Главная > Литература > Микоплазмы l формы не имеют. Культуральные свойства


Микоплазмы l формы не имеют. Культуральные свойства




Для микоплазм характерен чрезвычайно выраженный полиморфизм, обусловленный в первую очередь отсутствием твердой клеточной стенки, присущей бактериям, а также сложным циклом развития. Мельчайшие структурные элементы, способные к репродукции в искусственных питательных средах, принято называть минимальными репродуктивными единицами. На форму и размеры минимальных репродуктивных единиц, а также клеточных элементов разных стадий развития существенно влияют условия культивирования, физико-химические свойства питательных сред, особенности штамма и количество пассажей на средах, техника приготовления, фиксации и окраски препаратов и другие факторы.
В связи с тем, что микоплазмы не имеют клеточной стенки, их мембрана и цитоплазма легко повреждаются химическими реактивами, употребляемыми для фиксации и окраски препаратов. Особенно чувствительны к воздействиям факторов внешней среды клетки микоплазм па ранних стадиях развития.
В мазках из пораженных органов и из выращенных в среде культур микоплазмы представлены округлыми, овальными и кольцевидными образованиями. Иногда встречаются коккобациллярные и похожие на бактерии формы. Отдельные виды микоплазм (М. mycoides var. mycoides, М. mycoides var. capri, М. agalacliae) в органах и па питательных средах формируют нитевидные мицелиальные формы.
Электронно-микроскопическими исследованиями и путем фильтрования выращенных культур через мембранные фильтры с известным диаметром нор было показано, что в одной и той же культуре имеются различные по форме и величине образования, способные к репродукции (рис. 1). При исследовании различных видов микоплазм, выделенных из органов животных и человека, а также объектов внешней среды было установлено, что величина элементарных частиц колеблется от 125 до 600 им. В определителе Бердже размер клеток микоплазм исчисляется 125-200 нм. По данным Е. Freundt, величина минимальных репродуктивных единиц микоплазм колеблется между 250-300 нм. Другие авторы определили их размер в пределах 200-500-700 нм, а G. Wildfur, применив метод ультрафильтрации. - 100-150 нм. Следует отметить, что величина клеток микоплазм зависит не только от вида и штамма, но и от других факторов, влияющих на клетку.
Таким образом, размер минимальных репродуктивных единиц в культурах микоплазм варьирует в значительных пределах.

Название микоплазма (от греческого μυκής «гриб» и πλάσμα «сформированный») впервые было использовано Альбертом Бернардом Франком в 1889 г., который посчитал его грибком из-за его характеристик.

Раньше микоплазму называли организмом, подобным плевропневмонии (PPLO), ссылаясь на организмы, похожие на возбудителя инфекционной плевропневмонии крупного рогатого скота (CBPP). Позже было установлено, что подобная грибковой модель роста M. mycoides является уникальной для этого вида и микобактерий.

Видео о микоплазме

История изучения микоплазмы

Открытие микоплазмы датируется 1898 г. Открытие и исследование микоплазмы оказалось трудным из-за небольшого размера, сложности в окрашивании из-за отсутствия клеточной стенки, и сложных лабораторных условий, необходимых для культуры. Их небольшой размер означает, что они не были первоначально определены как бактерии и считались вирусами в течение многих лет. Позже микоплазмы путали с L-формами, которые являются бактериями, которые потеряли свои клеточные стенки, либо полностью, либо частично. В 1950-х и 1960-х гг. исследователи начали выделение и культивирование микоплазм и уреаплазм, ведущие к их признанию в качестве уникального рода.

Считается, что микоплазмы эволюционировали от грамположительных эубактерий со стенками в дегенеративной эволюции, то есть, их эволюционная история, по-видимому, включают потерю клеточной стенки и сокращение геномных данных. Ограниченная клеточная мембрана, геном и метаболические пути микоплазм привели к выводу, что они являются самыми маленькими и простыми самовоспроизводящимися организмами.

Отсутствием клеточной стенки обусловлены некоторые уникальные свойства микоплазм, такие как чувствительность к осмотическому шоку и моющим средствам, устойчивость к пенициллину и другим бета-лактамным антибиотикам, и формирование колоний в форме яичницы. На разрезах микоплазм можно увидеть, что их клетка, по существу, образована тремя органеллами: клеточная мембрана, рибосома и плотно обернутая молекула с кольцевой двухцепочечной ДНК. Их способ репликации ничем не отличается от других прокариот, делящихся простым делением ядра. Чтобы произошло бинарное деление, цитоплазматическое разделение должно полностью синхронизироваться с репликацией генома, а в микоплазмах цитоплазматическая репликация отстает от репликации генома, что в конечном итоге приводит к образованию многоядерных волокон.

При выращивании микоплазм в пробирке было обнаружено, что они «привередливы», то есть их трудно культивировать. Причины этих трудностей для таких видов, как Mycoplasma genitalium и Mycoplasma pneumoniae , заключается в отсутствии всех генов, участвующих в синтезе аминокислот, что делает их зависимыми от экзогенного поступления аминокислот и других питательных веществ. Эта зависимость от внешних поставок жирных кислот и холестерина служит преимуществом для проведения дальнейших исследований с этими организмами. Чтобы компенсировать эти недостатки, микоплазмы выращивают в сложных средах, как правило, из экстракта бычьего сердца, пептона, дрожжевого экстракта и сывороток с различными добавками.

Благодаря отсутствию клеточной стенки микоплазмы служат хорошими моделями для мембранных исследований. По этой причине наличие этих мембран в чистом виде позволило провести их химическую, ферментативную и антигенную характеризацию. Мембрана состоит на 60-70% из белка, остальные 20-30% - это липиды.

Характеристики

Морфология клеток

Для бактерий рода Mycoplasma (тривиальное название: микоплазмы), как и их близких родственников, характерно отсутствие клеточной стенки. Несмотря на это, клетки часто обладают определенной формой, с характерным небольшим размером, как правило, примерно 10% от объема клетки Escherichia coli . Такая форма клетки, предположительно, содействовала способности микоплазм процветать в их соответствующих средах. Большинство из них псевдококки, но есть и заметные исключения. Виды кластера M. fastidiosum палочковидные. Виды кластера M. pneumoniae , в том числе M. pneumoniae , обладают полярным расширением, выступающим из тела псевдококковой клетки. Эта структура наконечника, органелла прикрепления или терминальная органелла, имеет большое значение для присоединения к клеткам-хозяевам и для движения по твердым поверхностям (моторика скольжения) и участвует в нормальном клеточном делении. Клетки M. pneumoniae плеоморфные, с органеллой прикрепления обычных размеров на одном полюсе и задней нитью переменной длины и неопределенной функции на другом конце, в то время как другие виды в кластере, как правило, не имеют концевую нить. Другие виды, такие как M. mobile и M. pulmonis , имеют схожие структуры с аналогичными функциями.

Микоплазмы - это бактерии, необычные в том, что большинству из них требуются стерины для стабильности их цитоплазматической мембраны. Они получают стерины из окружающей среды, как правило, из холестерина из животного-хозяина. Микоплазмы, как правило, обладают относительно небольшым геномом 0,58-1,38 мегабаз, что приводит к резко сниженным биосинтетическим возможностям и объясняет их зависимость от хозяина. Кроме того, они используют альтернативный генетический код, в котором кодон UGA кодирует аминокислоту триптофан вместо обычного стоп-кодона. Они имеют низкое GC-содержание (23-40 моль).

Первое выделение

В 1898 г. Нокар и Ру сообщили о культивировании возбудителя CBPP, которое в то время было серьезным и широко распространенным заболеванием в поголовьях скота. Болезнь вызывает M. Mycoides , подвид микоидов SC (тип малой колонии), а работа Нокара и Ру представляла собой первое выделение видов микоплазмы. Культивирование было и остается сложным из-за требований комплексного роста.

Этим исследователям удалось сделать это путем инокуляции полупроницаемого мешочка из стерильной среды с легочной жидкостью от инфицированного животного и осаждения этого мешочка внутрибрюшинно в живого кролика. Спустя 15-20 дней жидкость внутри извлеченного мешочка была непрозрачной, что указывало на рост микроорганизма. Непрозрачность жидкости не была видна в контроле. Затем этот мутный бульон мог быть использован для второго и третьего раундов инокуляции, после чего введен здоровому животному, вызывая заболевание. Тем не менее, это не сработает, если материал нагревали, что указывает на биологический агент в работе. Неинокулированная среда в сумке, после удаления из кролика, могла быть использована для выращивания организма в пробирке, демонстрируя возможность культивирования без клеток и исключая вирусные причины, хотя это не было полностью оценено в свое время.

Малый геном

Благодаря последним достижениям в области молекулярной биологии и геномики более широкой аудитории удалось узнать о генетически простых микоплазмах, в частности, M. pneumoniae и ее близком родственнике M. genitalium . Вторая опубликованная полная бактериальная последовательность генома была M. genitalium , который имеет один из мельчайших геномов из свободно живущих организмов. Вскоре после этого была опубликована последовательность генома M. pneumoniae и стала последовательностью генома, впервые определенной при помощи блуждающей затравки космидной библиотеки вместо метода дробовика целого генома. Продолжаются работы по геномике и протеомике микоплазмы в попытках понять так называемую минимальную клетку, чтобы составить каталог всего белкового содержимого в клетке. В целом специалисты продолжают пользоваться преимуществом небольшого генома этих организмов, чтобы понять широкие биологические концепции.

Систематика

Работа с членами рода Mycoplasma и связанными родами медицинского и сельскохозяйственного значения привела к обширной каталогизации многих из этих организмов при помощи культивирования, серологии и секвенирования небольшой субъединицы рРНК гена и всего генома. Недавнее сосредоточение в суб-дисциплине молекулярной филогенетики предлагает некоторые уточненные и спутанные аспекты организации класса микоплазмы.

Первоначально тривиальное название «микоплазма» обычно обозначало всех членов этого класса. Название «микоплазма» происходит от латинского mollis (мягкий) и cutis (кожа), и у всех этих бактерий нет клеточной стенки и генетической способности синтезировать пептидогликан.

Несмотря на отсутствие клеточной стенки, многие систематики отнесли микоплазму и родственников к типу фирмикутов, состоящего из грам-положительных бактерий с низким G + C, таких как Clostridium , Lactobacillus и Streptococcus на основе анализа генов 16S рРНК.

Отряд Mycoplasmatales содержит одно семейство, Mycoplasmataceae , состоящее из двух родов: микоплазма и уреаплазма . Теперь микоплазмп - это род молликутов.

Исторически сложилось так, что описание бактерии, лишенной клеточной стенки, было недостаточным, чтобы причислить его к роду Mycoplasma , и как таковой, это старейший и крупнейший род класса с почти половиной видов класса (описано 107), каждый из которых обычно ограничивается определенным хозяином. При этом большое количество хозяев несет несколько видов, некоторые патогенные и некоторые синантропные. В более поздних работах было обнаружено, что многие из этих видов распределены филогенетически среди, как минимум, трех отдельных отрядов.

Ограничивающим критерием для включения в род Mycoplasma является то, какой организм у позвоночного хозяина. В самом деле, типичный вид, M. mycoides , наряду с другими значительными видами микоплазмы, такими как М. capricolum , эволюционно более тесно связаны с родом Spiroplasma в отряде Entomoplasmatales , чем с другими членами рода Mycoplasma . Это и другие расхождения, скорей всего, остаются нерешенными из-за крайней путаницы, которую изменения могут породить среди медицинских и сельскохозяйственных общин.

Остальные виды этого рода Mycoplasma делятся на три не-таксономические группы - hominis , pneumoniae и fermentans - на основании генных последовательностей 16S рРНК.

В группе Hominis содержатся филогенетические кластеры M. pulmonis , M. bovis и M. hominis среди прочих. М. hyopneumoniae представляет собой основной бактериальный агент комплекса респираторных заболеваний у свиней.

Группа пневмонии содержит кластеры M. fastidiosum , M. muris , U. urealyticum , в настоящее время не подлежащие культивированию гемотропные микоплазмы, неофициально именуемые гемоплазмами (недавно перенесенные из родов Haemobartonella и Eperythrozoon ), и кластер M. pneumoniae . Этот кластер содержит виды (и обычного или вероятного хозяина) M. alvi (бычий), M. amphoriforme (человеческий), M. gallisepticum (птичий), M. genitalium (человеческий), M. imitans (птичий), M. pirum (неопределенный/ человеческий), M. testudinis (черепаший) и M. pneumoniae (человеческий). Большинство, если не все из этих видов, имеют в остальных случаях уникальные характеристики, включая органеллы прилегания, гомологов вспомогательных белков клеточной адгеренции M. pneumoniae и специализированные модификации аппарата деления клеток.

Исследование 143 генов у 15 видов микоплазмы предполагает, что род можно сгруппировать в четыре клада: группа M. hyopneumoniae , группа M. mycoides , группа M. pneumoniae и группа Bacillus-Phytoplasma . Группа М. hyopneumoniae более тесно связана с группой M. pneumoniae , чем с группой M. mycoides .

Лабораторные загрязняющие вещества

Виды микоплазмы часто встречаются в научно-исследовательских лабораториях в качестве загрязнителей клеточной культуры. Загрязнение клеточной культуры микоплазмой происходит из-за загрязнения от физических лиц или загрязненных ингредиентов среда для культивирования клеток. Микоплазменные клетки физически малы (менее 1 мкм), таким образом, их трудно обнаружить с помощью обычного микроскопа.

Микоплазмы могут вызвать изменения в клетках, в том числе хромосомные аберрации, изменения обмена веществ и роста клеток. Из-за тяжелых инфекций микоплазмы может разрушиться клеточная линия. Методы обнаружения включают пробу ДНК, иммуноферментный анализ, ПЦР, посев в чувствительном агаре и окрашивание красителем ДНК, включая DAPI или Hoechst.

Было подсчитано, что, по крайней мере, 11-15% американских лабораторных клеточных культур загрязнены микоплазмой. Исследование организации Corning показало, что половина американских ученых не тестирует клеточные культуры на загрязнение микоплазмой. В исследовании также было заявлено, что в бывшей Чехословакии загрязнены были 100% клеточных культур, которые не проверялись в обычном порядке, в то время как из регулярно проверяемых только 2% оказались загрязненными. Так как степень загрязнения в США была основана на изучении компаний, которые регулярно проверяются на микоплазму, фактический процент загрязнения может быть выше. Процент загрязнения в Европе выше, а других странах еще выше (в Японии до 80% клеточных культур). Возможно, около 1% опубликованных данных Gene Expression Omnibus были дискредитированы. С годами были разработаны несколько антибиотиков на основе формулы реагентов анти-микоплазмы.

Синтетический геном микоплазмы

Химически синтезированный геном микоплазменной клетки, полностью основанный на синтетической ДНК, которая может самостоятельно воспроизводиться, называют Mycoplasma Laboratorium .

Патогенность

Несколько видов микоплазм способны вызывать заболевания, в том числе M. pneumoniae , которая является важной причиной атипичной пневмонии (ранее известная как «ходячая пневмония»), и M. genitalium , которая была связана с воспалением тазовых органов. Инфекции Mycoplasma в организме человека связаны с кожными высыпаниями в 17% случаев.

Фактор вирулентности

Антиген Р1 является основным фактором вирулентности микобактерий. Р1 представляет собой ассоциированный с мембраной белок, который позволяет адгезию к эпителиальным клеткам. Рецептор P1 также экспрессируется на эритроцитах, что может привести к агглютинации аутоантител от инфекции микобактерий.

Связь с раком

Несколько видов микоплазмы часто обнаруживаются в различных типах раковых клеток, это:

  • M. fermentans
  • M. genitalium
  • M. hyorhinis
  • M. penetrans

Большинство этих микоплазм показало сильную корреляцию со злокачественной трансформацией в клетках млекопитающих в пробирке.

Инфекция микоплазмы и преобразование клетки-хозяина

О наличии микоплазмы в образцах опухолевой ткани впервые сообщалось в 1960-х. С тех пор было проведено несколько исследований в попытке найти и доказать связь между микоплазмой и раком, а также то, как бактерия может участвовать в формировании рака. Некоторые исследования показали, что клетки, которые хронически инфицированы бактериями, проходят через многоступенчатую трансформацию. Изменения, вызванные хроническими микоплазменными инфекциями, происходят постепенно и бывают как морфологическими, так и генетическими. Первый визуальный признак инфекции - когда нормальная форма клеток постепенно меняется на серповидную. Они также становятся гиперхромными в связи с увеличением ДНК в ядрах клеток. На более поздних стадиях клетки теряют потребность в твердом носителе, чтобы расти и размножаться.

Возможные внутриклеточные механизмы микоплазменной злокачественной трансформации

В клетках, инфицированных микоплазмой в течение длительного периода времени, происходят значительные хромосомные аномалии. Они включают добавление хромосом, потерю целых хромосом, частичную потерю хромосом и хромосомные транслокации. Все эти генетические аномалии могут внести свой вклад в процесс злокачественной трансформации. Хромосомная транслокация и дополнительные хромосомы помогают в создании аномально высокой активности некоторых протоонкогенов. Протоонкогены с повышенной активностью, вызванной этими генетическими аномалиями, включают тех, которые кодируют c-myc, HRAS и vav. Активность протоонкогенов - это не единственная пораженная клеточная функция. Гены-супрессоры опухолей также страдают от хромосомных изменений, вызванных микоплазмой. Частичная или полная потеря хромосом приводит к утрате важных генов, участвующих в регуляции клеточной пролиферации. Два гена, деятельность которых заметно снижается во время хронических инфекций микоплазмы, это Rb и гены опухолевых супрессоров p53. Другой возможный механизм канцерогенеза - это активация RAC1 небольшим ГТФ-подобным белком фрагмента Mycoplasma . Основной особенностью, которая отличает микоплазму от других канцерогенных патогенных микроорганизмов, является то, что она не вызывает клеточные изменения, вводя собственный генетический материал в клетку-хозяина. Точный механизм, с помощью которого бактерия вызывает изменения, еще не известен.

Частичная обратимость злокачественных преобразований

Злокачественная трансформация, индуцированная микоплазмой, также отличается от вызванной другими патогенными микроорганизмами в том, что процесс является обратимым. Состояние обратимости, однако, возможно только до определенного момента во время инфекции. Промежуток времени, в течение которого возможна обратимость, значительно варьируется, и зависит это в первую очередь от участвующей микоплазмы. В случае M. fermentans преобразование не является обратимым вплоть до примерно 11-й недели инфекции и становится необратимым между 11-й и 18-й неделями. Если бактерии погибают с помощью антибиотиков (например, ципрофлоксацина или кларитромицина) до необратимой стадии, инфицированные клетки должны вернуться к нормальной жизни.

Связь с раком в естественных условиях и будущих исследованиях

Хотя подтвердилось, что микоплазмы являются канцерогенными в лабораторных условиях, еще не подтверждено, могут ли они быть фактической причиной рака в естественных условиях. Однако в последнее время в эпидемиологических, молекулярных и генетических исследованиях было выявлено, что инфекция и воспаление инициируют некоторые виды рака, в том числе простаты. В исследовании 2009 г. были обнаружено, что Mycoplasma genitalium и Mycoplasma hyorhinis вызывают злокачественный фенотип в доброкачественных клетках простаты человека (ДГПЖ-1), которые были «неонкогенными» спустя 19 недель после воздействия. Это исследование описано, как один из первых докладов, описывающих способность M. genitalium или инфекции M. hyorhinis приводить к злокачественной трансформации в доброкачественных эпителиальных клетках человека.

Некоторые неопределенности в отношении потенциала бактерий вызывать злокачественные опухоли потенциально связаны с тем, что клетки, используемые в исследованиях, часто получены от линии иммортализованных клеток, таких как клетки BEAS-2b. Они, по существу, являются клетками на грани превращения в злокачественные. Одна из проблем с использованием таких клеток для того, чтобы вызвать канцерогенез, это то, что они превращаются спонтанно после 32 проходов (когда небольшое число клеток переносят в новый сосуд, чтобы продлить продолжительность культуры). Это, а также тот факт, что злокачественная трансформация напрямую не была обнаружена в неиммортализованных «нормальных» клетках, которые были инфицированы, может означать, что микоплазма ускоряет прогрессирование клетки в злокачественную опухоль, но не является причиной этого. В культурах в естественных условиях пока не было задокументировано наличие генерируемого микоплазмой рака. Однако может оказаться, что очень длинные, хронические инфекции микоплазмы способны вызывать рак у неиммортализованных клеток. Пока это не известно, так как неиммортализованные клетки могут делиться только в течение ограниченного количества времени, и поэтому не было возможности удерживать их культивирование достаточно долго, чтобы начать рак. Необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить, что инфекции микоплазмы вызывают рак или инициируют злокачественные опухоли в клетках человека. Это может быть важным шагом для лечения и профилактики онкозаболеваний.

Типы рака, связанные с микоплазмой

  • Рак толстой кишки : В исследовании, в котором делались попытки понять эффекты загрязнения микоплазмой качества культивированных клеток рака толстой кишки человека, была обнаружена положительная корреляция между количеством M. hyorhinis в образце и процентом положительных клеток CD133 (гликопротеин с неизвестной функцией). Дальнейшие испытания и анализ должны определить точную причину этого явления.
  • Рак желудка : Есть признаки того, что инфекция М. hyorhinis способствует развитию рака в желудке и увеличивает вероятность развития злокачественной раковой клетки.
  • Рак легких : В исследованиях рака легких поддержано убеждение о неслучайной положительной корреляции между появлением штаммов Mycoplasma у пациентов и инфекцией туморогенеза. Так как это новая область исследований, нужны дополнительные исследования, чтобы глубже понять их взаимосвязь и определить возможные превентивные меры для рака легких с участием микоплазмы.
  • Рак предстательной железы : p37, белок, кодируемый для М. hyorhinis , как было установлено, способствует инвазивности клеток рака простаты. Белок также вызывает рост, морфологию и экспрессию генов в клетках, подлежащих изменению, в результате чего они становятся более агрессивным фенотипом.
  • Рак почки : Пациенты с почечной клеточной карциномой (ПКК) отличаются значительно более высоким количеством Mycoplasma sp. по сравнению со здоровой контрольной группой. Это говорит о том, что микоплазмы могут играть определенную роль в развитии ПКК.

Микоплазмы - мельчайшие частицы. Они являются самыми мелкими самореплицирующими прокариотами. Морфология и размеры микоплазм варьируют в зависимости от возраста культуры, условий и сред культивирования. Микоплазмы полиморфны. Клетки микоплазм ограничены лишь трехслойной плазматической мембраной (внутриплазматические мембраны у микоплазм не обнаружены). В 1935 году из бактерий Streptobacillus moniliformis были изолированы фильтрующиеся формы, не имеющие клеточной стенки, которые удивительно напоминали микоплазмы. В последнее время их назвали L-формами бактерий. Состояние L-формы обусловлено влиянием неблагоприятных факторов внешней среды (например, применение антибиотиков, действующих на клеточную стенку). При их отсутствии L-форма обратима. У микоплазм, в отличие от других бактерий, состояние L-формы, т.е. отсутствие клеточной стенки, является их обычным состоянием .

Отсутствие клеточной стенки у микоплазм определяет их пластичность, которая позволяет этим микроорганизмам проникать через поры фильтров диаметром 0,22 - 0,45мкм. Из-за фильтруемости микоплазмы долгое время путали с вирусами. Сферическая форма клеток характерна для большинства видов микоплазм. При этом клетки одной и той же микоплазмы могут быть сферической (или несколько вытянутой) формы 0,3 - 0,8 мкм в диаметре, но могут образовывать длинные (до 100 мкм), иногда ветвящиеся тяжи, которые, проходя фазу коккоидных структур, распадаются на ряд сферических клеток, что изображено на рисунке 2. Коккоидные структуры иногда образуют кольцо.

Микоплазмы не образуют так называемых покоящихся форм или спор. Подобно другим неспорообразующим бактериям микоплазмы в неблагоприятных условиях переходят в некультивируемое состояние, а также образуют "минимальные тела", не способные к размножению, так как они, вероятно, не содержат ДНК .

Рисунок 2

а) - морфологические превращения при оптимальных условиях культивирования in vitro
б) - морфологические формы при неоптимальных условиях, на стационарной фазе роста культуры

Некоторые виды микоплазм обладают скользящей подвижностью. Клетки таких микоплазм имеют особые структуры и цитоскелетоподобные образования. Так, клетки M. gallisepticum имеют грушевидную форму, M. pneumoniae также грушевидны, но более вытянуты, а M. mycoides чаще имеют форму тяжей.

Клетки большинства бактерий могут быть покрыты оболочкой - полимерной субстанцией, которая имеет множество свойств и функций. Эта оболочка, или капсула, отлична от двухслойной мембраны и располагается над ней. У бактерий термин "капсула" используется для определения высокомолекулярных полимеров, которые "прикрепляются" к поверхности бактерий. Хотя пептидогликановая клеточная стенка, которая характерна для большинства прокариот, и отсутствует у представителей класса Mollicutes, однако для некоторых видов микоплазм описаны капсулы или капсулоподобные структуры. Ими обладают Mycoplasma mycoides, M. gallisepticum, M. hyopneumoniae, M. meleagridis, M. dispar, M. pneumoniae, M. pulmonis, M. synoviae, M. hominis. Среди уреаплазм капсулы способны образовывать лишь некоторые штаммы Ureaplasma urealitycum.

Заболевания человека, вызываемые мико-плазмами, объединяют в группу микоплаз-мозов. Это антропонозные бактериальные инфекции, вызываемые микоплазмами, по­ражающими, в зависимости от вида возбу­дителя, органы дыхания или мочеполовой тракт и редко другие органы.

Возбудители этой группы инфекций - ми­коплазмы являются самыми мелкими свобод-ноживущими бактериями. Средний размер их клеток 0,27-0,74 мкм. Они привлекают большое внимание исследователей по двум причинам:

Из-за своей уникальной организации;

В силу того, что очень часто контамини-руют культуры клеток, вызывают заболевания растений, животных и человека, оказывают


влияние на размножение ряда вирусов, в том числе онкогенных и ВИЧ, и сами способны вызывать иммунодефициты.

Микоплазмы относятся к клас­су Mollicutes, который включает 3 порядка (рис. 16.2): Acholeplasmatales, Mycoplasmatales, Anaeroplasmatales. Порядок Acholeplasmatales включает семейство Acholeplasmataceae с единственным родом Acholeplasma. Порядок Mycoplasmatales состоит из 2 семейств: Spiroplasmataceae с единственным родом Spiroplasma и Mycoplasmataceae, включающе­го 2 рода: Mycoplasma и Ureaplasma. Недавно выделенный порядок Anaeroplasmatales со­стоит из семейства Anaeroplasmataceae, вклю­чающего 3 рода: Anaeroplasma, Asteroplasma, Termoplasma. Термином «микоплазмы», как правило, обозначают все микробы семейств Mycoplasmataceae и Acholeplasmataceae.

Морфология. Отличительной особенностью является отсутствие ригидной клеточной стен­ки и ее предшественников, что обуславливает ряд биологических свойств: полиморфизм клеток, пластичность, осмотическую чувс­твительность, способность проходить через поры с диаметром 0,22 мкм, Резистентность к различным агентам, подавляющим синтез клеточной стенки, в том числе к пенициллину и его производным, множественность путей репродукции (бинарное деление, почкова­ние, фрагментация нитей, цепочечных форм и шаровидных образований). Клетки разме­ром 0,1-1,2 мкм, грамотрицательны, но луч­ше окрашиваются по Романовскому-Гимзе; различают подвижные и неподвижные виды. Минимальной репродуцирующейся единицей является элементарное тельце (0,7-0,2 мкм) сферическое или овальное, позднее удли­няющееся вплоть до разветвленных нитей. Клеточная мембрана находится в жидкокрис-



таллическом состоянии; включает белки, мо­заично погруженные в два липидных слоя, основной компонент которых - холестерин. Размер генома наименьший среди прокариот (составляет 1/16 генома риккетсий); обладают минимальным набором органелл (нуклеоид, цитоплазматическая мембрана, рибосомы). Соотношение ГЦ-пар в ДНК у большинства видов низкое (25-30 мол.%), за исключением М. pneumoniae (39-40 мол.%). Теоретический минимум содержания ГЦ, необходимый для кодирования белков с нормальным набором аминокислот, равен 26 %, следовательно, ми-коплазмы находятся у этой грани. Простота организации, ограниченность генома опре­деляют ограниченность их биосинтетических возможностей.



Культуральные свойства. Хемоорганотрофы, у большинства видов метаболизм бродиль­ный; основной источник энергии - глюкоза или аргинин. Растут при температуре 22-41 "С (оптимум - 36-37 °С); оптимум рН - 6,8-7,4. Большинство видов - факультативные анаэ­робы; чрезвычайно требовательны к пита­тельным средам и условиям культивирования. Питательные среды должны содержать все предшественники, необходимые для синтеза макромолекул, обеспечивать микоплазмы ис­точниками энергии, холестерином, его про­изводными и жирными кислотами. Для этого используют экстракт говяжьего сердца и моз­га, дрожжевой экстракт, пептон, ДНК, НАД в качестве источника пуринов и пиримидинов, которые микоплазмы синтезировать не мо­гут. Дополнительно в среду вносятся: глюко­за - для видов, ферментирующих ее, мочеви­на - для уреаплазм и аргинин - для видов, не ферментирующих глюкозу. Источником фосфолипидов и стиролов служит сыворотка крови животных, для большинства микоп-лазм - сыворотка крови лошади.



Осмотическое давление среды должно быть в пределах 10-14 кгс/см 2 (оптимальное зна­чение - 7,6 кгс/см 2), что обеспечивается вве­дением ионов К + и Na + . Виды, ферментирую­щие глюкозу, лучше растут при более низких значениях рН (6,0-6,5). Требования к аэрации различны у различных видов, большинство видов лучше растет в атмосфере, состоящей из 95 % азота и 5 % углекислого газа.


Микоплазмы культивируют на жидких, полужидких и плотных питательных средах. Некоторые виды, например М. pneumoniae, можно культивировать на стекле или плас­тике в виде монослоя, как культуры клеток. Большинство видов размножается медлен­но, культивирование продолжается несколь­ко дней или даже недель (М. pneunoniae, M.genitalium). M. hominis достигает начала стационарной фазы роста только через 48- 72 ч, титр культуры составляет 10 7 -10 8 КОЕ/ мл, такой титр сохраняется в стационарной фазе роста в течение 5-7 суток культивиро­вания. Уреаплазмы имеют очень короткую стационарную фазу, их жизнеспособность резко падает уже через 24 ч, когда погибает приблизительно 90 % клеток, особенно в пло­хо забуференной среде. Бульонные культуры микоплазм слегка опалесцируют; уреаплазмы не вызывают помутнения среды даже при тит­ре 10 7 КОЕ/мл. В толще полужидкого агара микоплазмы и уреаплазмы образуют светлое облачко по ходу укола пипетки, заметное в проходящем свете. На плотных средах ми­коплазмы образуют характерные мелкие ко­лонии (0,1-0,3 мм) с приподнятым центром («яичница глазунья»), имеющие тенденцию врастать в среду и нежной, часто ажурной периферией; уреаплазмы образуют очень мел­кие колонии (0,01-0,03 мм в диаметре). Рост подавляется специфическими иммунными сыворотками.

Для культивирования пригодны куриные эмбрионы, которые погибают после 3-5 пас­сажей.

Биологические свойства микоплазм, вы­деленных от человека представлены в табл. 16.38.

Биохимическая активность. Низкая. Выделяют 2 группы микоплазм:

Разлагающие с образованием кислоты глюкозу, мальтозу, маннозу, фруктозу, крахмал и гликоген («истинные» микоплазмы);

Восстанавливающие соединения тетразо-лия, окисляющие глутамат и лактат, но не ферментирующие углеводы.

Все виды не гидролизуют мочевину и эс-кулин. Основные биохимические свойства патогенных микоплазм представлены в табл. 16.39.


* а. у. - аэробные условия.

** ан. у. - анаэробные условия.

Уреаплазмы инертны к сахарам, не восста­навливают диазакрасители, каталазаотрица-тельны; проявляют р-гемолитическую актив­ность к эритроцитам кролика и морской свин­ки; продуцируют гипоксантин. Уреаплазмы секретируют фосфолипазы А1, A2и С; протеа-зы, селективно действующие на молекулы IgA и уреазу. Отличительная особенность метабо-


лизма - способность продуцировать насы­щенные и ненасыщенные жирные кислоты.

Антигенная структура. Сложная, имеет ви­довые различия; основные АГ представлены фосфо- и гликолипидами, полисахаридами и белками; наиболее иммунногенны поверх­ностные АГ, включающие углеводы в составе сложных гликолипидных, липогликановых и гликопротеиновых комплексов. Антигенная структура может изменяться после многократ-


ных пассажей на бесклеточных питательных средах. Характерен выраженный антигенный полиморфизм с высокой частотой мутаций.

М. hominis в мембране содержит 9 интег­ральных гидрофобных белков, из которых лишь 2 более или менее постоянно присутс­твуют у всех штаммов.

У уреаплазм выделяют 16 сероваров, раз­деленных на 2 группы (А и В); основные антигенные детерминанты - поверхностные полипептиды.

Факторы патогенности. Разнообразны и мо­гут значительно варьировать; основные факто­ры - адгезины, токсины, ферменты агрессии и продукты метаболизма. Адгезины входят в состав поверхностных АГ и обуславливают ад­гезию на клетках хозяина, что имеет ведущее значение в развитии начальной фазы инфек­ционного процесса. Экзотоксины в настоящее время идентифицированы лишь у нескольких непатогенных для человека микоплазм, в част­ности у М. neurolyticum и М. gallisepticum; мише­ни для их действия - мембраны астроцитов. Предполагают наличие нейротоксина у неко­торых штаммов М. pneumoniae, так как часто инфекции дыхательных путей сопровождают поражения нервной системы. Эндотоксины выделены у многих патогенных микоплазм; их введение лабораторным животным вызывает пирогенный эффект, лейкопению, геморраги­ческие поражения, коллапс и отек легких. По своей структуре и некоторым свойствам они несколькоотличаютсяотЛПСграмотрицатель-ных бактерий. У некоторых видов встречаются гемолизины (наибольшей гемолитической ак­тивностью обладает М. pneumoniae); большая часть видов вызывает выраженный (3-гемолиз, обусловленный синтезом свободных кисло­родных радикалов. Предположительно микоп-лазмы не только сами синтезируют свободные кислородные радикалы, но и индуцируют их образование в клетках, что ведет к окислению мембранных липидов. Среди ферментов агрес­сии основными факторами патогенности явля­ются фосфолипаза А и аминопептидазы, гид-ролизующие фосфолипиды мембраны клетки. Многие микоплазмы синтезируют нейрами-нидазу, которая осуществляет взаимодействие с поверхностными структурами клетки, со­держащими сиаловые кислоты; кроме того,


активность фермента нарушает архитектонику клеточных мембран и межклеточные взаимо­действия. Среди прочих ферментов следует упомянуть протеазы, вызывающие дегрануля-цию клеток, в том числе и тучных, расщепле­ние молекул AT и незаменимых аминокислот, РНКазы, ДНКазы и тимидинкиназы, нару­шающие метаболизм нуклеиновых кислот в клетках организма. До 20 % общей ДНКазной активности сосредоточено в мембранах мико­плазм, что облегчает вмешательство фермента в метаболизм клетки. Некоторые микоплазмы (например, М. hominis) синтезируют эндопеп-тидазы, расщепляющие молекулы IgA на ин-тактные мономерные комплексы.

Устойчивость в окружающей среде. Низкая, особенно у «урогенитальных микоплазм». Микоплазмы и уреаплазмы чувствительны к фторхинолонам, макролидам, цефалоспори-нам, азалидам и тетрациклинам; 10 % уреаплазм резистентны к тетрациклинам и макролидам. Чувствительны к действию обычно применяе­мых антисептиков и дезинфектантов.

Эпидемиология. Микоплазмы широко рас­пространены в природе. В настоящее вре­мя известно около 100 видов, они имеют­ся у растений, моллюсков, насекомых, рыб, птиц, млекопитающих, некоторые входят в состав микробных ассоциаций организма человека. От человека выделяют 15 видов микоплазм; их перечень и Биологические свойства приведены в табл. 16.38. A. ladlawii и М. primatum редко выделяются от человека; 6 видов: М. pneunoniae, M. hominis, M. genitalium, М. fermentans (incognitis), M. penetrans и U. urealyticum обладают потенциальной па-тогенностью. М. pneumoniae колонизирует слизистую оболочку респираторного тракта; М. hominis, M. genitalium и U. urealyticum - «урогенитальные микоплазмы» - обитают в урогенитальном тракте.

Источник инфекции - больной человек. Механизм передачи - аэрогенный, основной путь передачи - воздушно-капельный; восприимчи­вость высокая. Наиболее восприимчивы дети и подростки в возрасте 5-15 лет. Заболеваемость в популяции не превышает 4 %, но в закрытых кол­лективах, например в войсковых соединениях, может достигать 45 %. Пик заболеваемости - ко­нец лета и первые осенние месяцы.


Источник инфекции - больной человек; уреаплазмы инфицируют 25-80 % лиц, ве­дущих активную половую жизнь и имеющих трех и более партнеров. Механизм переда­чи - контактный; основной путь переда­чи - половой, на основании чего заболевание включают в группу ЗППП; восприимчивость высокая. Основные группы риска - прости­тутки и гомосексуалисты; уреаплазмы значи­тельно чаще выявляют у больных гонореей, трихомониазом, кандидозом.

Клиника. Респираторный микоплазмоз может про­текать в форме ограниченной инфекции верхних дыха­тельных путей (назофарингит) либо по типу бронхита или пневмонии, а также различных внереспираторных проявлений, связанных с генерализацией инфекци­онного процесса, развитием аутоиммунных реакций и нарушением гемоциркуляции. М. pneumoniae - один из основных возбудителей легочных поражений, вы­зывает до 20 % всех пневмоний. Пневмонии проте­кают по типу интерстициальных и очаговых пора­жений; реже наблюдают сегментарные, долевые или


смешанные пневмонии. В тяжелых случаях разви­вается плеврит. Внереспираторные проявления: ге­молитическая анемия, неврологические расстройства (менингит, поражения периферического отдела ЦНС и черепно-мозговых нервов), осложнения со стороны сердечно-сосудистой системы (миокардиты) и опор­но-двигательного аппарата (реактивный артрит, спон-дилоартрит, ревматоидный артрит).

«Урогенитальные микоплазмы» вызывают ост­рые, но чаще хронические ГВЗ мочеполового трак­та. Доказана их роль в развитии негонококковых уретритов, спонтанных абортах, преждевременных родах, привычном невынашивании беременности, рождении детей с низкой массой тела и порока­ми развития, бесплодия мужчин и женщин. Вместе с тем микоплазмоносительство не всегда является показателем патологического процесса. Состояние иммунной системы, физиологическое состояние и гормональный фон человека, наличие других со­путствующих инфекций могут способствовать акти­вации репродукции «урогенитальных микоплазм» и развитию клинически выраженного патологического процесса.

Иммунитет. Развитие иммунного ответа не сопровождается формированием специфи­ческой резистентности; для респираторного и урогенитального микоплазмоза характерны случаи повторного заражения. Фагоцитоз не­завершенный, при отсутствии AT макрофаги не способны фагоцитировать микоплазмы, что обусловлено наличием микрокапсул, повер­хностных АГ, перекрестно реагирующих с АГ некоторых тканей организма человека (легкие, печень, головной мозг, поджелудочная железа, гладкая мускулатура и эритроциты).

В цитоплазме нейтрофилов возбудитель сохраняет свою жизнеспособность. Микоплазмы чувствитель­ны к компонентам комплемента, их дефицит или дефекты создают условия для персистенции возбуди­теля. Короткоживущие IgA определяют элиминацию возбудителя со слизистых оболочек; поликлональ-ная стимуляция лимфоцитов ведет к формирова­нию инфильтратов в легочной ткани, появлению перекрестно реагирующих AT и развитию ГЗТ. Для микоплазмоза характерно развитие аутоиммунных реакций. Инфекция М. fermentans сопровождается образованием AT к IgG (за счет связывания Fc-фраг-ментов), т. е. ревматоидного фактора, участвующего в повреждении клеток. Повреждение суставных тканей индуцируют AT, перекрестно реагирующие с АГ тка-


ней организма при повреждении целостности хряще­вой ткани и обнажении «скрытых» клеточных АГ.

Микробиологическая диагностика. При по­дозрении на респираторный микоплазмоз ис­следуют мазки из носоглотки, лаважную жид­кость, мокроту, бронхиальные смывы, а также мазки-отпечатки тканей органов мертворож­денных и абортированных плодов. При уроге-нитальных инфекциях исследуют срединную порцию утренней мочи, соскобы со слизистой уретры, сводов влагалища, цервикального ка­нала, материал, полученный при лапароско­пии, амниоцентезе, мазки-отпечатки тканей органов мертворожденных и абортированных плодов. При простатите исследуют секрет простаты, при мужском бесплодии - сперму. При заборе материала соблюдают те же пра­вила, как и при исследовании на хламидиоз.

Для лабораторной диагностики микоплаз-менных инфекций используют кулыпураль-ный, серологический и молекулярно-генетичес-кий методы (табл. 16.40):

При серодиагностике материалом для иссле­дования служат мазки-отпечатки тканей, со­скобы из уретры, цервикального канала и вла­галища, секрет простаты и сперма, в которых можно обнаружить АГ микоплазм в прямой и непрямой РИФ. Микоплазмы и уреаплазмы окрашиваются в ярко-зеленый цвет и выяв­ляются на поверхности анализируемых клеток в виде зеленых гранул, расположенных груп­пами или по одиночке, окрашенные зеленые гранулы могут располагаться в неклеточном пространстве. Цитоплазма клеток окрашива­ется в красно-бурый цвет. Результат считается положительным, если в препарате обнаружи­вают не менее 10 светящихся зеленых гранул, расположенных на мембране клеток.

АГ микоплазм могут быть обнаружены так­же в сыворотке крови больных. Для этого ис­пользуют реакцию агрегат-гемагглютинации (РАГА) и ИФА.

Особенность РАГА заключается в том, что для сенсибилизации эритроцитов используют агрегированные глютаровым альдегидом бел­ки иммунной сыворотки, при этом AT вводят­ся в состав трехмерных белковых комплексов, вследствие чего часть активных центров AT отдаляется от поверхности эритроцита и ста­новится более доступной для детерминант АГ.


Для серодиагностики респираторного ми-коплазмоза определяют специфические AT в парных сыворотках больного, диагностическое значение имеет сероконверсия в 4 раза и более. Определение AT при урогенитальных инфекци­ях имеет меньшее диагностическое значение, так как инфекция, как правило, имеет хроническое течение, а «урогенитальные микоплазмы» явля­ются слабыми антигенными раздражителями. Тем не менее и при урогенитальных микоплаз-мозах в ряде случаев проводят серодиагностику, AT определяют чаще всего в РПГА и ИФА.

Молекулярно-биологические методы диа­гностики включают гибридизацию на основе ДНК-зондов и ПЦР. Первый метод позволяет идентифицировать виды микоплазм при нали­чии 10 000-100 000 клеток на пробу. ПЦР поз­воляет выявить единичные клетки микоплазм.

Лечение. Антибиотиками. Направленная этиотропная химиотерапия обычно дает хоро­ший эффект, однако исчезновение клиничес­кой симптоматики часто не означает полную элиминацию возбудителя.

Профилактика. Специфическая профилак­тика отсутствует. Не специфическая профи­лактика направлена на ликвидацию источни­ка инфекции; на разрыв механизма и путей передачи; а также на повышение невоспри­имчивости коллектива к инфекции.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Уфимский государственный нефтяной технический университет"

Кафедра биохимии и технологии микробиологических производств

Курсовая работа

по дисциплине "Общая биология и микробиология"

Микоплазмы: представители, особенности строения и метаболизма, систематика

Выполнил ст. гр. БТБ-14-02 А.С. Кузнецова

Проверил преподаватель А.Н. Скорняков

Нормоконтроль Ф.А. Прищепов

Введение

2. Основные представители

4. Систематика

Заключение


Введение

Вопреки очень мелким размерам и очень хрупкой мембране, микроорганизмы эти успешно размножаются в человеческом организме. Микоплазмы могут присутствовать в грунте, на представителях флоры и даже в некоторых теплых подземных источниках, но полный жизненный цикл их может проходить исключительно в человеческих тканях (или тканях организма животного).

Заболевания человека, вызываемые микоплазмами, объединяют в группу микоплазмозов. Возбудители микоплазмоза - микоплазмы - являются самыми мелкими, свободно живущими прокариотами. В отличие от L-форм бактерий, отсутствие клеточной оболочки у микоплазм является необратимым состоянием.

1. Общие сведения о микоплазмах

Микоплазмы - микроорганизмы, занимающие промежуточное положение между бактериями, грибами и вирусами. Это самые мелкие из существующих в природе организмов отличающиеся от бактерий малыми размерами (150-450 нм) и отсутствием истинной клеточной оболочки, способных самостоятельно жить и размножаться (рисунок 1).

Рисунок 1 - Форма микоплазмов

Согласно современной классификации, они относятся к семейству Мycoplasmataceae. Представители группы микоплазм (класс Mollicutes) - самые мелкие прокариоты, способные самостоятельно размножаться. Т.к. протопласт снаружи ограничен только плазматической мембраной, клетки осмотически чрезвычайно лабильны.

У большинства микоплазм геном в 4 раза меньше, чем у Escherichia coli, таким образом, среди прокариот, способных к самостоятельной репродукции, они обладают самым малым геномом.

Порядок Mycoplasmatales выделили в отдельный класс бактерий, подчеркивая филогенетическое отличие микоплазм от всех остальных бактерий .

2. Основные представители

В человеческом теле может обнаруживаться до четырнадцати разновидностей микоплазм. При этом заболевания провоцируются лишь некоторыми из них:

Mycoplasma salivarium и Mycoplasma orale - это обычные для полости рта микроорганизмы, которые не в состоянии провоцировать заболевания.

Mycoplasma pneumoniae - это микроорганизм, вызывающий атипичную форму пневмонии, а также микоплазменный бронхит (легочный микоплазмоз) у пациентов любого возраста.

Mycoplasma hominis всегда присутствует в органах мочевыведения и воспроизводства. Есть данные о том, что эта разновидность возбудителя и вызывает урогенитальный микоплазмоз.

Mycoplasma fermentans, Mycoplasma genitalium, а также Mycoplasma penetrans также населяют многие слизистые оболочки человеческого организма. При этом нет данных об их патогенности .

Микоплазмы - мелкие бактерии, окруженные цитоплазмотической мембраной и не имеющие клеточной стенки, вместо которой они покрыты трехслойной мембраной. Благодаря этому микоплазмы могут менять форму и даже проходить через бактериальные фильтры.

Микоплазмы устойчивы к сульфаниламидам, пенициллину, стрептомицину, ингибиторам синтеза клеточной стенки, ингибиторам синтеза белка, ингибиторам синтеза нуклеиновых кислот, Бета-лактамам, но чувствительны к антибиотикам тетрациклинового ряда, макролидам и фторхинолонам.

Микоплазмы быстро погибают при кипячении, ультрафиолетовом облучении и воздействии дезинфицирующих средств. Разные виды являются либо строгими аэробами, либо облигатными анаэробами.

"Нетипичность" микоплазм подразумевает:

Отсутствие пептидогликана.

Фильтруемость.

Болезнь вызывают либо при ослаблении иммунной системы хозяина, либо при сочетании патогенных типов микоплазмы с другими патогенными микроорганизмами.

Передается от человека к человеку воздушно-капельным путем с капельками мокроты и слюны, выделяющимися больным во время кашля. Распространение микробов происходит при соприкосновении с вещами зараженных мокротой или слюной. Микоплазменная инфекция проявляется синуситом, фарингитом, бронхитом, пневмонией.

Если микоплазмоз поражает мочеполовую систему, то его относят к венерическому заболеванию, вызываемого микроорганизмами Mycoplasma hominis. Микоплазмы могут присутствовать в организме совершенно здоровых людей, не проявляя себя, но при определенных условиях могут способствовать развитию ряда заболеваний, таких как урегональный микоплазмоз.

До сих пор до конца не выяснено, каким способом Mycoplasma hominis прикрепляется к клеткам эпителия. Известно, что эта связь достаточно прочная, но полного прикрепления к клетке, как это бывает у многих вирусов, не происходит. Прочную связь с хозяином обеспечивают несколько факторов: сходство строения клеточной мембраны микоплазмы с мембранами организма-хозяина, отсутствие клеточной стенки и малые размеры микоплазм.

Кроме того, внедрение микоплазм в мембрану клеток организма-хозяина делает их более защищенными от воздействия иммунной системы хозяина. Культивируются на сывороточном агаре с добавлением ацетата таллия для подавления посторонней флоры. На плотной питательной среде микоплазмы образуют колонии, напоминающие яичницу - глазунью: непрозрачная центральная часть и погруженная в среду и просвечивающая переферия в виде круга.

2.2 Распространенность и способы борьбы

Микоплазмы способны расти на широком диапазоне сред: от простых минеральных, до сложных органических, часть - только в организме хозяина. Продукты обмена микоплазм (перекиси, нуклеазы, гемолизины) оказывают разрушающее воздействие на клетку хозяина.

К внешней среде микоплазмы неустойчивы - вне организма хозяина они быстро гибнут, поэтому заражение микоплазмами происходит, как правило, либо половым путем, либо при тесных бытовых контактах.

Бытовым путем заражение происходит через предметы личной гигиены (белье, купальники, полотенца, постель). Возможна вертикальная передача микоплазмоза - передача микоплазмоза во время родов. Таким путем чаще заражаются новорожденные девочки, что связано с особенностями их организма.

Еще один источник инфекции - человек с манифестным или бессимптомным течением микоплазмоза. Инфекция передается воздушно-капельным (при респираторном микоплазмозе), половым (при урогенитальном микоплазмозе) и вертикальным (от матери к плоду - чаще при урогенитальном микоплазмозе) путями.

Продолжительность скрытого периода заболевания от 3 дней до 5 недель, в среднем 15-19 дней.

Чаще микоплазменная инфекция встречаются в ассоциации с другими микроорганизмами, такими как трихомонады, гарднереллы, хламидии, грибы и вирус простого герпеса.

Благодаря тому, что микоплазмы отличаются маленькими размерами и тому, что они расположены внутри зараженных клеток, на них не действуют клетки иммунной системы и антитела.

Микробы очень подвижны, при разрушении одной клетки передвигаются к другим клеткам, заражая их. Они прочно крепятся к клеточным оболочкам, это позволяет инфекции при самом минимальном их количестве проникать в организм. Активное размножение микробов в выстилающей поверхности бронхов и трахей моментально прекращает функции клеток.

Микоплазмы, вызывают хроническое течение микоплазмоза, благодаря структурному сходству с некоторыми компонентами нормальных тканей организма человека. Ввиду сложности распознания этих микроорганизмов иммунной системой больного наблюдается длительное их выживание в зараженных тканях.

Лечение микоплазмоза мочеполовой системы осуществляет врач-венеролог. Выявление возбудителя возможно при помощи анализа посева на питательные среды. Установление вида микробов производится методом иммуноферментной диагностики (ПИФ) или методом полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Терапевтическое лечение микоплазмоза должно быть правильным, проходить только под наблюдением врача, потому, что любые воспалительные процессы чреваты сложными последствиями. Основной комплекс обязательно состоит из антибактериальных препаратов, назначаемых лечащим врачом каждому пациенту индивидуально. Ввиду того, что микоплазмы могут проявлять устойчивость к действию некоторых антибиотиков, самолечение недопустимо.

Нет никаких специальных мер, которые могли бы помочь избежать заражения микоплазмой. Главные способы предупреждения это:

интимные отношения только с одним лицом, у которого тоже нет иных партнеров, кроме Вас

применение презервативов, посещения гинеколога один раз в шесть месяцев

при обнаружении возбудителя немедленное лечение под присмотром доктора.

У растений микоплазмы являются возбудителями болезней этиолирования. Они преимущественно локализуются во флоэме и в связи с их внешним сходством со спириллами объединены в род Spiroplasma. Spiroplasma была обнаружена также у пчел и кузнечиков. Можно думать, что насекомые служат не только переносчиками, но и хозяевами видов Spiroplasma.

Факторы, определяющие зависимость микоплазм от клетки-хозяина:

Потребность в готовых стеролах.

Неспособность синтезировать АТФ.

Отсутствие рибосом.

Неспособность синтезировать ДНК.

3. Особенности строения и метаболизма

Микоплазмы не способны к биосинтезу жирных кислот, аминокислот, пуринов и пиримидинов. Нет четких представлений о способах получения энергии в клетках микоплазм.

Все исследованные микоплазмы имеют "усеченные" дыхательные пути. У них отсутствуют полный цикл трикарбоновых кислот, хиноны и цитохромы. Это означает, что цепь метаболических реакций, в процессе которых электроны передаются от субстрата к кислороду и происходит превращение энергии в АТФ обрывается на флавинах. Между тем значительное увеличение потенциала происходит именно на стадиях, связанных с цитохромами.

Поэтому в отличие от организмов с полной дыхательной цепью энергетический потенциал микоплазм теоретически должен быть намного меньше.

Действительно, экспериментально было показано, что процент АТФ среди аденилатов в клетках исследованных представителей родов Acholeplasma и Mycoplasma составляет всего 45-63.

Таким образом, в экспоненциальной фазе роста клетки микоплазм испытывают значительную энергетическую недостаточность.

Вероятно, этот дефицит может компенсироваться наличием других ферментов, главным образом нуклеаз, протеаз и транспортных систем, с помощью которых микоплазмы способны извлекать необходимые соединения из клеток высших эукариот .

Микоплазмы обладают достаточно выраженной ферментативной активностью.

Способность расщеплять определенные соединения используется в целях дифференциации микоплазм. Основное соединение, которое используют микоплазмы для получения энергии, - аргинин или глюкоза, отдельные виды обладают способностью расщеплять оба соединения.

Микоплазмы различают и по некоторым другим признакам (рисунок 2).

Рисунок 2 - Дифференциальные признаки рода Mycoplasma.

Микоплазмы - хемоорганотрофы. Метаболизм у большинства изученных видов бродильный. Большинство видов - факультативные анаэробы.

Бактериальные формы, морфологически (формально) сходные с микоплазмами это: плазмиды, споры, L-формы, протопласты, сферопласты.

Растут микоплазмы на искусственных питательных средах, но нуждаются в холестерине, жирных кислотах с длинной цепью и некоторых других соединениях, потребность в которых удовлетворяется добавлением в питательную среду сыворотки млекопитающих. Микоплазмы растут также на жидких и полутвердых (1-1,3% агара) средах.

На агаризированных средах образуются характерные колонии, врастающие центральной частью в питательную среду. Вид колоний напоминает яичницу - глазунью. Оптимальное значение pH питательных сред для большинства видов 7 - 7,5, для Ureaplasma urealyticum - 6,5, что является отличительным признаком этого рода микоплазм.

Размножение микоплазм происходит путем развития в нитях маленьких кокковидных структур (элементарных телец) с их последующим освобождением после разрушения нитей, а также бинарным делением, процессом схожим с почкованием, фрагментацией крупных тел и нитей.

Отсутствие клеточной стенки повлекло за собой ряд морфологических, культуральных, цитологических особенностей присущих этим микроорганизмам. Для них характерен ярко выраженный полиморфизм. В культуре одного вида можно одновременно обнаружить крупные шаровидные тела, мелкие зерна, клетки эллипсовидной, дискообразной, палочковидной и нитевидной формы. Последние могут ветвиться, образуя структуры, подобные мицелиальным (рисунок 3).

Рисунок 3 - Строение микоплазмы

По объему генетической информации, содержащейся в геноме, микоплазмы занимают промежуточное положение между Escherichia coli и T-фагами.

Энергетический метаболизм ферментативного или окислительного типа. Использование глюкозы происходит по гликолитическому пути.

У микоплазм, осуществляющих полное окисление энергетического субстрата, обнаружен функционирующий ЦТК и цепь переносчиков электронов.

Микоплазмы в своем составе и особенностях отражают:

Генетическое родство микоплазм с грибами.

Генетическую близость микоплазм к актиномицетам.

Генетическое родство микоплазм с микобактериями.

Один из морфологических признаков микоплазм.

Образование при росте плесневидной пленки.

Взаимодействие микоплазм с иммунной системой может приводить к развитию глубоких патологических процессов в организме. Микоплазмы обладают способностью иммуномодуляции и могут как стимулировать, так и супрессировать реакции иммунной системы.

4. Систематика

4.1 Таксономия: общие сведения

Исходные принципы классификации микоплазм были сформулированы в работах Эдварда и Фройнда. Позднее классификация изменялась в связи с описанием новых видов и установлением их связей с таксонами класса Mollicutes.

Микоплазмы относят к отделу Tenericutes царства Prоkаrуоtа. Отдел Tenericutes представлен одним классом Mollicutes.

К классу Mollicutes ("мягкокожие") относятся микоплазмы. В классе Mollicutes имеется три порядка - Mycoplasmatales, Acholeplasmatales и Anaeroplasmatales. В порядке Mycoplasmatales имеются семейства - Mycoplasmataceae, Entomoplasmataceae и Spiroplasmataceae. Медицинское значение имеет только семейство Mycoplasmataceae, содержащее два рода - род Mycoplasma и род Ureaplasma. Вообще род Mycoplasma включает около 100 видов, а в роду Ureaplasma насчитывается только 3 вида.

Долгое время микоплазмы классифицировали по этиологическому принципу, основываясь на их взаимоотношениях с организмом хозяина, что отражено в латинских названиях многих микоплазм: Мycoplasma hyorhinis и Мycoplasma hyopneumoniae вызывают риниты и пневмонии у свиней; Мycoplasma bovis и Мycoplasma hominis обнаружены исходно у крупного рогатого скота и у человека соответственно.

#"center">4.2 Таксономия: филогенетический подход

В идеальном случае систематика должна быть основана на данных филогении, отражающей особенности эволюции организмов и видообразования. Построение новых филогенетических древ стало возможным благодаря развитию молекулярной биологии.

Начиная с 80-х годов для решения вопросов филогении и таксономии микроорганизмов применяются молекулярно-генетические методы: ДНК - гибридизация, электрофоретический анализ (рестрикционные спектры ДНК) и полимеразная цепная реакция (ПЦР).

В результате анализа нуклеотидных последовательностей геномов микоплазм было обнаружено, что для всех представителей класса Mollicutes характерны генетическая гетерогенность и выраженная нестабильность генома. Гены рРНК являются единственными участками протяженной гомологии геномов некоторых видов микоплазм, принадлежащих к одному роду. В систематике микроорганизмов принято, что вид у бактерий может объединять штаммы, имеющие не менее 70 % гомологии по ДНК. Сравнительный анализ полных геномных последовательностей бактериальных штаммов несомненно будет более информативным для классификации микроорганизмов, в том числе для разделения таксонов, чем простое (и не очень точное) определение процента гомологии ДНК по результатам гибридизационного анализа.

Заключение

Микоплазмы отнесены к условно-патогенным микроорганизмам, которые вызывают главным образом латентные инфекции. Для этих инфекций характерно хроническое течение, причем исчезновение симптомов инфекции не означает элиминации микоплазм из организма. Следствием перенесенной микоплазменной инфекции часто является длительная (а иногда и пожизненная) персистенция микоплазм в организме.

Микоплазменные инфекции могут быть индикатором дистресса организма, возникающего в связи с массированным воздействием биотических и абиотических стрессоров в условиях антропогенных перегрузок. Широкое распространение микоплазм в природе свидетельствует в пользу того, что в эволюционном плане они являются весьма преуспевающими микроорганизмами. Кроме того, микоплазмы эволюционируют сравнительно быстро. Не исключено, что процессы видообразования у микоплазм могут происходить в очень короткие временные отрезки, не привычные для представления об эволюционных темпах изменчивости и видообразования. Предполагают, что эволюция микоплазм ориентирована на эндосимбиоз. Косвенным свидетельством этому может служить обнаруженный нами в системе факт специфической индукции микоплазмами геномных перестроек в коротком плече 6-й хромосомы человека.

Из-за высокой скорости собственной эволюции микоплазмы могут быть немаловажным фактором эволюции биосферы. Персистенция микоплазм может приводить к заметным сдвигам в генетической структуре популяции организмов, поскольку генетически опосредованные восприимчивость и чувствительность к микоплазменным инфекциям оборачиваются серьезными патологиями организма и, как правило, нарушают его репродуктивные функции.

Список использованных источников

1.Воробьев, А.А. Микробиология / А.А. Воробьев, А.С. Быков - М.: Медицина, 2003. - 340с.

2.Гусев, М.В. Микробиология / М.В. Гусев, Л.А. Минеева. - 4-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2003. - 464с.

.Мишустин, Е.Н. Микробиология / Е.Н. Мишустин, В.Т. Емцев - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1987. - 368с.

.Тимаков, В.Д. Микробиология / В.Д. Тимаков, В.С. Левашев, Л.Б. Борисов - М: Медицина, 1983. - 512с., ил.

.Шлегель, Г. Общая микробиологоия / Г. Шлегель: Пер. с нем. - М.: Мир, 1987. - 567с., ил.