Мікробіологія — галузь науки, яка займається дослідженням мрфології, фізіології, біохімії, молекулярної біології, генетики, екології мікроорганізмів, їх ролі і значення в кругообігу речовин, у патології людини, тварин і рослин.
Галузі мікробіології:
-бактеріологія
-мікологія
-протозоологія
-вірусологія
-імунологія
Завдання медичної мікробіології-вивчення етіології інфекційних хвороб,практичне застсування методів мікробіологічної діагностики,специфічної профілактики та терапії
Предмет медичної мікробіології-такі види мо,які в процесі еволюційного розвитку адаптувалися до людського організму,в ньому накопичуються,розмножуються,ведуть паразитичну діяльність,викликаючи інфекційні захворювання.
Зараз активно прогресує галузь синтетичної мікробіології,створюються нові генетично змінені форми мікробів,проводяться маніпуляції з різними генами.
Левенгук-сконструював мікроскоп і зміг розгледіти рухливих дрібних істот.Він зробив першу морфологічну класифікацію бактерій.
Пастер- основоположник наукової мікробіології.Він довів неможливість самозародження життя,запропонував методи стерилізації та пастеризації.Обгрунтував роль мо у виникненні захворювань.Довів,що мо спричинюють гниття та бродіння. Відкрив анаеробів,отримав вакцину проти сибірки і сказу.
Кох-удосконалив мікробіологічну техніку,застосував імерсійні об'єктиви, мікрофотографію,використав анілінові барвники.Запропонував метод виділення чистої культури на щільні поживні середовища.Відкрив збудників туберкульоза і холери, обгрунтував терію та практику дезінфекції.
Етапи розвитку мікробіології:
-евристичний
-морфологічний
-фізіологічний
-хіміотерапевтичний
-імунологічний
-вірусологічний
-молекулярно-генетичний
3.Становлення основних напрямків мікробіологічної науки. Роль Самойловича, Дженера, Мечнікова, Івановського, Ерліха, Виноградського, Берінга, Рамона, Домагка, Флемінга, Заболотного, Зільбера, Жданова, Чумакова, бернета.Розвиток мікробіології в Україні.
Самойлович-досліджував чуму,запрпонував сортування хворих,роботу медперсоналу в чумних джерелах.
Мечніков-звернув увагу на роль мікробів у житті людини,започаткував учення про нормальну мікрофлору.Запропонував пробіотичні препарати,заклав основи герентології та вчення про дисбактеріози.Заснував бактеріологічну станцію і почав застосовувати щеплення проти сказу.
Виноградський-довів явище хемосинтезу і кругообігу речовин за рахунок життєдіяльності мікробів.
Ерліх-досліджував вплив на трипаносоми барвників і довів їх згубну дію,ввів поняття вибіркової дії хіміопрепаратів.
Домагк-відкрив пронтозил і довів його активність проти бактерій.
Флемінг-відкрив пеніцилін.
Дженнер-запрпонував для профілактики натуральної віспи щеплення матеріалом,одержаним із пустул корів,хворих на коров'ячу віспу.
Зільбер-сформував вірусо-генетичну концепцію виникнення злоякісних пухлин.
Жданов-вчення про універсальну векторну роль вірусів як реголяторів генофонду біосфери.
Заболотний-відкрив інститут мікробіології у Києві.
Чумаков-вивчав збудників трансмісивних вірусних інфекцій та запропонував вакцини проти них.
Розвиток в Україні
Учень Л. Пастера, найближчий співробітник і друг І.І. Мечникова, M.Ф.Гамалія заснував у 1886 р. другу в світі пастерівську станцію в Одесі і першим на практиці почав застосовувати щеплення проти сказу.Загальну пошану здобув своїми працями видатний український мікробіолог Заболотний. Він організував першу в світі кафедру епідеміології при Одеському медичному інституті. Багато зусиль і праці віддав Д.К. Заболотний вивченню чуми, холери, сифілісу,дифтерії, черевного й висипного тифів.Теоретичні дослідження мінливості мікроорганізмів і бактеріофагів (В. Г.Дроботько, Г. О. Ручко, К. Г. Бельтюкова, Г. М. Френкель та ін.) знайшлипрактичне застосування в профілактиці лікування дизентерії,стафілококових хвороб.
Ознака |
Прокаріоти |
Еукаріоти |
Розмір |
0,5-5 мкм |
40мкм |
Життєві форми |
Одноклітинні,нитчасті |
Одноклітинні,нитчасті,багатоклітинні |
Генетичний матеріал |
Кільцева ДНК знаходиться в цитоплазмі.Немає сформованих ядра,хромосом,ядерця |
Лінійна ДНК зв'язана з білками і РНК утворює хромосоми,що знах. в ядрі |
Органели |
Рибосоми-дрібні,ЕПР відсутній,оргрнел мало і жодна не має подвійної мембрани.Внутрішні мембрани зустрічаються рідко,на них відбувається дихання і фотосинтез |
Багато органел.Всі вони вкриті одинарною(КГ,ЕПР,лізосоми) або подвійною(ядро,мітохондрії,хлоропласти) оболонками. |
Склад клітинних оболонок |
Тверді,складаються з полісахаридів та амінокислот.Речовина,що надає міцності-муреїн |
У наземних рослин і грибів оболонки тверді,містять полісахариди.Реч.,що надає міцності рослинам-целюлоза,грибам-хітин |
Структури для дихання фотосинтезу |
У бактерій-мезосоми,у ціаней-цитоплазматичні мембрани |
Мітохондрії |
|
Мембрани,що не мають специфічної упаковки(хлоропласти відсутні) |
Хлоропласти,що мають спеціальні мембрани,які утворюють ламели |
Здатність до фіксації молекул. азоту |
Деякі здатні |
Не здатні |
Форми бактерій з дефектом синтезу кліт. стінки можуть бути створені лише в експериментальних умовах. Для цього,оброблені лізоцимом бактерії поміщують в розчин,осмотичний тиск якого однаковий з осмотичним тиском всередині мо і якщо мо виживають,то вони можуть існувати у вигляді сферичних тіл.Так з грампозитивних бактерій утворюються протопласти(позбавлені кліт. стінки),а з грамнегативних-сферопласти(з частково зруйнованою кліт. стінкою).
L-форми — особливі форми бактерій, які втратили клітинну стінку (частково або повністю). . Назву отримали на честь Лістеровського інституту у Лондоні.На відміну від сферопластів та протопластів, які не можуть розмножуватись, L-форми зберігають здатність до розмноження та розвитку. L-форми утворюються при дії агентів, що блокують синтез клітинної оболонки (антибіотики), в умовах підвищеної осмотичної концентрації середовища. Найбільш активними агентами індукції L-форм є антибіотики типу пеніциліна та циклосерина. Культивування на середовищах з підвищеним вмістом деяких амінокислот, також дає подібний результат.L-форми описані майже для всіх патогенних та умовно-патогенних бактерій.
Морфологія:
- кокоподібні (стрептококи, стафілококи, мікрококи, диплококи, тетракоки, сарцини)
- паличкоподібні: бактерії, бацили, клостридії, грамнегативні паличкоподібні (кишкова паличка)
- звивисті: вібріони, спірили, спірохети
Будова: оболонка, цитоплазма, нуклеоїд, капсула (слизовий шар), війки або джгутики (непостійні), спори (непостійні). Оболонка: капсула, цитоплазматична мембрана, клітинна стінка. Джгутики (положення): монотрихи, амфітрихи, лофотрихи, перитрихи. Спори (розміщення): термінальне, центральне, субтермінальне.
Вегетативна форма - форма росту та розвитку. У спорових формах бактерії дуже стійкі і можуть зберігатися роками (сибірська виразка). Якщо спори потрапляють у сприятливі умови, то вони швидко переходять у вегетативну форму.
Спори бувають круглими, овальними або еліптичними; деякі забезпечені «ребрами жорсткості», що підсилюють стійкість до механічних впливів. При мікроскопічному дослідженні спори виділяються високим коефіцієнтом світло переломлювання.У зрілій спорі помітні: центральна, погано забарвлювана ділянка (спороплазма), двошарова ЦПМ і оболонка спори. Спороплазма (протопласт пори) включає цитоплазму, бактеріальну хромосому, системи білкового синтезу і деякі інші (наприклад, анаеробного енергоутворення). Оболонка спори двошарова. Внутрішній шар (стінка спори) утворений з пептидогліканів. Зовнішній шар (власне оболонка) утворюють кератиноподібні білкові структури з низькою проникністю.
Деякі бактерії в несприятливих умовах здатні утворювати особливі захисні форми - спори [від грец. sporos, насіння]. Спори характеризуються високим коефіцієнтом світлопереломлювання і розташовуються внутрішньоклітинно, тому їх також називають ендоспори, а утворюють їх бактерії - спорангії.
Рикетсії – поєднана морфологія бактерій і біологічні властивості вірусів.
Грамнегативна клітинна стінка, цитоплазматична мембрана, ядерний апарат. Не утворюють спор і капсул.
За Здродовським 4 типи:
Дрібні овоїдні клітини прибл. 0,5 мкм, часто утворюють диплоїдні форми у вигляді гантель
Паличкоподібні двозернисті форми (1 – 1,5 мкм), зерна на полюсах, слабко забарвлену цитоплазму
Бацилярні видовжені/зігнуті двозернисті форми (3 – 4 мкм), іноді містять по 4 зерна
Ниткоподібні багатозернисті клітини (20 – 40 мкм)
Дослідження:
Забарвлення за Романовським – Гімзою (Поліхромний барвник Гімзи складається з азура, еозину й метиленового синього. Краще вживати готовий його розчин фабричного виробництва. Безпосередньо перед вживанням стандартний розчин розводять дистильованою водою нейтральної або слабко лужної реакції (рН 7,0-7,2) із розрахунку 1-2 краплі барвника на 1 мл води. Препарати-мазки фіксують метанолом протягом 3-5 хв і висушують на повітрі. Приготований розчин наносять на мазок, а ще краще предметне скельце з мазком опускають у склянку з барвником. Забарвлення триває від 30 хв до двох і більше годин. Товсті краплі крові фарбують протягом 30 хв. Потім барвник зливають, препарати промивають водою і добре висушують на повітрі у вертикальному положенні. Мікроскопію проводять із використанням імерсійних об’єктивів. Будучи в розчині синьо-фіолетовим, поліхромний барвник Романовського - Гімзи фарбує цитоплазму в голубий колір, а ядра клітин, тіла бактерій, їх капсули, слиз – у червоно-фіолетовий.): рикетсії – рожево – червоні.
Забарвлення за Здродовським (карболовий фуксин (5 хв) – 0,01% соляна кислота – метиленовий синій): рикетсії червоні, цитоплазма – голуба, ядро – синє.
Хламідії – грамнегативні нерухомі мікроорганізми, що не утворюють спор і капсул. Облігатні внутрішньоклітинні паразити, не ростуть на штучних середовищах.
Элементарные тельца – мелкие (0,2-0,5 мкм) электронноплотные шаровидные структуры, лишенные метаболитной активности, имеющие компактный нуклеоид и ригидную клеточную стенку, которые фильтруются через бактериальные фильтры. Они являются инфекционным началом хламидий и обеспечивают их выживание во внеклеточной среде и заражение новых клеток.
• Ретикулярные тельца – более крупные (0,8-1,5 мкм), сферические образования, имеющие сетчатую структуру с тонкой клеточной стенкой и фибриллярным нуклеоидом. Они вырастают из элементарных телец внутри клеток, лишены инфекционности и, подвергаясь делению, обеспечивают репродукцию хламидий. Отсюда другое, исторически первое название ретикулярных телец – «инициальное тело». Ретикулярные тельца являются вегетативной формой хламидий.
• Промежуточные тельца – промежуточная стадия между элементарными и ретикулярными тельцами.
Дослідження:
Нативне (надавлена крапля (На середину предметного скла бактеріологічною петлею або піпеткою наносять краплю молодої (12-18 год) теплої бульйонної культури або іншого досліджуваного матеріалу. При густому рості культури її розбавляють фізіологічним розчином, оскільки наявність великої кількості мікробних тіл у полі зору утруднює спостереження за окремими бактеріями та їх рухливістю. Нанесену краплю накривають покрівним скельцем, обережно накладаючи його пінцетом, щоб у надавленій краплі не з’являлись бульбашки повітря. Для цього покрівне скельце краще не накладати зверху, а ставити його ребро біля краю краплі і повільно опускати, витісняючи повітря між предметним і покрівним скельцями. Вдало зроблена крапля заповнює весь простір між ними, але при цьому рідина не виступає за краї покрівного скельця. Якщо вона виступає, зайву її частину відсмоктують шматочком фільтрувального паперу, утримуючи його пінцетом, після чого папір занурюють у дезінфікуючий розчин. Недоліком надавленої краплі є її швидке висихання. При необхідності довго розглядати препарат, краї покрівного скла заздалегідь змащують вазеліном)) фазово – контрастною мікроскопією.
Забарвлення за Романовським – Гімзою Гімзою: хламідії – голубі або фіолетові.
Мікоплазми – дрібні поліморфні організми, не мають ригідної клітинної стінки. Сферичні/овальні тільця (d = 0,1 – 0,2 мкм) або кулясті форми до 1,5 мкм. Рідше – ниткоподібні (довж. До 100 – 150 мкм), які здатні галузитись. Мають трьохшарову цитоплазму, зовнішній шар якої схожий на капсулу. В цитоплазмі містяться нуклеоїд, рибосоми, кільцеподібні мембрани, зв’язані з ядерним апаратом. Спричинюють пневмонії, бронхіоліти, ангіни, уретрити, простатити, артрити, ендокардити тощо.
Дослідження:
У живому стані (надавлена крапля) під фазово – контрастним/електронним мікроскопом
Забарвлення за Романовським – Гімзою