Материал: MIKROB2021gotovye
Особенности строения клеточной стенки кислотоустойчивых бактерий. Окраска по Цилю-Нильсену, механизм окраски.
КИСЛОТОУСТОЙЧИВЫЕ БАКТЕРИИ имеют особый химический состав клеточной стенки с повышенным количеством липидов и жирных кислот (миколовой и миколеновой).
К ним относят:
Mycobacterium tuberculosis – возбудитель туберкулеза;
Mycobacterium leprae – возбудитель лепры;
Mycobacterium africanum – возбудитель эндемического туберкулеза в Африке;
Mycobacterium scrofulaceum – возбудитель лимфаденитов у детей;
Mycobacterium smegmatis – нормальный симбионт мочеполовой системы мужчин.
Кислотоустойчивые бактерии плохо воспринимают красители. Для их окраски и дифференцировки от других бактерий используют метод Циля-Нильсена.
Окраска по Цилю-Нильсену. Механизм окраски.
на фиксированный мазок накладывают полоску фильтровальной бумаги и наносят карболовый фуксин Циля. Над пламенем спиртовки подогревают мазок 2-3 раза до появления пара;
бумагу снимают, препарат обесцвечивают 5% раствором серной кислоты, погружая в стаканчик с кислотой 2-3 раза;
промывают водой, окрашивают метиленовым синим 3-5 минут; - промывают водой, высушивают и микроскопируют.
Кислотоустойчивые бактерии окрашиваются в красный цвет, кислотоподатливые – в синий.
Механизм окраски:
При обработке препарата карболовым фуксином Циля все клетки окрашиваются в красный цвет. При последующем обесцвечивании серной кислотой кислотоустойчивые бактерии из-за особенностей своего химического состава удерживают краситель. Кислотоподатливые – обесцвечиваются, поэтому при дальнейшем окрашивании метиленовым синим воспринимают краситель и приобретают синий цвет.
10. Цитоплазма бактерий, ее составные, их функции.
Цитоплазма занимает основной объем бактериальной клетки. Представляет собой аморфный матрикс, содержащий различные органические соединения, органеллы и включения.
нуклеоид – внутренняя зона цитоплазмы. Представлен одной кольцевой молекулой ДНК, содержащей около 2000 генов. Нуклеоид не имеет ядерной оболочки, ядрышек и основных белков (гистонов). Содержит одну хромосому, имеет гаплоидный (одиночный) набор генов, поэтому клетка не способна к митотическому делению. Нуклеоид выявляется специальными методами окраски
(по Романовскому-Гимзе и др.) и электронной микроскопией;
плазмиды – факторы внехромосомной наследственности, автономно присутствующие в цитоплазме в виде небольших молекул ДНК. Гены плазмид могут придавать бактериям новые свойства, способствующие их выживанию. Особое значение в медицине имеют плазмиды, обеспечивающие устойчивость бактерий к антибиотикам. У патогенных бактерий плазмиды кодируют факторы, способствующие развитию инфекционного процесса;
рибосомы – состоят из двух субъединиц, но отличаются от рибосом эукариот молекулярной массой. Функция рибосом – синтез белка. Индикация 16S рРНК бактерий является основой метода пиросеквенирования (см. занятие №1);
мезосомы – являются производными ЦПМ при впячивании ее участков в цитоплазму. Функции: участвуют в энергетическом метаболизме, в процессах деления и спорообразования;
включения образуются в процессе жизнедеятельности клетки и выполняют резервную (трофическую и энергетическую) функцию. Они представлены гранулами гликогена, крахмала, каплями жира, минеральными веществами – серой, кальцием, железом и др., а также зернами волютина. Зерна волютина по химической природе полифосфаты – являются запасным источником энергии. Для обнаружения зерен волютина используют метод окраски по Нейссеру. В результате окраски бактерии приобретают нежно-желтый цвет, а зерна волютина – темно-синий.
Зерна волютина имеют: Spirillum volutans– сапрофит; Corynebacterium diphtheriaе; Corynebacterium xerosis; Corynebacterium ulcerans – возбудитель дифтериеподобных поражений кожи.
11. Поверхностные структуры бактериальной клетки, их функции.
Бактерии подразделяют на подвижные и неподвижные. Органами движения у бактерий являются ЖГУТИКИ. Они состоят из белка флагеллина, который по своей структуре относят к сократительным белкам типа миозина. Основанием жгутика является базальное тельце, состоящее из системы дисков, «вмонтированных» в ЦПМ и клеточную стенку. Длина жгутика больше длины самого микроба.
По числу жгутиков и их расположению бактерии подразделяют:
монотрихи, имеющие на конце клетки один жгутик (Vibrio choleraе);
лофотрихи, имеющие пучок жгутиков на одном из концов клетки (Helicobacte rpylori);
амфитрихи, имеющие жгутики на обоих концах клетки (Spirillum volutans);
перитрихи, имеющие жгутики по всему периметру клетки (Escherichia coli, Salmonella typhi).
Жгутики очень тонкие, поэтому их можно обнаружить только специальной обработкой, при которой достигается увеличение их размера. Жгутики выявляют окраской по Морозову, электронной микроскопией. Движение микробов наблюдают с помощью темно-полевой или фазово-контрастной микроскопии. Подвижность можно определить по характеру роста бактерий в полужидком агаре.
ПИЛИ (ворсинки, фимбрии) – тонкие нити белковой природы, покрывающие поверхность бактериальных клеток. Не выполняют двигательную функцию. Различают пили первого и второго типа.
Пили первого (общего) типа имеются у большинства бактерий. Осуществляют прикрепление (адгезию) бактерий к определенным клеткам организма.
Адгезия является начальной стадией любого инфекционного процесса.
Пили второго типа, F-пили (конъюгативные или половые) есть у бактерий, имеющих специальную плазмиду. Их количество невелико – 1-3 на клетку.
Половые пили представляют собой длинные пустые трубочки и выполняют следующие функции:
участвуют в передаче генетического материала от одной клетки к другой при конъюгации бактерий;
являются рецепторами для адсорбции специфических вирусов бактерий – бактериофагов.
12. Спорообразование у бактерий и его значение. Стадии спорообразования.
СПОРООБРАЗОВАНИЕ – это способ сохранения вида в неблагоприятных условиях внешней среды, но не способ размножения. Споры устойчивы к высокой температуре, УФ-облучению, радиации, действию химических веществ, поэтому могут сохраняться в почве десятки лет (споры возбудителей сибирской язвы и столбняка). Споры круглой или овальной формы могут располагаться в клетке центрально, субтерминально (ближе к концу палочки) и терминально (на конце палочки). Спора образуется в цитоплазме в течение 18-20 часов. Прорастание спор в вегетативные клетки начинается при их попадании в благоприятные условия и длится 4-5 часов.
Стадии спорообразования:
Подготовительная. В цитоплазме бактерий образуется уплотненный участок, не имеющий свободной воды, называемый «спорогенной зоной». В ней содержится нуклеоид.
Стадия предспоры. Вокруг спорогенной зоны образуется оболочка из двойной ЦПМ.
Между двумя ЦПМ формируется кортекс, состоящий из пептидогликана. 4. Стадия созревания. С внешней стороны наружной ЦПМ образуется оболочка споры с повышенным содержанием солей кальция и липидов. Затем вегетативная часть клетки лизируется, освобождая спору.
Споры устойчивы во внешней среде за счет:
низкого содержания воды, которая находится в связанном состоянии;
наличия многослойной оболочки с повышенным содержанием солей кальция и липидов.
Споры обнаруживают в бактериальной клетке специальной окраской по методу Ожешко (спора окрашивается в ярко-красный цвет, вегетативная часть бактерии – в синий), или с помощью фазово-контрастной микроскопии.
Спорообразующие бактерии: Bacillus anthracis, Clostridium perfringens, Clostridium tetani, Clostridium botulinum
15. Классификация микроорганизмов по типам питания и способам получения энергии. Сапрофиты. Паразиты.
Классификация бактерий по типам питания и способам получения энергии:
аутотрофы
(лат. autos –
сам, trophe
– питание)
– используют для построения своих
клеток неорганический углерод в виде
СО2;
гетеротрофы (лат. heteros – другой, «питающийся за счет других») – усваивают углерод из сложных органических соединений.
Для накопления своей биомассы бактериям, помимо источника углерода, требуется источник энергии. Энергия запасается бактериальной клеткой в форме молекул АТФ. Бактерии, для которых источником энергии является солнечный свет, называются фототрофами. Бактерии, которые для биосинтеза используют энергию химических реакций, называются хемотрофами. Хемотрофы получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций. В патологии человека ведущую роль играют хемогетеротрофы.
К хемогетеротрофам относят:
сапрофиты (от греч. sapros – гнилой и phyton – растение) – источником питания для них служит мертвый органический материал. Например: клостридии.
паразиты (от греч. parasitоs – нахлебник) – получают питательные вещества от макроорганизма и могут наносить ему вред. Различают облигатные и факультативные паразиты. Облигатные паразиты не могут жить вне клеток организма. Например: риккетсии, хламидии. Факультативные паразиты могут существовать внеклеточно и размножаться на питательных средах in vitro.
16. Классификация питательных сред по назначению.
1) транспортные – для первичного посева и транспортировки исследуемого материала в лабораторию;
2) элективные (селективные) – среды для избирательного культивирования бактерий определенного вида (1% пептонная вода и щелочной агар для холерных вибрионов, среда Плоскирева – для возбудителей брюшного тифа и дизентерии);
3) дифференциально-диагностические – для дифференциации отдельных видов бактерий по ферментативным свойствам. Например: среда Эндо – для кишечных бактерий.
4) специальные – для выделения и культивирования бактерий, не растущих на простых средах (сывороточный агар, кровяной агар);
5) накопительные – для накопления возбудителя при его низкой концентрации в материале от больного (селенитовая среда – для культивирования возбудителей дизентерии).
Состав и механизм работы среды Эндо.
Состав: МПА + 1% лактозы + индикатор (фуксин, обесцвеченный гипосульфитом натрия). Дифференциация кишечных бактерий основана на различиях в способности расщеплять лактозу. Кишечные палочки расщепляют лактозу до кислоты, которая нейтрализует гипосульфит натрия. В результате фуксин из связанного состояния переходит в свободное. Колонии кишечных палочек окрашиваются в красный цвет (лактозопозитивные). Возбудители брюшного тифа и дизентерии не расщепляют лактозу, поэтому дают на среде Эндо бесцветные (лактозонегативные) колонии.
17. Классификация бактерий по типу дыхания. Способы создания условий для культивирования анаэробных бактерий.
Сущность дыхания у микроорганизмов – получение энергии, образующейся в процессе прямого биологического окисления веществ кислородом или путем ферментативного метаболизма. Накопление энергии происходит в мезосомах.
В соответствии с потребностями в кислороде бактерии классифицируют на основные группы:
- Облигатные (строгие) аэробы – микроорганизмы, которые растут и размножаются только в присутствии кислорода. Например: Vibrio cholerae, Pseudomonas aeruginosa.
- Облигатные анаэробы – микроорганизмы, которые растут и размножаются только без доступа кислорода. Например: Clostridium botulinum, Clostridium tetani, Bacteroides fragilis.
- Факультативные анаэробы – микроорганизмы, которые могут расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и в бескислородных условиях. Например: Escherichia coli, Salmonella typhi, Mycobacterium tuberculosis.