ригиру-ющей терапии. Открытие вирусов, вызывающих иммунодефи-циты;

А разработка принципиально новых способов диагностики инфекционных и неинфекционных болезней (иммунофермент-ный, радиоиммунный анализы, иммуноблоттинг, гибридизация нуклеиновых кислот). Создание на основе этих способов тест-систем для индикации, идентификации микроорганизмов, диагностики инфекционных и неинфекционных болезней (опухоли, сердечно-сосудистые, аутоиммунные, эндокринные и др.), а также выявления нарушений при некоторых состояниях (беременность, переливание крови, пересадка органов и т.д.).

Перечислены только наиболее крупные достижения молеку-лярно-генетического периода в развитии микробиологии и иммунологии. За это время был открыт ряд новых вирусов (возбудители геморрагических лихорадок Ласса, Мачупо; вирус, вызывающий СПИД) и бактерий (возбудитель болезни легионеров); созданы новые вакцинные и другие профилактические препараты (вакцины против кори, полиомиелита, паротита, клещевого энцефалита, вирусного гепатита В, полианатоксины против столбняка, газовой гангрены и ботулизма и др.), новые диагностические препараты.

Большой вклад в развитие микробиологии и иммунологии в этот период внесли зарубежные (Ф. Вернет, Д. Солк, А. Сэбин, Д. Села, Г. Эдельман, Р. Портер, Д. Келер, Ц. Мильштейн, Н. Ер-не, С. Тонегава и др.) и отечественные (А. А. Смородинцев, В. Д. Тимаков, П. Ф. Здродовский, Л. А. Зильбер, В. М. Жданов, Г. В. Выгодчиков, 3. В. Ермольева, М. П. Чумаков, Р. В. Петров, П. Н. Косяков и др.) ученые.

В Российской Федерации существует разветвленная сеть научно-исследовательских институтов и предприятий по производству диагностических, профилактических и лечебных препаратов. В системе РАМН и других ведомств функционируют крупные научно-исследовательские институты: эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи, вирусологии им. Д. И. Ивановского, полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М. П. Чумакова, вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова, вирусных препаратов и др.

Глава 2

МОРФОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ 2.1. Систематика и номенклатура микроорганизмов

Многочисленные микроорганизмы (бактерии, грибы, простейшие, вирусы) строго систематизированы в определенном порядке по их сходству, различиям и взаимоотношениям между собой. Этим занимается специальная наука, называемая систематикой микроорганизмов. Раздел систематики, изучающий принципы классификации, называется таксономией (от греч. taxis — расположение, порядок). Таксон — группа организмов, объединенная по определенным однородным свойствам в рамках той или иной таксономической категории. Самой крупной таксономической категорией является царство, более мелкими — подцарство, отдел, класс, порядок, семейство, род, вид, подвид и др. Образование названий микроорганизмов регламентируется Международным кодексом номенклатуры (зоологической, ботанической, номенклатуры бактерий, вирусов).

В основу таксономии микроорганизмов положены их морфологические, физиологические, биохимические, молекулярно-био-логические свойства.

Одной из основных таксономических категорий является вид (species) — совокупность особей, объединенных по близким свойствам, но отличающихся от других представителей рода. Совокупность однородных микроорганизмов, выделенных на питательной среде, характеризующаяся сходными морфологическими, тинкториальными (отношение к красителям), культуральными, биохимическими и антигенными свойствами, называется чистой культурой.

Чистая культура микроорганизмов, выделенных из определенного источника и отличающихся от других представителей вида, называется штаммом. Штамм — более узкое понятие, чем вид или подвид. Близким к штамму является понятие клона; клон представляет совокупность потомков, выращенных из единственной микробной клетки.

Для обозначения некоторых совокупностей микроорганизмов, отличающихся по тем или иным свойствам, употребляется суффикс var (разновидность) вместо ранее употреблявшегося type. Поэтому микроорганизмы в зависимости от характера различий обозначают как морфовары (отличие по морфологии), резистенс-вары (отличие по устойчивости к антибиотикам), серовары (отличие по антигенам), фаговары (отличие по чувствительности к бактериофагам), биовары (отличие по биологическим свойствам) и т. д.

Решением Международного кодекса для бактерий рекомендованы следующие таксономические категории: класс, отдел, порядок, семейство, род, вид. Название вида соответствует бинарной номенклатуре, т. е. состоит из двух слов. Например, возбудитель брюшного тифа пишется как Salmonella typhi. Первое слово — название рода, которое начинается с прописной буквы, второе слово обозначает вид и пишется со строчной буквы. При повторном написании вида родовое название сокращается до начальной буквы, например S. typhi.

По классификации Берджи, бактерии составляют царство прокариот и делятся на 4 отдела: грациликуты (Gracilicutes) — бактерии с тонкой клеточной стенкой, грамотрицательные; фирми-куты (Firmicutes) — бактерии с толстой клеточной стенкой, грамположительные; тенерикуты (Tenericutes) — бактерии «мягкие», «нежные» без ригидной клеточной стенки, включающие микоплазмы; мендозикуты (Mendosicutes), так называемые архе-бактерии, отличающиеся дефектной клеточной стенкой, особенностями строения рибосом, мембран и рибосомных РНК (рРНК). Такое подразделение бактерий, главным образом по особенностям строения клеточной стенки, соответствует способности бакГРАЦИЛИКУТНЫЕ БАКТЕРИИ (ТОНКОСТЕННЫЕ.ГРАМОТРИ-ЦАТЕЛЬНЫЕ)

ФИРМИКУШЫЕ БАКТЕРИИ (ТОЛСТОСТЕННЫЕ, ГРАМПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ)

КОККИ

ПАЛОЧКИ

Вибрионы К ампйлобакте рии

С гтиршглы С гтирохеты

Риккетсии

Хламидии

Б ациллы Клостридии Коринебактерии Микобактерии Актиномицеты

2 3 ОРис.2.1. Основные формы грациликутных и фирмикутных бактерий. 1 — ЦЕНТРАЛЬНОЕ, 2 — СУБТЕРМИНАЛЬНОЕ, 3 —- ТЕРМИНАЛЬНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ СПОР.

терий окрашиваться в тот или иной цвет при окраске по методу Грама*. Однако это не является правилом; например, некоторые спорообразующие бактерии вместо обычного грамположи-тельного типа окраски имеют грамотрицательную окраску. Поэтому для таксономии бактерий более важное значение имеют особенности строения и химического состава клеточных стенок, а не только их окраска по Граму.

Среди грациликутных, т. е. тонкостенных, грамотрицательных бактерий различают извитые формы — спирохеты и спириллы, разнообразные палочковидные и шаровидные бактерии, в том числе риккетсии и хламидии. К фйрмикутным, т.е. толстостенным, грамположительным бактериям относят разнообразные палочковидные и шаровидные бактерии, а также актиномицеты (ветвящиеся бактерии), схожие с ними коринебактерии (булавовидные бактерии) и микобактерии (рис. 2.1). Подробнее эти формы бактерий будут описаны в разделе 2.2.1.

2.2. Структура бактериальной клетки

Структуру бактерий изучают с помощью электронной микроскопии целых клеток и их ультратонких срезов. Основными структурами бактериальной клетки являются: клеточная стенка, ци-топлазматическая мембрана, цитоплазма с включениями и ядро, называемое нуклеоидом. Бактерии могут иметь и дополнительные структуры: капсулу, микрокапсулу, слизь, жгутики, фимб-рии, пили; некоторые бактерии способны образовывать споры.

Размеры бактерий измеряют в микрометрах (мкм). Один микрометр равен 1000 нанометров (нм). В нанометрах измеряют отдельные компоненты бактерий.

* Метод, предложенный в 1884 г. датским ученым Ch.Gram. В зависимости от результатов окраски бактерии делятся на грамположитель-ные (сине-фиолетовый цвет) и грамотрицательные (красный цвет).

Клеточная стенка — прочная, упругая структура, придающая бактерии определенную форму и сдерживающая высокое осмотическое давление в клетке. Она участвует в процессе деления клетки и транспорте метаболитов. У грамположительных бактерий клеточная стенка толще, чем у грамотрицательных, достигая 50 нм и более. В клеточной стенке грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липи-дов и белков. Большую часть массы (40—90 %) клеточной стенки этих бактерий составляет пептидогликан (синонимы: муре-ин, мукопептид), ковалентно связанный с тейхоевыми кислотами (от греч. teichos — стенка). В клеточной стенке грамотрицательных бактерий пептидогликана содержится меньше (5—10 %).

Пептидогликан представлен параллельно расположенными молекулами гликана, состоящего из остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенных гликозидной связью типа р (1—>4). Гликановые молекулы связаны поперечной пептидной связью. Отсюда и название этого полимера — пепти-догликан. Основу пептидной связи составляют тетрапептиды, состоящие из чередующихся L- и D-аминокислот, например, L-аланин — D-глутаминовая кислота — мезодиаминопимелино-вая кислота — D-аланин. В пептидогликане грамположительных бактерий вместо мезодиаминопимелиновой кислоты часто содержится LL-диаминопимелиновая кислота или лизин. Элементы гликана (ацетилглюкозамин и ацетилмурамовая кислота) и аминокислоты тетрапептида (мезодиаминопимелиновая и D-глутаминовая кислоты, D-аланин) являются отличительной особенностью бактерии, поскольку отсутствуют у животных и человека. Способность грамположительных бактерий при окраске по Граму удерживать генциановый фиолетовый в комплексе с йодом (сине-фиолетовая окраска бактерий) связана со свойством многослойного пептидогликана взаимодействовать с краской. Обработка окрашенного по Граму мазка бактерий спиртом вызывает сужение пор в пептидогликане и тем самым задерживает краску в клеточной стенке. Наоборот, грамотрицательные бактерии после воздействия спиртом утрачивают краситель, обесцвечиваются и при обработке фуксином окрашиваются в красный цвет вследствие меньшего содержания пептидогликана (5—10 % массы клеточной стенки).

В состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий входит наружная мембрана (рис. 2.2), связанная посредством липо-протеина с подлежащим слоем пептидогликана. Наружная мембрана имеет вид волнообразной трехслойной структуры, сходной с внутренней мембраной, называемой цитоплазматической мембраной. Основной компонент этих мембран — бимолекуля