Читать онлайн книгу "Микробиология. Начало"
Микробиология. Начало
Серафима Гурьева
Это учебное пособие, из серии помощи для студентов медицинских образовательных учреждений. Ещё раз подчеркиваю не учебник, а пособие, где я постаралась максимально чётко изложить основы микробиологии: что сие такое микробиология, что такое фаги и вирусы, какие есть питательные среды, в чём разница аллергической реакции немедленного типа и замедленного. Если что-то неясно всемогущий интернет вам в помощь. Не скрою я из этого ресурса тоже брала некую часть материала.
Введение
Микробиология – наука о живых организмах, невидимых вооруженным глазом.
Медицинская микробиология – раздел микробиологии, изучающий влияния м.о. на здоровье человека.
Основные задачи: 1) Изучение патогенных для человека м.о.
2) Механизм развития инфекции
3) Методы лабораторной диагностики
4) Методы специфической профилактики инфекционных заболеваний человека.
История развития микробиологии:
Эвристический этап (помощь в обнаружение чего либо):
1) Гиппократ ( 460-370 г.г. до н.э.)– говорил о живой природе, которая является средой обитания для невидимых частиц – миазм.
2) Антон ванн Левенгук( 1632-1723) – сконструировал микроскоп, что стало ключевым для развития микробиологии как науки.
Морфологический (описательный) этап:
1) Самойлович (1744- 1805) – изучил, описал заболевание чума. Ввел себе заразный материал от человека, переболевшего чумой.
2) Эдуард Дженнер ( 1749-1823)– доказал, что прививка людям коровьей оспы , создает невосприимчивость к натуральной оспе; доказал что патогенные м.о. являются возбудителями инфекционных заболеваний.
3) Робер Кох ( 1843- 1910) – установил этиологию ( причину) сибирской язвы; в 1876 году открыл возбудителя туберкулёза, получил туберкулин ( экстракт( вытяжка)из микобактерии туберкулёза, содержит протеины ( белки)) в 1882 году. Является основоположником дезинфекции. В 1883 году описал холеру.
4) Мечников (1845-1916) – научно доказал, что организм человека способен противостоять инфекциям. Является основоположником фагоцитарной теории, по которой клетки крови способны уничтожать и переваривать чужеродные вещества.
5) Гамалей ( 1859-1949)– впервые применил химические вещества.
6) Ивановский ( 1864-1920)– описал болезнь табака- табачную мозаику, вызываемую вирусами- неклеточной формой жизни.
7) Лан ( 1840-1903)– впервые обнаружил дизентерийную амебу, описал амебиаз ( паразитология)
8) Боровский ( 1863- 1923)– описал лейшманиоз ( паразитология)
9) Лаверан ( 1845-1922) – описал малярию ( паразитология)
Физиологический этап (изучения процессов жизни деятельности м.о., культивирования на питательных средах):
1) Луи Пастер ( 1822-1895)– разработал принцип вакцинации и создания вакцин, расшифровал ферментативную формулу брожения, опроверг теорию самозарождения микробов и обосновал этиологию микробов в возникновение болезни.
Иммунологический этап:
1) Мечников – основоположник теории фагоцитоза.
2) Пауль Эрлих ( 1854-1915)– автор теории гуморального иммунитета ( белковый) , в которой объяснил происхождение АТ и взаимодействие с ними.
Молекулярно – генетический этап:
1) В 1953 году Джеймс Уотсон и Френсис Крик раскрыли структуру молекулы ДНК. Это стало толчком, для развития генной инженерии для создания промышленного производства биологически активных веществ: гормонов, ферментов, вакцин. Почти во всех аптеках есть продукт данного этапа развития (капсулы с живыми лакто- и – бифидобактериями и т.д.)
Глава 1
Морфология бактерии:
Бактерии– прокариотические ( безъядерные)м.о., размножающиеся делением надвое ( каждые 15 мин в среднем).
Бактериальная клетка состоит из- оболочки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и нуклеотида- это основные включения. Дополнительны – капсула, микрокапсула, слизь, жгутики, пили ( ворсинки), плазмиды ( обособленные фрагменты ДНК , способные к автономной репликации( удвоению)).
Структура бактериальной клетки:
1Клеточная стенка – прочная, упругая структура, придающая определенную форму. Наиболее толстая клеточная стенка у грамм «+» бактерий (до 50-60 нм) т.к. основное её компонент является пептидогликан (или муреин) (40-90% ее массы).
При окраске по Грамму они удерживают генцианово фиолетовый в комплексе с йодом ( сине-фиолетовая окраска) благодаря пептидогликану, а припоследущей обработки мазка бактерий, спиртом вызывают сужение пор в клеточной стенке бактерии и тем самым задерживают краситель.
Грамм отрицательных бактерий окраска теряется при окраске по Грамму, т.к. их клеточная стенка более проницаема из-за содержания в ней липидов ( жиры), окрашивается фуксином ( розовый.
2 Цитоплазматическая мембрана – очень тонкая состоит из белков и фосфолипидов, через неё осуществляется питание клетки.
3 Цитоплазма – внутреннее содержимое бактериальной клетки, состоит из воды, минеральных соединений, белков, РНК, ДНК, рибосомы, различные включения.
4 Нуклеотид – наследственный аппарат, представляет собой двойную нить ДНК, свернутую в кольцо.
5 Рибосомы – выполняют функцию синтеза белка.
6 Включения – располагаются в цитоплазме бактерии, используются в качестве запасных веществ, к ним относят – включения гликогена, крахмала, серы.
7 Капсула - внешний уплотненный слизистый слой, примыкающий к клеточной стенке.
8 Жгутики – органы движения (у палочковидных бактерий, к примеру).
9 Пили или фибрин – ворсинки, расположены на поверхности бактериальных клеток, состоят из белка пилина.
10 Споры – образуются при попадание м.о. в неблагоприятные условия внешней среды. Характерно и для аэробов (например, бациллы) и анаэробов (клостридии, к примеру).
Формы бактерий:
1 Кокковидные (кокки)– шаровидные клетки, размером 0.5- 1.0 мкм, делятся на:
А) Стафилококки – форма гроздей винограда, грамм «+» ( синие) , к примеру золотистый стафилококк.
Б) Стрептококки- округлой или вытянутой формы, грамма «+» ( синие), расположены цепочками, например пиогенный стрептококк.
В) Диплококки – парные кокки ( не динозавры), к ним относятся пневмококк, гонококк, менингококк.
Г) Сарцинны (не сардины) – имеют вид пакетов из 8 или более кокков. Обычно не патогенные м.о.
Д) Микрококки – располагаются клетки по отдельности или неправильными скоплениями, грамм «+» (синие).
2) Палочковидные- палочки длиной 1.0-10.0 мкм, толщиной0.5- 2.0 мкм. Подразделяются на:
А) Неспорообразующие– палочковидные м.о. не образующие спор, к ним относятся – кишечная, дифтерийная, дизентерийная и т.д.
Б) Спорообразующие – палочковидные микробы, образующие споры. Делятся на : 1 Споры не превышающие диаметр клетки ( бациллы, например); 2 Споры превышающие диаметр клетки ( к примеру клостридия).
Так же по длине палочки бывают: 1) Короткие (туляремия); 2 Длинные (сибирская язва); 3 С закругленными концами (практически все палочки); 4 С заостренными концами ; 5 С утолщенными концами.
Наиболее мелки палочки – риккетсии- обжигательные ( обязательные) внутриклеточные паразиты.
3) Извитые, к ним относятся:
А) Вибрионы – изогнутые бактерии, в виде запятой( например холерный вибрион)
Б) Спириллы – бактерии имеющие изгибы с одним или несколькими оборотами спирали.
В) Спирохеты – тонкие, длинные, извитые, штопорообразной формы бактерии. К ним относят 3 рода: 1) Трепонема – для человека заразна T. Pallidum( бледная трепонема), возбудитель сифилиса.
2) Бареллии – возбудитель возвратного сифилиса.
3) Лептоспира – возбудитель лептоспироза ( вызывает у человека инфекционную желтуху).
4) Ветвящиеся бактерии.
Классификация микроорганизмов:
1) Прокариоты (без ядерные) бактерии, к ним относятся рикеттсии, микоплазмы, хламидии.
2) Эукариты (ядерные)– размеры клеток от 3до 150мкм, снаружи окружены пелликулой (плотная, эластичная мембрана), имеют ядро с ядерной оболочкой, ядрышко, митохондрии, лизосомы, рибосомы, передвигаются с помощью жгутиков, ресничек, при неблагоприятных условиях образуют цисты. Различают 4 класса простейших: Жгутиковые ( трихомонада); Споровики( малярийный плазмодий); Саркодовые ( дизентерийная амеба); Инфузории (инфузория)– Все это раздел паразитологии.
3)Вирусы– неклеточные формы жизни, обжигательные ( обязательные) внутриклеточные паразиты. Сформированная вирусная частица – вирион. Вирусы различают по ДНК и РНК, обитают внутри клеток, взаимодействуя с ней либо продуктивно ( размножаются, встраиваются в геном, клетка гибнет) , либо интрогративно ( встраиваются в геном клетки, но не уничтожают её). Бывают вирусы простые – имею одну обколочу – нуклеокапсид и сложные имеют дополнительную оболочку- суперкапсид.
Термины:
Вид – совокупность особей имеющих общее происхождение и обладающие сходными генетическими, морфологическим, физиологическими и биологическими свойства. ( Например эукариоты)
Чистая культура – совокупность однородных микробов, выросших на питательной среде, обладающих сходными морфологическими, тинкториальными (отношение к окраске), культуральными, биохимическими, антигенами свойствами. (Например стафилококки)
Штамм - совокупность м.о. одного вида (чистая культура) выделены из одного определенного источника и отличающихся от других представителей этого вида (например, род Стафилококки: есть золотистый есть сапрофитный, но выделяется только один – золотистый).
Колония – скопление клеток микробов на плотной питательной среде.
Клон – совокупность м.о. , выращенных из одной материнской клетки.
Физиология и биохимия м.о.:
Вода – составляет 80% массы тела клетки. Высушивание приостанавливает процесс метаболизма и размножения клетки, но не убивает её.
Белки– 40-80% сухой массы бактерии, учувствуют в процессах метаболизма, обладают ферментативной активностью, антипенными и иммуногенными свойствами, вирулентностью, видовой принадлежностью.
Нуклеиновые кислоты (НК)– 10-30% сухой массы, различают ДНК – определяют наследственность, РНК – учувствуют в биосинтезе белка.
Углеводы – моно – дисахариды, составляют 12-18% сухой массы. Полисахариды – входят в состав капсулы, крахмал и гликоген – запасное питательное вещество.
Липиды – входят в состав цитоплазматических мембран и её производных. В цитоплазме – запас. ( Фосфолипиды, жирные кислоты, глицерин).
Минеральные вещества– 2-14% сухой массы- фосфор, калий, натрий, сера, железо, кальций, магний, цинк, медь, кобальт, бор, марганец- регулируют осмотическое давление, обмен веществ, активируют ферменты.
Питание бактерий. По способу питания они делятся:
1) Аутотрофы – бактерии используют ля построения своих клеток углекислый газ.
2) Гетеротрофы – питаются готовыми органическими соединениями.
3) Сапрофиты – гетеротрофы, утилизируют органические остатки отмерших организмов.
4) Паразиты – питаются живыми клетками хозяина, т.е. их веществами, вызывают заболевания у животных и людей.
5) Фототрофы– фотосинтезирующие.
Основные механизмы транспорта веществ:
1) Пассивная диффузия- переход вещества из области высокого осмотического давления, в область где оно ниже. Происходит без затраты энергии.
2) Облегченная диффузия (работа транспортных каналов) – по типу насоса. Затрата энергии небольшая.
3) Активная диффузия – с помощью белков – переносчиков. Большие затраты энергии.
Дыхание бактерий:
1) Облигательные ( обязательные, строгие) аэробы – могут расти только при наличии кислорода.
2) Облигательные анаэробы – растут в средах без кислорода( например, возбудители газовой гангрены).
3) Факультативные анаэробы – могут расти как при наличие кислорода, так и без него, переключаясь на брожение.
Глава2
Рост и размножение на плотных питательных средах:
Размножение – самовоспроизведение себе подобных.
Рост- формирование структурно- функциональных компонентов клетки и увеличение самой бактериальной клетки.
Фазы роста:
1) Фаза адаптации (2-3 часа).
2) Логарифмическая фаза роста (4-5 часов, для большинства бактерий)
3) Стационарная фаза (15-20 часов, бактерии не увеличиваются в количестве, они растут)
4) Фаза отмирания – дефицит питательных веществ, зависит от защитных свойств м.о.
Так же растя на питательных средах бактерии могут :
1) Светится (только сопрафиты)– процесс гниения.
2) Ароматообразование – образуют ароматические вещества (синегнойная палочка – запах земляники).
3) Пигментообразование – некоторые м.о. образуют красящие вещества.
4) Спорообразование – процесс образования спор в неблагоприятных условиях среды.
Культивирование бактерий:
Различают среды:
1) По конституции: жидкие, полужидкие, плотные. Плотные и полужидкие готовят из жидких, к которым добавляют агар-агар или желатин.
2) По составу:простые – мясопептонный бульон (МПБ), мясопептонный агар (МПА), бульон и агар Хоттингера, пептонный желатин, пептонная вода. ( Пептон – препарат, полученный из молока и мяса животных под действием протеолитических ферментов. На начальных стадиях процесса переваривания белков под действием ферментов, например, пепсина образуются крупные белковые фрагменты, которые и называются пептонами).
Сложные– готовят из простых добавляя к ним кровь, сыворотку, углеводы.
3) По источнику: естественные - готовят из продуктов животного происхождения, растительного.
Синтетического– готовят из определенных органических и неорганических соединений.
4) По назначению: Основные– МПА, МПБ, бульон и агар Хоттингера, пептонная вода.
Специальные – для выделения и выращивания м.о. которые не растут на основных:
А) Элективный (избирательные) – для определения видов микробов, росту которых они стимулируют, задерживая или подавляя рост сопутствующей микрофлоры.
Б) Дифференциально -дианостческие –позволяют отличить один вид микробов от других по ферментативной активности ( Среды Гисса- углеводы и индикаторы).
Питательные среды- субстраты для культивирования( выращивания) м.о., необходимо для изучения свойств микробов: морфологических, биохимических, антипенных и т.д.
Требования к питательным средам:
1) Питательность – содержания достаточного количества питательных веществ в легкоусваемой форме.
2) Оптимальный водородный показатель – слабощелочная среда ( 7.2-7.4). Исключением является – возбудитель туберкулеза ( 6.2-6.8), холерный вибрион ( 8.5-9.0).
3) Буферность – способность нейтрализовать продукты обмена и поддерживать оптимальный уровень рH.
4) Изотоничность – осмотическое давление питательной среды равно соматическому давлению микробной клетки (0,5% р-р NaCl).
5) Стерильность – отсутствие посторонних м.о.
6) Окислительно- восстановительный потенциал– соотношение веществ способных отдавать и принимать электроны в процессе биохимических реакциях.
7) Унифицированность – наличие примерно одинакового набора компонентов, что обеспечивает возможность культивировать большое количество видов м.о.
8) Прозрачность – степень просматриваемости на свету, обеспечивает возможность изучения характера, объема роста м.о. на питательной среде через определенный промежуток времени.
Исходным сырьём для большинства сред- заводские полуфабрикаты, растворимые и животные продукты ( сыворотки, молоко, кровь, уголь и т.д.).
Этапы приготовления сред:
1) Варка на водяной бане, на открытом огне или в варочных котлах подогреваемых паром.
2) Установка оптимального рH с помощью индикаторных бумажек или специальными пробами (иномерами), корректировка рH среды при «+» растворов кислот и щелочей.
3) Осветление с помощью яичного белка для сред, которые при варке мутнеют или темнеют.
4) Фильтрация жидких и расплавленных сред через ватно-марлевый фильтр или путём отстаивания.
5) Розлив сред по пробиркам, флаконам, колбам и т.п.
6) Стерилизация зависит от состава среды и проводится в автоклавах, на водных банях или в свертывателе Коха (это металлический цилиндр, обшитый снаружи материалом (линолеум, асбест), плохо проводящим тепло. На дно наливают воду, а стерилизующий материал помещают сверху на подставку. Аппарат закрывают конической крышкой, в которой имеются отверстия для термометра и выхода пара. Внизу расположен кран для спуска воды. Стерилизацию проводят текучим паром при 100 °С в течение 30-60 мин. При таком режиме погибают вегетативные клетки спорообразующих и неспорообразующих форм микробов. В аппарате Коха стерилизуют те материалы, которые не выдерживают температуру выше 100 °С (желатин, молоко, углеводные среды и др.).
Белковые среды и сыворотку крови, не переносящие температуру 100 °С, стерилизуют дробно при 56-58 °С в водяной бане).
7) Контроль проводится с целью подтверждения стерильности и оптимальности рH.
Алгоритм приготовления простых питательных сред:
1) Мясопептонныйбульон (МПБ):
А) К мясной воде «+» 1% пептон, 0.5 частей NaCl.
Б) Кипятят на слабом огне 10-15 минут до растворения веществ.
В) Оптимизируют рH, снова кипятят 30-40 минут, до выпадения осадка.
Г) Фильтруют, доливают до первоначально объема водой.
Д) Стерилизуют 20 минут при 120°С.
2) Мясопептонный агар (МПА):
А) К МПБ до или после стерилизации»+» 2-3% измельченного агар-агара.
Б) Кипятят, помешивая на слабом огне до полного расплавления агара. Можно варить в аппарате Коха или в автоклаве.
В) При необходимости готовую среду осветляют (яичный желток).
Г) Фильтруют, стерилизуют 20 минут при 120°С.
3) Желатиновый столбик – простая среда, в пробирке нужна для определения протеолитических свойств бактерий (расщепление белка). Разжижение желатина – протеолитическая активности.
4) Хромотогеные среды (ХС)– питательные среды, позволяющие по окраске колонии делать предварительные заключения о виде выделенного м.о.
Принцип действия ХС– реактивы в составе среды, взаимодействуют с ферментами м.о. специфичными только для этого вида с образованием окрашенных веществ.
Алгоритмы приготовления сложных питательных сред:
1) Среда с углеводами:
А) Сахарный бульон (СБ)– сложная жидкая питательная среда:
1) К МПБ нейтральной реакции «+» 0.25-2% глюкозы (растворяют в небольшом количестве дистиллированной воде).
2)Стерилизуют три дня подряд по 30 мин или однократно в автоклаве при 115°С 30 мин.
Б) Сахарный агар (СА) – сложная плотная питательная среда:
1) КМПА «+» 0.5-2% глюкозы (растворяют в небольшом количестве дистиллированной воде).
2) Стерилизуют три дня подряд по 30 мин или однократно в автоклаве при 115°С 15 мин.
2) Дифференциально –диагностические среды– предназначены ля определения ферментативной активности культур бактерий, это плотные питательные среды или полужидкие по консистенции, содержащие субстрат индикатор, позволяющий по изменению цвета судить о наличие у бактерий исследуемой культуры ферментов для расщепления субстрата.
А) Среда Эндо– среда для выделения энтеробактерий ( группа бактерий, которые вызывают инфекции ЖКТ и др органов):
1)100 мл МПА рH=7.4 расплавляют на водяной бане или в текучепаровом аппарате.
2) Охлаждают до 70°С и «+» 1 грамм лактозы (предварительно растворяют в воде).
3) В отдельной пробирке готовят 2-3 мл насыщенного раствора фуксина.
Конец ознакомительного фрагмента. Получить полную версию книги.
Текст предоставлен ООО «ЛитРес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=50282036) на ЛитРес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
Если текст книги отсутствует, перейдите по ссылке
Возможные причины отсутствия книги:
1. Книга снята с продаж по просьбе правообладателя
2. Книга ещё не поступила в продажу и пока недоступна для чтения