Классификация, морфология и ультраструктура бактерий

1.

МИНЕСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ЛНР
ГУ ЛНР «ЛУГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. СВЯТИТЕЛЯ ЛУКИ»
Кафедра гигиены и экологии
Зав. кафедрой : д.м.н., проф. Витрищак С.В.
Классификация, морфология и ультраструктура
бактерий.

2.

Бактерии обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся
отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем
генетический материал бактерии( ДНК) занимает определенное место –
зону, называемую нуклеоидом. Организмы с таким строением называют
прокариотами(«доядерными»)в отличие от всех остальных эукариот ("истин
но ядерных"), ДНК которых находится в окруженном оболочкой ядре.

3.

Впервые бактерии увидел в оптический микроскоп и
описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван
Левенгук. Как и всех микроскопических существ, он
назвал их «анималькули»

4.

Название «бактерии» ввёл в употребление
в 1828 году Христиан Эренберг.

5.

В 1850-х годах Луи
Пастер положил начало
изучению физиологии и
метаболизма бактерий,
а также открыл их
болезнетворные
свойства.

6.

Дальнейшее развитие
медицинская микробиология
получила в трудах Роберта Коха,
которым были сформулированы
общие принципы определения
возбудителя болезни (постулаты
Коха). В 1905 году он был
удостоен Нобелевской премии за
исследования туберкулёза.

7.

8.

Классификация бактерий
Решением Международного кодекса для бактерий
рекомендованы следующие таксономические
категории: класс, отдел, порядок, семейство, род,
вид. Название вида соответствует бинарной
номенклатуре, т. е. состоит из двух слов.
Например, возбудитель сифилиса пишется как
Treponema pallidum.

9.

Классификация бактерий по
Берджи

10.

Ультраструктура бактерий
Обязательными органоидами являются: ядерный
аппарат, цитоплазма, цитоплазматическая
мембрана.
К поверхностным структурам бактерий
(необязательным, как и клеточная стенка), относятся
капсула, жгутики, микроворсинки.

11.

12.

1.В центре бактериальной клетки находится нуклеоид- ядерное
образование, представленное чаще всего одной хромосомой
кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК.
Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной.
Функции нуклеоида:
контролирует признаки и свойства клетки,
участвует в передаче генетической информации.
Внехромосомные участки ДНК называются плазмидами.

13.

2.Цитоплазма- сложная коллоидная система, содержащая
различные включения метаболического происхождения
(зерна волютина, гликогена, гранулезы и др.), рибосомы и
другие элементы белоксинтезирующей системы, плазмиды
(вненуклеоидное ДНК), мезосомы (образуются в результате
инвагинации цитоплазматической мембраны в цитоплазму,
участвуют в энергетическом обмене, спорообразовании,
формировании межклеточной перегородки при делении).

14.

3.Цитоплазматическая мембрана ограничивает с
наружной стороны цитоплазму, имеет трехслойное
строение и выполняет ряд важнейших функцийбарьерную (создает и поддерживает осмотическое
давление), энергетическую (содержит многие
ферментные системы- дыхательные, окислительновосстановительные, осуществляет перенос
электронов), транспортную (перенос различных
веществ в клетку и из клетки).

15.

4.Клеточная стенка- присуща большинству
бактерий (кроме микоплазм, ахолеплазм и
некоторых других не имеющих истинной
клеточной стенки микроорганизмов). Она
обладает рядом функций, прежде всего
обеспечивает механическую защиту и постоянную
форму клеток, с ее наличием в значительной
степени связаны антигенные свойства бактерий. В
составе – два основных слоя, из которых
наружный- более пластичный, внутреннийригидный.

16.

17.

Схема строения оболочек
грамположительных и
грамотрицательных бактерий

18.

Окраска по Граму

19.

5.Капсула или слизистый слой окружает оболочку
ряда бактерий. Выделяют микрокапсулу,
выявляемую при электронной микроскопии в виде
слоя микрофибрилл, и макрокапсулу,
обнаруживаемую при световой микроскопии.
Капсула является защитной структурой.

20.

Микро- и макрокапсула бактерий
Определение
Макрокапсула
(капсула)
Микрокапсула
Выраженный слизистый
слой, покрывающий КС и
имеющий фибриллярное
строение
Тесно прилегающие
к КС
мукополисахаридны
е фибриллы
Место
образования
•человеческий организм
•питательные среды, содержащие сыворотку
Состав
•чаще – полисахариды
•реже - полипептиды
Функция
Защита бактериальной клетки от:
•фагоцитов
•антител
крови
мукополисахарид

21.

Микро- и макрокапсула бактерий
Макрокапсула (капсула)
Особенно выражена у:
Бактерии,
клебсиелл (образуется ими
обладающие •постоянно,
даже на простых
капсулой
питательных средах)
Микрокапсула
Многие бактерии
•пневмококка
•бацилл сибирской язвы
•Clostridium perfringens
•коккобактерий (кроме бруцелл)
Выявление
•В мазке из патологического
материала – любым методом
окраски (неокрашенный ореол
вокруг бактериальной клетки)
•Специальные методы окраски
Электронномикроскопическое
исследование

22.

Бактерии

23.

6.Жгутики. Подвижные бактерии могут быть
скользящие (передвигаются по твердой поверхности
в результате волнообразных сокращений) или
плавающие, передвигающиеся за счет нитевидных
спирально изогнутых белковых (флагеллиновых по
химическому составу) образований- жгутиков.

24.

Жгутики бактерий
Выявление жгутиков
косвенное – по факту подвижности
бактерий
прямое:
специальные методы окраски
фазово-контрастная микроскопия (у
лофотрихов)
электронная микроскопия

25.

По расположению и количеству
жгутиков выделяют:
Монотрихи- имеют один полярный
жгутик.
Лофотрихи- имеют полярно
расположенный пучок жгутиков.
Амфитрихи- имеют жгутики по
диаметрально противоположным
полюсам.
Перитрихи- имеют жгутики по всему
периметру бактериальной клетки.

26.

7.Фимбрии или реснички – короткие нити, в большом
количестве окружающую бактериальную клетку, с
помощью которых бактерии прекрепляются к
субстратам (например, к поверхности слизистых
оболочек). F- пили (фактор фертильности) – аппарат
конъюгации бактерий, встречаются в небольшом
количестве в виде тонких белковых ворсинок.

27.

Спорообразование
При неблагоприятных условиях, например, при
недостатке воды, многие бактерии переходят в
состояние покоя. Клетка теряет воду, несколько
сморщивается и остается в состоянии покоя до тех
пор, пока снова не появится вода. Некоторые виды
переживают периоды засухи, жары или холода в
форме спор. Образование спор у бактерий - это не
способ размножения, так как каждая клетка дает
всего одну спору и общее количество особей при
этом не возрастает.

28.

Спорообразование
Спорообразование- способ сохранения определенных
видов бактерий в неблагоприятных условиях среды.
Эндоспоры образуются в цитоплазме, представляют
собой клетки с низкой метаболической активностью и
высокой устойчивостью (резистентностью) к
высушиванию, действию химических факторов,
высокой температуры и других неблагоплиятных
факторов окружающей среды.

29.

30.

Стадии образования споры
1.формирование спорогенной зоны (уплотненный участок
цитоплазмы вокруг нуклеоида)
2.образование проспоры (изолирование спорогенной зоны от
остальной части цитоплазмы врастающей внутрь клетки ЦПМ)
3.образование кортекса и дипиколиновой кислоты
4.образование внешней оболочки, содержащей соли кальция
5.отмирание вегетативной части клетки

31.

Схема процессов
спорообразования и прорастания
споры

32.

Спорообразующие бактерии
Бациллы
Клостридии
(спора меньше диаметра
клетки)
(спора больше диаметра
клетки)

33.

Выявление спор - окраска по Ожешко

34.

35.

Морфология бактерий
1. Кокки – шаровидные клетки размером
0,5 – 1,0 мкм.
Микрококки – отдельно расположенные клетки.
Входят в состав нормальной микрофлоры,
находятся во внешней среде. Заболеваний у
людей не вызывают.

36.

Морфология бактерий
Диплококки – деление этих
микроорганизмов происходит в одной
плоскости, образуются пары клеток. Среди
диплококков много патогенных
микроорганизмов- пневмококк –
возбудитель пневмонии (ланцетовидный,)
гонококк – возбудитель гонореи,
менингококк – возбудитель
эпидемического менингита (бобовидные)

37.

Морфология бактерий
Стрептококки-деление осуществляется в одной
плоскости, размножающиеся клетки сохраняют связь
(не расходятся), образуя цепочки. Много патогенных
микроорганизмов- возбудители ангин, скарлатины,
гнойных воспалительных процессов.

38.

Морфология бактерий
Тетракокки- деление в двух
взаимоперпендикулярных плоскостях с
образованием тетрад (т.е. по четыре клетки).
Медицинского значения не имеют.

39.

Морфология бактерий
Сарцины - деление в трех
взаимоперпендикулярных плоскостях, образуя
тюки (пакеты) из 8, 16 и большего количества
клеток. Часто обнаруживают в воздухе.

40.

Морфология бактерий
Стафилококки (от лат.- гроздь винограда). Делятся
беспорядочно в различных плоскостях, образуя
скопления, напоминающие грозди винограда.
Вызывают многочисленные болезни, прежде всего
гнойно- воспалительные.

41.

Особенности морфологии и
ультраструктуры риккетсий
Морфология –
коккобактерии
Принципиальное
отличие от других
прокариот - облигатные
внутриклеточные паразиты
Локализация в клеткехозяине -диффузно в
цитоплазме и/или ядре

42.

Особенности морфологии и
ультраструктуры риккетсий
Классификация:
Тип:Proteobacteria
Класс:
Alphaproteobacteria
Род:Rickettsia
(R.prowazekii)
Ультраструктура:
- типичная структура грамотрицательных
бактерий,
- у некоторых видов есть наружная
мембрана,
- жгутиков, спор, капсул нет

43.

Морфология бактерий
2. Палочковидные формы называются
бактериями. Размеры: 1 – 6 мкм в длину и 0,5 – 2
мкм в толщину.
Имеют закругленные концы – кишечная палочка;
Имеют обрубленные концы – возбудитель
сибирской язвы;
Имеют заостренные концы – возбудитель чумы;
Имеют утолщенные концы – возбудитель
дифтерии;

44.

Палочковидные бактерии
Истинные
спор не
образуют
Спорообразующие
Бациллы
образуют споры в
присутствие кислорода,
прорастают в
вегетативные формы в
кислородной среде
возбудитель сибирской
язвы
Клостридии
образуют споры в
присутствие
кислорода, но
прорастают в
вегетативные формы
в бескислородной
среде (столбняк,
ботулизм, газовая
гангрена)

45.

Морфология бактерий
Бациллы- аэробные спорообразующие микробы.
Диаметр споры обычно не превышает размера
(“ширины”) клетки (эндоспоры).

46.

Морфология бактерий
Клостридии- анаэробные спорообразующие
микробы. Диаметр споры больше поперечника
(диаметра) вегетативной клетки, в связи с чем
клетка напоминает веретено или теннисную
ракетку.

47.

Палочковидные бактерии

48.

Особенности морфологии и
ультраструктуры актиномицетов
Классификация:
• Тип: Actinobacteria
• Класс: Actinobacteria
Роды: - Actinomyces (A.bovis)
- Nocardia (N.asteroides)
• Медицинское
значение
вызывают
актиномикоз
(в
пораженных
тканях
образуют
переплетения гиф – друзы, которые
в
центре
кальцинируются)
и
нокардиоз

49.

Особенности морфологии и
ультраструктуры актиномицетов
• Морфология:
-
имеют вид палочек или нитей (гиф), которые переплетаясь
образуют мицелий (субстратный и воздушный),
-
на концах воздушного мицелия располагаются спороносцы (орган
плодоношения), несущие 1 или несколько спор,
-
жгутиков не имеют,
-
истинных спор и капсул не образуют

50.

Морфология бактерий
3. Извитые формы
Вибрионы и кампилобактерии- имеют один изгиб,
могут быть в форме запятой, короткого завитка.

51.

Морфология бактерий
Спириллы – имеют 2-3 завитка. Большинство не
болезнетворны.

52.

Морфология бактерий
Спирохеты- имеют различное число завитков,
аксостиль- совокупность фибрилл, специфический для
различных представителей характер движения и
особенности строения (особенно концевых участков).
Из большого числа спирохет наибольшее медицинское
значение имеют представители трех родов- Borrelia,
Treponema, Leptospira

53.

Спирохеты
1 — протоплазматический цилиндр; 2
— наружный чехол; 3 — аксиальные
фибриллы; 4 — блефаропласт = место
прикрепления аксиальных фибрилл; 5
— пептидогликановый слой клеточной
стенки; 6 — ЦПМ.
Классификация
Тип: Spirochaetes
Класс: Spirochaetes
Роды:
Treponema
(T. palliudum)
Leptospira
L. interrogans)
Borrelia
(B. reccurrentis)

54.

Спирохеты
Трепонемы
Боррелии
Лептоспиры

55.

Treponema
Borrelia
Форма
штопорообразная
Неправильно
изогнутая
Сигмовидная, С- или Zобразная
Количество и
характер
завитков
8-12 завитков
одинаковой
амплитуды
амплитуда и
количество
завитков не
постоянны
первичные завитки (около
20) -практически не видны,
а вторичные («крючья») –
2 -направлены в одну или в
разные стороны
3-4
7-20
Количество
фибрилл
Leptospira
2
Характер
движения
Плавное,
сгибательнопоступательное
Толчкообразное,
сгибательнопоступательное
Очень активное,
вращательное
Окраска по
РомановскомуГимзе
Бледно-розовая
Сине-фиолетовая
Розово-сиреневая, но
чаще изучают в темном
поле зрения по
вращательному движению

56.

Спасибо за внимание!