МОСКВА «АГРОПРОМИЗДАТ» 1987 2 страница

В настоящее время для классификации микроорганизмов используют комплекс признаков: фенотипические (морфология, культурально-физиологические и другие свойства) и гено- типические (структура ДНК, гибридизация ДНК для установления гомологии). Эти методы геносистематики позволяют определять микроорганизмы не по сходству их признаков, а по родству.

В практической работе, чтобы определить, к какому виду относится изучаемый микроб, надо установить его основные свойства: морфологию, рост на питательных средах, биохимические свойства, отношение к различным краскам, антигенные свойства, патогенность для животных и др. Затем по этим признакам проводят идентификацию и дифференциацию (сопоставление с другими микробами) и по определителю находят место микроба в классификационной таблице.

1а

Для обозначения видов принята двойная (бинарная) но- s менклатура — название каждого микроба состоит из двух

ч слов. Первое слово обозначает род, оно пишется с прописной

буквы, второе — обозначает вид и пишется со строчной буквы. Например, возбудитель сибирской язвы — Bacillus anthracis, возбудитель мыта — Streptococcus equi.

Классификация бактерий. Бактерии — мельчайшие представители растительного мира. Они объединены в царство прокариотов, которое включает отделы, разделенные на классы, порядки, семейства, роды, виды. Последние являются основной таксономической единицей. Культуру бактерий с отклонениями от типичных свойств вида называют подвидом. При отличии по каким-то отдельным свойствам культуру считают вариантом, например по антигенным свойствам — серовар (серологический вариант). Бактерий разделяют на три класса.

В классе шизофицет нет бактерий, патогенных для животных. В классе шизомицет имеются патогенные для животных бактерии: возбудители мелиои- доза, вибриоза, болезни укуса крыс, бруцеллеза, туберкулеза, лептоспироза людей и животных и др. В отдельные семейства выделены возбудители риккетсиозов и хламидиозов людей и животных. В классе молликутов имеются возбудители микоплазмозов животных — контагиозной плевропневмонии крупного рогатого скота, агалактии овец и коз, серозитов и артритов у свиней.

Классификация вирусов. В основу классификации вирусов положены следующие признаки: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК); процентное содержание ее в вирионе; число нитей в ней; относительная молекулярная масса, а также особенности строения вирусов, репродукции и другие данные (круг хозяев, патогенность, способ передачи). Вирусы подразделяют в настоящее время на вирусы, содержащие дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), и вирусы, содержащие рибонуклеиновую кислоту (РНК). Перечислим только те семейства, в состав которых входят возбудители болезней животных.

К ДНК-содержащим вирусам относят поксвирусы (возбудители оспы животных, миксоматоза кроликов, эктимы овец); аденовирусы (возбудители аденовирусных болезней животных); паповавирусы (вирусы бородавок крупного рогатого скота и собак); герпесвирусы (возбудители болезни Ауески, рино- пневмонии лошадей, болезни Марека, инфекционного ринотрахеита крупного рогатого скота); иридовирусы (африканская чума свиней); парвовирусы (пар- вовирусные инфекции свиней, кошек, крупного рогатого скота, алеутская болезнь норок, гепатит гусей, панлейкопения кошек и др.).

К РНК-содержащим вирусам принадлежат: ортомиксовирусы (возбудители гриппа животных); парамиксовирусы (возбудители парагриппа крупного рогатого скота, чумы плотоядных, чумы крупного рогатого скота, ньюкаслской болезни); ретровирусы (возбудители лейкоза птиц); буньявирусы (возбудители болезни Акабане, лихорадки долины Рифт, болезни Найроби); тогавирусы (возбудители энцефаломиелитов лошадей: восточного, западного и венесуэльского, артериита лошадей, классической чумы свиней, вирусной диареи крупного рогатого скота); коронавирусы (возбудители инфекционного бронхита птиц, трансмиссивного гастроэнтерита свиней); реовирусы (возбудители инфекционной катаральной лихорадки овец, африканской чумы лошадей); пи- корнавирусы (возбудители ящура, энтеровирусных инфекций животных, возбудители везикулярной болезни свиней, болезни Тешена); рабдовирусы (возбудители везикулярного стоматита, бешенства, эфемерной лихорадки крупного рога ого скота); калицивирусы (везикулярная экзантема свиней).

Ряд вирусов пока еще не' классифицирован.

В повседневной практике выделенные вирусы определеяют по размеру (фильтрацией через фильтры с определенными размерами пор), по чувствительности к эфиру или дезоксихолату, к определенным показателям pH и некоторым химическим веществам, позволяющим установить тип нуклеиновой кислоты.

Классификация грибов. Грибы относятся к растительным организмам, не имеющим хлорофилла. В настоящее время насчитывают более 100 тыс. видов грибов, объединенных в 20 классов. Классы разделяются на подклассы, порядки, семейства, роды и виды. Болезни животных вызывают грибы, относящиеся к классам фикомицетов, аскомицетов (сумчатых), бази- диомицетов и несовершеннных грибов.

Морфология и строение бактерий. Бактерии (греч. bacteria— палочка)—большая группа преимущественно одноклеточных микроорганизмов, имеющих клеточную стенку. Содержат ДНК и РНК, имеют неоформленное ядро без оболочки, лишены хлорофилла, размножаются простым делением.

Спорообразующие аэробные бактерии называют бациллами (например, возбудители сибирской язвы), а анаэробные— клостридиями (например, возбудитель брадзота, столбняка). Величина бактерий колеблется от 0,1 до 20 мкм. Гигантские серобактерии достигают длины до 1 мм. Форма и размеры бактерий в зависимости от внешних условий могут изменяться. Но при определенных стабильных условиях бактерии постоянно сохраняют присущую данному виду морфологию, выработанную в процессе эволюции. Различают четыре основные формы бактерий (рис. 1): шаровидные (кокки), палочковидные (бактерии, бациллы и клостридии), извитые спиралевидные (вибрионы, спириллы), нитевидные (хламидобактерии).

Кокки чаще всего имеют форму шара. По взаиморасположению, которое зависит от характера деления, кокки можно разделить на следующие группы: 1) микрококки — характеризуются одиночным и беспорядочным расположением клеток; 2) диплококки — парные кокки, образовавшиеся в результате деления клеток в одной плоскости; 3) стрептококки — цепочки кокков, которые образуются в результате последовательного деления клеток в одной определенной плоскости; 4) тетракок- ки — кокки, располагающиеся по четыре клетки. Возникает эта форма в результате деления клетки в двух взаимно перпендикулярных направлениях; 5) сарцины — пакеты кокков в несколько рядов объединяющие 8 и более клеток. Образуются в

Рис. 1. Основные формы бактерий:

1 — стафилококки; 2 и 3 — диплококки; 4 — стрептококки; 5 — тетракокки; 6 — сарцины; 7, 8 и 9 — различные виды палочек; 10 — вибрионы; И — спириллы; 12 — спирохеты.

результате деления клеток в трех взаимно перпендикулярных направлениях; 6) стафилококки — скопления кокков, напоминающие виноградные грозди. Такое расположение клеток возникает в результате деления их в различных плоскостях.

Палочковидные (цилиндрические) бактерии, бациллы и клостридии бывают короткие, длинные, с закругленными, обрубленными или заостренными концами. Мелкие бактерии иногда именуют коккобактериями, потому что их трудно отличить от кокков. По расположению различают дип- лобациллы — парные палочки, стрептобактерии — цепочки палочек и палочки, расположенные бессистемно. У некоторых бактерий обнаруживают боковые выросты или булавовидные утолщения на концах клеток.

Извитые спиралевидные бактерии объединяют вибрионы, изогнутость тел которых не превышает одной четверти оборота, спириллы и спирохеты с изгибами из одного или нескольких оборотов.

Нитевидные — серобактерии, железобактерии — обитатели водоемов. Патогенных для животных в их числе нет.

Строение бактерий. Бактерии состоят из трех основных частей: оболочки, цитоплазмы, нуклеоида (ядра) и других структур (рис. 2). Несмотря на кажущуюся простоту строения, бактерия представляет собой сложное живое существо.

Оболочка бактерий — тонкая пленка, в которой заключено содержимое бактериальной клетки. Она придает бактериям определенную форму, через нее проходят различные вещества, необходимые для жизнедеятельности клетки, защищает бактерию от воздействия вредных факторов внешней среды. Оболочка состоит из клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. У некоторых видов бактерий имеется капсула.

Рис. 2. Бактериальная клетка (схема): / — слизистый слой; 2 — оболочка (клеточная стенка); 3— ядерная субстанция бактерий (ядро) в начальной стадии деления; 4 — цнтоплазматическач мембрана; 5 — начало образования поперечных перегородок; 6 — эписомы; 7 — жгутик; 8 — включения; 9 — частицы рибонуклеиновой кислоты; 10 — периферические тельца (мезосомы); // — спора.

Клеточная стенка бактерий состоит из трех слоев — наружного (липопротеидного), среднего (липополиса- харидного) и внутреннего (ригидного, состоящего из мукополи- меров). Она проницаема для солей, содержит ферменты. К ее внутренней поверхности прилегает цито- плазматическая мембрана, состоящая из липидного и протеинового слоев. Она также содержит активные ферментные системы и

выполняет роль осмотического барьера. Действием лизоцима можно растворить клеточную стенку некоторых бактерий. Бактерии, лишенные клеточной стенки, называют протопластами. К ним относят Л-формы бактерий, представляющие собой своеобразное проявление изменчивости бактерий.

Капсула — слизистый слой вокруг клеточной стенки у некоторых видов бактерий (рис. 3). В состав капсульно- го вещества входят полисахариды, глюкопротеины или полипептиды, у некоторых видов бактерий — протеины. Образование капсул является защитным процессом, предохраняющих бактерию от фагоцитоза и действия антител. Капсула представляет собой фактор вирулентности некоторых бактерий. Наличие капсулы — видовой признак определенных бактерий, что используется в бактериологической диагностике. Для образования капсул требуются определенные условия. Например, возбудитель сибирской язвы на обычных питательных средах капсулы ке образует—образование ее происходит только в животном организме или на сывороточных средах. У некоторых сапрофитных бактерий образуется общая капсула для целого скопления клеток (зооглеи). Для обнаружения капсул применяют специальные методы окраски.

Цитоплазма бактерий — внутреннее содержимое клетки — это коллоидная система из воды, белков, нуклеиновых кислот и других веществ. В ней происходят сложные процессы обмена. Цитоплазма содержит мелкие зерна, представляющие собой рибонуклеопротеиды. Эти зерна называют рибосомами. Их функция состоит в синтезе белка. В цитоплазме, кроме нук- леоида, имеются цитоплазматические генетические внехромо- сомные структуры в виде молекул ДНК, их называют плазми- дами (см. «Изменчивость микроорганизмов»), В цитоплазме находятся также различные включения: гранулы волютина, ли- попротеиновые тельца, гликоген, гранулеза, пигментные скопления, сера, кальций. Эти вещества являются резервом питательных веществ клетки или конечными продуктами ее обмена. Цитоплазма содержит вакуоли, число их увеличивается по мере старения клетки. В цитоплазме обнаружены и особые мембранные системы, или мезосомы (рис. 4), чаще в форме завитков. Считают, что они участвуют в обменных процессах и делении клеток.

Рис. 3. Капсула у пневмококка.

Цитоплазма различных бактерий имеет разный химический ссетав, что приводит к определенной окраске при использовании
специальных методов. Например, существуют две группы бактерий: одни окрашиваются по Гра- му положительно, другие — отрицательно. Это свойство имеет большое дифференциально-диагностическое значение.

Нуклеоид представляет собой плотный хроматиновый тяж, расположенный в центральной части бактериальной клетки. Состоит он из клубка двойных нитей ДНК, не отделен от цитоплазмы какой-либо мембраной.

•1 Ч -

Ш'- г.да- Ь" ш<

Рис. 4. Мезосомы у листерий: 1 — клеточная стенка; 2 — цитоплазма тическая мембрана; 3 — мезосома.

Жгутики — цитоплазмати- ческие образования в виде тонких и длинных нитей (рис. 5), состоят из белковых веществ типа флагелина, являются двигательным аппаратом бактерий. Обнаружить их удается с помощью особых методов окраски, а также при электронно-микроскопическом исследовании. По расположению жгутиков и числу бактерий подвижных видов их делят: на монотрихи — бактерии с одним жгутиком на конце; амфитрихи — с двумя полярно расположенными жгутиками; лофотрихи — бактерии, которые имеют пучок жгутиков на одном конце клетки; перитрихи — бактерии, у которых жгутики располагаются по всей поверхности клетки. Характер движения бактерий зависит от числа жгутиков, возраста культуры, температуры, инкубирования, наличия химических веществ и других факторов. Наиболее подвижны моно- и лофотрихи,

Рис. 5. Жгутики бактерий: I — монотрихи; 2 — амфитрихи; 3 — лофотрихи; 4 — перитрихи.

Рис. 6. Бацилла со спорой (увелич. 41 000).

они обладают прямолинейным движением. Перитрихи двигаются беспорядочно.

Подвижность бактерий устанавливают специальными методами, чаще с помощью «висячей» или «раздавленной» капли. Это свойство используют в лабораторной практике для дифференциации бактерий. Примером может служить дифференциация сходных по культурально-морфологическим признакам возбудителей рожи свиней (неподвижная бактерия) и листериоза (подвижная бактерия). Кроме активной подвижности, микробы обладают способностью к молекулярному (пассивному), или броуновскому движению. Это важно учитывать при оценке степени подвижности бактерий.

У бактерий отдельных видов имеются бахромки (пили, реснички, ворсинки), покрывающие тело клетки. Они короче и тоньше жгутиков.

Бациллы и клостридии способны образовывать споры, которые представляют собой одну из стадий развития определенных микробов, выработанную в процессе эволюции в борьбе за сохранение вида. Споры образуют возбудители сибирской язвы, столбняка, ботулизма и др.

Спорообразование начинается с появления в клетке споро- генной зоны, затем образуются проспора и зрелая спора (рис. 6). В ходе этого процесса уплотняется цитоплазма, концентрируется ядерная субстанция и формируется плотная трехслойная оболочка. Спорообразование чаще всего происходит при отсутствии питательных веществ, воздействии неблагоприятных факторов, старении культуры, а также при определенной температуре и степени аэрации. Так, возбудитель сибирской язвы образует споры при доступе кислорода, а возбудитель столбняка — в его отсутствие. Споры устойчивы к воздействию внешних факторов, длительно сохраняются в неблагоприятных условиях, выдерживают кипячение и действие высоких концентраций дезинфицирующих веществ. При попадании в благоприятные условия происходит прорастание спор в вегетативные формы. В микробной клетке споры могут располагаться центрально, ближе к концу и на конце клетки. У некоторых микробов диаметр спор превышает поперечник бактериальной клетки.

Морфология и строение актиномицетов (лучистых грибов). Клетки актиномицетов — это тонкие ветвящиеся нити — гифы. Перегородок в них нет, и поэтому всё разветвление является как бы одной клеткой. Размножение происходит при помощи воздушных спор, формирующихся на ветках мицелия, или путем фрагментации — распада цитоплазмы на отдельные клетки. Гифы актиномицетов имеют оболочку, в цитоплазме обнаруживают вакуоли и различные включения. Ядерная субстанция диффузно распределена в цитоплазме. Таким образом, по своей морфологии, отсутствию сформированного ядра, свойствам цитоплазмы и оболочки, отношению к краскам и питательным веществам актиномицеты сходны с бактериями, а по способу размножения (образование спор и их прорастание) сходны с низшими грибами. В настоящее время их принято относить к бактериям, а не к грибам (цв. табл. I).

Актиномицеты широко распространены в природе, большинство из них являются сапрофитами, гнилостными микроорганизмами. Из патогенных актиномицетов необходимо отметить возбудителей актиномикоза человека и животных. В пораженных тканях мицелий гриба образует плотные зерна (друзы) из переплетенных нитей. Огромное значение имеют виды актиномицетов, являющиеся продуцентами антибиотиков (стрептомицина, хлортетрациклина, окситетрациклина, неомицина, нистатина и др.). Особого внимания заслуживают микробы из рода Mycobacterium. Мицелий у них не образуется, клетки палочковидные, ветвящиеся. К микобактериям относят возбудителей туберкулеза и др.

Морфология и строение спирохет. Спирохеты — самостоятельная группа микроорганизмов, имеющая свои характерные свойства, а также признаки, общие с бактериями и простейшими. Они имеют штопорообразную извитую форму. Тело их состоит из осевой нити и цитоплазмы. Оформленного ядра, спор, капсул и жгутиков не обнаружено. Вместо оболочки имеется очень тонкий эктоплазматический слой — перипласт. Спирохеты активно подвижны благодаря сокращениям тела клетки. К спирохетам принадлежат лептоспиры — возбудители лепто- спироза животных. Они имеют цилиндрическую форму, большое количество завитков.

Морфология и строение микоплазм. Микоплазмы — самые мелкие из бактерий, размер их от 100 до 700 нм. Спор они не образуют, подвижностью не обладают. Растут на сложных питательных средах. Колонии врастают в твердые среды и имеют характерный вид «глазуньи». В связи с отсутствием истинной клеточной стенки (есть только трехслойная мембрана) микоплазмы отличаются выраженным полиморфизмом — отмечают шаровидную, зернистую, нитевидную, кольцевидную формы. Способность микоплазм проходить через бактериальные фильтры и вместе с тем расти на средах, не содержащих клеток живых тканей, позволяет рассматривать их в качестве микроорганизмов, занимающих промежуточное положение между бактериями и вирусами.

В настоящее время выделено более 50 представителей ми- коплазм, имеются непатогенные и патогенные для животных виды. К последним принадлежат возбудители контагиозной плевропневмонии крупного рогатого скота, агалактии овец и коз, контагиозной плевропневмонии овец и коз, респираторного микоплазмоза птиц. Кроме того, микоплазмы контаминируют куриные эмбрионы и клеточные культуры, что затрудняет выращивание вирусов.

Морфология и строение риккетсий. Риккетсии — своеобразная группа микроорганизмов, занимающая промежуточное положение между бактериями и вирусами. С бактериями они сходны по морфологии, окраске, некоторым структурным компонентам и антигенным свойствам. Риккетсии относятся к об- лигатным паразитам. Они живут и размножаются только в животных клетках. Это свойство сближает их с вирусами. Риккетсии — полиморфные микроорганизмы, имеющие кокковидную, палочковидную или нитевидную форму. Спор и капсул не образуют, не обладают подвижностью. У риккетсий обнаружены внутренняя и наружная оболочки, цитоплазма с гранулами типа рибосом и вакуолеобразными структурами. Размножение риккетсий происходит путем деления кокковидных и палочковидных форм, а также путем дробления нитевидных форм. К патогенным для животных риккетсиям относят возбудителей Ку-лихорадки, гидроперикардита крупного рогатого скота (коудриоза).

К риккетсиям, как уже указывалось выше, относят и семейство хламидлй. Это очень мелкие микроорганизмы (0,30—0,45 мкм). Среди них есть виды, патогенные для животных,—возбудители орнитоза (пситтакоза), хламидиозного аборта овец и коз.

Морфология вирусов описана в разделе «Основы общей вирусологии».

Морфология и строение грибов. Грибы представляют собой большую труппу растительных организмов, которые размножаются спорами, имеют вегетативное тело в виде мицелия и не содержат хлорофилла. Интерес для ветеринарной микробиологии представляют плесени, дрожжи и несовершенные грибы.

Плесени (гифомицеты) образуют длинные гифы, формирующие грибницу (мицелий). Каждая гифа имеет оболочку, цитоплазму и ядро. В цитоплазме находят включения, зерна и вакуоли. Широко распространены в природе мукоровые грибы, или головчатая песень (рис. 7—Л). Они имеют ветвящийся одноклеточный мицелий, развиваются в сырых местах.

Плесень пенициллиум, или кистевидная плесень (рис. 7—Б), также широко распространена в природе, ее обнаруживают в

Рис. 7. Плесневые грибы:

А — мукоровая плесень; Б — зеленая плесень кистевик; В — леечная плесень.

почве, на грубых кормах, в молочных продуктах. Представители этого рода являются продуцентами пенициллина. Аспергилл, или леечная плесень (рис. 7—В), имеет многоклеточный мицелий. Эту плесень часто обнаруживают на сене. Один из видов аспергилл вызывает аспергиллез животных. В то же время некоторые аспергиллы являются продуцентами антибиотиков (фумигалин, аспергиллин). Фузариум — плесень, у которой мицелий бывает окрашен в различный цвет. Этот вид плесени поражает перезимовавшие в поле злаковые растения и делает их ядовитыми для человека и животных («пьяный хлеб»). Молочная плесень появляется на поверхности молочных продуктов. Один из видов этой плесени вызывает молочницу — заболевание молодняка сельскохозяйственных животных, в том числе птиц.

Дрожжи относятся к классу сумчатых грибов — аскоми- цетов. Они представляют собой одноклеточные организмы округлой, овальной или удлиненной формы с двуконтурной оболочкой и ядром. Размножаются почкованием или спорообразованием. Большое значение имеют расы дрожжей, используемые в качестве возбудителей спиртового брожения, для приготовления кефира. Есть среди дрожжей и патогенные для животных, например криптококк — возбудитель эпизоотического лимфангита лошадей.

Несовершенные грибы — большая группа грибов, имеющих многоклеточный мицелий, размножаются спорами, бесполым путем. Клетки этих грибов имеют оболочку, цитоплазму, ядро, включения. К несовершенным грибам относят возбудителей дерматомикозов животных — трихофитии, микроспории, парши (фавуса).

Контрольные вопросы. 1. Назовите основные группы микроорганизмов. 2. На каких принципах основана классификация микроорганизмов? 3. Назовите основные формы бактерий, 4 Из каких структур состоит бактерия?

ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Использование новейших методов биохимии, биофизики и электронной микроскопии позволило установить сложность организации микроорганизмов. Физиологические, обменные процессы тесно связаны с химическим составом микробной клетки. В ее состав входят химические элементы — органогены: азот, углерод, кислород, водород. Из этих элементов и их соединений микроорганизмы синтезируют белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты, витамины и др.

Основной составной частью бактериальной клетки является вода (до 75—85 %). Она может быть в свободном или связанном виде. В состав клетки входят также минеральные вещества, в том числе неорганической природы (фосфор, сера, натрий, магний, калий, кальций, железо, хлор и др.), а также микроэлементы (молибден, кобальт, бор, марганец, цинк, медь и др.). Из органических веществ в бактериальной клетке содержатся белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, ферменты и другие соединения.

Белки — это жизненно важные вещества бактериальной "клетки. В ней имеются простые белки — протеины и сложные белки — протеиды — соединение протеинов с небелковыми группами: с нуклеиновой кислотой (нуклеопротеиды), полисахаридами (глюкопротеиды), жироподобными веществами (ли- попротеиды). К белкам принадлежат и ферменты (энзимы). Нуклеиновые кислоты представлены РНК, которая содержится в цитоплазме бактерий, и ДНК, находящейся в основном в ядре клетки. РНК играет роль в синтезе белка, ДНК отвечает за наследственные функции.

Углеводы содержатся в виде полисахаридного комплекса в соединении с белками и липидами как правило в оболочках клеток и слизистом слое. Полисахаридные фракции обеспечивают специфичность микроорганизмов, что имеет большое значение для диагностики. В жйзни бактериальной клетки определенное место занимают также липиды (жирные кислоты, нейтральные жиры, фосфолипиды и др.), являющиеся физиологически активными веществами. Следует отметить, что химический состав микробной клетки зависит от состава питательной среды, характера обмена и внешних условий.

Химический состав актиномицетов и спирохет в основном сходен с бактериями, имеются различия лишь количественного характера. Риккетсии содержат простые и сложные белки, углеводы, липиды, ферменты, а также аналогично бактериям две нуклеиновые клетки — ДНК и РНК.

Питание (обмен веществ) микробов. Как и любой живой организм, микроорганизмы постоянно осуществляют обмен веществ с внешней средой. Для своего питания и размножения они извлекают, из внешней среды питательные материалы, синтезируют составные части микробной клетки и получают за счет превращения веществ необходимую энергию для своей жизнедеятельности.

Поступление питательных веществ в клетку осуществляется через ее оболочку; ненужные микроорганизму продукты обмена также через оболочку выводятся наружу. Механизм этого явления основан на разнице осмотического давления в клетке и вне ее. Оболочка клетки полупроницаема — пропускает воду и растворенные в ней питательные вещества. Для проникновения в клетку сложных коллоидных веществ требуется предварительное их расщепление, что осуществляется с помощью ферментов микробной клетки. Синтезированные в теле клетки белковые вещества используются как пластический материал.

В связи с разницей в концентрации питательных веществ происходит движение воды и растворенных в ней соединений, причем вода движется в сторону более высокой, а соли — в сторону менее высокой их концентрации. Постоянный приток воды в микробную клетку обеспечивает набухание коллоидов цитоплазмы. В результате этого цитоплазма тесно примыкает к оболочке клетки, находится в состоянии напряжения, именуемом тургором бактериальной клетки. Если изменить осмотическое давление в окружающей среде, например поместить клетку в гипертонический раствор, то наступит обезвоживание и сморщивание (плазмолиз), в гипотонический раствор — набухание и разрыв (плазмоптиз). И в том и другом случае микробная клетка гибнет. Эти свойства, в частности плазмолиз, широко используют в повседневной практике при консервировании пищевых продуктов в крепких растворах соли и сахара.

По типу питания микроорганизмы делят на аутотрофы (литотрофы) и гетеротрофы (органотрофы). Аутотрофы для своего питания не нуждаются в готовых органических веществах, они создают их из неорганических веществ; в частности, углерод воспринимают непосредственно из углекислого газа воздуха, простые азотистые соединения (аммиак, его соли, соли азотистой кислоты) и воду — из окружающей среды. Создание сложных органических веществ в клетках этих бактерий происходит путем хемо- или фотосинтеза. К этой группе микроорганизмов принадлежат нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии и др. Патогенных для животных микроорганизмов в этой группе нет. Явление хемосинтеза у аутотрофных бактерий открыл выдающийся отечественный микробиолог С. Н. Виноградский (1856—1953).

Гетеротрофы для своего питания воспринимают углерод только из готовых органических веществ. Кроме ТОГО, ОНИ нуждаются в различных азотистых соединениях (нитраты, аммиак), неорганических веществах, микроэлементах и витаминах. Гетеротрофы подразделяют на сапрофитов и паразитов. Сапрофиты (метатрофы) используют мертвые органические субстраты, в основном это гнилостные микроорганизмы. К ним относятся большинство известных видов бактерий. Паразиты (паратрофы) являются болезнетворными микробами, обитающими в живых тканях человека, животных, растений. Число их значительно меньше, чем сапрофитов.

Резкой грани между аутотрофами и гетеротрофами, а также между сапрофитами и паразитами не существует. При изменении условий среды меняется обмен веществ, у микробов вырабатываются адаптивные ферменты, и они приспосабливаются к другому типу питания. В экспериментах установлена смена аутотрофного на гетеротрофный тип питания. С другой стороны, отдельные виды патогенных для животных микробов могут существовать во внешней среде как сапрофиты, а некоторые сапрофиты при определенных условиях вызывают заболевания животных.