Медицинская микробиология

б) колонизационная резистентность слизистых оболочек;

5) иммуногенная функция.

Дисбиоз (дисбактериоз) -- качественное и количественное изменение состава нормальной микрофлоры макроорганизма. Вследствие общего характера нарушений обменных процессов при дисбактероизе он играет определенную роль в развитии:

* онкологических заболеваний;

* гипертонической болезни;

* мочекаменной болезни;

* атеросклероза;

* нарушений свертываемости крови.

В то же время дисбактериоз может быть ярко выражен клинически в виде нарушений деятельности дыхательной системы (бронхиты и бронхиолиты, хронические заболевания легких) и желудочно-кишечного тракта (диарея, неспецифический колит, синдром малой сорбции), хотя может протекать и без выраженных клинических проявлений.

Диагноз дисбактериоза устанавливается повторным (с интервалом в 5--7 дней) бактериологическим исследованием материала, взятого из того или иного биотопа.

При этом количественная оценка результатов определения видов и вариантов обнаруживаемых микроорганизмов, входящих в состав обследуемого биоценоза, является обязательной.

Наличие дисбиоза определяется изменениями состава нормальной микрофлоры, а его выраженность -- степенью этих изменении.

Показатели дисбактериоза:

* снижение общего количества бактерий, представителей нормальной микрофлоры или их отдельных представителей;

* увеличение числа редко встречающихся в норме микроорганизмов или появление не свойственных данному биотопу видов;

* появление измененных вариантов микроорганизмов -- представителей нормальной микрофлоры (изменение биохимических свойств штаммов этих микроорганизмов и/или приобретение ими некоторых факторов вирулентности);

* ослабление антагонистической активности микроорганизмов входящих в состав нормальной микрофлоры.

Стадии дисбактериоза

I стадия дисбактериоза характеризуется умеренным уменьшением численности облигатных бактерий в полости кишечника. Патогенная микрофлора, как правило, развита незначительно, а признаки расстройства функции кишечника (симптомы болезни) отсутствуют.

II стадия дисбактериоза характеризуется критическим снижением численности бифидобактерий и лактобацилл кишечника (облигатная флора). При этом отмечается стремительное развитие популяции патогенных бактерий. На этой стадии дисбактериоза появляются первые признаки нарушения работы кишечника: понос (зеленоватого цвета), боли в животе, метеоризм.

III стадия дисбактериоза характеризуется воспалительным поражением стенок кишечника под влиянием патогенов. На этом этапе дисбактериоза понос приобретает стойкий хронический характер, а в каловых массах определяются частички непереваренной пищи. У детей может появиться отставание в развитии.

IV стадия дисбактериоза представляет собой стадию, предшествующую острой кишечной инфекции. На этом этапе дисбактериоза облигатная флора кишечника присутствует в очень малых количествах. Основное количество микробов приходится на условно патогенных и патогенных бактерий и грибов. На этой стадии дисбактериоза возникает общее истощение организма, анемия, авитаминоз.

Нормальная и резидентная микрофлора полости рта

Действие физических факторов на микробов.

Из физических факторов наибольшее практическое значение имеют температура, высушивание, излучения. В зависимости от температурного режима жизнедеятельности микроорганизмы делятся на три группы:

* психрофилы (оптимум 6 - 20?С)

* мезофилы (34 - 37?С)

* термофилы (выше 37?С, у некоторых - до 80?С)

Низкие температуры большинство микроорганизмов, в том числе и вирусы, переносит хорошо. Вегетативные клетки бактерий находятся при этом в анабиотическом состоянии. Также хорошо сохраняются культуры микробов и различного рода биологически активные препараты (например, вакцины). Некоторые бактерии остаются жизнеспособными при -190?C,а бактериальные споры при -250?C. Высокая температура, как правило, губительно действует на вегетативные формы бактерий и вирусы в результате денатурации белков. В естественных условиях высушивание оказывает губительное действие на вегетативные клетки многих бактерий, что связано с обезвоживанием их цитоплазмы и повреждением ЦПМ и рибосом. Высушенные споры бактерий сохраняют способность к прорастанию в течение 10 лет, а споры плесневых грибов - до 20 лет. Лиофильная сушка (высушивание в условиях вакуума из замороженного состояния) применяется для хранения микробных культур и биологических препаратов в течение длительного срока без потери их биологических свойств. Прямые солнечные лучи обладают бактерицидным свойством, которое обусловлено активностью их коротковолновой части - УФ-лучей с длиной волны 254 - 300 нм. Механизм их действия связан с образованием тиминовых димеров в ДНК бактериальной клетки. Бактерии и вирусы также чувствительны к проникающей радиации. Однако они погибают только при облучении сравнительно большими дозами, порядка 44000 - 280000 Р. Эти свойства применяются для стерилизации.

Хим. Вещества могут оказывать различное действие на микроорганизмы:

-не оказывать никакого либо влияния

-стимулировать или подавлять рост

-вызывать гибель

антимикробные химические вещества используются в качестве антисептических и дезинфицирующих средств

Асептика - система мероприятий, предупреждающих попадание (внесение) микроорганизмов из окружающей среды в ткани или полости человеческого организма при лечебных и диагностических манипуляциях, а также в материал для исследования, в питательные среды и культуры микроорганизмов при лабораторных исследованиях.

Стерилизация - обеспложивание, т.е. полное уничтожение вегетативных форм микроорганизмов и их спор в различных материалах.

Основные методы:

1.Физические

* воздействием высокой температуры

? прокаливание в пламени спиртовки или газовой горелки - стерилизуют бактериологические петли, препаровальные иглы, пинцеты;

? кипячением - не менее 30 мин; стерилизуют мелкий хирургический инструментарий, предметные и покровные стёкла

? сухим жаром в сушильно-стерилизационном шкафу (печи Пастера) - воздух нагревается до 165 - 180?С в течении 45 мнут; стерилизуют стеклянную посуду

? автоклавирование - подогретым водяным паром под давлением в автоклаве - температура 100 - 133?С, давление 0,5 - 2 атм, время 15 - 30 мин

? тиндализация - дробная стерилизация при 56-58 ?С в течение 1 ч 5 - 6 дней подряд; для стерилизации легко разрушающихся при высокой t? веществ (сыворотка крови, витамины и др.)

? пастеризация - нагревание при t? 70 - 80?С в течение 5 - 10 мин с последующим быстрым охлаждением; не уничтожает споры;

* воздействием ионизирующих излучений

пастеризуют напитки и продукты путём ультрафиолетового облучения - используется УФ-излучение с длиной волны 260 - 300 мкм; используют бактерицидные лампы разной мощности (БУВ-15, БУВ-30) для стерилизации воздуха в боксах, операционных, детских учреждениях

2.Механическая стерилизация (фильтрование) - через асбестовые и мембранные фильтры с разным диаметром пор; стерилизация жидких материалов, невыдерживающих нагревания (сыворотка крови, антибиотики, компоненты питательных сред для бактерий и культур клеток)

3.Химические - 70% этиловый спирт, 5% спиртовой раствор йода, 2% раствор хлорамина, 0,1% раствор перманганата калия, перекись водорода, окись этилена и др.

Методы контроля эффективности стерилизации

Используют биологические индикаторы - известные микроорганизмы, наиболее устойчивые к данному способу обработки:

- споры Bacillus stearothermophilus для контроля эффективности автоклавирования

- Bacillus subtilis - для контроля сухожаровой стерилизации

Физико-химические индикаторы - вещества, которые претерпевают видимые изменения (изменяют цвет, агрегатное состояние и т.д.) только при соблюдении правильного режима обработки.



Действие химических факторов на микроорганизмы

Дезинфекция - обеззараживание объектов окружающей среды: уничтожение патогенных для человека и животных микроорганизмов с помощью химических веществ, обладающих антимикробными свойствами. В отличие от стерилизации дезинфекция приводит к гибели большинства, но не всех форм микробов и обеспечивает только снижение микробной контаминации (загрязнения), а не полное обеззараживание объекта.

Антисептика - комплекс лечебно-профилактических мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов, способных вызвать инфекционный процесс на повреждённых или интактных участках кожи или слизистых оболочек, путем обработки микробицидными веществами - антисептиками.

Для дезинфекции применяют физические и химические методы.

Физические методы.

Воздействие высоких температур.

Кипячение. Шприцы, мелкий хирургический инструментарий, предметные и покровные стекла и некоторые другие предметы помещают в стерилизаторы, в которые наливают воду. Для устранения жесткости и повышения температуры кипячения к воде добавляют 1--2 % раствор бикарбоната натрия. Кипячение производят не менее 30 мин. При кипячении некоторые вирусы (например, вирус гепатита В) и споры бактерий сохраняют жизнеспособность.

Пастеризация основана на антибактериальном действии температуры в отношении вегетативных клеток, но не бактериальных спор. Нагревание материала производится при температуре 50--65 "С в течение 5--10 мин с последующим быстрым охлаждением. Обычно пастеризуют напитки и пищевые продукты (вино, пиво, соки, молоко и др.).



Воздействие ионизирующих излучений

Ультрафиолетовое излучение (УФ) с длиной волны 260--300 мкм обладает достаточно выраженным микробицидным действием, однако некоторые виды микробов и споры резистентны к УФ. Поэтому УФ-облучение не способно обеспечить полного уничтожения микрофлоры -- стерилизацию объекта. Обработку УФ обычно используют для частичного обеззараживания (дезинфекции) крупных объектов: поверхностей предметов, помещений, воздуха в медицинских учреждениях, микробиологических лабораториях и т.д.

Гамма-излучение обладает выраженным микробицидным действием на большинство микроорганизмов, включая вегетативные формы бактерий и споры большинства видов, грибы, вирусы. Применяют для стерилизации пластиковой посуды и медицинских инструментов одноразового использования. Следует иметь в виду, что обработка гамма-излучением не обеспечивает уничтожения таких инфекционных агентов, как прионы.

II. Химические методы. Это обработка объекта дезинфектантами -- микробицидными химическими веществами. Некоторые из этих соединений могут оказывать токсическое действие на организм человека, поэтому их применяют исключительно для обработки внешних объектов. В качестве дезинфектантов обычно используют:

перекись водорода,

хлорсодержащие соединения (0,1--10 % раствор хлорной извести, 0,5--5 % раствор хлорамина, 0,1 -- 10 % раствор двутретьеосновной соли гипохлората кальция -- ДТСГК),

формальдегид,

фенолы (3--5 % раствор фенола, лизола или карболовой кислоты),

йодофоры.

Выбор дезинфицирующего вещества и его концентрации зависят от материала, подлежащего дезинфекции. Дезинфекция может быть достаточной процедурой для обеззараживания только таких медицинских инструментов, которые не проникают через естественные барьеры организма (ларингоскопы, цистоскопы, системы для искусственной вентиляции легких). Некоторые вещества (борная кислота, мертиолат, глицерин) применяют как консерванты для приготовления лечебных и диагностических сывороток, вакцин и других препаратов.

Определение понятия "химиотерапия". Основные группы химиотерапевтических веществ. Механизмы антимикробного действия. Химиотерапевтический индекс

Химиотерапимя -- лечение какого-либо инфекционного, паразитарного заболевания либо злокачественной опухоли (рака) с помощью ядов или токсинов, губительно воздействующих на инфекционный агент -- возбудитель заболевания, на паразитов или на клетки злокачественных опухолей при сравнительно меньшем отрицательном воздействии на организм хозяина. Яд или токсин при этом называется химиопрепаратом, или химиотерапевтическим агентом.

Применяют следующие препараты:

* Производные мышьяка, сурьмы и висмута - при паразитарных инфекциях, сифилисе; в наст. время практически не используются

* Препараты акридина (риванол, трипафлавин, акрицид, флавицид и др.) - при гноеродных заболеваниях, воспалит. процессах зева и носоглотки

* Сульфаниламиды (стрептоцид, этазол, альбуцид, сульфадиметоксини др.) - при гноеродных заболеваниях, ангинах, скарлатине, роже, пневмонии, дизентерии, гонорее, анаэробной инфекции и др.; механизм действия состоит в том, что они представляют собой структурные аналоги парааминобензойной кислоты, т.е. являются микробными антиметаболитами

* Диаминопиримидины (триметоприм, пириметамин, тетроксоприм) - также являются антиметаболитами, подменяя пиримидиновые основания; спектр действия шире

* Нитрофураны (фуразолидон, фурациллин, фурадонин, фурагинид) - при кишечных инфекциях; блокируют ферментные системы микробной клетки

* Хинолоны (неграм, нитроксолин, ципролет и др.) - нарушают различные этапы синтеза ДНК микробной клетки

* Азолы (кандид, низорал, флуконазол и др.) - противогрибковые; механизмы действия - ингибирование биосинтеза стеролов клеточной стенки, ингибирование разл. внутриклеточных процессов, приводящее к накоплению перекиси водорода и повреждению клеточных органелл, ингибирование трансформации бластоспор в инвазивный мицелий (род Candida)

* Противовирусные (интерферон и интерфероногены, дезоксирибонуклеаза и рибонуклеаза, бензамидазол и гуанидин, ремантадин, ацикловири др.)

* Антибластомные (азотиприты, антиметаболиты, диэпоксиды и др.)

* Антибиотики

Химиотерапевтический индекс (ХИ) равняется частному от деления терапевтической дозы препарата, уничтожающей возбудителя, на максимально переносимую организмом дозу: ХИ = min терапевтическая доза /max переносимая доза. Если индекс меньше 1, препарат может быть практически использован; если больше, то введение препарата в организм сопровождается токсическими явлениями. Такой препарат нельзя применять для лечения соответствующих инфекций.

Антимикробное (антибактериальное) действие антибиотиков измеряют в единицах действия (ЕД), содержащихся в 1 мл раствора препарата или в 1 мг химически чистого вещества. За единицу активности принимается то минимальное количество антибиотика, которое задерживает рост стандартного штамма определённого вида микроорганизма в строго определённых условиях. В 1 мг большинства антибиотиков содержится 1000 ЕД (но, например, в 1 мг бензилпенициллина содержится 1670 ЕД, нистатина - не менее 4000 ЕД).

Механизм действия антибиотиков - это изменения в структуре и обмене веществ и энергии микроорганизмов, которые ведут к гибели микроорганизмов, приостановке его роста и размножения:

1. Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий (пенициллин, цефалоспорины)

2. Тормозят синтез белка в клетке (стрептомицин, тетрациклин, левомицетин)

3. Угнетают синтез нуклеиновых кислот в микробной клетке (рифампицилин)

4. Угнетают ферментные системы (грамицидин)

Антибиотики. Принципы классификации антибиотиков. Механизмы антимикробного действия

Антибиотики - высокоактивные метаболические продукты микроорганизмов, избирательно подавляющие рост различных бактерий. По механизму антимикробного действия антибиотики в значительной мере отличаются друг от друга. «Мишенью» для их ингибирующего действия служит одна или несколько биохимических реакций, необходимых для синтеза и функционирования определённых морфологических компонентов или органоидов микробной клетки.

Классификация:

1. Антибиотики, подавляющие синтез бактериальной клеточной стенки.

Пенициллины - продуцируются грибами рода Penicillium, блокируют последнюю стадию синтеза муреина, антибактериальный спектр бензилпенициллина (фермент бактерий пенициллиназа, или в-лактамаза, гидролизует его в-лактамное кольцо и лишает активности) включает патогенные кокки, спирохеты и некоторые грамположительные бактерии (дифтерия, сибирская язва, анаэробной инфекции),полусинтетические пенициллины (ампициллин) эффективны также против ряда грамотрицательных бактерий (кишечная палочка, сальмонеллы, шигеллы, клебсиеллы).

Цефалоспорины - продуцируются грибами рода Cephalosporium, механизм действия тот же, полусинтетический аналог цефалоспорина - цефалоридин =ампициллин.

2. Антибиотики, нарушающие функции ЦПМ микроорганизмов.

Полиеновые антибиотики (нистатин, леворин) - продуцируются актиномицетами, к ним чувствительны патогенные грибы, в том числе рода Candida, микоплазмы и некоторые простейшие, механизм действия связан с их адсорбцией на ЦПМ и взаимодействием с её стерольным компонентом > потеря водорастворимых веществ и гибель клетки.

Грамицидин - продуцируется палочкой B. Brevis, угнетает энергетические реакцииклетки, наиболее чувствительны к нему стафилококки, стрептококки, клостридии, токсичен (применяется только местно).

Полимиксин - продуцируется Bacillus polymyxa, нарушает жизненно важные функции ЦПМ бактерий, эффективен против грамотрицательных бактерий (энтеробактерии, синегнойная палочка и др.).

3. Антибиотики, ингибирующие синтез белка на рибосомах бактериальных клеток. Продуцентами являются актиномицеты.

Аминогликозиды - блокируют синтезбелка путём воздействия на 30S субъединицу рибосомы, а также нарушаютсчитывание генетического кода, стрептомицин эффективен против микобактерий туберкулёза и многих грамотрицательных бактерий (энтеробактерии, бруцеллы, бактерии чумы, туляремии, холерный вибрион и др.), канамицин и неомицин эффективны против многих грамположительных бактерий, гентамицин более эффективен в отношении синегнойной и кишечной палочек, протеев и стафилококков.

Тетрациклины - нарушают образование комплекса т-РНК с рибосомой, а также подавление окисления глутаминовой кислоты у риккетсий Провацека, антибактериальный спектр включает многие грамположительные и грамотрицательные бактерии, спирохеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы. Левомицетин - подавление пептидилтрансферазной реакции с 50S субъединицей рибосомы, то же + пневмококки, гонококки. Макролиды (эритромицин, олеандомицин) - блокируют синтез белка путём воздействия на 50S субъединицу рибосомы, активны в отношении патогенных кокков, некоторых грамположительных бактерий, риккетсий и хламидий; антибиотики«резерва».

4. Антибиотики, подавляющие синтез белка на уровне транскрипции.

Рифамицины - подавляют активность ДНК-зависимой РНК-полимеразы, эффективны в отношении грамположительных бактерий и микобактерий туберкулёза.

5. Антибиотики, подавляющие репликацию ДНК.

Новобиоцин - угнетает ДНК-полимеразу, а также блокирует синтез РНК и клеточной стенки бактерий, антибактериальный спектр включает стафилококки, стрептококки, менингококки, гонококки, палочки инфлюэнцы, дифтерийные бактерии и др.; антибиотик «резерва».

Механизм действия антибиотиков - это изменения в структуре и обмене веществ и энергии микроорганизмов, которые ведут к гибели микроорганизмов, приостановке его роста и размножения:

1. Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий (пенициллин, цефалоспорины)

2. Тормозят синтез белка в клетке (стрептомицин, тетрациклин, левомицетин)

3. Угнетают синтез нуклеиновых кислот в микробной клетке (рифампицилин)

4. Угнетают ферментные системы (грамицидин)

31. Механизмы развития лекарственной устойчивости у микробов. Методы определения чувствительности микробов к химиопрепаратам в лабораторной практике.

Механизмы резистентности бактерий к антибиотикам:

1.Первичные - отсутствие «мишени» для воздействия

2.Приобретённые путём

* переноса генов хромосомы, контролирующих синтез

* мутаций в генах, контролирующих синтез - компонентов клеточной стенки - ЦПМ - рибосомных белков - транспортных белков

* переноса генов R-плазмиды, контролирующих синтез ферментов, инактивирующих или модифицирующих антибиотики, нарушающих функции транспортных белков

Методы определения чувствительности к антибиотикам

1.Метод дисков. Исследуемую культуру засевают сплошным газоном на питательный агар в чашки Петри. Затем на его поверхность помещают на равномерном расстоянии друг от друга бумажные диски, содержащие определённые дозы разных антибиотиков. По диаметру зон задержки роста культуры судят о её чувствительности (диаметр до 10 мм - малочувствительная, свыше 10 мм - высокочувствительная).

2.Метод серийных разведений. Готовят раствор, содержащий определённую концентрацию антибиотика. Из него готовят все последующие разведения в бульоне (в объёме 1 мл), после чего к каждому разведению добавляют 0,1 мл исследуемой бактериальной суспензии (106- 107 бактериальных клеток в 1 мл). В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона и 0,1 мл суспензии (контроль). Результаты отмечают по помутнению питательной среды, сравнивая с контролем культуры. Определяется минимальная ингибирующая концентрация антибиотика.

Принципы рациональной и комбинированной химиотерапии

Принципы рациональной химиотерапии:

* химиотерапия должна назначаться строго по показаниям (т. е. только в тех случаях, когда без нее нельзя обойтись) и с учетом противопоказаний (например повышенной чувствительности или аллергической реакции к препаратам той или иной группы). Выбор препарата для химиотерапии может проводиться в различных вариантах;

* при этиологически расшифрованных заболеваниях выбор препарата должен определяться с учетом чувствительности возбудителя (антибиотикограмма), выделенного от данного конкретного больного в результате бактериологического исследования;

* при выделении возбудителя без определения его чувствительности к химиопрепаратам или при эмпирической инициальной химиотерапии заболевания с неидентифицированным, но предполагаемым возбудителем выбор препарата для химиотерапии должен основываться на показателях антибиотикочувствительности соответствующих микроорганизмов -- наиболее вероятных возбудителей данной нозологической формы заболевания по данным литературы или при ориентации на данные о региональной чувствительности тех или иных инфекционных агентов -- возбудителей данного заболевания;

* лечение должно проводиться строго по схеме, рекомендованной для выбранного химиопрепарата (способ и кратность введения препарата, длительность лечения), а также с учетом коэффициента увеличения концентрации препарата в целях создания эффективных концентраций препарата непосредственно в органах и тканях (примерно 4 МПК -- минимальная подавляющая концентрация, определенная методом серийных разведений);

* длительность приема химиопрепаратов должна составлять, как минимум, 4--5 дней в целях профилактики формирования устойчивости возбудителя к данному препарату, а также формирования бактерионосительства (при дерматомикозе, кандидозе и трихомониазе влагалища с целью предупреждения рецидивов лечение продолжают в течение 2--4 недель после исчезновения симптомов заболевания);

* химиотерапию желательно дополнить применением средств, способствующих повышению активности защитных механизмов макроорганизма -- принцип иммунохимиотерапии;

* весьма эффективны при проведении химиотерапии комбинации препаратов с различными механизмами и спектром действия (в настоящее время в гинекологической практике в России широко используется для местного лечения вагинитов неясной этиологии препарат полижинакс, представляющий собой комбинацию неомицина, полимиксина и нистатина);

* при эмпирической терапии, т. е. при неизвестной чувствительности возбудителей, желательно комбинировать препараты с взаимодополняющим спектром действия -- для расширения спектра действия фторхинолонов на анаэробы и простейшие во многих случаях рекомендуется их комбинация с метронидазолом (трихополом), обладающим бактерицидным действием по отношению к этим микроорганизмам.

При комбинированном применении препаратов необходимо учитывать несколько факторов:

* лекарственную совместимость предполагаемых к совместному использованию химиопрепаратов. Например, совместное назначение тетрациклинов с пенициллинами противопоказано, так как тетрациклины уменьшают бактерицидное действие пенициллинов;

* возможность того, что препараты, содержащие одно и то же вещество в качестве активного действующего начала, могут носить различные торговые названия, так как выпускаются разными фирмами, и могут быть дженериками (препаратами, производимыми по лицензии с оригинала) одного и того же химиопрепарата. Например, комбинированный препарат из сульфаниламидов и триметоприма -- котримоксазол -- в странах СНГ больше известен как бисептол или бактрим; а один из фторхинолонов -- ципрофлоксацин -- известен в СНГ и широко применяется в практике как ципробай, цифран, квинтор, неофлоксацин;

* комбинированное применение антибиотиков повышает риск развития дисбаланса нормальной микрофлоры

Бактериофаги, их свойства, получение и практическое использование в микробиологической практике. Вирулентные и умеренные фаги

Бактериофаги - «пожиратели бактерий», вирусы бактерий. Большинство имеет сперматозоидную форму. Состоят из головки, содержащей нуклеиновую кислоту, и отростка. Большинство фагов являются ДНКовыми. Процесс взаимодействия фага с клеткой протекает по типу продуктивной инфекции и обычно заканчивается лизисом бактериальной культуры. Но возможна и абортивная инфекция, при которой фаговое потомство не образуется, а бактериальные клетки сохраняют свою жизнедеятельность. Наконец, нередко наблюдается лизогенизация бактериальных клеток фагом, в результате чего возникает состояние лизогении, характеризующееся интеграцией генома фага в геном бактериальной клетки.

Стадии взаимодействия вирулентного фага с бактериальной клеткой:

1. Адсорбция. Происходит на рецепторах клеточной стенки. Некоторые - на половых ворсинках. На процесс влияют условия среды: pH, t?, наличие кофакторов адсорбции.

2. Проникновение. Проникновение НК в клетку, белки остаются снаружи.

3. Биосинтез фаговой НК и белков капсида.

4. Морфогенез фага. Сборка зрелых вирионов.

5. Выход фаговых частиц из клетки.

Также происходит лизис бактерий.

Существуют вирулентные и умеренные бактериофаги. Вирулентные фаги вызывают продуктивную инфекцию, заканчивающуюся образованием новых фаговых частиц и лизисом бактериальных клеток. Умеренные фаги вызывают интегративную инфекцию, не приводящую к лизису зараженных ими клеток; при взаимодействии с бактериальной клеткой переходят в неинфекционную форму - профаг - геном вируса, ассоциированный с бактериальной хромосомой. Профаг воспроизводится как часть бактериальной ДНК и вместе с ней реплицируется. Это явление называется лизогенией.

В практической работе фаги применяют для:

1) фаготипирования бактерий (определения фаготипа по лизису штаммов бактерий одного и того же вида типоспецифическими фагами, что важно для маркировки исследуемых бактерий при эпидемиологическом анализе)

2) фагоидентификации бактериальных культур с целью установления их видовой принадлежности

3) фагодиагностика (выделение фага из организма больного, что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих бактерий)

4) фагопрофилактика - предупреждение некоторых заболеваний (н-р, дизентерии) среди лиц, находящихся в эпидемическом очаге

5) фаготерапии - лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызванных шигеллами, протеем, стафилококком

Получение: Получение бактериофага в?настоящее время осуществляется в?специальных аппаратах - реакторах, емкостью от 250 до 1000?л, с?применением аэрации как фактора, стимулирующего развитие микроорганизмов. Для производства бактериофага берется его рабочая маточная раса и?соответствующие культуры микробов. В?реактор наливается жидкая питательная среда и?стерилизуется при температуре 110?°С в?течение 40?минут. После стерилизации среда охлаждается до 39?°С и?засеивается соответствующей микробной культурой и?маточным бактериофагом одновременно. Бактериофаг добавляется в?количестве не более 0,3?% по отношению к?объему питательной среды. Среду с?засеянными в?ней культурой и?бактериофагом оставляют при температуре 37?°С на 6-18?часов. Бактериофаги активно размножаются внутри бактериальных клеток, увеличиваясь в?количестве и?вызывая их лизис, что внешне проявляется полным просветлением среды. Полученный препарат-бактериофаг должен иметь вид, совершенно прозрачной жидкости желтого цвета большей или меньшей интенсивности. Он проходит контроль на стерильность, безвредность и?литическую активность, т.е. вирулентность.

Особенности организации генетического аппарата у эукариотов, прокариотов и вирусов

В состав нуклеотида бактерий входят ДНК, РНК и белки. Число нуклеотидов в бактериальной клетке может варьировать от одного (в культурах, находящихся в стационарной фазе роста) до двух (в стадии задержки размножения после переноса клеток в свежую среду) и четырех (в культурах с постоянной скоростью роста). Каждый нуклеотид содержит двухцепочечную замкнутую в кольцо молекулу ДНК. В молекуле ДНК нуклеотида закодирована вся генетическая информация, необходимая для жизнедеятельности клетки, поэтому нуклеотид рассматривают как бактериальную хромосому. Хромосомы имеют кольцевое строение. Гигантская молекула ДНК бактериальной хромосомы поддерживается связанными с ней молекулами РНК и белка в форме компактной структуры, свернутой в отдельные сверхспирализованные петли (домены), число которых колеблется от 12 до 80.

Помимо хромосомной ДНК в состав генома многих прокариот входят также сверхскрученные, ковалентно-замкнутые кольцевые молекулы внехромосомной, или плазмидной, ДНК.

Способы передачи наследственной информации у бактерий:

трансформация - перенос изолированных фрагментов молекулы ДНК из одного организма к другому.

трансдукция это способность переносить наследственную информацию от одного организма к другому при помощи вирусов.

конъюгация - обмен наследственной информацией.

Вирусы, представляют собой частицы (вирионы), стоящие на грани между живой и неживой природой и обладающие инфекционными свойствами. В дословном переводе термин «вирус» обозначает яд, ядовитое вещество.

Генетический материал вируса представлен одной молекулой нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК, не связанной с белком. В связи с этим вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие. Вирусы бактерий чаще содержат ДНК, а почти все вирусы растений и подавляющее большинство вирусов человека - РНК.

Нуклеиновая кислота вируса бывает одно- или двухцепочечной и может иметь кольцевую или линейную форму. Кольцевая форма ДНК более стабильна и свойственна большинству вирусов. Кольцо ДНК (РНК) обычно бывает перекручено, поэтому она имеет суперспирализованный вид.

В нуклеиновой кислоте вируса закодирована информация о всех его структурных белках. Многие вирусы содержат гены специфических полимераз (репликаз) -- ферментов, контролирующих репликацию молекул нуклеиновых кислот. Но чаще вирусы используют для репликации ферментов клетки-хозяина. Некоторые мелкие вирусы содержат только три гена. Гены вирусов могут существовать в виде фрагментов ДНК, разделенных генетически инертными нуклеотидными последовательностями. Эти последовательности в момент работы генов «вырезаются», и целостность генетической информации восстанавливается.

Генетическое вещество у вирусов заключено в белковую оболочку, которая вместе с нуклеиновой кислотой образует так называемый капсид или нуклеокапсид. Большинство вирусов растений и РНК-содержащих бактериальных фагов состоит только из нуклеиновой кислоты и белка.

Определение понятия "фенотип" и формы фенотипической изменчивости. Фенотипическая изменчивость у эукариот, формы проявления

Фенотип -- совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза(индивидуального развития).

Модификационная изменчивость - это эволюционно закрепленные реакции организма на изменения условий внешней среды при неизменном генотипе. Такой тип изменчивости имеет две главные особенности. Во- первых, изменения затрагивают большинство или все особи в популяции и у всех них проявляются одинаково. Во-вторых, эти изменения обычно имеют приспособительный характер. Как правило, модификационные изменения не передаются следующему поколению.

Условная классификация модификационной изменчивости:

По изменяющимся признакам организма:

- морфологические изменения

- физиологические и биохимические адаптации -- гомеостаз (повышение уровня эритроцитов в горах и т. д.)

По размаху нормы реакции

- узкая (более характерна для качественных признаков)

- широкая (более характерна для количественных признаков)

По значению:

- модификации (полезные для организма -- проявляются как приспособительная реакция на условия окружающей среды)

- морфозы (ненаследственные изменения фенотипа под влиянием экстремальных факторов окружающей среды или модификации, возникающие как выражение вновь возникших мутаций, не имеющие приспособительного характера)

- фенокопии (различные ненаследственные изменения, копирующие проявление различных мутаций)-- разновидность морфозов

По длительности:

- кратковременные - есть лишь у особи или группы особей, которые подверглись влиянию окружающей среды (не наследуются)

- длительные модификации -- сохраняются на два-три поколения

Фенотипическая изменчивость у прокариот. L-трансформация. Морфофизиологическая характеристика протопластов, сферопластов, L-форм

Фенотип бактерии - результат взаимодействия между бактерией и окружающей средой, который контролирует геном.

Фенотипическая изменчивость -- модификация -- не затрагивает генотип, но затрагивает большинство особей популяции. Модификации не передаются по наследству и с течением времени затухают, т. е. возвращаются к исходному фенотипу через большее (длительные модификации) или меньшее (кратковременные модификации) число поколений.

Они могут возникать в популяции любого вида, и их проявления в мире бактерий наблюдают довольно часто. Они в целом контролируются генофором бактерий, но (в отличие от мутаций) не сопровождаются изменениями кодирующей структуры и утрачиваются при прекращении действия вызвавших их факторов. У бактерий наблюдают морфологические (приводящие к обратимым изменениям формы) и биохимические (приводящие к синтезу некоторых продуктов, чаще ферментов) модификации. По существу, модификации возникают как адаптивные реакции бактериальных клеток на изменения окружающей среды, что позволяет им быстро приспосабливаться благодаря чему сохраняется определённая численность популяции. После устранения соответствующего воздействия, вызвавшего их образование, бактерии возвращаются к исходному фенотипу.

Примером является регуляция работы генов лактозного оперона кишечной палочки. Напомним, в чем она состоит. При отсутствии в среде обитания бактерий глюкозы и при наличии лактозы бактерия начинает синтезировать ферменты для переработки этого сахара. Если же в среде появляется глюкоза, эти ферменты исчезают и бактерия возвращается к стандартному обмену веществ.

Из любой бактериальной клетки можно получить формы, полностью или частично лишенные клеточной стенки. При обработке грамположительных бактерий ферментами, разрушающими пептидогликан, возникают полностью лишенные клеточной стенки структуры- протопласты. Обработка грамотрицательных бактерий лизоцимом разрушает только слой пептидогликана, не разрушая полностью внешней мембраны; такие структуры называют сферопластами. Протопласты и сферопласты имеют сферическую форму (это свойство связано с осмотическим давлением и характерно для всех безклеточных форм бактерий).

L- формы бактерий.

Под действием ряда факторов, неблагоприятно действующих на бактериальную клетку (антибиотики, ферменты, антитела и др.), происходит L- трансформация бактерий, приводящая к постоянной или временной утрате клеточной стенки. L- трансформация является не только формой изменчивости, но и приспособления бактерий к неблагоприятным условиям существования. В результате изменения антигенных свойств (утрата О- и К- антигенов), снижения вирулентности и других факторов L- формы приобретают способность длительно находиться (персистировать) в организме хозяина, поддерживая вяло текущий инфекционный процесс. Утрата клеточной стенки делает L- формы нечувствительными к антибиотикам, антителам и различным химиопрепаратам, точкой приложения которых является бактериальная клеточная стенка. Нестабильные L- формы способны реверсировать в классические (исходные) формы бактерий, имеющие клеточную стенку. Имеются также стабильные L- формы бактерий, отсутствие клеточной стенки и неспособность реверстровать которых в классические формы бактерий закреплены генетически. Они по ряду признаков очень напоминают микоплазмы и другие молликуты- бактерии, у которых клеточная стенка отсутствует как таксономический признак. Микроорганизмы, относящиеся к микоплазмам- самые мелкие прокариоты, не имеют клеточной стенки и как все бактериальные бесстеночные структуры имеют сферическую форму.

Определение понятия "генотип", формы генотипической изменчивости. Виды мутационной изменчивости, мутагены

Генотип - совокупность генов организма.

Генотипическая изменчивость затрагивает генотип. В ее основе лежат мутации и рекомбинации:

Комбинативная изменчивость представляет собой результат перераспределения наследственного материала родителей среди их потомства.

Мутационная изменчивость является результатом мутаций. Мутации -- это внезапные изменения наследуемого генетического материала, приводящие к появлению новых признаков организма, способных передаваться последующему потомству.

По происхождению мутаиии могут быть:

* спонтанными;

* индуцированными.

По протяженности:

* точечными;

* генными;

* хромосомными.

По направленности:

- прямыми;

- обратными.

Мутагены -- химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения -- мутации.

Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные -- все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

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

Физические мутагены:

ионизирующее излучение;

радиоактивный распад;

ультрафиолетовое излучение;

чрезмерно высокая или низкая температура.

Химические мутагены:

некоторые алкалоиды

окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода);

алкилирующие агенты (например, иодацетамид);

нитропроизводные мочевины

некоторые пестициды;

некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты);

продукты переработки нефти;

органические растворители;

лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).

К химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов (мутагенным фактором вирусов являются их нуклеиновые кислоты -- ДНК или РНК).

Биологические мутагены:

специфические последовательности ДНК -- транспозоны;

некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);

продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

антигены некоторых микроорганизмов.

Диссоциация бактерий. Характеристика S-форм и R-форм, клиническое значение

Стандартное проявление модификации -- разделение однородной популяции на два или несколько типов. Феномен впервые исследовали Вёйль и Феликс (1917). По предложению де Крайфа (1921), он получил название диссоциация микробов. Обычно диссоциации возникают в условиях, неблагоприятных для исходной популяции (высокая концентрация ионов, неоптимальная температура, избыточно щелочная среда), при старении культуры (например, при длительном хранении) либо под действием антисыворотки, бактериофагов и сильнодействующих агентов. Простые проявления диссоциаций, доступных для наблюдений, -- изменение вида и структуры бактериальных колоний на твёрдых питательных средах и особенности роста в жидких средах.

Для обозначения диссоциирующих колоний Аркрайт (1921) предложил первые буквы английских названий:

S-колонии [от англ. smooth, гладкий],

R-колонии [от англ. rough, шероховатый],

М-колонии [от англ. mucoid, слизистый],

D-колонии [от англ. dwarf, карликовый].

Диссоциация обычно протекает в направлении S -» R, иногда через образование промежуточных слизистых (М) колоний. Обратный (R S) переход наблюдают значительно реже. Большинство патогенных для человека бактерий образует S-колонии; исключение составляют возбудители туберкулёза, чумы, сибирской язвы и немногие другие.

Следует помнить, что диссоциации сопровождаются изменениями биохимических, морфологических, антигенных и патогенных свойств возбудителей.

Рекомбинация у бактерий: трансформация, трансдукция, конъюгация

Рекомбинации (обмен генетическим материалом) у бактерий отличаются от рекомбинаций у эукариот:

* у бактерий имеется несколько механизмов рекомбинаций;

* при рекомбинациях у бактерий образуется не зигота, как у эукариот, а мерозигота (несет полностью генетическую информацию реципиента и часть генетической информации донора в виде дополнения);

* у бактериальной клетки-рекомбината изменяется не только качество, но и количество генетической информации.

Трансформация -- это обмен генетической информацией у бактерий путем введения в бактериальную клетку-реципиент готового препарата ДНК (специально приготовленного или непосредственно выделенного из клетки-до нора). Чаще всего передача генетической информации происходит при культивировании реципиента на питательной среде, содержащей ДНК донора. Для восприятия донорской ДНК при трансформации клетка-реципиент должна находиться в определенном физиологическом состоянии (компетентности), которое достигается специальными методами обработки бактериальной популяции.

При трансформации передаются единичные (чаще 1) признаки. Трансформация является самым объективным свидетельством связи ДНК или ее фрагментов с тем или иным фенотипическим признаком, поскольку в реципиентную клетку вводится чистый препарат ДНК.

Трансдукция -- обмен генетической информацией у бактерий путем передачи ее от донора к реципиенту с помощью умеренных (трансдуцирующих) бактериофагов.

Трансдуцирующие фаги могут переносить 1 или более генов (признаков).

Трансдукиия бывает:

* специфической -- переносится всегда один и тот же ген;

* неспецифической -- передаются разные гены.

Это связано с локализацией трансдуиируюших фагов в геноме донора:

* в случае специфической трансдукции они располагаются всегда в одном месте хромосомы;

* при неспецифической их локализация непостоянна.

Конъюгация -- обмен генетической информацией у бактерий путем передачи ее от донора к реципиенту при их прямом контакте. После образования между донором и реципиентом конъюгационного мостика одна нить ДНК-донора поступает по нему в клетку-реципиент. Чем дольше контакт, тем большая часть донорской ДНК может быть передана реципиенту.

Основываясь на прерывании конъюгации через определенные промежутки времени, можно определить порядок расположения генов на хромосоме бактерий -- построить хромосомные карты бактерий (произвести картирование бактерий).

Донорской функцией обладают F+-клетки.



Плазмиды. Виды плазмид. Роль плазмид в изменчивости бактерий

Плазмиды -- кольцевые суперспиралевидные молекулы ДНК. Их молекулярная масса колеблется в широких пределах и может быть в сотни раз больше, чем у транспозонов.

Плазмиды содержат структурные гены, наделяющие бактериальную клетку разными, весьма важными для нее свойствами:

* R-плазмиды -- лекарственной устойчивостью;

* Col-плазмиды -- способностью синтезировать колицины (вещества белковой природы, обладающие свойством убивать микроорганизмы того же рода).;

* F-плазмиды -- передавать генетическую информацию;

* Hly-плазмиды -- синтезировать гемолизин;

* Тох-плазмиды -- синтезировать токсин;

* плазмиды биодеградации -- разрушать тот или иной субстрат и т. д.

Ent -плазмиды - синтез энтретоксина

Плазмиды могут быть интегрированы в хромосому (в отличие от IS-последовательностей и транспозонов, встраиваются в строго определенные участки), а могут существовать автономно. В этом случае они обладают способностью к автономной репликации, и именно поэтому в клетке может быть 2, 4, 8 копий такой плазмиды.

Многие плазмиды имеют в своем составе гены трансмиссивности и способны передаваться от одной клетки к другой при конъюгации (обмене генетической информацией). Такие плазмиды называются трансмиссивными.

Наличие F-плазмиды (фактор фертильности, половой фактор)

придает бактериям функции донора, и такие клетки способны передавать свою генетическую информацию другим, F-клеткам. Можно сказать, что наличие F-плазмиды является фенотипическим выражением (проявлением) пола у бактерий: с F-плазмидой связана не только донорская функция, но и некоторые другие фенотипические признаки -- наличие F-пилей (половых ресничек) и чувствительность к L-фагам. С помощью F-ресничек устанавливается контакт между донорскими и реципиентными клетками. Через их канал и передается донорская ДНК при рекомбинации. На половых ресничках расположены рецепторы для мужских fj-фагов. F-клетки не имеют таких рецепторов и нечувствительны к таким фагам.

Учение об инфекции. Определение и сущность понятий "инфекция", "инфекционный процесс", "смешанная инфекция", "вторичная инфекция", "аутоинфекция", "реинфекция", "суперинфекция", "рецидив", "бактерионосительство", "бактериемия", "токсинемия", "сепсис"

Инфекция - это заражение организма болезнетворными микробами.

Инфекционный процесс - это совокупность физиологических и патологических процессов, возникающих и развивающихся в организме при внедрении в него патогенных микробов, которые вызывают нарушение постоянства его внутренней среды и физиологических функций.

Инфекционные болезни имеют ряд характерных особенностей, отличающих их от других болезней:

1) инфекционные болезни имеют своего возбудителя - микроорганизм;

2) инфекционные болезни контагиозны, т. е. способны передаваться от больного к здоровому;

3) инфекционные болезни оставляют после себя более или менее выраженную невосприимчивость или повышенную чувствительность к данному заболеванию;

4) для инфекционных болезней характерен ряд общих признаков: лихорадка, симптомы общей интоксикации, вялость, адинамия;

5) инфекционные болезни имеют четко выраженную стадийность, этапность.

Вторичная Инфекция - инфекция др. видом микроорганизма, к-рая развилась на фоне уже имеющегося инфекц. заболевания. Проявляется в ухудшении состояния б-ного и появлении необычных локализации и признаков поражения.

Аутоинфекция - (греч. autos сам + инфекция ; синоним: аутогенная инфекция, эндогенная инфекция) -- болезни, вызванные собственной условно-патогенной микробной флорой, которая приобретает болезнетворные свойства при неблагоприятных для организма условиях. Возбудителями А. являются различные микроорганизмы, входящие в состав микрофлоры кожи и слизистых оболочек дыхательных путей, пищеварительного тракта, половых органов, конъюнктивы: стафилококки, стрептококки, пневмококки, кишечные палочки, протей, синегнойные палочки, клебсиеллы, некоторые грибки и др. Возникновение аутоинфекционных процессов связано с ослаблением защитных иммунобиологических свойств организма под влиянием таких факторов, как переутомление, переохлаждение, гиповитаминозы, инфекционные болезни, сахарный диабет, болезни крови, злокачественные опухоли, воздействие ионизирующего излучения, иммунодепрессивных препаратов

Реинфекция - (reinfectio; ре- + инфекция , син. инфекция повторная) -- повторное заражение переболевшего какой-либо инфекционной болезнью возбудителями той же болезни, приведшее к развитию инфекционного процесса.

Суперинфекция - повторное заражение новым инфекционным заболеванием в условиях незавершившегося инфекционного заболевания, вызванное другим микроорганизмом, обычно устойчивым к лекарственному веществу, которое применялось для лечения первичной инфекции. Возбудителем новой инфекции может быть один из тех микроорганизмов, которые в норме являются безвредными обитателями человеческого организма, но становятся патогенными при удалении других микроорганизмов в результате приема лекарственных веществ; или же он может являться устойчивой разновидностью возбудителя первичной инфекции.

Рецидив -- повторение, возврат клинических проявлений заболевания после их временного ослабления или исчезновения

Бактерионосительство -- носительство человеком возбудителей заразной болезни, нередко при отсутствии признаков заболевания.

Бактериемия - (bacteriaemia; бактерия + греч. haima кровь) -- наличие бактерий в циркулирующей крови; часто возникает при инфекционных болезнях в результате проникновения возбудителей в кровь через естественные барьеры макроорганизма. Бактериемия лучевая (b. radialis) -- неспецифическая Б. при радиационном поражении, обусловленная повышенной проницаемостью биологических барьеров и угнетением иммунологической резистентности организма. Бактериемия неспецифическая (b. nonspecifica) -- Б. за счет условно-патогенных микроорганизмов -- представителей нормальной микрофлоры кишечника, кожи и слизистых оболочек; возникает в случае ослабления резистентности организма, например при лейкозах, радиационных и ожоговых поражениях и т.п.

Токсинемия -- состояние, при к ром бактер. экзотоксин или иной токсин циркулирует в кровеносной системе и доставляется ею к клеткам мишеням.

Семпсис (др.-греч. у?шйт -- гниение) -- тяжёлое состояние, вызываемое попаданием в кровь и ткани возбудителей инфекции человека и животных, например, гноеродных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности -- токсинов. Характеризуется воспалительным процессом не в каком-либо отдельном органе, а во всем организме.

Основы эпидемиологии: сущность и определение понятий "эпидемический процесс", "эпидемия", "эпизоотия", "пандемия", "карантинная инфекция"

Эпидемический процесс -- это процесс возникновения и распространения среди населения специфических инфекционных состояний: от бессимптомного носительства до манифестных заболеваний, вызванных циркулирующим в коллективе возбудителем.

Эпидемия - это широкое распространение инфекции в популяции с охватом больших территорий, характеризующееся массовостью заболеваний.

Эпизоомтия -- широкое распространение инфекционной болезни среди одного или многих видов животных на значительной территории, значительно превышающее уровень заболеваемости, обычно регистрируемый на данной территории. Говоря простым языком, эпизоотия -- это «эпидемия у животных».

Пандемия - распространение инфекции практически на всю территорию земного шара с очень высоким процентом случаев заболеваний.

Карантинные болезни - условное название группы инфекционных заболеваний, отличающихся высокой заразительностью (контагиозностью) и часто заканчивающихся смертью заболевшего.

Карантин - комплекс ограничительных медико-санитарных и административных мероприятий, направленных на предупреждение заноса и распространения карантинных инфекционных болезней.

Источники антропонозных и зоонозных инфекций. Факторы и пути передачи возбудителей инфекционных заболеваний. Входные ворота инфекции

...