Систематика и номенклатура микроорганизмов. Морфология бактерий.

Американский микробиолог Берги (1938-1999гг) выпустил первый международный определитель бактерий. В нем детально приводятся данные о м/о, их таксономии, номенклатуре и принципах идентификации.

Систематика- распределение микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическим сходством. Систематика занимается всесторонним описанием видов организмов, выяснением степени родственных отношений между ними и объединением их в различные по уровню родства классификационные единицы- таксоны. Основные вопросы, решаемые при систематике - классификация, идентификация и номенклатура.

Классификация- распределение организмов в соответствии с их общими свойствами (сходными генотипическими и фенотипическими признаками) по различным таксонам.

Таксономия- наука о методах и принципах распределения (классификации) организмов в соответствии с их иерархией. Наиболее часто используют следующие таксономические единицы (таксоны) - штамм, вид, род. Последующие более крупные таксоны - семейство, порядок, класс.

В современном представлении вид в микробиологии - совокупность микроорганизмов, имеющих общее эволюционное происхождение, близкий генотип и максимально близкие фенотипические характеристики.

При изучении, идентификации и классификации микроорганизмов чаще всего изучают следующие (гено- и фенотипические) характеристики:

1.Морфологические - форма, величина, особенности взаиморасположения, структура. Морфологические свойства и отношение к окраску по Граму позволяют как правило отнести изучаемый микроорганизм к крупным таксонам - семейству, роду.

2.Тинкториальные - отношение к различным красителям (характер окрашивания), прежде всего к окраске по Граму. По этому признаку все микроорганизмы делят на грамположительные и грамотрицательные.

3. Культуральные - характер роста микроорганизма на питательных средах.

4. Биохимические - способность ферментировать различные субстраты (углеводы, белки и аминокислоты и др.), образовывать в процессе жизнедеятельности различные биохимические продукты за счет активности различных ферментных систем и особенностей обмена веществ.

5. Антигенные - зависят преимущественно от химического состава и строения клеточной стенки, наличия жгутиков, капсулы, распознаются по способности макроорганизма (хозяина) вырабатывать антитела и другие формы иммунного ответа, выявляются в иммунологических реакциях.

6. Физиологические - способы углеводного (аутотрофы, гетеротрофы), азотного (аминоавтотрофы, аминогетеротрофы) и других видов питания, тип дыхания (аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, строгие анаэробы).

7. Подвижность и типы движения.

8. Способность к спорообразованию, характер спор.

9. Чувствительность к бактериофагам, фаготипирование.

10.Чувствительность к антибиотикам и другим лекарственным препаратам.

Идентификация

Основные фено- и генотипические характеристики, используемые для классификации микроорганизмов, используются и для идентификации, т.е. установления их таксономического положения и прежде всего видовой принадлежности- наиболее важного аспекта микробиологической диагностики инфекционных заболеваний. У патогенных микроорганизмов чаще изучают морфологические, тинкториальные, культуральные, биохимические и антигенные свойства.

Номенклатура - название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Для обозначения видов бактерий используют бинарную латинскую номенклатуру род/вид, состоящую из названия рода (пишется с заглавной буквы) и вида (со строчной буквы). Примеры- Shigella flexneri, Staphylococcus aureus.

В микробиологии часто используется и ряд других терминов для характеристики микроорганизмов:

Штамм- любой конкретный образец данного вида. Штаммы одного вида, различающиеся по антигенным характеристикам, называют серотипами (серовариантами - сокращенно сероварами), по чувствительности к специфическим фагам- фаготипами, биохимическим свойствам- хемоварами, по биологическим свойствам- биоварами.

Колония - видимая изолированная структура при размножении бактерий на плотных питательных средах, может развиваться из одной или нескольких родительских клеток.

Чистая культура- совокупность микроорганизмов одного вида, выросших на плотной или жидкой питательной среде.

Клон - означает культуру микроорганизмов, полученную из одной особи.

Морфология бактерий

По форме выделяют следующие основные группы микроорганизмов.

1.Шаровидные или кокки ( с греч.- зерно).

2.Палочковидные.

3.Извитые.

4.Нитевидные.

Кокки (от лат. coccus - зерно) - шаровидные микроорганизмы, бывают сферической, бобовидной и ланцетовидной формы. По расположению, характеру деления и биологическим свойствам кокки подразделяются на микрококки, диплококки, стрептококки, тетракокки, сарцины, стафилококки.

1.Микрококки - клетки делятся в разных плоскостях и располагаются поодиночке. Входят в состав нормальной микрофлоры, находятся во внешней среде. Заболеваний у людей не вызывают.

2.Диплококки - клетки делятся в одной плоскости, с образованием пар клеток, имеющих бобовидную или ланцетовидную форму. Среди диплококков много патогенных микроорганизмов- гонококк, менингококк, пневмококк.

3.Стрептококки - клетки делятся в одной плоскости, но сохраняют связь, образуя цепочки. Многие стрептококки являются патогенными для человека и вызывают следующие заболевания: ангину, скарлатины, гнойные воспалительные процессы, ревматизм.

4.Стафилококки (от лат.- гроздь винограда) - делятся беспорядочно в различных плоскостях, образуя скопления, напоминающие грозди винограда. Вызывают многочисленные болезни, прежде всего гнойно- воспалительные (фурункулы, коньюктивиты, карбункулы).

5.Тетракокки - деление в двух взаимоперпендикулярных плоскостях с образованием тетрад (т.е. по четыре клетки). Медицинского значения не имеют.

6.Сарцины - деление в трех взаимоперпендикулярных плоскостях, образуя тюки (пакеты) из 8, 16 и большего количества клеток. Часто обнаруживают в воздухе.

Палочковидные формы микроорганизмов: различаются по размерам, форме концов и взаимному расположению клеток.

Бактерии - различаются по внешнему виду: концы их могут закругленными (кишечная палочка), заостренными (возбудитель чумы), утолщенными (возбудитель дифтерии).

Необходимо иметь в виду, что термин "бактерия” часто используют для обозначения всех микробов- прокариот. В более узком (морфологическом) значении бактерии- палочковидные формы прокариот, не имеющих спор.

Извитые формы микроорганизмов.

1.Вибрионы и кампилобактерии - имеют один изгиб, могут быть в форме запятой, короткого завитка.

2.Спириллы - имеют 2- 3 завитка.

3.Спирохеты - имеют различное число завитков. Из большого числа спирохет наибольшее медицинское значение имеют представители трех родов- Borrelia, Treponema, Leptospira.

Все м/о обладают полиморфизмом, т. е. индивидуальной изменчивостью форм под влиянием различных факторов -- температуры, питательной среды, концентрации солей, кислотности, продуктов метаболизма, дезинфицирующих агентов, лекарственных препаратов.