Формы бактерий и принципы деления на роды.

Клеточная стенка – один из основных структурных элементов бактериальной клетки. Она представляет собой биогетерополимер, являющийся плотной структурой, окружающей протопласт клетки и придающей ей постоянную форму. Химический состав клеточной стенки и её строение характерны для определенных групп прокариотов и служат их отличительными признаками. Однако основой клеточной стенки всегда является пептидогликан муреин (гетерополимерное образование, состоящее из гликановых цепей и перекрёстно связанных пептидов), от которого зависят её прочность и ригидность.

По отношению к окраске по методу Грама бактерии разделяются на грамположительные и грамотрицательные. У первых пептидогликан многослоен, поэтому образовавшийся в процессе окраски комплекс генцианового фиолетового с йодом не вымывается спиртом, в то время как грамотрицательные бактерии, имея тонкий пептидогликан, обесцвечиваются им. При последующей окраске фуксином грамотрицательные бактерии окрашиваются в красный цвет, грамположительные сохраняют фиолетовый цвет. Поверх пептидогликана грамотрицательных бактерий расположена наружная мембрана, имеющая мозаичное строение и состоящая из фосфолипидов, липопротеидов и липополисахарида, а также белков-поринов (каналы).

В связи с различиями в строении клеточной стенки все бактерии делятся на 4 отдела:

• грациликуты – бактерии с тонкой клеточной стенкой, грамотрицательные (разл. бактерии + риккетсии и хламидии)

• фирмикуты – бактерии с толстой клеточной стенкой, грамположительные (разл. бактерии + актиномицеты, коринебактерии и микобактерии)

• тенерикуты – бактерии без ригидной клеточной стенки (микоплазмы)

• мендозикуты– архебактерии, отличающиеся дефектной клеточной стенкой

Существуют следующие формы бактерий:

1. Палочковидная. Бациллы. Большинство имеет форму прямого цилиндра, некоторые могут иметь слегка изогнутую форму (вибрионы, напр., холерный). Длина от 1 до 8мкм, средний размер в поперечнике 0,5 – 2 мкм. Концы могут быть закруглёнными, ровными, как бы обрубленными (сибирская язва), заострёнными, утолщёнными (дифтерия). Могут располагаться хаотично, попарно – диплобактерии (клебсиеллы), цепочкой – стрептобактерии (мягкий шанкр) и стрептобациллы (сибирская язва).

2. Шаровидная. Кокки. Имеют правильную сферическую или шаровидную форму, почковидную (гонококки), ланцетовидную (пневмококки). Средний диаметр 0,5 – 1,5мкм. Диплококки располагаются попарно (пневмококки, менингококки, гонококки), стафилококки – в виде грозди винограда. Также возможно расположение цепочкой – стрептококки. Могут быть сарцины (пакетами – род Sarcina) и тетракокки (Aerococcusviridans).

3. Спиралевидная. Спириллы. Спирохеты. Имеют изгибы, равные одному или нескольким оборотам спирали. Непатогенные бактерии также могут быть иной формы.

Среди основных морфологических форм бактерий различают:

• шаровидные {кокковые);

• палочковидные.

Кокковые бактерии по характеру взаиморасположения делятся:

• на микрококки - отдельное изолированное расположение;

• диплококки - сцепленные попарно;

• тетракокки - сцепленные по четыре;

• стрептококки — сцепленные в цепочку;

• сарцины — сцепленные в пакеты по 8, 12, 16 и т. д.;

• стафилококки — сцепленные беспорядочно в виде виноградной грозди.

Палочковидные бактерии различаются:

• по форме:

• правильная — энтеробактерии, псевдомонады;

• неправильная — коринебактерии;

• размеру.

• мелкие - бруцеллы, бордетеллы;

. средние - бактероиды, кишечная палочка; . крупные — бациллы, клостридии;

• форме концов:

• обрубленные — бациллы;

• закругленные — сальмонеллы, псевдомонады;

• заостренные — фузобактерии; утолщенные — коринебактерии;

расположенные поодиночке;

диплобактерии и диплобациллы — сцепленные попарно;

• стрептобактерии и стрептобациллы — сцепленные в цепочку;

• извитые формы.

Извитые формы — по характеру и количеству завитков:

• вибрионы — слегка изогнутые палочки или неполные завитки;

• спириллы — один или несколько завитков;

• спирохеты, которые, в свою очередь, делятся:

• на лептоспиры (завитки с загнутыми крючкообразными концами — S-образная форма);

• боррелии (4—12 неправильных завитков);

• трепонемы (14—17 равномерных мелких завитков).

2. Структуру бактерий изучают в основном с помощью следующих методов:

• электронная микроскопия (техника ультратонких срезов);

• дифференциальное ультрацентрифугирование;

• цитохимия.

Структурные компоненты бактериальной клетки делятся на обязательные и необязательные.

Обязательные структурные компоненты:

• клеточная стенка;

• цитоплазматическая мембрана;

• цитоплазма с локализованными в ней рибосомами и ядерным аппаратом.

Необязательные структурные компоненты:

• капсула;

• микрокапсула;

• внеклеточная слизь;

• включения;

• жгутики;

• пили;

• споры.

3. Основу клеточной стенки у бактерий составляет пептидогликан муреин.

Функции клеточной стенки состоят в том, что она:

• является осмотическим барьером;

• определяет форму бактериальной клетки;

• защищает клетку от воздействий окружающей среды;

• несет разнообразные рецепторы, способствующие прикреплению фагов, колицинов, а также различных химических соединений,

• через клеточную стенку в клетку поступают питательные веще­ства и выделяются продукты обмена,

• в клеточной стенке локализован О-антиген и с ней связан эн­дотоксин (липид А) бактерий.

Существуют 2 типа строения клеточной стенки: у бактерий первого типа пептидогликан муреин составляет до 90% массы клеточной стенки и образует многослойный (до 10 слоев) каркас, при этом он ковалентно связан с тейхоевыми кислотами. Такие бактерии при окраске по методу Грама прочно удерживают комплекс генцианового фиолетового и йо­да; они окрашиваются в сине-фиолетовый цвет и называются грамположителъными:

• у бактерий со вторым типом строения клеточной стенки по­верх 2—3 слоев пептидогликана муреина располагается слой липополисахаридов. Эти бактерии при окраске по методу Гра­ма неспособны прочно удерживать комплекс генцианового фиолетового и йода и соответственно обесцвечиваются спир­том, прокрашиваясь дополнительным красителем — фуксином — в розово-красный цвет. Они называются грамотрицательными.

В связи с различиями в строении клеточной стенки все бакте­рии делятся на 4 отдела:

• грациликуты — бактерии с тонкой клеточной стенкой, грамотрицательные, к ним относятся различные извитые, палочко­видные, кокковые формы бактерий, а также риккетсии и хламидии;

• фирмикуты — бактерии с толстой клеточной стенкой, грамположительные, к ним относятся палочковидные, кокковые формы бактерий, а также актиномицеты, коринебактерии и микобактерии;

• тенерикуты — бактерии без ригидной клеточной стенки (микоплазмы);

• мендозикуты — архебактерии, отличающиеся дефектной кле­точной стенкой, особенностями строения рибосом, мембран и рибосомальных РНК. Эта группа бактерий медицинского зна­чения не имеет.

Из любой бактериальной клетки можно получить формы, пол­ностью или частично лишенные клеточной стенки. Они называются соответственно протопластами и сферопластами и неза­висимо от исходного морфологического типа бактерии из-за отсутствия клеточной стенки принимают шарообразную или грушевидную форму.

Кроме того, существуют L-формы бактерий,которые, в отли­чие от протопластов и сферопластов, способны к размножению, являясь вполне полноценными микробными клетками данного вида бактерий.

L-формы разных видов бактерий морфологически неразличи­мы. Независимо от формы исходной клетки (кокки, палочки, вибрионы) они представляют собой сферические образования разных размеров.

Имеются L-формы:

• стабильные — не реверсирующие в исходный морфотип;

• нестабильные — реверсирующие в исходный при устранении причины, вызвавшей их образование.

В процессе реверсии восстанавливается способность бактерий синтезировать пептидогликан муреин клеточной стенки. L-формы различных бактерий играют существенную роль в па­тогенезе многих хронических и рецидивирующих инфекцион­ных заболеваний: бруцеллеза, туберкулеза, сифилиса, хрониче­ской гонореи и т. д.

8. Морфология и классификация бактерий. Назначение окрасок по Граму, Бурри, Циль-Нильсену, Нейссеру. Способы изучения и назначение препаратов "раздавленная" или 'висячая капля".

Бактерии– одноклеточные прокариотические микроорганизмы. Имеют палочковидную, шаровидную или спиралевидную форму. Размеры от 0,1 до 10 мкм. Имеют капсулу, клеточную стенку, ЦПМ, цитоплазму с нуклеоидом, рибосомами, мезосомами и включениями. Некоторые снабжены жгутиками (монотрихи, лофотрихи, амфитрихи и перитрихи) и ворсинками (общего типа и пили), могут образовывать споры при неблагоприятных условиях (1 клетка – 1 спора). Тинкториальные свойства – способность воспринимать и удерживать красители – зависят от особенностей строения и химического состава бактериальной клетки.

Окраска по Граму определяет толщину пептидогликана клеточной стенки. У грамположительных бактерий пептидогликан многослоен, они окрашиваются в фиолетовый цвет (стафилококки, стрептококки, коринебактерии дифтерии, микобактерии туберкулёза). Грамотрицательные бактерии имеют тонкий пептидогликан – окрашиваются в красный цвет (гонококки, менингококки, кишечная палочка).

Метод Бурри-Гинса используют для обнаружения капсул. При этом бактерии окрашиваются в красный цвет, а неокрашенные капсулы контрастно выделяются на чёрно-розовом фоне.

По Циль-Нильсену окрашивают кислотоустойчивые бактерии в красный цвет, а некислотоустойчивые окрашиваются в голубой цвет.

По методу Нейссера окрашивают зёрна волютина (включения полифосфатов). Они окрашиваются в тёмно-синий цвет, а цитоплазма клетки – в жёлтый.