Введение в микробиологию СПб ГУ 2010 План

Введение в микробиологию СПб. ГУ 2010

План лекции n n n 1. Предмет микробиологии 2. Значение размерности в микробиологии 3. Разделы микробиологии по объектам – прокариоты и эукариоты, клеточные и неклеточные формы жизни 4. Возникновение и ранние этапы развития микробиологии 5. Развитие бактериологии в конце XIX – начале XX веков. Великие микробиологи 6. Распространение бактерий 7. Функциональная роль бактерий 8. Три источника энергии у бактерий 9. Значение бактерий в эволюции жизни на земле 10. Роль бактерий в жизни человека

1 вопрос Предмет микробиологии n Микробиология – наука о мельчайших живых существах- микроорганизмах. n Микроорганизмы – живые организмы, невидимые невооруженным глазом. n Объекты изучения микробиологии: бактерии, грибы, простейшие, вирусы не видны без специальных оптических приборов

2 вопрос Значение размерности в микробиологии n Глаз человека – своеобразный оптический прибор (РС- 200 мкм) n РС – наименьшее расстояние, при котором две точки видны раздельно. n Размеры микроорганизмов измеряют в мкм и нм. n Ср. длина бактерии – 1, 5 -2 мкм. n Фага – 300 нм. n Простейшего – 10 -100 мкм.

Соотношение величин длины микроорганизмов 1 мм = 1000 мкм 1 мкм = 1000 нм = 10000Å 1 мм = 103 мкм 1 мм = 106 нм 1 нм = 10 Å

Микроскопы n Для увеличения микроскопических объектов существуют световой, электронный и др. микроскопы n РС светового микроскопа – 0, 2 мкм n РС электронного микроскопа – 2Å

Размеры отражают свойства МО n Разные размеры → разное строение → разные свойства n Неклеточное строение – вирусы (самые мелкие) n Клеточное строение – прокариоты – бактерии (более крупные) n Клеточное строение –эукариоты – грибы, простейшие (самые крупные) n

3 вопрос Разделы микробиологии по объектам – прокариоты и эукариоты, клеточные и неклеточные формы жизни n I. - эукариоты: n 1. простейшие – наука протистология (протозоология), n 2. водоросли – наука альгология, 3. микроскопические грибы – наука микология n II. – прокариоты: n 1. бактерии, 2. цианобактерии, 3. археи – наука бактериология n III. - вирусы – наука вирусология

Прокариоты n Прокариоты не имеют мембранных органелл (ядра, митохондрий, АГ, ЭПС) n Клетка прокариот не может быть меньше 0, 05 мкм (50 нм), т. к. диаметр рибосомы – 20 нм. n Археи – обитатели экстремальных зон. неинфекционные микроорганизмы, не вызывают патологических состояний, могут быть симбионтами.

Возникновение микробиологии и ранние этапы ее развития Первые микроскопы Захарий Янсен () 1590 г. Галиле о Галиле й (1564 -1642) 1609 г.

4 вопрос Возникновение микробиологии и ранние этапы ее развития n 1. Антуан ван Левенгук (1632 -1723); n 2. Мюллер Отто Фредерик (1730 -1784) n 3. Фердинанд Кон (1828 -1898)

Первые сведения о микроорганизмах Антуан Ван Левенгук (1632 -1723), Голландия

Первый микроскоп А. Левенгука

Сложный микроскоп n Корнелий Дребель 17 в.

Датский естествоиспытатель Мюллер Отто Фредерик (1730 -1784) n Род Monas n Род Vibrio n Род Proteus

Род Proteus от Проте й (греч. Πρωτεύς) Протей - в древнегреческой мифологии морское божество, принимал различный облик.

Развитии микробиологии в XVIII в. в России. n Убежденный сторонник гипотезы о живой природе возбудителя чумы. За сто с лишним лет до открытия микроорганизма пытался обнаружить его n Идея о возможности создания искусственного иммунитета против чумы с помощью прививок (1771 г. ) Д. С. Самойлович (1744 -1805)

Английский врач Эдвард Дженнер 1796 г. Первая вакцина от оспы По предложению Луи Пастера в память о дженнеровской прививке все прививочные материалы называют вакцинами — от латинского слова “vacca” — “корова”.

Карикатура на прививку от оспы

Фердинанд Кон (F. Chon 1828 -1898) Германия Ввел термин "бактерия", автор трудов по морфологии, истории развития и систематике водорослей и грибов, отнес бактерии к растениям.

5 вопрос Развитие микробиологии в конце XIX и в начале XX вв. Первые великие микробиологи: n 1. Луи Пастер (1822 – 1895), Франция, n 2. Роберт Кох (1843 -1910), Германия, n 3. Джозеф Листер (1827 -1912), Шотландия, n 4. Пауль Эрлих (1854 – 1915), Германия.

Луи Пастер (1822 – 1895) Л. Пастер в лаборатории

Работы Луи Пастера n 1857 г. – процесс брожения, принцип специфичности по получаемому продукту. n 1860 г. – самопроизвольное зарождение жизни. n 1865 г. - болезни пива и вина. n 1868 г. – болезни шелковичных червей. n 1881 г. – разработка вакцин. n 1885 г. – 1 -я прививка от бешенства (вирус рода Lyssovirus).

Опыты Л. Пастера по исследованию самопроизвольного зарождения жизни (1860 г).

Роберт Кох (1843 -1910).

Работы Р. Коха n 1870 г. – создание сред для получения чистых n n n культур 1876 г. – возбудитель сибирской язвы Bacillus anthracis 1877 г. – анилиновые красители 1878 г. – триада Коха 1882 г. - возбудитель туберкулеза Mycobacterium tuberculosis 1883 -1884 гг. – возбудитель холеры Vibrio cholerae 1895 – Нобелевская премия!

Триада Коха (1878 г. ) n Для этиологического доказательства возбудителя заболевания нужно: n 1. обнаружить МО n 2. выделить и получить чистую культуру n 3. воспроизвести заболевание на животных

Джозеф Листер (1827 -1912) n Английский врач хирург, n Основатель теории антисептики

Пауль Эрлих (1854 – 1915) Немецкий фармаколог и иммунолог, первые открытия в области химиотерапии

Отечественные микробиологи, получившие мировое признание n 1. Сергей Николаевич Виноградский (1856 -1953); n 2. Николай Федорович Гамалея (1859 -1949); n 3. Илья Ильич Мечников (1845 -1915)

Сергей Николаевич Виноградский (1856 -1953) Основатель почвенной микробиологии: Теория хемосинтеза

Николай Федорович Гамалея (1859 -1949) Создатель бактериологических станций в России, станции прививок против бешенства

Илья Ильич Мечников (1845 -1915) Создатель фагоцитарной теории иммунитета нобелевская премия 1908 г.

6 вопрос Распространение бактерий n МО составляют существенную долю живого вещества на планете: n 0, 2% от общего количества видов живых организмов n Описано 5 тыс. видов бактерий – это 5 -6% от всех бактерий n В действительности - около 5 млн. видов МО (для сравнения, известен 1 млн. видов насекомых)

Бактерии обитают повсеместно n Подземное царство: n Пещеры (несколько км вглубь до уровня 100 ºС, предел +113 ºС – термофилы) Почва n Почвенные воды n Реки n Воздух n Все живые организмы

VBNC –некультивируемые формы (покоящиеся) МО - нанобактерии V- viable B- but N- not C- culturable n известно 15 тыс. фантомных генотипов некультивируемых форм (нанобактерий)

Биоразнообразие бактерий n Различная форма, размеры: n 0, 2 мкм - самые мелкие n 1 мм - самые крупные n 1 -2 мкм - средние размеры n 10 -12 г – вес одной бактерии

Вопрос 7 Функциональная роль бактерий n Бактерии ограничены в получении энергии и n n n субстратов. Если обеспечить бактериям доступ питательных веществ, отвод продуктов метаболизма, то через 1 сутки они достигнут массы планеты (расчет по углероду). Для нормального существования биосферы необходима постоянная репродукция бактерий. Бактерии - живые катализаторы, высокая ферментативная активность, редуценты. Способны аккумулировать из внешней среды и передавать другим организмам: N, Р, С. Круговорот веществ в природе.

Вопрос 8 Три источника энергии бактерий n По типу питания бактерии разделяют на две группы: n n автотрофы и гетеротрофы Автотрофы: 1. Энергия солнечного света (фототрофы усваивают СО ) 2. Энергия химических связей (хемотрофы – окисление неорганических веществ, литотрофы) Гетеротрофы 3. Энергия химических связей (органотрофы – расщепление органических веществ) 2 n n n

9 вопрос Роль бактерий в эволюции жизни на Земле n Земле 4, 5 млрд. лет. n 4 млрд. лет - цианобактерии (СЗВ). n Гибридные бактерии (слияние ядерной клетки и пурпурных бактерий → митохондрии). n Специализированные клетки → сообщества клеток → n Многоклеточный организм → n Специализация → тканевой организм → n Органная структура

10 вопрос Значение бактерий в жизни человека Негативная роль: n 1. возбудители заболеваний n 2. бактериальная коррозия n 3. выделение токсинов Позитивная роль: n 1. бактерии - редуценты (круговорот веществ в природе, почва) n 2. бактерии – симбионты n 3. использование в биотехнологии

литература n n n n Учебники и монографии 1. В. М. Бондаренко, Т. В. Мацулевич. Дисбактериоз кишечника как клиниколабораторный синдром. М. : ГЭОТАР-Медиа. 2007. 300 стр. 2. А. И. Коротяев, С. А. Бабичев. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология. СПб. : Спец. Лит. 2000. 600 стр. 3. А. С. Лабинская, Л. П. , Блинкова, А. С. Ещина. Частная медицинская микробиология. М. : Медицина. 2005. 600 стр. 4. А. В. Пиневич. Микробиология. Биология прокариотов. В 2 -х том. СПб. : СПб. ГУ. 2007. 350, 330 стр. 5. О. К. Поздеев. Медицинская Микробиология. М. : ГЭОТАР-Медиа. 2005. 765 стр. 6. О. В. Рыбальченко, В. М. Бондаренко, В. П. Добрица. Атлас ультраструктуры микробиоты кишечника человека. СПб. : ИИЦ ВМА. 2008. 112 стр. с ил. 7. Современная микробиология. Прокариоты. Под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля. М. : Мир. 2005. в 2 -х том. 655, 495 стр. 8. В. И. Покровский Медицинская микробиология Учебно-методические пособия 1. А. Г. Марков, О. В. Рыбальченко и др. , Методические указания по написанию курсовых работ. 2. О. В. Рыбальченко, Энтеробактерии 3. О. В. Рыбальченко, ВИЧ 4. О. Е. Пунченко, О. В. Рыбальченко, Стрептококки 5. Е. И. Ермоленко, О. В. Рыбальченко, О. Г. Орлова, Роль лактобацилл в обеспечении защитных свойств организма человека