Мікробіологія вивчає будову, життєдіяльність, умови життя та розвитку дрібних організмів, званих мікробами, або мікроорганізмами. Мікроби були відкриті голландцем А. Левенгуком (1632-1723) наприкінці XVII ст., коли він виготовив перші лінзи, що давали збільшення у 200 і більше разів. Мікроби — це найдрібніші, переважно одноклітинні живі організми, видимі лише у мікроскоп. Розмір мікроорганізмів вимірюється в мікрометрах – мкм (1/1000 мм) та нанометрах – нм (1/1000 мкм). Мікроби характеризуються величезною різноманітністю видів, що відрізняються будовою, властивостями, здатністю існувати у різних умовах середовища. Вони можуть бути одноклітинними, багатоклітинними і неклітинними. Мікроби поділяють на бактерії, віруси та фаги, гриби, дріжджі. Окремо виділяють різновиди бактерій - рикетсії, мікоплазми, особливу групу складають найпростіші (протозої). Бактерії — переважно одноклітинні мікроорганізми розміром від десятих часток мікрометра, наприклад мікоплазми, до кількох мікрометрів, а спірохет — до 500 мкм. Розрізняють три основні форми бактерій - кулясті (коки), паличкоподібні (бацили та ін), звивисті (вібріони, спірохети, спірили) (рис. 1). Кулясті бактерії (коки) зазвичай мають форму кулі, але можуть бути трохи овальної або бобовидної форми. Коки можуть розташовуватися поодинці (мікрококи); попарно (диплококи); у вигляді ланцюжків (стрептококи) або виноградних грон (стафілококи), пакетом (сарцини). Стрептококи можуть викликати ангіну і бешихове запалення, стафілококи - різні запальні та гнійні процеси. Мал. 1.Форми бактерій: 1 - мікрококи; 2 - стрептококи; 3 - сардини; 4 - палички без суперечок; 5 - палички зі спорами (бацили); 6 - вібріони; 7- спірохети; 8 - спірили (зі джгутиками); стафілококи Паличкоподібні бактерії найпоширеніші. Палички можуть бути одиночними, попарно з'єднуватися (диплобактерії) або в ланцюжка (стрептобактерії). До паличкоподібних відносяться кишкова паличка, збудники сальмонельозу, дизентерії, черевного тифу, туберкульозу та ін. Деякі паличкоподібні бактерії мають здатність при несприятливих умовах утворювати суперечки. Спороутворюючі палички називають бацилами. Бацили, що нагадують формою веретено, називають клостридіями. Спороутворення є складним процесом. Спори суттєво відрізняються від звичайної бактеріальної клітини. Вони мають щільну оболонку і дуже малу кількість води, їм не потрібні поживні речовини, а розмноження повністю припиняється. Спори здатні тривалий час витримувати висушування, високі та низькі температури і можуть перебувати в життєздатному стані десятки та сотні років (спори сибірки, ботулізму, правця та ін.). Потрапивши у сприятливе середовище, суперечки проростають. е. перетворюються на звичайну вегетативну форму, що розмножується. Покручені бактерії можуть бути у вигляді коми - вібріони, з декількома завитками - спірили, у вигляді тонкої звивистої палички - спірохети. До вібріонів відноситься збудник холери, а збудник сифілісу - спірохета. Бактеріальна клітина має клітинну стінку (оболонку), часто вкриту слизом. Нерідко слиз утворює капсулу. Вміст клітини (цитоплазму) відокремлює від оболонки клітинну мембрану. Цитоплазма є прозорою білковою масою, що знаходиться в колоїдному стані.У цитоплазмі знаходяться рибосоми, ядерний апарат із молекулами ДНК, різні включення запасних поживних речовин (глікогену, жиру та ін.). Мікоплазми - бактерії, позбавлені клітинної стінки, які потребують свого розвитку в ростових факторах, що містяться в дріжджах. Деякі бактерії можуть рухатися. Рух здійснюється за допомогою джгутиків — тонких ниток різної довжини, що здійснюють обертальні рухи. вигнутих бактерій. Кулясті бактерії, як правило, не мають джгутиків, вони нерухомі. Розмножуються бактерії поділом на дві частини. Швидкість поділу може бути дуже високою (кожні 15-20 хв), при цьому кількість бактерій швидко зростає. Віруси - особлива група мікроорганізмів, що не мають клітинної будови. Розміри вірусів вимірюються нанометрами (8-150 нм), тому їх можна побачити лише за допомогою електронного мікроскопа. Віруси викликають такі поширені хвороби людини, як грип, вірусний гепатит, кір, а також хвороби тварин – ящур, чуму тварин та багато інших. Віруси бактерій називають бактеріофагами, віруси грибів мікофагами і т. п. Бактеріофаги зустрічаються усюди, де є мікроорганізми. Фаги викликають загибель мікробної клітини і можуть використовуватися для лікування та профілактики деяких інфекційних захворювань. Ріккетсії - мікроорганізми, що займають проміжне положення між бактеріями та вірусами.Вони є нерухомими паличками довжиною не більше 1,0 мкм, що не утворюють спор і капсул. Як і віруси, вони є внутрішньоклітинними паразитами. Гриби є особливими рослинними організмами, які не мають хлорофілу і не синтезують органічні речовини, а потребують готових органічних речовин. Тому гриби розвиваються на різних субстратах, що містять поживні речовини. Деякі гриби здатні викликати хвороби рослин (рак та фітофтори картоплі та ін.), комах, тварин та людини. Клітини грибів відрізняються від бактеріальних наявністю ядер та вакуолей і схожі на рослинні клітини. Найчастіше вони мають форму довгих ниток, що гілкуються або переплітаються. гіфів. З гіфів утворюється міцелій, або грибниця. Міцелій може складатися з клітин з одним або декількома ядрами або бути неклітинним, являючи собою одну гігантську багатоядерну клітину. На міцелії розвиваються плодові тіла. Тіло деяких грибів може складатися з одиночних клітин, без утворення міцелію (дріжджі та ін.). Гриби можуть розмножуватися різними шляхами, у тому числі вегетативним шляхом у результаті розподілу гіф. Більшість грибів розмножуються безстатевим та статевим шляхами за допомогою утворення спеціальних клітин розмноження. суперечка. Спори, як правило, здатні довго зберігатися у зовнішньому середовищі. Дозрілі суперечки можуть переноситися на значні відстані. Потрапляючи в живильне середовище, суперечки швидко розвиваються у гіфи. Велику групу грибів представляють плісняві гриби (рис. 2). Широко поширені у природі, можуть рости на харчових продуктах, утворюючи добре видні нальоти різного забарвлення. Причиною псування продуктів часто є мукорові гриби, що утворюють пухнасту білу або сіру масу.Мукоровий гриб ризопус викликає «м'яку гниль» овочів та ягід, а гриб ботритіс покриває нальотом та розм'якшує яблука, груші та ягоди. Збудниками пліснявіння продуктів можуть бути гриби з роду пеніїліум. Окремі види грибів здатні не тільки призводити до псування продуктів, але й виробляти токсичні речовини для людини — мікотоксини. До них відносяться деякі види грибів роду аспергіллус, роду фузаріум та ін. Корисні властивості окремих видів грибів використовують у харчовій та фармацевтичній промисловості та інших виробництвах. Наприклад, гриби роду пеніїліум застосовуються для отримання антибіотика пеніциліну і у виробництві сирів (рокфору та камамберу), гриби роду аспергіллус — у виробництві лимонної кислоти та багатьох ферментних препаратів. Актиноміцети - Мікроорганізми, що мають ознаки і бактерій, і грибів. За будовою та біохімічними властивостями актиноміцети аналогічні бактеріям, а за характером розмноження, здатності утворювати гіфи та міцелій схожі на гриби. Мал. 2. Види цвілевих грибів: 1 - пеніїліум; 2- аспергіллус; 3 - мукор. Дріжджі - Одноклітинні нерухомі мікроорганізми розміром не більше 10-15 мкм. Форма клітини дріжджів буває частіше круглою або овальною, рідше паличкоподібною, серповидною або схожою на лимон. Клітини дріжджів своєю будовою схожі на гриби, вони також мають ядро та вакуолі. Розмноження дріжджів відбувається брунькуванням, поділом чи спорами. Дріжджі широко поширені в природі, їх можна виявити у ґрунті та на рослинах, на харчових продуктах та різних відходах виробництва, що містять цукру. Розвиток дріжджів у харчових продуктах може призводити до їх псування, викликаючи бродіння чи закисання. Деякі види дріжджів мають здатність перетворювати цукор на етиловий спирт і вуглекислий газ.Цей процес називається спиртовим бродінням і широко використовується в харчовій промисловості та виноробстві. Деякі види дріжджів кандиду викликають захворювання людини кандидоз. Вивчаючи поняття та морфологію бактерій, насамперед розглядають форму клітини. Перші зображення та головне формулювання основних форм цих мікроорганізмів були представлені А. ван Лівенгуком. Ця термінологія та угруповання використовуються і в сучасній науці. Основними формами бактерій є: Бактерії є представниками царства Procariotae, до якого входять бактерії та синьо-зелені водорості. Термін «бактерії» походить від грецького слова «bakterion», яке є зменшувальним від baktron, у перекладі «тростина», «посох». Обережно! Якщо викладач виявить плагіат у роботі, не уникнути великих проблем (до відрахування). Якщо немає можливості написати самому, замовте тут. Певні види бактерій характеризуються досить постійними формами та розмірами. Бактеріальні клітини завдовжки можуть становити від 0,1 – 0,2 мкм до 10 – 15 мкм. Товщина мікроорганізмів цього типу сягає 0,1 – 2,5 мкм. У середньому розміри бактерій варіюються не більше 2 – 3*0,3 – 0,8 мкм. Кокки здебільшого мають кулясту або овальну форму.У деяких випадках можна спостерігати у мікроорганізмів еліпсоїдні, бобоподібні або ланцетоподібні форми. Коки досягають у розмірі від 0,2 до 2,5 мкм. Бактерії є прокаріотами. Досить тривалий час морфологія цих мікроорганізмів була погано вивчена через їх мікроскопічні розміри. Сучасна наука має широкий спектр технологічних ресурсів і величезний багаж знань, що дозволило значно примножити обсяг інформації про бактерії. Морфологія є окремим розділом науки мікробіології, у межах якого вивчають морфологічні форми бактерій, і навіть їх характеристики такі, як будова, розміри, методи переміщення, розмноження і спорообразования. Особливістю бактерій є здатність змінювати морфологічні властивості при дії сторонніх факторів, включаючи живильне середовище, температурний режим, рівень вологості. Цю обставину слід враховувати щодо морфології цих мікроорганізмів. Як ефективні методи дослідження бактерій використовують мікроскопію і фарбування. Вивчення живих бактерій здійснюється із застосуванням світлових та електронних мікроскопів у незабарвлених препаратах. Отримати повну характеристику аналізованих мікроорганізмів вдається за допомогою наступних наукових методів: Методологія дослідження бактерій дозволяє визначити видову приналежність мікроорганізму та встановити його морфологію. Процес відрізняється складністю та досить тривалий за часом. Максимальною точністю даних відрізняється метод фарбування. З його допомогою дослідникам вдається вивчити будову мікробів під мікроскопом. Як правило, мікробів, що знаходяться в природному середовищі, неможливо розглянути в мікроскоп. Забарвлення дозволяє вирішити цю проблему. Цей спосіб вивчення спрямований як отримання інформації про морфології мікроорганізмів, а й визначення її виду. Поширені види бактерій характеризуються однаковою морфологією, але при обробці забарвлюються у різні кольори. Поширені способи фарбування: Класифікація бактерій значно ускладнюється через різноманіття форм, біологічної нестабільності та простоти у будові мікроорганізмів. Нині питання класифікації досі викликають суперечки серед учених. Основу класифікування становлять такі напрями у вивченні бактерій: Ультраструктуру клітини бактерій вивчають за допомогою мікроскопічних методів: Ультраструктури бактеріальної клітини вважають її унікальною характеристикою організаційних процесів. Постійними органоїдами клітини бактерії є: Включення тимчасового характеру можна спостерігати у всіх видів мікробів. Дані освіти виникають у процесі різноманітних впливів на мікроорганізм. Нуклеоїд є аналогом ядра. На відміну від нього не має власних еукаріотів, включаючи ядерця, ядерну оболонку, гістони. Нуклеоїд зберігає та передає генну інформацію, яка міститься в одній хромосомі, що має вигляд замкнутого кільця. Плазміди також відіграють роль носіїв спадкової інформації бактеріальної клітини. Цитоплазма представлена складною системою з наступними включеннями: За допомогою електронного мікроскопа можна розглянути склад бактеріальної клітини, включаючи три шари. У процесі зростання клітина набуває властивостей формувати спеціальні випинання, звані мезосомами, що мають наступні функції: Слизова структура у клітині як капсули характеризується наявністю чітко виражених меж, які досить добре розрізняються під мікроскопом. Вивчення цієї структури можливе шляхом фарбування мазка.При цьому барвник утворює у неї чорний фон. Капсула має захисні властивості проти фагоцитозу бактерій і може реагувати на антитіла. Завдяки клітинній стінці бактеріальна клітина зберігає стабільну форму. Ця освіта включає два шари: За допомогою цієї властивості клітинної стінки та її реакції на фарбування визначають видову приналежність бактерії. У складі клітини також присутні джгутики. Вони є тонкими нитками, які забезпечують рухливість клітини мікроорганізму. Довжина джгутиків перевищує розмір самої клітини. Дані освіти характеризуються білковою структурою. Їхня кількість варіюється в межах від одного до декількох тисяч. Залежно від морфології розташування джгутики прикріплені до одного кінця клітини або можуть покривати її поверхню. Пили у вигляді ворсинок мають у складі білкову речовину. Вони мають такі функції: Коли настають несприятливі умови для зростання та розвитку мікроорганізмів, вони формують суперечки, завдяки яким зберігають вигляд. Спороутворення є методом продовження роду. Багатошарова оболонка і млявий метаболічні процеси забезпечують суперечкам можливість протягом тривалого часу перебувати в стані спокою без руху до моменту настання сприятливих для розвитку бактерії умов. Завдяки вдосконаленню методик дослідження сфера вивчення царства бактерій стрімко розвивається.Щороку мікробіологи, застосовуючи інноваційні технології, досліджують морфологію та властивості нових, раніше невивчених видів мікроорганізмів, які не відповідають жодному типу класифікації. Сферична форма й у бактерій як коків. Дані види відрізняються за розташуванням клітин. Залежно від цієї ознаки бактерії кулястої форми класифікують таким чином: Паличкоподібні бактерії групують, виходячи з форми, яка може бути правильною чи неправильною. Іншими критеріями класифікації є розміри та схема розташування клітин. Останній параметр досліджують під мікроскопом. Так як за результатом поділу кожна клітина продовжує жити окремо, розташування клітин виглядає хаотичним. Групи циліндричних бактерій: Бактерії з звивистою формою класифікують залежно від кількості оборотів та характеру витків. Вібріони характеризуються трохи вигнутим виглядом, спірили мають кілька завитків правильної форми, а спірохети містять велику кількість дрібних завитків. Спіралеподібні бактерії мають вигляд штопороподібно звивистих клітин. Існують ниткоподібні бактерії з тимчасовими чи постійними нитками. Тимчасові нитки в деяких випадках можуть містити розгалуження. Вони формують паличкоподібні бактерії, коли порушуються умови їхнього зростання або регуляції клітинного поділу. З моменту відновлення механізму регуляції поділу та типових умов зростання дані мікроорганізми повертаються до стандартних для них розмірів. Окремі клітини зв'язуються у довгі нитки за допомогою слизу чи утворюють плівки. Як приклади можна навести бактерії Zoogloea і Bacteriogloea. Ниткоподібні форми утворюють серобактерії та залізобактерії. Важливою властивістю таких бактерій є високий поліморфізм у вигляді індивідуальної мінливості форми, яка не передається у спадок. Особливо яскраво дана здатність виявляється при культивуванні бактерій в умовах штучного живильного середовища. Різні фактори такі, як антибіотики та хімічні речовини, впливаючи на мікроорганізми, провокують формування незвичайних за формою та величиною клітин, які мають здатність ревертувати в початковий стан при припиненні дії цих факторів. Наскільки корисною була для вас стаття? КОККИ - Бактерії, що характеризуються кулястою формою клітин, у циклі розвитку яких ніколи не утворюється паличкоподібних форм. У старій англ. класифікаційної системи [Вілсон і Майлс (G. S. Wilson, A. A. Miles), 1957] К. віднесені до двох сімейств: Coccaceae (триби Neissereae і Micrococcaceae з пологами Neisseria, Staphylococcus, Micrococcus, Sarcina і Rhodoccoccus пологами Streptococcus та Leuco-nostoc). По 8-му виданню визначника бактерій Берджі (Bergey's Manual of determinative bacteriolory, 1974) грампозитивні До. ділять на дві групи: а) аеробні (див. Аероби) та факультативні анаеробні коки, б) анаеробні (див. Анаероби). Перша група включає два сімейства: 1) Micrococcaceae, що поєднує три роди - Micrococcus, Staphylococcus і Planococcus, 2) Streptococcaceae, що включає 5 пологів - Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Aerococcus, Gemela. До групи анаеробних До. відноситься сімейство Peptococcaceae, що поєднує наступні чотири роди: Peptococcus, Peptostreptococcus, Ruminococcus u Sarcina. Грамнегативні K. також можна розділити на дві групи: а) аеробні; б) анаеробні. До першої групи відносять три сімейства: 1) Neisseriaceae, що об'єднує два роди - Neisseria і Branhamella; 2) Methylomonadaceae, що включає рід Methylococcus; 3) Halobacteriaсеае, що включає рід Halococcus. До другої групи відносять сімейство Veillonellaceae, що поєднує три роди - Veillonella, Acidaminococcus, Megasphaera. Багато К. за формою наближаються до справжніх куль. У ряді випадків (напр., при розмноженні) сферична форма зазнає деяких змін і окремі клітини можуть бути еліпсоподібними.Від типової кулястої форми нерідкі відхилення; напр., у Streptococcus pneumoniae відбувається загострення одного з полюсів і клітина стає схожа на ланцет, у Neisseria gonorrhoeae (гонококів) окремі клітини можуть мати вигляд кавового боба з увігнутими сторонами, зверненими одна до одної. У старих культурах і за несприятливих умов зростання зустрічаються іноді сильно роздуті кулясті, колбоподібні та інші інволюційні форми. Розмір До. коливається від 02 до 25 мкм, частіше 05-10 мкм. Стафілококи та стрептококи досягають 0,6-1,0 мкм у діаметрі та пневмококи 0,5-1,25 мкм. Діаметр мікрококів деяких видів може досягати в середньому 1-1,5 мкм (напр., Micrococcus luteus має діам. 1,0-1,2 мкм). Діаметр деяких видів сарцину досягає 2,5 мкм (напр., Sarcina ventriculi). До. добре забарвлюються різними аніліновими фарбами і не мають кислотостійкості. До. зазвичай нерухомі і позбавлені джгутиків (вони є лише в небагатьох пологів, наприклад, у Planococcus); Ендоспор не утворюють. Пневмококи, деякі види стрептококів і золотистий стафілокок мають капсули, що складаються зі складних полісахаридів. До. розмножуються шляхом розподілу. Коли бактеріальна клітина ділиться, дві дочірні або відразу відокремлюються одна від одної, або залишаються разом, стикаючись з клітинними мембранами. Коли цей неповний поділ продовжується протягом багатьох послідовних поділів бактеріальної клітини, утворюються агрегати клітин; форма їх залежить від площин, в яких відбуватимуться послідовні поділки, та від числа поділів клітини. Агрегати, що утворюються таким шляхом, дуже характерні і є важливим фактором у характеристиці До.Ті організми, які після поділу клітини повністю відокремлені і здаються під мікроскопом одиночними і розкиданими безладно на полі зору, називаються мікрококами. Групи із двох К. звуться диплококів. Якщо поділ До. відбувається лише в одній площині та утворюються До. залишаються разом, то в результаті виходить ланцюг із До. як намисто, що складається іноді з кількох десятків клітин. Ці мікроби називаються стрептококами або цепекококами. При розподілі, що відбувається у двох взаємно перпендикулярних площинах, виникають поєднання До., звані тетракоками, якщо утворюються групи по 4 коки, і мерисмопедіями, якщо групи складаються з багатьох До. Якщо поділ правильно повторюється у трьох взаємно перпендикулярних площинах, то виходить з'єднання клітин у вигляді пакетів - так зв. сарцини. Якщо До. діляться в різних напрямках без особливої правильності і залишаються разом, утворюючи безладні скупчення клітин, що нагадують виноградні грона, їх називають стафілококами або гроздекокками. Не всі клітини у полі зору під мікроскопом розташовуються у характерних групах, багато мікробів поодинокі. Формування ланцюжка зі стрептококів залежить від середовища вирощування. Молочнокислі стрептококи, напр., утворюють довгі ланцюги в молочній культурі, але коли ростуть у поживному бульйоні, можуть утворити лише короткі ланцюжки. У мазках з гною чи подібного матеріалу кокові форми зазвичай мають характерне розташування. До. відрізняються складним обміном, який зазвичай включає амінокислотний та вуглеводний обмін. Більшість До. легко культивується на штучних живильних середовищах. Деякі До. напр. Neisseria meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, вимагають збільшення додавання білка.Часто спостерігається пігментоутворення. Колонії К. гладкі, з рівними краями, у багатьох видів пофарбовані в жовтуватий, помаранчевий або червонуватий колір. Серед численних К. для інф. .хвороби і будучи причиною ускладнень інших захворювань. вираженості патогенних властивостей До. можна розділити на сапрофітичні, що не володіють патогенними властивостями (деякі молочнокислі стрептококи, К. пологів Leuconostoc, Planococcus, Sarcina), умовно патогенні (деякі диплококи, що виділяються зі слизових оболонок, деякі мікроок. найбільше значення в патології людини мають пневмококи, піогенні стрептококи, гонококи, менінгококи, золотисті стафілококи. На відміну від пневмокока, гонокока і менінгокока, патогенні стрептококи і особливо стафілококи, що володіють значною стійкістю до несприятливих зовнішніх впливів і здатністю жити як в аеробних, так і в анаеробних умовах, широко поширені в природі. і майже завжди на поверхні людського тіла, викликають різні захворювання шкіри від фолікулітів до карбункулів, остеомієліти та ряд інших тяжких захворювань.Патогенні стрептококи також широко поширені в природі, часто зустрічаються на поверхні людського тіла, на слизових оболонках і є збудниками пики, ангіни, післяпологового сепсису та інших важких захворювань.
р. Ст. Вигідників.
Мікробіологія
Класифікація та морфологія мікроорганізмів
Бактерії
Віруси
Гриби
Дріжджі
Морфологічні форми бактерій
Бактерії кулястої форми
Бактерії циліндричної або паличкоподібної форми
Звивисті або спіралеподібні бактерії
Ниткоподібні форми бактерій
КОККИ
Класифікація
Морфологія
Патогенність коків
Бібліографія: Красильников Н. А. Визначник бактерій та актиноміцетів, с. 250, М.- Л., 1949; Посібник з мікробіологічної діагностики інфекційних хвороб, під ред. До. І. Матвєєва, М., 1973; Довідник з мікробіологічних та вірусологічних методів дослідження, за ред. М. О. Біргера, М., 1973; Bergey's manual of determinative bacteriology, ed. by R. E. Bucbanan a. N. E. Gibbons, Baltimore, 1975; Prevot A. R. Biologie des maladies dos aux ana£robies, pp. 417, P., 1955; W i 1 s o n G. S. a. Miles A. A. Topley та Wilson's principles of bacteriology and immunity, v. 1-2, L., 1964.