Морфологія мікроорганізмів
Мікробіологія є одним з основних предметів у підготовці медичних
працівників. Без знань цього предмета неможливо науково обгрунтувати
діагностику, лікування та профілактику інфекційних захворювань. Для
сприйняття навчального матеріалу з мікробіології треба знати біологію,
хімію, анатомію та фізіологію, латинську мову, фармакологію. А сама
мікробіоло-^ гія є основою для всіх клінічних та медико-профілактичних
дисциплін, оскільки вона сприяє логічному сприйняттю цих предметів і
формує клінічне мислення, без якого не можна бути висококваліфікованим
спеціалістом.
Навчальна мета:
Знати:
• морфологію бактерій та коротку характеристику вірусів, пріонів, грибів
і найпростіших;
• будову бактеріальної клітини;
Мати поняття:
• про класифікацію та номенклатуру мікроорганізмів;
ПЛАН
І. Морфологія мікроорганізмів.
1. Поняття про систематику, класифікацію та номенклатуру
мікроорганізмів.
2. Морфологія бактерій.
3. Будова бактеріальної клітини.
4. Характеристика нетипових представників різних груп бактерій.
5. Коротка характеристика грибів, найпростіших, вірусів і пріонів.
СИСТЕМАТИКА, КЛАСИФІКАЦІЯ ТА НОМЕНКЛАТУРА МІКРООРГАНІЗМІВ
Мікроби – це найбільша за кількістю та дуже різноманітна за рівнем
організації частина організмів, які населяють біосферу Землі. Об’єднують
їх тільки малі розміри, тому систематизувати їх дуже складно. Збудники
захворювань є серед неклітинних (віруси та пріони) і клітинних
організмів. Останні поділяють на 2 великі групи: прокаріоти (доядерні)
та евка-ріоти (ядерні). Патогенні мікроорганізми зустрічаються серед
бактерій (прокаріоти), грибів і найпростіших (евкаріоти; схема 1).
Згідно з новим кодексом номенклатури бактерій запроваджено такі
міжнародні класифікаційні категорії: відділ клас порядок
родина рід вид.
Загальновизнаною та найбільш поширеною є класифікація бактерій Д.
Берджі. Згідно з визначником, виданим у 1993 p., бактерії поділяють за
будовою клітинної стінки та забарвленням за Грамом на такі відділи
(схема 2): Gracilicutes – тонкошкірі (грамнегативні); Firmicutes –
товстошкірі (грампози-тивні), Tenericutes – не мають клітинної стінки
(мікоплазми), Mendosicutes – архебактерії (вони непатогенні).
Схема 1
Класифікація збудників захворювань
Схема 2
Класифікація бактерій за Д. Берджі
Для зручності відділи описують за групами, які включають родини, роди та
види. Там, де вони об’єднані в порядки і класи, вказується їх назва.
Найбільше практичне значення серед грамнегативних бактерій мають:
1-ша група – спірохети, родина спірохет: рід трепонем – збудники
сифілісу, рід борелій – збудники поворотного тифу;
родина лептоспір, рід лептоспір – збудники лептоспірозу;
2-га група – аеробні (мікроаерофільні) рухливі вібріоїдні бактерії: рід
спірил – збудники содоку (хвороби укусу щурів), роди кампіло-бактерій і
гелікобактерій – представники нормальної мікрофлори (збудники
шлунково-кишкових захворювань), рід бделовібріонів – паразити бактерій,
очищують воду;
4-та група – аеробні (мікроаерофільні) палички та коки (83 роди): рід
нейсерій – збудники гонореї та менінгіту, рід бордетел – збудники
коклюшу, рід бруцел – збудники бруцельозу, рід францисел – збудники
туляремії, рід псевдомонад – збудники гнійно-запальних процесів і сапу,
рід легіонел – збудники гострих респіраторних інфекцій;
5-та група – факультативно-анаеробні палички (45 родів, 3 родини):
родина ентеробактерій, роди ешерихій, сальмонел та шигел – усі вони
збудники кишкових захворювань, рід ієрсиній – збудники чуми,
псевдотуберкульозу та кишкового ієрсиніозу, роди протею і клебсієл –
умовно-патогенні, збудники гнійно-запальних процесів; родина пастерел,
рід гемофіліс – збудники м’якого шанкру та інфлюенци; родина вібріонів,
рід вібріонів – збудники холери;
6-та група – анаеробні палички: прямі, зігнуті, спіральні, аспорогенні;
родина бактероїдів, рід бактероїдів; рід фузобактерій – умовно-патогенні
мікроорганізми, збудники гнійно-запальних і некротичних процесів
(апендициту);
8-ма група – анаеробні коки, родина вейлонел, рід вейлонел –
представники нормальної мікрофлори, умовно-патогенні, збудники запальних
процесів у м’яких тканинах;
9-та група включає родини рикетсій, хламідій і бартонел; родина рикетсій
– збудники висипного тифу та інших рикетсіозів; родина хламідій –
збудники трахоми, орнітозу та інших хламідіозів.
Серед грампозитивних бактерій найбільше практичне значення мають:
17-та група – грампозитивні коки: родина мікрококів, рід стафілококів;
родина стрептококів, рід стрептококів. Усі вони є збудниками
гнійно-запальних захворювань; родина бацил: рід бацил – збудники
сибірки, рід клостридій – збудник правця, ботулізму, газової анаеробної
інфекції;
19-та група – аспорогенні палички: рід еризопелотрикс – збудники
еризопелоіду, рід лістерій – збудники лістеріозу (опортуністичні
інфекції);
20-та група включає рід коринебактерій – збудники дифтерії і рід
актиноміцетів – збудники актиномікозів;
21-шагрупа – родина мікобактерій, рід мікобактерій – збудники
туберкульозу, лепри;
22-га – 29-та групи – актиноміцети, непатогенні (за винятком 22-ї групи,
рід нокардій);
25-та група – рід стрептоміцетів – продуценти антибіотиків
(стрептоміцину);
30-та група – мікоплазми – збудники мікоплазмозів.
Основною номенклатурною та таксономічною одиницею є вид. Визначення виду
мікроорганізмів (ідентифікацію) проводять за морфологічними,
тинкторіальними, фізіологічними, антигенними та молекулярно-біологічними
та іншими ознаками.
Морфологічні ознаки характеризують форму, рухливість, спороутворення,
наявність капсули.
Тинкторіальні ознаки – це відношення до барвників.
Фізіологічні ознаки – це культуральні та біохімічні властивості
мікроорганізмів.
Культуральні ознаки – це характер росту мікроорганізмів на живильному
середовищі. Мікроби, що виросли на живильному середовищі, називають
культурою. Мікроби одного виду – це чиста культура.
Біохімічні ознаки – здатність мікроорганізмів виділяти ферменти.
Антигенні ознаки – антигенна структура мікроорганізмів, яку визначають
за допомогою серологічних реакцій.
Молекулярно-генетичні ознаки – індивідуальність ДНК. Порівнюють ДНК
досліджуваного мікроорганізму з еталонною для даного виду ДНК. Якщо
подібність становить 90 % і більше, то мікроби належать до одного виду.
На цьому ж принципі грунтується застосування молекулярних зондів, за
допомогою яких у досліджуваному матеріалі визначають ДНК і встановлюють
діагноз захворювання. Якщо бактерії мають деякі відмінності від видових
ознак, то такі мікроорганізми розглядають як підвид.
Мікроорганізми, що відрізняються незначними спадковими властивостями,
називаються варіантами.
Морфовар – мікроорганізми, що відрізняються морфологічними ознаками,
біовар – фізіологічними, серовар – антигенними, хемовар -хімічними,
фаговар – відношенням до фага.
Штам – культура мікробів, виділена з конкретного джерела (організму
людини, тварини, зовнішнього середовища). Штам можна вважати найнижчою
таксономічною одиницею мікроорганізмів. Як правило, штами позначають
протокольними номерами, або за джерелом виділення, або за місцевістю, де
він був виділений (наприклад, вірус грипу Сингапур).
Клон – потомство однієї мікробної клітини. Колонія – видиме скупчення
мікроорганізмів на живильному середовищі.
Мікроорганізми називають за бінарною номенклатурою, кожний вид має
видову і родову назви. Родову назву пишуть з великої літери (латинською
мовою), видову – з малої. Наприклад: збудник правця – Clostridium
tetani, збудник чуми – Yersinia pestis, збудник холери – Vibrio
cholerae, один із збудників дизентерії – Shigella sonnei. Допускаються
скорочення родової назви (S. sonnei).
МОРФОЛОГІЯ БАКТЕРІЙ
Бактерії – це переважно одноклітинні організми, які не мають чітко
сформованого ядра та хлорофілу. Вони розмножуються простим поділом.
Форма бактерій та їх розміри мають велике таксономічне значення і є
важливими критеріями при їх ідентифікації (мал. 2). Мікроскопія
патологічного матеріалу та вивчення морфологічних особливостей
мікроорганізмів дозволяють встановити діагноз гонореї, сифілісу,
лептоспірозу, поворотного тифу, туберкульозу, а також поставити
орієнтовний діагноз правця, газової анаеробної інфекції, дифтерії.
Розміри бактерій коливаються від 0,2 до 10 мкм (більшість із них має
розміри 0,5 – 0,8 мкм 2 – 3 мкм).
Бактерії можуть мати різну форму (коки, палички, звивисті, ниткоподібні,
трикутні, зіркоподібні, кільцеподібні та ін.; схема 3).
Схема 3
Форма бактерій
Коки кулястої форми, але бувають бобоподібні та ланцетоподібні бактерії.
За характером поділу та розміщення розрізняють такі коки:
мікрококи (розміщуються поодиноко, безладно) – сапрофіти (але є й
умовно-патогенні), спричинюють запальні процеси;
диплококи (розміщуються попарно, мають форму бобів) – збудники
епідемічного цереброспінального менінгіту, гонореї і бленореї;
тетракоки (розміщуються по чотири) – непатогенні;
сарцини (розміщуються тюками – по 8, 16, 32, 64) – непатогенні;
стафілококи (мають форму грона) – спричинюють гнійно-запальні процеси;
стрептококи (розміщуються ланцюжком) – спричинюють гнійно-запальні
процеси.
Схема 4
Види паличок
Палички, що не утворюють спор (аспорогенні), називають просто бактеріями
(збудники дифтерії, чуми, кишкових захворювань). Спорогенні палички, що
живуть в аеробних умовах і утворюють спори, діаметр яких менший за
поперечник клітини, називають бацилами (збудник сибірки). Спорогенні
анаеробні палички, які утворюють спори, діаметр яких більший за
поперечник клітини, називають клостридіями (схема 4). За формою вони
нагадують барабанну паличку, веретено або тенісну ракетку (збудники
правця, ботулізму, газової анаеробної інфекції).
Спора може розміщуватися центральне (збудник сибірки), термінальне – на
кінці (збудник правця), субтермінально – ближче до кінця (збудник
ботулізму).
Палички розрізняються розміщенням, розміром, діаметром і формою кінців.
Монобактерії розміщуються хаотично (більшість бактерій), диплобактерії,
або диплобацили, – попарно, стрептобактерії, або стрептобацили, –
ланцюжком.
Короткі палички (кокобактерії) мають розміри до 1 мкм (збудники коклюшу,
бруцельозу, туляремії), довгі – понад 3 мкм (клостридії, кишкові палички
та ін.).
За діаметром розрізняють тонкі (мікобактерії туберкульозу) і товсті
(клостридії) палички, а за формою кінців – заокруглені (кишкові палички,
шигели, сальмонели), овоїдні (збудник чуми), обрубані (збудник сибірки),
стовщені, булавоподібні (збудник дифтерії), загострені (фузобактерії).
Звивисті бактерії відрізняються кількістю завитків (схема 5).
Схема 5
Звивисті палички
Поліморфізм – здатність змінювати форму під дією різних факторів
(антибіотиків, дезінфекційних розчинів, умов культивування та ін).
Найбільш властивий паличкам. Це слід ураховувати при ідентифікації.
БУДОВА БАКТЕРІАЛЬНОЇ КЛІТИНИ
Бактерії – прокаріоти, тому їх структура відрізняється від структури
клітин рослин і тварин (евкаріотів). Бактерії не мають ядерної оболонки,
мітохондрій та апарату Гольджі. Вони мають клітинну стінку, яка є лише в
прокаріотів.
У бактеріальній клітині розрізняють такі основні частини: поверхневі
структури, клітинну оболонку та цитоплазму з нуклеоїдом (мал. 3).
Деякі бактерії утворюють спори, містять включення та пла-зміди.
Поверхневі структури. До них відносять капсулу, джгутики, мікровійки.
Наявність або відсутність їх є постійною ознакою для даного виду. Це
враховують під час ідентифікації мікроорганізмів.
Капсула. Розрізняють мікро- та макрокапсулу, або слизовий шар.
Мікрокапсулу виявляють за допомогою електронної мікроскопії. Вона
представлена мукополісахаридними фібрилами. Роль її остаточно не
з’ясовано.
Макрокапсула – це стовщений слизовий шар, його мають не всі
мікроорганізми. Оскільки капсула має гелеподібну консистенцію, вона не
затримує барвників, тому при забарвленні за Буррі – Гінсом забарвлюється
фон препарату та клітина, а сама капсула лишається безбарвною. У деяких
мікроорганізмів (збудників пневмонії, сибірки та ін.) капсули
утворюються в організмі людини або тварини, а в деяких – як у
макроорганізмі, так і на штучних живильних середовищах (S. aureus, S.
pyogenes, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella rhinoscleromatis та ін.). У
патогенних мікроорганізмів капсула може оточувати одну (збудник чуми –
Y. pestis) чи дві клітини (збудник пневмонії – S. pneumoniae), навіть
цілий ланцюжок клітин (збудник сибірки). Капсула захищає клітину від
бактеріофагів, фагоцитів та антитіл. Тому вона є фактором патогенності
(пневмококи, що втрачають капсулу, стають непатогенними).
Вона обумовлює антигенні властивості мікроорганізмів (К-антиген –
капсульний антиген).
Слизовий шар. Бактерії часто виділяють велику кількість слизу, котрий
утворює навколо них пухкий шар.
Джгутики мають не всі мікроорганізми. За кількістю та розміщенням
джгутиків мікроорганізми поділяють на такі групи (мал. 4):
монотрихи – один джгутик розміщується на полюсі клітини (холерний
вібріон);
лофотрихи – пучок джгутиків розміщується на одному кінці (синьогнійна
паличка);
амфітрихи – пучок джгутиків розміщується на обох кінцях (спірили);
перитрихи – джгутики розміщуються на всій поверхні клітини (сальмонели,
ешерихії та ін.).
Такий поділ мікроорганізмів є досить умовним. Дані електронної
мікроскопії свідчать про те, що монотрихи мають кілька джгутиків, а
амфітрихи – це дві клітини монотрихів, що не повністю поділилися.
Мал. 4.
Джгутики в бактерій: а – монотрихи, б – лофотрихи, в – амфітрихи, г –
перитрихи.
За допомогою джгутиків мікроорганізми рухаються. Для виявлення їх
рухливості використовують такі методи:
1) мікроскопічний – фазово-контрастна або звичайна світлова мікроскопія
“роздавленої” або “висячої” краплі;
2) бактеріологічний – посів штриком у стовпчик напівщільного агару:
рухливі бактерії ростуть дифузне, а нерухливі – тільки там, де зроблено
посів.
Мікровійки. Окрім джгутиків, поверхню бактерій вкривають мікровійки.
Розрізняють 2 типи мікровійок: 1) фімбрії, або війки; 2) кон’югативні,
або донорські (F-пілі).
Фімбрії – це короткі тонкі волоски, їх може бути від 10 до кількох
тисяч. Вони є фактором патогенності. За допомогою фімбрій бактерії
прикріпляються до чутливих клітин (адгезія), де потім розмножуються
(колонізація).
F-пілі – довгі тонкі ниткоподібні структури. Бактерія може мати 1 – 2
такі структури. Вони є апаратом кон’югації у бактерій, які є носіями
плазмід. F-пілі забезпечують контакт між \ клітиною-донор ом і
клітиною-реципієнтом, а також передачу спадкової інформації, що є в
плазмідах.
Клітинна оболонка складається з клітинної стінки і цитоплазматичної
мембрани.
Клітинна стінка. Забарвлення залежить від будови клітинної стінки, яка
складається з двох шарів: внутрішнього (ригідного) та поверхневого
(пластичного). У грампозитивних мікроорганізмів більш виражений ригідний
шар, утворений пептидогліканом (до 90%), який містить тейхоєві кислоти.
Пластичний шар майже не виражений. Крістіан Грам запропонував метод
забарвлення мікроорганізмів генціановим фіолетовим і розчином Люголя,
мікроорганізми при цьому забарвлюються у фіолетовий колір. Після обробки
спиртом і промивання водою одні з них втрачали попереднє забарвлення і
забарвлювалися фуксином Пфейффера в червоний колір, їх назвали
грамнегативними. Мікроорганізми, які не втрачали фіолетового
забарвлення, назвали грампозитивними.
У грамнегативних мікроорганізмів виражені пластичний і ригідний шари.
Пластичний шар складається з ліпополісахариду (ЛПС) і поверхневої
мембрани (вони мозаїчне переплітаються), а також ліпопротеїдів. ЛПС
запускає синтез близько
20 сполук, що виявляють хвороботворну дію на макроорганізм. Він
спричинює підвищення температури тіла. ЛПС ще називають ендотоксином
(оскільки він знаходиться у клітинній стінці). ЛПС складається з ліпіду
А (саме він і є токсичним) та полісахариду. Полісахарид є чужорідним для
макроорганізму (О-антиген) і спричинює утворення антитіл. У різних видів
бактерій полісахариди різні, а в бактерій одного виду – однакові. Це
пояснює антигенну специфічність мікробів.
Патогенних мікроорганізмів більше серед грамнегативних.
Поверхнева мембрана містить білки, які є рецепторами для фагів і
коліцинів. Ці білки зумовлюють адгезію мікробів (здатність
прикріплюватися до клітини макроорганізму).
В експерименті (in vitro) можна зруйнувати клітинну стінку. Лізоцим
руйнує лише пептидоглікан клітинної стінки грамнегативних
мікроорганізмів, а поверхнева мембрана (або її частина) залишається
неушкодженою. Бактерії, у яких частково зруйнована клітинна стінка,
називають сфєропластами. Після обробки грампозитивних бактерій
ферментами, які руйнують пептидоглікан, утворюються протопласти –
структури, у яких повністю зруйнована клітинна стінка.
Грампозитивні та грамнегативні мікроорганізми мають понад 20
відмінностей. Основні з них наведено в табл. 1.
Таблиця 1. Відмінності між грамнегативними та грампозитивними
мікроорганізмами
Грамнегативні мікроорганізми Грампозитивні мікроорганізми
Забарвлюються в червоний колір Забарвлюються у фіолетовий колір
Клітинна стінка тонша, складніша за структурою Клітинна стінка товща,
простіша за структурою
Вміст пептидоглікану незначний (5 – 10 %) Вміст пептидоглікану значний
(ДО 90 %)
Малочутливі до йоду, пеніциліну, лізоциму Чутливі до йоду, лізоциму,
пеніциліну (пептидоглікан є мішенню)
Клітинна стінка містить ЛПС (ендотоксин) Більшість бактерій утворюють
екзотоксини. Не містять ЛПС
Роль клітинної стінки:
1) бере участь у рості та поділі клітини;
2) захищає від дії факторів зовнішнього середовища та макрофагів (знижує
фагоцитарну активність макрофагів, гальмує їх міграцію);
3) є фактором патогенності;
4) визначає антигенну структуру мікроорганізмів (О-антиген).
В організмі людини під дією антибіотиків, ферментів та антитіл бактерії
можуть перетворюватися на L-форми. Це бактерії, які втратили клітинну
стінку, але зберегли здатність до розмноження. Незалежно від виду
бактерій L-форми мають подібні морфологічні, культуральні, тинкторіальні
та антигенні властивості, їх вірулентність знижена, всі вони нечутливі
до хіміотерапевтичних препаратів і антитіл. L-форми зумовлюють тривале
персистування збудника в організмі, перехід гострої інфекції в хронічну.
Цитоплазматична мембрана. Між клітинною стінкою та цитоплазматичною
мембраною є першмазлштичніш простір. У грамнегативних мікроорганізмів
він заповнений ферментами.
При інвагінації (вдавлюванні) цитоплазматичної мембрани утворюються
мезосоми, які беруть участь у синтезі клітинної стінки, поділі бактерії
і спороутворенні. Через цитоплазматичну мембрану здійснюється транспорт
речовин у клітину. Вона напівпроникна (одні речовини пропускає, а інші –
ні). Цитоплазматична мембрана є осмотичним бар’єром. На ній виявлено
ферментні системи, які беруть участь у синтезі ферментів і токсинів.
Цитоплазма – складна колоїдна система, яка містить нук-леоїд, плазміди,
рибосоми та різні включення.
Нуклеоїд (хромосома, генофор) є еквівалентом ядра евкаріот, але не має
ядерної мембрани. Нуклеоїд являє собою ДНК, замкнуту в кільце. За
аналогією з евкаріотами цю структуру називають хромосомою (вона одна).
Кількість закодованої інформації різна у різних видів (2500 – 3000
генів). Перед поділом ДНК подвоюється.
Плазміди – додаткова кільцева молекула ДНК. Нині їх розглядають як
найпростіші організми, які не мають системи синтезу білка та енергії.
Вони паразитують на бактеріях, наділяючи їх певними властивостями
(стійкість до антибіотиків, вірулентність та ін.). Плазміди передаються
під час кон’югації мікробних клітин та поділу.
Рибосоми. На рибосомах відбувається синтез білка. Вони складаються із
субодиниць 50S і 30S, які об’єднуються в рибосому 70S. Бактеріостатичні
антибіотики (левоміцетин, тетрациклін, стрептоміцин) пригнічують синтез
білка тільки на рибосомі 70S і не порушують його синтез на рибосомах
людей і тварин (80S).
Запасні речовини. До них відносять крохмаль, глікоген і гранульозу, у
грибів роду Candida – тригліцериди, у мікобактерій та нокардій – воски.
Вони мають діагностичне значення (волютин – у коринебактерій).
Спора – стійка форма бактерій (мал. 5). Зустрічається переважно в
паличкоподібних мікроорганізмів, дуже рідко – у коків і звивистих
бактерій. Утворюються спори протягом 18 – 20 год. Вони проростають
протягом 4 – 5 год. Ніколи не утворюються в тканинах людей і тварин.
Вони являють собою ущільнену ділянку цитоплазми з нуклеоїдом, укриту
щільною багатошаровою оболонкою, яка містить ліпіди, велику кількість
кальцію, мінімальну кількість води (близько 40 %) та інші сполуки, яких
немає у вегетативних клітинах (наприклад, дипіколінову кислоту, завдяки
якій спори є термостійкими).
Мал. 5
Спори бактерій (розміщення): а – термінальне (збудник правця); б –
субтермінальне (збудник ботулізму); в – центральне (збудник сибірки).
Спори стійкі до високих температур (спори збудників ботулізму
витримують кип’ятіння протягом 1 – 6 год), висушування, зміни рН. На них
не діють дезінфекційні розчини. Спори можуть упродовж десятків років
зберігатися в несприятливих умовах зовнішнього середовища. Це слід
ураховувати при виборі методів знезаражування, Матеріал, що містить
спори, знезаражують в автоклаві за температури 132 °С або в сухо-жаровій
шафі за температури 150- 170 °С.
ХАРАКТЕРИСТИКА НЕТИПОВИХ ПРЕДСТАВНИКІВ ГРУП БАКТЕРІЙ
Представники деяких груп бактерій відрізняються будовою бактеріальної
клітини, умовами існування, дією на макроорганізм та іншими ознаками.
Спірохети – це спіральне-звивисті рухливі бактерії (мал. 6), що мають
розміри 0,1-3 мкм 5-25 мкм (до 500 мкм). Не утворюють спор та капсул.
Тіло спірохет являє собою спіралеподібний цитоплазматичний циліндр,
оточений клітинною стінкою, що складається переважно з пептидоглікану.
Він утворює постійні завитки першого порядку, їх кількість, тип,
величина та кут нахилу у різних видів різні. Ці ознаки мають
діагностичне значення. Вторинні завитки утворені вигинами всього тіла
(наприклад, лептоспіри бувають S- і С-подібної форми). Між циліндром і
поверхневою мембраною розміщуються ендоджгутики. Одним кінцем вони
прикріплені до середини цитоплазматичного циліндра, другим – до полюсів,
що обумовлює рухливість спірохет. Погано забарвлюються за Грамом, тому
використовують мікроскопію в темному полі зору або забарвлюють за
Романовським (збудник поворотного тифу забарвлюється в синьо-фіолетовий
колір, сифілісу – у блідо-рожевий).
Хламідії та рикетсії за формою та будовою клітини подібні до бактерій.
Вони чутливі до антибіотиків. Це внутрішньоклітинні паразити. Вони не
ростуть на штучних живильних середовищах.
Мал. 6
Спірохети: а – трепонеми; б – борелії; в – лептоспіри.
Хламідії – дуже дрібні організми (до 0,3 мкм), енергетичні паразити (не
синтезують АТФ). Розрізняють 3 стадії розвитку хламідій. Це стадії
елементарних (інфекційна форма), ініціальних (вегетативна форма,
неінфекційна) та проміжних тілець. Цикл розвитку – 36 – 72 год.
Спричинюють хламідіози в людей і тварин: орнітоз, трахому,
лімфогранулематоз, кон’юнктивіт. При будь-якій локалізації інфекція
передається статевим шляхом, можливі й Інші шляхи передачі.
Рикетсії (мал. 7). Розрізняють дві стадії розвитку: вегетативну та
спокою. У вегетативній стадії рикетсії мають паличкоподібну форму,
активно розмножуються, рухливі. У стадії спокою вони мають сферичну
форму, не розмножуються, нерухливі. Спричинюють рикетсіози: висипний
тиф, ку-гарячку, волинську гарячку та ін. Резервуарами рикетсій у
природі є кліщі та воші. Рикетсії та хламідії культивують в організмі
чутливих тварин, на культурах тканин і клітин, курячих ембріонах
протягом 7 діб.
Актиноміцети займають проміжне місце між грибами та бактеріями. Вони
мають розгалужений міцелій, який може розпадатись, утворюючи
паличкоподібні форми (мал. 8). Постійно населяють грунт, організми людей
і тварин, повітря. З них отримують антибіотики (стрептоміцин,
мономіцин). Патогенні актиноміцети спричинюють актиномікози. В уражених
органах утворюють тверді крупинки – друзи.
Мал.7 Мал.8
Рикетсії Актиноміцети
Мікоплазми не мають клітинної стінки, їх оболонка утворена тришаровою
мембраною. Це найдрібніші (0,5 мкм) організми, що здатні до автономного
розмноження. Вони нерухливі, поліморфні (кокоподібні, яйцеподібні,
ниткоподібні). Мікоплазми – паразити мембран клітин евкаріотів. Уражують
органи дихання та кровообігу, сечово-статеві органи, ЦНС, суглоби у
тварин і людей. Нечутливі до бета-лактамних антибіотиків (пеніциліну),
мішенню для яких є клітинна стінка. Мікоплазми культивують на збагачених
живильних середовищах (з холестерином) за температури 36 – 37 °С, де
вони утворюють дуже дрібні колонії з центром, що вростає всередину
живильного середовища.
КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА ГРИБІВ ТА НАЙПРОСТІШИХ
Гриби – організми рослинного походження. Тіло грибів (міцелій)
складається з безбарвних одноклітинних або багатоклітинних ниток, або
гіф. За формою розрізняють нитчасті (плісені) та овальні (дріжджі,
дріжджеподібні) гриби. За способом розмноження є досконалі та
недосконалі гриби. Серед них є і патогенні, і корисні. Дріжджі (мал. 9)
синтезують вітаміни групи В, а з плісеней отримують антибіотики
(пеніцилін, цефалоспорин та ін.). Гриби спричинюють мікози та
мікотоксикози.
Мал.9
Дріжджі (різні методи мікроскопії): а – світлова; б – у темному полі
зору; в – фазово-контрастна; г – люмінесцентна.
Мікози бувають поверхневими та системними. При поверхневих мікозах
(мікроспорія, трихофітія, фавус) процес локалізується переважно в шкірі
та її придатках. Гриби, як правило, не утворюють екзотоксинів, а
зумовлюють гіперсенсибілізацію. Деякі з них виділяють мікотоксини.
Мікотоксикози є різновидом харчових отруєнь, що спостерігаються після
вживання зернопродуктів, на яких розвиваються гриби (наприклад,
аліментарно-токсична алейкія). Гриби роду Candida спричинюють кандидоз.
Найчастіше збудником захворювання є Candida albicans. Розрізняють
поверхневий, вісцеральний і генералізований кандидоз. Поверхневий
кандидоз слизових оболонок називають пліснявкою. Генералізований
кандидоз виникає в осіб з імунодефіцитним станом або за наявності
дисбактеріозу. Патогенні гриби вирощують на середовищах, які містять
вітаміни, амінокислоти та мікроелементи (середовище Сабуро) за
температури 22 -37 °С протягом 4 – 7 діб. Вони утворюють колонії різного
кольору (білі, чорні, зелені, жовті), твердої консистенції, пухнасті,
гладенькі, шорсткі та ін.
Найпростіші – одноклітинні мікроорганізми тваринного походження (мал.
10). У несприятливих умовах деякі з них утворюють цисти (амеби й
інфузорії). Вегетативна форма нестійка (це треба враховувати під час
забору патологічного матеріалу – багаторазово досліджують свіжі
випорожнення). Багато найпростіших рухливі, мають джгутики або війки. До
патогенних відносять такі:
саркододжгутиконосці: амеби – збудники амебіазу (амебної дизентерії),
лямблії – збудники лямбліозу, лейшманії – збудники шкірного та
вісцерального лейшманіозу, трипаносоми – збудники сонної хвороби,
трихомонади (ротові, кишкові і піхвові; піхвова – збудник трихомоніазу)
та ін.;
інфузорії – кишкові балантидії (збудники балантидіазу);
споровики: малярійні плазмодії – збудники малярії, токсоплазми –
збудники токсоплазмозу.
КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА ВІРУСІВ ПРІОНІВ
Віруси – це внутрішньоклітинні паразити, що не мають клітинної будови та
систем, які синтезують білок та енергію. Вони мають власний геном, який
складається з однієї нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК). Розміри – від 15
до 400 нм. Вивчають віруси під електронним мікроскопом.
Мал. 10
Найпростіші
Позаклітинну форму називають віріоном, внутрішньоклітинну – вірусом. За
будовою віріона розрізняють прості та складні віруси.
Прості віруси. Віріон простих вірусів складається з нуклеїнової кислоти
та білкової оболонки – капсиду. Капсид складається з окремих одиниць –
капсомерів. Є два способи складання капсомерів: спіральний і кубічний.
Це зумовлює відповідний тип симетрії і форму вірусу. Є три типи
симетрії: 1) спіральний; 2) кубічний; 3} змішаний, або комбінований. При
спіральному типі симетрії копсомери розміщені за ходом спіралі геномної
нуклеїнової кислоти. Капсид краще захищає геном, а нуклеїнова кислота
вивільняється лише при руйнуванні капсиду. Такі віруси мають
паличкоподібну форму (наприклад, вірус мозаїчної хвороби тютюну).
При кубічному типі симетрії нуклеїнова кислота утворює серцевинну
структуру, оточену капсидом у вигляді багатогранника (вивільнення
нуклеїнової кислоти відбувається без руйнування капсиду). Такі віруси
мають сферичну форму (наприклад, вірус поліомієліту).
У деяких вірусів спостерігається змішаний тип симетрії. У фагів головка
має кубічний тип симетрії, а хвіст – спіральний. Такі віруси мають форму
сперматозоїда.
Складні віруси. Нуклеокапсид у них укритий ще однією оболонкою –
суперкапсидом. Суперкапсид утворений модифікованими (зміненими)
мембранами клітин хазяїна, у яких білки хазяїна замінені на білки вірусу
(глікопротеїди). Тому суперкапсид містить компоненти, властиві клітинам
хазяїна, і вірусні глікопротеїди. Ці глікопротеїди утворюють шипи. Шипи
забезпечують адгезію вірусу на чутливих клітинах, обумовлюють його
антигенні властивості. Крім того, вони сприяють поширенню вірусів.
Незалежно від способу складання нуклеокапсиду складні віруси (грипу,
гепатиту В, ВІЛ) здебільшого мають сферичну форму. Віруси спричинюють
близько 500 захворювань: герпес, вітряну та натуральну віспу, кір,
краснуху, епідемічний паротит, гепатит, грип, сказ, СНІД, онкологічні
захворювання та ін. Віруси руйнуються під впливом лугів, хлораміну та
хлорного вапна, але стійкі до дії антибіотиків.
Пріони принципово відрізняються від відомих збудників захворювань
(вірусів, бактерій та ін.). Вони не мають генетичного матеріалу
(нуклеїнової кислоти), а являють собою простий низькомолекулярний білок
(змінена форма білка хазяїна), який кодується геномом клітини хазяїна.
Легко проникає через мембрани клітини, обумовлюючи високу інфекційність.
Пріони – єдина форма збудників, які не спричинюють імунних реакцій. Вони
є збудниками захворювань тварин (губчас-топодібна енцефалопатія) і людей
(куру – хвороба, поширена серед деяких племен Нової Гвінеї, де існує
ритуал канібалізму; хвороба Крейцфельда – Якоба, або вілюйська
енцефалопатія, родинне фатальне безсоння та ін.).
Усі ці захворювання характеризуються губчастоподібним переродженням
мозкової тканини. Вони проявляються порушенням ходи, парезами,
прогресуючою деменцією і закінчуються летально. Зараження можливе при
вживанні продуктів тваринного походження та використанні забруднених
хірургічних інструментів, мозкових електродів, трансплантатів, ліків і
косметичних засобів, виготовлених з мозку або лімфоїдної тканини тварин.
Пріони дуже стійкі до високих температур, ультрафіолетового
випромінювання, дезінфекційних розчинів. Оскільки білки самі по собі не
розмножуються, питання про механізм генетичного контролю репродукції
пріонів і їх етіологічну роль залишаються відкритими.
Запитання для самоконтролю
Що вивчає мікробіологія?
На які групи поділяють бактерії згідно з визначником бактерій Берджі?
Що є основною номенклатурною одиницею мікроорганізмів?
За якими ознаками проводять ідентифікацію мікроорганізмів?
Форма бактерій, їх розміщення.
Чим відрізняються бацили від клостридій?
Що таке поліморфізм?
Які захворювання спричинюють коки, палички та звивисті мікроорганізми?
З яких основних структур складається бактеріальна клітина?
Назвіть поверхневі структури бактеріальної клітини. Яке значення вони
мають для мікробної клітини? Яка їх роль у патогенезі захворювань?
Будова клітинної стінки та властивості грампозитивних і грамнегативних
мікроорганізмів. Назвіть відмінності.
L-форми бактерій, їх роль у патогенезі захворювань.
Роль спори та капсули у життєдіяльності бактерій.
Особливості грибів, вірусів і найпростіших. Які захворювання вони
спричиняють?
Ситуаційні задачі
1. Під час мікроскопії осаду сечі хворого Н., який звернувся в
поліклініку зі скаргами на біль при виділенні сечі та підвищення
температури тіла до 37,6 – 37,8 °С, у препараті були виявлені
грампозитивні коки у вигляді грона. Який мікроорганізм виділено із сечі?
Чи міг він спричинити запалення сечового міхура? Які мікроорганізми
можуть спричинити таке захворювання?
2. При дослідженні в темному полі зору сечі та “роздавленої” краплі
крові хворого С., який звернувся в поліклініку зі скаргами на головний
біль, підвищення температури тіла до 39 °С, біль у литках, були виявлені
рухливі спірально-звивисті мікроорганізми, за формою схожі на туго
скручену пружину у вигляді літер С і S. Що це за мікроорганізми? Яке
захворювання вони спричинюють?
Ситуаційні задачі
1. При дослідженні в темному полі зору сечі та “роздавленої” краплі
крові хворого С., який звернувся в поліклініку зі скаргами на головний
біль, підвищення температури тіла до 39 °С, біль у литках, були виявлені
рухливі спірально-звивисті мікроорганізми, за формою схожі на туго
скручену пружину у вигляді літер С і S. Що це за мікроорганізми? Яке
захворювання вони спричинюють?
2. Під час мікроскопії спинномозкової рідини в темному полі зору були
виявлені мікроорганізми бобоподібної форми, схожі на кавові зерна,
розміщені попарно, червоного кольору (забарвлення за Грамом). Які
мікроорганізми було виділено? Яку хворобу вони спричинили? Які ще
мікроорганізми мають подібну форму? Які захворювання вони спричинюють?
Тест
Які з виявлених при мікроскопії мікробів є спорогенними:
а) стафілококи;
б) кишкова паличка;
в) бацили сибірки;
г) клостридії правця;
д) холерні вібріони?
Збудники захворювань
Неклітинні
Клітинні
Прокаріони
Евкаріоти
Бактерії
Найпростіші
Гриби
Пріони
Віруси
Бактерії
Грам-негативні (тонкошкірі)
Грам-позитивні (товстошкірі)
Мікоплазми (не мають клітинної сітки)
Архебактерії (не мають глікану)
Форма бактерій
Сферична (коки)
Циліндрична (палички)
Спіралеподібна (звивисті)
Ниткоподібна (нитчасті)
Палички
Аспорогенні
Спорогенні
Бактерії
(анаероби, аероби)
Бацили (аероби)
Клостидії (анаероби)
Звивисті палички
Відріони
(1 вигини – 1/4 спіралі)
Спірили
(2 – 3 оберти спіралі)
Спірохети
(більше ніж 3 завитки різної величини та щільності)
Водні відріони, збудники холери
Збудники содоку, кампілобактерії
Збудники сифілісу, поворотного тифу
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
