Микроорганизмы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Микроорганизмы- это невидимые простым (невооруженным увеличительными приборами) глазом представители всех царств микрожизни - эукариоты, прокариоты, вирусы и плазмиды. Они занимают низшую ступень эволюции, но играют важную и разнообразную роль в общей природе, в кругообороте веществ, в патологии человека, животных и растений. Грибы отнесены к растительным гетеротрофным организмам - эукариотам. Тип грибов (Fungi s. Mycetes) насчитывает свыше 100 000 видов, объединенных более чем в 20 классов, которые в свою очередь подразделяют на подклассы, порядки, семейства, роды, виды; внутри последних имеются штаммы. Среди грибов встречаются сапрофиты, паразиты и факультативные паразиты растений, животных и человека.

Из многих тысяч видов лишь около 100 (представители 15 родов) патогенны для человека. В эволюционном плане и по ряду признаков грибы близки к растениям (наличие клеточной стенки, вакуолей с клеточным соком, неспособность к перемещению, видимое под микроскопом движение цитоплазмы). Это сходство с растениями характер поглощения питательных веществ, способность к неограниченному росту, необходимость прикрепляться к субстрату, неподвижность в вегетативном состоянии, а также способ размножения и распространение спорами. С другой стороны гетеротрофный тип питания, потребность в витаминах, наличие гликогена в клетках, способность к синтезу хитина, образование и накопление мочевины и гликогена (а не крахмала) придает им определенное сходство с животными.

Рост грибов: температурный диапазон роста грибов 15-50 С. Чрезвычайно устойчивы к химическим и физическим воздействиям.

Дезинфицирующие средства уничтожают их в волосах в течение 8-20 минут. Грибы рода Epidemophyton гибнут при 48 С через 5-10 минут. Споры Trichophyton выдерживают сухой жар до 75 С, но погибают во влажной атмосфере уже при 52 С. Прямой солнечный свет ингибирует рост в культурах; наиболее чувствительны различные виды Microsporum, наименее грибы вида Candido. Грибы относительно радиорезистентны, а также малочувствительны к умеренному УФ и рентгеновскому излучению. Более того, облучение в низких дозах стимулирует их рост.

Выделяют два роста грибов - дрожжевой и мицеальный. Мицеальный рост дают плесневые грибы. Разница между дрожжевыми и плесневыми грибами скорее кажущаяся, чем действительная. Метаболизм этих форм практически одинаков, и тип роста скорее связан с механизмами клеточного деления, чем с коренными различиями биосинтезов.

По своему строению грибы сходны с водорослями; они обладают дифференцированным ядром (одним или несколькими), цитоплазматической мембраной, мощной клеточной стенкой, состоящей из глюкана, целлюлозы, хитина, белка, липидов и др. Цитоплазма у малодых культур гомогенная, у зрелых - зернистая, в цитоплазме содержатся митохондрии, аппарат Гольджи, вауколи, различные включения (глюкоген, волютин, липиды, кристаллы органических солей, пигменты).

Грибы состоят из длинных тонких нитей - гифов (10 мкм в диаметре и 4-70 мкм длиной), сплетающихся в грибницу, или мицелий. Врастающая в субстрат, часть гриба, абсорбирующая питательные вещества - вегетативный мицелий, а растущая на поверхности субстрата часть - воздушный мицелий.

Воздушный мицелий - предает поверхности колоний плесневелых грибов характерно шерстистую, или пушистую фактуру. Нередко воздушный мицелий образуют специализированные гифы, несущие репродуктивные структуры - спорофоры, которые подразделяют на конидии и спорофоры.

Вегетативный мицелий утилизирует необходимые питательные вещества и источники энергии субстрата. У некоторых видов в его состав входят специализированные гифы: спиралевидные, резиформные (напоминают корни), четковидные, роговидные (напоминают оленьи рога) и др.

Морфология клеточных элементов грибов весьма разнообразна, особенно в культурах на различных питательных средах, где наблюдается весьма выраженный полиморфизм; тканевые же формы патогенных грибов менее полиморфны, они значительно отличаются от культуральных.

Грибы размножаются спорами, половым и бесполым способами, а так же вегетативным путем (почкованием, или фрагментацией гиф - проростанием).

Наиболее частой формой размножения является прорастание, которое сопровождается выпячиванием стенки и протопласта по ходу или по бокам мицелия. Росток отграничивается от материнской клетки перегородкой, затем образуется ветвящаяся грибница.

Довольно часто грибы размножаются почкованием. Спорообразование служит средством не только размножения, но и распространения во внешней среде. Споры подразделяются на наружные и внутренние. Наружные, экзоспоры, образуются на грибнице, по бокам или на концах ее мицелия.

У несовершенных грибов имеются таллоспоры, которые образуются путем превращения отдельных ветвей мицелия в специальные споры (артроспоры, бластоспоры, конидии, гемиспоры).

Грибы, размножающиеся половым и бесполым путем, относятся к несовершенным.

Несовершенными называются грибы, у которых отсутствуют, или еще не описан половой путь размножения.

Бесполое размножение реализуется путем образования конидий и спорангиоспор, содержащих весь генетический материал, необходимый для возникновения и развития новой колонии.

Конидии - неполовые репродуктивные структуры. Могут быть одноклеточными (макроконидии). У некоторых грибов конидии формируются на концах конидиеносных гиф - конидиофоров (бластоконидии), у других - по бокам и на концах обычных гиф (таллоконидии) путем их септирования и расчленения.

Бластоконидии формируются в результате отпочкования от конидиофора. Их образование характерно для дрожжеподобных грибов. Наиболее типичные таллоконидии - артро- и хламидоконидии.

Артроконидии (артспоры) образуются в результате фрагментации септирующих гиф, распадающихся на отдельные клетки.

Хламидоконидии (хламидоспоры) - таллоконидии, образуются внутри нитей мицелия в виде увеличительных клеток, окруженных толстой оболочкой. За счет плотной оболочки хламидоконидии приобретают устойчивость к различным воздействиям и сохраняются после гибели и распада мицелия. Выделяют хламидоконидии терминальные (концевые), распределяющиеся на конце гиф, и интеркалатные (промежуточные), распологающиеся в середине гиф.

Спорангиосфоры - споры, образующиеся вегетативным путем в специализированных мешках (спорангиях).

Последние располагаются на концах особых гиф - спорангиосфорах. К основным типам спорангиев относятся фиалиды (в форме бокала), содержащие фиалоспоры, или фиалоконидии, и аннелиды (кольцевые структуры), содержащие аннелоспоры, или аннелоконидии.

Половое размножение.

Разможаются представители видов: Ascomycetes, Basidiomycetes и Zygotomycetes.

Аскоспоры. У аскомицетов половым путем в специальных булавовидных (реже шаровидных) клетках - асках образуются споры,число которых всегда кратно двум.

Базидиоспоры образуются после мейотического деления спор на базидии - концевой клетке мицелия. Обычно на базидии развивается 4 споры.

Зигоспоры.

Зигомицеты могут размножаться как вегетативным так и половым путем. При половом размножении верхушки близко расположенных гиф соединяются, их оболочки растворяются, ядра сливаются. Процесс происходит постадийно: первоначально сливаются два протопласта (плазмогамия), затем оба ядра сопряжено делятся и после образования плодового тела сливаются. Далее происходит мейоз - редукционное деление, при котором число хромосом уменьшается до исходного гаплоидного. Затем образуется зигоспора с толстыми ригидными стенками (зигогамия).

Грибы можно разделить на 6 классов: хитридомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидоимицеты, дейтеромицеты.

Среди фикомицетов различают хитридомицеты, или водные грибы, ведущие сапрофитический образ жизни, или поражающие водоросли.

Оомицеты:

- паразиты высших растений и водяные плесени. грибы с несептированным мицелием. Одни виды обитают в воде, другие -- в почве. В класс оомицетов входит род Mucor или головчатая плесень.Тело мукоровых грибов состоит из мицелия в виде сильно разветвленной клетки, от которой ответвляются плодоносящие гифы -- спорангиеносцы с шарообразным расширением наверху--спорангиями, наполненными эндоспорами, несущими функцию размножения.

Мукоровые грибы размножаются и половым путем. Они широко распространены в природе, часто обнаруживаются на хлебе, овощах, влажных поверхностях предметов.

Зигомицеты, включающие представителей рода Mucor, распространенных в почве и воздухе и способных вызывать мукороликоз легких, головного мозга и других органов.

Эумицеты представлены аскомицетами и базидиомицетами (совершенными грибами).

Аскомицеты: (сумчатые грибы) объединяются в группу грибов, имеющих септированный мицелий и отличающихся способностью к половому размножению.

Свое название аскомицеты получили от основного органа плодоношения - сумки, содержащего 4 или 8 гаплоидных спор. К аскомицетам относятся представители родов: Aspergillus, Penicillium и др. отличающихся формированием плодоносящих гиф. У Aspergillus (При микроскопическом исследовании аспергилл расположение экзоспор в плодоносящей части напоминает собой струйки воды, выливаемой из лейки, отсюда и название «леечная плесень») на концах плодоносящих гифкондиеносцах имеются утолщения - стеригмы,на которых образуются цепочки спор - конидии. Некоторые виды аспергилл могут вызывать аспергиллезы и афлатоксикозы. Типовым видом является Aspergillus niger, который широко распространен в природе, он обитает на влажных предметах, в хлебе и варенье.

Плодоносящая гифа у грибов рода Penicillium (кистевик) напоминает кисточку, так как уз нее (на конидиеносце) образуются утолщения, разветвляющиеся на более мелкие структуры - стеригмы, от которых отшнуровываются четкообразные ряды колоний.

Этот вид гриба обнаруживают в кормах, молочных продуктах, на влажных предметах, варенье, старых кожах, чернилах. Некоторые виды (Penicillium chrysogenum) используют для приготовления пенициллина. Более 30 видов являются патогенными для человека. Вызывают пеницилезы - поражения кожи, ногтей, дыхательных путей легких и т.д.

В класс аскомицетов включены дрожжи- одноклеточные грибы, утратившие способность к образованию истинного мицелия. Дрожжи представляют собой крупные клетки овальной, шаровидной и палочковидной формы (диаметр которых 3-15 мкм).

Дрожжевые клетки имеют двухконтурную оболочку и хорошо дифференцированное ядро. Цитоплазма их гомогенна, тонкозернистого строения, имеет включения (гликоген, волютин, жир) и вакуоли, а также нитчатые тельца -- хондриосомы, которые принимают участие в процессах синтеза, протекающих в клетке. Дрожжи подразделяют на истинные, дрожжеподобные и аспорогенные; размножаются истинные дрожжи почкованием, делением, спорообразованием, некоторые виды дрожжей -- половым путем.

Многие виды и разновидности этого-рода дрожжей обладают способностью сбраживать различные углеводы.

Их широко используют в пивоваренной, винодельческой промышленности и хлебопечении. Хорошо известными представителями таких дрожжей являются Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ellipsoides.

К дрожжеподобным грибам относят род Candida, включающий более 80 видов грибов, имеющих округлые, овоидные, цилиндрические или удлиненные клетки; размножаются они преимущественно многополюсным почкованием; характерным их признаком является псевдомицелий, представляющий собой цепочки удлиненных клеток.

Широко распространенной группой аскомицетов является спорынья (Claviceps purpurea), развивающаяся на злаках ржи, пшеницы и др. Аскоспоры в завязи растений во время их цветения прорастают в мицелий. Гифы образуют склероций в виде темно-фиолетового рожка, который в колосе находится вместо зерна. Рожки спорыньи содержат алкалоид корнутин, сфацелиновую и эрготиновую кислоты, вызывающие у человека и животных при употреблении в пищу вместе с ржаным хлебом тяжелейшие поражения под названием «злая корча».

Базидиомицеты

Базидиомицеты -- грибы с многоклеточным мицелием (более 20 000 видов). Размножаются преимущественно половым путем-- базидиоспорами (базидии -- органы размножения, в которых развивается определенное количество спор, обычно 4). Большинство базидиомицетов живет на перегнойной почве, на растительных остатках. Некоторые виды являются паразитами деревьев.

Дейтеромицеты.

Дейтеромицеты -- несовершенные грибы (Fungi imperfecti), очень большая группа (25 000 видов) грибов, обладающих многоклеточным мицелием, но не имеющих ни сумчатого, ни базидиального спороношения, а лишь конидии.

Размножение бесполое. Представляет интерес возбудитель алиментарно-токсической алейкии--Fusarium sporotrichiella, обусловливающий интоксикации у человека и домашних животных при употреблении в пищу перезимовавших в поле зерновых культур.

Токсические вещества, образуемые грибами Fusarium, представляют собой комплекс химических соединений, из которых ведущую роль в интоксикации играет токсический стерол-- липотоксол. Они обладают стойкостью при хранении, не разрушаются в продуктах при выпечке хлеба, варке каши и брожении.

Инкубационный период зависит от степени интоксикации и колеблется от нескольких минут до нескольких часов после употребления в пищу продуктов, приготовленных из зараженного зерна.

К несовершенным грибам относится большая группа дермаго-мицетов, из которых наибольшее значение имеют возбудители трихофитии, микроспории, эпидермофитии, фавуса.

Возбудители поверхностной трихофитии- Trichophyton violaceum и др. (около 20 видов) характеризуются наличием тонких, коротких, ветвящихся, сегментированных нитей мицелия; в старых культурах мицелий более широкий, четкообразный, содержит хламидоспоры. На среде Сабуро растет с образованием куполообразных, кожистых, матовых колоний с влажной и нередко блестящей поверхностью; колонии могут быть гладкие и морщинистые, с радиальными бороздками; они бывают фиолетовыми, черными, розовыми, малиново-красными.К роду Trichophyton относят Tr. tonsurans, Tr. soudanense, Тг. rubrum и др.

Возбудитель глубокой трихофитии - Trichophyton mentagrophytes; обладает длинным и септированным мицелием, имеет круглые алейрии, расположенные скоплениями и по бокам мицелия, содержит немного спиралей, завитков и тупоконечных веретен. На питательной среде растет с образованием пушистых белоснежных колоний с ровной и куполообразной поверхностью. Довольно часто появляется порошкообразный гипсовидный налет; наблюдается желтоватая и розоватая окраска пушка.

Ферментативные свойства дерматомицетов разнообразны и в большинстве своем непостоянны; вследствие этого они не могут быть использованы в лабораторной диагностике. Экзотоксинов дерматомицеты не продуцируют. Они содержат эндотоксины и являются аллергенами, вызывающими состояние повышенной чувствительности организма и особенно кожи. Антигенная структура изучена мало. Дерматомицеты не обладают видоспе-цифическими антигенными свойствами, не имеют сероваров.

В патологическом материале дерматомицеты вне организма сохраняются до 4 лет, в чешуйках -- более 6 мес. Относительно устойчивы к действию температуры и химических веществ, обезвреживаются кипячением в течение 15--30 мин.

Выделение чистой культуры производят путем посева исследуемого материала на среду Сабуро. В некоторых случаях патологический материал засевают на среду Сабуро с 2% дрожжевым лизатом и метиленовым синим.

Для освобождения от посторонней флоры волос измельчают препаровальными иглами и кладут на несколько минут на нагретое предметное стекло.

Культивирование грибов. Производится в аэробных условиях при температуре 22--37°С на питательных средах, содержащих азотистые и углеродсодержащие вещества; наиболее благоприятным рН является 6,0--6,5, но патогенные грибы могут расти и при более широком диапазоне рН -- от 3 до 10.

Грибы обладают большим набором ферментов, с помощью которых они расщепляют белки, углеводы, липиды. Патогенные грибы нуждаются в различных факторах роста (витамины, аминокислоты) и микроэлементах (цинк, кобальт, соли железа, натрия, магния, меди, фосфора).

По характеру роста на агавовых питательных средах патогенные грибы П. Н. Кашкйн подразделяет на ряд типов:

1) кожистые, гладкие, плотной консистенции, с трудом отделяемые от питательного субстрата;

2) пушистые, рыхлые, ватооб-разной консистенции, с большим трудом отделяемые от питательной среды;

3) бархатисто-йорсистые колонии, покрытые очень коротким густым мицелием; микроорганизм гриб дрожжи патология

4) хрупкие, пленчатые, напоминающие ломкий картон, густомучнистые при спорообразовании;

5) гипсовидно-мучнистые поверхностные колонии порошковидной консистенции;

6) мелкозернистые или бугристые, кожистой консистенции, плотно спаянные с питательным субстратом;

7) крупнобугристые, строчковидные колонии, очень хрупкой консистенции, легко отделяемые от субстрата;

8) блестящие сальные или матовые, сливкообразной консистенции.

На жидких средах многие виды грибов растут в виде войлокообразного осадка на дне и пристеночно. Грибы вырабатывают различного цвета пигменты: белые, желтые, коричневые, черные, синие, зеленые, красные и малиновые и др., которые подразделяются на растворимые в воде и растворимые в спирте, ацетоне, дихлорэтане, четыреххлористом углероде. Продуцирование пигмента тканевыми формами грибов в патологическом материале встречается только у возбудителей хромомикоза.

Токсинообразование. Некоторые виды патогенных грибов обладают способностью продуцировать экзотоксины: афлатотоксины (отдельные виды аспергилл), липотоксол (Fusarium sporotric-hiella), большая же часть грибов содержит эндотоксины.

Патогенез заболевания:

Следует отметить, что, кроме микотоксинов, в патологии человека важны и другие элементы -- споры.(плесневых грибов) Внешне безобидный «пушок» способен выделять в воздушную среду огромное количество семян-спор. Конечно, большее значение имеют не столько плесневые грибы, растущие на продуктах питания, сколько грибы, живущие на стенах внутри и снаружи домов и на деревьях. Осенью и весной, в теплую, влажную погоду отмечается активное размножение и спороношение грибов. Большое количество спор, невидимых для глаза, вместе с частицами пыли попадает в дыхательные пути и в зависимости от размеров спор проникает в носовые пазухи и ходы, в крупные, средние и мелкие бронхи и бронхиолы и даже глубоко в легкие. Споры грибов могут быть причиной микоаллергозов, вызывая у лиц, предрасположенных к аллергическим заболеваниям, насморк, кашель и даже бронхиальную астму. У особо ослабленных людей такие споры могут вызвать и грибной инфекционный процесс -- микоз: воспаление уха (отит), придаточных пазух носа (синусит), бронхит, пневмонию. В зависимости от рода грибов патологический инфекционный процесс называется аспергиллезом, пенициллезом, мукорозом.

Таким образом, грибы могут вызвать у человека самую разнообразную патологию -- инфекцию (микоз), аллергию (микоаллергоз), хроническое отравление своими токсинами (микотоксикоз) и острое отравление ядовитыми грибами (мице-тизм).

Кроме того, есть еще важное состояние человека, связанное с грибами, -- миконосительство -- носительство грибов в организме человека, которое никак не проявляется и не сопровождается инфекционным процессом.

Миконосительство возможно только по отношению к дрожжевым грибам Кандида. Носительство плесневых грибов в организме человека невозможно, их обнаружение у человека свидетельствует о патологическом процессе.

Грибы рода Кандида живут только у человека -- на слизистых оболочках полости рта и кишечника. Человек -- основной «резервуар» этого вида грибов в природе. Человек и гриб сосуществуют довольно мирно: пока человек имеет сильную систему защиты, гриб «спит», никак себя не проявляя. Это состояние и является «миконосительством», или «кандиданосительством».

Но грибы не только вредны для человека,а во многом даже полезны. Некоторые виды грибов используются во многих отраслях промышленности: в хлебопекарной, в пиво- и виноделии, сыроварении, в фармакологии, например при производстве антибиотиков, ферментов и витаминов.

Эти грибы не являются болезнетворными и применяются как продуценты необходимых и полезных для человека продуктов и химических соединений.

1). Aspergillus

2). Дрожжи I -- пекарские; 2--кормовые; 3--пивные; 4--виноградные

3). Дрожжевые и мециальные формы а -- Cryptococcus neoformans б -- Blastomyces dermatitidis

4). Дерматомицеты в пораженных волосах. J--Trichophyton schoenleini; 2--Trichophyton violaceum; 3-- Microsporum canis.

5). Мицелий и характер роста Candida

6.) 1 Мицелий и колонии Trichophyton violaceum 2 Мицелий и колонии Microsporam canis. 3 Мицелий и колонии Trichophyton schoenle 4 Мицелий и колонии Epidermophyton flocco-sum

Список, используемой литературы

1. А.Д. Пяткин, Ю.С. Кривошеин. «Микробиология». Москва «Медицина» 1983 год.

2. В.Д. Тимяков, В.С. Левашев, Л.Б. Борисов «Микробиология» Москва «Медицина» 1981 год.

3 А.А. Воробьев, А.С. Быков, Е.П Пашков, А.М. Рыбакова «Микробиология» Москва «Медицина» 1994 год.

4 А.Л. Машкиллейсон, С.А Кутин, Е.А. Абрамов «Кожные и венерические заболевания» Под ред. А.А Машкиллейсона Москва «медицина» 1986 год.

5 Реферативный журнал: сводный том 04. Биология. Раздел 04.Б. Вирусология. Микробиология. Раздел04.Б2 Микробиология общая. Научные редакторы А.А. Раменская (к.б.н),Т.А. Пронина. 1997 год, № 3.

Размещено на Allbest.ru