Болезнетворные бактерии

Все бактерии в зависимости от особенностей строения клеточной стенки подразделяют на грамотрицательные и грамположительные микроорганизмы.

Термины «грамположительные» и «грамотрицательные» микроорганизмы предложил датский бактериолог Х.Х.Грам (H.Ch.Gram) в 1884 г., доказав, что при окрашивании бактерий красителем генцианвиолетом некоторые из них прочно фиксируют краситель - грамположительные микроорганизмы, тогда как другие им не окрашиваются - грамотрицательные микроорганизмы. Позднее было установлено, что способность микроорганизмов фиксировать или не фиксировать на себе краситель обусловлена особенностью строения их клеточной оболочки.

В отличие от клеток млекопитающих у бактерий цитоплазматическая мембрана окружена внешним жестким каркасом - клеточной стенкой, которая образована плотным биополимером, состоящим из полисахаридов и полипептидов. Эта клеточная стенка носит название пептидогликан, или ригидный слой. Именно за счет пептидогликана обеспечивается постоянство «внешнего вида» тех или иных бактерий, например, у стрептококков - шаровидная, у кишечной палочки - палочковидная, у холерного вибриона - спиралевидная форма и т.д.

У грамположительных микроорганизмов толщина ригидного слоя существенно больше, что обусловлено тем, что у них внутриклеточное давление в 3 - 5 раз выше, чем у грамотрицательных. В состав полисахаридов ригидного слоя входит N-ацетилмурановая кислота, которая присутствует только в клеточной стенке бактерий, поэтому некоторые химиотерапевтические лекарственные средства, нарушающие химическую структуру этой кислоты, оказывают токсическое действие на микроорганизмы, не влияя при этом на организм человека.

У грамотрицательных бактерий над ригидным слоем расположена наружная мембрана, представляющая собой липидный бислой. Эта мембрана содержит специфические белки порины, пронизывающие наружную мембрану и обеспечивающие поступление гидрофильных веществ к цитоплазматической мембране бактерий. У грамположительных микроорганизмов наружная клеточная мембрана отсутствует.

У обоих видов микроорганизмов ригидный слой отделен от цитоплазматической мембраны периплазматическим пространством.

Органеллы, расположенные в цитоплазме микроорганизмов, в отличие от органелл клеток млекопитающих лишены внутриклеточной мембраны. Кроме того, скорость роста и размножения бактерий существенно отличается от скорости развития клеток млекопитающих. Наличие столь глубоких отличий во внутреннем строении бактериальных клеток и клеток млекопитающих, а также различия в скорости метаболизма, являются еще одной причиной, обусловливающей селективность токсического действия химиотерапевтических лекарственных средств на микроорганизмы.

Наличие в структуре клеточной стенки микроорганизмов ригидного слоя обусловливает постоянство внешней формы бактерий. Известны три основные формы бактерий:

• кокки - бактерии шаровидной или овальной формы. Кокки подразделяют на парные кокки - диплококки; кокки, образующие квадраты, состоящие из четырех микроорганизмов - тетракокки; кокки, расположенные цепочкой, - стрептококки; кокки, образующие скопления, близкие по форме к гроздьям винограда, - стафилококки; пакетообразные кокки, группирующиеся «этажами», - сарцины;
• палочки - бактерии палочкообразной формы (син.: бациллы). Палочки подразделяют на одиночные, хаотично расположенные микроорганизмы; палочки, расположенные попарно (по одной линии), - диплобациллы; палочки, образующие цепочки, - стрептобациллы; выделяют также коккобациллы. Этим термином обозначают бактерии, имеющие промежуточную между кокками и палочками форму, или бактерии, одни особи которых имеют шаровидную, а другие - палочковидную форму;
• спиралевидные бактерии - бактерии спиралевидной формы. Спиралевидные бактерии подразделяют на бактерии, изгиб тела которых не превышает ¹/₄ оборота спирали, - вибрионы и на бактерии, имеющие изгиб, равный одному или нескольким оборотам, - спирохеты.

Выделяют также плеоморфные (от греч. pleion - большой, morphe - форма; син.: полиморфные; наличие внутри биологического вида резко отличающихся друг от друга организмов) микроорганизмы, т.е. группу бактерий, которые внутри одного вида имеют различные формы - кокки, палочки, диплококки и т.д.

Помимо собственно бактерий выделяют группу мелких микроорганизмов, лишенных достаточно жесткой клеточной стенки, - микоплазмы (сем. Mycoplasmatacea). Некоторые ученые относят микоплазмы к примитивным бактериям.

По строению к бактериям близки микроорганизмы класса Ricketsias, в который входят семейства Rickettsiacea (риккетсии), Chlamydiae (хламидии), Bartonellaceae (бартонеллы). Хотя эти микроорганизмы по морфологии и способу бесполого размножения напоминают бактерии, они, так же как и вирусы, не могут размножаться вне организма своего хозяина, т.е. занимают промежуточное положение между вирусами и бактериями.

Дыхание бактерий, т.е. процесс биологического окисления как источник энергии, может осуществляться у микроорганизмов двумя принципиальными путями - анаэробным и аэробным.

К анаэробным (от греч. an - без, aeros - воздух, biosis - жизнь) микроорганизмам относятся бактерии, которые могут осуществлять обмен веществ и размножаться в отсутствие кислорода в среде обитания. Различают облигатные и факультативные анаэробы.

Облигатные анаэробы обитают в среде, лишенной или содержащей незначительное количество кислорода. Повышение концентрации кислорода ведет к гибели этой группы анаэробов.

Факультативные анаэробы могут существовать и размножаться как в кислородной, так и бескислородной среде.

К аэробным (от греч. aeros - воздух, biosis - жизнь) микроорганизмам относятся бактерии, использующие атмосферный кислород в процессе дыхания.

В нормальных физиологических условиях в организме человека содержатся сотни видов различных микроорганизмов, которые составляют так называемую нормальную микрофлору человека. Эти микроорганизмы не наносят человеку видимого вреда и относятся к так называемым сапрофитам - комменсалам (от греч. sapros - гнилой, phyton - растение; лат. con - взаимодействие, mensa - стол, трапеза - сотрапезники; термин «сапрофит» в данном контексте обозначает «безвредный или непатогенный для человека», а термин «комменсалы» обозначает взаимодействие двух, совместно проживающих видов, в данном случае бактерий и человека, один из которых - человек - при этом получает пользу от другого и не причиняет ему вреда).

Постоянно присутствующие в организме бактерии в большинстве своем полезны для человека - они способны расщеплять и усваивать питательные вещества, продуцировать витамины и выступать также в качестве антагонистов патогенных (вредных для организма) микроорганизмов.

Более того, нарушение состава микроорганизмов, например микрофлоры кишечника в результате приема антибиотиков, ведет к развитию эндогенной инфекции - дисбактериоза.

Основными отделами организма человека, заселяемыми сапрофита-ми - комменсалами, являются ротовая полость и носоглотка (до 15 видов бактерий), кишечник (до 14 видов бактерий), влагалище (до 17 видов бактерий), наружные половые органы и мочеиспускательный канал (до 5 видов бактерий), конъюнктива глаза (до 3 видов бактерий).

Микроорганизмы, вызывающие заболевания человека, делятся на патогенные (облигатно-патогенные) и условно-патогенные.

К патогенным (син.: облигатно-патогенным) микроорганизмам относятся бактерии, которые, попав в организм человека, начинают размножаться и оказывают на него повреждающее, как правило, специфическое действие, например, вызывают холеру, туберкулез, сифилис и т.п.

К условно-патогенным микроорганизмам относится большая группа микроорганизмов, которые в нормальных условиях являются «безвредными» для организма человека, но в случае снижения иммунитета и/или резкого увеличения числа этих микроорганизмов в какой-либо области тела, например в легких, они могут вызвать инфекционное заболевание.

Другими словами, в отличие от облигатно-патогенных микроорганизмов присутствие в организме условно-патогенных микроорганизмов не всегда, а лишь при определенных условиях вызывает инфекционное заболевание.

Инфекционный процесс, вызванный условно-патогенной микрофлорой, имеет неспецифический характер, а в основном зависит от того, в каком органе находится условно-патогенный агент (например, если в легких - развивается пневмония, если в околоушной железе - отит и т.д.).

Степень патогенности микроорганизмов обозначается термином «вирулентность» и чем выше вирулентность микроорганизмов, тем большее повреждающее действие они оказывают. Для бактерий, выделяющих в окружающую их среду токсины (например, возбудители дифтерии, ботулизма), вместо термина «вирулентность» используют термин «токсикогенность».

Наиболее часто заболевание человека вызывают следующие патогенные и условно-патогенные микроорганизмы.