Основные понятия микробиологии

Антибиотики - это вещества, в основном, природного происхождения и различной химической структуры, которые в малых концентрациях вызывают' задержку размножения или гибель микробов и опухолевых клеток.

Химическая природа антибиотиков различна: полипептиды, ациклические, ароматические, сложные гетероциклические соединения. В отличие от дезинфектантов, являющихся общепротоплазматическими ядами, антибиотики действуют избирательно, специфически нарушая процессы жизнедеятельности только у определенных групп микробов (их можно считать продуктами и инструментами антагонизма).

По источникам и методам получения различают антибиотики природные, синтетические и полусинтетические.

1. Антибиотики природного происхождения (получают путём биосинтеза)

микробного происхождения (их большинство) - образуются актиномицетами (тетрациклины, аминогликозиды, эритромицин, актиномицины), некоторыми бактериями (полимиксины), грибами (пенициллин, гризеофульвин) для их получения штаммы-продуценты выращивают в жидкой питательной среде, после чего клетки удаляют, а препарат в неизменённом виде выделяют из питательной среды и очищают;

растительного происхождения (фитонциды) получают физико-химическими методами из растений - листьев эвкалипта (хлорофиллипт), зверобоя (иманин), из лука и чеснока (летучие эфирные масла);

животного происхождения - из лейкоцитов (интерфероны, лизоцим), эритротроцитов (эритрин), молоки рыб (экмолин); их получают из соответствующих клеток и тканей, а интерфероны также путем биосинтеза (генно-инженерный препарат).

II. Синтетические - их полностью получают путём химического синтеза (в основном, как аналоги природных соединений) - левомицетин, циклосерин и другие.

III. Полусинтетические антибиотики получают на основе природных соединений, как правило, микробного происхождения, у которых путём химического синтеза изменяют структуру (например, радикалы); этот путь наиболее перспективен, поскольку позволяет повысить активность, растворимость антибиотиков, добиться снижения их токсичности. Например, полусинтетические пенициллины (ампициллин, карбенициллин и др.) получены путём химической модификации ядра пенициллина - беталактамного кольца.

Механизмы действия антибиотиков (точки приложения) различны: повреждение отдельных структур или ферментов их биосинтеза, компонентов систем репликации, трансляции и биосинтеза белка. Основными точками приложения являются:

синтез и функции клеточной стенки (циклосерин, беталактамные);

функции цитомембраны (полимиксины, полиеновые - нистатин, леворин);

синтез белка на различных стадиях, например, при действии на малую субъединицу рибосом (аминогликозиды - стрептомицин, канамицин, гентамицин и др.), на большую субъединицу рибосом (линкомицин, эритромицин, олеандомицин), при нарушении связи тРНК с рибосомальным комплексом (тетрациклины);

4) синтез нуклеиновых, кислот, например, блок РНК-полимеразы (рифампицин, актиномицины).

Биологическая (антимикробная) активность, антибиотиков выражается в ЕД/мл раствора препарата; I ЕД (единица действия) соответствует активности I мкг (10г) химически чистого антибиотика. Активность нового антибиотика устанавливают в стандартном опыте по задержке роста стандартного штамма микроба в сравнении с эталонным препаратом из данной группы.

Побочное действие антибиотиков может проявляться в отношении микробов и макроорганизма. В отношении макроорганизма различают следующие виды побочного действия:

прямое токсическое, связанное с физико-химическими и фармакологическими свойствами препарата или продуктов его распада (аминогликозиды действуют на орган слуха, тетрациклины угнетают функции печени, левомицетин угнетает кроветворение и т.п.);

химиотерапевтическое в частности: реакции обострения (вторичная интоксикация продуктами распада микробов под действием антибиотика) и аллергические реакции (будучи аллергенами, антибиотики вызывают сыпи, дерматиты или более тяжелые осложнения по типу анафилаксии);

иммунодепрессивное (угнетение индуктивной фазы иммуногенеза приводит послаблению защитных реакций организма, снижению титра антител, что затрудняет диагностику и способствует нестойкости иммунитета);

угнетение аутомикрофлоры, сопровождающееся ослаблением её антагонистической (защитной), витаминообразующей и ферментативной функций. Комплекс побочных воздействий антибиотиков нередко приводит к ослаблению организма, развитию дисбактерибзов и суперинфекций (стафилококковых, кандидозных и др.).

Побочное действие антибиотиков на микроорганизмы включает:

формирование атипичных штаммов, которые затрудняют диагностику;

образование L-форм. не выявляемых обычными методами и малочувствительных к антимикробным воздействиям, способных к длительной персистенции в организме (происходит хронизация инфекции, возникают рецидивы);

3) формирование и распространение лекарственной устойчивости.

Лекарственная устойчивость микробов может быть связана:

а) с наличием ферментов, разрушающих или инактивирущих антибиотики (например, микробные бета-лактамазы гидролизуют ядро пенициллинов);

б) с нарушение проницаемости оболочки для антибиотика, если точка приложения находится

внутри клетки, а молекула антибиотика достаточно велика (устойчивость к рифампицину);

в) с изменением самих точек приложения (устойчивость к стрептомицину).

Генетическими механизмами появления и распространения лекарственной устойчивости являются возникновение мутаций и рекомбинации (особенно перенос R -плазмид и транспозонов от устойчивых бактерий к чувствительным). Широкое (и нередко бесконтрольное) применение антибиотиков, особенно в стационарах, создаёт условия для быстрой селекции и широкого распространения антибиотикоустойчивых клонов микробов, расширения спектра их устойчивости.

Для преодоления лекарственной устойчивости микробов необходимо:

назначение антибиотиков в соответствии с чувствительностью конкретного возбудителя, выделенного перед началом лечения;

применять антибиотики по схеме и в оптимальных дозах;

периодически менять препараты в ходе лечения, а на данной территории -1 раз в 3 года;

использовать комплекс из 2-3 препаратов с разным механизмом действия

использовать антибиотики резерва (второй очереди);

стимулировать защитные силы организма, нормализовать его аутофлору.

Чувствительность к антибиотикам и другим ХТП необходимо определять в каждом случае инфекции и периодически - в ходе лечения. Главным показателем является величина минимальной ингибирующей концентрации -- МИК (мкг/мл ), т.е. минимальная концентрация антибиотика, задерживающая рост микроба-возбудителя в стандартном опыте. Величину МИК определяют методом серийных разведений или методом диффузии в агар (дисками). В первом случае МИК определяют по минимальной концентрации антибиотика, задерживающей видимый рост микроба в пробирках или чашках с питательной средой, содержащих возрастающие концентрации антибиотика. Во втором случае чистую культуру возбудителя засевают газоном на питательный агар в чашке, укладывают на неё бумажные диски, пропитанные антибиотиками, которые диффундируют в агар, создавая градиент концентрации. После инкубирования в термостате измеряют диаметры зон задержки роста вокруг дисков и по специальным таблицам определяют степень чувствительности к тому или иному антибиотику. В любом случае критерием чувствительности является величина терапевтического индекса:

где К - концентрация данного антибиотика в очаге инфекции (или в крови) при введении терапевтических доз препарата (микроб чувствителен, а антибиотик обычно эффективен, если Т менее 0,3). Значения К можно найти в специальных таблицах.

Выбор антибиотика для лечения зависит от чувствительности возбудителя, возможности достижения очага инфекции без снижения активности антибиотика и от его побочного действия.

34. Микрофлора тела человека

Нормальная микрофлора тела человека - это эволюционно сложившаяся совокупность микробиоценозов всех биотопов тела человека (органов, полостей, участков). Ее количественный и качественный состав остается относительно постоянным в течение всей жизни, претерпевая незначительные изменения в зависимости от возраста, пола, питания, климата и физиологического состояния организма. Существенное влияние на состав микрофлоры оказывает: состояние защитных сил организма, взаимодействия внутри микробиоценозов, действие ряда факторов внешней и внутренней среды (антибиотиков, гормонов, токсических веществ и пр.)

Нередко сочетание неблагоприятных факторов приводит к развитию дисбактериоза (дисмикробиоза). Дисбактериоз - относительно стабильное количественное и качественное изменение состава микробиоценоза того или иного биотопа организма

Многие ткани и органы не сообщаются с внешней средой и в норме стерильны (кровь, лимфа, ликвор, печень, селезёнка, почки, мочевой пузырь, матка и плод, мозг). Наиболее обильна микрофлора толстого кишечника и ротовой полости, менее обильна - других отделов кишечного тракта, верхних дыхательных путей, кожи; скудную микрофлору имеют желудок и конъюктивальная полость. Практически отсутствует микрофлора в верхних отделах тонкого кишечника, трахее и бронхах, в уретре у женщин.

Основные функции нормальной микрофлоры:

защитная (конкурентные отношения индигенной и случайной микрофлоры, в том числе патогенной);

иммунологическая (способствует формированию и поддержанию иммунитета)

ферментативная (способствует пищеварению, расщепляя целлюлозу и другие сложные органические соединения, усиливая перистальтику кишечника);

витаминообразующая (например, эшерихии, бифидобактерии и другие представители индигенной микрофлоры синтезируют ряд витаминов, используемых организмом).

Различают микрофлору индигенную (постоянную, аутохтонную) и транзиторную (случайную, факультативную, аллохтонную). При ослаблении защитных сил организма представители нормальной микрофлоры (особенно факультативной) могут вызвать эндогенную инфекцию, которая в случае глубокого иммунодефицита может иметь детальный исход.

Микрофлора полости рта насчитывает более 160 видов и локализуется в слюне, зубных бляшках, десневых карманах, кариозных полостях, на спинке языка (в слюне - до 1 млрд. в 1 мл, в десневых карманах - в 100 раз больше). Обилие микрофлоры объясняется постоянным контактом с внешней средой, богатством питательных субстратов, влажностью, оптимальной температурой и рН. Это создает благоприятные условия для адгезии, колонизации и размножения микробов.

Бактерии ротовой полости - Гр- и Гр- аэробные и анаэробные кокки и палочки без спор, спирохеты, актиномицеты, микоплазмы. Большую часть Гр+ кокков составляют зеленящие стрептококки, Гр+ палочек - лактобактерии и актиномицеты коринеформные бактерии, Гр-палочек - строгие анаэробы - бактероиды, вейлонеллы, нитевидные лептотрихии и веретенообразные фузобактерии (из факультативных анаэробов - гемофилы). Спирохеты ротовой полости представлены непатогенными трепонемами,лептоспирами и боррелиями. Многие представители индигенной микрофлоры имеют морфологическое сходство с возбудителями заболеваний (сифилиса, дифтерии, менингококковой инфекции, пневмоний), что затрудняет их диагностику. Дисбактсриоз ротовой полости характеризуется повышением концентрации грибов Candida или повторным обнаружением энтеробактерий, псевдомонад, неферментирующих Гр-бактерий, а также клостридий и бацилл.

Микрофлора пищевода представлена немногочисленными транзиторными микробами, попадающими с пищей.

Микрофлора желудка скудна из-за антимикробного действия желудочного сока (его рН=1-2): преобладают аэробы - дрожжи, сардины, лактобактерии, энтерококки.

Микрофлора тонкого кишечника. Двенадцатиперстная кишка и верхние отделы тонкого кишечника практически стерильны из-за бактерицидного действия желчи, желудочного сока, секретов поджелудочной железы. В нижних отделах в небольшом количестве содержатся: лактобактерии, энтерококки, дрожжи, эшерихии.

Микрофлора толстого кишечника наиболее многочисленна и разнообразна, она составляет около 2,0 кг массы (в 1 г - до 40 млрд. микробов, относящихся к 450 видам). Соотношение анаэробов и аэробов - 10:1. Среди анаэробов преобладают бифидобактерии и бактероиды. Многочисленны также лактобактерии, энтерококки и эшерихии. В небольших количествах встречаются кокки, клостридии, другие энтеробактерии, грибы Candida.

Микрофлора конъюнктивы скудна из-за действия лизоцима и недостатка питательных веществ (стафилококки, дифтероиды, микоплазмы).

Микрофлора носа представлена немногочисленными стафилококками и дифтероидами; в носоглотке, кроме того, обнаруживаются стрептококки.

Микрофлора мочеполовых путей. В уретре мужчин обнаруживаются сапрофитные стафилококки и микобактерии, микоплазмы. Микрофлора влагалища представлена, в основном, лактобактериями, встречаются также стафилококки и дифтероиды.

Микрофлора кожи отличается стабильным составом, ее численность - 1 млн/кв. см. Облигатная микрофлора представлена стафилококками, дифтероидами и дрожжеподобными грибами. К факультативным видам относят стрептококки, энтеробактерии и другие Гр- бактерии. Наибольшее значение для здоровья человека имеет микрофлора кишечника, состояние которой можно считать индикатором благополучия организма. Дисбактериоз кишечника часто развивается в результате применения антибиотиков, цитостатиков, лучевой терапии, при различных соматических, эндокринных заболеваниях, при употреблении алкоголя, нарушении питания. В свою очередь, дисбактериоз является одной из причин аллергии, нарушения солевого и витаминного баланса, развития ряда заболеваний.

Дисбактериоз кишечника может характеризоваться: значительным снижением количества представителей постоянной микрофлоры (бифидобактерии, лактобактерии, эшерихии), повышением количества потенциально-патогенных представителей случайной микрофлоры (стафилококков, протеев, грибов Candida и др.). Микробиологическая диагностика дисбактериоза основана на изучении количественного и качественного состава микрофлоры. Для этого фекалии мерно засевают на ряд питательных сред и подсчитывают выросшие колонии, определяя, таким образом, количество основных представителей индигенной микрофлоры, % или абсолютное количество потенциально-патогенных микробов.

Для устранения дисбактериоза кишечника применяют препараты, состоящие из живых представителей нормальной микрофлоры, антагонистически активных штаммов (они заселяют кишечник и вытесняют из него потенциально-патогенные и патогенные микробы). Например, "Колибак-терин" содержит E.coli, "Бифидумбактерин" - Bifidobacterium bifidum, "Лактобактерии" - Lactobacillus аcidophilus.Для устранения потенциально-патогенной микрофлоры используют также и другие биологические препараты (например, "Коли-протейный бактериофаг", содержащий вирулентные бактериофаги, способные лизировать клетки протеев и патогенных вариантов эшерихий).

35. Основы санитарной микробиологии

Санитарная микробиология - наука о микрофлоре окружающей среды и связанных с ней процессах, которые могут оказывать неблагоприятное влияние на здоровье людей. С помощью санитарно- микробиологических исследований решают вопрос о наличии иди степени вероятности присутствия опасных для человека микробов в объектах внешней среды (воде, воздухе, почве, пищевых продуктах, различных материалах, оборудовании и др.). Комплексное исследование включает: определение косвенных показателей неблагополучия - общей микробной обсемененности (микробного числа), титра или индекса санитарно-показательных микробов, степени микробной порчи; реже, прямых - обнаружение патогенных микробов или их токсинов в объекте.

Микробным числом называют количество микробов в 1 мл жидкости, 1 г твердого вещества иди 1 кубометре воздуха. Для определения делают мерные посевы материала на питательный агар с подсчетом выросших колоний (1 колонию обычно образует 1 клетка). Результат выражают в колониеобразуюших единицах - КОЕ/мл, KOЕ/г или КОЕ/кубометр. Если, например, на чашке с посевом 1 мл воды, разведенной 1:1000, выросло 120 колоний, то микробное число составляет 1,2 х 10⁵ КОЕ/мл. Микробное число почвы определяют аналогично после посевов 10-кратных разведении почвенной суспензии.

Санитарно-показательными называют микробы - представители нормальной микрофлоры тела человека, которые служат показателями санитарного неблагополучия объекта, т. с. его загрязнения выделениями человека. В качестве сантарно-показательных выбраны микробы, постоянно и в больших количествах содержащиеся в соответствующих выделениях человека, легко идентифицируемые, не имеющие других природных местообитаний, сохраняющиеся в объекте столь же долго, как патогенные микробы той же группы. Например, основной показатель фекального загрязнения воды, почвы, пищевых продуктов, предметов обихода - это колиформные бактерии (бактерии группы кишечной палочки - БГКП). Воздух оценивают по содержанию стафилококков и грибов плесневых и дрожжевых рода кандида, попадающих в него вместе с другими микробами из дыхательных путей и полости рта человека и внешней среды.

К санитарно-показательным микробам относят также эшерихии, клостридии, энтерококки, колифаги (бактериофаги). В ходе оценки состояния объекта определяют индекс - количество особей санитарно-показательных микробов в единице объема (1 литр, 1 г или 1 кубометр) материала или титр - наименьший объем (в мл) или весовое количество (в г) материала, в котором еще обнаруживаются санитарно-показательные микробы или определяют отсутствие санитарно-показательных микробов в конкретном объеме.

Санитарно-микробиологические показатели воздуха определяют седиментационным или аспирационным методами. Седиментационный метод (Коха) прост, но недостаточно точен. Чашки с питательной средой (ПА, ЖСА) оставляют открытыми в горизонтальном положении. Через 5-20 минут их закрывают и инкубируют в термостате, посчитывают колонии и вычисляют микробное число и содержание санитарно-показательных микробов в 1 кубометре (считается, что за это время на площадь в 100 кв.см оседает такое количество микробов, которое содержится в 10 литрах воздуха). Аспирационный метод основан на принудительном осаждении микробов из воздуха на поверхности питательной среды или в улавливающую жидкость. Для этого используют специальные приборы (аппарат Кротова, пробоотборник аэрозольный бактериологический - ПАБ-1 и др.), которыми можно исследовать заданный объем воздуха.

36. Морфология и физиология вирусов

Вирусы образуют самостоятельное царство (Vira) и имеют следующие особенности:

Геном представлен одной нуклеиновой кислотой - ДНК или РНК (соответственно выделены 2 подцарства - рибовирусы и дезоксирибовирусы).

Неклеточное строение. Нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой - капсидом, который состоит из отдельных субъединиц - капсомеров (обычно состоит из 5-6 полипептидов). Капсид вместе с нуклеиновой кислотой образует нуклеокапсид. Такое строение имеют простые вирусы (вирусы полиомиелита, аденовирусы и др.). У сложных вирусов имеется наружная оболочка - суперкапсид, который содержит липиды, гликолипиды. Суперкапсид частично формируется за счет клетки-хозяина.

Отсутствие белоксинтезирующих систем (при наличии ферментов адсорбции, распространения, ДНК - и РНК - зависимых полимераз).

Абсолютный внутриклеточный паразитизм на генетическом уровне (в том числе возможность интеграции ДНК вируса в клеточный геном и синхронная репликация с ним).

Особый (дизъюнктивный) способ размножения: белки вируса синтезируются на рибосомах пораженной клетки, в других участках - нуклеиновая кислота вируса, затем происходит сборка вирусных частиц.

Малые размеры; мелкие вирусы (подиовирус и др.) - 25-30 нм (нанометров); средние (вирус гриппа и др.) - 50-125 нм; крупные (вирус натуральной оспы) - 150-200 нм.

7. Фильтруемость (проходят через бактериальные фильтры).

8. Кристаллизабельность (очищенные от балластных веществ внеклеточные вирусы, вирионы, способны образовывать кристаллы).

9. Форма вириоиов (различают палочковидные - у вируса бешенства и др., в виде многогранника, икосаэдр - у аденовирусов, кубоидальной формы - у вируса натуральной оспы, шаровидной - у вирусов гриппа, головчатые (сперматозоидоподобные) - бактериофаги).

Культивирование вирусов также имеет особенности. Их культивируют на активно размножающихся клетках с повышенной активностью метаболизма. Использую следующие живые системы. В организме лабораторных животных: обычно заражают мышей (взрослых и сосунков), кроликов, обезьян (внутримышечно, интраназально, внутрибрюшинно, интрацеребрально, на роговицу). На 9-12-дневных куриных эмбрионах: чаше культивируют на эмбрион-аллантоисной оболочке, реже - в аллантоисной или амниотической подсети. На культуре клеток: чаще используют однослойные культуры ткани из активно размножающихся клеток. Клетки выращивают на естественных питательных средах (эмбриональных экстрактах, лошадиной, человеческой сыворотке), ферментативных гидролизатах белков (триптический гидролизат лактальбумина), на синтетических средах (например, на среде 199, состоящей из 63 компонентов, в том числе аминокислот, витаминов, глюкозы, солей, человеческой сыворотки, индикатора фенолового красного). Используют следующие типы культур клеток: первично- трипсинизированные (обычно фибробласты куриного эмбриона; они не перевиваются и их надо всегда готовить ех tempore; недостатком является такаю их нестандартность); перевиваемые (одинаковы во всех лабораториях, так как являются определенным клоном клеток, например, клетки из портальных тканей - амниона человека, почек эмбриона свиньи; клетки из опухолевых тканей - HeLa (клетки рака шейки матки), НЕр-2 и др. ; недостатком этой группы является то, что клетки часто спонтанно перерождаются, становятся атипичными, полиплоидными, а также бывают спонтанно заражены латентными вирусами и ми-коплазмами); полуперевиваемые диплоидные (например, диплоидные клетки легких человека; они стабильны, спонтанно не перерождаются, не загрязнены вирусами и микоплазмами).

Различают следующие формы вирусных инфекций. Абортивная инфекция (происходит в невосприимчивом иммунном организме): вирус либо не проникает в клетку, либо после проникновения погибает и выталкивается из клетки. Продуктивная инфекция: вирус адсорбируется на чувствительных клетках и проникает в клетку путем погружения её мембраны с вирусом внутрь, в цитоплазму клетки (виро-рексис); в образовавшейся фагосоме нуклеиновая кислота вируса освобождается от белковых оболочек ("раздевание вируса"); после окончательного раздевания проникшая в клетку нуклеиновая кислота вируса переключает функционирование клеточного генома и соответствующих метаболических систем клетки на репродукцию вируса; образованные вирусные частицы выходят из клетки и внедряются в соседние клетки. Часто такое взаимодействие заканчивается гибелью клетки, этот процесс обозначают как цитопатическое действие (ЦПД). Ранним признаком ЦПД является прекращение митозов; клетка временно набухает, затем деформируется, сморщивается, становится более интенсивно окрашиваемой, отслаивается от стекла (в культурах) и погибает. Иногда перед гибелью клетки образуют симпласты (слившиеся многоядерные клетки). Вирогения: проникшая в клетку нуклеиновая кислота вируса встраивается (интегрирует) в ДНК клетки-хозяина (как в случае умеренного фага) и в форме провируса существует в клетке и передается её потомству. Явление вирогении характерно как для ДНКовых,так и для РНКовых вирусов, так как последние обладают ферментом обратной транскриптазой (например, ретровирусы).

В основу современной классификации вирусов положен ряд признаков, в том числе: тип нуклеиновой кислоты, число капсомеров, наличие суперкапсида, чувствительность к эфиру, круг восприимчивых хозяев, патогенность, географическое распространение и др.

Особенности противовирусного иммунитета. Невосприимчивость к вирусным инфекциям может быть обусловлена следующими факторами. Факторы естественной резистентности: клеточная ареактивность (как результат филогенеза человек невосприимчив ко многим вирусным болезням животных и растений); ингибиторы - вещества мукопротеидной или липопротеидной природы, структурно идентичные рецепторам чувствительных клеток (они свободно циркулируют в крови, других жидкостях и блокируют взаимодействие вируса с клеткой); комплемент участвует в формировании специфического (иммунного) противовирусного ответа (лизоцим и другие гуморальные факторы защитной роли не играют); фагоцитоз носит незавершенный характер, однако лейкоциты, в которые проник вирус, продуцируют интерферон; интерферон синтезируется клеткой после проникновения вируса,он неспецифически ингибирует репродукцию любых вирусов, нарушая синтез вирусных белков на рибосомах (в организме человека активен лишь человеческий интерферон, который продуцируют человеческие лейкоциты, иди генно-инженерный интерферон - реаферон, продуцируемый кишечной палочкой, в геном которой введен ген человеческого интерферона; интерферон широко применяют для лечения и экстренной профилактики вирусных инфекций); лихорадка (повышенная температура нарушает репродукцию вирусов); возрастной фактор (имеет значение, например, при ротавирусной инфекции, которой чаще болеют дети); эндокринные факторы (гипофункция многих желез внутренней секреции отягощает течение вирусных инфекций); факторы выделительной системы (способствуют освобождению организма от вирусов); формирование внутриклеточных включений, возможно, оказывает защитное влияние (тельца Гварниери при натуральной оспе, тельца Бабеша-Негри при бешенстве).

Особенности приобретенною противовирусного иммунитета в одних случаях обусловливают стойкую невосприимчивость (например, после кори), в других - кратковременную (после риновирусной инфекции). Антитела действуют только на внеклеточно расположенные вирусы (поэтому лечение противовирусными иммуноглобулинами проводят в ранние сроки, пока основная часть вирусов не проникла в клетки). Клетки, в которые проникли вирусы, синтезируют вирус-зависимые антигены и становятся чужеродными для организма, что ведет к их уничтожению Т-киллерами. В защитных реакциях имеет значение также местная резистентность клеток (например, у человека, невосприимчивого к полиомиелиту, клетки нервной ткани и желудочно-кишечного тракта, к которым полиовирус обладает тропизмом, становятся резистентными к вирусу). Секреторные иммуноглобулины (slgA) - основное звено местного иммунитета на слизистых оболочках. Вакцинация (вирусными вакцинами) создаёт не только специфический иммунитет в отношении отдельного вируса, но и формирует резистентность к другим вирусам (стимулируется не только выработка антител и образование Т-киллеров, но и выработка интерферона).

37. Частная микробиология

Принципы микробиологической диагностики инфекционных заболеваний.

Длительное сосуществование популяций человека и микроорганизмов в процессе эволюции привело к формированию больного количества видов микробов, способных вступать в паразитическое взаимодействие с макроорганизмом, проявляющееся в виде той или иной инфекции. Насчитывают сотни нозологических форм инфекционных заболеваний. 3 основе их классификации лежат свойства и таксономическое положение возбудителя, механизм заражения и поражаемые ткани, клинико-эпидемиологические особенности заболевания.

Различают следующие инфекции: кишечные (их возбудители попадают в организм благодаря постоянству пищевой связи человека с внешней средой), например, холера, брюшной тиф, дизентерия и др.; респираторные (инфекции дыхательных путей), например, грипп, корь, дифтерия и др.; кровяные (их возбудители при заражении попадают в кровь, которая для них является основным местом обитания в организме), например, сыпной тиф, клещевой энцефалит, вирусный гепатит и др.; а также инфекции, передающиеся контактным путем (через соприкосновение с больным, микробоносителем или предметами, контаминированными их выделениями), в частности, венерические болезни, передающиеся, в основном, половым путём, например, сифилис, гонорея, трихомониаз и др.

Микробиологическая диагностика инфекций вызванных безусловнопатогенными микробами основана на следующих принципах.

1. Обнаружение микроба (его антигенов или нуклеиновых кислот) в организме больного или его выделениях. При этом имеет значение правильность взятия материала (в зависимости от Формы, стадии заболевания, особенностей возбудителя и др.). Исследование проводят различными методами:

а) микроскопическим - микроскопия нативных и/или окрашенных препаратов (существенное

значение метод имеет при заболеваниях, возбудители которых имеют отличительные морфолого-

тинкториальные особенности, например, при туберкулезе, дифтерии, спирохетозах, протозойных

заболеваниях);

б) микробиологическим - посев материала от больного на питательные среды с последующим выделением чистой культуры и идентификацией возбудителя по морфолого-тинкториальным, культуральным, ферментативным (биохимическим), антигенным и другим свойствам (метод имеет абсолютное диагностическое значение, но у него есть ограничения при тех инфекциях, возбудите ли которых плохо иди долго растут на питательных срезах, выделение чистой культуры сопряжено с высокой опасностью заражения и т.п.);

в) экспериментальный - заражение материалом восприимчивых лабораторных животных, что позволяет в ряде случаев получить у них клинические признаки соответствующей инфекции,

учесть реакцию нейтрализации микробного токсина, выделить чистую культуру возбудителя и оценить её вирулентность (диагностическое значение метод имеет при обнаружении возбудителей, способных при заражении данных животных проявлять специфические патогенные свойства).

В тех случаях, когда заболевание относится к особо опасным или некоторым другим инфекциям, проводят экспресс-диагностику - быстрое обнаружение (индикацию) в исследуемом материале возбудителя или признаков его присутствия, как правило, без выделения чистой культуры. Для этого используют прямой и непрямой варианты ИФ, ИФА, РП, другие иммунные и неиммунные методы индикации. Они не заменяют исследование по классической схеме, а лишь позволяют дать быстрый ориентировочный ответ а ходе диагностики.

2. Выявление иммунного ответа организма на внедрение возбудителя. В зависимости от свойств возбудителя, формы и стадии заболевания, характера иммунного ответа используют 2 метода диагностики:

а) серологический (серодиагностика) - обнаружение в сыворотке крови (serum) специфических иммуноглобулинов (антител), вступающих в реакции иммунитета с диагностикумами из известных микробных антигенов (диагностическое значение имеет высокий титр или выравненное нарастание титра антител в сыворотках, взятых с интервалом 1-3 недели);

б) аллергодиагностика - выявление (in vivo иди in vitro) специфической сенсибилизации организма к микробным аллергенам, чаще ГЗТ, обусловленной накоплением сенсибилизированных Т-лимфоцитов (диагностическое значение имеют положительные аллергопробы у больных, которые не привиты или не перенесли данную инфекцию в прошлом).

Диагностика путём выявления иммунного ответа при многих инфекциях (особенно острых) носит вспомогательный характер. Её значение снижено рядом причин: иммунный ответ поздно (чаще не ранее 2-й недели заболевания) и лишь косвенно свидетельствует о контакте с возбудителем; выраженность ответа определяется как свойствами возбудителя, так и состоянием иммунной системы индивидума (иногда ответные реакции не выражены, отсутствуют или отмечается иммунный ответ к другому возбудителю за счёт перекрёстнореагирующих, групповых, антигенов).

Микробиологическая диагностика вирусных инфекций проводится по тем же принципам, но имеются некоторые особенности:

при микроскопическом исследовании из-за малых размеров вирусов чаще изучают не морфологию возбудителя, а измененные в ходе вирусной инфекции клетки макроорганизма (отмечают наличие внутриклеточных включений, ЦПД, свечение ядра или цитоплазмы при иммунофлюоресцентном исследовании);

для обнаружения вируса обычно материалом от больного заражают живую систему (культуру ткани, куриный эмбрион, животных) и наблюдают за специфическими изменениями, свидетельствующими о репродукции вируса; идентификацию вируса проводят а реакциях иммунитета с известными противовирусными сыворотками (например, в реакции нейтрализации, РТГА и др.);

выявление иммунного ответа сводится к определению противовирусных антител в реакциях с живыми известными вирусами иди приготовленными из них инактивированными диагностикумами; ввиду невысокой антигенности вирусов антитела к ним накапливаются медленно, в небольших титрах.

Микробиологическая диагностика инфекций, вызванных потенциально- патогенными микробами имеет ряд особенностей;

поскольку потенциально-патогенные микробы обнаруживаются у здоровых людей в составе нормальной микрофлоры, факт их обнаружения в исследуемом материале не может свидетельствовать об их этиологической роли (причинности) при данном заболевании;

имеет значение обнаруженные в ходе диагностики количество и локализация возбудителя в организме больного, а также динамика этих показателей в ходе лечения инфекции;

поскольку часто причиной возникновения такой инфекции является снижение антиинфекционной резистентности, данные о микрофлоре должны сопоставляться с данными о состоянии естественной резистентности и иммунного статуса больного в целом;

для более точного суждения об этиологической роли того или иного возбудителя проводят изучение его факторов патогенности (определяют вирулентность).

38. Возбудители раневых инфекций

Стафилококки

Стафилококки (Staphylococcus aureus, S. epidermidis) - потенциально-патогенные микробы, способные вызвать различные воспалительные, гнойно-септические, а также кишечные и респираторные заболевания. Это Гр+ неподвижные кокки, располагающиеся гроздьями. Спор и капсул не имеют (некоторые штаммы S.aureus в организме образуют микрокапсулу). Факультативные анаэробы. Растут на простых средах. Элективными для стафилококков являются солевые среды - солевой бульон, ЯСА и др. На бульоне через 24-48 ч образуют помутнение, на шаре - правильной формы выпуклые непрозрачные колонии средних или мелких размеров. Их цвет из-за выработки пигмента варьирует от белого до золотисто-желтого (у патогенных). Относительно устойчивы во внешней среде, но погибают при кипячении, действии дезинфектантов в обычных концентрациях. Многие штаммы устойчивы к антибиотикам, особенно, бета-лактамным (образуют бета-лактамазу).

Стафилококки обладают многообразными факторами патогенности, среди которых различают токсины (гемолизины, эксфодиатин, лейкоцидин, энтеротоксин), ферменты (плазмокоагулаза. лецитиназа, гиалуронидаза, фибринолизин и др.) и некоторые структуры клетки (А-протеин, капсула и др.). Эти факторы способствуют проникновению, распространению в организме, противодействуют защитным реакциям и повреждают ткани организма. Заражение может происходить экзогенно или эндогенно (при ослаблении защитных сил).

Источник инфекции: больной иди микробоноситель.

Пути экзогенного заражения: контактный, аэрозольный, алиментарный. У микробоносителей стафилококки чаще всего вегетируют на слизистых оболочках дыхательных путей (зев, нос) и выделяются с выдыхаемым воздухом. Постоянное обнаружение стафилококков а этих отделах позволило считать его санитарно-показательным микробом при оценке воздуха по степени опасности заражения респираторными инфекциями (см. 3.3). Особенно опасно присутствие микробоносителей стафилококка среди персонала больниц, родовспомогательных учреждений, где находятся лица со сниженной антиинфекционной резистентностью. В этих условиях стафилококки нередко формируют "госпитальные" штаммы (высоковирулентные и устойчивые к антибиотикам варианты, способные длительно сохраняться в больничной среде и вызывать вспышки групповой стафилококковой инфекции у пациентов стационара).

При стафилококковой инфекции могут поражаться любые органы и ткани. Инфекция может протекать в виде местного воспалительного процесса с образованием гноя (фурункул, карбункул, абсцесс,пневмония и др.) генерализованной формы (сепсис) или пищевого отравления (при накоплении в продукте стафилококкового энтеротоксина).

Иммунитет вялый, заболевание имеет тенденцию к переходу в генерализованную форму и хронизации.

Микробиологическую диагностику (заболеваний и микробоносительства) проводят микроскопическим и микробиологическим методами.

Специфическое лечение: антибиотики (в соответствии с антибиотикограммой конкретного возбудителя); стафилококковый бактериофаг; для серотерапии - антистафилококковая иммунная плазма, человеческий антистафилококковый иммуноглобулин; при хронических стафилококковых инфекциях - стафиловакцина, стафилококковый анатоксин

Специфическая профилактика: непроводится, перед хирургическими вмешательствами назначают антибиотики; разработана ассоциированная вакцина из антигенов стафилококка, протея и синегнойной палочки, предназначенная для профилактики внутрибольничных инфекций.

Стрептококки

Возбудителями стрептококковой инфекции являются Streptococcus pyogenes - потенциально-патогенный микроорганизм, с которым связано возникновение гнойно-септических и ненагноительных заболеваний. Это Гр+ аспорогенные кокки, часто располагающиеся в виде цепочек. Неподвижны. Капсулу не образуют (за исключением некоторых штаммов). Факультативные анаэробы. На простых средах не растут; их выращивают на средах с добавлением глюкозы (сахарный бульон), сыворотки или крови (кровяной агар). В жидкой среде дают пристеночный рост, на кровяном агаре - мелкие колонии, часто с зоной гемолиза (полный гемолиз даёт бета-гемолитический стрептококк, неполный - альфа-гемолитичеекий, зеленящий). По полисахаридному антигену различают около 20 серогрупп, из которых заболевания у человека чаше вызывают бета-гемолитические стрептококки группы А. Чувствительны ко многим дезинфектантам и антибиотикам, погибают при кипячении, высушивании, действии УФО.

Стрептококки обладают различными факторами патогенности: токсинами (гемолизинами, лейкоцидином, эритрогенином, цитотоксином).ферментами (гиалуронидазой, фибринолизином и др.), а также особыми клеточными структурами (например, капсулой, М-протеином, обеспечивающими антифагоцитарные и другие свойства). У человека стрептококки вызывают местные гнойно-воспалительные процессы, рожистое воспаление, ангины, скарлатину, сепсис, а также участвуют в патогенезе ревматизма и гломерулонефрита. Источник инфекции: больной или микробоноситедь. У последних стрептококки чаще вегетируют в зеве. Заражение происходит эндогенным или экзогенным путем (контактным, воздушно-капельным, реже алиментарным). Характер течения заболевания во многом зависит от состояния организма (в частности, его сенсибилизации); более тяжело, с развитием осложнений, оно протекает у лиц со сниженной резистентностью и предрасположенностью к стрептококковой инфекции. Хронизацию инфекции часто сопровождает образование стрептококком L-форм.

Микробиологическая диагностика основана на обнаружении в патологическом материале возбудителя микроскопическим или микробиологическим методами; иногда проводят аллергодиагностику или выявляют в крови антитела к стрептококковым антигенам (серодиагностика).

Специфическое лечение: антибиотики (чаще пенициллин); стрептококковый бактериофаг (местно).

Специфическая профилактика: не разработана. Для профилактики рецидивов хроническим больным вводят пенициллин длительного действия (бициллин).

Синегнойная палочка

Синегнойную инфекцию вызывает потенциально-патогенный микроб из рода псевдомонад - синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) - Гр- аспорогенная подвижная палочка длиной 1,5 -3,0 мкм. Образует капсулоподобную слизь. Аэроб. Растет на простых средах: на бульоне даёт помутнение, на агаре - Крупные слизистые колонии, часто с запахом жасмина. Характерно образование водорастворимых пигментов, окрашивающих среду в сине-зеленый, иногда - в красно-коричневый или чёрный цвет. Оксидазоположительна. Ферментирует глюкозу. Биохимические свойства, наряду с морфолого-культуральными, а также чувствительностью к фагам, продукцией и чувствительностью к бактериоцинам, используются при идентификации возбудителя.

Патогенные свойства связаны с фимбриями (адгезия), слизью (препятствует фагоцитозу), выработкой токсинов и ферментов (цитотоксины, гемолизины, лейкоцидин, эндотоксин, протеолитические ферменты, коагулаза). Микроб чувствителен к 3% перекиси водорода, 2% раствору фенола; кипячение убивает мгновенно; после выделения от больных может длительно сохраняться во внешней среде, на предметах обихода.

Синегнойная палочка обитает в почве, воде, на растениях. В больничных учреждениях распространены штаммы, как правило, высокоустойчивые к антибиотикам и антисептикам. Они могут контаминировать предметы обстановки, инструменты, лекарства, дезинфицирующие растворы. Заражение может происходить как экзогенным, так и эндогенным путем. У человека после инфицирования ран (особенно ожоговых), мочевыводящих путей синегнойная палочка вызывает гнойно-воспалительные процессы. Возможно развитие кишечной иди респираторной синегнойной инфекции. Чаше болеют дети, лица пожилого возраста и люди с иммунодефицитами, у которых инфекция может протекать в генерализованной форме.

Микробиологическая диагностика основана на выделении чистой культуры и идентификации возбудителя по комплексу биологических свойств, определении его чувствительности к антимикробным препаратам.

Специфическое лечение: наряду с общеукрепляющей терапией и иммунокоррекцией назначают антибиотики в соответствии в чувствительностью штамма возбудителя (чаше карбенициллин, гентамицин, цефсулодин), местно - иммуноглобулин (гетерологичный) и пиофаги, при ожогах - гипериммунную донорскую плазму, иммуноглобулин,пио11.ммуноген.

Специфическая профилактика: для экстренной профилактики при слогах - пиоиммуноген; для профилактики внутрибольничных инфекций разработана ассоциированная вакцина из антигенов синегнойной палочки, протея и стафилококка.

Возбудитель столбняка

Столбняк вызывают клостридии (Clostridium tetani) - спорообразующие Гр+ крупные палочки. Округлая спора расположена терминально, что придает микробу сходство с барабанной палочкой. Подвижен (перитрих). Капсулу не образует. Облигатный анаэроб. Культивируют в условиях анаэробиоза на специальных средах (сахарных, кровяных), на кровяном агаре образует колонии в виде паучков с зоной гемолиза.

Продуцирует сильный экзотоксин, поражающий нервные клетки (фракция тетаноспазмина) и эритроциты (фракция тетанолизина). При поступлении токсина в кровь у человека развивается спастическое сокращение мышц (жевательных, затем шейных, спинных) из-за чего тело может принимать форму дуги. Смерть наступает от нарушения дыхания и деятельности сердца.

Источником инфекции чаще являются животные, у которых С. tetani вегетирует в кишечнике, затем попадает с испражнениями в почву, где может длительно сохраняться в виде спор. Заражение происходит при травмах (особенно, обширных сельскохозяйственных, огнестрельных) с загрязнением частицами почвы. Возбудитель размножается в ране и выделяет экзотоксин, который, всасываясь в кровь, обусловливает характерную клиническую картину столбняка. Иммунитет антитоксический, нестойкий; возможны повторных заболевания.

Микробиологическая диагностика проводится в неясных случаях. Основана на обнаружении возбудителя и его токсина. Микроскопия имеет вспомогательное значение, основной метод - выделение чистой культуры с идентификацией ее токсина, а также обнаружение токсина в исследуемом материале (используют РН на животных).

Специфическое лечение: противостолбнячная антитоксическая сыворотка (гетерологичная); противостолбнячный человеческий (донорский) иммуноглобулин.

Специфическая профилактика: для экстренной профилактики (при наличии травмы) вводят адсорбированный столбнячный анатоксин или анатоксин и противостолбнячную сыворотку (в разные места); для плановой (детям, военнослужащим) проводят вакцинацию столбнячным анатоксином или ассоциированными вакцинами АКДС, АДС, АДС-М, тетраанатоксином, секстаанатоксином, в которые он входит в качестве компонента.

Возбудители газовой гангрены

Газовую гангрену (газовую анаэробную инфекцию, клостридиальную инфекцию) вызывают несколько видов клостридии, как правило, в ассоциации друг с другом и/или с аэробными бактериями. Основные возбудители - C.perfringens, C.novyi, C.septicum - крупные Гр+- палочки с овальными спорами (располагаются чаше субтерминально), перитрихи. В отличие от других, С. perfringens неподвижен, в организме образует капсулу. Клостридии культивируют на специальных средах в строго анаэробных условиях. C.perfringens могут расти в присутствии небольшого количества кислорода; они быстро (в течение 3-4 часов) свертывают молоко, вызывают помутнение и бурное газообразование на среде Китта-Тароцци или средах с углеводами. На плотных средах клостридии образуют различные по морфологии и гемолитическим свойствам колонии.

Клостридии способны выделять ряд экзотоксинов и ферментов патогенности, отличающихся по свойствам и антигенной структуре. Например, у С. perfringens различают 6 сероваров (A,B,C,D,E,F). причем серовар А является основным возбудителем газовой гангрены. Он образует альфа-токсин (лецитиназу С, обладающую летальным, некротическим и гемотоксическим действием), а также коллагеназу, гиалуронидазу, а некоторые штаммы - энтеротоксин, вызывающий профузный понос. Другие серовары С. perfringens тоже могут выделять токсины, ферменты и вызывать газовую гангрену.

Возбудители газовой гангрены - постоянные обитатели кишечника человека, травоядных животных, свиней. Попадая в почву и воду с фекалиями, они могут длительно сохраняться во внешней среде а виде спор и с кормами вновь попадать в кишечник. У человека клостридии обнаруживаются на коже, одежде. Заражение происходит при внесении клостридии с частицами почвы в рану в результате травм (чаще военных, сельскохозяйственных). Заболевание характеризуется тяжелой интоксикацией, быстро наступающим и распространяющимся распадом тканей без воспаления, часто с газообразованием. Иммунитет антитоксический и антиферментный, видо- и типоспе-цифический, нестойкий. Восприимчивость зависит от состояния макроорганизма.

Микробиологическая диагностика направлена на обнаружение и идентификацию возбудителей и их токсинов в материале (раневом экссудате, пораженных тканях, крови). Проводят бактериоскопическое, бактериологическое исследование, биопробу на белых мышах, хроматографичеекое исследование экссудата (газо-жидкостная хроматография - метод быстрого определения присутствия клостридии и других анаэробов по обнаружению характерных продуктов метаболизма - летучих жирных кислот). Токсины в исследуемом материале или у выделенной чистой культуры идентифицируют в реакции нейтрализации с диагностическими антитоксическими сыворотками.

Специфическое лечение: своевременное введение больших доз поливалентной (а после определения вида и серовара токсина - видоспецифической) антитоксической сыворотки: для антимикробной терапии - антибиотики и сульфаниламиды.

Специфическая профилактика: экстренная включает своевременную и полноценную первичную хирургическую обработку ран, введение небольших доз той же сыворотки; плановая - создание активного иммунитета введением ассоциированных вакцин, состоящих из очищенных адсорбированных анатоксинов возбудителей газовой гангрены (пентаанатоксин, секстаанатоксин).

Возбудитель сибирской язвы

Сибирскую язву вызывает Bacillus anthracis (сибиреязвенные бациллы) - крупные Гр+ неподвижные палочки, которые выглядят обрубленными на концах и чаще располагаются в виде цепочек, напоминая бамбуковую трость. Вне организма образует споры, в организме и на средах с кровью или сывороткой образует капсулу. Факультативный анаэроб. Хорошо растет на простых средах с образованием через сутки шероховатых колоний на ПА (под микроскопом они напоминают гриву льва) и хлопьев в прозрачном ПБ. Биохимически активен, гемолиза не дает.

Вегетативные клетки обладают обычной чувствительностью к физико-химическим воздействиям, споры - повышенной устойчивостью (выдерживают 20 мин кипячение, многочасовое действие дезинфектантов (5% фенола, 10% хлорамина).

В. anthracis - безусловно-патогенный микроб. Факторы патогенности: капсула, секретируемые токсины (отечный фактор, летальный токсин). Капсула обеспечивает адгезию и антифагоцитарные свойства, токсины обладают дермонекротическими свойствами, способствуют развитию отека легких и тяжелой гипоксии.

Сибирская язва - особо-опасное зоонозное заболевание. Источник инфекции - травоядные животные, болеющие в естественных условиях (крупный и мелкий рогатый скот, лошади, свиньи, олени, верблюды). У них после поглощения (с кормами) сибиреязвенных спор развивается патологический процесс в кишечнике, нередко сопровождающийся септицемией и гибелью животных. Выделения и трупы больных животных надолго (десятилетия) инфицируют почву, в которой при благоприятных условиях споры сибиреязвенных бацилл могут прорастать в вегетативные формы; образуются стойкие почвенные очаги сибирской язвы. Пути заражения: при непосредственном контакте с больными животными или с инфицированными предметами, животным сырьем (через поврежденную кожу и слизистые оболочки); алиментарным путем (мясо); аэрогенно (вдыхание аэрозолей от больных животных или инфицированных предметов); возможен трансмиссивный путь (через укусы слепней, мух-жигалок).

Заболевание чаше протекает в кожной форме (формируется сибиреязвенный карбункул). Возможна также кишечная форма (с тошнотой, рвотой, кровавым поносом, тяжелой интоксикацией) и легочная форма (тяжелая бронхопневмония), которые часто заканчиваются смертью больного. Заболевание сопровождается формированием ГЗТ, которую выявляют в аллергопробе с антраксином. Постинфекционный иммунитет стойкий, клеточный и гуморальный.

Микробиологическую диагностику проводят микроскопическим, микробиологическим, биологическим и аллергическим методами. Выделение чистой культуры и ее идентификацию, заражение белых мышей проводят в специальных лабораториях особо-опасных инфекций. Положительная проба с антраксином отмечается у больных, переболевших и привитых сибиреязвенной вакциной. При исследовании инфицированных материалов из внешней среды иди от больных животных с целью быстрого обнаружения возбудителя иди его антигенов применяют метод ИФ, реакцию термопреципитации по Асколи.

Специфическое лечение: противосибиреязвенный иммуноглобулин (гетерологичный), антибиотики (пенициллин, хлортетрациклин, стрептомицин).

...