Бактерии

Бактерии (греч. bakterion палочка) - одноклеточные микроорганизмы с примитивным ядром без ядерной оболочки.

Бактерии широко распространены в природе. Они обитают в почве, воде, на растениях, в организме человека (см. Микрофлора) и животных. Некоторые из них используются для получения биологически активных соединений, а также при изготовлении молочнокислых продуктов питания и др. Сравнительно небольшая часть бактерий является возбудителями инфекционных болезней человека и животных.

В зависимости от формы бактерии делят на кокки, имеющие шаровидную форму; палочки; спириллы - спиралевидные извитые бактерии; вибрионы (см. Холера), имеющие вид изогнутых палочек; спирохеты - длинные извитые бактерии. Среди бактерий особые группы составляют риккетсии - облигатные внутриклеточные паразиты и актиномицеты - ветвящиеся грамположительные бактерии.

Многие бактерии образуют жгутики - нитевидные выросты белковой природы, идущие от цитоплазматической мембраны и пронизывающие клеточную стенку. Жгутики обеспечивают подвижность бактерий. Количество жгутиков у разных бактерий варьирует от одного (у возбудителей холеры) до десятка и сотен жгутиков, расположенных по периферии клетки - у возбудителей брюшного тифа, кишечной палочки (Эшерихия) и др. Наряду со жгутиками бактерии формируют и другие поверхностные структуры - ворсинки (пили, фимбрии), имеющие значение в проявлении вирулентных свойств (степень болезнетворности) бактерий в связи с адгезией - способностью прикрепляться к соответствующим клеткам макроорганизма.

Самой поверхностной структурой бактерии является капсула. Капсула состоит главным образом из полисахаридов. Она определяет ряд свойств бактерий, в частности их вирулентность, препятствует фагоцитозу бактерий. Капсула таких капсулообразующих бактерий, как пневмококки, клебсиеллы и др., хорошо выявляется в световом микроскопе после окраски специальными методами. Многие бактерии имеют так называемую микрокапсулу, видимую только в электронном микроскопе. Некоторые бактерии образуют слизь, не имеющую в отличие от капсулы чётких внешних границ.

Большинство бактерий (кроме микоплазм и так наз. L-форм бактерий) покрыты клеточной стенкой. Клеточная стенка - прочная упругая структура, обеспечивающая постоянство формы бактерий. Бактерии в зависимости от способности окрашиваться по методу Грама (Окраска микроорганизмов) разделяют на грамположительные и грамотрицательные формы, различающиеся по ряду важных биологических свойств (строение клеточной стенки, чувствительность к антибиотикам и др.). Наиболее толстой клеточной стенкой обладают грамположительные бактерии. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий имеет трёхслойную внешнюю мембрану, где находятся так называемые О-антиген и эндотоксин (см. Токсины).

Под клеточной стенкой бактерий располагается периплазматическое пространство, которое отграничено с наружной стороны клеточной стенкой, а с внутренней - трёхслойной цитоплазматической мембраной. Цитоплазматическая мембрана регулирует процессы проникновения различных веществ внутрь клетки и выход продуктов обмена в окружающую среду. Она содержит различные ферменты, в том числе ферменты дыхательной цепи. Цитоплазматическая мембрана окружает основную часть бактериальной клетки - цитоплазму. Цитоплазма состоит из мелких гранул - рибосом, участвующих в синтезе белка. Многие антибиотики, в частности аминогликозиды, подавляют функцию рибосом. При избыточном росте цитоплазматической мембраны образуются сложно устроенные мембранные структуры, которые располагаются в цитоплазме и называются внутрицитоплазматическими мембранными структурами, или мезосомами. В цитоплазме можно обнаружить также включения - зёрна волютина, характерные, например, для возбудителя дифтерии.

В центральной части бактериальной клетки находится ядро (нуклеоид), которое в отличие от ядер клеток растений и животных не имеет ядерной оболочки и ядрышка. Нуклеоид бактерий представлен хромосомой в виде двунитчатой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно упакованной в виде клубка нитей ДНК. Деление нуклеоида предшествует делению бактериальной клетки.

В цитоплазме многих бактерий находятся плазмиды, состоящие из молекул ДНК, которые придают бактериальным клеткам определенные свойства, например, устойчивость к антибиотикам (R-плазмиды), токсигенность - способность к токсинообразованию (Ent-плазмиды) и др.

При росте бактерий на плотных питательных средах образуются колонии - скопления большого числа клеток в виде уплощенного или выпуклого образования с ровными или неровными краями, имеющие плотную или вязкую консистенцию, различный цвет и т. д. При росте бактерий в жидкой питательной среде можно выделить различные фазы роста, отличающиеся по физиологической активности бактерий.

В течение 1-2 часа после внесения в питательную среду бактерии увеличиваются в размерах, но не размножаются. Этот период называется лагфазой. Затем бактерии начинают быстро делиться с постоянной скоростью - наступает фаза логарифмического роста, которая длится несколько часов. Эту фазу сменяет фаза стационарного роста, или фаза максимальной концентрации бактерий, когда число клеток в культуре остается постоянным за счет равновесия между скоростью роста и отмирания бактерий. И, наконец, когда клетки в культуре начинают отмирать быстрее, чем размножаться, наступает фаза логарифмической гибели бактерий. Рост и размножение бактерий зависят от температуры окружающей среды. Бактерии, для роста которых оптимальной является низкая температура, называют психрофилами, средняя (около 37°) - мезофилами, высокая - термофилами.

Питательные потребности бактерий разнообразны. Некоторые бактерии способны расти, используя простые соединения - углекислоту и ионы аммония, другие требуют наличия органических источников углерода и ряда сложных органических веществ, в том числе витаминов. Для роста бактерий необходимы достаточная влажность, оптимальное количество кислорода для аэробных бактерий или полное его отсутствие для строгих анаэробов, например, бактероидов, а также бактериальные факторы роста - вещества, которые бактерии самостоятельно синтезировать не способны. Отсутствие указанных компонентов в питательной среде приводит к остановке роста бактерий - бактериостазу. Бактерии, для роста которых необходимы факторы крови, называются гемоглобинофильными бактериями. Различные химические вещества и факторы окружающей среды, например, ультрафиолетовое излучение, высокая температура, оказывают на бактерии разрушающее, то есть бактерицидное действие.

Некоторые бактерии образуют споры, способные длительно сохраняться в неблагоприятных условиях (при высокой температуре, высушивании). Бактерии, формирующие споры, по величине не превышающие размеры образующих их клеток, называют бациллами в отличие от клостридий, споры у которых превышают по размеру вегетативные клетки.

Различные виды и подвиды бактерий отличаются по морфологическим, культуральным (особенности роста на питательных средах), биохимическим и антигенным свойствам. Антигенные свойства бактерий определяются способностью иммунных сывороток взаимодействовать с определёнными антигенами бактерий.

Антигены бактерий разделяют на несколько групп:

- жгутиковые (Н-антигены),

- капсульные (К-антигены, Vi-антигены),

- липополисахаридные (входящие в состав наружной мембраны - так наз. О-антигены) и др.

Существуют групповые (общие для нескольких видов бактерий) и специфические (присущие только данному виду бактерий) антигены. Антигены бактерий, взаимодействуя с иммунной системой организма, способствуют образованию противоинфекционного иммунитета. Диагностика многих инфекционных болезней, вызываемых бактериями, основана на определении различных бактерий по их антигенам (Серологические исследования).

Способность бактерий вызывать инфекционные болезни называется патогенностью. Основой патогенности бактерий является их свойство образовывать в организме токсины. К факторам патогенности относятся и другие особенности бактерий (например, наличие капсулы). При ослаблении защитных сил организма человека, при длительном лечении антибиотиками широкого спектра действия заболевание могут вызывать и обычные бактерии, например, представители нормальной микрофлоры организма человека. Такие бактерии называются условно-патогенными. Условно-патогенные и патогенные бактерии способны вызывать гнойное воспаление локального (абсцесс) или генерализованного характера (септикопиемия). В этом случае их называют гноеродными бактериями.

В результате действия защитных сил организма, а также антибиотиков бактерии могут утрачивать клеточную стенку и превращаться в L-формы - мелкие сферические бактерии, чувствительные к изменению осмотического давления.

Поэтому для их культивирования применяют специальные питательные среды с осмотическими стабилизаторами. В случае прекращения действия веществ, повреждающих клеточную стенку, происходит реверсия - превращение L-форм в исходные бактерии с клеточной стенкой. Стабильные L-формы не подвергаются реверсии. Кроме патогенных и условно-патогенных бактерий известно большое количество сапрофитов - непатогенных бактерий, питающихся мёртвыми растениями, животными, их органическими остатками и неорганическими соединениями. Сапрофиты широко распространены в поверхностных слоях почвы и водоёмов. Они участвуют в процессах самоочищения почвы и воды, минерализации органических веществ и др.

 

Связанные заболевания: аллергизация организма

Справочные статьи: анализы медицинские

Лекарственные растения: алоэ древовидное, багульник болотный, бадан толстолистный, барбарис обыкновенный, бешенный огурец, гвоздика дельтовидная, герань луговая, грецкий орех, ежевика сизая, зверобой продырявленный, золотая розга (золотарник), календула лекарственная, капуста огородная, клевер луговой, кориандр посевной, кубышка жёлтая, лапчатка серебристая, мелисса лекарственная, облепиха крушиновидная

Будьте здоровы!