МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

Всем бактериям присущи определенная форма и размеры, которые выражаются в микрометрах (мкм). Они варьируют в широких пределах от 0,1-0,15 (микоплазмы) до 16-28 мкм (спириллы). Большинство патогенных бактерий имеют размеры 0.2-10 мкм.

По внешнему виду бактерии бывают шаровидные (сферические), палочковидные (цилиндрические), извитые (спиральные), нитевидные и ветвящиеся.

Шаровидные бактерии или кокки (0.5-1.0 мкм) в зависимости от характера деления клеток и их расположения после деления делятся на следующие подгруппы:

1. Микрококки (монококки) – это кокки клетки, которых делятся в одной плоскости, и после деления располагаются в виде отдельных клеток. Заболеваний у человека не вызывают.

2. Диплококки – это кокки клетки, которых делятся в одной плоскости, и после деления располагаются парами. Обуславливают развитие у человека гонореи, менингита, пневмонии, отита.

3. Стрептококки – это кокки клетки, которых делятся в одной плоскости, и после деления располагаются в виде цепочки (нитки бус). Обуславливают развитие у человека ангины, скарлатины, рожистого воспаления, импетиго.

4. Тетракокки – это кокки клетки, которых делятся в двух плоскостях, и после деления располагаются по четыре. Заболеваний у человека не вызывают.

5. Сарцины (планококки)– это кокки клетки, которых делятся в трех плоскостях, и после деления располагаются в виде пакетов по 8, 16, 32 клетки. Заболеваний у человека не вызывают.

6. Стафилококки – это кокки клетки, которых делятся в трёх плоскостях, и после деления располагаются беспорядочно, в виде грозди. Обуславливают развитие у человека фурункулов, мастита, сепсиса, пищевой токсикоинфекции, пузырчатки новорожденных, цистита, ангины и других заболеваний.

Палочковидные бактерии или палочки (1,0 -10 мкм х 0,5-2,0 мкм) различаются по размерам, форме концов клетки и взаимному расположению клеток.

По способности образовывать споры палочковидные бактерии подразделяются на:

1. Бактерии – палочковидные прокариоты, которые не образуют спор. Могут располагаться: по одной клетке (возбудители коклюша, чумы, дизентерии, дифтерии, туберкулёза), парами и цепочкой (возбудители озены, риносклеромы, пневмонии).

2. Бациллы – спорообразующие аэробные палочки, у которых спора не превышает диаметр клетки (возбудитель сибирской язвы).

3. Клостридии – спорообразующие анаэробные палочки, у которых спора превышает диаметр клетки (возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены).

Извитые формы – спиралевидные бактерии. По количеству и размеру завитков, а также по диаметру клеток подразделяются на три группы:

1.Вибрионы – имеют один изгиб, не превышающий четверти оборота спирали; напоминают запятую (возбудитель холеры).

2. Спириллы – имеют изгибы с одним или несколькими оборотами спирали (возбудитель содоку).

3. Спирохеты – тонкие, длинные, извитые, штопорообразной формы бактерии (возбудители сифилиса, возвратного тифа, лептоспироза).

Нитевидные и ветвящиеся формы бактерий. Различают два типа нитевидных бактерий, которые образуют временные и постоянные нити. Временные нити с ветвлениями образуют палочковидные бактерии при нарушении регуляции клеточного деления (микобактерии, коринебактерии). При восстановлении механизма регуляции деления эти бактерии восстанавливают обычные размеры. Постоянные нитевидные формы образуют палочковидные бактерии, которые соединяются в длинные цепочки или с помощью слизи, или чехлами, или мостиками.

Бактерии отличаются полиморфизмом (индивидуальная изменчивость формы, не передающаяся по наследству) при культивировании на искусственных питательных средах и под воздействием химических веществ и антибиотиков.

Ультраструктура бактерий.

Структура бактериальной клетки хорошо изучена с помощью электронного микроскопа. Бактериальная клетка имеет низкую степень дифференциации и состоит из оболочки, наружный слой которой называется клеточная стенка, а внутренний цитоплазматическая мембрана, а также цитоплазмы с включениями и нуклеоида. Имеются дополнительные структуры: капсула, микрокапсула, слизь, жгутики, пили, плазмиды, споры.

Нуклеоид (хромосома) – эквивалент ядра у бактерий. Нуклеоид бактерий содержит циркулярно-замкнутую двойную нить ДНК, РНК и фермент, в частности РНК-полимеразу. РНК и РНК-полимераза находятся в центре, а на них намотана ДНК, которая расположена компактно. Один конец ДНК связан с мезосомами ЦПМ, что способствует разделению дочерних хромосом при репликации. Бактерии гаплоидные существа. Нуклеоид располагается в цитоплазме в виде клубка, может иметь форму сферическую, палочковидную, подковообразную. Нуклеоид не имеет ядерной оболочки, ядрышек, белков гистонов; так как нет митотического аппарата, то микробная клетка не делится митозом.

В клетке в зависимости от физиологического состояния может быть один или кратное двум количество нуклеоидов.

Функции нуклеоида: хранение генетической информации, участие в генетических процессах, а также в делении клетки и спорообразовании.

Кроме нуклеоида в бактериальной клетке могут находиться внехромосомные факторы наследственности – плазмиды, представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК и способные к репликации независимо от бактериальной хромосомы. Плазмиды детерминируют образование ферментов, которые расщепляют многие антибиотики и сульфаниламиды.

Цитоплазма – внутреннее содержимое бактериальной клетки. Представляет собой коллоидную массу, состоящую из растворимых белков, полисахаридов, липидов, РНК, микроэлементов, минеральных веществ, воды. В электронном микроскопе в цитоплазме выявлены: эндоплазматическая сеть, рибосомы и гранулярные образования.

Рибосомы – структуры в которых идет синтез белка. Они могут группироваться в полисомы.

Гранулы гликогена, крахмала, жира, зёрна валютина (полифосфаты) играют трофическую и диагностическую роль.

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)– это обособленная от клеточной стенки и цитоплазмы полупроницаемая структура. ЦПМ имеет три слоя: двойной - фосфолипидный и глобулярный - белковый. Она ограничивает цитоплазму, поддерживает постоянство осмотического давления, контролирует водный и солевой обмен, обеспечивает питание бактерий за счет ферментов пермиаз, расположенных в ЦПМ. Также она участвует в делении клетки, биосинтезе компонентов клеточной стенки и капсулы. При впячивании ЦПМ внутрь клетки образуются мезосомы. Они являются аналогами митохондрий, связаны с нуклеоидом, принимают участие в делении клеток, спорообразовании, синтезе материала клеточной стенки, энергетическом метаболизме.

Клеточная стенка – это внешняя структура бактерий, отделенная от ЦПМ узким ободком периплазматического пространства. Она прочная, упругая, придает клетке бактерий определенную форму и вместе с подлежащей ЦПМ поддерживает высокое осмотическое давление в бактериальной клетке. Клеточная стенка защищает клетку от действия вредных факторов среды, участвует в процессе её деления, транспорте метаболитов и питательных веществ.

Толщина клеточной стенки колеблется от 10 до 35 нм. Она состоит их полимеров или блоков, включающих липопротеиды, липополисахариды, протеины, тейхоевые кислоты. Главным и специфическим для клеточной стенки компонентом является муреин или пептидогликан (мукопептид). Он имеется только у эубактерий (кроме микоплазм).

У грамотрицательных бактерий клеточная стенка слоистая. Внутренний слой построен из пепдидогликана (5-20 %) и не содержит тейхоевых кислот. Науружный слой представлен липополисахаридами, фосфолипидами и белками. С внешней стороны располагается липополисахараид (ЛПС). ЛПС грамотрицательных бактерий обладает токсическими свойствами (связан с эндотоксином) и выраженными антигенными свойствами.

Клеточная стенка грамположительных бактерий имеет однородную структуру, на 60-80% состоит из пептидогликана и тесно связанных с ним тейхоевых кислот.

При нарушении синтеза клеточной стенки бактерий под действием различных ингибиторов образуются клетки с измененной формой: протопласты – бактерии, полностью лишенные клеточной стенки; сферопласты – бактерии с частично сохранившейся клеточной стенкой. После удаления ингибитора клеточной стенки такие измененные бактерии могут реверсировать, т.е. приобретать полноценную клеточную стенку и восстанавливать исходную форму.

Бактерии сферо- и протопластного типа, утратившие способность к синтезу пептидогликана и способные размножаться, называются L-формами.

Капсула – слизистая структура, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая чётко очерченные внешние границы. Состоит из гетерополисахаридов (кишечные бактерии), полисахаридов (стрептококки), полипептидов (бациллы сибирской язвы). В зависимости от толщины слоя и прочности соединения с телом различают капсулу или макрокапсулу, которая видна в световом микроскопе, микрокапсулу (К-антиген), которая выявляется при электронной микроскопии и слизистый слой, который непрочно связан с клеточной стенкой и состоит из экстрацеллюлярных веществ микроба.

У некоторых бактерий капсула постоянна, содержится у всех особей и во всех средах (Klebsiella pneumoniae, Streptococcus pyogenes). У пневмококков, возбудителей сибирской язвы, Clostridium perfringens капсула образуется только в макроорганизме, а на питательных средах её образование прекращается. Капсула является важным фактором патогенности, препятствует фагоцитозу, связывает ионы тяжелых металлов, защищает от действия антител, комплемента, высыхания.

Жгутики – тончайшие длинные нити, состоящие из сократительного белка флагеллина, определяющие подвижность бактерий. Берут начало от ЦПМ и прикреплены к ней и клеточной стенке специальными дисками.

По наличию жгутиков и их расположению бактерии разделяются на монотрихи – имеют 1 жгутик; лофотрихи – пучок жгутиков с одной стороны, амфитрихи – по одному жгутику или пучку жгутиков по полюсам, перитрихи – жгутики по всей поверхности клетки, атрихи – не имеют жгутиков.

Фимбрии и пили (ворсинки) – субмикроскопические нитевидные образования, состоящие из белка пилина. Пили общего назначения, обеспечивают адгезию (прилипание к поражаемой клетке), отвечают за питание, водно-солевой обмен. Половые (sex) пили, обеспечивают передачу генетического материала из клетки донора в клетку реципиента в процессе конъюгации.

Фибриллы (периплазматические жгутики) – органы передвижения у спирохет, состоят из отдельных переплетающихся нитей и располагаются между клеточной стенкой и ЦПМ.

Споры – покоящаяся форма жизненного цикла бактерий, состоящая из уплотненного участка цитоплазмы с нуклеоидом, одетого собственной плотной оболочкой. В спорах бактерии находятся в состоянии анабиоза.

У патогенных бактерий процесс спорообразования происходит вне организма, например в конце развития культуры на искусственных питательных средах, когда в них накапливаются вредные продукты метаболизма, или в окружающей среде, куда они попадают с выделениями человека и животных.

Спорообразование способствует сохранению вида и не является способом размножения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: