Микробиология

МОДУЛЬ №1

 

1. Открытие микробов (А.Левенгук. Морфологический период в истории микроорганизмов. Исследования Д.Самойловича, Э.Дженера). Роль русских ученых в развитии микробиологии (Л.С.Ценковский, Ф.А,Леш, П.Ф.Боровский)

Левенгук – основоположник научной микробиологии с его именем связан морфологический период микробиологии. Он создал микроскоп с увеличением в 300 раз. Изготовил около 25 микроскопов. Они были неудобыми. С помощью их сделал открытия. Впервые открыл и описал бактерии, дрожи, простейшие. Обрисовал основные формы бактерий.

Самойлович Л.С. – изучал чуму, предложил прививки от чумы.

Джейнер Э. – разработал вакцину против оспы.

Л.С.Цинковский –вакцины против сибирской язвы, открыл 4 вида новых грибов.

А.Ф. Леш – выявил возбудителя амебиазы человека.

П.Ф. Боровский – изучал лейшманиоз.

2. Пастер – основоположник микробиологии как науки. Влияние работ Пастера на развитие медицинской микробиологии. Формирование прикладной иммунологии.

Пастер Изучал физиологию микробов. Занимался вопросами брожения. Доказал, что брожение это биологическое явление в результате жизнедеятельности дрожжевых грибков. Изучал болезни вина и пива. Обнаружил микроорганизмы которым кислород вреден – анаэробы. Предложил метод пастерилизации. Изучал средства борьбы с микроорганизмами. Нашел способ борьбы с ними – прививки. В результате их введения развивается невосприимчивость к инфекционным заболеваниям – иммунитет. Он доказал, что можно ослабить вредные свойства  бактерий. Назвал вакцинами микробы с ослабленными свойствами и вызывающими иммунитет.

3. Работы Р.Коха и их значение в практической микробиологии и инфекционной патологии.

За исследования по туберкулезу получил Нобелевскую премию.

Основные работы «Этиология сибирской язвы» в ней он описывает лабораторные методы диагностики, окраску и строение,

«Методы окрашивания и фотографирования бактерий».Важная работа Коха «Методы изучения патогенных микроорганизмов» - описывает способ выращивания микробов на чашках Петри. Этот метод получил названия метода Коха. Выделил бактерию вызывающую теберкулез и холерный вибрион. Это имело важное значение для медицины.

4. Мечников И.И. и его учение о невосприимчивости к инфекционным заболеваниям – важный этап в развитии медицины. Роль отечественных ученых в развитии микробиологической науки (Габричевский Г.Н., Виноградский С.Н., Гамалея Н.Ф., Зильбер Л.А., Здородовский Г.Ф., Ермольева З.Б., В.Д.Тимаков). Открвтие Д.И.Ивановского – важный этап в развитии вирусологии.

Мечников И.И. -  . Сформулировал фагоцитарную теорию.

Габричевский Г.Н.. Организовал бак лабраторию и бактериальный институт. Ввел сывороточное лечение дифтерии. Высказал комариную теорию передачи малярии, доказал роль стрептококков при скарлатине.

Виноградский С.Н. – основатель почвенной микробиологии.

Гамалея Н.Ф. – основоположник бактериологической станции, вакцинацию против бешенства. (открыл холероподобный птичий вибрион). В посление годы изучал вирусологию (грипп), иммунологию, лечение туберкулеза.

Зильбер Л.А. –возбудителя клещевого энцефалита.

Здородовский Г.Ф.- изучал реккетсиозы.

Ермольева З.Б. -  изучала холеру, иммунные реакции и антибиотики. Внедрила в практику лизоцим, получила препарат пенициллина.

В.Д.Тимаков –профилактика инфекционных болезней, генетике и изменчивости.

Ивановский Д.И. – выделил вирусологию в самостоятельную науку. Открыл фильтрующиеся вирусы, сформировал теорию вирусных инфекций. Он заметил, что возбудитель мозаичной болезни не виден в микроскоп и не растет на питательных средах, проходит через фильтр. Открыл особый мир возбудителей небактериальной природы, которые назвал вирусами.

 

5) Устройство микроскопа с иммерсионной системой 
Иммерсия – это введение между объективом микроскопа и предметным стеклом жидкости для усиления яркости  и увеличения.

Состоит из окуляра, объектива, конденсатор, предметный столик, зеркало

Объектив состоит из нижней линзы (увеличивает объект) и коррекционной линзы (исправляет недостатки). В иммерсионных объективах нижнюю линзу помешают в имерсионное масло (оно находится между предметным стеклом и линзой).  Предназначен для изучения формы, структуры, размеров микроорганизмов.

 

6. Электронный микроскоп. Принцип устройства, разрешающая способность, применение.

Электронная микроскопия основана на использовании потока электронов высокой энергии вместо световых лучей. Применяется для изучения морфологии и структуры бактерий, риккетсий, спирохет,  грибов, вирусов. Видно то, что не видно в световом микроскопе. Современный электронный  микроскоп дает увеличение до 100 000раз. Источником электронов в микроскопе является электронная пушка (электроннолучевая трубка  с катодом ― раскаленной нитью, и анодом ― цилиндром).

7. Фазово-контрастная микроскопия. Устройство, применение

Фазово-контрастное  приспособление дает возможность увидеть в микроскоп прозрачные объекты. Превращает невидимые фазовые изображения в видимые контрастные амплитудные объекты.  Они приобретают высокую контрастность изображения, которая может быть позитивной или негативной. Позитивным называют темное изображение объекта в светлом поле зрения, негативным — светлое изображение объекта на темном фоне. Фазово-контрастное устройство может быть установлено на любом световом микроскопе: фазовый конденсор, объективы микроскопа заменяют фазовыми

8. Принцип устройства люминисцентного микроскопа, применение

основана на способности некоторых веществ светиться при освещении невидимым ультрафиолетовым или синим светом. Устройство люминесцентного микроскопа отличаются   наличием мощного источника света в осветителе, (ртутно-кварцевая лампа или галогенная кварцевая лампа) и наличием системы светофильтров.

Преимущества люминесцентной микроскопии: 1) цветное изображение; 2) контрастность самосветящихся объектов на черном фоне; 3) возможность исследования прозрачных и непрозрачных живых объектов; 4) обнаружение и установление локализации отдельных микробов и вирусов.

9. Принцип устройства темнопольного микрокопа, применение

для слабоокрашивающихся микробов (бледные спирохеты) и микробов, имеющих малые величины. При темнополевом методе применяется яркое боковое освещение, которое дает изображение светящегося объекта на темном фоне. Эффект темного поля создается применением специального конденсора. Для исследования в темном поле используют обычный световой микроскоп. При этом заменяют конденсор на специальный, прибавляют свет до максимума.

10. Систематика и номенклатура бактерий. Принципы классификации.

Систематика и номенклатура

Систематика – распределение микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическими свойствами.

Номенклатура: Царство (прокариоты, эукариоты) – высшая номенклатурная единица. – Класс - Порядок (собственно бактерии, актиномицеты, хламидии, риккетсии и др). – Семейство Род - Вид. Вид является низшей наменклатурной единицей.

Принципы классификации бактерий:

Современная классификация бактерий использует комплекс признаков;

- морфологических (форма  клетки, ее размеры, способность  к движению и образованию спор)

- окраска по Грамму (грам+ и грам-)

- физиологические (особенности  питания и дыхания)

- серологические свойства.

11. Понятие о виде, как низшей номенклатурной единице. Варианты (биовар, хемовар, серовар и и др).

Вид – это совокупность  организмов имеющих общее происхождение (генотип), сходные морфологические, физиологические и биохимические признаки.

Внутри вида выделяют варианты микроорганизмов, отличающиеся отдельными признаками:

по биологическим свойствам – биовары

по биохимическим свойствам – хемовары

по серологическим свойствам – серовары

по антигенному строению (серологическим свойствам) - серовары

по чуствительности к фагам – фаговары

по морфологическим свойствам - морфовар

12. Понятие о популяции, штамме, клоне

Бактерии всегда существуют в виде более или менее многочисленных популяций.

Популяция – это группа особей одного вида, которые находятся во взаимодействии между собой и имеют общую территорию (численность, плотность)

Штамм – совокупность бактерий одно вида, выделенные из разных источников или одного источника в разное время. Штаммы могут различаться по некоторым признакам, не выходя за пределы характеристики вида.

Клон – культура бактерий, полученных из одной материнской клетки.

13. Морфология, ультраструктура и химический состав бактерий. Протоплаты и сфероплаты. Основные отличия эукариотов и прокариотов.

Обязательные компоненты бактерий:

- клеточная стенка. Функции  – образуют форму бактерий, защита, транспорт, антигены, окраска по  Граму.

В соответствии с окраской по Граму выделяют грам+ и грам- микроорганизмы.

Стенка грам+ бактерий сохраняет комплекс генциана фиолетового и йода и окрашивается в сине-фиолетовый цвет. Грам- бактерии не сохраняют этот комплекс и после окраски фуксином приобретают розовый цвет.

Грам+ бактрии содержат много муреина и тейхоевые кислоты. Грамм- бактерии – содержат липополисахарид, мало муреина.

- цитоплазматическая мембрана. При повреждении клетка гибнет. ЦПМ состоит из белков и  фосфалипидов

- цитоплазма. В ней находятся  рибосомы, нуклеоид (ядерное вещество), включения (гликогена, крахмала, зерна  Волютина).

 Необязательные компоненты:

- капсула состоит из  полисахаридов или белков

- жгутика состоят из  белка флагеллина

- реснички – состоят  из белка пиллина

-споры – неактивная  форма бактерий.

Протоплаты – полностью лишенные клеточной стенки

Сферопласты – частично лишены клеточной стенки.

Основные отличия эукариотов и прокариотов.

Клетки прокариот от отличии от эукариот имеют более простое строение. У прокариот нет организованного ядра (нуклеод). У эукариот – есть. У прокариот рибосомы мельче, нет митохондрий (есть мезосомы) и комплекса Гольджи.

14. Капсула, ее биологическая роль. Методы выявления.

Капсула является защитным слоем бактерий и защищает их от высушивания, химических веществ, фагоцитоза.

Капсула построена из полисахаридов (пневмококк), белков (возбудитель сибирской язвы). Большинство бактрий образуют капсулу в организме человека (пневмококк, сибирская язва и др). есть истиннокапсульные бактерии – клебсиела (капсула есть всегда).

Различают микрокапсулу – видна в электронный микроскоп

- макрокапсулу – видна  в световой микроскоп.

Выявляется при окраске  по методу Гинсу-Бурри. На темном фоне препарата видна красного цвета бактерия, которая  окружена бесцветной капсулой.

15. Включения бактериальной клетки. Волютиновые зерна и методы окраски.

Включения являются продуктами жизнедеятельности бактерий, располагаются в цитоплазме. Включения являются запасами питательных веществ.  К ним относятся включения гликогена, крахмала, зерна волютина. В клетках бактерий иногда напкаливаются гранулы жира, сера.  Зерна волютина являются источником фосфора при недостатке в питательной среде. У некоторых бактерий (дифтерийная палочка) включения волютина имеют диагностическое значение.

Метод окраски волютиновых зерн – метод Нейссера. Используют синьку Нейсера. Затем – раствоор Люголя. Затем – раствором везувина. Зерна волютина имеют щелочную реакцию и окрашиваются в темно-синий цвет, цитоплазма – в желтый (воспринимает везувин).

16. Спорообразование у бактерий. Стадии, функциональное значение. Методы окраски спор.

Спора это неактивная форма существования бактерий. Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях внутриклеточное образование, устойчивое к различным факторам внешней среды (высыханию, высокой температуре, дезинфекции). Споры образуют палочковидные формы бактерий, бациллы, клостридии. Споры имеют овальную, сферическую, эпилепсовидную форму. Могут располагаться в центре клетки, субтерминально (ближе к концу) и терминально (на конце). Процесс спорообразования: при попадании бактерий в неблагоприятные условия появляется спорогенная зона – уплотнение бактериальной клетки, стадия проспоры (цитоплазма высыхает. Клетка сжимается), стадия спроры – проспора уменьшается плотной оболочкой. Процесс – в течение 18-24 часов. Спора защищает бактерию от неблагприятных факторов. Обмен веществ снижен.

Споры окрашиваются по методу Ожешко. 1) протравка оболочки споры горячей кислотой 2) окраска по Цилю-Нильсену. Споры окрашиваются в красный цвет (кислотоустойчивые), клетка – в синий цвет

17.  Жгутики и реснички бактерии.й. Их функциональное значение. Химический состав. Способы обнаружения.

С помощью жгутиков осуществляется подвижность некоторых бактерий. По числу жгутиков различают: монотрихи – 1 жгутик на одном полюсе, амфитрихи -  на каждом полюсе по жгутику, лофотрихи – пучки жгутиков на одном полюсе, перитрихи – жгутики по всей поверхности Жгутики отходят от базального тельца внутри ЦПМ. Жгутики состоят из белка флагеллина в виде спиральной цепи. Скорость движения жгутика велика.

Реснички (пили) – прямые нитевидные образования, они тоньше жгутиков и короче. Состоят из белка пилина. Пили обеспечивают адгезию (прилипание бактерий к слизистой оболочке). Некоторые пили выполняют половые функции – секс-пили.

Методы выявления –« висячей» и «раздавленной» капли

18. Простые и сложные методы окраски. Окраска по Граму

Простой метод – фиксированный мазок окрашивают только одним красителем (например фуксином 1-2 мин), промывают водой, сушат и смотрят под микроскопом.

Сложные методы – на препарат один за другим наносят красители, которые отличаются по составу и цвету.

Окраска по Граму:

1. на фиксированный мазок  наносят раствор геницианового  фиолетового на 1-2 мин через фильтровальную  бумагу, затем бумагу снимают, краситель  сливают.

2. наносят раствор Люголя  на 1-2 мин (содержит йод)

3. Промывают водой.