15427

Бактериоскопический метод. Простые и сложные методы окраски. Окраска по Граму. Структура бактериальной клетки. Методы выявления капсул, жгутиков, спор. Изучение микробов в живом состоянии

Конспект урока

Медицина и ветеринария

ЗАНЯТИЕ 2 ТЕМА ЗАНЯТИЯ: Бактериоскопический метод. Простые и сложные методы окраски. Окраска по Граму. Структура бактериальной клетки. Методы выявления капсул жгутиков спор. Изучение микробов в живом состоянии. УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Продолжить изучение бактериос

Русский

2013-06-13

57 KB

238 чел.

ЗАНЯТИЕ 2

ТЕМА ЗАНЯТИЯ: Бактериоскопический метод. Простые и сложные методы окраски. Окраска по Граму. Структура бактериальной клетки. Методы выявления капсул, жгутиков, спор. Изучение микробов в живом состоянии.

УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Продолжить изучение бактериоскопического метода. Ознакомиться с простыми и сложными методами окраски бактерий. Освоить окраску по Граму. Изучить структуру бактериальной клетки. Освоить методы выявления капсул, жгутиков, спор микробов. Освоить методы изучения микробов в живом состоянии. Ознакомиться с бактериоскопическим методом исследования, методами окраски бактерий, а также изучения микробов в живом состоянии. Изучить строение бактериальной клетки и методы выявления спор, жгутиков, капсулы.

ЗАДАЧИ ЗАНЯТИЯ:

1. Познакомиться с простыми и сложными методами окраски бактерий. Освоить метод окраски по Граму.

2. Изучить структуру бактериальной клетки.

3. Изучить методы выявления капсул, жгутиков, спор микробов.

4. Освоить методы микроскопии микробов в живом состоянии.

ТЕМА ЗАНЯТИЯ: Бактериоскопический метод. Простые и сложные методы окраски. Окраска по Граму. Структура бактериальной клетки. Методы выявления капсул, жгутиков, спор. Изучение микробов в живом состоянии.

Простые и сложные методы окраски микробов

Бактериоскопический метод исследования предусматривает изучение микроорганизмов в живом или фиксированном и окрашенном состоянии. Для изучения микроорганизмов в живом состоянии используют метод раздавленной капли и метод висячей капли. Наиболее часто применяют микроскопию бактерий в фиксированном и окрашенном состоянии.

Для приготовления фиксированного и окрашенного препарата на обезжиренное предметное стекло наносят каплю воды или изотонического раствора хлорида натрия, в которую петлей вносят исследуемый материал и распределяют его таким образом, чтобы получить тонкий и равномерный мазок диаметром около 1-1,5 см. Если исследуют жидкий материал, то его непосредственно петлей наносят на предметное стекло и готовят мазок. Мазки высушивают на воздухе.

Для фиксации используют физические и химические методы. Для фиксации мазка физическим методом предметное стекло медленно проводят 3 раза через пламя горелки. Мазки крови, мазки-отпечатки органов и тканей фиксируют химическим методом путем погружения их на 5-20 минут в метиловый или этиловый спирт, смесь Никифорова и другие фиксирующие жидкости.

Для окрашивания микробов используют простые и сложные методы. При простом методе фиксированный мазок окрашивают каким-либо одним красителем, например, водным раствором фуксина (1-2 минуты) или метиленовым синим (3-5 минут), промывают водой, высушивают и микроскопируют. Сложные методы окрашивания включают использование нескольких красителей. Это позволяет выявить определенные структуры клеток и дифференцировать одни виды микроорганизмов от других.

Окраска по Граму:

1. На фиксированный мазок наносят карболово-спиртовый раствор генцианового фиолетового через полоску фильтровальной бумаги. Через 2-3 минуты ее снимают, а краситель сливают.

2. Наносят раствор Люголя на 1-2 минуты.

3. Обесцвечивают препарат этиловым спиртом в течение 30-60 секунд до прекращения отхождения фиолетовых струек красителя.

4. Промывают препарат водой.

5. Докрашивают мазок водным раствором фуксина в течение 1-2 минут, промывают водой, высушивают и микроскопируют.

Грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет, грамотрицательные – в красный цвет.

При окраске по методу Грама в модификации Синева на первом этапе используют фильтровальные бумажки, пропитанные генциановым или кристаллическим фиолетовым. Для этого полоски бумаги пропитывают 1% раствором красителя и высушивают. На фиксированный мазок помещают пропитанную красителем бумажку, заливают небольшим количеством воды и выдерживают в течение 2 минут. После этого бумажку удаляют пинцетом, сливают краску и, не промывая препарат водой, наносят раствор Люголя. Последующее окрашивание проводят общепринятым методом.

Распределение микроорганизмов в зависимости от окраски по Граму:

1. Грамположительные бактерии:

- кокки (за исключением гонококков и менингококков);

- бациллы и клостридии (спорообразующие палочки);

- микобактерии, коринебактерии и листерии.

2. Грамотрицательные бактерии:

- некоторые кокки (гонококки и менингококки);

- все остальные палочковидные бактерии;

- все извитые формы (вибрионы, спириллы, спирохеты).

Структура бактериальной клетки

 

Структурные компоненты бактериальной клетки делят на 2 вида:

- основные структуры (клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана с ее производными, цитоплазма с рибосомами и различными включениями, нуклеоид);

- временные структуры (капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки, эндоспоры, образующиеся лишь на определенных этапах жизненного цикла бактерий).

Основные структуры.

Клеточная стенка находится с внешней стороны от цитоплазматической мембраны. Цитоплазматическая мембрана не входит в состав клеточной оболочки. Функции клеточной стенки:

- защита бактерий от осмотического шока и других повреждающих факторов;

- определение формы бактерий;

- участие в метаболизме бактерий;

- токсичность за счет наличия поверхностных антигенов (у некоторых патогенных бактерий);

- наличие рецепторов для бактериофагов (у части бактерий).

В 1884 году датский микробиолог Ганс Христиан Грам предложил метод окраски бактерий с использованием генцианвиолета, йода, этилового спирта и фуксина. Все бактерии в зависимости от окраски по Грамму подразделяют на 2 группы: грамположительные и грамотрицательные бактерии.

Клеточная стенка грамположительных бактерий состоит из одного толстого слоя пептидогликана и тейхоевых кислот. Пептидогликан (муреин) – это многослойный  линейный полимер, в котором чередуются остатки N-ацетилмурамовой кислоты и N-ацетилглюкозамина. У грамположительных бактерий содержание пептидогликана составляет от 50 до 90%. Слои пептидогликана связаны (прошиты) между собой тейхоевой и липотейхоевой кислотами. Тейхоевые кислоты выступают на поверхности клеточной стенки и являются главными антигенами грамположительных бактерий. Клеточная стенка грамположительных бактерий плотно прилегает к цитоплазматической мембране, ее толщина составляет 20-100 нм.

Грамположительные бактерии прочно фиксируют комплекс генцианвиолета и йода, не обесцвечиваются этанолом и поэтому не воспринимают дополнительный краситель фуксин, в результате чего клетка остается окрашенной в фиолетовый цвет.

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий состоит из 2-х тонких слоев. Внутренний слой (периплазма) представлен пептидогликаном в виде тонкой непрерывной сетки. У грамотрицательных бактерий содержание пептидогликана составляет 1-10%. Наружный слой (внешняя мембрана) состоит из липополисахарида, белков и фосфолипидов. Толщина клеточной стенки грамотрицательных бактерий составляет 14-17 нм. Липополисахариды всех грамотрицательных бактерий обладают   токсическими и пирогенными свойствами и называются эндотоксинами. У грамотрицательных бактерий комплекс генцианвиолета с йодом легко вымывается из клетки этанолом, и после дополнительного нанесения фуксина клетка окрашивается в красный цвет.

В некоторых условиях бактерии лишаются способности полностью или частично синтезировать компоненты клеточной стенки, в результате чего образуются протопласты, сферопласты и L-формы бактерий. Сферопласты – это бактерии с частично разрушенной клеточной стенкой с сохранением элементов наружной мембраны. Они наблюдаются у грамотрицательных бактерий. Протопласты - это формы, полностью лишенные клеточной стенки. Они  образуются грамположительными бактериями. L-формы бактерий - это мутанты бактерий, частично или полностью утратившие способность синтезировать пептидогликан клеточной стенки (бактерии с дефектной клеточной стенкой). Свое название они получили от названия института Листера в Англии, где были открыты в 1935 году.

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) и ее производные. Цитоплазматическая мембрана (плазмолемма) - это полупроницаемая липопротеидная структура бактериальной клетки, отделяющая цитоплазму от клеточной стенки. Она составляет 8-15% сухой массы клетки. Ее разрушение приводит к гибели клетки. При электронной микроскопии выявлено ее трехслойное строение. Цитоплазматическая мембрана представляет собой комплекс белков (50-75%) и липидов (15-20%). Основная масса липидов представлена фосфолипидами. Кроме того, в составе мембраны обнаружено небольшое количество углеводов.

ЦПМ бактерий выполняет следующие функции:

- барьерная функция (молекулярное “сито”);

- избирательный перенос различных органических и неорганических молекул и ионов с помощью специальных переносчиков – транслоказ или пермеаз;

- превращение клеточной энергии;

- репликация и последующее разделение хромосомы.

В процессе роста клетки цитоплазматическая мембрана образует многочисленные впячивания (инвагинаты), получившие название мезосом. По морфологическим особенностям различают ламеллярные (пластинчатые), везикулярные (имеющие форму пузырьков), тубулярные (трубчатые) мезосомы.

Цитоплазма - это содержимое бактериальной клетки, ограниченное цитоплазматической мембраной. Она состоит из цитозоля и структурных элементов.

Цитозоль - гомогенная фракция, включающая растворимые компоненты РНК, ферменты, продукты метаболизма.

Структурные элементы - это рибосомы, внутрицитоплазматические мембраны, включения и нуклеоид.

Рибосомы - органоиды, осуществляющие биосинтез белка. Они состоят из белка и РНК. Представляют собой гранулы диаметром 15-20 нм. Одна бактериальная клетка содержит от 5000 до 50000 рибосом. Рибосомы являются местом синтеза белка.

В цитоплазме прокариот обнаруживаются различные включения, представляющие запасные вещества клетки. Из полисахаридов в клетках откладываются гликоген, крахмал и крахмалоподобное вещество - гранулеза. Полифосфаты содержатся в гранулах, называемых волютиновыми, или метахроматиновыми, зернами.

Нуклеоид является аналогом ядра у прокариот. Он состоит из одной замкнутой в кольцо двуспиральной нити ДНК, которую рассматривают как бактериальную хромосому. У нуклеоида отсутствует ядерная оболочка.

Кроме нуклеоида в бактериальной клетке обнаружены внехромосомные генетические элементы – плазмиды, которые представляют собой небольшие кольцевые молекулы ДНК, способные к автономной репликации. Роль плазмид состоит в том, что они кодируют дополнительные признаки, дающие клетке преимущества в определенных условиях существования. Наиболее распространены плазмиды, детерминирующие признаки антибиотикорезистентности бактерий (R-плазмиды), синтез энтеротоксинов (Ent-плазмиды) или гемолизинов (Hly-плазмиды).

К временным структурам относятся капсула, жгутики, пили, эндоспоры бактерий.

Капсула - это слизистый слой на поверхности клеточной стенки бактерий. Капсула синтезируется на наружной поверхности цитоплазматической мембраны и выделяется на поверхность клеточной стенки в специфических участках.

Функции капсулы:

- место локализации капсульных антигенов, определяющих вирулентность, антигенную специфичность и иммуногенность бактерий;

- защита клеток от механических повреждений, высыхания, токсических веществ, заражения фагами, действия защитных факторов макроорганизма;

- способность прикрепления клеток к субстрату.

Жгутики – это органы движения бактерий. Жгутики не являются жизненно важными структурами, поэтому могут присутствовать у бактерий или отсутствовать в зависимости от условий выращивания. Количество жгутиков и места их расположения у разных бактерий неодинаково. В зависимости от этого выделяют следующие группы жгутиковых бактерий:

- монотрихи – бактерии с одним полярно расположенным жгутиком;

- амфитрихи – бактерии с двумя полярно расположенными жгутиками или имеющие по пучку жгутиков на обоих концах;

- лофотрихи – бактерии, имеющие пучок жгутиков на одном конце клетки;

- перитрихи – бактерии с множеством жгутиков, расположенных по бокам клетки или на всей ее поверхности.

Химический состав жгутиков представлен белком флагеллином.

К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также ворсинки и пили. Эти структуры участвуют в адсорбции клеток на субстрате (ворсинки, пили общего типа) и в процессах переноса генетического материала (половые пили). Они образованы специфическим гидрофобным белком пилином.

У некоторых бактерий в определенных условиях образуются покоящиеся формы, которые обеспечивают переживание клеток в течение длительного времени в неблагоприятных условиях - эндоспоры. Они устойчивы к неблагоприятным факторам внешней среды.

Расположение спор в клетке:

- центральное (возбудитель сибирской язвы);

- субтерминальное - ближе к концу (возбудитель ботулизма);

- терминальное – на конце палочки (возбудитель столбняка).

Методы выявления капсул, жгутиков, спор

Для выявления некоторых бактерий и отдельных структур клеток применяют специальные методы окраски.

Окраска кислотоустойчивых бактерий по методу Циля-Нильсена:

1. На фиксированный мазок наносят карболовый раствор фуксина через полоску фильтровальной бумаги и подогревают до появления паров в течение 3-5 минут.

2. Снимают бумагу, промывают мазок водой.

3. На мазок наносят 5% раствор серной кислоты или 3% раствор солянокислого спирта на 1-2 минуты для обесцвечивания.

4. Промывают водой.

5.   Докрашивают мазок водным раствором метиленового синего в течение 3-5 минут.

6. Промывают водой, высушивают и микроскопируют.

Выявление капсулы по методу Гинса:

1. На предметное стекло наносят каплю туши, а рядом – каплю исследуемого материала. Обе капли тщательно перемешивают и с помощью шлифованного стекла готовят мазок.

2. Мазок высушивают на воздухе и фиксируют на пламени горелки.

3. Мазок окрашивают фуксином в разведении 1:3 или сафранином. При этом бактерии окрашиваются в красный цвет, капсулы остаются неокрашенными и выделяются на темном фоне препарата.

Окраска жгутиков по Леффлеру:

1. Взвесь бактерий переносят в каплю воды, не перемешивают и высушивают.

2. Обрабатывают препарат 15-20 минут протравой (1 мл насыщенного спиртового раствора фуксина + смесь из 10 мл 25% водного раствора танина с 5 мл насыщенного водного раствора сернокислого железа).

3. Тщательно промывают водой и высушивают на воздухе.

4. Докрашивают фуксином Циля в течение 3-4 минут при легком подогревании.

5. Промывают водой, высушивают, микроскопируют.

Окраска спор по методу Ожешки:

1. На нефиксированный мазок наносят 0,5% раствор хлористоводородной кислоты и подогревают на пламени горелки в течение 2-3 минут.

2. Кислоту сливают, препарат промывают водой, просушивают и фиксируют над пламенем горелки.

3. Окрашивают препарат по Цилю-Нильсену. Споры бактерий при этом приобретают красный цвет, а вегетативные формы – синий.

Изучение микробов в живом состоянии

Клетки микроорганизмов в живом состоянии изучают методом раздавленной капли и методом висячей капли.

Метод раздавленной капли. На поверхность обезжиренного предметного стекла наносят каплю исследуемого материала или суспензию бактерий и покрывают ее покровным стеклом. Капля должна быть небольшой, не выходящей за края покровного стекла. Микроскопируют препарат с объективом х40. Метод раздавленной капли удобен для исследования подвижности бактериальных клеток, а также для изучения крупных микроорганизмов - плесневых грибов, дрожжей.

Метод висячей капли. Препарат готовят на покровном стекле, в центр которого наносят каплю бактериальной суспензии. Затем предметное стекло с лункой, края которого предварительно смазывают вазелином, прижимают к покровному стеклу так, чтобы капля находилась в центре лунки. Препарат переворачивают покровным стеклом вверх. В правильно приготовленном препарате капля должна свободно висеть над лункой, не касаясь ее дна или края. Для микроскопии используют вначале малый сухой объектив х8, под увеличением которого находят края капли, а затем устанавливают объектив х40 и исследуют препарат.

Контрольные вопросы по теме занятия:

1. Основные структурные элементы бактериальной клетки, их функции.

2. Особенности строения клеточной стенки. Строение клеточной  стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий.

3. Спорообразование у бактерий.

4. Включения в цитоплазму бактериальной клетки.

5. Простые методы окраски микробов.

6. Сложные методы окраски микробов (методы Грама, Циля-Нильсена, Бурри-Гинса, Ожешко). Методы обнаружения капсул, жгутиков, спор бактерий.

7. Сущность окраски микробов по Граму.

8. Техника приготовления мазков на предметных стеклах. Техника приготовления двух и более мазков на одном стекле.

9. Техника окраски микробов по Граму. Распределение микроорганизмов в зависимости от окраски по Граму.

10. Методы изучения микробов в живом состоянии.

Литература для подготовки к занятию:

Основная литература:

1. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Под ред. А.А. Воробьева. М., 2004.

Дополнительная литература:

1. Л.Б. Борисов. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М., 2002.

2. О.К. Поздеев. Медицинская микробиология. М., ГЭОТАР-МЕДИА, 2005.

Ультраструктура бактериальной клетки

1. Нуклеоид – генетический аппарат бактерий. Содержит ДНК, РНК, белки (отсутствуют мембрана, гистоны, не делится митозом).

2. Цитоплазма - коллоидный раствор белков, углеводов, липидов, минеральных веществ (цитозоль), в котором находятся структурные элементы (рибосомы, нуклеоид, включения, плазмиды):

- рибосомы – место синтеза белка;

- плазмиды – автономная молекула ДНК с дополнительной генетической информацией (способность к конъюгации, резистентность к лекарственным препаратам, синтез токсинов и др.);

- включения (волютин, гликоген, крахмал, сера) – запас питательных веществ.

3. Цитоплазматическая мембрана – трехслойная мембрана (два слоя фосфолипидов и слой белка); функция - транспорт питательных веществ.

4. Мезосомы – производные (впячивания) цитоплазматической мембраны (ламинарные, везикулярные, трубчатые); функция – участие в делении клетки и в секреции веществ.

5. Клеточная стенка – структура, придающая бактериям постоянную определенную форму. Основа – пептидогликан (параллельно расположенные поперечные молекулы гликана, соединенные тетрапептидом). У грамположительных бактерий пептидогликан многослойный, прошит тейхоевой и липотейхоевой кислотами. У грамотрицательных бактерий пептидогликан однослойный, связан с помощью липопротеина с наружной мембраной, состоящей из липополисахаридов, фосфолипидов и белков.

6. Жгутики – тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, аппарат передвижения: монотрихи, амфитрихи, лофотрихи, перитрихи (аэротаксис, фототаксис). Состав – белок флагеллин (Н-антиген). Обнаруживаются при окраске по Леффлеру.

7. Пили (ворсинки, фимбрии) – нитевидные образования, берущие начало от поверхности клетки:

- пили первого типа – общие пили (100-200), адгезивные;

- пили второго типа – конъюгативные (половые) пили (1-4).

Состав – белок пилин.

8. Капсула (макрокапсула, слизистый чехол, микрокапсула). Химическое строение – полисахарид. Образуется главным образом в макроорганизме. Защищает бактерии от факторов макроорганизма. Определяет типоспецифичность бактерий. Обнаруживается при окраске по Бурри-Гинсу.

9. Спора – форма сохранения вида в неблагоприятных условиях. Не является способом размножения. Место расположения в клетке – центральное, субтерминальное, терминальное. Обнаруживаются при окраске по методу Ожешки (Цилю-Нильсену).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7298. Основи правового регулювання працевлаштування і зайнятості населення 141 KB
  Основи правового регулювання працевлаштування і зайнятості населення. Поняття зайнятості населення. Правове регулювання працевлаштування громадян України Вирішення соціальних та економічних проблем, які в сучасних умовах стоять перед Україною, з...
7299. Ділова зустріч. Умови ефективної ділової зустрічі 68 KB
  Тема: Ділова зустріч План Характеристика ділової зустрічі. Протокол ділової зустрічі. Умови ефективної ділової зустрічі. Щоб ефективно провести ділову зустріч, до неї потрібно серйозно підготуватись, продумавши все до дрібниць. Про...
7300. Мікроекономічна модель підприємства. виробнича функція 165.5 KB
  Мікроекономічна модель підприємства. виробнича функція План: Підприємство як виробнича система. Фактори виробництва та їх класифікація. Поняття i параметри виробничої функції Виробництво - це процес використання ресурсів для виготовлення ...
7301. Оздоровлення повітряного середовища 49 KB
  Оздоровлення повітряного середовища Метеорологічні умови в робочій зоні приміщень Робоча зона - це простір висотою 2 м над рівнем робочої поверхні. Метеоумови в робочій зоні приміщення визначаються ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические...
7302. Технологія приготування напівфабрикатів для тортів та тістечок 77 KB
  Технологія приготування напівфабрикатів для тортів та тістечок Бісквітне тісто Бісквіт Буше Бісквіт основний Бісквіт з наповнювачем Бісквіт для рулету Вихід готової продукції. Види браку бісквітних напівф...
7303. Основні поняття організаційного бизнес-моделювання. Місія компанії, дерево цілей і стратегії їх досягнення 239 KB
  Тема: Основні поняття організаційного бизнес-моделювання. Місія компанії, дерево цілей і стратегії їх досягнення. План: Статичний опис компанії: бізнес-потенціал компанії, функціонал компанії, зони відповідальності менеджменту. Динамічни...
7304. Основи генетики людини. Методи вивчення спадковості. Біологоія індивідуального розвитку. Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу. Патологічні порушення онтогенезу людини. 44.5 KB
  Тема: Основи генетики людини. Методи вивчення спадковості. Біологоія індивідуального розвитку. Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу. Патологічні порушення онтогенезу людини. План Генетика людини. Сучасні методи генетичних дослі...
7305. Функції мови як поліфункціональної системи 115.5 KB
  Функції мови Комунікативна функція Когнітивна функція Кумулятивна функція. Номінативна. Регулятивна. Фатична. Емотивна. Метамовна. Естетична. Етнічна. Магічна. Мова - поліфункціональна система, що має справу з ін...
7306. Виробництво магнезитових в’яжучих матеріалів та виробів на їх основі 46 KB
  Виробництво магнезитових вяжучих матеріалів та виробів на їх основі План заняття Магнезитові в’яжучи - каустичний магнезит. Виробництво каустичного доломіту. Ключові слова та терміни каустичний магнезит кауст...