Изучение морфологических, биохимических, паталогоанотомических свойств сальмонеллёзного микроба и действия на микробов, нового лекарственного препарата "Биотон"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство высшей, средней и специального образования Республики Узбекистан

Андижанский Государственный Университет

им. З.М. Бабура факультет «Естествознания и География», кафедра Зоология-биохимия

На правах рукописи

УДК - 576.809.3

Диссертация

Для получения звания магистра по «Микробиологии»

Изучение морфологических, биохимических, паталогоанотомических свойств сальмонеллёзного микроба и действия на микробов, нового лекарственного препарата «Биотон»

Зокирова Мохидил

Андижан - 2012

Оглавление

Введение

1. Краткая история развития микробиологии

2. Морфология микроорганизмов

3. Форма строение микробов

4. Физиология микроорганизмов

5. Ферменты и их роль превращении веществ микроорганизмов

6. Характер роста микробов

7. Распространение паратифа

8. Культурально - морфологические, биохимические патогенные свойства

9. Возбудитель паратифа её выживаемость во внешней среде

10. Материалы и метода исследований

11. Действия нового «Биотона » на сальмонеллезный бактерий

Выводы и предложения

Использованная литература

Введение

В целях осуществления широкого комплекса целенаправленных мер по дальнейшему укреплению и развитию института семьи как основы общества, поднятия на качественно новый уровень всей проводимой работы по усилению правовой и социально - экономической защиты интересов и поддержке семьи, особенно молодой семье, повышению роли семьи в воспитании физически здорового, духовно зрелого и гармонично развитого поколения, укреплению статуса и усилению роли махали в практическом воплощении целевых задач по становлению крепкой, здоровой семьи, а также в связи с провозглашением в Республике Узбекистан 2012 года «Годом семьи.»

1. Утвердить разработанную Республиканской комиссией, образованной распоряжением Президента Республики Узбекистан от 13 декабря 2011 года № Р-3760, совместно с заинтересованными министерствами, ведомствами, Советам Министров Республики Каракалпакстан, хокимиятами областей и г. Ташкента, общественными и неправительственными организациями, органами самоуправления граждан Государственную программу «Год семьи», согласно приложению.

Исходя из гуманистического принципа «Здоровая семья - это здоровое общество, а значит, сильная и стабильная страна», определить важнейшими направлениями реализации Государственной программы «Год семьи»:

дальнейшее совершенствование законодательной и нормативно-правовой базы, внесение необходимых изменений и дополнений в действующие законодательные акты и разработку новых законов и норм направленных на развитие и совершенствование института семьи с учетом современных требований, дальнейшее усиление внимание общества к данному вопросу;

усиление внимания и заботы о молодых семьях, обеспечение их правовой и социальной защиты, оказание широкой материальной и моральной поддержки молодым семьям, в том числе в предоставлении благоустроенного жилья, необходимых льгот и преференций;

дальнейшее усиление роли и повышение статуса института махалли в обществе и повседневной жизни, усиление значения махалли и органов самоуправления граждан в практическом воплощении целей и задач Года семьи, их влияния в поддержке и становлении молодой семьи, предоставлении ей необходимого содействия и помощи;

дальнейшее усиление заботы со стороны государства и общества в решении проблем и нужд семьи, в первую очередь нуждающихся семей, оказание им материальной помощи и социальной поддержки воспитании детей, создании достойных социально-бытовых условий с удалением особого внимания женщинам, несущим основную нагрузку в укреплении семьи;

дальнейшее совершенствование системы охраны здоровья семьи, материнства и детства в соответствии с принципом «Здоровая мать - здоровый ребенок»;

повышение роли и значение семьи в дальнейшем развитии духовных основ общества, сохранении и укреплении исконных национальных ценностей, широком утверждении в обществе атмосферы высокой нравственности, противостоянии усиливающимся и абсолютно чуждым национальному менталитету различным вредным влияниям;

усиление роли семьи в воспитании физически здорового, духовно зрелого и гармонично развитого поколения и в этих целях укрепление механизма практического взаимодействия института семьи с образовательными и воспитательными учреждениями, обеспечение их тесного и эффективного сотрудничества.

Организовать четкую координацию работы на уровне республиканских органов государственного и хозяйственного управления, органов государственной власти на местах и негосударственных некоммерческих организаций по полному, качественному и своевременному выполнению мероприятий.

Материалы о ходе реализации Программы ежеквартально рассматривать на заседаниях Кабинета Министров Республики Узбекистан.

Обеспечить создание в Республике Каракалпакстан, областях, г.Ташкенте и районах (городах) территориальных комиссией по реализации Государственной программы Совета Министров Республики Каракалпакстан и хокимами областей, городов и районов, возложив на них персональную ответственность за неукоснительную и полномасштабную реализацию намеченных в Программе мероприятий на соответствующих территориях.

Регулярное и широкое разъяснение среди населения, особенно молодых семей, целей и задач Государственной программы «Год семьи», намеченных в ней мероприятий по государственной поддержка, развитию и укреплению семьи.

Постоянное информирование широкой общественности о ходе реализации Государственной программы «Год семьи» с освещением конкретного вклада органов государственного и хозяйственного управления, органов государственной власти на местах, негосударственных некоммерческих организаций в осуществление предусмотренных в Программные мероприятий.

1. Краткая история и развития микробиологии

Развитие микробиологии определялось конкретными историческими условиями: развитием социально - экономической основы общества, обусловленным ростом производительных сил и производительных отношений, запросами практической деятельности людей, господствующей в ту или иную эпоху идеологией, состоянием других наук и уровнем медицинских знаний. Подобно другим наукам, микробиология развивалась в постоянной борьбе прогрессивных, передовых, материалистических идей и теорий против отсталых, реакционных, идеалистических, антинаучных течений.

За много веков до открытия микробов рядом ученых древнего мира высказывались предположения о живой природе заразного начала, передающегося от больного к здоровому.

Убеждение в заразительности инфекционных болезней укрепилось еще больше с средние века, когда в Европе разразилась невиданная эпидемия «чумы», известная в истории под названием «черной смерти» (1947-1352), а позднее распространились до того неизвестные болезни - сифилис и сыпной тиф, контактное происхождение которых особенно привлекало внимание.

Распространение эпидемий в большой мере мешало обширным торговым операциям, а медицина того времени не могла предложить сколько-нибудь эффективных мер для борьбы с инфекционными заболеваниями. Застой в науке обусловливался тем, что «церковная догма была исходным моментом и основой всякого мышления».

Все это позволило профессору Падуанского университета Джироламо Фракастро (1478-1553) выступить с теорией о живом возбудителе инфекционных болезней, изложенной им в книге “De contagionibus et contagiosis morbis et eorum curatione libri tres” (1546). В данном труде Фракастро указывал, что «контагий» представляет собой невидимое, весьма активное существо, ничего общего не имеющее с испарениями и миазмами.

Достижения оптики позволили в 1590 г. голландцам Гапсу и Захарию Янсенам сконструировать первый сложный микроскоп. Первые исследователи, пользуясь микроскопами с увеличением всего лишь в 32 раза, конечно, не могли видеть микробов, и описываемые ими «червячки» (А.Кирхер) были, по всей вероятности, личинками мух. Однако выполненные ими работы укрепили точку зрения сторонников живого контагия.

Открытие микроорганизмов

Окончательное решение вопроса о существовании невидимым простым глазом живых существ принадлежит выдающемуся голландскому натуралисту Антонию ван Левенгуку (1632-1723). Этот одаренный исследователь, не имевший специального образования, но обладавший исключительным талантом наблюдения, является основоположником научной микроскопии в области анатомии, зоологии и ботаники. Необходимой базой для осуществления великих открытий Левенгука послужило то обстоятельство, что ко времени его жизни и деятельности Голландия достигла наибольшего совершенства в искусстве гранения камня и шлифования стекла. Благодаря этому Левенгук сумел изготовить двояковыпуклые линзы, дававшие увеличение в 150-300 раз. С помощью таких линз Левенгук открыл невидимый мир мельчайших существ, которых он назвал «живыми зверьками» (animalcula viva) и которых обнаружил в огромных количествах всюду: в капле воды, в зубном налете, в испражнениях и т.д.

Точное описание и зарисовки, сделанные Левенгуком, не оставляют сомнений в том, что ему удалось наблюдать все основные формы микроскопических организмов.

Открытые Левенгука положило начало возникновению микробиологии, точнее микрографии, так как долгое время (до второй половины XIX века) исследования в области данной науки ограничивались лишь описанием различных форм микробов. Такие образом, это время является морфологическим периодом микробиологии.

Роль микробов и их практическое значение оставались неразгаданными, и только отдельные исследователи пытались оценить их. Так, в 1768 г. австрийский врач М.Пленчиц высказал предположение, что заразные болезни вызываются микробами. Русский врач Д.С.Самойлович в 1782 г. впервые пытался обнаружить возбудителя «чумы» при помощи микроскопа, считая, что причиной болезни являются особые мельчайшие существа. Он первый делал прививки против чумы гноем от выздоравливающих и дезинфекцию вещей больных и умерших от этой болезни.

Английский врач Эдуард Дженнер произвел в 1796 г. впервые прививки против оспы, используя материал коровьей оспы.

Однако выдающиеся работы отдельных ученых долгое время не получали дальнейшего развития. Застой в данной области микробиологии в этом периоде ее развития разработанной методике исследования, а также состоянием других наук - биологии и химии, которые в дальнейшем способствовали бурному рассвету микробиологии в эпоху Пастера.

Многочисленные военные и торговые экспедиции, захват все новых и новых колонии, рост промышленных городов и т.д. требовали от медицины, эффективных, научно обоснованных методов борьбы с инфекционными заболеваниями и эпидемиями. Эту задачу должна была решить молодая наука - микробиология.

Своим бурным развитиям в XIX веке микробиология обязана гениальным трудам Луи Пастера (1822-1895), значение которых следующим образом охарактеризовано В.Л.Омелянским: «С Пастера начинается второй, физиологический, период ее необыкновенного расцвета. И если Левенгуку с полным основанием приписывается названии «отца микрографии», то Пастер был истинным творцом и вдохновителем современной микробиологии, со сказочной быстротой разросшейся в огромную науку».

Открытия, сделанные Пастером, произвели переворот в биологии и медицине. Величие каждого из них и поразительная логическая связь между ними запечатлены на мемориальной доске у входа в его первую лабораторию: во Франции - Париже

«Здесь была лаборатория Пастера

1857 - брожение

1860 - самопроизвольное зарождение

1865 - болезни вина и пива

1868 - болезни шелковичных червей

1881 - зараза и вакцина

1885 - предохранение от бешенства»

Пастер принадлежит к тем великим людям, науки, гениальные труды которых определяют новые пути ее развития.

Опыты Пастера явились основой нового направления в микробиологии - «изучения физиологии микроорганизмов и их взаимодействий с окружающей средой». Оно началось важнейшим открытием Пастера природы брожений, причиной которых, как показали его безукоризненно точные опыты, являются микроорганизмы.

Это открытие Пастера было встречено сильной оппозицией, так как большинство ученых того времени считали процесс брожения чисто химическим явлением. В противоположность этим воззрением Пастер выступил с заявлением (1857), что процессы брожения не обусловливаются инертными химическими реакциями, а являются результатом воздействия на бродящие вещества микроскопических живых существ - микроорганизмов. В своих исследованиях разнообразных видов брожения: молочнокислого, маслянокислого, спиртового, уксусного и др. - Пастер показал, что для каждого из них имеется свой возбудитель, обосновав, таким образом, специфичность каждого из этих процессов.

В период изучения брожений Пастер обнаружил у возбудителя маслянокислого брожения (Bac.butyricus) еще одно новое, до этого неизвестное явление - анаэробиоз, или жизнь без молекулярного кислорода. Это открытие, также вначале встреченное оппозицией, дало новое представление о процессе дыхания, опровергнув до это незыблемую догму Лавуазье «нет жизни без воздуха». Сам Пастер в дальнейшем открыл анаэробного возбудителя, патогенного для человека и животных, - Vibrion septique, а в дальнейшем был открыт возбудитель столбняка (Bac.tetani) и другие патогенные анаэробы. Таким образом, это открытие Пастера, помимо общебиологического значения, оказало огромную услугу и медицине.

Установив живую природу брожений, Пастер одновременно доказал, что и процессы «гниения» вызываются также микробами. Пастеру принадлежит заслуга выяснения роли микробов как необходимых посредников между живой и мертвой природой, участвующих в тех превращениях, которым подвергаются органические вещества на земле.

Вопрос о самопроизвольном зарождении был вновь поднят в связи с работами Пастера по брожению. Утверждение Пастера, что зародыши микроскопических организмов распространены всюду и вызывают брожение и гниение, попадая из внешней среды, подвергалось ожесточенной критике со стороны приверженцев теории самопроизвольного зарождения. Из числа последних французским ученым Ф.Гуше был поставлен ряд опытов, показавших, что в сенном настое, подвергнутом кипячению, в огромном количестве появлялись бактерии.

Пастер рядом опытов доказал полною несостоятельность рассуждений о самопроизвольном зарождении микробов. Проверяя результаты опытов своих противников, Пастер установил новый важный факт, что существуют бактерии, не погибающие даже при продолжительном кипячении ввиду наличия у них стойких спор. В связи с этим Пастер разрабатывает новую технику бактериологической работы - стерилизацию жидкостей при 120⁰, а твердых предметов - при 140⁰.

Современной наукой уже решен вопрос о зарождении жизни на Земле из неорганической материи, из которой возник живой белок, послуживший началом для развития в процессе эволюции клеточных организмов.

Пастер, впервые введя в микробиологию экспериментальный метод, своими исследованиями разрешил проблемы глубочайшего теоретического значения посвящал запросам практики. Так, доказав невозможность самозарождения микробов, Пастер своими исследованиями открыл пути к разработке методов консервирования пищевых продуктов. Помимо огромного промышленного значения, эти исследования Пастера произвели переворот и в медицине, в особенности в хирургии. Английский хирург Д.Листер (1867), ознакомившись с трудами Пастера, ввел в хирургию метод антисептики - промывание ран карболовой кислотой для предупреждения развития в них микробов, попадающих в рану извне. Это мероприятие послужило началом новой эры в хирургии.

В период исследования природы брожений Пастер занялся изучением «болезней» вина, приводящих его к порче, и установил (1865), что причиной этих «болезней» являются микробы, нарушающие нормальные процессы брожения вина. Пастер разработал верный способ предохранение от этого зла: он обнаружил, что при прогревании вина до 55⁰ находящиеся в нем микробы погибают и это обеспечивает его сохранение в дальнейшем на длительный срок. Так был введен в практику способ предохранения продуктов от порчи, известный теперь под названием «пастеризация».

30 апреля 1878 г. в докладе во Французской академии наук Пастер указал, что существуют болезни «передаваемые, заразные, инфекционные, причиной который является исключительно присутствие микроорганизмов».

Пастеру принадлежит открытие возбудителей куриной холеры, септицемии, родительной горячки, остеомиелита, абсцессов. Дальнейшей своей целю он ставит разработку способов предупреждения заразных болезней и в 1880 г. делает величайшее из всех своих открытий - создает метод приготовления вакцин для профилактики заразных болезней.

На основании это опыта Пастер сделал вывод, что ослабленные микробы, введенные в организм, создают в нем невосприимчивость (иммунитет) к последующему заражению вирулентными микробами. Это положение подтверждало и успешное применение прививок против оспы, предложенных Э.Дженнером еще в 1796 г.

В честь Дженнера Пастер предложил называть ослабленные культуры микробов, применяемые для создания искусственного иммунитета, «вакцинами», так как Дженнер для прививок против оспы людей использовал как называемую коровью оспу (от лат. Vacca - корова).

В 1885 г. Пастер приготовил вакцину против бешенства - смертельного заболевания человека и животных.

Значение работ Пастера трудно преувеличить. Его исследования о сущности брожения утвердили в микробиологии физиологический метод исследования и заложили основы промышленной и технической микробиологии.

В результате исследования «болезней» вина и пива, а также вопроса о самопроизвольном зарождении жизни Пастером было доказано участие микробов в природных процессах, научно обоснованы и введены в практику стерилизация и пастеризация.

Изучение Пастером заразных болезней человека и животных привело к доказательству этиологической роли микробов, научной разработке принципов вакцинации и основанию современной медицинской микробиологии.

В своих исследованиях Пастер всегда исходил из запросов жизни, считая одним из важнейших условий успеха в научно-исследовательской работе связь теории с практикой.

Пастер впервые ввел в практику метод получения на искусственной питательной среде культур бактерий, методы стерилизации, экспериментального заражения животных и вакцинацию. В дальнейшем совершенствовании методов бактериологического исследования огромная заслуга принадлежит крупнейшему немецкому ученому Роберту Коху (1843-1910).

Первостепенное значение для развития микробиологии имела разработка Кохом метода выделения чистых культур, который является основой микробиологической работы.

Применив твердые питательные среды, на которых бактериальные клетки, распологаясь изолированно друг от друга, дают потомство (колонию) каждого вида отдельно, Кох получал чистую культуру определенно вида бактерий, ранее находившихся в смеси.

Применение метода выделения чистых культур из смеси обеспечило быстрый расцвет медицинской микробиологии, позволив открыть и изучить возбудителей многих инфекционных заболеваний. Он стал основным методом микробиологической диагностики. Введением в практику важнейшего метода - окраски микробов (1877) - микробиология также обязана Коху, впервые применившему для этой цели анилиновые краски.

Кох предложил также применение в микроскопе иммерсионной системы и конденсора Аббе, которые увеличивают пределы видимости микробных клеток. Он впервые ввел и микрофотографию как метод изучения морфологии микроорганизмов.

Методика, разработанная Кохом, позволила в течение двух десятилетий открыть возбудителей почти всех заболеваний, вызываемых бактериями. Сам Кох открыл возбудителя туберкулеза (1882), получившего название «коховской палочки», и возбудителя холеры (1883) - вибриона («коховской запятой»).

Ученик Коха Ф.Леффлер открыл (1884) путем выделения в чистой культуре дифтерийную палочку, а другой его ученик - Гаффки выделил (1884) чистую культуру брюшнотифозной палочки. С поразительной быстротой следовали одно за другим новые открытия возбудителей заболеваний. В России А.В.Григорьев первым открывает (1891) возбудителя дизентерии, М.И.Афанасьев - возбудителя коклюша (1887), в Норвегии А.Ганзен (1873) обнаруживает возбудителя проказы, в Японии С.Китазато открывает возбудителя столбняка (1885) и микроба чумы (1894) и т.д.

В это же время Кох, используя разработанные и методы бактериологического исследования, предоставил научные обоснования новой, необходимой отрасли гигиены - дезинфекции.

Важнейшим открытием в медицинской микробиологии было обнаружение ядовитых продуктов, выделяемых некоторыми бактериями, - токсинов (от гречес. тoxo - отравляю). Это открытие принадлежит выдающемуся ученику Пастера - Дмилю Ру (1853 - 1933), который вместе с Е.Иерсеном в 1888 г. при изучении дифтерийной палочки показал, что основные симптомы и тяжесть вызываемого ею заболевания обусловлены тем ядом (токсином), который она выделяет. Все явления дифтерии были воспроизведены Ру у животных при помощи введения им одного дифтерийного токсина, без дифтерийных палочек.

Далее японский исследователь Китазато доказал наличие у возбудителя столбняка токсина, вызывающего своим действием симптомы этой болезни и ее смертельный исход.

Основываясь на этих данных, Ру во Франции, а ученик Коха Э.Беринг (1854-1917) в Германии приготовили путем иммунизации животных антитоксическую противодифтерийную сыворотку, нейтрализующую дифтерийный токсин. Введение этой сыворотки, в практику явилось началом новой эры в медицине: впервые было найдено средство, специфически обезвреживающее этиологический фактор инфекционного заболевания.

Лечение антитоксическими сыворотками - серотерапия впервые было применено при дифтерии в 1894 г., что снизило вдвое летальность, достигавшую в то время 60% и более при этом опасном заболевании. В России производство противодифтерийной сыворотки и ее применение были впервые организованы Г.Н.Габричевским в 1894 г.

В дальнейшем, кроме противодифтерийной, нашли широкое применение противостолбнячная, противоскарлатинозная сыворотки и сыворотки против токсинов возбудителей газовой гангрены и ботулизма. Серотерапия этих заболеваний до настоящего времени остается единственным специфическим лечебным средством.

В конце XIX века благодаря блестящим достижением микробиологии была окончательно установлена микробная природа инфекционных заболеваний и открыты возбудители большинства из них. Однако оставался еще обширный круг заразных болезней, при которых применение классической бактериологической методики, разработанной Пастером и Кохом, было безуспешным и возбудители которых оставались не обнаруженными ни микроскопическими исследованиями, ни при помощи посевов. К таким заболеванием принадлежали известные с глубокой древности оспа и бешенство.

Природа этих болезней было установлена благодаря выдающемуся открытию талантливого русского ученого - ботаника Д.И.Иваноского (1864-1920). В 1892 г., изучая так называемую «мозаичную болезнь» табака, приносящую большой ущерб хозяйству, Д.И.Ивановский показал, что профильтрованный сок из листьев пораженных растений, в котором под микроскопом не обнаруживалось присутствия каких-либо видимых микробов и посевы которых на искусственных питательных средах были стерильными.

Оставался заразительным для здоровых растений. На основании этих данных Д.И.Ивановский пришел к выводу, что в этом фильтрате содержались невидимые возбудители болезни, отличающиеся от всех других микробов своими ничтожными размерами, фильтруемостью через мельчайшие поры фильтров (не пропускающие бактерий и других микробов), неспособностью расти и размножаться на искусственных питательных средах.

Таким образом, Д.И.Ивановский установил существование нового мира своеобразных живых агентов - возбудителей инфекционных болезней и дал науке и практике метод их обнаружения и изучения. Они получили название вирусов (от лат. Virus - яд).

Открытие Д.И.Ивановского положило начало новой области знания - вирусология, значение и содержание которой все более и более расширяются.

Вслед за установлением Д.И.Ивановским вирусной природы болезней растений были открыты вирусы, патогенные для животных и человека. В 1897 г. немецкие бактериологии Леффлер и Фрош показали, что возбудителем ящура - распространенной болезни рогатого скота, передающейся и человеку, является фильтрующийся вирус. В 1901 г. была доказана (В Рид) вирусная этиология желтой лихорадки, в 1908 г. - полиомилиета (К.Ландштейнер). Количество открытых вирусов нарастало с каждым годом. В настоящее время известно свыше 500 вирусных болезней человека и животных (оспа, бешенство, грипп, корь, энцефалиты и др.) и большое число заболеваний предполагаемой вирусной этиологии. Известно множество вирусных болезней растений, холоднокровных, членистоногих, простейших. К вирусам относят и бактериофаг, разрушающий бактерий. Ряд исследований свидетельствует от роли вирусов и в происхождении некоторых злокачественных опухолей (саркома кур, рак молочных желез мышей).

Значение выдающегося открытия Д.И.Ивановского не исчерпывается только микробиологией и патологией. Вирусология открывает широкие перспективы для теоретической биологии, так как она изучает простейшие живые системы - живой неклеточный белок, проявляющий свойства размножения, наследственности и ее изменчивости.

Великий русский ученый И.И.Мечников (1845-1916) был первым исследователем, создавшим исчерпывающую биологическую теорию, в основу которой было положено представление, что врожденный и приобретенный иммунитет является результатом активной реакции организма, в частности особых его клеток - «фагоцитов», захватывающих и переваривающих патогенных микробов. Жизненность теории И.И.Мечникова обусловлена тем, что ее творец исходил из глубоких материалистических и эволюционных принципов учения Дарвина, последовательным проводником которого он был в течения всей своей жизни.

И.И.Мечников очень рано начал свою научную деятельность. В девятнадцатилетнем возрасте он окончил Харьковский университет, получив специальность зоолога, а в 25 лет был уже прославленным ученым, дважды удостоенным научной премим имени Бэра за работы по зоологии. В 1872 г. он был избран профессором зоологии в Университете в Одессе.

В 1882 г. Мечников в знак протеста против реакционных порядков в Одесском университете выходит в отставку и вскоре уезжает за границу, где проводит научные исследования (главным образом в Италии). В 1886 г. он возвращается на родину и организует в Одессе первую в России бактериологическую станцию. В 1887 г. под влиянием нелепых придирок со стороны местных властей и реакционных представителей врачебного мира, фактически лишивших И.И.Мечникова возможности работать, он покидает Россию и до конца жизни остается в Пастеровском институте в Париже, приезжая на родину только на короткое время в 1894, 1909 и 1911 г. В Пастеровский институт Мечников приехал уже сложившимся прославленным ученым, носителем нового направления, нового учения. В Париже он продолжал оставаться русским ученым, человеком мечтавшим о словном будущем русской науки и учителем всех русских бактериологов, постоянно приезжавших в Париже к своему великому соотечественнику.

Открытое им явление И.И.Мечников назвал фагоцитозом (от гречес. Phago - пожираю и cytos - клетка), а участвующие в нем клетки - фагоцитами. Так было положено начало создании теории иммунитета, которой было суждено открыть широчайшие перспективы в медицине и биологии.

Ближайшим помощником Мечникова в этот период был Н.Ф.Гамалея (1859-1949), один из основоположников микробиологии. Он был направлен к Пастеру для изучения метода приготовления вакцины против бешенства и впервые применил эту вакцину в России. Изучая вместе с Мечниковым чуму рогатого скота. Н.Ф.Гамалея обнаружил, что она вызывается фильтрующимся вирусом. В 1887-1891 гг. он впервые наблюдал явления бактериофагии - растворение бактерий под влиянием особого агента. Н.Ф.Гамалея был крупным иммунологом. Ему принадлежат оригинальные теории инфекции и иммунитета. Он положил начало применению так называемых химических вакцин. Не менее важны его работы по изменчивости микробов.

Учениками и сотрудниками И.И.Мечникова были выдающиеся микробиологи - Л.А.Тарасевич, А.М.Безредко и П.В.Циклинская.

В 1887 - 1891 гг. он провел ряд крупных исследований по изучению бешенства, туберкулеза, холеры.

2. Морфология микроорганизмов

Мир микроорганизмов велик и разнообразен. Поэтому при классификации микроорганизмов встречается много трудностей, а полученные данные иногда бывают противоречивы. Микроорганизмы-один из древнейших живых существ, но некоторые исследователи полагают, что им предшествовали неклеточные формы жизни. Считается, что развитие живого шло от простых к более сложным организмам.

Вначале появились вирусы (РНК- с державшие, затем ДНК - содержащие), за ними риккетсии, микоплазмы, бактерии, сине зеленые водоросли, низшие и высшие грибы, растения и, наконец, животные. Вначале в основу классификации микроорганизмов были положены морфологические признаки, так как больше о них человек ничего не знал.

К концу XIX в. было описано много видов; разные ученые, в основном ботаники, делили микроорганизмы на группы по признакам, принятым для классификации растений.

В 1896 г. К.Леман и Р.Кейман предприняли попытки объединить микроорганизмы в три группы: шаровидные (Coccaceae), палочковидные (Bacteriaceae) и извит?е (Spirillaccae).

Годом позже для систематики микробов стали использовать наряду с морфологическими и физиологические признаки. Как выяснилось впоследствии, для научно обоснованной классификации растений. Поэтому в настоящее время для этом цели используют комплекс признаков: фенотипические (морфологические, культуральные, физиологические и дригие свойства) а также генотические (физико-химические свойства ДНК). Геносистематика позволяет определять микроорганизмы не по сходству, а по родству. Установлено, что нуклеотидный состав суммарной ДНК в процессе развития микроорганизмов в разных условиях не изменяется обнаружены и также микроорганизмы, которые имеют сходны нуклеотидный состав ДНК, хотя относятся к разным систематическим группам: кишечные палочки и некоторые корижбактерии. С 1923 г. Американским обществом микробиологов был выпущен определитель бактерий. Первые издания определителя выходим под реакцией Д.Берчи 1860-1937 г, последующие 1938-1984 г подготовлены большой группой авторов из разных стран мира и представляют коллективный труд Н.А.Красильников в книге «определитель бактерий и актиномицетов» 1949 г описывает свыше 6000 названий микроорганизмов и все их делит на две группы: 1) организмы, образующие хлорофилл (Schizomyceae). В последней различают четыре обособленных класса: актиномицеты, бактерии, миксобактерии, спирохеты. До недавнего времени все живые существа клеточного строения в зависимости от взаимоотношения ядра и органелл с цитоплазмой, состава клеточной стенки и других признаков делили на две группы: прокариоты (доядерные) и эвкариоты (ядерные). У прокариотов ядерное вещество и органеллы не отделены от цитоплазмы специальными оболочками, у эвкариотов, наоборот, ядро и органеллы окружены мембранами. В состав клеточной стенки прокариотов входит гетерополимерное вещество пептидогликан (муреин), у эквариотов его не содержится. Большинство микроорганизмов (бактерии, актипомицеты, спирохеты, риккетсии и сине зеленые водоросли) относят к прокариотам, остальные (дрожки, плесневые грибы, микроскопические водоросли и некоторые простейшие) - к эвкариотам.

Архебактерии - третье царство живых существ органического мира. В 1977 г. Л.Магрум и Д.Кенни представителей нового царства назвали орхебактериями, которые, по-видимому, представляют одну из древнейших групп живых существ. Среди них метанобразующие, аэробные сероокисляющие, анаэробные серовосстанавливающие, термоацидофильные серые аэробы, голо филы, микоплазмо подобные и другие группы микробов. Клетки архебактерий имеют форму шара, цилиндра, спирали, луча, квадрата, коробочки и др. Они, как и прокариоты, содержат в цитоплазме нуклеоид, характерные для эвкариотов мембранные органеллы: митохондрии, лизосомы, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум. Пости все кроме термоплазмы, имеют клеточную стенку, а некоторые также жгутики и фимбрин.

Некоторые виды археобактерии образуют монослойные липидные мембраны, в то время как во всех других организмах липиды в мембранах расположены в два слоя. В составе клеточных стенок архебактерий вместо муреина содержатся другие биополимеры: кислые полисахариды, белки или псевдо муреин. Псевдо муреин отличается от муреина тем, что не содержит мурамовой кислоты. Имеются и другие отличая. Архебактерии могут развиваться при температуре выше 100⁰ С (105⁰ С) и.т.д. Для обозначения микроорганизмов принята двойная (бинарная) номенклатура, которая включает в себя название рода и вида. Родовое название пишется с прописной буквы, видовое, даже происходящее от орамими - со строчной. Например, бациллу сибирской язвы называют Bacillus antnracis, кишечную палочку - Escherichia coli, возбудителя эмфищемматозного карбонкула - Clostridium cpauvoei и т.д. Основной (низшей) таксономической единицей является вид. Выды объединяются в роды, роды - в семейства, семейства - в порядки, порядки - в классы, классы в отделы, отделы - царства. Вид - это совокупность популяций, имеющих общее происхождение и гено тип морфологические, физиологические и другие признаки, способные в определенны условиях вызыват одинаковые процессы.

Культура - микроорганизмы, полученные от животного, человека, растения или субстрата внешней среды и выращенные на питательной среде. Чистые культуры состоят из особей одного вида, смешанные - представляют скопления клеток разных видов. Микробиологии часто в своей работе употребляют слово штамм. Штамм - культура одного и того же вида, выделенная из разных сред и отличающаяся незначительными изменениями свойств неодинаковая биохимическая активность, чувствительность к лекарственным веществам и.т.д. Например, кишечная палочка, выделенная от крупного рогатого скота, и такая же палочка, выделенная от свиней, могут быть разными штаммами. Клон - культура микроорганизмов, выделенная из одной клетки. По Международному кодексу номенклатуры бактерий 1980 г. вид может бит разделен на подвиды или варианты. В названиях микробов, отличающихся по некоторым свойствам, вместо суффикса «тип» введен «вар». Так, биотип называют биовар, серотип-серовар, фаготип-фаговар и.т.д.

3. Форма и строение микробов

Форма микробов.

Микробы - в основном одноклеточные бесхлорофилльные организмы прокариотического типа. По форме различают: шаровидные, палочковидные и извитые. Между основными формами имеются и переходные (коккобактерии и др).

Шаровидные - (кокковые) микробы по форме напоминают шар, но бывают овальные, плоские, односторонне вогнутые или с легка вытянутые. Шаровидные формы образуются в результате деления клеток в одной, двух, трех взаимно перпендикулярных или разных плоскостях. При делении кокков в одной плоскости клетки могут располагаться попарно, в связи с чем такие формы получили название диплококков. Если деление происходит последовательно в одной плоскости и клетки соединены в виде цепочки, - это стрептококки. Деление кокка в двух взаимно перпендикулярных плоскостях ведет к образованию четырех клеток, или тетракокка. Пакетообразные кокки, или срацины, - результат деления кокков в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Беспорядочное расположение клеток или образование скоплений, напоминающих гроздья винограда, происходит при делении кокков в разных плоскостях, такие формы называются стафилококками.

Палочковидные - или цилиндрические, формы принято делить на бактерии и бациллы. Бактерии - палочковидные формы, не образующие спор (пишут Bact, например, Bact aceti).

Бациллы - палочковидные формы, образующие спори (пишут Bac, например, Bac subtilis). Бактерии и бациллы бывают разные по форме и размерам. Концы палочки чаще закруглены, но могут быть срезаны под прямым углом (возбудитель сибирской язвы), иногда сужены. У мелких бактерий разницы между длиной и шириной невелика, по внешнему виду они напоминают кокки, в связи с чем такие формы получили название «коккобактерии» возбудитель бруцеллеза. В настоящее время палочковидные микробы, образующие споры, представлены бациллами клостридиями. У клостридий в отличие от бацилл споры превышают диаметр поперечного сечения вегетативной клетки, что придаёт им форму веретена, ракетки, барабанной палочки.

Клостридии - анаэробы. Среди них встречаются азотфиксаторы, возбудители анаэробных инфекций и других процессов и природе. Палочки, как и кокки, могут располагаться попарно или цепочкой. При соединении бактерий попарно образуются диплобактерии, при таком же соединении бацилл - диплобакцилл. Соответственно образуются стрептобактерии и стрептобациллы, если клетки располагаются цепочкой. Бактериология, так как оно охватывает собой не только бактерии, но и другие группы низших организмов: дрожжи, плесневые грибы, мелкие водоросли, которые называют микробами.

Извитые - формы микробов определяют не только по длине а диаметру, но и по количеству завитков. Вибрионы напоминают по форме запятую. Спириллы - извитые формы, образующие до 3-5 завитков. Спирохетытонкие длинные извитые формы со множеством завитков. Микробактерии палочки с боковыми выростами (возбудитель туберкулеза, пара туберкулеза). Коринебактерии - напоминают микобактерии, но отличаются от них образующимся на концах утолщениями и включениями зерен в цитоплазме (дифтерийная палочка).

Нитчатые бактерии - многоклеточные организмы, имеющие форму нити.

Миксобактерии - скользящие микробы, по форме напоминают палочки или веретено.

Размеры микробов. Микробы - микропические организмы, их размеры определяются в микрометрах (10^-6 м) (по системе СИ-мкм). Диаметр шаровидных форм 0,7-1,2 мкм; длина палочковидных 1-6-10 мкм, ширина 0,5-1 мкм. Вирусы - еще более мелкие существа, их размеры этих существ, достаточна сказать, что в одной капле воды может вместиться несколько миллионов микробов.

Строение микробных клеток.

Из-за малых размеров строение микробов долгое время не было изучено. С появлением электронного микроскопа и ультрамикротома, при помощи которого можно делать очень тонкие срезы, представилась возможность глубже было установлено что микробные клетки имеют такое же сложное строение, как и клетки животных и растений. Микробная клетка окружена оболочкой. В ней различают: капсулу, клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану. Роль оболочки огромна: она придает клетке определенную форму, защищает ее от неблагоприятных воздействий, через нее осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой.

Капсула. У некоторых микроорганизмов вокруг клеточной стенки образуется слизистый слой, который называется капсулой. У большинства микробов капсула состоит из полисахаридов, у отдельных (сибиреязвенная бацилла) содержит полипептиды и до 98% воды. Капсула предохраняет воздействий микроорганизма - фагоцитов, антител, обусловливает вирулентность. У возбудителя сибирской язвы капсула образуется в организме хозяина.

Клеточная стенка - основная структурная единица оболочки микробной клетки. У грамположительных микробов она имеет однородную структуру, у грамотрицательных состоит из нескольких слоев. В более просто устроенной стенке грамположительных микробов содержится много (до 80% сухой массы стенки) пептидогликана (муреин, гликопептид, мукопептид), в стенке же грамотрицательных микробов его горазда меньше (от 1 до 10% сухой массы стенки). Пептидогликан входит в состав ригидного (жесткого) слоя стенки, который придает ей прочность и сообщает определенную форму микробной клетке. Такая стенка, выдерживает внутриклеточное давление равное 0,5-2,0 Мпа. Масса стенки составляет пятую часть сухого вещества всей микробной клетки. У грамположительных микробов клеточная стенка обычно толще и достигает 50 нм, у грамотрицательных -не превышает 5-15 нм. В клеточных стенках большинства грамположительных микробов содержится до 50 % (по массе) тейхосвых кислот, которые размещены по обе стороны пептидогликанового слоя. Из больше содержится на стороне, обращенной к цитоплазматической мембране, и меньше на наружной поверхности. Микрофибриллы пептидогликана образуют каркас микробные клетки. При их переплетении формируются ячейки (поры), через которые осуществляется движение веществ внутри клетки и из клетки во внешнюю среду. Разный химический состав и строение стенок клеток лежит в основе деления микробов на грамположительные и грамотрицательные организмы.

Цитоплазматическая мембрана. - располагается между клеточной стенкой и цитоплазмой, представляет относительно плотное образование, и его можно обнаружить при помощи электронного микроскопа. Мембрана состоит из трех слоев: фосфолипидного и двух белковых. Отдельная молекула фосфолипидного слоя имеет форму головки с двумя отростками. Молекулы расположены в два ряда, в которых гидрофильные головки направлены в противоположные стороны. Мембрана обеспечивает постоянство внутри клеточного осмотического давления, избирательную проницаемость разных веществ; в ней находятся ферменты, регулирующие процессы метаболизма клетки и окружающей средой. Масса мембраны достигает 10% сухого вещества клетки.

У некоторых микроорганизмов цитоплазматическая мембрана выполняет роль наружной оболочки (микоплазмы).

Цитоплазма - содержимое клетки за исключением ядра. Представляет коллоидную систему неодинаковой консистенции: чем ближе к поверхности, тем она плотнее. В цитоплазме содержатся; рибосомы, мезосомы, включения (липиды, углеводы, валютин, среа, железо и другие соединения).

Рибосомы - рибонуклеопротеидные частицы цитоплазмы, количество которых в одной клетке достигает нескольких тысяч. Форма округлая или овальная, размер 20-25 нм. Располагаются одиночно или группами по 10-20 рибосом (полирибосома). Представлены двумя субъединицами: большой и малой. Имеют разный состав у прокариот и эвкариот. У прокариот состоят на 2/3 из РНК и на 1/3 из белков.

У эвкариот - содержат примерно одинаковое количество РНК и белков. Коэффициент седиментации (осаждение) рибосом у прокариот 70s, у эвкариот - 80s. Рибосомы - место биосинтеза белки.

Мезосомы - или митохондрии, образуются в результате инвагинации и последующего ущемления цитоплазматической мембраны. Является энергетическими центрами клетки. С помощью ферментов в них происходит окисление жирных кислот, окислительное фосфорилирование, то есть то, что называют процессами дыхания. Гранулеза и гликоген - полисахариды, резервные вещества микробной клетки. Много гранулезы содержат маслянокислые бациллы. При действии на них раствором Люголя, в котором содержится йод, окрашивают в синий цвет. Сера содержится в виде капель в клетках серобактерий.

В такой же форме в клетках железобактерий находится железо.

Споры - (эндоспоры) образуются в конце экспоненциальной фазы роста, когда истощается питательная среда и накапливаются продукты жизнедеятельности. В этом время внутри большинства вегетативных клеток появляются округлые образования, сильно преломляющие свет, которые отличаются от материнской клетки по структуре, химическому составу и физиологическим свойствам. Эндоспоры образуют грамположительные облигатно анаэробные клостридии и грамположительные кокки рода Sporasarcina. У бацилл споры выполняют защитную функцию, у дрожжей и плесневых грибов служат для размножения. Форма спор округлая и овальная округлые споры чаще располагается терминальное (на конце клетки), такие формы напоминают барабанные палочки (возбудитель столбняка). Овальные обычно располагаются в центре или ближе к одному из концов клетки и придают ей форму веретена - это клостридии (возбудитель эмфизематозного карбонкула).

Эндоспора - уплотненная часть цитоплазмы, которая вместе с нуклеоидом располагается обычно на одном из концов клетки, в так называемой спорогенной зоне. В начале образуется споспора, она окружена собственной мембраной материнской клетки. Пространство между внутренней (споровой) и наружной (материнской) мембранами заполнено пептидогликаном, из которого формируется стенка эндоспоры (кортекс), дающая затем начало стенке прорастающей вегетативной клетки.

При образовании стенки споры происходит поглощение Ca⁺⁺, синтезируется дипикоменовая кислота (ДПК), количество которой достигает 12% сухой массы, в вегетативных клетках ее нет. Комплекс ДПК Ca⁺⁺ (дипикоминат) кальция обеспечивает обезвоживание, уплотнение стенке и тем самым повышает устойчивость споры к неблагоприятным воздействием. Гибель спор объясняется автоматическими процессами, повышением проницаемости стенок и выходом из них РНК, ДНК и дипиколината кальция. У некоторых видов бацилл вокруг спор образуется еще тонкая липопротеиновая оболочка - экзоспориум.

Попадания благоприятные условия, спора набухает, увеличивается в объеме, активизируются ферментативные процессы, в результате чего разрушается наружная оболочка, во внешнюю среду выходит проросток, который дает начало вегетативной клетке. Процесс прорастания длится 4-5 ч, а иногда и меньше (2,5ч). Он начинается с активизации спор, в результате чего нарушается целостность оболочки. Способствующими факторами могут быть: повышенная температура (65-70⁰С), механические повреждения, кислая среда и.т.д. После активизации спора начинает прорастать, поглощать воду, освобождать во внешнюю среду дипикалинат кальция и другие продукты, образуемые гидрометрическими ферментами. Затем формируется клеточная стенка и новая вегетативная клетка.

В период роста клетки необходимы питательные вещества, оптимальная температура, повышенная влажность, а для аэроб-ы кислород воздуха. Так, сибиресезвенные споры, полученные на плотной питательной среде, где аэрация выше чем в жидкой, более устойчивы при хранении, у них 30-40% увеличено содержание дипикалината кальция и почти вдвое в - оксимасляной кислоты.

Споры сильно прелолияют свет, хорошо видные в препаратах, плохо воспринимают красители. Для их окрашивания требуется соответствующая обработка: воздействие кислотами или нагревание. Так же трудно споры и обеспечиваются.

Спорообразование у бацилл - видовой признак, но он непостоянен и при определенных условиях исчезает. Так, при температуре 42,5⁰% С возбудитель сибирской язвы теряет способность образовывать споры. Споры содержат минимальное количество свободной воды, много липидов, имеют плотную оболочку, благодаря чему могут десятками лет сохраняться в почве и служить источником заражения животных и человека.

Жгутики - органы передвижения у микробов. Впервые обнаружены в 1838 г. Дренбергом и описаны в 1897 г. Мигулой. Они представляют собой тонкие спиральные нити, превышающие по длине размеры клетки. Диаметр жгутиков клетки выходит за пределы видимости в световом микроскопе, их толщина достигает 13 нм и более. Жгутик представляет собой цилиндр. В нем различают филамент (тело жгутика), крюк и базальное тело. Жгутик соединяется с клеткой базальным телом, которое имеет сложное строение. У основание жгутика имеются кольца. Нижним кольцам базальное тело прикрепляется к цитоплазматической мембране. С помощью колец осуществляются вращательные движения. Микробная клетка передвигается не волнообразным колебаниям жгутика, а его вращением со скоростью 10-20 об/с, причем движение может быть как по часовой стрелке, так и против часовой.

При множестве жгутиков они бывают собраны на конце клетки в один пучок и вытянуты вдоль продольной оси тела. Каждый из жгутиков пучка совершает синхронное и независимое вращательное движение. Вращается нижнее кольцо, находящийся в липидном слое клеточной мембраны, а вместе с ним и филамент.

Количество жгутиков и их расположение у палочковидных формы неодинаковое. Микробы с одним жгутикам на конце получили название монотрихов, с пучков жгутиков, - лафотрихов, при наличии одного или пучка жгутиков на противоположных концах - амфитрихов, если жгутики расположены по всей поверхности клетки - перитрихов. Шаровидные формы, за исключением некоторых (Sarecimae ureae), не имеют жгутиков. Извитые формы могут передвигаться не только в результате сокращения тела, но при помощи жгутиков. Филамент жгутика состоит из белка флагеллина. Химическая структура его строго специфична для каждого штамма, что дает возможность использовать антигенные свойства жгутиков при классификации микроорганизмов.

Жгутики относятся к видовому признаку, но он непостоянен, зависит от возраста и условий жизни микроба. У старых форм жгутики могут отсутствовать, поэтому для определения подвижности используют молодые культуры. Движение микробов наблюдают в придавленной или висячей капле. При расположении жгутиков на одном конце (монотрихи, лофотрих) клетки передвигаются поступательно и прямолинейно, их скорость достигает 20-100 нм в секунду. Если жгутики расположены по всей поверхности клетки (перитрихи), их движение бывает беспорядочное.

Риккетсии - полиморфные грамотрицательные микробы. В своем составе содержат ДНК и РНК, белок и до 40% липидов. По форме и размерам напоминают бактерии, по культуральным и биологическим свойствам - вирусы. В настоящее время риккетсии относят к истинным бактериям. По ультраструктуре они сходны с грамотрицательными микроорганизмами. Паразитируют у члестоногих (вши, клещи, блохи), а при попадании в организм животного или человека вызывают болезни под общим названием риккетсиозы (сынной тиф, Ку-лихорадка и др.).

Вирусы. В 1892 г. русским ботаником Д.И.Ивановским был открыт возбудитель табачной мозаике. Им оказался организм, проходящей через бактериальные фильтры и способный заражать здоровые растения. Шестью годами позже (1898) инфекционная природа возбудителя табачной мозаики была подтверждена назвал, голландским ученым-ботаником Мартином Бейсринком. Ученый назвал возбудителя вирусом, что означает яд. Когда с вирусом табачной мозаики работал М.Бейсринк, Ф.Леффлер и П.Фрош случайно обнаружили что вирус ящура проходит через фильтры Ш.Китазато. Они хотели путем фильтрации очистить содержимое пузырьков (заразное начало) от клеточных элементов чтобы затем полученный фильтрат использовать для приготовления вакцины. При исследовании фильтрата было обнаружено, что он также заразен, как исходный материал. В дальнейшем Ф.Леффлер и П.Фрош установили, что заразное начало обладает не только контагиозностью, но и способно размножаться. Еще в конце прошлого столетия были открыты вирусы растений и животных, что и положило начало науке вирусологии.