Лекция  №1

Введение. Принципы классификации микробов. Организация

микробиологической службы.

Для специальностей «Сестринское дело», «Лечебное дело», «Акушерское дело»,

«Фармация»,

План.

1.   Понятие и микробиологии. Разделы микробиологии.

2.   Краткий исторический очерк развития.

3.   Принципы классификации микроорганизмов.

4.   Морфология бактерий.

5.   Строение бактериальной клетки.

Понятие о микробиологии

Микробиология- это наука о микроорганизмах, мельчайших, невидимых глазу существах.     Микробы- это самые первые обитатели нашей планеты, играющие  и положительную и отрицательную роль в жизни человека.

Значение микробов в природе:

·          Микробы имеют первостепенное значение в кругообороте веществ в природе.  Если бы не было микробов, то Земля была бы завалена останками отмерших животных  и растений.

·          Полезные свойства микробов человек использует  при получении пива, вина, в хлебопечении.

·          Микробы используют при получении лекарств (антибиотиков, витаминов, ферментов и т.д.).

·Одновременно многие микробы патогенны для человека. Они и являются предметом  изучения медицинской микробиологии.

Разделы микробиологии

·    Промышленная микробиология.

·    Сельскохозяйственная.

·    Морская.

·    Космическая.

·    Ветеринарная.

·    Медицинская.

·    Санитарная (микроэкология).

История развития микробиологии

Первые сведения о микроорганизмах появились в 17 веке- итальянский ученый  Джироламо Фракосторо сделал предположение, что причиной возникновения инфекционных болезней являются мельчайшие невидимых глазу зверьков, которые  он назвал «контагиями»( отсюда произошло слово контагиозность). Развитие микробиологии началось только после изобретения микроскопа голландским  естествоиспытателем Антонио Левенгуком. С этого момента начался  морфологический (описательный период в развитии микробиологии. 

            Но подлинно научное развитие микробиология приобрела только в конце 18-го и в 19-м веке, когда стали открывать возбудителей инфекционных болезней и начался физиологический период . Роберт Кох открыл возбудителей сибирской язвы, туберкулеза, холеры. И.И.Мечников и Пауль Эрлих обосновали теории иммунитета.             Луи Пастер создал вакцины от бешенства, сибирской язвы. 

            Весь 19 век характеризовался бурным развитием бактериологии, паразитологии. С 30-х годов 20-го века после создания электронного микроскопа началось развитие вирусологии, иммунологии. В настоящее время микробиология- это бурно развивающаяся наука, у которой большое будущее.

Классификация микроорганизмов

Современная классификация микроорганизмов была предложена в 1980 году американским микробиологом  Берджи. До настоящего времени она прошла 7 переизданий, т.к. постоянно изменяется, дополняется.

·      По этой классификации весь мир микробов делится на 3 царства:

1. прокариоты (микробы с неоформленным ядром),

2. эукариоты (микробы с оформленным ядром)

3. вирусы (неклеточная форма жизни).

•          Внутри каждого царства идет деление на следующие структурные единицы:

 царства- отделы-классы-порядки-семейства-роды- виды. •      Таким образом, вид  является самой мелкой структурной единицей.

Но внутри вида есть деление на биовары, хемовары, серовары, фаговары и т.д.

Вид – это совокупность микроорганизмов, имеющих общее происхождение  (генетическое родство), морфологические, физиологические свойства и обмен веществ.

В названии микроба используется бинарная (двойная) номенклатура: первое слово означает род и пишется с большой буквы, второе слово означает вид и пишется с

 маленькой буквы. Напр., Staphylococcus aureus. Рассмотрим наиболее важные классы  микроорганизмов, входящих в царства.

Рабочие классификации микроорганизмов

·          А)по количеству клеток- все классы микроорганизмов относятся к одноклеточным , кроме грибов ( большинство их- многоклеточные)

·          Б) по происхождению- большинство прокариотов и эукариотов имеют растительное  происхождение, кроме- простейших ( они произошли из животной клетки)

 ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

Объект изучения медицинских микробиологических лабораторий —

патогенные биологические агенты (ПБА):

            -патогенные для человека микроорганизмы (вирусы, бактерии, грибы, простейшие  и т.д.);

            -генно-инженерно модифицированные микроорганизмы;

-яды биологического происхождения (токсины), гельминты;

-биоматериал (включая кровь, биологические жидкости и экскременты организма  человека), подозрительный на содержание ПБА.

Классификация микробиологических лабораторий по характеру выполняемых исследований:

 Диагностические (проводят исследования с целью обнаружения и идентификации возбудителя, его антигена или специфических антител к нему);

 Производственные (осуществляют ведомственный лабораторный контроль выпускаемой предприятием продукции на ее соответствие нормативной  документации по санитарно-показательным микроорганизмам.

 Научно-исследовательские

Классификация микробиологических лабораторий по  изучаемым микроорганизмам 

 Бактериологические;

 Вирусологические;

 Микологические;

 Протозоологические

Классификация возбудителей инфекционных заболеваний по             степени опасности работы с ними

 Группа I: возбудители особо опасных инфекций: чума, натуральная оспа, лихорадки Ласса, Эбола и др.

 Группа II: возбудители высококонтагиозных эпидемических заболеваний человека: сибирская язва, холера, лихорадка Скалистых гор, сыпной тиф, бластомикоз, бешенство и др. В эту группу также включён ботулотоксин (но не сам возбудитель ботулизма)

 Группа III: возбудители бактериальных грибковых, вирусных и протозойных  инфекций, выделенных в отдельные нозологические формы (возбудители коклюша,  столбняка, ботулизма,туберкулёза, кандидоза, малярии, лейшманиоза, гриппа,  полиомиелита и др.). В эту группу также включены аттенуированные штаммы  бактерий групп I, II и III.

 Группа IV: условно-патогенные микробы- возбудители оппортунистических инфекций

 В зависимости от уровня безопасности работы с микроорганизмами

 лаборатории подразделяют на четыре группы риска:

 Первая группа риска: лаборатории особого режима (максимально

 изолированные) с высоким индивидуальным и общественным риском.   Вторая группа риска: режимные лаборатории (изолированные) с высоким индивидуальным и низким общественным риском.

 Третья группа риска: базовые (основные) лаборатории с умеренным

индивидуальным и ограниченным общественным риском.

 Четвёртая группа риска: базовые (основные) лаборатории с низким

 индивидуальным и общественным риском.

В системе Министерства здравоохранения и Государственного комитета санитарно- эпидемиологического надзора РФ наиболее разветвлена сеть бактериологических лабораторий:

         бактериологические лаборатории в составе ЛПУ;

         бактериологические лаборатории в составе комитетов Госсанэпиднадзора;

         учебные бактериологические лаборатории ВУЗов;

         проблемные и отраслевые бактериологические лаборатории

научно-исследовательских институтов и предприятий по выпуску

бактерийных препаратов;

         специализированные бактериологические лаборатории по контролю  за особо опасными инфекциями;

         специализированные бактериологические лаборатории по контролю  за отдельными группами бактерий: микобактериями, риккетсиями, лептоспирами и др.

 Большая часть микробиологических лабораторий работает с ПБА групп III и IV, а изучением возбудителей особо опасных инфекций (группы I и II) занимаются только специализированные лаборатории.

Требования к проведению работ в микробиологической лаборатории

 Работу с ПБА групп III и IV выполняют специалисты с высшим и средним  специальным образованием. К ней допускают сотрудников, прошедших инструктаж по соблюдению требований безопасности работы с ПБА;  последующий инструктаж следует проводить не реже одного раза   в год.  Все сотрудники, работающие с ПБА, должны находиться на диспансерном учёте.

 Приборы, оборудование и средства измерения должны быть аттестованы,  технически исправны и иметь технический паспорт. Их метрологический  контроль и техническое освидетельствование следует проводить в установленные  сроки.

 Из правил работы в «грязной зоне» базовой лаборатории: 

Обязательно использование спецодежды и средств индивидуальной защиты. Перед работой следует проверить качество посуды, пипеток, шприцев и другого  оборудования. При пипетировании .необходимо пользоваться только  резиновыми грушами или автоматическими устройствами. Строго запрещено  пипетировать материал ртом, переливать его черёз край (пробирки, колбы),  а также оставлять без надзора рабочее место во время выполнения любых работ  с ПБА.

В грязной зоне запрещается курить, пить воду, хранить верхнюю одежду,  головные уборы, обувь, пищевые продукты. В помещения зоны нельзя приводит ь детей и домашних животных:

После окончания работы все объекты, содержащие ПБА, должны быть убраны в хранилища (холодильники, термостаты, шкафы) с обязательной дезинфекцией столов.

Использованные пипетки полностью (вертикально) погружают в дезинфицирующий раствор, избегая образования пузырьков в каналах. Остатки ПБА, использованную посуду и оборудование собирают в закрывающиеся ёмкости и передают в автоклавную.

Категорически запрещено сливать отходы с ПБА в канализацию без предварительного обеззараживания. После окончания работы с ПБА и заражёнными животными, а также  после ухода из лаборатории следует тщательно вымыть руки.

Лекция № 2.

Тема : « Морфология бактерий»

План.

1. Морфология бактерий.
2. Строение бактериальной клетки.

1.Морфология бактерий.

    Бактерии- это одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения, не имеющие хлорофилла и размножающиеся путем поперечного деления. Размеры бактерий измеряются в мкм. Они являются факультативными паразитами, т.е. могут жить и размножаться как внутри живой клетки, так и на искусственной питательной среде.

      По морфологии все бактерии делятся на 3 группы:

Шаровидные (кокки)

Палочковидные (палочки)

Извитые.

Шаровидные бактерии (кокки)

Имеют шаровидную  форму, размеры 0,5-1 мкм, неподвижны.. По   взаиморасположению делятся на 6 морфологических групп:

1. Микрококки- поодиночно расположенные кокки (напр., возбудители бруцеллеза)
2. Диплококки- попарно расположенные кокки (возбудители гонореи, менингококковой инфекции, пневмонии).
3. Стрептококки- расположены цепочкой ( напр., возбудители гнойно-воспалительных заболеваний кожи, подкожной клетчатки и внутренних органов).
4. Стафилококки- расположены кучкой, как гроздья винограда (  это тоже  возбудители     
5. Тетракокки- расположены по 4 клетки, непатогенны для человека.
6. Сарцины- расположены по 8-16 клеток, тюками, непатогенны.

Такое взаиморасположение кокков связано с особенностями их деления.

Палочковидные бактерии.

Имеют цилиндрическую форму, размерами 1-6 мкм, есть подвижные и неподвижные. Концы их могут быть закругленные, обрубленные, заостренные, утолщенные и т.д. Среди них есть спорообразующие.

Палочковидные бактерии

               Спорообразующие                                    Неспорообразующие

Аэробы                                  Анаэробы      

Бациллы                                Клостридии

Диаметр спор у клостридий превышает поперечник клетки в отличие от бацилл.

По взаиморасположению палочки могут быть расположены  поодиночно, попарно, цепочкой, под углом друг к другу и т.д.

Извитые бактерии.

Имеют спиралевидную форму. По количеству завитков их делят на :

1. Сильно извитые- сейчас они выделены в класс спирохет.
2. Слабо  извитые- спириллы.
3. Вибрионы- имеют форму  запятой, являются возбудителями холеры.

2.Строение бактериальной клетки.

Бактериальная клетка имеет  основные ( есть у всех бактерий) и дополнительные ( встречаются не у всех бактерий) структуры.

К основным структурам относятся:

1.  3-х слойная клеточная оболочка (слизистый слой, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана).
2. Цитоплазма.
3. Ядерное вещество.
4. Рибосомы.
5. Включения.

К дополнительным структурам относятся:

1.  Споры.
2.  Жгутики.
3. Ворсинки.
4. Капсулы.

Рассмотрим  строение и функции клеточных структур.

Основные структуры бактериальной клетки.

Слизистый слой.- все бактерии покрыты слоем слизи, который защищает их от действия фагоцитов.

Клеточная стенка- это каркас клетки. Прочность ее зависит от содержания вещества гликопротеина. Если в клеточной стенке гликопротеина много, то она толстая,  и при окраске по Граму бактерии окрашиваются в сине-фиолетовый цвет и называются Грам-положительными. Если в клеточной стенке гликопротеина мало, то она тонкая,  и при окраске по Граму бактерии окрашиваются в розово-красный цвет и называются Грам-отрицательными. Клеточная стенка выполняет следующие функции:

1. Сохраняет форму клетки.
2. Поддерживает осмотическое давление в клетке
3. Обеспечивает избирательную проницаемость клетки.

Бактерии с частично или полностью разрушенной клеточной стенкой нежизнеспособны. Но, иногда при неправильном лечении антибиотиками образуются особые формы микроорганизмов- L-формы. Это микробы с частично или полностью разрушенной клеточной стенкой, но сохраняющие жизнеспособность. После прекращения антибиотикотерапии  L-формы восстанавливают свою клеточную стенку, что является причиной хронизации и рецидивов болезни.

Цитоплазматическая мембрана -  очень тонкая , прилежит непосредственно к цитоплазме, на ней содержится множество ферментов. Выпячивания  цитоплазматической мембраны в цитоплазму называются мезосомами и участвуют в делении клетки.

Функции:

1. Участвует в обмене веществ
2. Участвует в дыхании бактерии.
3. Участвует в делении клетки.

Цитоплазма- это внутреннее содержимое клетки, состоящее из органических, неорганических веществ и воды. Функции: это среда в которой проходят все жизненно важные процессы бактериальной клетки.

Ядерное вещество (нуклеоид)- распылено по всей цитоплазме и не имеет собственной оболочки. Состоит из двойной нити ДНК , свернутой в кольцо. Функции: хранение наследственной информации.

Рибосомы- бактерии имеют множество рибосом, распределенных по всей цитоплазме. Функции: синтез белка.

Включения- это зерна жира, крахмала, волютина, гликогена. Функции- запас питательных веществ.

Дополнительные структуры бактериальной клетки.

Споры-  образуются при попадании бактерий в неблагоприятные условия внешней среды. Они представляют собой уплотненный участок цитоплазмы с ядерным веществом и собственной плотной оболочкой (т.е. это как бы клетка в клетке). Спора содержит мало воды, но много солей кальция и жиров, поэтому она очень устойчива во внешней среде. Споры не погибают при кипячении, под  действием  дезинфектантов. Они разрушаются лишь при температуре выше 120 град ( в автоклаве и сухожаровом шкафу). При попадании в благоприятные условия спора прорастает в вегетативную форму и микроб начинает расти и размножаться. В бактериальной клетке споры могут располагаться центрально, терминально и субтерминально.

Функции: защита от неблагоприятных условий окружающей среды.

Жгутики--  Отходят от базального тельца, расположенного в цитоплазме, на поверхность бактериальной  клетки. Состоят из белка флагеллина. По количеству жгутиков бактерии делят на :

1.     Монотрихи- имеют 1 жгутик.
2.     Перитрихи- множество жгутиклв по всей поверхности.
3.     Амфитрихи- пучок жгутиков с 2-х концов.
4.     Лофотрихи- пучок жгутиков с одного конца.

Функции- это органы движения бактериальной клетки.

Реснички (пили, ворсинки, фимбрии). – расположены по всей поверхности бактериальной клетки, тонкие , состоят из белка пилина.

Функции:

1. Обеспечивают прилипание (адгезию)  бактерий к клеткам макроорганизма.
2. Через пили может происходить передача наследственной информации из клетки в клетку.

Капсула- это утолщенный слизистый слой.

Функции: обеспечивают защиту бактерий от действия фагоцитов макроорганизма.

Лекция № 3.

Тема: «Морфология микробов (продолжение)»

План.

1. Общая характеристика основных классов микроорганизмов из царства прокариотов (спирохет, риккетсий, хламидий, микоплазм, актиномицетов).
2. Общая характеристика грибов.
3. Общая характеристика вирусов.

1. Общая характеристика основных классов микроорганизмов из царства прокариотов.

Спирохеты.

Через все тело спирохет проходит осевая нить(пучок фибрилл), вокруг которой закручена цитоплазма.  Имеют те же структуры, что и бактериальная клетка, но клеточная стенка у спирохет  очень тонкая и эластичная, поэтому спирохеты двигаются путем сокращения тела вокруг осевой нити. Размеры спирохет- 3-500 мкм , это факультативные паразиты.  Известно 6 родов спирохет, 3 из них патогенны:

1. боррелии- имеют 4-6 крупных неравномерных завитков, являются возбудителями возвратного тифа;
2. трепонемы- имеют 8-12 мелких равномерных завитков, являются возбудителями сифилиса;
3. лептоспиры- имеют 12-16 мелких равномерных завитков и концы их загнуты в виде крючков.

Риккетсии.

Это мелкие прокариоты, размерами от 0,3-3 мкм , занимающие промежуточное положение между бактериями и вирусами. Как и бактерии, имеют те же клеточные  структуры, но как вирусы являются облигатными паразитами, т.е. живут  только внутри живой клетки. Различают следующие морфологические формы риккетсий:

1. кокковидные;
2. короткие палочковидные;
3. длинные палочковидные;
4. нитевидные.

Риккетсии являются возбудителями сыпного тифа, лихорадки Ку и  других риккетсиохов.

Хламидии.

- это прокариоты, занимающие промежуточное положение между бактериями и вирусами. Размеры- 0.25-1,5 мкм. Они имеют те же основные структуры, что и бактерии, размножаются делением. Но, как вирусы, являются облигатными внутриклеточными паразитами. В организме человека хламидии встречаются в 2-х формах и проходят следующий жизненный цикл:

1. элементарные тельца (ЭТ)- мелкие, располагаются в межклеточном пространстве, не способны к делению.

2. ретикулярные тельца (РТ)- образуются при проникновении хламидий в чувствительную клетку хозяина. Они увеличиваются в размерах и начинают делиться. Затем РТ обратно трансформируются в ЭТ, но уже нового поколения. Образуется микроколония хламидий, в результате чего клетка-хозяина гибнет и в межклеточное пространство попадает множество новообразованных ЭТ, которые инфицируют новые клетки. Внутриклеточный цикл развития хламидий длиться 48-72 часа.

Хламидии являются возбудителями следующих заболеваний:

- урогенитальный хламидиоз

- трахома

- орнитоз

- венерическая лимфогранулема.

Микоплазмы.

- мельчайшие прокариоты, проходящие через бактериальные фильтры, т.е.по размерам они близки к вирусам ( 100-600 нм). Имеют  строение, как у бактериальной клетки, но в отличие от бактерий у микоплазмы отсутствует клеточная стенка. Ее заменяет 3х-слойная  цитоплазматическая мембрана., поэтому  микоплазмы не имеют постоянной формы и могут принимать вид звезд, нитей, сфер и т.д. Являются  факультативными паразитами, т.е.растут на искусственных питательных средах ( колонии напоминают «яичницу-глазунью»).

Микоплазмы являются возбудителями следующих заболеваний:

- урогенитальный микоплазмоз

- микоплазменная пневмония .

Актиномицеты.

- в переводе означает -лучистые грибы, т.е. актиномицеты раньше относили к грибам. Но сейчас доказано отсутствие у них оформленного ядра. Актиномицеты встречаются в 2-х формах:

- в виде длинных ветвящихся клеток, напоминающих мицелий;

- в виде крупных грамположительных палочек.

Среди актиномицетов есть патогенные, которые вызывают актиномикоз, нокардиоз, и непатогенные – их используют для получения антибиотика стрептомицина.

 Грибы.

Грибы- это низшие растения, не имеющие хлорофилла. В настоящее время их насчитывается более 90 тыс.разновидностей, 500 из них патогенны для человека. Грибы относятся к царству эукариотов, т.е. имеют оформленное ядро, отдел - Eu Mycota.

Грибы характеризуются общим типом строения. Все грибы имеют клеточную стенку с уникальным химическим составом - туда входят целлюлозо- и хитиноподобные вещества. Встречаются в 2-х формах:

А) дрожжевая - это крупные округлые клетки, Грам-положительные.

Б) мицелиальная - это клетки  тонкие, длинные, часто ветвящиеся нити - гифы, длина которых от 100 до 600 мкм. Переплетения гифов образуют мицелий. Мицелий может быть септированным ( или истинным)- в нем гифы разделены внутренними перегородками септами , и несептированным (ложным, псевдомицелием)- в нем гифы не имеют внутренних перегородок и содержат большое количество ядер в единой цитоплазме. Часть мицелия, врастающая в субстрат называется вегетативным, а свободная, спорообразующая  называется репродуктивной. Грибы являются аэробами, факультативными паразитами.

Грибы чаще размножаются с помощью спор. Формирование спор идет 3-мя путями:

а) вегетативным путем- на любом участке мицелия

б) бесполым путем - в специальных органах размножения - спорофорах, которые образуют эндоспоры, и конидиофорах, которые образуют экзоспоры

в) половым путем - в специальных органах после слияния 2-х клеток.

Грибы являются возбудителями следующих  заболеваний.

1. Дерматомикозы (поражение волос –трихофития или  стригущий лишай, поражение кожи стоп, ногтей (онихомикозы), парша (фавус), микроспория -поражение волос, кожи, паховая эпидермофития). Дерматомикозы являются самыми распространенными инфекционными заболеваниями - по России 80% населения страдает теми или иными формами микозов.

2. Бластомикозы-  кандидоз или молочница, а также разноцветный лишай, пьедра, террулез, северо- и южноамериканский бластомикоз, криптококкоз.

3. Плесневые микозы – возбудители  являются сапрофитами, развитие заболевания происходит только при глубоких иммунодефицитах и сопровождается поражением легких, кожи, ротовой полости и т.д.

4. Глубокие микозы- поражают макрофагальную систему. От человека к человеку не передаются. Основной путь передачи - воздушно-капельный, при вдыхании спор. Заболевания, вызываемые этими возбудителями: кокцидиоидоз, гистоплазмоз и др. Для всех этих заболеваний характерно поражение не только легких, но и многих органов.

Вирусы

- входят в самостоятельное царство, т.к. имеют неклеточное строение. Это мельчайшие микроорганизмы размерами. По строению различают вирусы простые и сложные. Простые имеют сердцевину (ДНК или РНК) и оболочку- капсид, состоящую из капсомеров. У сложных вирусов есть еще и суперкапсид или пеплос, состоящий из пепломеров. Пространственное расположение вирусов различно, они могут иметь сферическую, нитевидную, кубоидальную, сперматозоидную и т.д. формы. Вирусы размножаются путем репродукции:  вирусная нуклеиновая кислота встраивается в ядро клетки и сама клетка начинает синтезировать вирусные частицы, после чего гибнет, а размножившиеся вирусы поражают новые клетки.  Т.о., вирусы являются облигатными внутриклеточными паразитами, т.е.вне живой клетки не живут. Известны и полезные вирусы- бактериофаги, которые способны избирательно поражать бактерии. Их используют для лечения и профилактики инфекционных заболеваний ( холера, брюшной тиф, стафилококковые инфекции и т.д.).

Лекция №4

на тему: «Физиология микробов».

План.

1. Обмен веществ микробной клетки.
2. Химический состав.
3. Питание микробов.
4. Ферменты микробов.
5. Дыхание микробов.
6. Пигментообразование.
7. Свечение и ароматообразование.
8. Рост и размножение микробов.

1. Физиология изучает жизненные функции микроорга­низмов: питание, дыхание, рост и размножение. В основе физиологических функций лежит непрерывный обмен веществ (метаболизм).

Сущность обмена веществ составляют два противопо­ложных и вместе с тем взаимосвязанных процесса: ас­симиляция (анаболизм) и диссимиляция (катабо­лизм).

В процессе ассимиляции происходит усвоение пита­тельных веществ и использование их для синтеза клеточ­ных структур. При процессах диссимиляции питательные вещества разлагаются и окисляются, при этом выделяется энергия, необходимая для жизни микробной клетки. Все процессы синтеза и распада питательных веществ совершаются с участием ферментов.

Особенностью микроорганизмов является интенсивный обмен веществ. За сутки при благоприятных условиях одна микробная клетка может переработать такое количе­ство питательных веществ, которое в 30—40 раз больше ее массы.

2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИЙ

Для понимания процессов обмена веществ необходимо знать химический состав микроорганизмов. Микроорганиз­мы содержат те же химические вещества, что и клетки всех живых организмов, т.е. неорганические и органические вещества.

 Неорганические вещества: 

Важнейшими элементами являются органогены (уг­лерод, водород, кислород, азот), которые используются для построения сложных органических веществ: белков, углеводов и липидов.

В количественном отношении самым значительным компонентом клетки является вода, которая составляет 75—85%; на долю сухого вещества, которое состоит из органических (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды) и минеральных соединений, приходится 15—25%.  Значение воды в жизнедеятельности клетки велико. Все вещества поступают в клетку с водой, с ней же удаляются продукты обмена. Вода в микробной клетке находится в свободном состоянии как самостоятельное соединение, но большая часть ее связана с различными химическими компонентами клетки (белками, углеводами, липидами) и входит в состав клеточных структур.

Свободная вода принимает участие в химических реак­циях, протекающих в клетке. Содержание свободной воды в клетке может изменяться в зависимости от условий внешней среды, физиологического состояния клетки, ее возраста. Так, у споровых форм бактерий значительно меньше воды, чем у вегетативных клеток. Наибольшее количество воды отмечается у капсульных бактерий.

Минеральные вещества — фосфор, натрий, калий, маг­ний, сера, железо, хлор и другие — в среднем составляют 2—14% сухого вещества.

Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, фос­фолипидов, многих ферментов, а также АТФ (аденозин-трифосфорной кислоты), которая является аккумулято­ром энергии в клетке.

Натрий участвует в поддержании осмотического давления в клетке.

Железо содержится в дыхательных ферментах.

Магний входит в состав рибонуклеата магния, который локализован на поверхности грамположительных бактерий.

Для развития микроорганизмов необходимы микро­элементы, содержащиеся в клетке в очень малых количествах. К ним относят кобальт, марганец, медь, хром, цинк, молибден и многие другие. Микроэлементы участвуют в синтезе некоторых ферментов и активиру­ют их.

Органические вещества.

Белки (50—80% сухого вещества) определяют важней­шие биологические свойства микроорганизмов. Это про­стые белки — протеины и сложные — протеиды. Большое значение в жизнедеятельности клетки имеют нуклеопроте_Иды — соединение белка с нуклеиновыми кислотами (ДНК и РНК). Кроме нуклеопротеидов, в микробной клетке содержатся в незначительных количествах липопротеиды, гликопротеиды, хромопротеиды.

Белки распределены в цитоплазме, нуклеоиде, они входят в состав структуры клеточной стенки. К белкам принадлежат ферменты, многие токсины (яды микроорга­низмов).

Нуклеиновые кислоты в микробной клетке выполняют те же функции, что и в клетках животного происхожде­ния. ДНК содержится в ядре (нуклеоиде) и обусловливает генетические свойства микроорганизмов. РНК принимает участие в биосинтезе клеточных белков, содержится в ядре и цитоплазме. Общее количество нуклеиновых кис­лот колеблется от 10 до 30% сухого вещества микробной клетки и зависит от ее вида и возраста.

Углеводы (12—18% сухого вещества) используются микробной клеткой в качестве источника энергии и угле­рода. Из них состоят многие структурные компоненты клетки (клеточная оболочка, капсула и другие). Углеводы входят также в состав тейхоевой кислоты, характерной для грамположительных бактерий.

Клетки микроорганизмов содержат простые (моно- и дисахариды) и высокомолекулярные (полисахариды) угле­воды.

Липиды (0,2—40% сухого вещества) являются необхо­димыми компонентами цитоплазматической мембраны и клеточной стенки, они участвуют в энергетическом обме­не. В некоторых микробных клетках липиды выполняют роль запасных веществ.

Липиды состоят в основном из нейтральных жиров, жирных кислот, фосфолипидов. Общее количество их зависит от возраста и вида микроорганизма. Например, у микобактерий туберкулеза количество липидов достигает 40%, что обусловливает устойчивость этих бактерий к воздействию факторов внешней среды.

3. ПИТАНИЕ БАКТЕРИЙ 

Всем микроорганизмам для осуществления процессов питания, дыхания, размножения необходимы питательные вещества.

В качестве питательных веществ и источников энергии микроорганизмы используют… Продолжение »