Введение. История развития микробиологии. Предмет и задачи медицинской микробиологии. Систематика, номенклатура, морфология микроорганизмов
План лекции: n n n n n Определение микробиологии как науки Объекты изучения микробиологии Разделы микробиологии Задачи медицинской микробиологии История развития микробиологии Классификация микробов Классификация бактерий Биноминальная номенклатура Линнея Классификация микроорганизмов Берги Классификация микроорганизмов по морфологии Классификация микроорганизмов по Граму Определение категорий: вид, клон, культура, штамм Строение бактериальной клетки: оболочка, цитоплазма, нуклеоид, рибосомы, мезосомы, споры, пили, жгутики Различия в строении клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий Классификация и строение грибов Классификация и строение простейших Структура и классификация вирусов
Микробиология micros bios logos наука, изучающая строение, биологию, экологию мельчайших форм жизни животного и растительного происхождения, невидимых невооруженным взглядом - Объекты изучения микробиологии: бактерии, грибы, простейшие, вирусы, прионы, вироиды
Разделы микробиологии 1. 2. Общая микробиология Частная микробиология: n медицинская, n санитарная, n ветеринарная, n сельскохозяйственная, n морская, n космическая, n техническая (промышленная) Медицинская микробиология – изучает микробов, способных вызвать болезни у человека (их физиологию, генетику, экологию, патогенез, специфическую диагностику, профилактику болезней)
История развития микробиологии n Эвристический этап (IV. III тысячелетие до н. э. - XVI в. н. э. , Гиппократ, Фракасторо) n Морфологический этап (Антони ван Левенгук) n Физиологический этап (XVI в. - начало XX в. , Самойлович, Мечников, Гамалея, Кох, Генле, Ивановский, Леш, Боровский, Лаверан, Пастер) n Иммунологический и молекулярно-генетический этап (с XX века и по настоящее время, Мечников, Эрлих, Беринг, Китазато, Флеминг и др. )
Эксперименты на себе для выявления болезнетворности микробов проводили Самойлович, Мечников, Гамалея, Петтенкоффер, Савченко, Заболотный, Балоян и др. Эти ученые рискуя своей жизнью, выполнили свой долг перед человечеством. Таким образом родилась наука о долге - деонтология Триада Генле-Коха Этиологическая роль микроба • Обнаружение микроба только при данной болезни и ни при какой другой; • Выделение чистой культуры микроба; • Доказательства в эксперименте способности чистой культуры возбудителя вызывать специфическую болезнь
Нобелевская премия в области медицины и физиологии n n n Илья Ильи ч Мечников, Пауль Эрлих – фагоцитарная теория иммунитета. Роберт Кох – исследования туберкулеза. Фрэнк Макфарлейн Бернет, Питер Брайан Медавар – явление иммунотолерантности. Джералд Морис Эдельман – химическая структура антител. Судзуми. Тонегава - открытие генетического принципа образования разнообразия антител. Барри Маршалл и Робин Уоррен - открытие бактерии Helicobacter pylori Эндрю Файер и Крэйг Меллоу - разработали механизм передачи генетической информации (РНК-интерференции), что открывает, прежде всего, новые возможности для генной инженерии и лечения некоторых болезней. Элизабет Блекберн, Карол Грейдер, Джек Шостак - обнаружили фермент теломеразу, который позволяет хромосомам находиться в клетках в нестареющем состоянии. Харальд цур Хаузен - открытие вирусов папилломы человека, ответственных за возникновение рака шейки матки Люк Монтанье и Франсуаза Барре-Синусси - открытие вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) Френсис Пейтон Роус - открытие онкогенных вирусов. Барух Бламберг - первооткрыватель вируса гепатита В и другие
Классификация микробов Доклеточные - n прионы или инфекционные белки (0, 1 -0, 3 мкм); n вироиды (ДНК, РНК, 1 -100 мкм); n вирусы (0, 01 -0, 4 мкм) Клеточные n бактерии (1 -10 мкм), n грибы (1 -30 мкм), n простейшие (10 -50 мкм)
Классификация микробов n Царство прокариоты – бактерии n Царство Vira – вирусы n Эукариоты – Царство Fungi - грибы, Царство Animalia, подцарство Protozoa- простейшие
Классификация бактерий Классификация микроорганизмов Берги – грациликуты, фирмикуты, тенерикуты, мендозикуты Классификация микроорганизмов по Граму Грамположительные и грамотрицательные Классификация микроорганизмов по морфологии Шаровидные (кокки) Палочковидные Извитые Биноминальная номенклатура Линнея – название рода и вида (2 слова)
Определение категорий: Вид – совокупность особей, объединенных по близким свойствам (spp. ); n Клон – совокупность потомков, выращенных из 1 микробной клетки; n Культура – микробы, выращенные на искусственной питательной среде; n Штамм – микробы, выделенные из определенного источника и отличающиеся от других представителей вида; n Разновидности внутри вида - резистентовар, фаговар, биовар, серовар n
Строение бактериальной клетки A : пили B : рибосомы C : капсула D : клеточная стенка E : жгутик F : цитозоль G : вакуоль H : запасные вещества I : нуклеоид J : цитоплазматическая мембрана
Грам + Грам – Строение оболочек Гр+ и Гр – бактерий
Жгутики Схема строения жгутика Гр - бактерий Расположение жгутиков: A — монотрихиальное, B — лофотрихиальное, C — амфитрихиальное, D — перитрихиальное.
Спорообразование Расположение эндоспор: 1, 4 - центральное, 2, 3, 5 - терминальное, 6 - латеральное.
Размеры бактерий в среднем составляют 0, 5 -5 мкм. Escherichia coli, - 0, 3 -1 на 1 -6 мкм, Staphylococcus aureus - диаметр 0, 5 -1 мкм, Bacillus subtilis - 0, 75 на 2 -3 мкм. Крупнейшие бактерии Thiomargarita namibiensis - 750 мкм (0, 75 мм) (обитает в море, холодных ключах, донных осадках материкового шельфа) , Epulopiscium fishelsoni - 700 мкм (обитает в пищеварительном тракте хирурговой рыбы Acanthurus nigrofuscus). Спирохеты могут вырастать в длину до 250 мкм при толщине 0, 7 мкм. Mycoplasma - 0, 1 -0, 25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов, например, табачной мозаики, коровьей оспы или гриппа. !!! Сферическая клетка диаметром менее 0, 15 -0, 20 мкм становится неспособной к самостоятельному воспроизведению, поскольку в ней физически не помещаются все необходимые биополимеры и структуры в достаточном количестве.
Нанобактерии - биоминерал, круглые либо овальные органо-минеральные структуры размером от 30 до 200 нм, которые привели к одному из самых больших споров в современной микробиологии. Обнаружены на минеральных поверхностях, в организме человека и крови коровы. Имеют исключительно малый ( «запрещённый для прокариот» ) размер клеток, сопоставимый с размером • Не содержат ДНК и нуклеиновых кислот мельчайших вирусов. • Скорость роста нанобактерий исключительно низкая – примерно в 10000 раз меньше, чем скорость роста бактерий. • Главный элемент нанобактерий - это апатит, но эти частицы также составлены из других неопознанных составов. • Показано, что нанобактерии не являются живыми организмами. • Наличие же «антигенов» у нанобактерий связано с преципитацией альбумина на поверхности частиц
Классификация грибов Низшие грибы: n Хитридиомицеты или водные грибы, сапрофиты или поражают водоросли; n Гифохитридимицеты и Оомицеты – паразиты высших растений и водные плесени; n Зигомицеты – распространены в почве и воздухе, способны вызывать поражения легких, головного мозга и др. органов. Rhizopus stolonifer применяется для получения фумаровой кислоты, R. oryzae — спиртов, Blakeslea trispora — β-каротина и др. Высшие грибы: n Базидиомицеты - шляпочные грибы n Дейтеромицеты – Candida, а также в почве имеются многие представители данного порядка — Cephalosporium, Trichoderma, Cladosporium, Alternaria, Fusarium, Sclerotium, Rhizoctonia и др. , имеющих значение в почвенных процессах n Аскомицеты – Aspergillus, Penicillium, некоторые дрожжи. Среди паразитов животных и человека большинство - аскомицеты.
n n n n n Значение аскомицет в природе и жизни человека Разрушают опад, мёртвые ветки и стволы деревьев (в том числе входящие в их состав целлюлозу и лигнин, недоступные большинству организмов), вносят существенный вклад в биологические циклы углерода и азота. являются пищей для беспозвоночных, грызунов и более крупных животных: оленей и кабанов. Аскомицеты являются основой для многих (до 98 %) лишайников. С корневыми системами высших растений многие аскомицеты образуют микоризу. Грибы рода Xylaria культивируются муравьями Attini и некоторыми термитами. Широко распространены аскомицеты как паразиты растений, пищевых продуктов Многие асковые широко используются в хозяйственной деятельности человека, например, трюфели и сморчки употребляются в пищу. Дрожжи незаменимы в хлебопечении и на бродильных производствах, другие виды широко используются для получения биологически активных веществ (антибиотиков, витаминов, ферментов, алкалоидов, гиббереллинов и пр. ). Многие виды широко используются в генетических исследованиях.
Строение грибов Aspergillus Penicillium Mucor Candida
Классификация простейших Подцарство Protozoa, 7 типов, из которых 3, имеют представителей, вызывающих заболевания у человека Патогенные представители различных типов: тип Sarcomastigophora подтип жгутиконосцы - трипаносома, лейшмания, трихомонады, лямблии; n подтип саркодовые - дизентрийная амеба. тип Apicoplexa - токсоплазма, кокцидии, саркоцисты, малярийный плазмодий; тип Ciliophora - балантидий n
Строение простейших Токсоплазма Лейшмания Трихомонада Дизентерийная амёба. Трофозоиты с поглощёнными эритроцитами Эритроциты, зараженные P. vivax
Строение простейших Снаружи окружены мембраной (пелликулой) – аналог ЦПМ бактерий, имеют ядро с ядерной оболочкой и ядрышком, n Цитоплазма состоит из эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом, рибосом и др. n Передвигаются при помощи жгутиков, ресничек и образования псевдоподий. n При неблагоприятных условиях образуют цисты n
n n n Облигатные внутриклеточные паразиты. Сформированная вирусная частица – вирион. Форма – палочковидная, пулевидная, многогранник, сперматозоидная, сферическая. ДНК или РНК-содержащие. Простые и сложные вирусы. Капсид, капсомеры (субъединицы), нуклеокапсид, суперкапсид или пеплос, шипы (пепломеры или суперкапсидные белки) Ротавирус Вирус гриппа Структура вирусов
Классификация вирусов ДНК-содержащие n n n Аденовирусы Гепаднавирусы Герпесвирусы Паповавирусы Поксвирусы и др. РНК-содержащие n n n Ортомиксовирусы Парамиксовирусы Пикорнавирусы Ретровирусы Флавирусы и др.
Прионы – белковые инфекционные частицы не содержат нуклеиновых кислот, имеют вид фибрилл. По-видимому являются индукторами и продуктами гена человека или животного. Вызывают тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных (т. н. «медленные инфекции» - болезнь Крейтфельда- Якоба, куру, коровье бешенство и др. ). Прионы
Вироиды По одной из версий, считается, что вироиды представляют собой вырезанные незначащие участки м. РНК, которые случайно приобрели способность к репликации. Имеют длину всего 220 нуклеотидов. Белков вироиды не кодируют. Вироиды так же рассматривают в качестве представителей добиотического «мира РНК» , неких эволюционных реликтов. Известны вироид клубней картофеля, желтой крапчатости риса
Бактериофаги это ВИРУСЫ, • Избирательно поражают бактериальные клетки. • Чаще всего бактериофаги размножаются внутри бактерий и вызывают их лизис. • Состоит из белковой оболочки и генетического материала. • Размер частиц приблизительно от 20 до 200 нм
Жизненный цикл 1. Вирулентный фаг приближается к бактерии, 2. Хвостовые нити связываются с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки. 3. Хвостовой чехол сокращается, заставляя полый стержень входить в клетку; 4. Нуклеиновая кислота фага вводится внутрь клетки. 5. Нуклеиновая кислота фага реплицируется и направляет синтез новых белков оболочки. 6. Образуются новые частицы фага в результате спонтанной самосборки белковой оболочки вокруг фаговой нуклеиновой кислоты, синтезируется лизоцим; 7. Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима, высвобождается около 200 -1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии. Стадии по времени занимают около 30 минут
Применение фагов: 1. Фаготипирование 2. Фагопрофилактика 3. Фаготерапия 4. Генная инженерия С целью терапии применяют: ¨ местно путем аппликации на раневую или ожоговую поверхность, ¨ введением в полости (брюшную, плевральную, суставную, мочевой пузырь), ¨ через рот, ¨ ректально. Лекарственные формы: ¨ жидкие, ¨ таблетки с пектином или кислотоустойчивым покрытием, ¨ мази, ¨ свечи, ¨ аэрозоли
Скачать презентацию Введение История развития микробиологии Предмет и задачи медицинской
Лекция Введение Морфология.ppt