Помимо нормальной микробиоты в организме человека порой оказывается и болезнетворные виды бактерий, вызывающие различные инфекции. В «Руководстве по инфекционным болезням» описано более 150 болезней, из которых около половины отнесено к бактериозам.
24 марта 1882 года в Берлине на заседании Физиологического общества произошло событие, которое без преувеличения можно назвать революцией в медицинской микробиологии. Р.Кох объявил в этот день, что сумел выделить бактерию, вызывающую туберкулёз – заболевание, которое в то время было одной из главных причин смертности.
Проблема состояла в том, что возбудитель туберкулёза не растёт на обычных питательных средах, и Коху пришлось проявить недюжинную смекалку для достижения своей цели. Он использовал в качестве питательного материала свернувшуюся сыворотку крови животных, благодаря чему впервые получил чистую культуру смертельно опасного микроба.
Столь же плодотворными оказались усилия Р.Коха по раскрытию природы другой опасной болезни – холеры. Это заболевание было известно с древних времён, но до начала ХIХ в. Она встречалась только в Индии, где существовал постоянный очаг инфекции, сохраняющийся и в наши дни. В 1817 году очередная волна холеры впервые распространилась за пределы Индии, достигла Александрии, где вызвало убийственную эпидемию, а в 80-е гг. XIX столетия реальная угроза эпидемии холера нависла над Европой.
Ценой самоотверженных усилий Р.Коху и его помощникам, работавшим в очагах холеры в Египте и Индии, удалось обнаружить и выделить в чистую культуру, похожую на запятую бактерию, названную холерным вибрионом.
Открытие Р.Кохом возбудителей болезней, природа которых тысячелетиями была окутана зловещим туманом, разработка методов их выделения и исследования стимулировали поиск других «врагов» человечества. В результате на рубеже XIX-XX вв. были обнаружены многие болезнетворные бактерии, изучены их признаки и пути распространения.
Классификация бактериозов
Инфекционные болезни человека классифицируют различными способами, однако единой, всеми признанной классификации пока не существует. В зависимости от биологических особенностей возбудителя болезни выделяют следующие группы инфекций:
1) болезни, вызываемые грам(+) кокками – ангина, скарлатина;
2) болезни вызываемые грам (-) кокками – менингит, гонорея;
3) болезни, вызываемые грам(-) неспороносными палочками – чума, холера, брюшной тиф;
4) болезни, вызываемые бациллами – столбняк, гангрена, сибирская язва, ботулизм;
5) болезни, вызываемые грамм(+) неспороносными палочками – туберкулёзная палочка, дифтерия;
6) микоплазменные болезни;
7) риккетсиозы;
8) хламидозы;
9) актиномитозы и др.
Общепринятая классификация болезней на основе природы источника инфекции, под которым принимают объект живой или неживой природы, служащий средой обитания бактерий:
1) антропозы (от греч. anthropos–человек) – болезни, источником которых служит человек (холера, скарлатина, дифтерия);
2) зоонозы – болезни, источником которых служат животные (чума, сибирская язва, бруцеллёз);
3) сапронозы – болезни, источником которых является неживая среда
(ботулизм, столбняк).
В зависимости от путей проникновения бактерий в организм человека выделяют болезни:
1) с контактным механизмом передачи (столбняк, сифилис, гонорея);
2) с трансмиссивной передачей, то есть через кровь (сыпной тиф);
3) с капельно-воздушным механизмом передачи (дифтерия, скарлатина);
4) с передачей через пищеварительный тракт (холера, дизентерия).
Некоторые болезни могут быть переданы не одним, а несколькими путями. Например, чума – трансмиссивным, контактным и воздушно-капельным способами.
Бактериальные болезни человека, передаваемые воздушно-капельным путём
| Болезнь | Год и автор открытия возбудителя | Характеристика возбудителя |
| Туберкулёз | 1882, Р.Кох | Грам(-) палочка, спор не образует, неподвижна, аэроб |
| Дифтерия | 1883, Т.Клеббс, Ф.Леффлер | Грам(+) палочка, спор не образует, неподвижна, анаэроб |
| Менингит | 1887, А.Ваксельбаум | Грам(-) диплококк, спор не образует, анаэроб |
| Чума | 1894, А.Йерсон, С.Китазато | Грам(-) палочка, спор не образует, анаэроб |
| Скарлатина | 1902, Г.Гибричевский | Грам(+) стрептококк, спор не образует анаэроб |
| Микоплазмозы | 1944, М.Итон | Микоплазмы |
V.Практическая часть
Целями нашей практической части стали:
1) научиться приготавливать питательную среду на основе желатина;
2) изучить метод твёрдых питательных сред;
3) вырастить несколько (5) колоний микроорганизмов;
4) по возможности, определить их;
Последовательность действий:
1) Приготовим питательную среду:
a. Приготовим мясной бульон и процедим его через фильтровальную бумагу (фото 1);
b. Добавим в получившийся бульон несколько ложек сахарозы и размешаем (фото 2 и 3);
c. Добавим в получившийся раствор один пакетик желатина и подождём его перехода в желе (фото 4 и 5);
d. Простерилизуем желе на водной бане;
e. Разольём получившуюся массу по чашкам Петри (фото 6);
f. Оставим на 1 сутки для затвердевания.
2) Посев
a. Разнесём чашки Петри по разным кабинетам и оставим их в открытом виде;
b. Сделаем посев, оставив чашки в открытом виде на 1 час;
c. После посева оставим чашки в тёплое место, где в течение 10 суток бактерии будут размножаться.
3) На 7 день появились следующие результаты:
a. В чашках Петри, стоявших в кабинетах 2-2 и 2-4 (чашки 1 и 2), появилась плесень в виде круга диаметрами 3 и 5 см соответственно (фото 9 и фото 7).
b. В чашке Петри, стоявшей в кабинете 3-7 (чашка 3), появилась плесень зеленого и чёрного цветов в виде бесформенных пятен, причём рядом появились две точечные микроорганизмов бело-жёлтого цвета диаметром 5-7 мм (фото 8);
c. В чашке Петри, стоявшей в кабинете 3-11(чашка 4), видимых результатов не наблюдалось (фото 11)
d. В чашке Петри, стоявшей в кабинете 2-10 (чашка 5), наблюдалось появление плесени (в виде бесформенного пятна), а также крупной колонии желтоватого цвета, от которой пахло спиртом (фото 10).
e.
4) Результаты микроскопии:
a. С чашки 3 была снята одна колония. Под микроскопом (увеличение х200р.) были видны микроорганизмы, внешне похожие на бактерии-кокки (фото 12);
b. С чашки 5 была снята часть колонии и рассмотрена в микроскоп (увеличение х200р). Были видны гифы гриба (фото 13).
5) Анализ результатов:
a. Мы пришли к выводу, что обнаруженные микроорганизмы в большинстве своём – грибы. Это значит, что воздух в кабинетах не представляет угрозы для организма человека, а, значит, санитарные нормы в школе выполняются. Но также в воздухе были обнаружены кокки, следовательно, необходимо чаще проветривать помещения.
VI.Выводы и заключение
В ходе работы мы сделали следующие выводы:
1) Мы сумели изучить многообразие микроорганизмов на примере бактерий;
2) Мы научились выращивать чистые культуры микроорганизмов методом посева;
3) Научились определять методами микроскопии и сравнения;
4) Опровергли гипотезу: в разных частях школы не содержатся опасные микроорганизмы, т.к. были зафиксированы лишь грибы и некоторые бактерии; рекомендация – чаще проветривать помещения.
Таким образом, микроорганизмы многообразны и величественны. Они окружают нас повсюду. Если умело обращаться с ними, то они могут принести значительную пользу человечеству, в противном случае они принесут разрушение и весомый вред. Как показывает наша работа, в нашей школе обитают боле менее «хорошие» микроорганизмы, а также содержатся в небольшом количестве бактерии-кокки.
VII. Приложения
VII.I. Фотографии
Фото 1 Фото 2 Фото 3
Фото 4 Фото 5 Фото 6
Фото 7 Фото 8 Фото 9
Фото 10 Фото 11
Фото12 Фото13
VII.II.Глоссарий
Актиномицеты – это своеобразная группа бактерий, вегетативное тело которых называются мицелием и представляют собой переплетение ветвящихся нитей, или гиф(от греч. hyphe – ткань).
Амитоз – это такое деление клетки, при котором в ней не происходит спирализации ДНК, образования хромосом и строго равномерного распределения генетического материала между дочерними клетками.
Антропозы - (от греч. anthropos–человек) – болезни, источником которых служит человек (холера, скарлатина, дифтерия).
Бактерии - (от греч. bacteria – палочка) – это одноклеточные микроорганизмы, у которых отсутствует ядро.
Величина колонии – это ёё диаметр.
Генофор – см. Нуклеоид.
Жгутики – тонкие нити длиной 5-10 мкм, играющие роль органелл движения. Они состоят из особого белка флагеллина. Число жгутиков может варьироваться от одного до десятков и сотен.
Зоонозы – болезни, источником которых служат животные (чума, сибирская язва, бруцеллёз).
Кокки – это бактерии с шаровидной формой клетки. Они могут быть в формемикрококков и диплококков.
Кох, Роберт - немецкий микробиолог. Открыл бациллу сибирской язвы, холерный вибрион и туберкулёзнуюпалочку. За исследования туберкулёза награждён Нобелевской премией по физиологии и медицине в 1905 году.
L-формы – ненормальные формы бактерий, у которых клеточная стенка исчезла под воздействием патогенных факторов. Названы в честь английского врача Дж.Листера.
Метод чистых культур – метод выделения и изучения бактерий на твёрдых питательных средах. Открыт Р.Кохом.
Микоплазмы – бактерии, у которых никогда не бывает клеточной стенки. Микроорганизмы - организмы, не образующие единой систематической группы, но обнаруживающиеся в различных царствах природы. Единственное, что их объединяет – размер.
Микробы – см. Микроорганизмы.
Муреин – вещество, служащее основной структурный элемент клеточной стенки бактерий.
Нуклеоид - эквивалент ядра эукариотической клетки.
Орнитозы (от греч.ornis–птица) - болезни, переносчиками которых являются птицы.
Палочки – это широко распространённая форма бактериальной клетки. К палочкам относятся бактерии, у которых длинах клетки заметно превышает её ширину.
Пили - ворсинки с внутренними канальцами, по которым в клетку или из неё передаётся генетическая информация в форме фаговой нуклеиновой кислоты, плазмид и пр.
Плеоморфизм - (от греч. pleon–больше + morphe–форма) – биологическое явление, при котором один и тот же вид бактерий может образовывать клетки различной формы. Плеоморфизм характерен для микоплазм и ризобий.
Постулаты Коха – положения распознавания инфекционных болезней, разработанные Р.Кохом.
Редукция - исчезновение, утрата.
Ризобии (от греч. rhiza – корень + bios – жизнь) – бактерии-симбионты семейства бобовых. Этим бактериям свойственно явление плеоморфизма. В чистой культуре ризобии обычно имеют вид подвижных палочек со жгутиками, а на стадии симбиоза с растением у них появляются формы без жёсткой клеточной стенки.
Риккетсии – это мелкие палочковидные бактерии размером 0,35 – 1 мкм. Они вызывают опасные инфекции человека: сыпной тиф, клещевой риккетсиоз, лихорадку Ку и др. Названы в честь американского учёного Х.Т.Риккетса.
R-колонии - (от англ. rough – шероховатый)- колонии с шероховатой поверхностью.
Сапронозы – болезни, источником которых является неживая среда
(ботулизм, столбняк).
Сапротрофы – (от греч. sapron–гниль) – микроорганизмы, питающиеся остатками животных и растений и встречающиеся в богатых органическими веществами водах. Яркий пример – микоплазмы.
S – колонии – (от англ. smooth – гладкий) – колонии с гладкойповерхностью.
Спириллы – извитые бактерии, напоминающие штопор. Имеют жгутики.
Спирохеты – извитые бактерии, напоминающие по форме штопор. У них жгутики отсутствуют. Патогенные виды в основном относятся к спирохетам (например, возбудители сифилиса, лептоспироза, возвратного клещевого тифа).
Стафилококки – это кокки, образующие группы (грозди) в результате деления клеток в разных плоскостях.
Фимбрии – это тонкие и короткие нитевидные образования, обеспечивающие прикрепление к субстрату, контакт с другими организмами.
Хламидии – группа бактрий, для которых отсутствие прочной клеточной стенки –признак временный, свойственный лишь определённым стадиям цикла. Эти мелкие бактерии относятся к внутриклеточным паразитам животных и человека.
Цианобактерии – большая группа симбионтов-бактерий, у которых в результате эндосимбиоза происходит редукция клеточной стенки. Их прежде называли сине-зелёными водорослями и ошибочно относили к растениям
Эндосимбиоз - симбиоз цианобактерий с некоторыми животными, растениями и грибами, причём эти бактерии оказываются внутри неповреждённой живой клетки более крупного организма.
VII.Список использованной литературы
1) Я.С.Шапиро «Микробиология: 10-11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений» М:Вентана-Граф, 2008 г.
2) Дикий И.Л. «Микробиология. Руководство к лабораторным занятиям» - М:Профессионал, 2004 г.
3) Емцев \В.Т., Мишустин Е.Н. «Микробиология: учебник для студентов вузов» - М: Дрофа,2006 г.
4) Румянцев С.Н. «Микробы, эволюция, иммунитет» - Л:Наука, 1984 г.
5) Мюллер Э., Леффлер В. «Микология»/пер с нем. – М:Мир, 1995