Основы микробиологии

Процесс диссоциации, то есть расщепления особей в популяции, обычно протекает в одном направлении: от S- к R-форме, иногда через промежуточные формы. У большинства видов бактерий вирулентными являются S-формы. Исключение составляют возбудители,чумы, сибирской язвы, туберкулеза.

Мутации у вирусов: спонтанные мутации возникают в результате ошибок при репликации генома вируса. Индуцированные мутации происходят под действием мутагенов. Одни из них (азотистая кислота) влияют на внеклеточный вирион, другие (акридин, аналоги азотистых оснований) - на процесс репликации вирусной нуклеиновой кислоты в клетке. Мутанты отличаются от исходных вирусов по строению и величине бляшек, которые они образуют в культуре клеток, по антигенам, по чувствительности к температуре.

По происхождению мутагены можно разделить на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные -- все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения мутагены классифицирует на физические, химические и биологические:

Физические мутагены: ионизирующее излучение; радиоактивный распад; ультрафиолетовое излучение; чрезмерно высокая или низкая температура.

Химические мутагены: окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода); алкилирующие агенты (например, иодацетамид); пестициды (например гербициды, фунгициды); некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); продукты переработки нефти; органические растворители; лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).

Биологические мутагены: специфические последовательности ДНК -- транспозоны; некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа); продукты обмена веществ (продукты окисления липидов); антигены некоторых микроорганизмов.

36. Генетический обмен у микроорганизмов (рекомбинации): виды рекомбинаций и их характеристика; плазмиды-определение понятия, основные виды и их характеристика

Генетические рекомбинации - (лат. recombinatio - перестановка) у бактерий - это передача генетического материала (ДНК) от клетки-донора к клетке-реципиенту, в результате появляются рекомбинанты с новыми свойствами.

Известны три типа генетических рекомбинаций: трансформация, трансдукция, конъюгация (рис.11, табл. 2).

Трансформация (лат. transforma-tio - превращение) - передача ДНК в виде свободного растворимого вещества, выделенного из клетки донора, в клетку реципиента. При этом рекомбинация происходит, если ДНК донора и реципиента родственны друг другу, и может произойти обмен гомологичных участков своей и проникшей извне ДНК. Впервые явление трансформации открыл Ф. Гриффите в 1928 г. Он ввел мышам живой невирулентный бескапсульный штамм пневмококка и одновременно убитый вирулентный кап-сульный штамм пневмококка Мыши погибли, из их крови была выделена живая культура вирулентного капсульного пневмококка Сам Гриффите считал, что трансформация произошла путем поглощения невирулентным пневмококком капсульного вещества вирулентного штамма Позже, в 1944 г О Эвери, К Мак Леод и М Мак-Карти доказали, что трансформирующее вещество - это ДНК, которая является носителем генетической информации Гак впервые была доказана роль ДНК как материального субстрата наследственности

Трансдукция (лат transductio - перенос) - передача ДНК от бактерии-донора к бактерии-реципиенту с помощью бактериофага Различают неспецифическую трансдукцию, специфическую и абортивную

При неспецифической трансдукции может быть перенесен любой фрагмент ДНК донора При этом ДНК донора попадает в головку бактериофага, не включаясь в его геном Принесенный бактериофагом фрагмент ДНК донора может включиться в хромосому реципиента Таким образом, бактериофаг в этом случае является только переносчиком ДНК, сама фаговая ДНК не участвует в образовании рекомбинанта

При специфической трансдукции гены хромосомы донора замещают собою некторые гены бактериофага В клетке реципиента фаговая ДНК вместе с фрагментом хромосомы донора включается в строго определенные участки хромосомы реципиента в виде профага Реципиент становится лизогенным и приобретает новые свойства

Трансдукция называется абортивной, если фрагмент ДНК, принесенный бактериофагом, не вступает в рекомбинацию с хромосомой реципиента, а остается в цитоплазме и может кодировать синтез какого-то вещества, но не реплцируется при делении, передается только одной из двух дочерних клеток и затем утрачивается.

Конъюгация (лат. conjugatio - соединение) - это переход ДНК из клетки-донора ("мужской") в клетку-реципиент ("женскую") через половые пили при контакте клеток между собой. Донором является "мужская" клетка (F+-клетка), она содержит F-фактор - половой фактор, который кодирует образование половых пилей. Клетки, не содержащие F-фактора (F--клетки), являются женскими. При конъюгации клетки-доноры соединяются с клетками-реципиентами с помощью F-пилей, через которые происходит переход ДНК. Если клетка-реципиент получает F-фактор, она становится "мужской" F+-клеткой.

Если F-фактор включен в хромосому, то бактерии способны передавать фрагменты хромосомы и называются Hfr-клетками (англ, high frequency of recombination - высокая частота рекомбинации). При конъюгации хромосома разрывается в месте нахождения F-фактора и реплицируется, причем одна нить ДНК передается в клетку реципиента, а копия остается в клетке донора. F-фактор включается в хромосому в определенном ее участке, поэтому перенос отдельных генов хромосомы совершается в строго определенное время. Таким образом, прерывая процесс конъюгации через разные промежутки времени путем встряхивания взвеси бактерий, можно выяснить, какие признаки передаются за это время. Это позволяет построить карту хромосомы, то есть последовательность расположения генов в хромосоме. Перенос всей хромосомы может длиться до 100 минут. F-фактор при этом переносится последним.

37. Роль мутаций, рекомбинаций и селекции в эволюции микроорганизмов. Генная инженерия и аспекты ее практического использования

Мутации микроорганизмов могут иметь важное практическое значение. Получены штаммы-мутанты грибов и актиномицетов, являющиеся продуцентами антибиотиков во много раз более активных, чем исходные культуры. Из мутантов с ослабленной вирулентностью могут быть получены вакцинные штаммы для получения живых вакцин.

При микробиологической диагностике инфекционных заболеваний возникают затруднения в определении вида атипичных микробов, например, бактерий дизентерии, не агглютинирующихся сыворотками. Для их идентификации приходится применять другие методы.

В процессе лечения больных инфекционными болезнями создаются препятствия в виде устойчивости возбудителей к антибиотикам, и требуются специальные методы для преодоления лекарственной устойчивости. Селекция в условиях стационаров штаммов микроорганизмов, обладающих множественной лекарственной устойчивостью и высокой вирулентностью для человека, привело к формированию так называемых «госпитальных» штаммов, вызывающих внутрибольничныс инфекции. Такие штаммы известны среди стафилококков, а также среди сальмонелл и других грамотрицательных палочек.

Методами направленной мутации и селекции получены живые вакцины, с успехом применяющиеся для профилактики инфекционных болезней.

Достижения молекулярной генетики используются для современных методов идентификации микробов: методы индикации нуклеиновых кислот, полимеразная цепная реакция (ПЦР). Полимеразная цепная реакция является высокочувствительной реакцией, т.к. позволяет увеличить число копий исследуемой цепи ДНК в сотни тысяч раз за несколько часов. ПЦР может быть использована особенно тогда, когда в исследуемом материале имеется очень малые концентрации возбудителя или трудно выделить чистую культуру, а также при его высокой антигенной изменчивости.

Генетическая инженерия основана на создании рекомбинантных организмов, содержащих встроенные в их хромосому гены, кодирующие продукцию необходимых для производства соединений.

Последовательные этапы рекомбинации:

1) получение ДНК. Участки ДНК, то есть гены, кодирующие синтез необходимого вещества, выделяют из хромосомы путем разрезания ферментами (рестриктазами). В некоторых случаях удается получить методом химического синтеза небольшие гены, аналогичные природным;

2) полученный ген (отрезок ДНК) с помощью ферментов (лигаз) соединяют ("сшивают") с другим отрезком ДНК, который будет служить вектором для встраивания гибридного гена в клетку. В качестве вектора можно использовать плазмиды, бактериофаги, вирусы;

3) вектор, несущий встроенный в него ген, встраивается в бактериальную или животную клетку, которая приобретает способность продуцировать не свойственное этой клетке вещество. В качестве таких реципиентов используют клетки Е. coli, P. aeruginosa, дрожжи, вирус осповакцины. Подбирая подходящего реципиента, учитывают выраженность синтеза необходимого вещества. Некоторые штаммы бактерий, получивших чужой ген, способны переключать половину своего потенциала на синтез соединения, кодируемого этим геном. Учитывается также возможность секреции вещества в окружающую среду, возможность культивирования в промышленных масштабах, экологическая безопасность.

Биологические препараты, полученные методом генетической инженерии: интерфероны, интерлейкины, инсулин, гормон роста, вакцина против гепатита В, антигены ВИЧ для диагностики и другие препараты.

Методы генетической инженерии перспективны:

- для получения антигенов с целью диагностики заболеваний, возбудители которых или не культивируются на питательных средах (сифилис, малярия) или опасны для культивирования;

- для получения препаратов, сырье для которых дорогостоящее или дефицитное: интерфероны, инсулин, гормон роста, интерлейкины и другие цитокины, регулирующие иммунитет, а также антитела.

38. Изменчивость микробов и значение ее в диагностике, терапии и профилактике инфекционных заболеваний

Изменчивость у микроорганизмов. У микроорганизмов, как и у других организмов, различают ненаследственную и наследственную И. Изменению могут подвергаться любые морфологические и физиологические признаки: величина и форма микроорганизмов, вид и окраска их колоний, способность усваивать или синтезировать различные органические вещества, болезнетворность и др. Наследственная И. микроорганизмов -- результат мутаций, возникающих спонтанно или вызываемых физическими или химическими мутагенами (ультрафиолетовые лучи, ионизирующая радиация, этиленимин и др.). У мутантов могут резко усиливаться или снижаться такие количественные признаки, как способность к биосинтезу аминокислот, антибиотиков, ферментов, витаминов и т. п. Возникают так называемые дефицитные мутанты, способные расти только при добавлении к среде определённых аминокислот, пуринов, пиримидинов и др. Микроорганизмы размножаются очень быстро. Поэтому на них легче изучать все формы И., а также осуществлять искусственный отбор полезных мутантов. Так, при непрерывном культивировании соответствующих микроорганизмов (проточные культуры) в питательной среде, содержащей, например, антибиотик, фенол или сулему, легко могут быть получены формы, устойчивые к данному веществу (адаптивная И.). Наблюдаются у микроорганизмов и взаимосвязанные изменения (коррелятивная И.). Так, возникновение у болезнетворных микробов складчатых колоний сопровождается снижением их иммуногенности. У микроорганизмов, имеющих истинный половой процесс (некоторые плесневые грибы, спорогенные дрожжи), возможно скрещивание, сопровождающееся перекомбинированием генов и получением гибридов. У несовершенных грибов и бактерий, лишённых истинного полового процесса, такие гибриды не могут быть получены.

39. Микрофлора в организме человека, ее роль в норме (полезная) и патологии. Характеристика микрофлоры кожи и слизистых дыхательных путей и полости рта. Возрастные изменения микрофлоры организма человека

Взаимоотношения микробов и макроорганизма

В отличие от свободноживущих микробов, которые адаптировались к условиям существования на неживых объектах внешней среды, микробы-симбионты в процессе эволюции приспособились к условиям симбиоза (греч. simbiosis - сожительство) с организмом хозяина. Различают формы симбиоза: мутуализм, комменсализм, паразитизм.

Мутуализм (лат. mutuus - взаимный) - взаимно полезное сожительство. Например, для человека полезными симбионтами являются молочнокислые бактерии - антагонисты гнилостной микрофлоры кишечника.

Комменсализм (фр. commensal - сотрапезник) - сожительство, односторонне полезное для одного из симбионтов, не причиняющее вреда другому. Например, комменсалом человека является непатогенная кишечная амеба, питающаяся остатками пищи и не причиняющая человеку вреда.

Эти две формы симбиоза характерны для нормальной микрофлоры организма здорового человека.

Паразитизм (греч. parasites - нахлебник) - взаимоотношения, при которых микроорганизм, питаясь за счет хозяина, причиняет ему вред. К паразитам относятся микробы - возбудители инфекционных заболеваний.

Характеристика микрофлоры организма человека

Микрофлора организма человека является результатом взаимного приспособления в процессе взаимодействия микроорганизмов и хозяина. Все многообразие микробов, встречающихся в организме человека, можно условно разделить на три группы:

Транзиторная микрофлора - микробы, случайно попавшие в организм, не имеющие приспособлений для выживания в нем.

Резидентная микрофлора - микробы постоянно живущие, приспособившиеся к существованию в определенных областях организма, преимущественно полезные для него.

Условно-патогенные, способные вызвать заболевание при ослаблении сопротивляемости организма, при нарушении нормальной микрофлоры.

Организм ребенка при рождении свободен от микробов, но уже в процессе родов и в первые дни жизни микробы заселяют поверхность тела, ротовую полость, дыхательные пути, кишечник. В дальнейшем при взаимодействии микробов с организмом ребенка, в результате взаимной адаптации одни микробы будут удалены, другие приживутся. При этом для каждой области организма характерны определенные виды.

Свободны от микрофлоры кровь и внутренние органы, не сообщающиеся с внешней средой, такие как мозг, сердце, печень, селезенка и другие. В норме не имеют резидентной микробной флоры такие органы, как матка, мочевой пузырь, легкие.

Значение микрофлоры организма человека

И.И. Мечников еще в 1907-1908 годах высказал предположение, что микрофлора организма может быть для человека полезной, вредной или безразличной. Как правило, при физиологических условиях, в местах обычного своего обитания, микроорганизмы оказывают положительное действие. Они обладают антагонистическими свойствами по отношению к патогенным микробам; способствуют созреванию иммунной системы; способствуют пищеварению; синтезируют некоторые витамины.

В то же время при попадании микробов в необычное место обитания возможно развитие воспалительного процесса, например, перитонита при ранении в живот и повреждении кишечника. Кроме того, кишечные микроорганизмы продуцируют вредные для человека продукты гниения. И, наконец, в процессе эволюционного развития происходит отщепление патогенных вариантов бактерий, например, Е. coli.

Микрофлора кожи. На поверхности кожи обитают, главным образом, транзиторные микробы: сарцины, стафилококки, коринебактерии; в глубоких слоях кожи постоянным обитателем является эпидермальный стафилококк. Кожа, в особенности чистая, обладает бактерицидностью благодаря действию выделений потовых и сальных желез.

Полость рта наиболее богата по разнообразию видов бактерий, грибов, простейших, вирусов. Постоянные обитатели способны к адгезии - прикреплению к поверхности зубов или слизистой оболочки. Состав микрофлоры зависит от состояния организма, от состава пищи, от гигиены полости рта.

Микрофлора дыхательных путей. Микроорганизмы, содержащиеся во вдыхаемом воздухе, большей частью погибают в полости носа. Постоянными обитателями здесь являются микрококки, стафилококки, дифтероиды, нейссерии. Трахея и бронхи свободны от постоянной микрофлоры.

40. Микрофлора толстого кишечника. Основные представители аэробной и анаэробной микрофлоры, их соотношение. Дисбактериоз: определение понятия, факторы его вызывающие, способы предупреждения, препараты для восстановления микрофлоры кишечника

Микрофлора толстой кишки наиболее обильна по количеству микробов. Состав ее формируется в течение первых месяцев жизни и зависит от способа вскармливания. Вскоре после рождения у грудных детей, питающихся молоком матери, формируется стабильная кишечная микрофлора, состоящая, в основном, из анаэробных неспоровых грам-положительных Bacterium bifidum и факультативно-анаэробных молочнокислых грамположительных Bacterium acidophilum. Эта бифидум-флора является основой микрофлоры толстой кишки здоровых детей первых месяцев жизни. В этом возрасте такие обычные для взрослых бактерии, как кишечная палочка, могут вызвать патологический процесс. Поэтому даже лечебные препараты, содержащие живые кишечные палочки (колибактерин, бифпкол) назначаются только после 6-месячного возраста.

У детей, вскармливаемых искусственно, в кишечной флоре, кроме молочнокислых бактерий, встречаются кишечные палочки, стафилококки, энтерококки, другие микробы, и у таких детей чаще возникают кишечные заболевания.

У более старших детей и у взрослых в кишечной микрофлоре также преобладают анаэробы: грамположительные бифидумбактерии и грамотрицательные анаэробные бактероиды. На них приходится 96-99% всей микрофлоры. От 1 до 4% составляют факультативные анаэробы - кишечные палочки, энтерококки, лактобактерии; на долю остаточной микрофлоры - стафилококков, протея, дрожжей, клостридий -приходится менее 1%.

Микрофлора толстой кишки, в основном, является полезной для человека. Бактерии, тесно связанные со слизистой оболочкой благодаря адгезии (главным образом, бифидо- и лактобактерии), образуют на ее поверхности биологическую пленку, препятствующую размножению и проникновению патогенных микробов. Кроме того, микробная флора является антагонистом гнилостной микрофлоры, а также играет роль в водно-солевом обмене, в превращении пищеварительных ферментов, в продукции витаминов.

И.И. Мечников еще в 1907-1908 годах высказал предположение, что микрофлора организма может быть для человека полезной, вредной или безразличной. Как правило, при физиологических условиях, в местах обычного своего обитания, микроорганизмы оказывают положительное действие. Они обладают антагонистическими свойствами по отношению к патогенным микробам; способствуют созреванию иммунной системы; способствуют пищеварению; синтезируют некоторые витамины.

В то же время при попадании микробов в необычное место обитания возможно развитие воспалительного процесса, например, перитонита при ранении в живот и повреждении кишечника. Кроме того, кишечные микроорганизмы продуцируют вредные для человека продукты гниения. И, наконец, в процессе эволюционного развития происходит отщепление патогенных вариантов бактерий, например, Е. coli.

Дисбактериоз - это нарушение количественного и качественного

состава нормальной микрофлоры. Причинами дисбактериоза могут быть:

- кишечные заболевания, например дизентерия;

- заболевания иной локализации;

- длительное применение антибиотиков и антисептиков, которые угнетают развитие одних видов микробов и не влияют на другие; в результате наступает бесконкурентное размножение стафилококков, протея, грибов Candida;

- снижение иммунитета, вызванное облучением, лечением иммунодепрессантами.

Чаще всего в клинической практике сталкиваются с дисбактериозом кишечника.

Диагноз дисбактериоза устанавливается бактериологическими исследованиями, путем посевов на питательные среды и определения количественных соотношений разных видов микробов.

Дисбактериоз проявляется клинически примерно в половине случаев, в виде кишечных расстройств Нормальная микрофлора кишечника, нарушенная из-за лечения антибиотиками, восстанавливается обычно в течение месяца после прекращения лечения.

Для предотвращения и устранения дисбактериоза применяется бак-териотерапия с помощью биологических бактериальных препаратов (ББП), в отношении которых применяются также термины: пробио-тики, эубиотики. ББП содержат живые культуры бактерий: кишечной палочки, бифидобактерий, лактобактерий.

Колибактерин содержит живые Е. coli штамма М-17 - антагониста патогенных энтеробактерий.

Бифидумбакгерин содержит живые бифидумбактерии.

Бификол - сочетание колибактерина и бифидумбактерина

Лактобактерин - живые молочнокислые бактерии.

Препараты выпускаются в лиофилизированном виде, для применения per os или в клизмах. Эффект их состоит в приживлении в кишечнике и замещении нормальной микрофлоры до ее восстановления.

Детям до 6-месячного возраста назначают препараты, не содержащие кишечную палочку. Взрослым же, при нарушении состава аэробных бактерий назначаются колисодсржащие препараты, при нарушении состава аэробных и анаэробных бактерий - бификол. При наличии язвенного процесса кишечника не назначаются колисодержащие препараты.

ББП применяются также в виде вагинальных суппозиториев и гам-ионов - при нарушении вагинальной микрофлоры.

Следует иметь в виду, что бактерии, входящие в состав ББП, чувствительны к определенным антибиотикам и не могут применяться в сочетании с ними. Относительно более устойчивы лактобактерий.

Для нормализации микрофлоры кишечника применяются также бифидогенные средства, благоприятствующие размножению собственных бифидобактерий. К таким препаратам относится лактулоза.

II раздел

41. Инфекция и инфекционное заболевание - определение понятий. Основные факторы, обуславливающие возникновение инфекционной болезни. Отличие инфекционных заболеваний от других болезней человека. Распространение и локализация микробов в организме

Инфекция (лат. inficere - заражать), или инфекционный процесс - это процесс взаимодействия патогенного микроорганизма и восприимчивого макроорганизма (хозяина) в определенных условиях внешней среды. В крайней своей форме инфекционный процесс выражается в виде инфекционного заболевания.

Попадание микроорганизма в организм человека не всегда приводит к заболеванию. Возникновение, течение и исход инфекционного процесса зависят от трех основных условий. Это: I) свойства патогенного микроорганизма; 2) состояние восприимчивого макроорганизма; 3) условия внешней среды. Кроме того, имеют значение входные ворота инфекции и доза микробов.

Характерные черты инфекционного заболевания:

Инфекционные болезни имеют ряд особенностей, отличающих их от неинфекционных болезней. Это:

- наличие возбудителя болезни;

- заразительность;

- способность к эпидемическому распространению;

- наличие инкубационного периода;

- цикличность течения;

-иммунный ответ после перенесенного заболевания: невосприимчивость или повышенная чувствительность к возбудителю.

По характеру локализации и путям распространения различают очаговые и генерализованные инфекции. При очаговых инфекциях возбудители остаются в ограниченном очаге. При генерализованных - происходит распространение микробов в организме.

Бактериемия - распространение бактерий но кровяному руслу без их размножения, наблюдается как одна из стадий в течении болезни, например, при брюшном тифе.

Сепсис, септицемия - тяжелая генерализованная форма инфекции, когда возбудитель размножается в крови при резком угнетении иммунитета.

Септикопиемия характеризуется тем, что одновременно с размножением микробов в крови развиваются гнойные очаги в органах.

Токсинемия - поступление в кровь экзотоксинов. Инфекции, при которых это происходит, называются токсинемическими, например, столбняк, ботулизм, дифтерия.

При газовой анаэробной инфекции наблюдается сочетание септических и токсинемических явлений.

42. Патогенность и вирулентность микроорганизмов - определение понятий. Основные факторы вирулентности (название и способы определения)

Патогенность (лат. pathos - страдание, греч. genesis - происхождение) буквально означает болезнетворность, способность вызвать болезнь. Это видовой признак микроба, передающийся по наследству. Патогенность - потенциальная способность, которая не всегда реализуется, а только при наличии определенных условий. Существуют микроорганизмы безусловно патогенные, условно-патогенные и непатогенные, и резких границ между ними нет. Для патогенных микробов характерна специфичность - способность вызывать определенную болезнь. Туберкулез вызывает только туберкулезная палочка. Органотропность - способность патогенного микроба паразитировать только в определенных органах и тканях. Так, холерный вибрион поражает слизистую оболочку тонкой кишки. В то же время стафилококки не обладают такой органотропностью и могут поражать различные органы и ткани. Патогенность - это признак, который характеризует вид в целом. Например, палочки дизентерии патогенны. Но внутри вида могут быть более или менее патогенные штаммы. Степень или мера патогенности - это вирулентность. Вирулентность определяют на Лабораторных животных. Минимальная смертельная доза, Dosis letalis minima (Dlm) - это минимальная доза, которая вызывает гибель всех зараженных этой дозой животных. Более точной является срединная летальная доза (LD50), вызывающая гибель 50% взятых в опыт животных. Этот показатель вычисляется математически по формуле.

Факторы (материальные основы) патогенности (вирулентности) микробов

Патогенность микробов обусловлена следующими свойствами:

- адгезивность и способность к колонизации;

- инвазивность;

- антифагоцитарная активность;

- токсинообразование.

Адгезивность (лат. adhaesio - прилипание) - способность микроба прикрепляться к определенным клеткам. Адгезивность грамотрицательных бактерий связана с пилями общего типа, грамположительных - с белками и липотейхоевыми кислотами клеточной стенки.

Начало инфекционного процесса связано с адгезией и колонизацией - размножением на поверхности чувствительных клеток.

Инвазивность - способность патогенных микробов проникать и распространяться в тканях организма. Связана с выделением ферментов, разрушающих соединительную ткань или оболочки клеток.

Гиалуронидаза разрушает гиалуроновую кислоту - межклеточное вещество соединительной ткани, коллагеназа - коллагеновые волокна, фибринолизин - фибрин, образующийся в очагах воспаления, му-циназа - слизистое вещество, нейраминидаза - нейрамнновую (сиаловую) кислоту мембраны клеток.

Антифагоцитарная активность - способность противостоять фагоцитозу. Она связана с капсулой патогенных микробов, с поверхностными белками (А-протеин стафилококка, М-протеин стрептококка), с полисахаридной слизью синегнойной палочки.

Токсинообразование. Токсические вещества бактерий подразделяют на экзотоксины и эндотоксины.

43. Микробные токсины: виды, единицы измерения силы токсина, свойства. Генетические детерминанты токсигенности. Получение и практическое использование токсинов и анатоксинов. Перечислите основные виды токсигенных бактерий

Токсические вещества бактерий подразделяют на экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины выделяются микробами в окружающую среду в процессе жизнедеятельности. Получают их путем выращивания микробов на жидкой питательной среде с последующим фильтрованием через бактериальный фильтр или центрифугированием для получения бесклеточного фильтрата или центрифугата. По химической природе это белки, в большинстве своем они термолабильны, разрушаются при 60°С. Экзотоксины высокотоксичны. Сила их токсического действия измеряется в Dlm или LD50. Самый сильный из экзотоксинов - ботулинический токсин. Очищенный кристаллический токсин в 1 мг содержит 100 млн. Dlm для белой мыши.

Для экзотоксинов характерна способность избирательно действовать на определенные органы и ткани. Например, столбнячный токсин поражает двигательные нейроны. Клиническая картина заболевания определяется избирательностью действия токсина.

Экзотоксины - сильные антигены, в ответ на них в организме вырабатываются антитела - антитоксины (греч. anti - против), способные специфически нейтрализовывать именно тот токсин, в ответ на который они образовались.

При комбинированном действии формалина и тепла экзотоксины теряют ядовитость, но сохраняют антигенность. Таким образом получают анатоксины (греч. ana - подобно), или, как принято называть их в зарубежной литературе, - токсоиды. Эти препараты используют с профилактической целью, для создания в организме искусственного антитоксического иммунитета.

Бактерии, продуцирующие экзотоксин, называют токсигенными.

Это стафилококки, стрептококки, один из видов бактерий дизентерии, холерные вибрионы, палочки дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой анаэробной инфекции и другие.

Эндотоксины содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий, освобождаются при разрушении микробной клетки. По химической природе это липополисахариды (ЛПС). Они термостабильны, переносят кипячение и даже автоклавирование в нейтральной среде. Менее токсичны, чем экзотоксины.

Эндотоксины не обладают избирательностью действия. Независимо от того, из каких бактерий получены эндотоксины, они вызывают однотипную клиническую картину. При больших дозах эндотоксина наблюдается угнетение фагоцитоза, интоксикация, диарея, угнетение сердечной деятельности, понижение температуры тела. При внутривенном и внутримышечном введении малых доз отмечается повышение температуры тела, стимуляция фагоцитоза, активация комплемента по альтернативному пути, повышение проницаемости капилляров.

Эндотоксины грамотрицательных бактерий применяются в качестве пирогенов (греч. pyr - жар) - лекарственных препаратов, вызывающих повышение температуры тела, стимуляцию иммунитета. Это пирогенал, колипироген и другие.

Наличие пирогенов недопустимо в лекарственных препаратах, предназначенных для внутривенного введения. Пирогенный эффект может возникать вследствие присутствия в лекарственных препаратах бактериальных эндотоксинов, не разрушенных при стерилизации.

Бактерии, содержащие эндотоксин, называют токсичными. Эндотоксины содержат грамотрицательные бактерии: палочки дизентерии, брюшного тифа и др.

Некоторые бактерии одновременно образуют и экзо - и эндотоксины, например, кишечная палочка, холерный вибрион.

Доза микробов. Инфицирующая доза - минимальное количество микробов, способное вызвать заболевание. Естественно, что в отношении человека этот вопрос изучен мало. Все же, по-видимому, очень малые дозы палочек чумы могут вызвать заболевание у человека, в то время как холера возникает при заражении более высокими дозами. Как правило, условно-патогенные микробы вызывают заболевание при попадании в организм в больших дозах.

44. Пути проникновения микроорганизмов в организм (ворота инфекции). Динамика развития инфекционного процесса, периоды. Антропонозы, зоонозы, антропозоонозы - определение понятий

Входные ворота или место проникновения патогенного микроба в организм могут иметь значение для возникновения заболевания или для формы его проявления. Так, возбудители холеры, дизентерии вызывают заболевание при проникновении через рот, возбудитель гриппа - при попадании на слизистую оболочку верхних дыхательных путей или глаз, гонококк - на слизистую оболочку мочеполовых органов или конъюнктиву глаза. От места проникновения палочки чумы зависит форма заболевания: бубонная форма - при внедрении в кожу, легочная - через дыхательные пути, кишечная - через рот.

Периоды течения инфекционного заболевания

Инкубационный период - время от момента заражения до появления первых признаков заболевания. В это время происходит приспособление, размножение, накопление микроба в организме. Длительность периода характерна для каждого вида микроба, но зависит также от инфицирующей дозы, от входных ворот, от состояния организма человека.

При гриппе инкубационный период короткий - от нескольких часов до суток, при большинстве инфекционных болезней - несколько дней или недель, при бешенстве - до нескольких месяцев, при проказе -несколько лет.

Продромальный - период предвестников - неопределенных признаков длится от нескольких часов до нескольких дней: слабость, потеря аппетита, общее недомогание. Наблюдается при брюшном тифе, кори, чуме. Такие заболевания, как малярия, сыпной тиф начинаются без продромы, внезапно.

Период разгара - это период клинических проявлений, характерных для данного заболевания.

Исход: выздоровление, переход в хроническую форму или смерть больного.

По длительности течения различают инфекционные болезни острые и хронические. Острые инфекционные болезни протекают кратковременно (грипп, корь, скарлатина, сыпной тиф). Болезни с хроническим течением - большей длительностью - месяцы, иногда годы (бруцеллез, туберкулез, проказа) с чередованием периодов обострения и ремиссий.

Антропонозы - инфекции, при которых источником инфекции является только человек.

Зоонозы - инфекции, при которых источниками инфекции являются животные, но ими могут болеть и люди.

Антропозоонозы - инфекции, поражающие животных и способные передаваться человеку.

45. Формы инфекционного процесса. Персистенция возбудителей в организме. Реинфекция, суперинфекция, рецидив, вторичные инфекции, экзогенная и эндогенная, очаговая и генерализованная. Бактериемия, септицемия, токсинемия. Носительство патогенных микробов (виды)

Формы инфекционного процесса в зависимости от клинических проявлений. Инфекционный процесс может протекать в форме заболевания, причем различают формы типичные, атипичные, стертые, в зависимости от того, насколько выражены симптомы этого заболевания.

При некоторых вирусных инфекциях наблюдается персистенция (лат. persisto - оставаться). Персистирующая инфекция проявляется в форме латентной, хронической или медленной инфекции. Пример латентной инфекции - герпес, хронической - гепатит В. Медленные инфекции характеризуются длительным инкубационным периодом, постепенным нарастанием симптомов и летальным исходом. Это такие прогрессирующие болезни, как подострый склерозирующий панэнцефалит (ПСПЭ), рассеянный склероз, болезнь Крейтцфельда-Якоба и другие.

Не всегда заражение ведет к развитию клинических проявлений болезни. Существуют бессимптомные формы инфекционного процесса. К ним относятся латентная форма инфекции и носительство. Латентная или скрытая форма инфекции при неблагоприятных условиях переходит в клинически выраженную форму (туберкулез, герпес, СПИД). Носительство - это бессимптомная форма инфекции, при которой микробы живут и размножаются в организме, причем носитель, оставаясь здоровым, является источником инфекции для окружающих. Носительство может сформироваться после перенесенного заболевания (брюшной тиф, вирусный гепатит В) - это носительство реконвалесцентов. Носительство может сформироваться и вне связи с перенесенным заболеванием. Это так называемое здоровое носительство (дифтерия, полиомиелит).

Вторичная инфекция - это осложнение основного инфекционного заболевания, вызванное другим видом микробов: например, присоединение стафилококковой инфекции при гриппе. Реинфекция - повторное заражение тем же видом возбудителя после перенесенного заболевания, например, при дизентерии, гонорее и других болезнях, которые не оставляют иммунитета. Суперинфекция - новое заражение тем же видом возбудителя при наличии еще не закончившегося заболевания. Нередко наступает в больничных условиях, при острых и хронических заболеваниях, например, при туберкулезе. Рецидив - возврат клинических проявлений болезни за счет оставшихся в организме возбудителей, например, рецидивы при остеомиелите, ангине, рожистом воспалении.

Формы проявления инфекционного процесса

По происхождению различают экзогенные и эндогенные инфекции.

Экзогенные инфекции возникают при заражении извне, например, грипп, холера.

Эндогенные или аутоинфекции - без заражения извне, возникают при ослаблении иммунитета вследствие других болезней, охлаждения, голодания, действия ионизирующих излучений. Возбудителями являются условнопатогенные микробы - представители собственной нормальной микрофлоры, например, коли-сепсис при лучевой болезни; пневмония, вызванная пневмококком.

По характеру локализации и путям распространения различают очаговые и генерализованные инфекции. При очаговых инфекциях возбудители остаются в ограниченном очаге. При генерализованных - происходит распространение микробов в организме.

Бактериемия - распространение бактерий но кровяному руслу без их размножения, наблюдается как одна из стадий в течении болезни, например, при брюшном тифе.

Сепсис, септицемия - тяжелая генерализованная форма инфекции, когда возбудитель размножается в крови при резком угнетении иммунитета.

Септикопиемия характеризуется тем, что одновременно с размножением микробов в крови развиваются гнойные очаги в органах.

Токсинемия - поступление в кровь экзотоксинов. Инфекции, при которых это происходит, называются токсинемическими, например, столбняк, ботулизм, дифтерия.

При газовой анаэробной инфекции наблюдается сочетание септических и токсинемических явлений.

46. Роль микроорганизма, макроорганизма, внешней среды и социальных условия в возникновении и развитии инфекционных заболеваний. Смешанные инфекции, определение понятия, типы взаимодействия микробов при смешанной инфекции. Особенности течения, диагностики, лечения

Значение состояния макроорганизма и условий внешней среды в инфекционном процессе

Для возникновения и течения инфекционного процесса имеет значение восприимчивость - видовая или индивидуальная. Например, дети менее чувствительны к токсинам, для них более характерны септические процессы. Имеет значение гормональное состояние: у больных сахарным диабетом чаще наблюдаются гнойно-воспалительные процессы. Угнетенное состояние центральной нервной системы, физическое и умственное переутомление способствуют возникновению и более тяжелому течению заболевания.

На восприимчивость к инфекционным болезням влияют климатические и погодные условия. Так, амебная дизентерия обычно встречается в условиях жаркого климата; случаи скарлатины и дифтерии чаще наблюдаются на севере.

Но на человека условия внешней среды влияют, как правило, не непосредственно, а опосредованно, через социальные условия. Это, главным образом, условия быта, труда и состояние здравоохранения.

Большое значение имеет значение характер питания, обеспеченность витаминами, особенно витаминами А, С. При белковом голодании и авитаминозе наблюдается повышенная заболеваемость и неблагоприятное течение туберкулеза, холеры, дизентерии.

На возникновение и течение инфекционных заболеваний оказывают влияние ионизирующая радиация, ультрафиолетовое облучение, напряженность естественного геомагнитного поля.

Состояние здравоохранения, противоэпидемические мероприятия, организация и проведение массовых прививок существенно влияют на возникновение и течение инфекционных болезней, особенно таких, как дифтерия, полиомиелит, корь.

Моноинфекция - заболевание, вызванное одним видом микробов. Смешанная инфекция возникает при заражении двумя-тремя видами микробов. Такие заболевания протекают тяжелее и не всегда диагносцируются. Например, одновременное заболевание корью и туберкулезом, дифтерией и стрептококковой ангиной.

47. Внутрибольничные инфекции: определение понятия, условия возникновения. «Госпитальные штаммы» условно - патогенных микробов: условия, способствующие их формированию, основные характеристики. Методы предупреждения внутрибольничных инфекций

Условно-патогенные микроорганизмы - это микроорганизмы, вызывающие у человека болезни только при определенных условиях. Известно около 100 видов условно-патогенных микробов (УПМ). Они принадлежат к разным родам: Staphylococcus, Escherichia, Klebsielja, Proteus, Pseudomonas, Candida, Pneumocystis и другим. Одни из них обитают во внешней среде, другие являются постоянными обитателями организма человека и могут вызвать заболевание при снижении сопротивляемости организма: при иммунодефи-цитных состояниях, у онкологических больных, при лучевой болезни, при ВИЧ-инфекции.

Факторами патогенности у УПМ являются адгезивность, эндотоксины или экзотоксины, ферменты: нейраминидаза, гиалуронидаза, коагулаза и другие. У них отсутствуют такие факторы патогенности, как способность подавлять фагоцитоз и другие защитные механизмы организма, поэтому они вызывают болезнь только при ослаблении иммунитета.

Для популяций условно патогенных микробов характерна неоднородность, особенно по устойчивости к антибиотикам и другим антимикробным факторам. Поэтому при микробиологической диагностике необходимо исследовать не одну, а несколько культур.

К внутрибольничным или госпитальным инфекциям относят все инфекционные заболевания, возникающие у больных или у больничного персонала в результате пребывания в больнице. Большинство внутрибольничных инфекций вызывается условно-патогенными микробами, но в некоторых случаях и патогенными возбудителями, например, вирусом гриппа.

Внутрибольничные инфекции известны давно. До открытия микроорганизмов и введения асептики и антисептики бактериальные инфекции были обычными спутниками хирургических послеоперационных ран и травматических повреждений. С введением антисептики в 60-х гг. XIX века частота инфекционных осложнений уменьшилась. С открытием антибиотиков и введением их в лечебную практику в 40-50-х гг. XX века резко снизилось число инфекционных осложнений и летальность от них. Однако в настоящее время наблюдается нарастание частоты внутрибольничных инфекций. Причины этого отчасти связаны с достижениями современной медицины:

1) широкое, часто неоправданное применение антибиотиков, приведшее к распространению резистентных микробов;

2) применение в медицинской практике инвазивных методов диагностики с нарушением целостности кожи и слизистых оболочек и проникновением во внутренние органы;

3) увеличение числа пациентов со сниженным уровнем защитных сил организма: недоношенных детей, лиц преклонного возраста;

4) применение лекарственных средств, подавляющих иммунную систему;

5) ухудшение экологической обстановки.

Возникновению внутрибольничных инфекций способствует скученность больных, особенно в больших стационарах.

Возбудителями внутрибольничных инфекций часто являются так называемые «госпитальные» штаммы микробов. Они формируются в больничных условиях из культур, циркулирующих среди больных, как результат пассажей через восприимчивый организм больных при постоянном воздействии антимикробных средств. Чаще всего это штаммы стафилококков, энтеробактерий, синегнойных палочек. Для них характерна множественная лекарственная устойчивость, более высокая вирулентность и контагиозность, то есть способность передаваться. Клиническими проявлениями внутрибольничных инфекций могут быть гнойно-воспалительные заболевания, сепсис, раневые и ожоговые инфекции, бронхолегочные инфекции, острые кишечные инфекции.

Для снижения частоты внутрибольничных инфекций применяются такие меры, как рациональная планировка корпусов и комплексов, создание обсервационных палат, строгое соблюдение санитарно-гигиенических правил.

48. Особенности вирусных инфекций. Инфекционность вирусов (понятия, чем обусловлена). Виды вирусных инфекций: продуктивная, персистенция (определение, характеристика)

Особенности вирусных инфекций связаны со строгим внутриклеточным паразитизмом вирусов на молекулярном уровне. Отсюда - выраженный тропизм вирусов к определенным клеткам. При вирусных инфекциях обязательным является проникновение вируса в клетку. Для некоторых вирусных инфекций характерно образование внутриклеточных включений, например, включений Бабеша-Негри в нервных клетках при бешенстве.

Взаимодействие вируса с клеткой может протекать в виде продуктивной инфекции и интегративной инфекции. Продуктивная инфекция - процесс взаимодействия вируса с клеткой, завершающийся образованием зрелых вирионов и выходом их из клетки, как, например, при гриппе. Интегративная инфекция возникает в результате встраивания (интеграции) вирусного генома в геном клетки. Такой процесс происходит с вирусом гепатита В, с онкогенными вирусами. Интеграция РНК-вирусов в клеточный геном происходит при участии фермента РНК-зависимой ДНК-полимеразы, иначе называемой обратной транскриптазой или ревертазой. Так происходит с вирусом иммунодефицита человека, с РНК-содержащими онкогенными вирусами.

При некоторых вирусных инфекциях наблюдается персистенция (лат. persisto - оставаться). Персистирующая инфекция проявляется в форме латентной, хронической или медленной инфекции. Пример латентной инфекции - герпес, хронической - гепатит В. Медленные инфекции характеризуются длительным инкубационным периодом, постепенным нарастанием симптомов и летальным исходом. Это такие прогрессирующие болезни, как подострый склерозирующий панэнцефалит (ПСПЭ), рассеянный склероз, болезнь Крейтцфельда-Якоба и другие.

49. Понятие об иммунитете. Основные разделы современной иммунологии. Виды иммунитета: по происхождению, направленности действия (начертить схему форм иммунитета и дать характеристику), стерильный и нестерильный иммунитет

Иммунитет (лат. immunitas - освобождение от чего-либо) - совокупность реакций организма, направленных на защиту постоянства внутренней среды от генетически чужеродных агентов. Это происходит, например, при инфекционных заболеваниях, при вакцинации, переливании несовместимой крови, при трансплантации тканей или органов. Чужеродные клетки возникают и в самом организме вследствие мутаций, и постоянной функцией иммунной системы является функция "надзора" - удаления таких измененных клеток. При снижении этой функции такие клетки-мутанты могут дать начало развитию злокачественного новообразования.

Вначале понятие "иммунитет" складывалось как "невосприимчивость к инфекционным болезням". Давно было отмечено, что человек, перенесший инфекционную болезнь, становится невосприимчивым к повторному заражению. В древнем Китае, в Индии делались попытки проводить прививки против оспы путем искусственного заражения детей. В средние века людей, переболевших чумой, привлекали к уходу за больными и захоронению умерших.

Впервые Эдуард Дженнер провел вакцинацию против оспы путем заражения человека оспой коров. Пастер создал вакцины против бешенства и сибирской язвы и научно обосновал принципы получения живых вакцин. Мечников построил фагоцитарную теорию иммунитета. Бухнер обнаружил бактерицидные свойства сыворотки крови. Эрлихом была предложена гуморальная теория иммунитета. Беринг и Ру создали лечебные антитоксические сыворотки против дифтерии и столбняка. Это направленние иммунологии ("инфекционная иммунология") развивалась в дальнейшем и продолжает развиваться. Достигнуты значительные успехи в профилактике, лечении и диагностике инфекционных заболеваний. Но уже с начала XX века стало известно, что чужеродными для организма являются не только микробы и их токсины, но и чужеродные клетки или вещества. Сложилось особое направление - "неинфекционная иммунология".

Различают видовой и приобретенный иммунитет.

Видовой иммунитет передается но наследству, характерен для данного вида. Например, человек невосприимчив к чуме рогатого скота, к куриной холере, собаки невосприимчивы к туберкулезу. Видовой иммунитет неспецифичен, то есть одни и те же защитные механизмы действуют против разных видов микробов. Это наиболее прочный вид иммунитета.

В отличие от видового, приобретенный иммунитет формируется в ответ на действие генетически чужеродного агента (антигена), это антигензависимый иммунитет. Он специфичен по отношению к антигену. Так, человек, переболевший корью, приобретает иммунитет только против кори; человек, получивший прививку против дифтерии, приобретает невосприимчивость только к дифтерии. Приобретенный иммунитет не передается по наследству, он является индивидуальным.

Сила и продолжительность иммунного ответа регулируется генами иммунного ответа. Это Ir-гены (англ, immune - иммунный, response -ответ). Они кодируют образование la-белка, участвующего в иммунном ответе.

Виды и формы приобретенного иммунитета

В зависимости от способа формирования различают виды приобретенного иммунитета (схема).

Активный иммунитет вырабатывается организмом в ответ на антиген. Вследствие перенесенного инфекционного заболевания вырабатывается активный естественный (постинфекционный) иммунитет. В ответ на введение вакцины или анатоксина - активный искусственный (поствакцинальный) иммунитет. Под влиянием антигена в организме происходит активная перестройка иммунной системы. В результате образуются антитела, которые соединяются с микробами или их токсинами, обезвреживая их или усиливая фагоцитоз. Постинфекционный иммунитет может быть пожизненным или длиться годами, как при кори, коклюше, брюшном тифе, дифтерии. Повторные заболевания возможны, но редко. Непродолжителен иммунитет при гриппе.

Поствакцинальный иммунитет формируется не сразу, а через некоторое время (дни, недели) после введения вакцины или анатоксина, сохраняется при применении живых вакцин несколько лет, убитых - до одного года.

Пассивно приобретенный иммунитет возникает, если организм получает от другого, иммунного организма, готовые антитела. При введении иммунных сывороток создается искусственный (постсывороточный) иммунитет. Например, при лечении ребенка, больного дифтерией, путем введения ему сыворотки крови лошади, иммунизированной дифтерийным токсином. Пассивно приобретенный иммунитет, в отличие от активного, создается быстро, но сохраняется недолго.

Пассивный естественный иммунитет создается, когда антитела передаются от матери плоду через плаценту (плацентарный иммунитет) или ребенку с материнским молоком. Благодаря этому грудные дети в первые месяцы жизни невосприимчивы к некоторым инфекционным болезням, например, к кори, дифтерии.

При большинстве инфекций по мере развития невосприимчивости организм освобождается от микробов. Но при некоторых заболеваниях, например, при туберкулезе, сифилисе иммунитет поддерживается сохранившимися в организме возбудителями Такой иммунитет называют нестерильным.

Местный иммунитет - это особый вид защиты против внедрения в организм возбудителей инфекций, главным образом кишечных и воздушно-капельных. Большую роль здесь играют неспецифические факторы и антитела, так называемые секреторные иммуноглобулины класса A (SIgA).

Различают виды иммунитета в зависимости от того, против чего он направлен. При антибактериальном иммунитете защитные силы организма направлены на уничтожение бактерий, при антитоксическом -антитела-антитоксины нейтрализуют бактериальные экзотоксины. Этот вид иммунитета имеет большое значение при токсинемнческих инфекциях, таких, как дифтерия, столбняк, ботулизм, газовая анаэробная инфекция. Противовирусный иммунитет обеспечивает нейтрализацию вирионов или подавление их образования. Противоопухолевый иммунитет направлен против опухолей. Трансплантационный иммунитет возникает вследствие несовместимости тканей при трансплантации.

...