Морфология, ультраструктура и химический состав бактерий. Субклеточные формы бактерий: протопласты, сферопласты, L-формы бактерий.
Блок I.
1. Основные этапы в развитии бактериологии. Значение идей Пастера и Коха. 1.Эмпирических знаний до изобретения микроскопов
2.Морфологический период занял около двухсот лет.
Левенгук (Нидерланды 1632-1723) в 1675г. впервые описал простейших, в 1683г.- основные формы бактерий.
3.Физиологический период (с 1875г.)- эпоха Л.Пастера и Р.Коха.
Л.Пастер- изучение микробиологических основ процессов брожения и гниения, развитие промышленной микробиологии, выяснение роли микроорганизмов в кругообороте веществ в природе, открытие анаэробных микроорганизмов, разработка принципов асептики, методов стерилизации, ослабления вирулентности и получения вакцин (вакцинных штаммов).
Р.Кох- метод выделения чистых культур на твердых питательных средах, способы окраски бактерий анилиновыми красителями, открытие возбудителей сибирской язвы, холеры. туберкулеза (палочки Коха), совершенствование техники микроскопии.
4.Иммунологический период.
И.И.Мечников- - учение о невосприимчивости (иммунитете), разработав теорию фагоцитоза и обосновав клеточную теорию иммунитета.
Одновременно накапливались данные о выработке в организме антител против бактерий и их токсинов, позволившие П.Эрлиху разработать гуморальную теорию иммунитета. И.И.Мечникову и П.Эрлиху в 1908г. была присуждена Нобелевская премия.
В 1892г. Д.И.Ивановский сообщил, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Эту дату можно считать днем рождения вирусологии, а Д.И.Ивановского - ее основоположником.
5. Следующим важным этапом в развитии микробиологии стало открытие антибиотиков. В 1929г. А.Флеминг открыл пенициллин и началась эра антибиотикотерапии, приведшая к революционному прогрессу медицины. 1934 – Флори и Чейн получили пенициллин в кристаллическом виде. 1941 – Зинаида Ермольева пенициллин в СССР.
6. Современный молекулярно- генетический этап развития микробиологии, вирусологии и иммунологии начался во второй половине 20 века в связи с достижениями генетики и молекулярной биологии (1962 год - НП физиология и медицина Уотсон и Крик, создание модели ДНК), созданием электронного микроскопа (1932 году М. Кнолль и Э. Руска – протитип, 1986 – НП по физике Руска, Герд Карл Биннигу и Генрих Рореру за сканирующий зондовый микроскоп)
7.Перспективы развития.
Иммунология вплотную подошла к регулированию механизмов самозащиты организма, коррекции иммунодефицитов, решению проблемы СПИДа, борьбе с онкозаболеваниями.
Создаются новые генно-инженерные вакцины, появляются новые данные об открытии инфекционных агентов - возбудителей "соматических" заболеваний (язвенная болезнь желудка, гастриты, гепатиты, инфаркт миокарда, склероз, отдельные формы бронхиальной астмы, шизофрения и др.).
2. Принципы современной классификации микробов. Понятие о виде, разновидности, биовариантах, серовариантах, фаговариантах.
Систематика- распределение микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическим сходством. Систематика занимается описанием видов организмов, выяснением степени родственных отношений между ними и объединением их в различные по уровню родства классификационные единицы- таксоны.
Классификация- распределение (объединение) организмов в соответствии с их общими свойствами (сходными генотипическими и фентипическими признаками) по различным таксонам.
Таксономия- наука о методах и принципах распределения организмов в соответствии с их иерархией. Наиболее часто используют следующие таксоны- штамм, вид, род. Последующие более крупные таксоны- семейство, порядок, класс.
В современном представлении вид в микробиологии- совокупность микроорганизмов, имеющих общее эволюционное происхождение, близкий генотип и максимально близкие фенотипические характеристики.
Нумерическая (численная) таксономия основывается на использовании максимального количества сопоставляемых признаков.
При изучении, идентификации и классификации микроорганизмов чаще всего изучают следующие характеристики:
1.Морфологические
2.Тинкториальные- отношение к различным красителям Морфологические свойства и отношение к окраску по Граму позволяют как правило отнести изучаемый микроорганизм к крупным таксонам- семейству, роду.
3.Культуральные - характер роста на питательных средах.
4.Биохимические - способность ферментировать различные субстраты
5.Антигенные
6.Физиологические- способы питания, тип дыхания
7.Подвижность
8.Способность к спорообразованию
9.Чувствительность к бактериофагам, фаготипирование.
10.Химический состав клеточных стенок- основные сахара и аминокислоты, липидный и жинокислотный состав.
11.Белковый спектр (полипептидный профиль).
12.Чувствительность к антибиотикам.
13.Генотипические
Номенклатура- название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Для обозначения видов бактерий используют бинарную латинскую номенклатуру род/вид, состоящую из названия рода (пишется с заглавной буквы) и вида (со строчной буквы). Примеры- Shigella flexneri, Rickettsia sibirica.
В микробиологии часто используется и ряд других терминов для характеристики микроорганизмов.
Штамм- любой конкретный образец данного вида. Штаммы одного вида, различающиеся по антигенным характеристикам, называют сероварами, по чувствительности к специфическим фагам- фаговарами, биохимическим свойствам- хемоварами, по биологическим свойствам- биоварами и т.д.
Колония- видимая изолированная структура при размножении бактерий на плотных питательных средах, может развиваться из одной или нескольких родительских клеток. Если колония развилась из одной родительской клетки, то потомство называется клон.
Культура- вся совокупность микроорганизмов одного вида, выросших на плотной или жидкой питательной среде.
Надцарство прокариоты, царство эубактерии.
Надцарство эукариоты, царство микота, протозоа, вира.
3.Основные методы исследования морфологии бактерий. Микроскопия. Методы окраски микробов и их отдельных структур.
Микроскопический метод: световая (1675 – Антони ванн Левенгук), фазово-контрастная, флуоресцентная, электронная (растровый ЭМ до х1млн раз);
Культуральный метод: (бактериологический, вирусологический);
Биологический метод: заражение лабораторных животных;
Молекулярно-генетический метод: ПЦР - экспериментальный метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале. Открыта в 1983 году америувнцем Керри Муллисом, получившим НП по химии в 1993 году.
Серологический метод: выявления антигенов микроорганизмов или антител к ним;
Для световой микроскопии биологические объекты обычно окрашивают с целью выявления тех или иных их свойств. При этом ткани должны быть фиксированы, т.к. окраска выявляет определенные структуры только убитых клеток. В живой клетке краситель обособляется в цитоплазме в виде вакуоли и не прокрашивает ее структуры. Увеличение светового микроскопа на окуляре х7, х10, х15, на объективе х40, х90 (иммерсионный)
Специальные методы окраски бактерий
Наибольшее распространение нашли методы окраски Грама и Циля-Нильсена
По Граму:
1. Карболовый генциан виолет 2 мин.
2. Промыть водой.
3. Люголь 1 мин.
4. Промыть водой.
5. Спирт 30 сек.
6. Вода.
7. Водный фуксин 2 мин.
8. Вода.
По Цилю-Нильсону:
1. Карболовый фуксин до появления паров.
2. Дать остыть.
3. Обесцветить 1% серной кислотой 30 сек.
4. Вода
5. Метиленовая синька 5 мин.
6. Вода
Дифференцирующие методы окрашивания обычно применяют для окрашивания различных морфологических структур:
1) Для окраски капсул бактерий применяют методы Хисса, Лёйфсона и Антони; последний метод наиболее прост и включает окраску кристаллическим фиолетовым с последующей обработкой 20% водным раствором CuS04. Также используют окраску по Бури-Гинсу, когда фон контрастируется черной тушью.
2) Для окраски жгутиков бактерий предложены методы Лёффлера, Бёйли, Грея и др. Для этих методов характерны первоначальное протравливание препарата и последующая окраска (чаще карболовый фуксин Циля).
3) Окраску спор бактерий проводят после предварительной обработки их стенок. Наиболее прост метод Пешкова, включающий кипячение мазка с синькой Лёффлера на предметном стекле с последующей докраской нейтральным красным. Споры окрашиваются в синий цвет, вегетативные клетки — в розовый. Также для выявления спор используют метод Циля-Нильсона.
Морфология, ультраструктура и химический состав бактерий. Субклеточные формы бактерий: протопласты, сферопласты, L-формы бактерий.
По форме:
1.Кокки
2.Палочковидные.
3.Извитые.
4.Нитевидные.
Кокковидные:
1.Микрококки расположены в одиночку
2.Диплококки- гонококк, менингококк, пневмококк.
3.Стрептококки. образуют цепочки.
4.Тетракокки. Деление в двух взаимоперпендикулярных плоскостях
5.Сарцины. Деление в трех взаимоперпендикулярных плоскостях
6.Стафилококки напоминают грозди винограда.
Палочковидные формы микроорганизмов:
1.Бактерии- палочки, не образующие спор.
2.Бациллы- аэробные спорообразующие микробы.
3.Клостридии- анаэробные спорообразующие микробы.
Извитые формы микроорганизмов:
1.Вибрионы один изгиб.
2.Спириллы- имеют 2- 3 завитка.
3.Спирохеты- имеют различное число завитков.
Ультраструктура:
1.Капсула защитная полипептидная или полисахаридная оболочка.Содержит много воды. Функции – защитная, антигенная, запас веществ, адгезия. Бывает микро и макрокапсула. Окраска по Бури-Гинсу.
2.Жгутики – необязательные белковые, из сократительного белка флагеллина, отходят от базальных ядер (монотрих-один жгутик (холерный вибрион), перитрих- жгутики по всей поверхности (хеликобактер пилори), лофотрих-пучок жгутиков на одном конце, амфитрих-пучки на разных концах бактерии)
3.Пили – белковые трубочки на поверхности для адгезии и конъюгации (секс-пили).
4.Клеточная стенка – обязательный элемент бактерии. Функции: форма, защита, транспорт, антигены, спорообразование. Окраска по Граму.
В соответствии с ней выделяют две большие группы- грамположительные ("грам+") и грамотрицательные ("грам - ") бактерии. Стенка грамположительных бактерий после окраски по Граму сохраняет комплекс йода с генциановым фиолетовым (окрашены в сине- фиолетовый цвет), грамотрицательные бактерии теряют этот комплекс и соответствующий цвет после обработки и окрашены в розовый цвет за счет докрашивания фуксином.
Особенности клеточной стенки грамположительных бактерий.
Мощная, толстая, несложно организованная клеточная стенка, в составе которой преобладают пептидогликан и тейхоевые кислоты, нет липополисахаридов.
Особенности клеточной стенки грамотрицательных бактерий.
Клеточная стенка значительно тоньше, чем у грамположительных бактерий, содержит ЛПС, липопротеины, фосфолипиды, Устроена более сложно- имеется внешняя мембрана, поэтому клеточная стенка трехслойная.
5.Цитоплазматическая мембрана
6.Цитоплазма
7.Мезосомы–выросты мембраны–энергия на деление
8.Рибосомы
9.Нуклеоид.
10.Плазмиды –изолированные фрагменты ДНК, отщипившийся от нуклеоида во время филогенеза, кодирует определенный признак (F+-мужская плазмида, R-резистентность к а/б, R+f-множественная резистентность к а/б, Col-плазмида E.coli, отвечающая за выделение микробных а/б (цины)).
11.Включения (волютин у дифтерийной палочки)
12. Споры – По Цилю-Нильсену. Образуется в неблагоприятных условиях у некоторых бактерий. Б теряет всю свободную воду, образует толстый слой пептидогликана-кортекс. (может быть в центре бактерии, превышать размеры палочки, находиться терминально и субтерминально)
Протопласты – полностью лишены клеточной стенки, нежизнеспособны
Сферропласты – частично лишены, не устойчивы к изменениям осмотического давления.
L-формы – без клеточной стенки но способные размножаться.Впервые обнаружены в 1894 году Н.Ф. Гамалеем.
5. Основные различия прокариот и эукариот, прокариот и вирусов.
Прокариоты отличаются от эукариот по ряду основных признаков.
1.Отсутствие истинного ядра ядерной мембраны, гистонов, хромосома закольцована в нуклеоид, имеются отдельные фрагменты ДНК в ЦП (плазмиды)
2.Отсутствие развитой эндоплазматической сети, аппарата Гольджи.
3.Отсутствие митохондрий, хлоропластов, лизосом.
4. Рибосомы 70S (у эукариотов 80S)
5.клеточная стенка – пептидогликан, либо муреин (эу таковой не имеют)
6.Размножение бинарное в отличие от митоза и мейоза.
7. Значительно меньшие размеры 0,5-5 мкм, эукариоты 10-100 мкм; (вирусы 20-300 нм)
8. Тип дыхания как аэро так и анаэробное
9. Слабо выраженная компартменализация клетки
Вирусы — это всегда внутриклеточные паразиты. Они способны размножаться только в чужой клетке, потому что сами состоят только из одного типа нуклеиновой киcлоты и белковой или белково-липидной оболочки.
Вирусы собственного обмена веществ не имеют. Они внедряются в клетку и заставляют ее изготавливать копии вируса. Идет производство копий нуклеиновой кислоты и копий вирусных белков, из которых в конце собирается новая вирусная частица. При этом клетка чаще всего гибнет из-за прекращения продукции собственных белков, накопления токсических вирусных компонентов и повреждения клеточных лизосом
Вирус состоит из:
1. Капсида, состоящего из белков капсомеров
2. Нуклеиновой кислоты, заключенной внутри капсида
3. Может быть окружен липидной оболочкой – суперкапсидом
Вирусы бактерий (бактериофаги):
1. Головка (капсид, внутри которого находится НК)
2. Хвост (состоит из полой трубки и сократительного чехла, присоединяющегося к воротнику, окружающему стержень около головки)
3. Базальная пластинка с шипами
4. Нити
6. Споры и капсулы. Методы их выявления.
Капсула бактерии — слизистая структура толщиной более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая чётко очерченные внешние границы. Совместно с клеточной стенкой и ЦМ они образуют более мощную оболочку бактерий, предохраняют их от высыхания и содержат питательные вещества.
Она выявляется при специальных методах окраски по Бурри-Гинсу создающих негативное контрастирование веществ капсулы: тушь создаёт тёмный фон вокруг капсулы. Капсулы плохо удерживают красители из-за гелеобразной консистенции.
Капсула состоит из полисахаридов или полипептидов, содержит много воды.
Многие бактерии образуют микрокапсулу — слизистое образование толщиной менее 0,2 мкм, выявляемое лишь при электронной микроскопии.
Функции – защитная, антигенная, запас веществ, адгезия. Окраска по Романовскому-Гимзе.
Споры – форма сохранения наследственной информации и бактериальной клетки в неблагоприятных условиях внешней среды. Б теряет всю свободную воду, образует толстый слой пептидогликана-кортекс. (может быть в центре бактерии, превышать размеры палочки, находиться терминально и субтерминально).
Окраска по Цилю-Нильсену
7. Размножение бактерий. Скорость и фазы размножения в стандартных условиях. Понятие об М-концентрации.
Одним из важнейших проявлений жизнедеятельности бактерий являются рост и размножение их. Размножение-способность бактерий к самовоспроизведению, в результате чего увеличивается число особей в популяции. Основной способ размножения у бактерий поперечное деление. Перед делением у бактериальных клеток, достигших определенного возраста, происходит удвоение молекул ДНК(репликация).Начало репликации в том участке, где цитоплазматическая мембрана связана с помощью специального рецептора с молекулой ДНК. Далее вновь образующаяся дочерняя ДНК прикрепляется также к спец рецептору на цитоплазматической мембране. Область между рецепторами дочерней ДНК и материнской ДНК начинает удлиняться, далее между ними строго по экватору формируется межклеточная перегородка. Каждая дочерняя клетка получает копию материнской ДНК. Процесс деления считается законченным, когда цитоплазма дочерних клеток разделена перегородкой.
При делении большинство грамположительных бактерий и нитчатых цианобактерий синтезируют поперечную перегородку от периферии к центру при участии мезосом. Грамотрицательные делятся путём перетяжки: на месте деления обнаруживается постепенно увеличивающееся искривление цитоплазматической мембраны и клеточной стенки внутрь. Если перегородка формируется в середине делящейся клетки, то появляются дочерние клетки одинаковой величины. Иногда перегородка образуется ближе к одному из концов, тогда это гетероморфное деление.
Деление кокков может происходить в различных плоскостях с образованием многообразных сочетаний клеток: цепочки стрептококков, парные соединения (диплококки), тетрады кокков, тюки (сарцина), гроздья (стафилококки). Палочковидные и извитые формы делятся поперечно и только в одной плоскости.
У некоторых - деление путем образования почки (микобактерии туберкулеза, клубеньковые бактерии), которая по величине меньше исходной клетки.
Фазы деления на питательной среде:
I – исходная стационарная фаза – после внесения в питательную среду – число не увеличивается.
II – логарифмическая фаза роста – ускоренное размножение.
III – максимальная стационарная фаза –равновесие между погибшими и вновь образованными организмами.
IV – фаза отмирания
M-концентрация – max концентрация в единице объема питательной среды.
8. Энергетический и конструктивный метаболизм бактерий.
Конструктивный метаболизм (пластический обмен)
Углеродные соединения. Для биосинтеза клеточных компонентов необходимы соответствующие низкомолекулярные соединения-предшественники. При наличии таких предшественников в окружающей среде они непосредственно вовлекаются в различные биосинтетические пути. Однако гораздо чаще бактериям приходится предварительно синтезировать большую часть молекул-предшественников из доступных исходных продуктов. Исходные продукты для биосинтеза образуются в ходе различных путей катаболизма, включая гликолиз, пентозофо-фатный путь, окисление пирувата и ЦТК. Автотрофы из CO2 синтезируют глюкозу. Гетеротрофы из углеродосодержащих соединений
Биосинтез аминокислот. Большинство свободно живущих бактерий способно синтезировать все необходимые им аминокислоты из пирувата, кетоглутарата, фумарата. Теоретически все 20 необходимых аминокислот могут находиться в окружающей среде и быть доступными для утилизации. Кроме того, бактерии способны получать аминокислоты из белковых молекул, расщепляя их бактериальными протеазами и пептидазами. Образующиеся при этом олигопептиды и аминокислоты транспортируются в клетку, где включаются в биосинтетические пути либо расщепляются на низкомолекулярные продукты. Паразитические бактерии потребляют готовые аминокислоты из организма хозяина.
Биосинтез липидов. К ацилпереносящим белкам присоединяются ацильные фрагменты и получаются тиоэфиры. Последовательное удлинение приводит к образованию высших жирных кислот
Энергетический обмен.
Однако подавляющее большинство прокариот получает энергию пу- тем дегидрогенирования. Аэробы для этой цели нуждаются в свободном кислороде. Облигатные (строгие) аэробы не могут жить и размножаться в отсутствие молекулярного кислорода, поскольку они используют его в качестве акцептора электронов. Молекулы АТФ образуются ими при окислительном фосфорилировании с участием цитохромоксидаз, флавинзависимых оксидаз и дегидрогеназ. При этом, если конечным акцептором электронов является кислород, выделяются значительные количества энергии
Анаэробы получают энергию при отсутствии доступа кислорода путем ускоренного, но не полного расщепления питательных веществ. Облигатные анаэробы (столбняк,ботулизм) не переносят даже следов кислорода. Они могут образовывать АТФ в результате окисления углеводов, белков и липидов путем субстратного фосфорилирования до пирувата. При этом выделяется сравнительно небольшое количество энергии.
Существуют факультативные анаэробы, которые могут расти и размножаться как в присутствии кислорода воздуха, так и без него. Они образуют АТФ при окислительном и субстратном фосфорилировании.
9. Условия культивирования микробов. Требования к питательным средам. Классификация питательных сред.
Питательная среда — вещество или смесь веществ, применяемая для культивирования микроорганизмов.
Требования к питательным средам:
1.Стерильность
2. Наличие питательного субстрата
3. Изтоничность
4. Влажность
5. Прозрачность
Классификация сред по происхождению:
- естественные - готовят из продуктов животного и растительного происхождения (мясо-пептонный бульон, мясо-пептонный агар)
- искусственные - готовят по определенным рецептам из различных настоев или отваров животного или растительного происхождения с добавлением неорганических солей, углеводов и азотистых веществ.
- синтетические - готовят из определённых химически чистых органических и неорганических соединений, взятых в точно указанных концентрациях и растворенных в дистиллированной воде
Классификация по консистенции:
- жидкие
- полужидкие
- плотные
- двухфазные
Классификация по составу:
- простые (универсальные) - мясопептонный бульон(МПБ), мясопептонный агар(МПА), , питательный желатин
- сложные - готовят, прибавляя к простым средам кровь, сыворотку, углеводы и другие вещества
Классификация по назначению:
- основные — служат для культивирования большинства патогенных микробов. МПБ, МПА, бульон, пептонная вода.
- специальные — служат для выделения и выращивания микроорганизмов, не растущих на простых средах.
- элективные(селективные) — служат для выделения определённого вида микробов, росту которых они благоприятствуют, задерживая или подавляя рост сопутствующих микроорганизмов. К ним относятся: среда Леффлера (дифтерийная палочка), среда Ру (дифтерийная палочка), среда Левенштейна-Йенсена (туберкулезная палочка), среда Сотона и Дюбо (туберкулезная палочка), Козеиново-угольный агар (коклюшная палочка, холерный вибрион), среда Вильсон-Блера (газовая гангрена)
- дифференциально-диагностические — позволяют отличить один вид микробов от другого по ферментативной активности. К ним относятся: Среда Эндо-на кишечную палочку (МПА, лактоза, обесцвеченный фуксин, сульфит и карбонат натрия), среда Плоскерева (МПА, желчные кислоты), Висмут-сульфитный агар на сальмонеллу, среды Гисса (накопитель для газа, обесцвеченный фуксин, различные углеводы), Кровяной агар (гемолитический стрептококк)
-консервационные среды – для первичного посева и транспортировки исследуемого материала
Для стимуляции процессов роста и размножения аэробных микробов, а также сокращения сроков их выращивания используют метод глубинного культивирования, который заключается в непрерывном аэрировании и перемешивании питательной среды.
Для культивирования анаэробов применяют анаэростаты. Анаэробов выращивают на питательных средах, содержащих редуцирующие вещества уменьшающие окислительно-восстановительные потенциал.
10. Микробные ферменты, их использование в культуральной и биохимической идентификации бактерий.
Микроорганизмы синтезируют оксидоредуктазы, трансферазы, лиазы, гидролазы изомеразы и лигазы. Определение caхаролитических, протеолитических и других ферментов, образуемых определенными видами и даже вариантами бактерий, широко применяется для их идентификации. Вместе с тем ряд ферментов (нейроминидаза, гиалуронидаза, коагулаза, гемолизин, уреаза, ДНКаза, лецитолителаза, фибринолизин) способствуют проявлению патогенных свойств поскольку субстратом их действия являются вещества клеток и тканей организма человека.
Одни ферменты микроорганизмов локализуются в их цитоплазме, цитоплазматической мембране и периплазматическом простравстве, другие, например гидролазы, выделяются в окружающую среду. На этом основано деление ферментов на экзо- иэндоферменты. Функциональное назначение экзоферментов связано с расщеплением макромолекул в окружающей среде до более простых соединений, которые затем транспортируются в микробную клетку. Некоторые ферменты, локализованные в цитоплазме, функционируют независимо друг от друга, другие тесно связаны между собой, обеспечивая протекание метаболических реакций в определенной последовательности. Внутриклеточные ферменты, объединенные структурно и функционально, составляют мультиферментные комплексы.
Ферменты, которые постоянно синтезируются в микробных клетках в определенных концентрациях, называют конститутивными. К ним относятся ферменты гликолиза. Ферменты, концентрация которых резко возрастает в зависимости от наличия соответствующего субстрата, называют индуцибельными - бета-лактамаза — фермент, разрушающий пенициллин.
Зная ферментативные свойства бактерии, можно проводить ее диагностику, например, патогенного стафилококка, выделяющего лецитолителазу можно посеять на желточно-солевой агар (ЖСА) и наблюдать вокруг растущей культуры зону помутнения (ферментация лецитина), также известно, что если посеять стрептококка в плазму крови, то он, вырабатывая плазмолизин, сгустит плазму до абсолютно не текучего состояния, сделав ее твердой. Ферментодиагностику можно проводить не только по патогенным, но, например, и по различным сахаролитическим ферментам – на этом основан метод рядов Гисса, когда в определенной пробирке находится раствор с определенным углеводом и фуксином в качестве индикатора.
11. Понятие о чистой культуре микроба, штамме, клоне. Методы выделения чистых культур аэробных бактерий.
Штамм- любой конкретный образец данного вида. Штаммы одного вида, различающиеся по антигенным характеристикам, называют сероварами, по чувствительности к специфическим фагам - фаговарами, биохимическим свойствам- хемоварами, по биологическим свойствам- биоварами.
Колония- видимая изолированная структура при размножении бактерий на плотных питательных средах, может развиваться из одной или нескольких родительских клеток. Если колония развилась из одной родительской клетки, то потомство называется клон.
Культура- вся совокупность микроорганизмов одного вида, выросших на плотной или жидкой питательной среде.
Чистая культура микробов - совокупность микроорганизмов одного вида, имеющих одинаковые морфологические, биохимические и культуральные свойства.
Выделение чистой культуры микробов является обязательным этапом всякого бактериологического исследования. Чистая культура необходима для изучения морфологических, культуральных, биохимических и антигенных свойств, по совокупности которых определяется видовая принадлежность исследуемого микроорганизма.
Для полученя чистой культуры используют:
- Метод механического разъединения микроорганизмов, находящихся в исследуемом материале, с целью получения изолированных колоний на поверхности или в глубине питательной среды.
- Элективные питательные среды.
- Метод рассева в глубине среды (по Коху): три пробирки, содержащие по 15 мл мясо-пептонного агара, ставят в водяную баню для расплавления агара. Расплавленную среду остужают до температуры 43— 45 °С. В пробирку вносят одну бактериальную петлю исследуемого материала. После этого прокаленной и остуженной; петлей содержимое 1-й пробирки переносят во 2-ю и таким же образом из 2-й в 3-ю. Приготовленные разведения микробов выливают из пробирок в стерильные чашки Петри, обозначенные номерами, соответствующими номерам пробирок. После застудневания среды с исследуемым материалом чашки помещают в термостат. Количество колоний в чашках с питательной средой уменьшается по мере разведения материала.
- Метод Дригальского: Расплавленную питательную среду разливают в три чашки Петри. Застывшую среду обязательно подсушивают, так как влажная поверхность ее способствует образованию сливающегося роста. В первую чашку вносят одну каплю исследуемого материала и стерильным шпателем втирают его в поверхность питательной среды. Далее, не прожигая шпателя' и не набирая нового материала, шпатель переносят во вторую и третью чашки, втирая в поверхность питательных сред оставшийся на нем материал. Далее получаем отдельную колонию и пересеваем на скошенный агар.
Для различных бактерий применяют различные методы выделения:
- Кипячение (для споровых бактерий)
- Вымачивание в кислоте (для кислотоустойчивых)
- Возможно выращивания с помощью лабораторных животн
12. Выделение и культивирование строгих анаэробов и микроаэрофильных бактерий. Метод Цейсслера применяется для выделения чистых культур спорообразующих анаэробов. Для этого производят посев на среду Китт-Тароцци, прогревают 20 мин при 80 °C (для уничтожения вегетативной формы), заливают среду вазелиновым маслом и инкубируют 24 ч в термостате. Затем производят посев на сахарно-кровяной агар для получения чистых культур. После 24-часового культивирования интересующие колонии изучаются — их пересеивают на среду Китт-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).
Метод Фортнера — посевы производят на чашку Петри с утолщенным слоем среды, разделённым пополам узкой канавкой, вырезанной в агаре. Одну половину засевают культуру аэробных бактерий, на другую — анаэробных. Края чашки заливают парафином и инкубируют в термостате. Первоначально наблюдают рост аэробной микрофлоры, а затем (после поглощения кислорода) — рост аэробной резко прекращается и начинается рост анаэробной.
Метод Вейнберга используется для получения чистых культур облигатных анаэробов. Культуры, выращенные на среде Китта-Тароцци, переносят в сахарный бульон. Затем одноразовой пастеровской пипеткой материал переносят в узкие пробирки с сахарным мясо-пептонным агаром, погружая пипетку до дна пробирки. Засеянные пробирки быстро охлаждают, что позволяет фиксировать бактериальный материал в толще затвердевшего агара. Пробирки инкубируют в термостате, а затем изучают выросшие колонии. При обнаружении интересующей колонии на её месте делают распил, материал быстро отбирают и засеивают на среду Китта-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).
Также можно использовать прибор, удаляющие воздух из сосуда, в который помещается чашка с питательной средой и посевом:
- Анаэростат
- Эксикатор
- Аппарат Аристов
13. Понятие об асептике, антисептике, стерилизации и дезинфекции. Асептические и дезинфицирующие вещества. Асептика — комплекс мероприятий, направленных на предупреждение попадания микроорганизмов куда-либо, например, в рану, либо на операционный стол.
Антисептика - система мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов в ране, патологическом очаге, органах и тканях, а также в организме больного в целом, использующая механические и физические методы воздействия, активные химические вещества и биологические факторы.
Стерилизация (деконтаминация) - освобождение какого-либо предмета или материала от всех видов микроорганизмов (включая бактерии и их споры, грибы, вирусы и прионы), либо их уничтожение. Осуществляется термическим, химическим, радиационным, фильтрационным методами.
Дезинфекция — это комплекс мероприятий, направленных на уничтожение возбудителей инфекционных заболеваний (патогенных и условно-патогенных микроорганизмов) и разрушение токсинов на объектах внешней среды.
Методы дезинфекции:
- химический
- физический
- механический
- биологический
Дезинфицирующие и асептические вещества вещества:
- галоидсодержащие (гипохлорит натрия)
- кислородсодержащие
- спирты
- альдегиды (формальдегид)
14. Действие физических факторов на микроорганизмы. Методы стерилизации. По отношению к температуре:
1. Психрофилы(холодолюбивые). Оптимум – 10 - 15°С, максимум – 25-30°С, минимум – 0-5°С.Это обитатели почвы, морей, пресных водоемов (сапрофиты) и некоторые паразиты: паразиты холодолюбивых животных, некоторые виды иерсиний, клебсиелл, псевдомонад, вызывающих заболевания у человека.
2. Мезофилы. Оптимум – 30-37°С. Минимум – 15-20°С. Максимум – 43-45°С. Обитают в организме теплокровных животных. К ним относятся большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
3. Термофилы. Оптимум – 50-60°С. Минимум - 45°С. Максимум - 75°С. Обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна. Они не способны размножаться в организме теплокровных животных, поэтому не имеют медицинского значения.
Температурный фактор зачастую применяют при стерилизации различного инструмента, посуды и тп. Основными способами температурной стерилизации являются:
- Пастеризация (вызывает гибель только вегетативных форм), обычно применяется в отношении продуктов питания. Используется прогревание при 65°(30 мин) и 75° (10 мин)
- Прокаливание (пронесение предмета через пламя горелки)
- Кипячение (100° в стерилизаторе)
- Сухожаровая печь (сухим паром 180° 60мин)
- Автоклавирование ( 1атм-121°-30-90 мин; 1,5атм-127°-20-60 мин; 2атм-134°-15-40 мин)
- Текучим паром (тиндализация) пар без давления 100° 30-60 мин
- Фильтрование (не температурный метод) – бактериальный фильтры (асбест).
Влияние осмотического и гидростатического давления. Бактерии, дрожжи и плесневые грибы устойчивы к гидростатическому давлению. Они переносят давление 1000-3000 атм, а спороносные бактерии - до 20 000 атм. При таком высоком давлении снижается активность бактериальных ферментов и токсинов. Осмотическое давление отрицательно влияет на биохимическую активность микроорганизмов (но есть и осмофилы). При резком росте концентрации солей вне клетки происходит плазмолиз (выход воды из клетки в окружающую среду), но он является явлением обратимым, поэтому при нормализации окружающих условий происходит плазмоптиз.
Влияние лучистой энергии. Большинство патогенных бактерий плохо переносят прямой солнечный свет. На этом основано использование ультрафиолетового света с целью обеззараживания (стерилизации) воздуха в помещениях медицинских учреждений. Наиболее эффективны короткие лучи ультрафиолетового спектра с длиной волны около 280 нм. Такие лучи поглощаются нуклеиновыми кислотами клетки, при этом поражаются пиримидиновые основания и клетки погибают в результате возникновения летальных мутаций. Но часть бактерий могут провести репарацию ДНК при помощи фотореактивации под действием более длинноволнового света (520-550 нм), либо по методу темновой реактивации.
Радиоактивное из
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|