Поняття про класифікацію мікроорганізмів.

Лекція № 1.

Тема. Вступ. Морфологія і фізіологія мікроорганізмів.

Навчальна мета:

— вивчити основні класифікаційні категорії;

— знати основні методи мікробіологічних досліджень;

— знати структуру бактеріальної клітини, постійні та не­постійні елементи;

— знати основні фізіологічні функції мікробної клітини

. — вивчити основні класифікаційні категорії;

— знати основні методи мікробіологічних досліджень;

— знати структуру бактеріальної клітини, постійні та не­постійні елементи;

— знати основні фізіологічні функції мікробної клітини

План

Мікробіологія як наука. Медична мікробіологія, її завдання в боротьбі з інфекційними хворобами. Значення мікробіології в підготовці медичних сестер.

Історія розвитку мікробіології. Вітчизняні мікробіологи, їх внесок у розвиток науки. Досягнення мікробіології в боротьбі з інфекційними хворобами. Мікробіологічна служба в Україні.

Поняття про класифікацію мікроорганізмів.

Морфологія бактерій, їх величина та основні форми. Поліморфізм. Будова бактеріальної клітини. Мікроскопічний метод дослідження та його значення. Морфологічні критерії ідентифікації мікроорганізмів.

Коротка морфологічна характеристика грибів, спірохет, найпростіших, рикетсій, хламідій, мікоплазм, вірусів.

Поняття про хімічний склад мікроорганізмів. Основні фізіологічні процеси у бактерій. Живлення, дихання, ріст і розмноження бактерій. Умови культивування бактерій.

Характеристика поживних середовищ. Поняття про культуральні і біохімічні властивості мікроорганізмів. Бактеріологічний метод дослідження, значення для діагностики.

Поняття про класифікацію мікроорганізмів.

Мікроби — це найбільша за кількістю та дуже різноманітна за рівнем організації частина організмів, які населяють біосферу Землі. Об'єднують їх тільки малі розміри, тому систематизувати ці організми складно. В основу класифікації мікроорганізмів покладено особливості їх морфологічних і біологічних властивостей. Збудники хвороб є серед неклітинних (віруси — царство Уіга, та пріони — ще недостатньо вивчений вид інфекційних агентів) і клітинних організмів. Клітинні поділяють на два царства: прокаріоти (доядерні) та еукаріоти (ядерні). Патогенні мікроорганізми трапляються серед прокаріотів (бактерії) і еукаріотів (гриби і найпростіші;).

Наука, яка описує види організмів, виявляє ступінь спорідненості та об'єднує їх у класифікаційні категорії (таксони), називається систематикою. Таксономія — наука про принципи і методи класифікації організмів. Згідно з новим таксономічним кодексом бактерій запроваджено такі міжнародні класифікаційні категорії: царство — відділ — група — клас — порядок — родина — рід — вид — варіанти. Загальновизнаною міжнародною є класифікація бактерій Д. Берджі(1860—1937). Останнє 9-е видання "Визначника бактерій Берджі" вийшло в 1993 році (СІЛА). Визначник об'єднує лише невелику кількість бактерій, які існують у природі. Він побудований на фенотипових ознаках: морфологічних, тинкторіальних, фізіологічних і молекулярно-генетичних. Такий поділ бактерій найбільше підходить для ідентифікації (визначення виду) бактерій з метою діагностики інфекційних хвороб. Відповідно до визначника бактерії поділяють на 4 групи (схема 2). Групи включають родини, роди та види; деякі бактерії об'єднані в порядки і класи.

Основною таксономічною одиницею є вид. Вид— це сукупність мікроорганізмів, які мають подібні морфологічні, фізіологічні та молекулярно-генетичні ознаки, подібний обмін речовин та спільне походження. Визначення виду бактерій називається ідентифікацією, її проводять за морфологічними, тинкторіальними, фізіологічними, культуральними антигенними, молекулярно-генетичними та іншими ознаками.

Морфологічні ознаки характеризують форму, рухливість, спороутворення, наявність капсули.

Тинкторіальні ознаки відображають відношення до барвників; воно залежить від спорідненості структур клітин до барвників, унаслідок чого вони набувають певного забарвлення.

Фізіологічні ознаки — це культуральні та біохімічні властивості

бактерій.

Культуральні ознаки — це характер росту бактерій на поживно­му середовищі. Бактерії, що виросли на поживному середовищі, нази­ваються культурою. Культура, що містить один вид мікроорганізмів, називається чистою. Змішана культура містить різні види мікро­організмів. У рідкому поживному середовищі бактерії утворюють помутніння, плівку, осад тощо; на щільному середовищі вони утворюють колонії. Колонія — це видиме скупчення бактерій на поживному середовищі.

Біохімічні ознаки — здатність бактерій виділяти ферменти та інші біологічно-активні речовини.

Антигенні ознаки визначають за допомогою імунних сироваток, що містять специфічні антитіла.

Молекулярно-генетичні ознаки характеризують індивідуальність ДНК. Порів­нюють структуру ДНК до­сліджуваного виду бактерій з еталонною ДНК для цього виду бактерій (з генетичним зондом). Генетичний зонд— ценевелика ділянка одно-ниткової ДНК, нуклеотидна послідовність якої унікаль­на для певного виду або роду бактерій. Ці зонди мічені флюорохромами, радіоізотопами або ферментами і здатні взаємодіяти з денатурованою (однонитковою) ДНК збуд­ника за законом комплемен-тарності. Якщо подібність становить 90 % і більше, то бактерії належать до одно­го виду. На цьому принципі ґрунтується застосування молекулярних зондів, за допомогою яких у досліджуваному матеріалі визначають ДНК збудника і встановлюють діагноз хвороби. Якщо бактерії мають деякі відмінності від видових ознак, то їх розглядають як підвид.Бактерії, що відрізняються незначними спадковими властивостями, називають варіантами.Практичне значення мають такі варіанти: морфовар — бактерії одного виду, що різняться за морфо­логічними ознаками, біовар — за фізіологічними, серовар — за антигенними, хемовар — за хімічними, фаговар — за відношенням до фагів.

Штам— культура бактерій, виділена з конкретного джерела (організму людини, тварини, навколишнього середовища). Штам мож­на вважати найнижчою таксономічною одиницею бактерій. Він по­значається протокольними номерами або за джерелом, місцевістю, де був виділений.

Клон— потомство однієї бактеріальної клітини, тому ці мікроорга­нізми мають ідентичні властивості.

Згідно з Міжнародним кодексом номенклатури бактерій їх називають за бі­нарною номенклатурою.Кожний вид бактерій має видову і родову назви. Назву бактерій пишуть латинською мовою: родову назву пишуть з великої літери, видову — з малої. Наприклад: збудник правця — Сіозігісііит 1;е1;апі, збудник чуми — Уегзіпіа резіііз, збуд­ник холери — УіЬгіо споіегае, один із збудників шигельозу (дизентерії) —бошіеі. Допускається скорочення родової назви — 8. зоппеі.

Бактерії— це переважно одноклітинні організми рослинного по­ходження (звідси назва — мікрофлора).

Форма бактерій та їх розміри мають велике таксономічне зна­чення і є важливими критеріями для їх ідентифікації (мал. 1). Розміри бактерій коливаються від 0,2 до 10 мкм (більшість із них мають діаметр 0,5—0,8 мкм, довжину 2—3 мкм).

Бактерії можуть мати різну форму: коки , палички, звивисті, ниткоподібні, а також трикутні, зіркоподібні, кільцеподібні та ін.

За формою клітини бактерії поділяють на 4 групи: коки (сферична форма), палички (циліндрична форма), звивисті (спіралеподібна форма), нитчасті.

Кокимають кулясту форму, але бувають бобоподібні та ланцетоподібні. За характером поділу та розміщенням розрізняють такі коки:

— мікрококи розміщуються поодиноко, безладно; вони переважно сапрофіти, але є й умовно-патогенні — вони спричинюють запальні процеси;

— диплококи розміщуються попарно, мають форму бобів; зумовлюють епідемічний цереброспінальний менінгіт , бленорею; пневмококи мають ланцетоподібну форму;

— тетракоки розміщуються по чотири — вони непатогенні;

— сарцини розміщуються тюками — по 8, 16, 32, 64, вони непато­генні;

— стафілококи розміщуються у вигляді грона винограду, спричиню­ють гнійно-запальні процеси;

— стрептококи розміщуються ланцюжком, спричинюють здебільшого гнійно-запальні процеси.

Паличкоподібні бактеріїмають видовжену форму. За здатністю до спороутворення їх поділяють на дві групи: аспорогенні і спорогенні. До аспорогенних належать бактерії, спорогенні поділяються на бацили і клостридії.

Палички, що не утворюють спор (аспорогенні), називають бактеріями. Цей термін вживають для назви не тільки аспорогенних паличок, а і для всіх прокаріотів. Вони спричинюють дифтерію, чуму, кишкові хвороби тощо. Спорогенні палички, що утворюють спору діаметром меншим за поперечний розмір клітини, називають бацилами, наприклад збудник сибірки. Спорогенні палички, що утворю­ють спору більшу за діаметр клітини і нагадують форму барабанної палички, веретена, тенісної ракетки, називають клостридіями— це збудники правця, ботулізму, газової анаеробної інфекції.

Палички розрізняють за розміщенням, розміром, діаметром клітини та формою кінців.

Монобактерії розміщуються хаотично; диплобактерії, диплоба-цили — попарно; стрептобактерїі, стрептобацили — ланцюжком. Короткі палички (кокобактерії) мають розміри до 1 мкм — збудники коклюшу, бруцельозу, туляремії; довгі — понад 3 мкм — клостридії, кишкові палички

За діаметром розрізняють бактерії тонкі — мікобактерії туберкульозу і товсті — клостридії. Форма кінців у них може бути заокруглена (кишкові палички, шигели, сальмонели), обрубані (збудник сибірки), булавоподібні, потовщені (збудник дифтерії), загострені (фузобактерії).

Звивисті бактеріїрозрізняють за кількістю завитків: вібріони мають один вигин (холерний вібріон), спірили — 2—3 оберти спіралі (кампілобактерії), спірохети — більше ніж 3 завитки різної величи­ни і щільності. Серед спірохет патогенними для людей є трепонеми (збудники сифілісу), борелії (поворотного тифу), лептоспіри (лептоспірозу).

Нитчасті бактеріїздебільшого непатогенні для людей. До цієї форми бактерій належать актиноміцети. Але їх можна також від-орогенні поділяються на бацили і клостридії.