Микробиология

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Значение мед. микроб. в деятельности врача. Достижения микробиологии, вирусологии, и иммунологии в развитии медицины и задачи в современных условиях

Микроорганизмы являются возбудителями инфекционных болезней, которые часто встречаются в практике врача. Для того чтобы правильно поставить диагноз инфекционного заболевания, необходимо хорошо знать морфологию микробов, их основные формы, уметь различать их под микроскопом. Каждый врач должен владеть методом микроскопии, для чего необходимо знать устройство микроскопа и правила работы с ним.

МИКРОБИОЛОГИЯ (греч.mikros -- малый, лат.bios -- жизнь) -- наука, предметом изучения которой являются микроскопические существа, названные микроорганизмами, или микробами, их биологические признаки, систематика, экология, взаимоотношения с другими организмами, населяющими нашу планету, - животными, растениями и человеком.

МИКРОБИОЛОГИЯ -- наука, которая изучает микробы во всем многообразии их отношений с организмом человека.

В процессе развития микробиологии были разработаны оригинальные методы исследования, многие заимствованы из других дисциплин -- биофизики, биохимии, генетики, цитологии и т.д.

За всю историю своего развития перед микробиологией так же, как и другими естественными науками, стояли определенные цели и задачи, успешное развитие которых способствовало научному и общественному прогрессу всего человечества. Это в свою очередь стимулировало развитие специализированных РАЗДЕЛЫ микробиологии: общая, техническая, с\х, ветеринарная, медицинская, санитарная, морская, космическая микробиология. микробиология ученый бактерия клетка

ОБЩАЯ микробиология изучает наиболее общие закономерности, свойственные каждой группе перечисленных микроорганизмов: структуру, метаболизм, генетику, экологию и т.д.

Основной задачей ТЕХНИЧЕСКОЙ (промышленной) микробиологии является разработка биотехнологии синтеза микроорганизмами биологически активных веществ: белков, витаминов, ферметов, спиртов, органических кислот, антибиотиков и др.

СЕЛЬСКО ХОЗЯЙСТВЕННАЯ микробиология занимается изучением микроорганизмов, которые участвуют в круговороте веществ, используются для изготовления удобрений, вызывают заболевания растений, и другими проблемами.

ВЕТЕРИНАРНАЯ микробиология изучает возбудителей заболеваний животных, разрабатывает методы их биологической диагностики, специфической профилактики и этиотропного лечения, направленного на уничтожение микробов-возбудителей в организме больного животного.

Предметом изучения МЕДИЦИНСКОЙ микробиологии являются болезнетворные (патогенные) и условно-патогенные для человека микроорганизмы, а также разработка методов микробиологической диагностики, специфической профилактики и этиотропного лечения вызываемых ими инфекционных заболеваний.

Однако с медицинской микробиологией сформировалась иммунология, которая занимается изучением специфических механизмов защиты организмов людей и животных от болезнетворных микроорганизмов и другими проблемами.

Предметом изучения САНИТАРНОЙ микробиологии, тесно связанной с медицинской и ветеринарной микрбиологией, является санитарно-микробиологическое состояние объектов окружающей среды, пищевых продуктов и напитков.

Морская и космическая микробиология изучает соответственно микрофлору морей и водоемов и космического пространства и других планет.



2. Изобретение микроскопа и открытие микробов (А.Левенгук). Основные этапы развития микробиологии и их характеристика

Для микробиологических исследований используют несколько типов микроскопов (биологический, люминесцентный, электронный) и специальные методы микроскопии (фазово-контрастный, темнопольный).

Предельная разрешающая способность иммерсионного микроскопа 0,2 мкм. Общее увеличение микроскопа определяется произведением увеличения объектива на увеличение окуляра.

ТЕМНОПОЛЬНАЯ МИКРОСКОПИЯ. Микроскопия в темном поле зрения основана на явлении дифракции света при сильном боковом освещении взвешенных в жидкости мельчайших частиц (эффект Тиндаля). Эффект достигается с помощью параболоид- или кардиоид-конденсора, которые заменяют обычный конденсор в биологическом микроскопе.

ФАЗОВО-КОНТРАСТНАЯ МИКРОСКОПИЯ. Фазово-контрастное приспособление дает возможность увидеть в микроскоп прозрачные объекты. Они приобретают высокую контрастность изображения, которая может быть позитивной или негативной. Позитивным фазовым контрастом называют темное изображение объекта в светлом поле зрения, негативным -- светлое изображение объекта на темном фоне.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ (ИЛИ ФЛЮОРЕСЦЕНТНАЯ) МИКРОСКОПИЯ. Основана на явлении фотолюминесценции. Люминесценция -- свечение веществ, возникающее после воздействия на них каких-либо источников энергии: световых, электронных лучей, ионизирующего излучения. Фотолюминесценция -- люминесценция объекта под влиянием света. Если освещать люминесцирующий объект синим светом, то он испускает лучи красного, оранжевого, желтого или зеленого цвета. В результате возникает цветное изображение объекта.

Первичная (собственная) люминесценция наблюдается без предварительного окрашивания объекта, вторичная (наведенная) -- возникает после обработки препаратов специальными люминесцирующими красителями -- флюорохромами. Люминесцентная микроскопия по сравнению с обычными методами обладает рядом преимуществ: возможностью исследовать живые микроорганизмы и обнаруживать их в исследуемом материале в небольших концентрациях вследствие высокой степени контрастности.

ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ. Позволяет наблюдать объекты, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности светового микроскопа (0,2 мкм). Электронный микроскоп применяется для изучения вирусов, тонкого строения различных микроорганизмов, макромолекулярных структур и других субмикроскопических объектов. Световые лучи в таких микроскопах заменяют поток электронов, имеющий при определенных ускорениях длину волны около 0,005 нм, т.е. Почти в 100000 раз меньше длины волны видимого света.

Открытие мира м.о. произошло в XVII в. Первооткрывателем микробов явился АНТОНИЙ ЛЕВЕНГУК (1632 -- 1723), купец по профессии, который стал крупнейшим натуралистом своего времени. Овладев искусством шлифования стекол, он изготовил линзы, которые давали большие увеличения. С их помощью Левенгук обнаружил мельчайших «живых зверьков» animalculae vivae в дождевой воде, зубном налете, загнившем мясе и других предметах. Свои наблюдения он обобщил в книге «Тайны природы, открытые А. Левенгуком». (1695 г.). Он создал микроскоп и первые рисунки бактерий из зубного налета (1676 г.)

ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ микробиологии:

Эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический, современный (молекулярно-генетический)

Исторические периоды:

1. Начальный период, который охватывает период второй половины XVIII в. - середины XIX в. Он связан с созданием А.Левенгуком простейшего микроскопа и открытием микроскопических существ, не видимых глазом человека.

2. Пастеровский период (вторая половина XIX в.), связанный с именем Луи Пастера, характеризуется становлением и развитием микробиологии и иммунологии как самостоятельной единой естественнонаучной дисциплины, имеющей свои объекты и оригинальные методы их исследования.

3. Третий период, охватывающий первую половину XX в., характеризуется дальнейшим развитием микробиологии и иммунологии и становлением вирусологии -- науки о вирусах, особой форме живой материи.

4. Современный период, начало которому было положено в середине текущего столетия научно-технической революцией в естествознании.

3. Луи Пастер, его открытия в области микробиологии

1856 г. - болезнь пива и вина

1857 г. - брожение

1860 г. - самопроизвольное зарождение

1868 г. - болезнь шелковичных червей

1880-1885 гг. - метод приготовления вакцин

1885 г. - вакцинация против бешенства

Развивающаяся винодельческая промышленность Франции и других стран требовала решения ряда биотехнологических вопросов. В частности, выяснения и устранения причин скисания вина. Люди в течение двух тысячелетий получили виноградное вино с помощью спиртового брожения. Однако его природа оставалась загадкой. В области медицины также назрела необходимость установления причин нагноения ран и природы заразных заболеваний. История терпеливо ждала своего гниения, которым оказался молодой французский химик ЛУИ ПАСТЕР ( 1822 -- 1895).

Л.Пастер экспериментально доказал, что спиртовое брожение вызывается определенными видами микроорганизмов, а скисание вина связано с попаданием в виноградный сок посторонних видов, вызывающих уксусное брожение. Для борьбы с ним он предложил метод термической обработки виноградного сока.

Полученные данные позволили Пастеру допустить, что инфекционные болезни человека представляют по сути «брожение соков организма», вызванное определенными микроорганизмами. Они же являются виновниками гнойных послеоперационных осложнений.

Работая с микроорганизмами -- возбудителями куриной холеры, он получил культуры, потерявшие болезнетворные свойства. Прививка здоровым птицам такового штамма предохраняла их от последующего заражения болезнетворными возбудителями. Пастер назвал данный метод вакцинацией в честь Э.Дженнера, который еще в 1791 г. использовал прививки материала, взятого от больных оспой коров (осповакцины) для предупреждения заболеваний натуральной оспой среди людей.

Вершиной всей научной деятельности Пастера и апофеозом торжества микробиологической науки стали исследования, закончившиеся в 1886 г. изготовлением вакцины против бешенства. Хотя Пастеру не удалось обнаружить возбудителя бешенства у больных собак, он доказал, что последний находится в головном мозге больных животных. Из мозга зараженного бешенством кролика Пастер приготовил вакцину, которую случай помог ему испытать на мальчике, искусанном бешеном волком. Результат произошел все ожидания -- мальчик остался жив. В Париж из разных стран стали прибывать люди, искусанные бешеными животными. Они искали спасение в лаборатории Пастера, вследствие чего потребовались большие количества вакцин. Одной из первых стран, где было налажено производство антирабической вакцины по методу Пастера, оказалась Россия. В июне 1886 г. И.И.Мечников и Н.Ф.Гамалея организовали в Одессе лабораторию, в которой начали проводить прививки против бешенства.

Эта лаборатория в честь Пастера была названа Патеровской станцией.

Гениальные идеи и открытия Л.Пастера составили целую эпоху в биологии и медицине и нашли широкое практическое применение. Он явился основоположником микробиологии как фундаментальной науки, так и основателем французской школы микробиологов, которая оказала существенное влияние на развитие микробиологии в других странах и прежде всего в России.

4. Работы Р. Коха и их значение для микробиологии и инфекционной патологии

1-введение в практику анилиновых красителей

2- использование в микроскопии иммерсионной системы и конденсора

3- разработка метода культивирования на биологических жидкостях и плотных питательных средах

4- разработка метода дробных пересевов

5- открытие возбудителя сибирской язвы, холеры, туберкулеза и туберкулина.

Немец. Ученый РОБЕРТ КОХ (1843 -- 1910). Кох начал свои исследования в то время, когда роль микроорганизмов в этиологии инфекционных заболеваний подвергалась серьезным сомнениям. Для ее доказательства требовались четкие критерии, которые были сформулированы Кохом и вошли в историю под названием «триады Генле -- Коха». Суть триады заключалась в следующем: 1) предполагаемый микроб-возбудитель всегда должен обнаруживаться только при данном заболевании, не выделяться при других болезнях и от здоровых лиц; 2) микроб-возбудитель должен быть выделен в чистой культуре; 3) чистая культура данного микроба должна вызвать у экспериментальных зараженных животных заболевание с клинической и патологической картиной, аналогичной заболеванию человека. Практика показала, что все три пункта имеют относительное значение, поскольку далеко не всегда удается выделить возбудителя болезни в чистой культуре и вызвать у подопытных животных заболевание, свойственное человеку. Кроме того, болезнетворные микроорганизмы были найдены у здоровых людей, особенно после перенесенного заболевания. Тем не менее на ранних этапах развития и формирования медицинской микробиологии, когда из организма больных выделяли многих микроорганизмов, не имеющих отношения к данной болезни, триада сыграла важную роль для установления истинного возбудителя заболевания. Исходя из своей концепции, Кох оканчательно доказал, что ранее обнаруженный у животных, больных сибирской язвой, микроорганизм отвечает требованиям триады и является истинным возбудителем данного заболевания. Попутно Кох установил способность сибиреязвенных бактерий образовывать споры.

Велика роль Коха в разработке основных методов изучения микроорганизмов. Так, он ввел в микробиологическую практику метод выделения чистых культур бактерий на твердых питательных средах, впервые использовал анилиновые красители для окраски микробных клеток и применил для их микроскопического изучения иммерсионные объективы и микрофотографирование.

В 1882 г. Кох доказал, что выделенный им микроорганизм является возбудителем туберкулеза, который был впоследствии назван палочкой Коха. В 1883 г. Кох с сотрудниками выделил возбудителя холеры -- холерный вибрион (вибрион Коха). С 1886 г. Кох полностью посвящает свои исследования поискам средств, эффективных для лечения или профилактики туберкулеза. В ходе этих исследований им был получен первый противотуберкулезный препарат -- туберкулин, представляющий собой вытяжку из культуры туберкулезных бактерий. Хотя туберкулин не обладает лечебным действием, его с успехом применяют для диагностики туберкулеза. Научная деятельность Коха получила мировое признание, и в 1905 г. ему была присуждена Нобелевская премия по медицине. Используя методы, разработанные Кохом, французские и немецкие бактериологи открыли многие бактерии, спирохеты, и простейшие -- возбудители инфекционных болезней человека и животных. Среди них возбудители гнойных и раневых инфекций: стафилококки, стрептококки, клостридии анаэробной инфекции, кишечная палочка и возбудители кишечных инфекций (брюшнотифозная и паратифозные бактерии, дизентерийные бактерии Шига), возбудитель кровяной инфекции -- спирохета возвратного тифа, возбудители респираторных и многих других инфекций, в том числе вызванных простейшими (плазмодии малярии, дизентирийная амеба, лейшмании). Этот период называют «золотым веком» микробиологии.

5. Роль отечественных ученых в развитии микробиологической науки (И.И. Мечников, Д.И. Ивановский, Г.Н. Габричевский, С.Н. Виноградский, В.Д. Тимаков, Н.Ф. Гамалея, Л.А. Зильбер, П.Ф. Здродовский, З.В. Ермольева)

Одним из основоположников иммунологии явился И.И.МЕЧНИКОВ (1845-1916) -- создатель фагоцитарной, или клеточной, теории иммунитета. Открытие И.И. Мечникова (1845-1916), сделанное им в Мессине в 1882 г. при изучении реакции личинки морской звезды на введение в нее шипа розы. Это был тот счастливый случай, когда случайное наблюдение попало на подготовленный ум и привело И.И. Мечникова к созданию учения о фагоцитозе, воспалении и клеточном иммунитете. Вклад ПАУЛЯ ЭРЛИХА (1854-1915) в развитие иммунологии, -становление и развитие химиотерапии. Этот ученый впервые сформулировал понятия об активном и пассивном иммунитете и явился автором всеобъемлющей теории гуморального иммунитета, в котором объяснялось как происхождение антител, так и их взаимодействие с антигенами.. Открытия Эрлиха: 1. использование в практике лечения малярии метиленового синего 2. использование трипанового красного для лечения трипаносома 3. открытие сальварсана (1907 г.) 4. разработка метода определения активности антитоксических сывороток и изучение взаимодействия антиген-антитела 5. теория гуморального иммунитета. Конец XIX в. ознаменовался эпохальным открытием царства Vira. Первым представителем этого царства явился вирус табачной мозаики, поражающий листья табака, открытый 12 февраля 1892 г. сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета Д.И.ИВАНОВСКИМ, вторым -- вирус ящура, вызывающий одноименное заболевание у домашних животных, открытый в 1898 г. Ф.Леффлером и П.Фрошем. Однако эти открытия не могли быть в то время по достоинству оценены и остались едва замеченными на фоне блестящих успехов бактериологии. Российский бактериолог Г.Н.ГАБРИЧЕВСКИЙ (1860-1907), который в 1895 г. возглавил открытый на частные средства Бактериологический институт при Московском университете. Он работал в области специфического лечения и профилактики скарлатины, возвратного тифа. Его стрептококковая теория происхождения скарлатины в конечном итоге завоевала всеобщее признание. Габричевский (1860-1907) ввел в России серотерапию, изучал механизмы невосприимчивости к возвратному тифу, дифтерии, скарлатине. С.Н.ВИНОГРАДСКИЙ, открыл серо- и железобактерии, нитрифицирующие бактерии -- возбудители процесса нитрификации в почве. Он основал роль микроорганизмов в сельском хозяйстве. В.Д. ТИМАКОВ (1905-1977) является одним из основателей учения о микоплазмах и L-формах бактерий, занимался генетикой микроорганизмов, бактериофагией, профилактикой инфекционных болезней. В.Д. Тимаков защищает кандидатскую диссертацию, посвященную профилактическим препаратам против кишечных инфекций. Одно из основных направлений научной деятельности В.Д. Тимакова посвящено генетике микроорганизмов. В.Д. Тимаков считал необходимым использовать генетические пути анализа для решения медицински значимых микробиологических и эпидемиологических проблем. Выдающийся русский микробиолог Н.Ф.ГАМАЛЕЯ (1859-1949), который еще в 1886 г. работал у Пастера по бешенству, совместно с Мечниковым и Бардахом основал первую в России бактериологическую станцию, где изготавливалась антирабическая вакцина и проводилась вакцинация людей против бешенства. Н.Ф.Гамалея -- автор многих научных работ, посвященных бешенству, холере и другим проблемам микробиологии и иммунологии. Л.А.ЗИЛЬБЕР (1894-1966) является основателем вирусной теории происхождения опухолей, выделил возбудителя дальневосточного клещевого энцефалита. П.Ф. ЗДРОДОВСКИЙ (1890-1976) занимался проблемой риккетси- озов, малярии, бруцеллеза и регуляции иммунитета. Зинаида Виссарионовна ЕРМОЛЬЕВА -- создатель первого отечественного антибиотика. Из всех достижений научно-технического прогресса наибольшее значение для сохранения здоровья людей и увеличения продолжительности их жизни имеет, несомненно, открытие антибиотиков и в первую очередь пенициллина. Одним из важных направлений научной деятельности Зинаиды Виссарионовны является изучение холеры, новые методы лабораторной диагностики, лечения и профилактики холеры. Значительную часть своей научной работы Зинаида Виссарионовна посвятила выделению и изучению веществ, оказывающих антибактериальное действие. Первое такое вещество под названием "лизоцим" было выделено З. В. Ермольевой совместно с И. С. Буяновской еще в 1929 г. Как показали результаты дальнейших исследований, лизоцим встречается во многих тканях, как животного, так и растительного происхождения. В 1960 г. группа ученых, возглавляемая З. В. Ермольевой, впервые в нашей стране получила противовирусный препарат интерферон. Этот препарат был применен впервые для лечения тяжелой формы гриппа в 1962 г. и как профилактическое средство. Препарат применяется и в настоящее время для профилактики гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций, а также для лечения ряда вирусных заболеваний в глазной и кожной практик.Во время ВОВ (1942) З. В. Ермольевой и ее сотрудниками во Всесоюзном институте эпидемиологии и микробиологии был найден активный продуцент пенициллина и выделен первый отечественный пенициллин -- крустозин.



6. Открытие вирусов Д.И. Ивановским и его значение в возникновении и развитии вирусологии. Этиологическая роль вирусов в патологии человека

История вирусологии началась в конце 19 в. Первооткрывателем вирусов был Д. И. ИВАНОВСКИЙ (1892), который показал, что возбудитель мозаичной болезни табака способен проходить через фильтр, задерживающий самые мелкие бактерии, и не растёт на искусств. питательных средах. Различил ранее смешиваемые так называемые рябуху, возбудителем которого является грибок, и мозаичную болезнь. Выяснил (1892), что возбудитель мозаичной болезни, в отличие от бактерий, невидим в микроскоп при самом сильном увеличении, проходит через фарфоровые фильтры и не растет на обычных питательных средах. Обнаружил в клетках больных растений кристаллические включения («кристаллы Ивановского»), открыв, таким образом, особый мир возбудителей заболеваний небактериальной и непротозойной природы, названных впоследствии вирусами. Ивановский рассматривал их как мельчайшие живые организмы. Ивановский опубликовал работы об особенностях физиологических процессов в больных растениях, влиянии кислорода на спиртовое брожение у дрожжей, состоянии хлорофилла в растениях, его устойчивости к свету, значении каротина и ксантофилла, по почвенной микробиологии. Д.И.Ивановский показал, что заболевание табака - табачная мозаика - может быть перенесено от больных растений к здоровым, если их заразить соком больных растений, предварительно пропущенным через специальный фильтр, задерживающий бактерии. Возбудитель мозаичной болезни называется Д. И. Ивановским то «фильтрующимися бактериями», то микроорганизмами, и это понятно, так как сформулировать сразу существование особого мира вирусов было весьма трудно. В 1898 году М. Бейеринк подтвердил данные Д.И.Ивановского и высказал гипотезу о том, что заболевание вызывается не бактерией, а принципиально новым, отличным от бактерий, инфекционным агентом. Он назвал его contagium vivum fluidum (жидкое заразное начало), другими словами - фильтрующийся вирус (термин «virus» - от лат. «яд», «ядовитое начало» - употребляли тогда для обозначения инфекционного начала любой болезни). Ивановский работал в области почвенной микробиологии, физиологии и анатомии. Научная деятельность Ивановского сочеталась с педагогической: он был прекрасным лектором и педагогом, воспитавшим не одно поколение студентов Петербургского, Варшавского и Донского университетов.

ЭТИОЛОГИЯ - учение о причинах и условиях возникновения и развития заболеваний и патологических процессов. ЭТИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР (ЭФ) - главный, ведущий, вызывающий фактор, без наличия которого не было бы заболевания (например, палочка Коха при туберкулезе). Этиологический фактор бывает простым (механическое воздействие) или комплексным (поражающие факторы ядерного взрыва), действующим длительно, в течение всего заболевания (микробы, вирусы, токсины), или только запускающим патологический процесс (тепловой фактор при ожоге).

7. Предмет, задачи и разделы медицинской микробиологии. Методы применяемые в микробиологии.

М.О. являются возбудителями инфекционных болезней.

МИКРОБИОЛОГИЯ (греч.mikros -- малый, лат.bios -- жизнь) -- наука, предметом изучения которой являются микроскопические существа, названные микроорганизмами, или микробами, их биологические признаки, систематика, экология, взаимоотношения с другими организмами, населяющими нашу планету, - животными, растениями и человеком.

МИКРОБИОЛОГИЯ -- наука, которая изучает микробы во всем многообразии их отношений с организмом человека.

В процессе развития микробиологии были разработаны оригинальные методы исследования, многие заимствованы из других дисциплин -- биофизики, биохимии, генетики, цитологии и т.д.

За всю историю своего развития перед микробиологией так же, как и другими естественными науками, стояли определенные цели и задачи, успешное развитие которых способствовало научному и общественному прогрессу всего человечества. Это в свою очередь стимулировало развитие специализированных РАЗДЕЛЫ микробиологии: общая, техническая, с\х, ветеринарная, медицинская, санитарная, морская, космическая микробиология.

ОБЩАЯ микробиология изучает наиболее общие закономерности, свойственные каждой группе перечисленных микроорганизмов: структуру, метаболизм, генетику, экологию и т.д. Основной задачей ТЕХНИЧЕСКОЙ (промышленной) микробиологии является разработка биотехнологии синтеза микроорганизмами биологически активных веществ: белков, витаминов, ферметов, спиртов, органических кислот, антибиотиков и др. СЕЛЬСКО ХОЗЯЙСТВЕННАЯ микробиология занимается изучением микроорганизмов, которые участвуют в круговороте веществ, используются для изготовления удобрений, вызывают заболевания растений, и другими проблемами.

ВЕТЕРИНАРНАЯ микробиология изучает возбудителей заболеваний животных, разрабатывает методы их биологической диагностики, специфической профилактики и этиотропного лечения, направленного на уничтожение микробов-возбудителей в организме больного животного.

Предметом изучения МЕДИЦИНСКОЙ микробиологии являются болезнетворные (патогенные) и условно-патогенные для человека микроорганизмы, а также разработка методов микробиологической диагностики, специфической профилактики и этиотропного лечения вызываемых ими инфекционных заболеваний.

Однако с медицинской микробиологией сформировалась иммунология, которая занимается изучением специфических механизмов защиты организмов людей и животных от болезнетворных микроорганизмов и другими проблемами.

Предметом изучения САНИТАРНОЙ микробиологии, тесно связанной с медицинской и ветеринарной микрбиологией, является санитарно-микробиологическое состояние объектов окружающей среды, пищевых продуктов и напитков.

Морская и космическая микробиология изучает соответственно микрофлору морей и водоемов и космического пространства и других планет.

ЗАДАЧИ медицинской микробиологии:

1. установление этиологической (причинной) роли микроорганизмов в норме и патологии.

2. разработка методов диагностики, специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний, индикации (выявления) и индефикации (определения) возбудителей.

3.бактериологический и вирусологический контроль окружающей среды, продуктов питания, соблюдения режима стерилизации и надзор за источниками инфекции в лечебных и детских учреждениях.

4.контроль за чувствительностью микроорганизмов к антибиотикам и другим лечебным препаратам, состоянием микробиоценозов (микрофлорой) поверхностей и полостей тела человека. (1.изучение микроорганизмов; 2.патогенез действия микроорганизмов; 3.происхождение микроорганизмов).

Основные МЕТОДЫ микробиологии: микроскопический (фазово-контрастная, темнопольная, люминисцентная, электронная, окраска по Романовскому-Гимзе) -- с использованием приборов для микроскопии. Определяет форму, размеры, взаиморасположение микроорганизмов, их структуру, способность окрашиваться определенными красителями. микробиологический (бактериологический, микологический, вирусологический) -- выделение чистой культуры и ее идентификация. серологический (сыворотка) аллергологический биологический -- заражение лабораторных животных с воспроизведением инфекционного процесса на чувствительных моделях (биопроба). хемотоксонамический молекулярно-биологический ( ПЦР, ЛЦР, саузернблоттинг и нозенблоттинг, ДНК-ДНК-

8. Методы микроскопии; с иммерсионным объективом, в темном поле, фазово-контрастная, люминесцентная микроскопия. Электронный микроскоп

Методы микроскопического исследования используют для изучения формы и структуры клетки, подвижности микробов. Микроскопия в световом оптическом микроскопе.Световой микроскоп состоит из механической и оптической части. Механическая часть микроскопа - это штатив, состоящий из основания и колонки, к которой прикреплены тубус и предметный столик. В колонке имеются две винтовые системы для установки тубуса. Оптическая часть микроскопа состоит из осветительного аппарата, объективов и окуляров. Осветительный аппарат расположен под предметным столиком. В большинстве микроскопов свет отражается от зеркала и, пройдя через линзы конденсора, фокусируется в плоскости препарата. В современных микроскопах освещение достигается с помощью вмонтированного в микроскоп источника света. Объективы представляют собой систему линз в металлической оправе. Передняя (фронтальная) линза - самая маленькая. От нее главным образом зависит увеличение микроскопа. Расположенные за ней линзы называются коррекционными, так как они предназначены для устранения недостатков оптического изображения. При микроскопии объектив погружают в каплю масла, поэтому объектив называют иммерсионным (лат. immercio - погружение), а масло - иммерсионным маслом. Иммерсионный объектив требует особо осторожного обращения. Фронтальная линза имеет настолько короткое фокусное расстояние до исследуемого объекта, что опускать объектив нужно медленно, глядя сбоку, чтобы не раздавить препарат, что связано с порчей линзы. Окуляры имеют две линзы: верхняя называется глазной г нижняя -собирательной. Окуляры обозначают по тому увеличению, которое они дают, например: х7, х10, х15. Предел разрешения оптического микроскопа равен 0,2 мкм.

Микроскопия в темном поле. Для микроскопии в темном поле применяются особые конденсоры, у которых центральная часть линзы затемнена, за исключением узкой полоски по периферии. Кроме того, боковые поверхности конденсора представляют собой не прямую линию, а параболу. Внутренняя поверхность такого темнопольного параболоид-конденсора зеркальная. Лучи света попадают в темнопольный конденсор только через узкую полоску по периферии линзы. Затем они отражаются от его зеркальной поверхности и, если в поле зрения нет никакого объекта, то ни один луч не попадает в объектив. Поле зрения кажется совершенно черным. Если же в поле зрения есть какие-то объекты, например, микробы, то лучи, отраженные от них, попадают в объектив, и их можно видеть светящимися на темном фоне. Это явление подобно тому, которое наблюдается в комнате с затемненными окнами, когда в косых лучах света, проникающих через щель, видны танцующие пылинки, при обычном освещении невидимые (феномен Тиндаля). За неимением специального темнопольного конденсора можно обычный конденсор превратить в темнопольный, поместив между его линзами кружок черной бумаги, немногим меньше по диаметру линзы конденсора. В таком "приспособленном" конденсоре можно наблюдать достаточно ясно живых светящихся микробов, но поле зрения будет не черным, а серым. Преимущество микроскопии в темном поле зрения состоит в том, что при этом можно видеть объекты более мелкие. Кроме того, в темном поле зрения лучше наблюдать в живом состоянии такие микробы, как лептоспиры, которые в водной среде не преломляют света и поэтому в проходящем свете совершенно прозрачны.

Фазовоконтрастная микроскопия. При прохождении через непрозрачные объекты, такие как окрашенные препараты микроорганизмов, амплитуда световых волн уменьшается. Такие изменения, называемые амплитудными, улавливаются человеческим глазом. Поэтому окрашенные микробы видны в обычном микроскопе. Объекты, разные по плотности, но одинаковые по прозрачности, не меняют амплитуды световых волн, а только изменяют фазу. Такие фазовые изменения человеческий глаз не способен уловить. Поэтому живые клетки микробов, их структурные элементы в живом состоянии прозрачны в проходящем свете и для нас невидимы. Фазовоконтрастный микроскоп превращает фазовые изменения в амплитудные. Поэтому структурные элементы с различной плотностью выглядят как более светлые и более темные. Это позволяет наблюдать не только фазовые объекты целиком, но и структурные элементы микробов. Фазовоконтрастная микроскопия осуществляется с помощью обычного светового микроскопа, в котором заменяют объективы и конденсор на специальные - фазово-контрастные. Люминесцентная микроскопия. Люминесценция - это свечение объекта за счет поглощенной световой энергии коротковолновой или ультрафиолетовой части спектра. Большинство м.о. не обладает собственной люминесценцией, поэтому пользуются наведенной люминесценцией путем обработки микробов флюорохромами. Чаще всего используют акридин-оранж, аурамин, изоцианат флюоресцеина, которые светятся под влиянием ультрафиолетовых лучей. Некоторые флюорохромы избирательно связываются с определенными структурами, такими, как ядро, цитоплазма, включения. Таким образом, можно дифференцировать эти структуры. Препараты, обработанные флюорохромами, микроскопируют в специальных люминесцентных микроскопах, в которых объекты исследуются в ультрафиолетовых лучах. Люминесцентная микроскопия используется для реакции иммунофлюоресценции (РИФ). В этой реакции для определения вида микробов препарат-мазок из исследуемого материала обрабатывают специфической антисывороткой, соединенной с флюорохромом. Если в материале содержатся микробы, соответствующие антисыворотке, то при микроскопии препарата в люминесцентном микроскопе наблюдается свечение микробов.

Электронная микроскопия. Возможности разрешающей способности светового микроскопа ограничены не качеством линз, а длиной волны видимого света. В электронном микроскопе вместо световых лучей используется поток электронов. Источником электронов является раскаленная вольфрамовая нить. Роль линз в электронном микроскопе выполняет круговое магнитное поле. Возникновение изображения на экране обусловлено тем, что различные части исследуемого объекта обладают неодинаковой проницаемостью для электронов. Электроноплотные участки выглядят темными, электронопрозрачные - светлыми. С помощью электронного микроскопа можно наблюдать вирусы, детали морфологии микробов. Используя метод иммуноэлектронной микроскопии (ИЭМ), можно видеть и сфотографировать вирусы с присоединившимися к ним антителами.

9. Основные принципы систематики бактерий. Таксономические категории. Принципы классификации. Понятие о виде, критерии вида как основной таксономической единице. Подвид, инфравид (биовар, серовар, хемовар, фаговар), культура, популяция, штамм, клон (определение понятий)

Виды, связанные генетическим родством, объединяют в роды, роды -- в семейства. Высшими таксономическими категориями являются царства и подцарства.

Согласно современной систематике, патогенные (болезнетворные) бактерии относятся к надцарству прокариотов (Procaryotae), царству эукариот (Eucaryotae), грибы -- к царству микота (Mycota), простейшие -- к царству Protozoa, вирусы -- к царству Vira.

В основе современной систематики м.о. лежат фенотипические признаки: морфологичеческие, физиологические, биохимические. Морфологические характеризуют форму и структуру микробной клетки; физиологические -- особенности роста микроорганизма на искусственных питательных средах в определенных условиях культивирования (температура, рН и др.), а также морфологию колоний на твердых средах и характер роста на жидкой среде; биохимические -- тип окислительного и пластического метаболизма, ферментацию углеводов, протеолитические и другие признаки.

В настоящее время используют:

Нумерическая таксономия признает равноценность всех фенотипических признаков. Для ее применения необходимо иметь информацию о многих десятках признаков. Видовая принадлежность исследуемого микроорганизма устанавливается по числу совпадающих признаков. Расчеты проводятся с помощью компьютера. Трудности получения информации о многочисленных признаках исследуемого микроорганизма ограничивает возможность применения нумерической таксономии.

Для хемотаксонамии применяют физико-химические и биохимические методы: газовожидкостная хроматография, электрофорез и другие, с помощью которых исследуют липидный, аминокислотный состав (протеиновые профили) микробной клетки и ее компонентов, напр., клеточной стенки.

Генотаксономия основана на генетических признаках, которые устанавливаются в опытах трансформации, трансдукции и конъюгации, а также анализе внехромосомных факторов наследственности -- плазмид, транспозонов и фагов.

Серотаксономия основана на определении соответствующих антигенов, содержащихся в вбактериальной клетки с помощью диагностических сывороток. Данный метод особенно часто применяется в медицинской микробиологии.

- классификация бактерий по источнику питания ( аутотрофы и гетеротрофы)

- классификация бактерий по источнику энергии ( фототрофы и хемотрофы)

- классификация бактерий по способу углеродного питания (фотолитотрофы, хемолитотрофы, хемоорганотрофы, прототрофы и ауксотрофы)

Вид -- совокупность микроорганизмов, имеющих общий корень происхождения и максимально близкие фенотипические признаки и свойства.

( Вид -- эволюционно сложившаяся совокупность особей, имеющих единый тип организации, который в стандартных условиях проявляется сходными фенотипическими признаками: морфологическими, физиологическими, биохимическими и др.) Однако генетичские механизмы, лежащие в основе изменчивости микроорганизмов, обеспечивают только относительную стабильность перечисленных признаков, которые в пределах одного и того же вида могут варьировать.

Отсюда сложившееся понятие о вариантах (варах) микроорганизмов, отличающиеся отдельными признаками от стандартных видов. Так, различают морфовары (отличаются по морфологическим признакам), биовары (по биологическим признакам), ферментовары ( по ферментативным признакам), резистенсвары (резистентностью к антибиотикам), фаговары (к фагам), серовары (по антигенной структуре), эковары (по экологическим нишам), патовары (по патогенности).

Домен>царство>тип>класс>порядок>семейство>род>вид>подвид.

Колония -- скопление бактерий одного вида на (или в) плотной питательной среде.

Чистая культура -- популяция состоящая из особей одного вида. (из олной микробной клетки на искусственной питательной среде)

Штамм -- чистые культуры микробов одного вида, полученные из разных источников или из одного источника в разное время.

Клон -- культура микроорганизмов, полученная из одной клетки.

Популяция -- совокупность особей одного вида, обитающих в пределах биотопа (территориально ограниченный участок биосферы с относительно однородными условиями жизни).

(В микробиологии широко применяются специальные термины: штамм, клон, чистая культура. Штамм -- культура, выделенная из определенного источника, или из одного и того же источника в разное время. Обычно штаммы обозначают либо протокольными номерами, либо по источнику выделения (человек, животное, внешняя среда), либо по местности (городу), где он был выделен. Штаммы одного и того же вида могут быть идентичными или различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы вида. Клоном называют культуру микроорганизма, выделенную из одной клетки (одноклеточная культура). Чистая культура представляет собой микробные особи одного и того же вида, выращенные из изолированной колонии, выращенной на твердой питательной среде.)

10. Формы бактерий. Морфология, ультраструктура, химический состав бактериальной клетки. Основные отличия прокариот от эукариот. Субклеточные формы бактерий; протопласты, сферопласты, L-формы бактерий.

Различия прокариот и эукариот. У прокариот (доядерные организмы-примитивное ядро без оболочки, ядрышка, гистонов, а в цитоплазме отсутствуют высокоорганизованные органеллы-митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы, хлоропласты и др.) нет мембран, с помощью которых органеллы микробной клетки ( ядро, митохондрии, рибосомы и др

Шаровидные бактерии -- кокки имеют правильную сферическую или эллипсовидную форму. Одни из них располагаются беспорядочно (микроккоки), другие парами (диплококкки), третьи -- цепочками из трех и более кокков (стрептококки) или восьми (сарцины) кокков. Одиночно расположенные кокки - микрококки, расположенные попарно - диплококки. К патогенным диплококкам относятся пневмококки, имеющие ланцетовидную форму, и бобовидные диплококки - менингококки и гонококки. Стрептококки делятся в одной плоскости и после деления не расходятся, образуя цепочки (греч. streptos - цепочка). Патогенные стрептококки являются возбудителями гнойно-воспалительных заболеваний, ангины, рожи, скарлатины. Тетракокки образуют сочетания из четырех кокков в результате деления в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, сарцины (лат. sarcio - связывать) образуются при делении в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и имеют вид скоплений по 8-16 кокков. Стафилококки в результате беспорядочного деления образуют скопления, напоминающие гроздь винограда (греч. staphyle - виноградная гроздь).

Палочковидные бактерии, имеющие цилиндрическую форму. Они могут беспорядочно располагаться в виде одиночных клеток, парами -- диплобактерии, в виде цепочек -- стрептобактерии. Патогенные виды относятся ко всем перечисленным формам палочковидных бактерий. Палочковидные бактерии (греч. bacteria - палочка), способные образовывать споры, называют бациллами в том случае, если спора не шире самой палочки, и клостридиями, если диаметр споры превышает диаметр палочки. Палочки, неспособные к спорообразованию, называют бактериями.

Извитые формы бактерий представлены изогнутыми палочками, изгибы которых имеют один (холерный вибрион) или несколько оборотов (кампилобактерии) спирали. Извитые формы -- вибрионы и спириллы, а также спирохеты. К извитым формам также относятся кампилобактеры, похожие под микроскопом на крылья летящей чайки.

Вибрионы имеют вид слегка изогнутых палочек, спириллы -- извитую форму с несколькими спиральными завитками.

Ветвящиеся-актиномицеты.

Структурные элементы бактериальной клетки:

Постоянные: (клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, рибосомы, мезосомы, нуклеоид).

Непостоянные: капсула, жгутики, споры, включения, пили(ворсинки), плазмиды.

Бактериальная клетка окружена внешней оболочкой, которая состоит из капсулы и клеточной стенки.

Капсула несет многообразные ф-ции: защитную, предохраняя клетку от неблагоприятных условий среды обитания, также от повреждений и высыхания, защита от фагоцитоза и адгезивную, способствуя «прилипанию» к поверхности (рецепторам) клетки хозяина.

Клеточная стенка (КС) прочная, упругая структура, придающая бактерии определенную форму.

В конце 19 в. датским ученым Грамом была предложена диффер-ная окраска, благодаря кот-ой бактерии были разделены на две группы, названные грамм «+» и грамм «-». Грамм «+» бакт. удерживают генциановый фиолетовый в комплексе с йодом (сине-фиолетовая окраска бакт.) связана со свойством многослойного пептидогликана взаимодействовать с красителем. После обработки спиртом суживаются поры в пептидогликане и краситель задерживается в КС. У грамм «-» после воздействия спиртом утрачивается краситель и при обработке фуксином окраш. В красный цвет.

По строению клет.стенка:

-толстая -- грамм «+» м.о. (пневмококки, стрептококки, стафилококки, палочки, бациллы, клостридии, коринебактерии, минобактерии, бифидобактерии, актиномицеты), до 90% - это полимерное соединение пептидогликан, связанный с тейхоевыми кислотами, и слой белка.

-тонкая -- грамм «-» м.о. (менингококки, гонококки, вейлонеллы, палочки, вибрионы, камнилобактерии, хеликобактерии, спириллы, спирохеты, риккетсии, хламидии.) но сложнее по составу: состоит из тонкого слоя пептидогликана, липополисахаридов, белков; она покрыта наружной мембраной. Бактерии сферо-, протопластного типа, полностью или частично утратившие способность синтеза пептидогликана под влиянием а/б или др. факторов, но сохранившие спос-ть к размножению, получили название L-форм. L-формы возникают в рез-те мутаций.

Жгутики. Пили Цитоплазматическая мембрана расположена непосредственно под клеточной стенкой. Цитоплазма - внутреннее гелеобразное содержимое бактериальной клетки, пронизано мембранными структурами, создающими жесткую систему. В цитоплазме содержатся рибосомы (в которых осуществляется биосинтез белков), ферменты, аминокислоты, белки, рибонуклеиновые кислоты. Нуклеоид - это хромосома бактерий, двойная нить ДНК, кольцевидно замкнутая, связанная с мезосомой. Важнейшими химическими элементами клеточных структур бактериальной клетки органогены: водород, кислород, углерод, азот. Бактериальная клетка на 80% состоит из воды на 20% из сухого остаткаСухой остаток бактериальных клеток. 1. Белки (до 80%) - являются строительным материалом бактерий и входят в состав клеточной стенки, цитоплазмы, нуклеиновых кислот, ферментов. 2. Нуклеиновые кислоты -- ДНК и РНК. ДНК содержится в нуклеотиде и обеспечивает генетическую информацию. 3. Углеводы (до 15%) - являются источником энергии и строительным материалом. Углеводы представлены в бактериальной клетке в виде моно-, ди-, олигосахаридов и полисахаридов. 4. Жиры (липиды) -- являются запасными питательными веществами, источником энергии, строительным материалом. Липиды входят в состав ЦПМ, КС.

5. Минеральные вещества -- макроэлементы: калий, натрий, магний, железо -- учавствуют в процессах обмена. Микроэлементы: марганец, кобальт, медь и другие -- участвуют в синтезе ферментов.



11. Исследования микробов в окрашенном состоянии. Простые и сложные методы окраски бактерий. Описать методику и принцип окраски бактерий по Грамму. Перечислить граммположительные и граммотрицательные группы микроорганизмов.

В конце 19 в. датским ученым Грамом была предложена диффер-ная окраска, благодаря кот-ой бактперии были разделены на две группы, названные грамполож-ми и грамотриц-ми. Первые сравнительно прочно удерживают анилиновые красители и не обесцвечиваются спиртом, вследствии чего они окрашив-ся генциан- или кристалвиолетом в фиолетовый цвет. Возможно это связано с образ-ем нерастворимого в спирте комплекса генциан-виолета с йодом. Грамотриц-ые бактерии после обесцвечивания спиртом докрашиваются водным раствором фуксина в розовый цвет.

Грампол-ые микроорганизмы (пневмококки, стрептококки, стафилококки, палочки, бациллы, клостридии, коринебактерии, минобактерии, бифидобактерии, актиномицеты)

Грамотриц-е микроорганизмы (менингококки, гонококки, вейлонеллы, палочки, вибрионы, камнилобактерии, хеликобактерии, спириллы, спирохеты, риккетсии, хламидии.)

У Гр+ м.о. в составе КС- большое количество пептидогликана, он многослойный, на его долю приходится 80% от химического состава клеточной стенки. У Гр- пептидогликана всего 10% и он однослойный. Тейхоевые кислоты в стенке Гр+ имеются, у Гр- их нет. За счет этих 2 компонентов микроорганизмы окрашиваются разно: Гр+- в синий цвет (удерживают генцианвиолет). Гр- окрашиваются фуксином в красный цвет. Отношение к окраске - это тинкториальные свойства.

КС. Это внешняя структура бактерий толщиной 10-35 нм. Она несет в основном формообразующую и защитную функции. Главным компонентом КС бактерий является особый, только им присущий гетерополимер, который называется пептидогликаном. Это вещество состоит из параллельно чередующихся полисахаридных (гликановых) цепей, поперечно скрепленных пептидными связями. Пептидогликан придает клеточной стенке бактерий большую прочность и защищает их от действия осмотического давления, которое может достигать внутри клетки 20-25 атм.

При действии лизоцима, пенициллина и некоторых других веществ, разрушающих пептидогликан или нарушающих его синтез, бактерии вначале превращаются в сферопласты, а далее, полностью утратив клеточную стенку, - в бесформенные протопласты, быстро подвергающиеся плазмолизу. Дефектные по клеточной стенке бактерии, которые образуются в организме, обладают жизнеспособностью и патогенностью, называют L-формами в честь института Листера, где они были открыты.

Помимо пептидогликана, в клеточной стенке грамположительных бактерий содержатся тейхоевые кислоты, полисахариды и белки. Грамотрицательные бактерии покрыты наружной мембраной, в состав которой входят липополисахариды и базальные белки.

Для окраски по Граму необходимо подготовить: 1) феноловый раствор генцианового фиолетового (генцианвиолет - 1 г, этанол 96 % - 10 мл, фенол кристаллический - 2 г, вода дистиллированная - 100 мл); 2) раствор Люголя - концентрированный раствор калия иодида (2 г), в котором растворяют кристаллический йод (1 г), а затем прибавляют дистиллированную воду (300 мл); 3) этанол 96 %; 4) водный фуксин Пфейффера.

Техника окраски по Граму. 1. Фиксированный мазок 1-2 мин окрашивают раствором генцианвиолета (по методу Синева его покрывают пропитанной тем же красителем полоской фильтровальной бумаги, которую смачивают 2-3 каплями воды). 2. Слив генцианвиолет (сняв полоску бумаги Синева), мазок 1 мин обрабатывают раствором Люголя и, не промывая водой, сливают его. 3. Обесцвечивают спиртом в течение 0,5 мин, промывают водой. 4. Окрашивают 1-2 мин фуксином Пфейффера. 5. Мазок ополаскивают водой и высушивают.

Простые и сложные методы окраски микроорганизмов. Способы окраски спор, жгутиков, капсул, включений.

Для окрашивания препаратов пользуются кислыми, щелочными и нейтральными анилиновыми красителями. Наиболее широкое применение нашли основной и кислый фуксин, метиленовый синий, генцианвиолет и везувин.

Простой способ окраски мазков производится водным фуксином Пфейффера и метиленовым синим Леффлера. Готовят водный фуксин из фенолового фуксина Циля, разводя его дистиллированной водой в соотношении 1:10. Состав РАСТВОРА ФУКСИНА ЦИЛЯ: основной фуксин - 1 г; спирт этиловый 96 % - 10 мл; фенол кристаллический - 5 г; глицерин - несколько капель; вода дистиллированная - 100 мл.

Метиленовый синий Леффлера готовят, прибавляя к 30 мл насыщенного раствора метиленового синего (10 г метиленового синего в 100 мл 96 % этилового спирта) 1 мл 1% NaOH или KOH и 100 мл дистиллированной воды.

После окрашивания красители сливают, препарат промывают водой и высушивают между листками фильтровальной бумаги. На сухой мазок наносят каплю масла и микроскопируют с использованием иммерсионного объектива оптического микроскопа.

При сложных методах окраски мазков применяют два-три различных по цвету красителя, что позволяет дифференцировать микробы и выявить некоторые нюансы в деталях их строения. К таким методам относят окраску по Граму, Цилю-Нельсену, Нейссеру, Бурри-Гинсу, Романовскому-Гимзе и некоторые другие.

Мазок для люминесцентной микроскопии готовят обычным образом, фиксируют в ацетоне и наносят на него флюорохром на 20-30 мин. Сделанный препарат промывают проточной водой, покрывают покровным стеклом и микроскопируют.

...