Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

1. Оболочечные структуры бактериальной клетки



1. ОБОЛОЧЕЧНЫЕ СТРУКТУРЫ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Оболочка микробной клетки состоит из трех слоев: капсульного слоя, клеточной стенки и цитоплазматической мембраны.

(а) снаружи у многих бактерий имеется капсульный слой - слизистое образование, не превышающее диаметр бактериальной клетки (микрокапсула). У некоторых бактерий имеется истинная капсула - слизистый слой, превышающий диаметр бактериальной клетки. Капсула не является обязательным структурным элементом клетки, и большинство бактерий имеют полисахаридную природу. У некоторых бактерий (Bacillus anthracis) капсула представлена полипептидом.

Большинство бактерий образуют капсулу только в макроорганизме (in vivo), например:
- Streptococcus pneumoniae - возбудитель крупозной пневмонии
- Bacillus anthracis - возбудитель сибирской язвы
- Clostridium perfringens - возбудитель газовой гангрены
- Francisella tularensis - возбудитель туляремии
- Yersinia pestis - возбудитель чумы

Некоторые бактерии образуют капсулу и в макроорганизме, и на питательных средах (in vivo и in vitro; капсульные микроорганизмы), например:
- Klebsiella pneumoniae - возбудитель пневмонии
- Klebsiella rhinoscleromatis - возбудитель склеромы
- Klebsiella ozaenae - возбудитель зловонного насморка

Функции капсулы:
1. В организме предохраняет бактерии от фагоцитоза и действия антител.
2. Во внешней среде предохраняет бактерии от высыхания. Капсулу можно обнаружить окраской по Бурри-Гинсу. При микроскопии бактерии окрашиваются в красный цвет, а неокрашенные капсулы контрастно выделяются на черно-розовом фоне препарата.

(б) клеточная стенка представляет собой биополимер - пептидогликан (муреин), являющийся плотной структурой. Он окружает протопласт клетки и придает ей постоянную форму. По строению клеточной стенки грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы существенно отличаются друг от друга (см. соотв. занятие). Она очень прочная, выдерживает внутреннее давление, которое у некоторых микроорганизмов достигает 30 атмосфер.
Так называемые Molecutes никогда не синтезируют клеточную стенку (мико-, уроплазмы).

Функции клеточной стенки:
1. Обусловливает форму клетки.
2. Защищает клетку от механических повреждений извне и выдерживает значительное внутреннее давление.
3. Обладает свойством полупроницаемости, поэтому через нее избирательно проникают из среды питательные вещества.
4. Несет на своей поверхности рецепторы для бактериофагов и различных химических веществ.



Метод выявления клеточной стенки - электронная микроскопия, плазмолиз.

У группы кислотоустойчивых бактерий существуют особенности химического состава клеточной стенки. Кислотоустойчивость обусловлена наличием в клеточной стенке повышенного количества липидов, оксикислот (миколовой и миколеновой), восков. К кислотоустойчивым бактериям относятся:
- Mycobacterium tuberculosis - возбудитель туберкулеза
- Mycobacterium africanum - возбудитель эндемического туберкулеза в Африке
- Mycobacterium scrofulaceum - возбудитель лимфаденитов у детей
- Mycobacterium leprae - возбудитель лепры
- Mycobacterium smegmatis - нормальный обитатель мочеполовой системы мужчин

Кислотоустойчивые бактерии плохо воспринимают красители, в силу чего на них приходится действовать концентрированными растворами красок с подогреванием и дифференцировать от кислотоподатливых растворами сильных неорганических кислот. Для окраски кислотоустойчивых бактерий используют метод Циля-Нильсена.

Окраска по Цилю-Нильсену.
1. На фиксированный мазок накладывают полоску фильтровальной бумаги, на нее наливают карболовый фуксин Циля и над пламенем спиртовки подогревают мазок 2-3 раза до появления паров.
2. После остывания мазка, бумагу снимают, и препарат обесцвечивают 5% раствором серной кислоты, погружая в стаканчик с кислотой 2-3 раза.
3. Затем мазок промывают водой и докрашивают метиленовым синим 3-5 минут.
4. Мазок промывают водой, высушивают и микроскопируют.
Кислотоустойчивые бактерии окрашиваются в рубиново-красный цвет, а некислотоустойчивые - в синий.

Механизм окраски.
При обработке препарата 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 метиленовой синью воспринимают краситель и приобретают синий цвет.

L-формы бактерий, их медицинское значение
L-формы - это бактерии, полностью или частично лишенные клеточной стенки (протопласт +/- остаток клеточной стенки), поэтому имеют своеобразную морфологию в виде крупных и мелких сферических клеток. Способны к размножению.
Название таким необычным вариантам бактерий дано по названию института имени Листера, где этот феномен был впервые обнаружен. L-трансформации могут подвергаться все бактерии, имеющие клеточную стенку. Она может быть обратимой, если генетический контроль синтеза клеточной стенки сохраняется.
L-трансформация происходит под действием различных индуцирующих факторов (антибиотики, угнетающие биосинтез клеточной стенки, а также лизоцим и другие ферменты). Важное значение L-форм болезнетворных бактерий заключается в том, что они становятся нечувствительными к большой группе антибиотиков - ингибиторов синтеза клеточной стенки, и часто являются причиной перехода острых заболеваний в хронические, например, при сепсисе, ревматизме, гонорее, пиелонефрите etc.

(в) цитоплазматическая мембрана располагается под клеточной стенкой (между ними - периплазматическое пространство). По строению является сложным липидобелковым комплексом, таким же, как у клеток эукариот (универсальная мембрана).

Функции цитоплазматической мембраны:
1. Является основным осмотическим и онкотическим барьером.
2. Участвует в энергетическом метаболизме и в активном транспорте питательных веществ в клетку, так как является местом локализации пермеаз и ферментов окислительного фосфорилирования.
3. Участвует в процессах дыхания и деления.
4. Участвует в синтезе компонентов клеточной клетки (пептидогликана).
5. Участвует в выделении из клетки токсинов и ферментов.

Цитоплазматическая мембрана выявляется только при электронной микроскопии.

ЦИТОПЛАЗМА, ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ

Цитоплазма представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из протеинов, жиров, углеводов, воды, различных минеральных производных; является внутренней средой клетки.
Одной из важных структур является нуклеоид (генофор).

(а) нуклеоид у бактерий - это аналог ядра в клетке эукариот. Представляет собой суперспирализованную, замкнутую в кольцо макромолекулу ДНК (длиной до 1 м). Нуклеоид не имеет ядерной оболочки, ядрышек, содержит одну хромосому, имеет гаплоидный (одиночный) набор генов, не способен к митотическому делению. В составе нуклеоида отсутствуют основные белки - гистоны. Ядерную субстанцию можно выявить специальными методами окраски (по Романовскому-Гимзе, по Пашкову etc.) и электронной микроскопией.
В цитоплазме бактерий могут присутствовать и факторы внехромосомной наследственности в виде дополнительных молекул ДНК. которые называются плазмидами.

(б) рибосомы состоят из двух субъединиц 30S и 50S. Их от 300 до 10000 (объединяются в полисомы). Их функция: синтез белка, так же как и у эукариот, но они отличаются по молекулярной массе субъединиц.

(в) мезосомы являются аналогами митохондрий эукариот. Чаще встречаются в клетках грамположительных бактерий. Функции: участвуют в энергетическом метаболизме, в процессах деления и спорообразования. При размножении нуклеоид движется к мезосоме, получая энергию, удваивается и делится амитозом.

(г) включения являются продуктами метаболизма и выполняют в клетке резервную (трофическую и энергетическую) функцию. Представлены гранулами гликогена, крахмала, каплями жира, пигментами, минеральными веществами - серой, кальцием, железом etc. в виде макромолекул, а также зернами волютина. Зерна волютина по химической природе - это полирибитилметафосфаты, они являются запасом питательных и энергетических веществ. Характерная особенность волютина - способность к метахромазии, то есть к окраске в иной цвет, чем краситель. С целью обнаружения зерен волютина чаще используют метод окраски по Нейссеру. При микроскопии тела бактерий окрашиваются в нежно-желтый цвет, а зерна волютина в темно-синий, почти черный.

Примеры микроорганизмов, имеющих зерна волютина:
- Spirillum volutans - сапрофит
- Corynebacterium xerosis - нормальный обитатель глаз
- Corynebacterium diphtheriae - возбудитель дифтерии (расположены полюсно)
- Corynebacterium ulcerans - возбудитель дифтериеподобных поражений кожи

ПОВЕРХНОСТНЫЕ СТРУКТУРЫ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ: ЖГУТИКИ, ПИЛИ

Все бактерии подразделяются на подвижные и неподвижные. Органами движения у бактерий являются жгутики. Они состоят из белка флагеллина, который по своей структуре относится к сократительным белками типа миозина. Основанием жгутика является базальное тельце, состоящее из системы дисков (блефаропласта: 1 диск - наружная сторона клеточной стенки, 2 диск - внутренняя сторона клеточной стенки, 3 диск - цитоплазматическая мембрана), "вмонтированных" в цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку. Длина жгутика больше длины тела самого микроба.
По числу жгутиков и их расположению подвижные микроорганизмы подразделяются на:
1. Монотрихи, имеющие на конце тела один жгутик (самые подвижные). Например, Vibrio cholerae.
2. Лофотрихи, имеющие пучок жгутиков на одном из полюсов клетки. Например, Burkholderia (Pseudomonas) pseudomalei - возбудитель мелиоидоза.
3. Амфитрихи, имеющие жгутик на обоих полюсах клетки. Например, Spirillum volutans.
4. Перитрихи, имеющие жгутики по всему периметру клетки. Например, Escherichia coli, Salmonella typhi.
Жгутики очень тонкие, поэтому их можно обнаружить только при специальной обработке. В частности, вначале при помощи протравы достигается разбухание и увеличение их размера, а затем производится окраска препарата, благодаря чему они становятся видимыми при световой микроскопии. Выявлять жгутики можно окраской по Морозову, Леффлеру, а также электронной микроскопией. Обнаружить жгутики можно и по активной подвижности бактерий. Движение микробов наблюдают в препаратах "раздавленной" и "висячей" капли из живых культур. Микроскопируют эти препараты сухим или иммерсионным объективом в темном поле или в фазовом контрасте. Кроме того, подвижность можно определить по характеру роста бактерий в полужидком агаре.
Пили (pili), синонимы: ворсинки, фимбрии, - тонкие полые нити белковой природы, покрывающие поверхность бактериальных клеток. В отличие от жгутиков не выполняют двигательную функцию. По своему функциональному назначению подразделяются на 2 типа.
Пили первого типа имеются у большинства бактерий, поэтому они получили название "ворсинки общего типа" (common pili). Обусловливают прикрепление или адгезию бактерий к определенным клеткам организма хозяина. Адгезия является первоначальной стадией любого инфекционного процесса.
Пили второго типа (синонимы: конъюгативные, или половые - sex pili) имеются только у бактерий-доноров, имеющих специальную плазмиду. Их количество невелико - 1-4 на клетку.
Половые пили выполняют следующие функции:
1. Участвуют в передаче генетического материала от одной клетки к другой при конъюгации бактерий.
2. На них адсорбируются специфические вирусы бактерий - бактериофаги.

СПОРООБРАЗОВАНИЕ У БАКТЕРИЙ

Для спорообразующих бактерий характерно образование в цитоплазме круглой или овальной споры.
Спорообразование - это способ сохранения вида (генофора) во внешней среде при неблагоприятных условиях, а не способ размножения. Спора образуется в цитоплазме в течение 18-20 часов и может располагаться у собственно бацилл - центрально, у клостридий - центрально или субтерминально, у плектридий - терминально. Прорастание спор в вегетативные клетки начинается при их попадании в благоприятные условия, и этот процесс длится 4-5 часов.

Стадии спорообразования.
1. Подготовительная. В цитоплазме бактерий образуется уплотненный участок, не имеющий свободной воды, называемый "спорогенной зоной", в которой содержится нуклеоид.
2. Стадия предспоры (проспоры). Вокруг спорогенной зоны образуется оболочка из двойной цитоплазматической мембраны.
3. Образование кортекса, состоящего из пептидогликана и наружной мембраны с повышенным содержанием солей кальция и липидов.
4. Стадия созревания. С внешней сторны наружной мембраны образуется оболочка споры, после чего вегетативная часть клетки лизируется, освобождая спору.

Споры очень устойчивы во внешней среде. Устойчивость спор обусловлена:
1. низким содержанием воды, и она находится в связанном состоянии;
2. повышенным содержанием солей кальция и липидов;
3. многослойностью оболочки.
Споры можно обнаружить в бактериальной клетке специальной окраской по методу Ожешко (при микроскопии споры ярко-красного цвета, вегетативные тела бактерий - синего), или с помощью фазово-контрастной микроскопии.

Примеры спорообразующих бактерий:
- Bacillus anthracis
- Clostridium perfringens
- Clostridium tetani
- Clostridium botulinum

ОКРАСКА ПО БУРРИ-ГИНСУ

Для выявления капсул. Смешивают каплю взвеси микроба с каплей китайской микрозернистой туши и при помощи стекла со шлифованным краем готовят мазок так же, как и мазок крови; затем его высушивают и фиксируют. На остывшее стекло наливают фуксин Пфейффера на 1-2 минуты, промывают водой, высушивают на воздухе и микроскопируют. При этом бактерии окрашиваются в красный цвет, а неокрашенные капсулы контрастно выделяются на черно-розовом фоне.

ОКРАСКА ПО НЕЙССЕРУ

Для выявления зерен волютина.
- На фиксированный мазок наливают уксусно-кислую метиленовую синь - 1 минута;
- промывают водой;
- раствор Люголя- 30 секунд;
- промывают водой;
- хризоидин - 10-15 секунд;
- промывают водой, высушивают, микроскопируют.
При микроскопии тела бактерий окрашиваются в нежно-желтый цвет, а зерна волютина - в темно-синий, почти черный.

ОКРАСКА ПО ЦИЛЮ-НИЛЬСЕНУ

- На фиксированный мазок положить полоску фильтровальной бумаги и налить сверху небольшое количество карболового фуксина Циля;
- взять в руку мазок и нагреть его над пламенем спиртовки 2-3 раза до появления паров, но не доводя краску до кипения;
- дать препарату остыть, снять бумагу и погрузить препарат в стаканчик с 5% раствором серной кислоты 2-3 раза (для обесцвечивания);
- мазок промыть водой и докрасить метиленовым синим 3-5 минут.
Культура вакцинного штамма туберкулезных бактерий окрашивается в красный цвет, а стафилококков - в синий.

ОКРАСКА СПОР ПО ОЖЕШКО

При обычных способах окраски споры не прокрашиваются, оставаясь бесцветными внутри окрасившихся вегетативных клеток. Поэтому для размягчения оболочки, или "протравливания", их обрабатывают 0,5% раствором серной кислоты. Затем препарат окрашивают по методу Циля-Нильсена. При микроскопии: споры - рубиново-красного цвета, вегетативные клетки - синего.

ОКРАСКА ЯДЕРНОЙ СУБСТАНЦИИ ПО РОМАНОВСКОМУ-ГИМЗЕ

1. Препарат фиксируют метиловым спиртом.
2. На фиксированный препарат наливают краситель Романовского-Гимза. Краситель представляет собой смесь двух красок - азура и эозина в равных частях. Через 24 часа краску сливают, промывают препарат дистиллированной водой, высушивают и микроскопируют.
Ядерная субстанция окрашивается в фиолетовый цвет и располагается диффузно в цитоплазме, окрашенной в бледно-розовый цвет.

ОКРАСКА ЖГУТИКОВ ПО МОРОЗОВУ

Для окраски препарата необходимо приготовить три реактива:
1. Раствор ледяной уксусной кислоты для мягкой фиксации бактерий со жгутиками.
2. Раствор танина - дубящий, делающий жгутики более плотными.
3. Раствор азотнокислого серебра - красящий (импрегнирующий).
Этапы окраски препарата:
1. Фиксируют препарат первым раствором 1 минуту, промывают водой.
2. Наносят второй реактив на 1 минуту, промывают водой.
3. Обрабатывают препарат при подогревании третьим раствором 1-2 минуты, промывают водой, высушивают и микроскопируют.
При микроскопии видны темно-коричневые клетки и светло-желтые жгутики.


Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 45 | Нарушение авторских прав




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Скорaя помощь с препаратами Dr.Nona | АРХИТЕКТУРА (от греч. architekton— строитель).— 1. Вид искусства, целью которого является создание соору­жений, отвечающих утилитарным и ду­ховным потребностям людей, включая их эстетические

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.011 сек.)