第三节 细菌的特殊结构
第三节细菌的特殊结构
Special structures of bacterium
学习思考:
1.细菌的特殊结构的种类和各自的医学意义? 其他原核细胞型微生物是否具有这
些结构?如无,它们的结构有无各自的特殊之处?
2.后续学习中，应特别注意将各种特殊结构及其医学意义与不同种类的细菌联系。
特殊结构(special structures):仅为某些细菌具有的、对维持
细菌生理功能所不必需的结构。
荚膜capsule 鞭毛flagellum
菌毛pilus
芽胞spore
(二) 细菌的特殊结构特殊结构
1. 荚膜(1)定义和成分
●荚膜(capsule)：利用墨汁负染或特殊染色法，可观察到覆盖在某些细菌最外表面的一层黏液性物质，有一定的厚度。
●微荚膜：大肠埃希菌和伤寒沙门菌的荚膜因厚度<0.2μm，分别以K抗原和Vi抗原表示。
●黏液层（slime layer）：黏液性物质疏松地附着于细菌表面，边界不明显且易被洗脱。
●成分：大多数细菌荚膜是多糖，少数为多肽。一般在动物体内或含有血清或糖的培养基中容易形成荚膜，在普通培养基上连续传代则易消失。
(2) 荚膜的功能和医学意义
●抗吞噬作用：保护细菌抵抗宿主吞噬细胞的吞噬；
●黏附作用：荚膜多糖使细菌彼此粘连、形成生物膜而引起感染；
●抗损伤作用：保护细菌免受体液中杀菌物质的损伤作用；
●初步鉴别细菌：荚膜有、无；
●血清学分型（群）或快速诊断：荚膜肿胀反应；
●疫苗靶抗原：可制备荚膜多糖疫苗。
墨汁负染可将菌体外表面一层厚厚的黏液性物质革兰染色荚膜不着色，在菌体周围留下未着色空白区
2. 鞭毛(1)定义和成分
●鞭毛(flagellum)：许多细菌在菌体表面细长（长5~20μm，直径12~30nm）、弯曲的丝状物。
●结构和化学成份：鞭毛蛋白;自细胞膜长出，由基础小体、钩状体和丝状体等部分组成。
●分布：有鞭毛的细菌称为鞭毛菌，包括所有的螺形菌，约半数的杆菌和个别球菌。经特殊染色法使鞭毛增粗后能在普通光学显微镜下看到。
(2) 鞭毛的功能和医学意义
●细菌的运动器官: 鞭毛菌有化学趋向性，趋利避害；
●细菌的初步鉴别：依据鞭毛的有、无，数量和部位。经特殊染色法使鞭毛增粗后能在普通光学显微镜下看到；依据活菌的运动能力（有、无动力）判断是否存在鞭毛。
●血清学分型：鞭毛蛋白具有强的抗原性，即H抗原。
●调节宿主的免疫应答：鞭毛蛋白可被TLR-5受体识别。
单毛菌丛毛菌周毛菌
3. 菌毛(1)定义和成分
●菌毛(Pilus):菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物
●结构和化学成份：由菌毛蛋白（pilin）围绕中心轴呈螺旋状排列、形成的中空管状结构；有抗原性，编码基因位于细菌的染色体或质粒上。
●分布：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌；必须用电子显微镜观察。
双球菌表面的菌毛电镜图
(2) 菌毛的功能和医学意义
●黏附：既介导细菌与细菌的黏附，也介导细菌与宿主细胞的黏附，是细菌的一种重要的黏附素（adhensin）。
尿路致病性大肠埃希菌的普通菌毛（common pilus，又称为Ⅰ型菌毛）和P菌毛，分别黏附于膀胱和肾脏的上皮细胞；
性菌毛（sex pilus），比普通菌毛长且粗，是一种特殊的可接合转移的IV型菌毛，数量少，只有1～4根，由致育因子质粒（fertility factor plasmid, F质粒）编码，介
导细菌与细菌的黏附，可通过接合，转移F质粒、耐药性和毒素等性状。
●决定感染的组织特异性：在细菌感染过程中，依靠菌毛与宿主细胞表面的特异性受体结合，具有高度特异性。
4. 芽胞(1)定义和成分
●芽胞(Spore, endospore):某些细菌在不利条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内形成的一个圆形或椭圆性、折光性强的结构，是细菌休眠形式(a dormant state)；在适宜条件下，芽胞可迅速发
芽为具有繁殖能力的细菌，即繁殖体（vegetative form）。
●分布:主要见于芽胞杆菌属(炭疽芽胞杆菌)和梭菌属(如破伤风梭菌、产气荚膜梭菌和肉毒梭菌)。芽胞可从土壤、温泉，和哺乳动物的胃肠道和粪便等环境中分离到。
●一些外源性感染的重要来源
●抵抗力强:对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素有强大的抵抗力，与芽胞的结构和成分有关
芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入； 芽胞中的水分含量低；
芽胞的核心和皮质中含有丰富的吡啶二羧酸钙（Ca DPA），获得耐热性；
芽胞外衣有特殊的防紫外线和过氧化物的酶（CotA ）。
皮质
芽胞外衣芽胞壳
芽胞壁
●判断灭菌效果的指标:杀灭芽胞最可靠的方法是高压蒸汽灭菌法，
常以芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标。
●初步鉴别细菌：芽胞的有无，及其形状、位置和大小，对细菌有
鉴别意义。
芽胞呈圆形或卵圆形;
位于菌体极端、次极端
或中央;
芽胞的直径可比菌体宽、
相当或比菌体窄。