Введение в микробиологию СПб ГУ 2012 План

Введение в микробиологию СПб. ГУ 2012

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 n n n (РС- 200 мкм) РС - разрешающая способность - основная характеристика любого оптического прибора РС – наименьшее расстояние, при котором две точки видны раздельно Размеры микроорганизмов измеряют в мкм и нм Ср. диаметр фага – 300 нм Ср. длина бактерии – 1, 5 -2 мкм Ср. диаметр простейшего – 10 -100 мкм

Соотношение величин длины микроорганизмов n 1 мм = 1000 (103) мкм 1 мкм = 1000 нм = 10000Å 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

Просвечивающий электронный микроскоп 1 - электронная пушка с ускорителем 2 - конденсорные линзы 3 - объективная линза 4 - проекционная линза 5 –бинокулярный микроскоп дополнительно увеличивающий изображение на экране 6 - тубус со смотровыми окнами, через которые можно наблюдать изображение 7 - высоковольтный кабель 8 - вакуумная система 9 - пульт управления 10 - стенд 11 - высоковольтное питающее устройство 12 - источник питания линз

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 3 раздела по объектам – прокариоты и эукариоты, 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 ядра!!! n Но имеют нуклеоид с хромосомой и рибосомы n Не могут иметь 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.

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

Датский естествоиспытатель Мюллер Отто Фредерик (1730 -1784) n Определил: 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.

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. n 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).

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

Роберт Кох (1843 -1910). n Врач, Германия n В 1885 г. удостоен n Нобелевской премии n за доказательство n специфики n возбудителей n заболеваний.

Работы Р. Коха n 1870 г. – создание сред для получения чистых n 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 n антисептики. n Доказал, что МО n вызывают нагноение ран, n попадают из внешней n среды с пылью, n инструментами, на руках n и одежде мед персонала. n Предложил использовать n карболовую кислоту.

Пауль Эрлих (1854 – 1915) Немецкий фармаколог и иммунолог, первые открытия в области химиотерапии, научно обосновал и впервые использовал препараты для лечения сифилиса(сальварсан 606 -соединение мышьяка).

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) n Основатель почвенной n микробиологии и n теории хемосинтеза. n Работал в СПб в области n микробной экологии, n изучал МО в природной n среде. Открыл возможность n дыхания МО за счет n химического окисления n неорганических веществ: n окисление аммиака, серы, n нитрата.

Николай Федорович Гамалея (1859 -1949) n 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 1. 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 n (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. VBNC B- but N- not C- culturable клетка E. coli, TЭM n Методом ПЦР определили 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 г – вес одной бактерии -12

Вопрос 7 Функциональная роль бактерий n Ограничены в получении энергии и субстратов. n При обеспечении доступа питательных веществ и n n n отвода продуктов метаболизма через 1 сут. достигнут массы ЗШ (расчет по углероду). Для нормального существования биосферы необходима постоянная репродукция бактерий. Живые катализаторы, высокая ферментативная активность, редуценты. Способны аккумулировать из внешней среды и передавать другим организмам: N, Р, С. Осуществляют 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 4, 5 млрд. лет Земле. 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 n n n n n Негативная роль: 1. возбудители заболеваний 2. бактериальная коррозия 3. выделение токсинов Позитивная роль: 1. круговорот веществ в природе, почва 2. бактерии - редуценты 3. бактерии – симбионты 4. 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. 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