Вопрос 2. Особенности морфологии микроорганизмов
1. Основные морфологические формы бактерий Среди основных морфологических форм бактерий различают:
шаровидные (кокковые), которые по характеру взаиморасположения делятся на:
микрококки (отдельное изолированное расположение);
диплококки (сцепленные попарно);
тетракокки (сцепленные по четыре);
стрептококки (сцепленные в цепочку);
сарцины (сцепленные в пакеты по 8, 12, 16 и т. д.);
стафилококки (сцепленные беспорядочно в виде виноградной грозди);
палочковидные, которые различаются по форме:
правильная (энтеробактерии, псевдомонады);
неправильная (коринебактерии).
по размеру:
мелкие (бруцеллы, бордетеллы);
средние (бактероиды, кишечная палочка);
крупные (бациллы, клостридии);
по форме концов
обрубленные (бациллы);
закругленные (сальмонеллы, псевдомонады);
заостренные (фузобактерии);
утолщенные (коринебактерии);
по характеру взаиморасположения все палочки делятся на:
расположенные по одиночке;
диплобактерии и диплобациллы (сцепленные попарно);
стрептобактерии и стрептобациллы (сцепленные в цепочку);
извитые формы (по характеру и количеству завитков они делятся на:
вибрионы (слегка изогнутые палочки или неполные завитки);
спириллы(один или несколько завитков);
спирохеты, которые в свою очередь, делятся на:
лептоспиры (завитки с загнутыми крючкообразными концами - S-образная форма);
боррелии (4-12 неправильных завитков);
трепонемы(14-17 равномерных мелких завитков).
Структуру бактерий изучают в основном с помощью электронной микроскопии (техника ультратонких срезов), дифференциального ультрацентрифугирования, цитохимических методов.
Структурные компоненты бактериальной клетки делятся на
обязательные и необязательные.
Обязательными структурными компонентами являются:
клеточная стенка,
цитоплазматическая мембрана,
цитоплазма с локализованными в ней рибосомами и ядерным аппаратом.
Необязательные структурные компоненты - капсула, микрокапсула, внеклеточная слизь, включения, жгутики, пили, споры.
2. Клеточная стенка Функции клеточной стенки состоят в том, что она:
является осмотическим барьером,
определяет форму бактериальной клетки,
защищает клетку от воздействий окружающей среды,
несет разнообразные рецепторы, способствующие прикреплению фагов,
колицинов, а также различных химических соединений,
через клеточную стенку в клетку поступают питательные вещества и
выделяются продукты обмена,
в клеточной стенке локализован О-антиген и с ней связан эндотоксин (липид А) бактерий.
Имеется
2 типа строенияклеточной стенки у бактерий. В обоих случаях ее основу составляет пептидогликан муреин. У одних бактерий
(1-й тип) он составляет до 90 % массы клеточной стенки и образует многослойный (до 10 слоев) каркас, при этом муреин ковалентно связан с тейхоевыми кислотами. Такие бактерии при окраске по методу Грама прочно удерживают комплекс генцианового фиолетового и йода; они окрашиваются в сине-фиолетовый цвет и называются
грамположительными.
У бактерий
со2-м типом строения клеточной стенки поверх 2-3 слоев пептидогликана муреина располагается слой липополисахаридов. Эти бактерии при окраске по методу Грама не способны прочно удерживать комплекс генцианового фиолетового и йода и, соответственно, обесцвечиваются спиртом, прокрашиваясь дополнительным красителем - фуксином в розово-красный цвет. Они называются
грамотрицательными.
В связи
с различиями в строении клеточной стенки все бактерии делятся на 4
отдела:
грациликуты - бактерии с тонкой клеточной стенкой, грамотрицательные, к ним относятся различные извитые, палочковидные, кокковые формы бактерий, а также риккетсии и хламидии;
фирмикуты - бактерии с толстой клеточной стенкой, грамположительные, к ним относятся палочковидные, кокковые формы бактерий, а также актиномицеты, коринебактерии и микобактерии;
тенерикуты - бактерии без ригидной клеточной стенки (микоплазмы);
мендозикуты - архебактерии, отличающиеся дефектной клеточной стенкой, особенностями строения рибосом, мембран и рибосомальных РНК. Эта группа бактерий медицинского значения не имеет.
Из любой бактериальной клетки можно получить
формы, полностью или частично
лишенные клеточной стенки. Они называются, соответственно,
протопласты и сферопласты, и, независимо от исходного морфологического типа бактерии, из-за отсутствия клеточной стенки принимают шарообразную или грушевидную форму. Кроме того, существуют
L-формыбактерий, которые,
в отличие от протопластов и сферопластов,
способны к размножению, являясь вполне полноценными микробными клетками данного вида бактерий.
L-формы разных видов бактерий морфологически неразличимы. Независимо от формы исходной клетки (кокки, палочки, вибрионы) они представляют собой
сферические образования разных размеров. Различают
стабильные L-формы,
нереверсирующие в исходный морфотип, и
нестабильные L-формы,
реверсирующие в исходный при устранении причины, вызвавшей их образование. В процессе реверсии восстанавливается способность бактерий синтезировать пептидогликан (муреин) клеточной стенки
. L-формы различных бактерий играют существенную роль в патогенезе многих хронических, рецидивирующих инфекционных заболеваний (бруцеллез, туберкулез, сифилис, хроническая гонорея и т. д.).
3. Цитоплазматическая мембрана К клеточной стенке бактерий примыкает
цитоплазматическая мембрана, строение которой аналогично мембранам эукариотов (
состоит из двойного слоя липидов, главным образом фосфолипидов
со встроенными поверхностными и интегральными белками).
Она обеспечивает:
селективную проницаемость и транспорт растворимых веществ в клетку,
транспорт электронов и окислительное фосфорилирование,
выделение гидролитических экзоферментов, биосинтез различных полимеров.
Цитоплазматическая мембрана ограничивает
цитоплазму бактерий, которая представляет собой
гранулярную структуру. В цитоплазме локализованы
рибосомыи бактериальный
нуклеоид, в ней также могут находиться включения и
плазмиды (внехромосомная ДНК). Кроме обязательных структур бактериальные клетки могут иметь споры.