Бактерии – микроорганизмы, имеющие кольцевую двухспиральную ДНК и (за исключением микоплазм) клеточные стенки. Большинство бактерий живут внеклеточно, но некоторые живут и размножаются преимущественно внутри леток. Облигатные внутриклеточные патогены способны расти, размножаться и вызывать заболевание только в клетках хозяина. Примеры этих патогенов включают представителей из класса Chlamydiae, рода Chlamydophila и риккетсии. Факультативные внутриклеточные патогены способны жить и размножаться как внутри, так и вне клеток хозяина. Примеры этих патогенов включают Salmonella typhi, представителей рода Brucella, Francisella tularensis, Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, представителей родов Legionella и Listeria, и Mycobacterium tuberculosis.
Многие бактерии присутствуют у человека в качестве нормальной микрофлоры, часто в больших количествах и во многих областях (например, в желудочно-кишечном тракте и на коже). Только некоторые разновидности бактерий являются абсолютно болезнетворными для человека.
Бактерии классифицируются по следующим критериям (см. также таблицу Классификация распространенных патогенных бактерий [Classification of Common Pathogenic Bacteria]):
Морфология
Окрашивание
Инкапсуляция
Потребности в кислороде
Морфология
Классификация бактерий может быть основана на форме:
Цилиндрические (палочки)
Сферические (кокки)
Спиральные (спирохеты)
Отдельные кокки, многие бациллы и большинство спирохет подвижны.
Окрашивание
Наиболее распространенное окрашивание для общей идентификации бактерий – окраска по Граму. Грамположительные бактерии удерживают краситель кристаллический фиолетовый (окрашивающий в темно-синий цвет) после фиксации йодом и обесцвечивания спиртом с последующим докрашиванием сафранином; грамотрицательные бактерии, которые не удерживают кристаллический фиолетовый краситель, остаются окрашенными в красный цвет. У грамотрицательных бактерий есть дополнительная внешняя оболочка, содержащая липополисахарид (эндотоксин), что увеличивает вирулентность этих бактерий. (Относительно других факторов, которые увеличивают бактериальную патогенность, см. Факторы, содействующие проникновению микробов [Factors Facilitating Microbial Invasion]).
Окраска по Цилю–Нельсену и окраска по Киньону (краска для прокрашивания кислотоустойчивых бактерий) используются главным образом для идентификации микобактерий, в особенности M. tuberculosis. Они также позволяют идентифицировать грамположительные бациллы Nocardia и простейшие организмы родов Cryptosporidia, Cyclospora и Cystoisospora. Применяют карболфуксин с последующим обесцвечиванием соляной кислотой и этанолом, за которым следует контрастное окрашивание метиленовым синим.
Окрашивание флуорохромом (например, аурамин-родамином) также используют при идентификации кислотоустойчивых микроорганизмов, но при этом необходим специальный флуоресцентный микроскоп.
Инкапсуляция
Некоторые бактерии заключены в капсулы; для части из них (например, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae) капсула помогает защищаться от поглощения фагоцитами. Инкапсуляция увеличивает бактериальную вирулентность.
Потребности в кислороде
Аэробным бактериям (облигатные аэробы) требуется кислород для продуцирования энергии и роста в культуре. Они продуцируют энергию, используя аэробное клеточное дыхание.
Для существования анаэробных бактерий (облигатных анаэробов) не требуется наличия кислорода и они не растут в культуре в присутствии воздуха. Они продуцируют энергию, используя ферментацию или анаэробное дыхание. Анаэробные бактерии распространены в желудочно-кишечном тракте, влагалище, зубных щелях и хронических ранах, когда кровоснабжение нарушено.
Факультативные бактерии могут расти как в присутствии кислорода, так и без него. Они продуцируют энергию ферментацией или анаэробным дыханием, когда кислород отсутствует, и аэробным клеточным дыханием, если кислород присутствует. Микроаэрофильные бактерии предпочитают уменьшенное парциальное давление кислорода (например, 2–10%).
Хламидии являются внутриклеточными паразитами, которые берут энергию из клетки-хозяина и не продуцируют ее самостоятельно.
