Каждый вид бактериальной клетки имеет определенные морфологические, ферментативные, культуральные и тинкториальные свойства. Изучая их, биологи устанавливают вид микроба, его характеристики и жизнедеятельность, особенности структур. Тинкториальные особенности, или свойства, дают возможность определить характеристики окрашенной бактерии.
Для чего нужно окрашивание?
Бактерии представляют собой полупрозрачные микроорганизмы, которые преломляют световые лучи. Учитывая эти их свойства, при обычной микроскопии без применения окрашивания они не видны. Определение микробов в мазках может осуществляться различными видами микроскопии:
- аноптральная микроскопия;
- фазово-контрастная;
- в темном поле;
- с опущенным конденсором.
Однако наиболее информативным метод исследования морфологических и культуральных свойств возбудителя считается изучение тинкториальных свойств убитых и окрашенных микроорганизмов.
Для микроскопического исследования тинкториальных свойств применяются в основном анилиновые красящие вещества. Существует две разновидности этого метода определения тинкториальных свойств – с использованием простой или сложной окраски микроорганизмов.
- Для простой окраски необходимо использование одного красителя – она применяется при необходимости проведения обзорной микроскопии, когда выполняется определение типа взаиморасположения бактерий и их формы.
- Сложная окраска требует последовательного применения нескольких красителей. Она используется для определения химических веществ в составе структур клетки (цитохимическое исследование), изучения деталей строения микроорганизмов.
Тинкториальные свойства возбудителя представляют собой его восприимчивость к окрашивающему веществу, устойчивость к кислотам, щелочам, спиртам, равномерность окрашивания, особенности окраски по методу Грама, метахроматичность (окрашивание элементов клетки в цвет, не соответствующий цвету красителя).
Врачи отмечают, что тинкториальные свойства микроорганизмов играют важную роль в диагностике и исследовании инфекционных заболеваний. Эти свойства позволяют выделять и идентифицировать патогенные микроорганизмы, что является ключевым этапом в выборе адекватной терапии. Использование различных красителей, таких как грамм-окрашивание, помогает врачам быстро определить вид бактерий и их устойчивость к антибиотикам. Это, в свою очередь, способствует более точному и эффективному лечению пациентов. Кроме того, тинкториальные свойства микроорганизмов могут быть использованы в научных исследованиях для изучения их биологии и взаимодействия с окружающей средой. Врачи подчеркивают, что дальнейшее изучение этих свойств может привести к новым подходам в борьбе с инфекциями и разработке вакцин.
Особенности разных бактерий при окрашивании
Морфологические и тинкториальные свойства бактерий различных типов отличаются. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся их них.
Стафилококки
Наиболее часто требуется выявление тинкториальных свойств стафилококка у людей с гнойными заболеваниями кожи, слизистых, ранах, при абсцессах, сепсисе. Морфология стафилококков представлена клетками шаровидной формы, диаметр которых в среднем составляет 0,8-0,9 мкм. В чистой культуре стафилококков выявляются скопления клеток, напоминающие грозди винограда, кучки. Нередко определяют наличие стафилококков в гнойном содержимом в виде единичных, парных кокков, иногда – цепочки из нескольких элементов.
Окрашивание стафилококка для выявления тинкториальных свойств обычно проводят анилиновыми основными красителями. Учитывая свойства стафилококка, можно дать следующую характеристику данных микроорганизмов: грамположительные кокки, не образующие капсул и спор, неподвижные. В соответствии с культуральными и биохимическими свойствами стафилококка рост этих микроорганизмов наиболее активен при 37°С. Рост стафилококка на питательной среде при этом не зависит от наличия либо отсутствия кислорода.
Микроорганизмы, обладающие тинкториальными свойствами, вызывают большой интерес среди ученых и практиков. Эти свойства позволяют им окрашивать различные среды, что открывает новые горизонты в биотехнологии и медицине. Многие исследователи отмечают, что использование таких микроорганизмов может значительно улучшить процессы биодеградации и очистки сточных вод. Например, некоторые виды бактерий способны эффективно разлагать токсичные вещества, превращая их в безвредные соединения.
Кроме того, тинкториальные свойства микроорганизмов находят применение в производстве натуральных красителей для текстильной и пищевой промышленности. Это не только экологически чистый подход, но и способ снизить зависимость от синтетических красителей. Важно отметить, что исследование этих свойств открывает новые возможности для создания инновационных продуктов и технологий, что делает тему особенно актуальной в свете современных экологических вызовов.
Стрептококки
Представляют собой грамположительные клетки округлой формы, которые располагаются парами либо цепочками. При росте микроорганизмов в питательной среде жидкой консистенции образуются длинные цепочки микробов. Данные бактерии являются неподвижными, не образующими споры. Для некоторых разновидностей (например, пневмококка) характерно образование полисахаридной капсулы.
Энтеробактерии
Одним из наиболее многочисленных семейств бактерий являются энтеробактерии. Важнейшее место среди таких микробов отводится роду эшерихий. Подобными свойствами обладают представители кишечной палочки рода сальмонелла и шигелла.
Такие бактерии представляют собой грамотрицательные палочки, которые достигают размеров 1-5 мкм длиной и 0,4-0,8 мкм шириной. Спор у кишечной палочки не бывает, однако некоторые виды способны образовывать капсулу. Эти палочки являются подвижными за счет жгутиков. Роды данных микробов подразделяются на виды в зависимости от того, какие ферментативные свойства характерны для них:
- выделение сероводорода;
- образование газа при процессе ферментации глюкозы;
- расщепление лактазы.
Эшерихии
Морфологически клетки эшерихий имеют вид грамотрицательной прямой палочки, размеры которой составляют 2-6 мкм в длину и 0,4-0,6 мкм в ширину. Для эшерихий характерно наличие жгутиков, благодаря которым они подвижны. При посеве на твердые среды для эшерихий характерно прорастание колоний S- либо R-формы. При посеве на жидкие среды культура эшерихий дает осадок и помутнение.
С целью микробиологической диагностики эшерихий применяются испражнения (кишечный эшерихиоз), отделяемое раны, ликвор, моча, кровь. Однако для выявления и изучения палочки эшерихий наиболее информативен бактериологический метод исследования тинкториальных свойств.
Структурные особенности бактерий
В составе клетки микроба, как правило, есть стенка клетки (оболочка), цитоплазматическая мембрана, а также непосредственно цитоплазма, содержащая нуклеотид и включения (наличие гранул). Некоторые разновидности бактерий обладают жгутиками, пилями (фимбрии либо реснички), образуют споры либо капсулы.
Оболочка микроорганизмов определяет форму клетки, обеспечивает ее защиту от неблагоприятных воздействий окружающей среды, а также от повышения осмотического давления внутри бактерии. Стенка микроба имеет сложную структуру и химический состав, которые различаются у грамположительных и грамотрицательных бактериальных клеток. Грамположительные микробы обладают толстой клеточной стенкой, содержащей тейхоевые кислоты и небольшое количество липидов. Стенка грамотрицательных микробов состоит из полисахаридного и полипептидного слоев.
Наружная поверхность клеточной стенки покрыта слизистым слоем. У части микроорганизмов этот слой может увеличиваться за счет набухания, образуя при этом капсулу. Она также имеет в своем составе полисахариды, иногда – полипептиды. Капсула маловосприимчива к красителям. По этой причине для изучения таких микробов используют негативные методики тинкториального окрашивания структур бактерий (например, Бурри-Гинса).
Для части патогенных бактерий (например, пневмококка) характерно образование капсулы лишь в организмах человека либо животного.
При микроскопическом исследовании бактерии также обращают внимание на особенности окрашивания цитоплазмы и ее структур. Окрашивание цитоплазмы может быть гомогенным (однородным) либо гетерогенным (определяются включения, или гранулы, неорганической и органической природы). Для изучения включений клетки применяют также специальные методики окрашивания цитоплазмы (по Нейссеру). В составе цитоплазмы также определяют наличие таких структур, как ядро, или нуклеоид.
Окрашивание стрептококков
Это грамположительные микроорганизмы, которые выявляют методом окраски по Граму в мазках смыва лаважа бронхов, гноя, частицах ткани перикарда. Наиболее ярко данные бактерии окрашиваются синькой Леффлера. Они характеризуются расположением клеток подобно цепочке.
Окрашивание стафилококков
Отличие стафилококков от стрептококков заключается в том, что последние хорошо окрашиваются при выявлении тинкториальных свойств анилиновыми красящими веществами. Морфологически в тканях либо выделениях больного хорошо определяются микроколонии стафилококков в виде тетрад. Исключительно по морфологическим и тинкториальным свойствам стафилококков трудно их дифференцировать от стрептококков. Поэтому целесообразно также проведение бактериологического исследования на наличие стафилококка.
Окрашивание пневмококков
Выявление пневмококков происходит при исследовании цереброспинальной жидкости, промывных вод, а также легочной ткани, полученной при вскрытии. Тинкториальные и морфологические свойства пневмококков выглядят так: они представлены грамположительными диплококками, покрытыми капсулой, расположенными в виде цепочки либо поодиночно. Окрашивание пневмококков довольно эффективно анилиновыми красителями (например, метиленовым синим). Однако в случае наличия капсулы клетки необходимо специальное окрашивание.
Гранулоциты
Гранулоциты различаются по двум основным признакам структур клетки: наличие в толще цитоплазмы специфической зернистости (гранул) и сегментированного ядра. Каждый тип гранулоцитов содержит две разновидности гранул: специфические и неспецифические.
Под видом неспецифических гранул выступают особые формы лизосом – структур, которые содержат гидролитические ферментные вещества.
В зависимости от свойств специфических гранул в каждой клетке различают клетки базофилов, нейтрофилов и эозинофилов. Основное отличие нейтрофилов заключается в наименьшем размере гранул, составляющих всего 0,1-0,3 мкм. Состав этих гранул отличается содержанием фагоцитинов, лизоцима, а также щелочной фосфатазы. Основная функция нейтрофилов, как клеток человека, – защитная.
Бактерии и микроорганизмы
Вопрос-ответ
Какое значение микроорганизмов?
Микроорганизмы осуществляют кругооборот веществ в природе, расщепляют органические соединения, способствуют плодородию почв и многое другое. На деятельности микроорганизмов основано большое количество производств продуктов питания, различных химических веществ, лекарственных средств и препаратов и т. д.
Каковы свойства микроорганизмов?
Микроорганизмы значительно различаются по физическим условиям, необходимым для их роста. Например, некоторые из них являются аэробами (требуют кислорода), некоторые — анаэробами (растут только в отсутствие кислорода), а некоторые — факультативными (растут в обоих условиях). Эукариотические микробы, как правило, аэробны.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные тинкториальные свойства микроорганизмов, такие как способность окрашиваться различными красителями. Это поможет вам лучше понять, как различные микроорганизмы могут быть использованы в микробиологии и медицине.
СОВЕТ №2
Проводите эксперименты с различными методами окрашивания, чтобы увидеть, как тинкториальные свойства влияют на визуализацию микроорганизмов под микроскопом. Это практическое применение знаний поможет вам закрепить теорию.
СОВЕТ №3
Обратите внимание на современные исследования в области тинкториальных свойств микроорганизмов. Научные статьи и публикации могут предоставить новые данные и методы, которые могут быть полезны в вашей работе или учебе.
Читайте также:
СОВЕТ №4
Используйте тинкториальные свойства микроорганизмов для разработки новых биотехнологий. Например, изучение их окрашивания может привести к созданию новых биосенсоров или методов диагностики заболеваний.
