B. Морфологическая классификация бактерий

 

  Согласно морфологическим особенностям бактерии подразделяются на три основные группы: кокки, палочковидные и извитые формы. Некоторые бактерии, форма и размер которых может варьировать, называют полиморфными (плеоморфными), т.е. имеющими много морфологических вариантов.

   Кокки. Шаровидные бактерии - кокки, в зависимости от взаимного расположения подразделяются на микрококки, диплококки, тетракокки, сарцины, стрептококки и стафилококки. Микрококки располагаются в виде отдельных клеток. Диплококки (например, Neisseria meningitidis) – парами, так как после деления, дочерние клетки остаются вместе. Тетракокки образуют группы по

 

 

Таблица 1. Сравнительная характеристика прокариотических и                    

                 эукариотических клеток

 

Характеристика	Прокариоты	Эукариоты
1. Геном	Единичная хромосома (нуклеоид)	Набор хромосом (ядро, окруженное мембраной)
2. Ядрышки	Отсутствуют	Присутствуют
3. Внехромосомная ДНК	Плазмиды	В митохондриях, хлоропластах, в плазмидах.
4. Деление	Бинарное деление	Митоз, мейоз
5. Мембранные органеллы	Отсутствуют	Митохондрии, хлоропласты, аппарат Гольджи
6. Дыхательная система	В составе цитоплазматической мембраны	В мембранах митохондрий
7. Рибосомы	70S	80S (рибосомы митохондрий и хлоропластов - 70S)
8. Плазматическая  мембрана	Жидкостно-мозаичная структура, с небольшим содержанием стеролов	Жидкостно-мозаичная структура, содержащая стеролы
9. Основной полимер клеточ- ной стенки	Пептидогликан	Целлюлоза, хитин у растений и грибов
10. Функции спор	Эндоспоры (у спорообразующих) для сохранения генома клетки	Экзоспоры растений и грибов для размножения
11. Цитоскелет	Отсутствует	Присутствует
12. Жгутики	Имеются у подвижных бактерий, состоят из белка флагелина	Имеются у некоторых клеток, состоят из комплекса микротрубочек
13. Реснички	Отсутствуют	Присутствуют на некоторых клетках
14. Пили	Присутствуют у некоторых бактерий	Отсутствуют
15. Внешний слой	Капсула или слизистый слой	Пелликула у некоторых простейших

 

четыре клетки. Сарцины (от лат. sarcina – связка, тюк) располагаются в виде пакетов из 8 и более кокков, которые образуются при делении клетки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Стрептококки (от греч. streptos – цепочка) - это кокки, составляющие цепочку вследствие деления клетки в одной плоскости (например, Streptococcus pyogenes). Стафилококки (от греч. staphyle – гроздь) представляют собой кокки, расположенные аморфными группами в результате деления в разных плоскостях (например, Staphylococcus aureus).

   Палочковидные бактерии. Некоторые палочковидные бактерии могут формировать споры. При этом бактерии образую только одну спору, служащую не для размножения, а для сохранения генетического аппарата клетки при неблагоприятных внешних условиях (перепады температуры, засуха и пр.). Палочки, образующие споры называются бациллы. Бациллы разделяются на истинные бациллы и клостридии. Истинные бациллы (например, Bacillus anthracis) образуют споры с диаметром меньше, чем диаметр вегетативной части клетки. К лостридии (например, Clostridium botulinum) формируют крупные споры, чей диаметр превышает диаметр клетки. Палочковидные микроорганизмы, которые, не способные образовывать споры, называются истинными бактериями (например, E. coli).

   Спиралевидные бактерии. Вибрионы  (например, Vibrio cholerae) – слегка изогнутые клетки, имеющие форму запятой. Спириллы – спиралевидные бактерии, имеющие вид штопорообразно извитых клеток. Тонкие, длинные, напоминающие пружинку бактерии называются спирохетами. Они представлены 3 родами: Borrelia, Treponema (например, Treponema pallidum) и Leptospira.

Боррелии имеют 2-3 крупных завитка, трепонемы - 4-14 равномерных мелких завитков, лептоспиры имеют неглубокие частые завитки – в виде закрученной веревки. Концы этих нитевидных спирохет изогнуты наподобие крючков с утолщениями на концах. Образуя вторичные завитки, они приобретают вид букв S и C.

 

 

 

Рис. 1. Строение бактериальной клетки.

       На рисунке представлены все возможные (постоянные и непостоянные)    

       структурные компоненты бактериальной клетки.

 

 

    Бактерии могут быть классифицированы также по наличию и количеству жгутиков. Жгутики определяют подвижность бактерии. Бактерии с одним жгутиком называются монотрихи (например, V. cholerae), бактерии с двумя пучками жгутиков (по одному на каждом из полюсов клетки) - амфитрихи. Бактерии с пучком жгутиков на одном из концов клетки - лофотрихи, и со жгутиками, расположенными по всему периметру бактерии - перитрихи (например, E. coli).

 

III. МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БАКТЕРИЙ_________

 

   В бактериологической практике микроскопически исследуют как неокрашенные образцы (нативный материал), так и окрашенные препараты (мазки или мазки- отпечатки), приготовленные из клинического материала или изолированных колоний выросших микроорганизмов (чистая культура микроорганизмов).

Основные задачи микроскопии:

- Выявление возбудителя в клиническом материале.

- Ориентировочная идентификация бактерий в исследуемом образце на основании морфологических (капсула, зерна волютина и др.) и тинкториальных признаков бактерий (способность к окрашиванию).

А. Нативные препараты

     Данные препараты используют для изучения живых неокрашенных бактерий. Наиболее распространены методы «висячей» капли (рис.2.), исследование в темном поле и фазово-контрастная микроскопия. Подобные приемы применяют, например, для диагностики сифилиса или предварительной диагностики диарей, вызванных кампилобактерами, а также для определения подвижности

 

Рис. 2. Метод «висячей» капли. Каплю с культурой бактерий помещают на покровное стекло. Затем покровное стекло переворачивают и помещают над предметным стеклом с лункой, края которой предварительно смазаны вазелином для предотвращения растекания материала.

микроорганизмов (например, Vibrio cholerae). Метод «висячей» капли часто используется совместно с темнопольной микроскопией, что обеспечивает наилучшее выявление микробной подвижности. 

 

В. Окрашенные препараты

 

 

Неокрашенные микроорганизмы плохо видны и труднодифференцируемы. Поэтому чаще используется микроскопия окрашенных препаратов. Способны окрашиваться только фиксированные (мертвые) ткани. В практической микробиологии наиболее распространена термическая фиксация. Это метод достаточно грубый, но сохраняет морфологию бактерий. Микроорганизмы при фиксации погибают, плотно прикрепляясь к поверхности стекла, и не смываются при дальнейшей обработке. В то же время, для тканей человека используют более мягкие способы фиксации: метиловым спиртом или смесью «этиловый спирт-эфир» (смесь Никифорова). Приготовление фиксированного препарата (мазка) идет по следующей схеме (рис.3).

Рис. 3. Приготовление фиксированного мазка.

(а) - приготовление мазка  (b) - фиксация мазка

(с) - окрашивание  (d) - просмотр препарата с использованием иммерсионного объектива.

 

 

Практическая работа: этапы приготовления фиксированного мазка

а) Приготовление мазка.

Простерилизовать бактериальную петлю в пламени спиртовки (до красного накаливания). Приготовить тонкий мазок на стекле с помощью стерильной бактериальной петли. Для этого, на обезжиренное предметное стекло нанести каплю воды или изотонического раствора хлорида натрия, в которую бактериальной петлей внести исследуемый материал и распределить его таким образом, чтобы получить тонкий (не слишком плотный) и равномерный мазок диаметром около 1-1,5 см. Только при таком распределении материала в мазке можно увидеть изолированные бактериальные клетки. Если исследуемый материал содержится в жидкой среде, то его непосредственно нанести петлей на предметное стекло и приготовить мазок. Снова простерилизовать петлю.

b) Фиксация мазка. Мазки высушить на воздухе или над пламенем спиртовки в струе теплого воздуха. После высушивания необходимо зафиксировать бактерии. Для фиксации, предметное стекло (мазком вверх) медленно провести 4 раза (в течение 4 секунд) через пламя горелки. Более длительное нагревание может вызвать деформацию клеточных структур и изменить их отношение к восприятию красителей. Стекло необходимо держать пинцетом во время термической фиксации препарата.

 

C) Окрашивание мазка.

Препарат окрашивают одним или несколькими красителями (см. раздел C: Методы окрашивания бактерий).