1,2. Ученые

Мечников - вопросы сравнительной и эволюционной эмбриологии, обнаружил в 1882 явления фагоцитоза.

Виноградский - показал возможность получения энергии за счет окисления сероводорода и использования её для ассимиляции углекислого газа, открыв таким образом хемосинтез, выделил первую азотфиксирующую бактерию.

Перфильев - основоположник капиллярной микроскопии.

Левенгук - один из основоположников научной микроскопии. Изготовив линзы с 150 - 300-кратным увеличением, впервые наблюдал и зарисовал ряд простейших, бактерий, сперматозоиды, эритроциты и их движение в капиллярах.

Пастер - основоположник современной микробиологии и иммунологии. Установил, что любое брожение может происходить только в присутствии особых микроорганизмов (молочнокислые бактерии, дрожжи и др.) и является результатом их жизнедеятельности. Доказал невозможность самозарождения микроорганизмов, подтвердив принцип «всё живое из живого». Ввёл понятие «анаэробные организмы». Исследовал причины многих инфекционных заболеваний, изучил возбудителей и разработал методы вакцинации против куриной холеры, сибирской язвы и бешенства.

Кох - открытие бактерий, вызывающих туберкулез (палочки Коха).

Дженер - основоположник оспопрививания, иммунологии.

Флеминг - труды по иммунологии, общей бактериологии, химиотерапии. Открыл лизоцим - натуральное антибактериальное вещество; установил, что один из видов плесневого гриба выделяет антибактериальное вещество — пенициллин.

3. Постулаты Коха — утверждения, которые можно сделать относительно микроорганизма, доказывающие, что он является возбудителем некоторой болезни:

1. Микроорганизм постоянно встречается в организме больных людей (или животных) и отсутствует у здоровых;

2. Микроорганизм должен быть изолирован от больного человека или животного и его штамм должен быть выращен в чистой культуре;

3. При заражении чистой культурой микроорганизма здоровый человек (или животное) заболевает;

4. Микроорганизм должен быть повторно изолирован от экспериментально заражённого животного или человека.

Первые три постулата известны также под названием триады Коха. Следует заметить, что Кох полностью изъял вторую часть первого постулата, обнаружив бессимптомных носителей холеры (Koch, 1893) и, позже, тифа. Второй постулат не всегда удается реализовать для доказательства патогенной природы микроорганизма, так как все вирусы и некоторые бактерии (например. возбудители проказы) не могут быть получены в чистой культуре на искусственной питательной среде.

Третий постулат не всегда имеет место, как это обнаружил сам Кох для туберкулёза и для холеры (Koch, 1884). Нередко у части индивидов подверженного инфекционному заболеванию вида существует врожденная или приобретенная невосприимчивость, связанная с иммунным статусом или особенностями генотипа. Например, люди с делецией части гена CCR5 (гомозиготы по аллелю CCR5 Δ32) не заражаются ВИЧ-инфекцией, натуральной оспой и чумой.

Постулаты Коха по сей день не потеряли своей значимости и остаются основополагающими постулатами микробиологии и инфектологии, соответствие которым является необходимым условием обоснования гипотезы инфекционной этиологии какого-либо заболевания.

4. Методы стерилизации и дезинфекции Стерилизация — полное освобождение какого-либо предмета от всех видов микроорганизмов, включая бактерии и их споры, грибы, вирионы, а также от прионного белка, находящихся на поверхностях, оборудовании, в пищевых продуктах и лекарствах. Осуществляется термическим, химическим, радиационным, фильтрационным методами. Методы стерилизации: 1.Термическая: паровая и воздушная (сухожаровая). 2.Химическая: газовая или химическими растворами (стерилянтами). 3.Радиационная стерилизация — применяется в промышленном варианте. 4.Метод мембранных фильтров — применяется для получения небольшого количества стерильных растворов, качество которых может резко ухудшиться при действии других методов стерилизации(бактериофаг, селективные питательные среды, антибиотики). Паровая стерилизация осуществляется подачей насыщенного водяного пара под давлением в паровых стерилизаторах (автоклавах).

Паровая стерилизация под давлением считается наиболее эффективным методом, так как чем выше давление, тем выше температура пара, стерилизующего материал; бактерицидные свойства пара выше, чем воздуха, поэтому для стерилизации применяют пересыщенный пар.

Паровой стерилизации подвергают изделия из текстиля (бельё, вату, бинты, шовный материал), из резины, стекла, некоторых полимерных материалов, питательные среды, лекарственные препараты.

Режимы паровой стерилизации:

- 132 °C — 2 атмосферы(2 кгс/см2) — 20 минут — основной режим. Стерилизуют все изделия (стекло, металл, текстиль, КРОМЕ РЕЗИНОВЫХ).

- 120 °C — 1,1 атмосфера(1,1 кгс/см2) — 45 минут — щадящий режим (стекло, металл, резиновые изделия, полимерные изделия — согласно паспорту, текстиль).

- 110 °C — 0,5 атмосферы(0,5 кгс/см2) — 180 мин — особо щадящий режим (нестойкие препараты, питательные среды). Тиндализация — способ стерилизации, предложенный Дж. Тиндалем. Заключается в дробной обработке в текучем паре при 100 °С или при трёх- четырёхкратном нагревании их до 100—120 °С с промежутками в 24 ч. За это время споры бактерий, выжившие при 100 °С, прорастают, и вышедшие из них вегетативные клетки бактерий погибают при последующем нагревании. Химические методы стерилизации используются при обработке приборов, аппаратов, сложных оптических систем, крупногабаритных изделий или изделий из титана, полимерных смол, резин.

Для газовой(холодной) стерилизации используют герметичные контейнеры с парами окиси этилена, формальдегида или специализированными многокомпонентными системами.

Для химической стерилизации растворами применяются основных четыре группы веществ:

- Кислота+окислитель(например «Первомур»)

- Альдегид(например формалин)

- Детергент(например хлоргексидина биглюконат)

- Галоид(например Повидон-йод)

Концентрации и время стерилизации зависит от используемого антисептика или дезинфектанта.

Стерилизация ионизирующим излучением - радиационный метод или лучевую стерилизацию γ-лучами применяют в специальных установках при промышленной стерилизации однократного применения - полимерных шприцев, систем переливания крови, чашек Петри, пипеток и других хрупких и термолабильных изделий.

Ряд лет в фармтехнологии для стерилизации используется ультрафиолетовое (УФ) (длина волны 253,7 нм). Источники УФ-излучения — ртутные кварцевые лампы. Их мощное бактериостатическое действие основано на совпадении спектра испускания лампы и спектра поглощения ДНК микроорганизмов, что может является причиной их гибели при длительной обработке излучением кварцевых ламп. При недостаточно мощном действии УФ в прокариотической клетке активизируются процессы световой и темновой репарации и клетка может восстановиться. Метод применяется для стерилизации воздуха приточно-вытяжной вентиляции, оборудования в биксах, также для стерилизации дистиллированной воды. Существуют следующие методы дезинфекции:

• механические, • физические, • химические

Механические методы дезинфекции включают вытряхивание, выколачивание, обработку пылесосом, стирку и мытье, проветривание и вентиляцию помещений, фильтрацию воды, подметание.

Механические методы дезинфекции рассчитаны на уменьшение концентрации микроорганизмов на объектах. Учитывая тот факт, что для проявления инфекции имеет значение доза возбудителя, это мероприятие может быть в ряде случаев весьма эффективным.

Физические методы дезинфекции основаны на уничтожении микроорганизмов под воздействием физических факторов. К ним относятся сжигание, прокаливание, обжигание, кипячение, использование сухого горячего воздуха, солнечного света, радиоактивного излучения и др.

Физическое воздействие на микроорганизмы можно осуществлять также в комбинации с химическими методами в специальных газовых камерах. В зависимости от действующего вещества камеры делят на:

• паровые; • пароформалиновые; • горяче-воздушные; • газовые.

Газовые камеры должны быть надежно герметизированы.

Камерная газовая дезинфекция в связи с высокой токсичностью для человека применяется редко (для обработки документов и антикварных вешен). Однако газовые камеры стали все шире использоваться для стерилизации инструментария и некоторых других предметов в центральных стерилизационных отделениях (ЦСО) стационаров.

Химические методы дезинфекции основаны на применении химических препаратов, которые оказывают на микроорганизмы бактерицидное, спороцидное, вирулецидное и фунгицидное воздействие.

Для дезинфекции используют препараты, различающиеся по механизму действия. Чаще всего используют окислители, галоидные препараты, четвертичные аммониевые соединения (ЧАС), спирты, альдегиды и яр.

5. Капиллярные методы К настоящему времени в экологии микроорганизмов используется несколько методов определения численности бактерий в природных субстратах: водах, почве, илу. Доступным и распространенным методом выявления состава бактериальной флоры и характерных особенностей микробного пейзажа поверхностного слоя грунта и придонной воды, а также учета численности микроорганизмов, является метод установки стекол обрастания Холодного (Cholodny, 1930). Однако, на наш взгляд, этот метод имеет ряд недостатков. Во-первых, характер микробного пейзажа и численность микроорганизмов существенно зависят от времени выдержки стекол в воде (Родина, 1965). Во-вторых, закономерности адсорбции для каждого вида микроорганизмов на стекле сложны и зависят от многих условий: возраста микроорганизмов, физиологического состояние клеток, свойств стекла, солевого состава среды и других факторов (Звягинцев, 1973). Поэтому нельзя утверждать, что характер распределения и значения численности микроорганизмов соответствуют реальной картине, существующей в системе на момент проведения исследований. Работы Б.В.Перфильева и Д.Р.Габе (Перфильев, Габе, 1961) по изучению микробных пейзажей в поверхностном слое ила привели к созданию капиллярного пелоскопа, но он не позволяет учитывать численность и видовой состав микроорганизмов альгобактериального сообщества в данный момент времени. Капиллярные методы широко применяются в исследовании различных микробных пейзажей в различных условиях (пелоскоп – ил, педоскоп - почва, другие приборы – в водной и воздушной среде).

6. Систематика микроорганизмов — биол. наука о принципах распределения органических форм материи по соподчиненным группам (таксонам). Включает разделы: номенклатуру - совокупность принципов, правил и рекомендаций, установления названий микробов и классификацию. Систематика микроорганизмов использует 2 подхода к классификации организмов: филогенетический (геносистематика), в к-ром принадлежность организма к тому или иному таксону определяют, исходя из его генетического родства (эволюционных отношений), и фенотипический (феносистематика), основанный на сходстве фенотипических признаков организмов. При установлении крупных микробиол. таксонов, как правило, применяют первый, более научный, принцип, при определении низших таксонов - второй или смешанный подход, т. к. генетическое родство между многими группами микробов пока установить не удалось. 7. Морфологические типы прокариот

По форме клетки бактерии делятся на три основные группы: похожие на сферу (шаровидные), похожие на цилиндр (палочковидные) и похожие на изогнутый цилиндр (извитые).

1. Шаровидные (сферическая форма) – кокки, кроме правильной формы сферы могут быть эллипсоидными, бобовидными и т.п.

В зависимости от взаимного расположения клеток кокки делятся на несколько подгрупп:

а) микрококки – беспорядочное расположение отдельных шаровидных клеток (пример - Micrococcus denitrificans, огромная роль в круговороте азота);

б) диплококки – парные кокки (Diplococcus pneumoniae – вызывают воспаление легких);

в) стрептококки – в виде цепочек, обусловлено особенностями деления клеток в одной плоскости, клетки соединяются тончайшими цитоплазматическими тяжами (Streptococcus thermophilus, термофильный стрептококк, используется в производстве ряженки);

г) тетракокки – расположение клеток по 4 (квадратами) в результате деления в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (Tetracoccus);

д) сарцины – в виде скоплений четкой кубической формы, деление в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (Sarcina flava – часто высевается из воздуха и воды, образует красивые круглые желтые колонии на плотных средах);

е) стафилококки - в виде скоплений неопределенной формы, напоминающей виноградные гроздья (Staphylococcus aureus – золотистый стафилококк, может вызвать ангину и пищевое отравление, нормируется во многих пищевых продуктах).

2. Палочковидные (цилиндрическая форма) делятся по следующим признакам:

- по длине (короткие и длинные), толщине (толстые и тонкие), по форме края (закругленные, заостренные, прямоугольные);

- по способности образовывать споры (важный признак):

· спорообразующие (наиболее изученные - бациллы и клостридии, Bacillus subtilis - сенная палочка, Clostridium botulinum – возбудитель ботулизма);

· неспорообразующие (бактерии, Bifidobacterium, Lactobacterium).

Очень короткие палочки с закругленными концами называют коккобактериями (коккобациллами). Если палочки располагаются по две – диплобактерии (диплобациллы), цепочками – стрептобактерии или стрептобациллы.

3. Извитые прокариоты делятся на слабоизвитые и сильноизвитые.

К слабоизвитым относятся вибрионы и спириллы:

· вибрионы (один виток, похожи на запятую, например, Vibrio cholerae – возбудитель холеры);

· спириллы (похожи на S или имеют 4-6 витков, толстые, жесткий каркас, например, Spirillum minus).

К сильноизвитым относятся:

· спирохеты (тонкие гибкие нити с большим количеством витков, очень подвижны, Spirochaeta plicatilis).

Мир микробов очень разнообразен, и кроме трех вышеописанных морфотипов бактерии могут иметь и другие формы: ветвящиеся (актиномицеты), образующие лучевидные выросты (простекобактерии), нитчатые (цианобактерии), образующие замкнутые и незамкнутые кольца (некоторые археобактерии), почкующиеся, с утолщениями разной формы и др.

Очень разнообразны и размеры микроорганизмов, которые обычно измеряют в мкм (10-6) или нм (10-9). Для точного измерения используют специальные приспособления – объект- и окуляр-микрометры. Крупные бактерии –5-8 мкм (бациллы), средние 3-4 мкм (кишечная палочка), мелкие 1-2 мкм (кокки, возбудитель туберкулеза – палочка Коха), очень мелкие 0,2-0,3 – риккетсии и микоплазмы (0,1 мкм), на границе разрешающей способности микроскопа, переходные формы между бактериями и вирусами. Размеры вирусов измеряются в нм, от единиц до сотен нм.

Форма и размеры клеток могут изменяться в зависимости от возраста культуры, состава среды и других факторов. Важно различать понятия плеоморфизма и полиморфизма.

Плеоморфные микроорганизмы - способные изменять форму клетки в зависимости от условий внешней среды (например, бифидобактерии на разных средах).

Полиморфные – вообще не имеющие постоянной формы, в одной и той же культуре встречаются разные по форме клетки (например, микоплазмы, не имеющие клеточной стенки).