Клетка кишечной палочки имеет

Обозначения:

1-гранулы поли-β-оксимасляной кислоты;
2-жировые капельки;
3-включения серы;
4-трубчатые тилакоиды;
5-пластинчатые тилакоиды;
6-пузырьки;
7-хроматофоры;
8-нуклеоид;
9-рибосомы;
10-цитоплазма;
11-клеточная стенка;
12-цитоплазматическая мембрана;
13-мезосома;
14-вакуоли;
15ламелярные структуры;
16гранулы полисахарида;
17гранулы полифосфата.

Клеточная стенка

В клеточной стенки грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липидов, белков. Основным компонентом клеточной стенки этих бактерий является многослойный пептидогликан (муреин, мукопептид), составляющий 40—90% массы клеточной стенки. С пептидогликаном клеточной стенки грамположительных бактерий ковалентно связаны тейхоевые кислоты (от греч. teichos — стенка).
В состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий входит наружная мембрана, связанная посредством липопротеина с подлежащим слоем пептидогликана. На ультратонких срезах бактерий наружная мембрана имеет вид волнообразной трехслойной структуры, сходной с внутренней мембраной, которую называют цитоплазматической. Основным компонентом этих мембран является бимолекулярный (двойной) слой липидов. Внутренний слой наружной мембраны представлен фосфолипидами, а в наружном слое расположен липополисахарид (ЛПС). Липополисахарид наружной мембраны состоит из трех фрагментов: липида А – консервативной структуры, практически одинаковой у грамотрицательных бактерий; ядра, или стержневой, коровой части (лат. core — ядро), относительно консервативной олигосахаридной структуры (наиболее постоянной частью ядра ЛПС является кетодезоксиоктоновая кислота); высоковариабельнои О-специфической цепи полисахарида, образованной повторяющимися идентичными олигосахаридными последовательностями (О-антиген). Белки матрикса наружной мембраны пронизывают ее таким образом, что молекулы белка, называемые поринами, окаймляют гидрофильные поры, через которые проходят вода и мелкие гидрофильные молекулы.
При нарушении синтеза клеточной стенки бактерий под влиянием лизоцима,
пенициллина, защитных факторов организма образуются клетки с измененной (часто шаровидной) формой: протопласты — бактерии, полностью лишенные клеточной стенки; сферопласты – бактерии с частично сохранившейся клеточной стенкой. Бактерии сферо- или протопластного типа, утратившие способность к синтезу пептидогликана под влиянием антибиотиков или других факторов и способные размножаться, называются L-формами.
Они представляют собой осмотически чувствительные, шаровидные, колбовидные клетки различной величины, в том числе и проходящие через бактериальные фильтры. Некоторые L-формы (нестабильные) при удалении фактора, приведшего к изменениям бактерий, могут реверсировать, «возвращаясь» в исходную бактериальную клетку.
Между наружной и цитоплазматической мембранами находится периплазматическое пространство, или периплазма, содержащая ферменты (протеазы, липазы, фосфатазы, нуклеазы, бета-лактомазы) и компоненты транспортных систем.

Цитоплазматическая мембрана

Цитоплазматическая мембрана при электронной микроскопии ультратонких срезов представляет собой трехслойную мембрану (2 темных слоя толщиной по 2,5 нм разделены светлым – промежуточным). По структуре она похожа на плазмалемму клеток животных и состоит из двойного слоя фосфолипидов с внедренными поверхностными, а также интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны. При избыточном росте (по сравнению с ростом клеточной стенки) цитоплазматическая мембрана образует инвагинаты — впячивания в виде сложно закрученных мембранных структур, называемые мезосомами. Менее сложно закрученные структуры называются внутрицитоплазматическими мембранами.

Цитоплазма

Цитоплазма состоит из растворимых белков, рибонуклеиновых кислот, включений и многочисленных мелких гранул — рибосом, ответственных за синтез (трансляцию) белков. Рибосомы бактерий имеют размер около 20 нм и коэффициент седиментации 70S, в отличие от 80S-рибосом, характерных для эукариотических клеток. Рибосомные РНК (рРНК) – консервативные элементы бактерий («молекулярные часы» эволюции). 16S рРНК входит в состав малой субъединицы рибосом, а 23S рРНК – в состав большой субъединицы рибосом. Изучение 16S рРНК является основой геносистематики, позволяя оценить степень родства организмов.
В цитоплазме имеются различные включения в виде гранул гликогена, полисахаридов, бета-оксимасляной кислоты и полифосфатов (волютин). Они являются запасными веществами для питания и энергетических потребностей бактерий. Волютин обладает сродством к основным красителям и легко выявляется с помощью специальных методов окраски (например, по Нейссеру) в виде метахроматических гранул. Характерное расположение гранул волютина выявляется у дифтерийной палочки в виде интенсивно прокрашивающихся полюсов клетки.

Нуклеоид

Нуклеоид — эквивалент ядра у бактерий. Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитевой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной наподобие клубка. Ядро бактерий, в отличие от эукариот, не имеет ядерной оболочки, ядрышка и основных белков (гистонов). Обычно в бактериальной клетке содержится одна хромосома, представленная замкнутой в кольцо молекулой ДНК.
Кроме нуклеоида, представленного одной хромосомой, в бактериальной клетке имеются внехромосомные факторы наследственности – плазмиды, представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК.

Капсула, микрокапсула, слизь

Капсула – слизистая структура толщиной более 0,2мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границы. Капсула различима в мазках-отпечатках из патологического материала. В чистых культурах бактерий капсула образуется реже. Она выявляется при специальных методах окраски мазка (например, по Бурри-Гинсу), создающих негативное контрастирование веществ капсулы: тушь создает темный фон вокруг капсулы. Капсула состоит из полисахаридов (экзополисахаридов), иногда из полипептидов, например, у сибиреязвенной бациллы она состоит из полимеров D-глутаминовой кислоты. Капсула гидрофильна, препятствует фагоцитозу бактерий. Капсула антигенна: антитела против капсулы вызывают ее увеличение (реакция набухания капсулы).
Многие бактерии образуют микрокапсулу – слизистое образование толщиной менее 0,2мкм, выявляемое лишь при электронной микроскопии. От капсулы следует отличать слиэь – мукоидные экзополисахариды, не имеющие четких границ. Слизь растворима в воде.
Бактериальные экзополисахариды участвуют в адгезии (прилипании к субстратам), их еще называют гликокаликсом. Кроме синтеза
экзополисахаридов бактериями, существует и другой механизм их образования: путем действия внеклеточных ферментов бактерий на дисахариды. В результате этого образуются декстраны и леваны.

Жгутики

Жгутики бактерий определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, имеют большую длину, чем сама клетка. Толщина жгутиков 12-20 нм, длина 3-15 мкм. Они состоят из 3 частей: спиралевидной нити, крюка и базального тельца, содержащего стержень со специальными дисками (1 пара дисков – у грамположительных и 2 пары дисков – у грамотрицательных бактерий). Дисками жгутики прикреплены к цитоплазматической мембране и клеточной стенке. При этом создается эффект электромотора со стержнем-мотором, вращающим жгутик. Жгутики состоят из белка – флагеллина (от flagellum – жгутик); является Н-антигеном. Субъединицы флагеллина закручены в виде спирали.
Число жгутиков у бактерий различных видов варьирует от одного (монотрих) у холерного вибриона до десятка и сотен жгутиков, отходящих по периметру бактерии (перитрих) у кишечной палочки, протея и др. Лофотрихи имеют пучок жгутиков на одном из концов клетки. Амфитрихи имеют по одному жгутику или пучку жгутиков на противоположных концах клетки.

Пили (фимбрии, ворсинки) – нитевидные образования, более тонкие и короткие (3-10нм х 0, 3-10мкм) , чем жгутики. Пили отходят от поверхности клетки и состоят из белка пилина, обладающего антигенной активностью. Различают пили, ответственные за адгезию, то есть за прикрепление бактерий к поражаемой клетке, а также пили, ответственные за питание, водносолевой обмен и половые (F-пили), или конъюгационные пили. Пили многочисленны – несколько сотен на клетку. Однако, половых пилей обычно бывает 1-3 на клетку: они образуются так называемыми "мужскими" клетками-донорами, содержащими трансмиссивные плазмиды (F-, R-, Col-плазмиды). Отличительной особенностью половых пилей является взаимодействие с особыми "мужскими" сферическими бактериофагами, которые интенсивно адсорбируются на половых пилях.

Споры

Споры – своебразная форма покоящихся фирмикутных бактерий, т.е. бактерий
с грамположительным типом строения клеточной стенки. Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высушивание, дефицит питательных веществ и др.. Внутри бактериальной клетки образуется одна спора (эндоспора). Образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения, как у грибов. Спорообразующие бактерии рода Bacillus имеют споры, не превышающие диаметр клетки. Бактерии, у которых размер споры превышает диаметр клетки, называются клостридиями, например, бактерии рода Clostridium (лат. Clostridium – веретено). Споры кислотоустойчивы, поэтому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля-Нильсена в красный, а вегетативная клетка в синий цвет.

Форма спор может быть овальной, шаровидной; расположение в клетке -терминальное, т.е. на конце палочки (у возбудителя столбняка), субтерминальное – ближе к концу палочки (у возбудителей ботулиэма, газовой гангрены) и центральное (у сибиреязвенной бациллы). Спора долго сохраняется из-за наличия многослойной оболочки, дипиколината кальция, низкого содержания воды и вялых процессов метаболизмов. В благоприятных условиях споры прорастают, проходя три последовательные стадии: активация, инициация, прорастание.

Элементный состав клетки

Рис. 14 – Схема строения бактериальной клетки

Строение прокариотической клетки (протисты).

Прокариотические клетки – это клетки бактерий и цианобактерий. Они имеют в структуре уровней организации ряд принципиальных особенностей, по сравнению с клетками высших микроорганизмов. Самое главное отличие – это отсутствие ядра и вместо ядра наследственную информацию несет нуклеотид – ядроподобное образование.

Кроме того отсутствует ряд мембран эндоплазматической сети, также отсутствует ряд оформленных органелл. Не свойственно движение фагоцитозов и внутриклеточное пищеварение, размер клеток заметно меньше, обмен с окружающей средой более интенсивен.

Рис 15 – Строение клеток бактерии и цианобактерии

1 – слизистая капсула;

2 – клеточная стенка;

3 – цитоплазматическая мембрана;

10 – запасные вещества ;

Слизистая капсула выполняет роль дополнительного осмотического барьера. Рибосомы отвечают за синтез белка. Нуклеоид отвечает за наследственную информацию (состоит из ДНК). Лизосома – это мембранное образование, роль котрого окончательно не выявлена. К запасным веществам относятся полисахара, липиды и другие вещества. В клетке бактерий встречается от 5000 до 50000 рибосом.

Цитоплазматическая мембрана имеет трехслойную структуру. Наружные слои состоят из белков, а внутренние из липидов. Функции цитоплазменной мембраны разнообразны, она обладает избирательной проницаемостью, способна пропускать отдельные вещества. Мембрана играет роль органеллы, способной к концентрированию необходимых для клетки веществ, и выведению наружу продуктов метаболизма. На цитоплазматической мембране располагаются разнообразные ферменты, и на ее поверхности происходит синтез веществ лишних структур клетки.

Внутри цитоплазмы существуют мембранные структуры, но они существенно отличаются от эндоплазматической сети эукариотов.

На всех уровнях жизни в клетке находится 16 важнейших элементов:

C, N, H, P, S, O, Fe, Cu, Na, K, Mg, Co, Ca, Cl, I, Mn.

Обычно содержание углерода, кислорода, азота и водорода достигает 92 – 98%. Сухое вещество клетки на 85 – 97% состоит из органических веществ, оставшиеся 3 – 15% приходится на долю зольных веществ неорганики.

C – 50% O – 20% N – 14% H – 8% P -3% S – 1%

K – 1% Na – 1% Ca – 0,5% Mg – 0,5% Cl – 0,5% Fe – 0,2%

Прочие элементы составляют – 0,3%

Клетка содержит 75 – 90% воды. У некоторых простейших до 95%.

Органические соединения и бензойные вещества состоят из 4-х компонентов:

1)Белки (50-80% от массы сухого вещества), простые белки – протеины, сложные белки – протеиды. Структурными элементами белка является 20 аминокислот.

2)Нуклеиновые кислоты. Из которых состоят молекулы РНК и ДНК аденин, цитозин, тимин, урацин, гуанин. Полимеры этих кислот. На их долю приходится от 5 до 30% сухого вещества.

3)Липиды (жиры и жироподобные вещества). Играют роль запасных веществ и служат источником энергии, цикл «крепсо».

4)Углеводы (сахара). В клетках бактерий от 10 до 13%, грибов 40-60%сухого вещества.

– простые сахара: пентозы, гексозы

– олигосахариды: сахара, дисахара, дизоксирибоза.

– полисахариды: полигекзозы, полипентозы, крахмал.

Все сахара делятся на структурные (целлюлоза) и резервные (крахмал).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент – человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10169 – | 7212 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Энтероинвазивная условно-патогенная бактерия, или кишечная палочка (Эшерихия коли – E. Coli), не является вирусом, как утверждают некоторые, она может стать причиной синдрома, похожего на шигеллезную инфекцию: обильный понос с наличием высокой температуры тела. Эти бактерии за счет использования определенного структурного белка (адгезина) взаимодействуют с клетками кишечника человека. Они продуцируют токсины в небольших количествах, но способны нанести повреждение стенке кишечника из-за клеточного разрушения. E. Coli имеет тесную связь с болезнетворной шигеллой, вызывающей инфекции шигеллез или дизентерию.

Краткая характеристика бактерий и вирусов

Вирус — структура, не имеющая свою клетку. По-другому его можно назвать просто геном, который странствует без постоянного места проживания. Он занимается переноской программы для строительства себе подобных, при этом пользуется для размножения исключительно энергией клеток хозяина (организма человека). Руководящий функционированием человеческой клетки пункт располагается на молекулярном белке ДНК. Вирус осведомлен о коде доступа в клетку лишь «своей» ткани, формирующей определенный орган. В клеточном ядре он отщепляет ДНК-молекулы ее программы на развитие, потом присоединяет собственную, направленную на размножение. И человеческая клетка становится депо по продуцированию новых вирусов, таким образом, инфицируя весь организм. Размер вируса выражается в нанометрах, следовательно, такой микроорганизм исследуется с помощью только электронного микроскопа.

Бактерия имеет строение одноклеточного микроскопического организма, который наделен собственной энергетической системой. Все структурные элементы микробной клетки можно увидеть в обычный микроскоп. Она питается погибшими аминокислотами, витаминами и минеральными веществами, а не клетками человека. Образуя отходы собственной жизнедеятельности, засоряет и отравляет макроорганизм. Бактерии по своему строению классифицируются на палочки (к ним и относится эшерихия коли), кокки (в виде шаров) и спирохеты (имеют спиральный вид). В отличие от вирусов такая структура в микроскопической методике диагностирования подвергается определенному окрашиванию по Граму с использованием специальных красителей. В соответствии с этим они подразделяются на грамотрицательные (в поле зрения микроскопа красного цвета) и грамположительные (в микроскопе фиолетового цвета).

Вредная, безвредная эшерихия

Кишечная палочка выявлена в Германии бактериологом Теодором Эшерихом во второй половине 19 в., от имени ее открывателя получила название эшерихия коли.

Такая нужная эшерихия

Кишечная палочка находится не всегда только в условиях кишечника. Она способна выжить в течение продолжительных сроков за пределами человеческого (или животного) тела, что делает ее идеальным показателем для анализа проб из окружающей среды на наличие фекалий.

Различные виды этих бактерий из-за внутриклеточного мутационного процесса часто принимают конкретные характеристики и свойства, что дает возможность выявить источник загрязнений в окружающей среде. К примеру, по штаммам, присутствующим в воде, можно предположить вероятный источник загрязнения: человек или животное (через биологические выделения – моча, испражнения).

Безобидная кишечная палочка проявляет опасность: причина в вирусе

Группа ученых под руководством Камиллы Сикси выявила, что ДНК вируса в состоянии переноситься от болезнетворного к неболезнетворному штамму E. coli. Вирус, который обладает способностью инфицировать бактерии, имеет название «бактериофаг». При взаимоотношении разных видов кишечной палочки безобидный микроб превращается в болезнетворный.

Микробиологическая характеристика эшерихии

Кишечные палочки являются грамотрицательными факультативными анаэробами, то есть такими микробами, которые способны расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и без него. Микробная клетка имеет вид палочки размером примерно 2*0,5 мкм. Ее можно увидеть в обычный микроскоп, в отличие от вируса, который видимый исключительно в электронном.

Кишечные инфекции

Инфицирование происходит через поедание немытых овощей или неправильно приготовленного (недостаточная термическая обработка) мяса. O157 является причиной гемолитическо-уремического синдрома. Указанный вид микроба был возбудителем в 2006 г. в США вспышки после употребления загрязненного этим микроорганизмом шпината. Тяжесть болезни варьирует: от незначительных симптомов в виде нечастого жидкого стула до смерти у детей младшего возраста, пожилых или с ослабленным иммунитетом. Однако основную часть инфекционных процессов, вызванных этой бактерией, занимают нетяжелые формы. Неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия приготовления блюд из мяса в 1996 году в Шотландии привели к смертельному исходу семерых и сотне зараженных.

Некоторые кишечные палочки (O157, O121, O104) способны продуцировать энтеротоксин, по своему строению и функциям близкий к холерному, то есть он вступает во взаимодействие с клеткой кишечной стенки и не допускает поглощение жидкости, приводя таким образом к диарее.

В случае попадания этого микроба из кишечника в межкишечное пространство через естественную (язвенная эрозия) или искусственную (хирургический генез или травма) перфорацию он становится причиной перитонита.

Колибактерия достаточно чувствительна к стрептомицину или гентамицину. Однако такое свойство может исчезнуть, так как эшерихия быстро становится резистентной к лекарственным препаратам.

Эпидемиология и профилактика инфекции ЖКТ

Передача вирулентного микроба происходит посредством фекально-орального механизма. Полив сельхозкультур зараженными этим микробом водами (а также сточными), а вследствие этого крупы или овощи, соки, необработанные молочные и другие продукты питания, а вдобавок к этому и заболевшие (носители) работники пищевой промышленности могут стать факторами распространения кишечной инфекции, вызванной эшерихией. Источником инфекции может быть больной или носитель. Источники имеют также разный путь выделения из организма человека:

• через выделения из ЖКТ (испражнения);
• через мочу (при попадании микроорганизмов в мочеполовую систему и хронизации процесса).

Инфекции мочевыводящих путей

Уропатогенная кишечная палочка выступает возбудителем около 90% инфекционных патологий в мочевыводящих путях. В процессе восхождения фекальные микробы (в моче) заселяют уретру и поднимаются до мочевого пузыря и почек, или в мужском организме до предстательной железы. Так как женщины имеют значительно короткий мочеиспускательный канал (в сравнении с мужчинам), примерно в 14 раз чаще подвергаются инфицированию бактериями Е Coli.

Диагностика заболеваний

Обычно диагностирование осуществляется с помощью микробиологического исследования (выращивания бактерий на определенных питательных средах) и серологических реакций (анализа крови). Для диагностики используются биоматериал от больного (испражнения и моча).

Лечение

Противобактериальная терапия подразумевает лечение антибиотиками. Чувствительность к ним разных штаммов эшерихии различается. С целью лечения инфекций, возбудители которых – кишечная палочка, назначают амоксициллин и другие полусинтетические пенициллины цефалоспоринового ряда, аминогликозидов и другие. Однако нельзя назначать антибиотики для самолечения подобных инфекций, поскольку часть последних может вызвать и побочную реакцию, проявляющуюся аллергией, или осложнения в виде нарушения со стороны почек, зрения и т.д.

“>