Бактерии — это одноклеточные растительные организмы, многие из которых являются возбудителями заразных заболеваний человека.
Размеры бактерий колеблются в пределах от десятых долей микрона до нескольких микронов. По форме бактерии подразделяют на: 1) кокки — бактерии шаровидной формы; 2) палочковидные бактерии; 3) спириллы — бактерии, имеющие форму извитых нитей; 4) вибрионы — бактерии в форме изогнутых палочек. Спорообразующие палочки называют бациллами, не образующие спор — бактериями. Среди бацилл различают палочки, диплобациллы, стрептобациллы.
Все бактерии покрыты клеточной оболочкой, которая плотно облегает цитоплазматическую мембрану. Оболочка снаружи окружена у многих видов бактерий слоем слизи — капсулой, определяющей ряд свойств бактерий, в частности их вирулентность (например, пневмококков). Многие бактерии имеют жгутики и способны активно двигаться в жидкой среде. Количество и характер расположения жгутиков по поверхности бактериальной клетки — одна из важнейших характеристик бактерий. Прилегающая к оболочке цитоплазматическая мембрана регулирует процессы проникновения различных веществ внутрь клетки и выход продуктов обмена во внешнюю среду. Основная часть бактериальной клетки—отграниченная мембраной цитоплазма — при рассматривании в микроскоп выглядит как гомогенная масса, в ней отсутствуют характерные для большинства других растительных клеток органоиды — пластиды. Благодаря сложной молекулярной структуре цитоплазмы в ней совершаются биохимические реакции, составляющие обмен веществ — метаболизм, в ходе которого бактерии синтезируют из питательных веществ ряд компонентов, в том числе и определяющих их патогенность. Цитоплазма содержит бактериальные ферменты — биологические катализаторы белковой природы, без участия которых невозможны реакции метаболизма. В отличие от клеток высших организмов, ядерная структура бактерий — нуклеоид — не отграничена от цитоплазмы мембраной, не имеет определенной формы и делится амитотическим путем. Деление нуклеоида предшествует делению бактериальной клетки. Половой процесс размножения у бактерий заключается в переносе генетического материала из мужской клетки в женскую при непосредственном контакте двух бактерий — конъюгации (см. Генетика микроорганизмов).
Помещенные на твердые питательные среды бактерии начинают расти — увеличивается масса отдельных клеток и их число — образуются бактериальные колонии. Процесс роста бактерий в жидкой питательной среде можно подразделить на четыре фазы, соответствующие различным этапам размножения и роста бактериальной культуры. В течение первого часа или двух часов после внесения в питательную среду бактерии практически не делятся, но увеличиваются в размерах. Этот период называют лагфазой. Затем наступает логарифмическая фаза роста, на протяжении которой бактерии делятся с постоянной скоростью (она длится несколько часов). Ее сменяет стационарная фаза, когда число клеток в культуре остается постоянным. И, наконец, клетки в культуре начинают отмирать — наступает фаза логарифмической гибели бактерии.
Питательные потребности бактерий разнообразны: некоторые формы способны расти, используя простые соединения — углекислый газ и ионы аммония; другие требуют присутствия органических источников азота, углерода и других сложных органических веществ, в том числе витаминов (см. ниже Бактериальные факторы роста). Бактерии нуждаются также в достаточной влажности окружающей среды, оптимальном количестве кислорода и т. п. (см. Питательные среды). При различных неблагоприятных воздействиях наступает гибель бактерий. Наиболее сильное бактерицидное действие (см. Бактерицидность) оказывают повышенная температура, ультрафиолетовые лучи и некоторые химические соединения. Эти факторы используются, как правило, при стерилизации.
Некоторые виды бактерий образуют споры, способные долго сохраняться в неблагоприятных условиях (высокая температура, высушивание).
Важнейшей характеристикой бактерий является их антигенный состав. Антигены бактерий разделяются на несколько групп (например, жгутиковые антигены, капсульные антигены и т. п.). Существуют групповые антигены — общие для нескольких видов бактерий, и специфические — присущие только данному виду бактерий. Антигенные свойства бактерий являются основой для образования специфического иммунитета (см.). Диагностика многих бактериальных заболеваний основана на определении различий бактерий в их антигенном строении (см. Серологические исследования).
В основе патогенности (см.) бактерий лежит их способность при размножении в организме человека образовывать токсины (см.). Некоторые патогенные бактерии не способны размножаться в макроорганизме, однако выделяют сильные экзотоксины, которые, попадая в организм человека (например, с пищей), вызывают заболевания. В некоторых случаях (например, при ослаблении защитных реакций макроорганизма) заболевание могут вызвать и бактерии, обычно не считающиеся патогенными для человека.
См. также Бактериологическое исследование.
Бактериальные факторы роста (бактериальные витамины, биос) — вещества органического происхождения, необходимые для жизнедеятельности бактерий, которые сами клетки синтезировать не способны. Каждый штамм или вид бактерии нуждается в определенном наборе и концентрации этих веществ, которые добавляют в питательные среды. К биосу относятся аминокислоты, пуриновые и пирамидиновые основания, витамины (тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, фолиевая кислота, никотинамид, инозит, пиридоксин, парааминобензойная кислота, викасол и др.), холин, гемин, ферменты. Отсутствие этих веществ в среде приводит к бактериостазу.
L-формы бактерий — особые фильтрующиеся формы хорошо известных бактерий, возникающие в результате разрушения клеточной оболочки или утраты способности к ее образованию. Описаны L-формы гемолитических стрептококков, пневмококков, микрококков, гонококков, пастерелл, кишечной палочки, возбудителей дизентерии и др. Чаще всего L-формы бактерий — это сферические тельца, более мелкие, чем бактерии, или приближающиеся к ним.
L-формы образуются при воздействии на бактерии пенициллина, лизоцима, дыхательных ядов; они возникают также при недостатке веществ, необходимых для синтеза оболочки бактериальной клетки. По прекращении действия агента L-формы постепенно превращаются в исходные микроорганизмы.