібні, що можуть проходити крізь бактеріальні фільтри.

Бактерії – це найпоширеніша група організмів. Вони присутні у ґрунті, воді, повітрі та як симбіонти у інших організмах. Наприклад, в грамі ґрунту міститься біля 40 млн. бактеріальних клітин, та біля 5×1030 бактерій у світі. Бактерії (можливо, разом з археями) складають більше половини біомаси Землі, зокрема половину органічного вуглецю і більш ніж 90% органічних фосфору та азоту. Планктонні бактерії відповідають за від 50% до 90% (за різними оцінками) світового виробництва кисню. В організмі людини звичайно міститься в 10 разів більше бактерій, ніж людських клітин, найбільша кількість цих бактерій знаходиться на шкірі і в травному тракті. Багато з них патогенні, тобто викликають хвороби. Загалом, бактерії критичні для існування всіх земних екосистем, вони незамінні на багатьох кроках кругообігу речовин у природі, наприклад, у переробці залишків вищих організмів та фіксації атмосферного азоту. Різні форми бактеріальних клітин показані на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Різні форми бактеріальних клітин

1 – мікрокок; 2 – диплокок; 3 – стрептокок: 4 – тетракок; 5 – саріцина; 6 – стафілокок; 7 – маленька паличка; 8 – великі палички, з'єднані в ланцюжок; 9 – яйцеподібні коки; 10 – трихомні клітини; 11 – вібріон; 12 – спірохета; 13 – червоподібна клітина; 14 – багатоклітинна форма; 15 – зіркоподібна; 16 – палички, розміщені під кутом одна до одної; 17 – трикутні; 18 – форми, що гілкуються: 19 – тороїдальні: 20 – клітини, які брунькуються: 21 – гантелеподібні; 22 – нециліндричні трихоми; 23 – палички з загостреними кінцями: 24 – бобоподібний диплокок; 25 – клітина зі стеблинкою: 26 – пластинчаті клітини архебактерій: 27 – спірила; 28 – амебоїдні: 29 – ланцетоподібний диплокок; 30 – клітина з гіфами, на яких утворюються бруньки; 31 – ланцюжок клітин, що утворюють петлю: 32 – з'єднання клітин у пластини: 33 – зіркоподібна розетка з клітин: 34 – тубероїдні клітини: 35 – слизові стеблинки бактерій: 36 – клітина з шипами.

Гриби – царство еукаріотичних безхлорофільних гетеротрофних організмів, які живляться переважно осмотрофно, і більшість з яких здатні розмножуватись за допомогою спор (хоча деякі втратили цю можливість і розмножуються вегетативно). Більшість з них протягом всього життя або на певних стадіях розвитку мають міцеліальну будову, а деякі – дріжджі – одноклітинні. Сьогодні описано приблизно 70 тис. видів грибів, проте їх очікуване різноманіття, за оцінками різних авторів, становить від 300 тис. до 1,5 млн. видів.