1. Антибиотики. Классификация антибиотиков по источнику получения, способу получения, механизму, спектру и типу действия
 Скачать 1.79 Mb.
|
|
1. Антибиотики. Классификация антибиотиков по источнику получения, способу получения, механизму, спектру и типу действия. Антибиотики — химические вещества, продуцируемые микроорганизмом, которые способны селективно ингибировать или убивать другие микроорганизмы. I. Классификация антибиотиков по источнику получения. 1. Антибиотики, полученные из грибов, например рода Penicillium(пенициллин), родаCephalosporium(цефалоспорины). 2. Антибиотики, полученные из актиномицетов; группа включает около 80% всех антибиотиков. Среди актиномицетов основное значение имеют представители рода Streptomyces, являющиеся продуцентами стрептомицина, эритромицина, левомицетина. 3. Антибиотики, продуцентами которых являются собственно бактерии. Чаще всего с этой целью используют представителей рода Bacillus и Pseudomonas. Примерами антибиотиков данной группы являются полимиксины, бацитрацины, грамицидин. 4. Антибиотики животного происхождения. Из рыбьего жира получают эктерицид, из молок рыб – экмолин, из эритроцитов – эритрин. 5. Антибиотики растительного происхождения. К ним можно отнести фитонциды, которые выделяют лук, чеснок, сосна, ель, сирень, другие растения. В чистом виде они не получены, так как являются чрезвычайно нестойкими соединениями. Антимикробным действием обладают многие растения, например, ромашка, шалфей, календула. II. Классификация по способу получения. 1. Биосинтетические (природные). Получают биосинтетически, путем культивирования микроорганизмов-продуцентов. 2. Полусинтетические (химическая модификация естественных антибиотиков для изменения фармакокинетики, спектра действия, преодоления лекарственной устойчивости). 3. Синтетические (синтезированные химическим способом препараты, имеющие природный прототип). III. Классификация по механизму действия. 1. Ингибиторы синтеза клеточной стенки м/о (b- лактамы(пенициллинов, цефалоспоринов, карбапенемов и монобактамов), фосфомицин, гликопептиды (ванкомицин, тейкопланин), бацитрицин) 2. Антибиотики, нарушающие молекулярную организацию, функции клеточных мембран (полимиксин, грамицидин, имидозолы, полиеновые (нистатин, леворин, натамицин, амфотерицин B, микогептин.)) 3. Антибиотики, подавляющие синтез белка и нуклеиновых кислот, в частности, ингибиторы синтеза белка на уровне рибосом (аминогликозиды, тетрациклины, макролиды, линкозамины, левомицетин) 4. Антибиотики, подавляющие синтез или функции ДНК (Хинолоны, Сульфаниламиды, Триметоприм, Нитрофураны, Нитромидазолы, Анизомицины) IV. Классификация по типу действия. 1) Бактерицидные (быстро приводящие к гибели клеток) (пенициллины, цефалоспорины, аминогликозиды, рифампицин, полимиксины и др.); 2) Бактериостатические (задерживающие рост и деление клеток) (макролиды, тетрациклины, линкомицин, хлорамфеникол и др.). V. Классификация по спектру действия 1. Действующие на грамположительные бактерии и кокки – биосинтетические пициллины, изоксазолпенициллины (оксациллин),ликсосамиды, ванкомицин, фузидин 2. Действующие на грамотрицательные бактерии – азтреонам, полимиксины 3. Широкого спектра действия, активные в отношении грам+ и грам- бактерий – аминопенициллины (ампициллин),карбициллин, уреидопенициллины (пиперациллин), цефалоспорины, аминогликозиды, хлорамфеникол, тетрациклины, макролиды, рифампицин, карбанпенемы (имипенем, меропенем, фосфомицин 4. Противотуберкулезные (Стрептомицин, рифампицин, фторимицина сульфат) 5. Противогрибковые (нистатин, леворин, гризеофульвин, амфотерицин В, кетоконазол, флуконазол и др) 2. Бактериологический метод диагностики: его задачи. возможности, преимущества и недостатки. Цель бактериологического метода заключается в выделении чистой культуры возбудителя заболевания из исследуемого материала путем посева на питательные среды, накопление чистой культуры и идентификация данной культуры до вида, на основании изучения ряда свойств: морфологических, тинкториальных, культуральных, биохимических, антигенных, по наличию факторов патогенности, токсигенности и определение его чувствительности к антимикробным препаратам и бактериофагам. Бактериологический метод включает: 1) посев исследуемого материала в питательные среды; 2) выделение чистой культуры; 3) идентификацию микроорганизмов (определение принадлежности к виду) Суть метода: -обнаружение микробов в исследуемом материале; -изучение их морфологических и тинкториальных свойств, -характер их расположения в бактериологическом мазке в поле зрения. Преимущества: -В качестве материала для анализа может использоваться практически любая биологическая жидкость -Позволяет не только определить возбудителя, но и выяснить его количество в полученном материале -Позволяет определить чувствительность к антибактериальным средствам, что облегчает подбор лекарственных средств Недостатки: -Длительность исследования — от 3 до 5 суток, а в отдельных случаях и более. 3. Бактериоскопический метод диагностики: его задачи. возможности, преимущества и недостатки. Бактериоскопический (микроскопический) метод - совокупность способов обнаружения и изучения морфологических и тинкториальных свойств бактерий (микробов) в лабораторной культуре, патологическом материале или пробах из внешней среды с помощью микроскопии. Применяют для установления диагноза инфекционного заболевания или иного вызванного микробами процесса, а также при идентификации выделенной чистой культуры. Метод бактериоскопического исследования приобретает особое значение, если микроб имеет морфологические и тинкториальные особенности или особую локализацию в тканях, клетках организма. Суть бактериоскопического метода: -обнаружение микробов в исследуемом материале; -изучение их морфологических и тинкториальных свойств, -характер их расположения в бактериологическом мазке в поле зрения. Достоинства бактериоскопического метода. -простота исполнения -возможность быстрого получения результатов -техническая и экономическая доступность. Недостатки метода: •для определения вида микроорганизмов зачастую бывает недостаточным определение его морфологических свойств, т.к. они идентичны у представителей родственных видов. •бактерии с характерной морфологией нередко подвергаются изменениям, особенно под действием антибиотиков, и становятся неузнаваемыми; •концентрация возбудителей в исследуемом материале может быть чрезвычайно низкой, и тогда их трудно обнаружить. 4. Бактериофаги. Взаимодействие фага с бактериальной клеткой. Умеренные и вирулентные бактериофаги. Лизогения. Бактериофаги ("пожиратели бактерий") – это вирусы бактерий. Размеры – 20 – 200 нм. Строение: головка, отросток (стержень с чехлом), стержень заканчивается шестиугольной пластинкой с короткими шипами, от которых отходят фибриллы (с помощью них происходит адгезия). Классификация бактериофагов По морфологии Нитевидные Палочковидные Без отростка С аналогом отростка С коротким отростком С длинным несокращающимся отростком С длинным отростком, с сокращающимся чехлом По типу нуклеиновой кислоты Содержащие ДНК (встречаются чаще) Содержащие РНК По типу взаимодействия с чувствительной клеткой Вирулентный бактериофаг. Результат взаимодействия - лизис культуры. Умеренный бактериофаг. Результат взаимодействия - лизогенизация (фаговая конверсия) культуры. a) Взаимодействие вирулентного бактериофага с бактериальной клеткой: 1. Адсорбция фагов на клеточной поверхности бактерий при помощи фибрилл (специфических рецепторов (белков-лоцманов)), которые располагаются на кончике нити, шипа или хвостика. 2. Проникновение фагового генома через стенку и цитоплазматическую мембрану внутри клетки и освобождение его от оболочки. 3. Установление фагового генома с помощью белка- лоцмана для реализации содержащейся в геноме информации: 4. Сборка фаговых частиц – заключение геномной НК в белковую оболочку, морфогенез фагов 5. Выход вновь синтезированных фагов из клетки: путем отпочкования путем лизиса клетки изнутри (с помощью лизоцима) Результатом взаимодействия вирулентного бактериофага с чувствительной клеткой является лизис культуры. На плотных средах это приводит к образованию фаговых колоний (др. названия - негативные колонии, бляшки) b) Взаимодействие умеренного бактериофага с бактериальной клеткой: Адсорбция Проникновение Интеграция фаговой ДНК в бактериальный геном (переход в профаг) Деление клетки. Каждая клетка получает фаговый геном в составе бактериальной хромосомы. Результатом взаимодействия умеренного фага с чувствительной клеткой является фаговая конверсия (лизогенизация) - изменение свойств культуры за счет генетической информации бактериофага. Профаг – умеренный б/ф, встроенный в геном бактерии. Лизогенная культура – культура микробов, несущая в своем геноме профаг. Лизогения – биологическое явление симбиоза микробной клетки с профагом. Лизогенные культуры невосприимчивы к повторному заражению гомологичным или близкородственным фагом и приобретают дополнительные свойства, которые находятся под контролем генов профага. Изменение свойств микроорганизмов под влиянием профага получило название фаговой конверсии. Умеренные фаги являются мощным фактором изменчивости микроорганизмов. 5. Бактериофаг получение, титрование и использование. Получение бактериофагов. Для получения препаратов бактериофагов используют проверенные производственные штаммы фагов и соответствующие им типичные культуры бактерий. В бактериальную культуру в жидкой питательной среде вносят маточную взвесь фага. После просветления (лизиса) культуру фильтруют через бактериальные фильтры, и фильтрат вносят в свежую культуру соответствующих бактерий и т.д. После накопления достаточного количества фага лизированную им культуру бактерий вновь фильтруют, и получают препарат фага. Титрирование. 1) Метод титрования бактериофага по Аппельману (на жидкой питательной среде) Готовят десятикратные разведения исследуемого бактериофага в питательном бульоне. Для этого в ряд пробирок разливают по 4,5 мл бульона. В 1-ю пробирку добавляют 0,5 мл исследуемого фага. Тщательно перемешивают и переносят в последующие пробирки (из пробирки в пробирку) по 0,5 мл соответствующего разведения фага с уменьшением его концентрации в десять раз. Получают разведения от 10 -1 до 10 -9 . Затем в пробирки вносят по 1 капле суточной культуры соответствующих бактерий. После инкубации в течение суток определяют титр фага. За титр бактериофага принимают то его максимальное разведение, при котором наблюдается полный лизис культуры (просветление среды). 2) Метод титрования бактериофага по Грациа(на плотной питательной среде) Питательный агар разливают в чашки Петри и подсушивают в термостате. Готовят полужидкий питательный агар по 3–4 мл в пробирке и растапливают его на водяной бане. Делают десятикратные разведения исследуемого бактериофага в изотоническом растворе хлорида натрия. Затем 0,5 мл каждого разведения бактериофага смешивают с таким же объёмом суточной бульонной культуры чувствительных к бактериофагу бактерий и выливают эту смесь в пробирку с полужидким агаром температурой 45°C. Приготовленную смесь быстро выливают на поверхность первого слоя агара в чашке Петри, где она застывает в виде тонкого слоя. После застывания второго слоя агара чашки инкубируют при 37°C в течение суток. Смеси бактериофага, культуры и полужидкого агара делают из разведений фага 10 2 –10 10 , в зависимости от предполагаемого титра фага. Применение. Они используются для: а) диагностики инфекционных заболеваний (диагностические препараты): с помощью известного фага можно определить вид или подвид бактериальной культуры; б) лечения и профилактики заболеваний (лечебно- профилактические препараты): выпускают бактериофаги для лечения и профилактики кишечных инфекций: дизентерийный поливалентный, сальмонеллезный поливалентный групп АВСДЕ, брюшнотифозный бактериофаги против основных возбудителей гнойно- воспалительных заболеваний: стафилококковый, стрептококковый, синегнойный, протейный, клебсиеллезный, коли-фаг. коли-протейный, пиобактериофаг(против стафилококков, стрептококков, клебсиелл, протея, синегнойной и кишечной палочек) интести–бактериофаг (против шигелл, сальмонелл, стафилококков, энтерококков, кишечной и синегнойной палочек, протея). Механизм действия: 1) лизис (гибель) бактерий в очаге воспаления; 2) стимуляция иммунитета. Препараты назначают внутрь (через рот и в виде клизм), местно для орошения ран и слизистых оболочек, вводят в полости матки, мочевого пузыря, уха, придаточных пазух, в брюшную и плевральную полости, а также в полости абсцессов после удаления гноя и экссудата. Так как бактериофаги разрушаются кислотами, поэтому препараты, которые назначают для приема через рот, имеют кислотоустойчивое покрытие. 6. Внутривидовое типирование бактерий. Методы. Использование в практике. С целью выявления эпидемической цепочки заболевания, в т. ч. для обнаружения источника инфекции, осуществляют внутривидовую идентификацию бактерий, которая заключается в определении фаготипа (фаговара), изучении антигенных и других свойств выделенных бактерий. Определение фаготипа - фаготипирование производят при стафилококковой инфекции, брюшном тифе, паратифе В. Фаготипирование — один из методов эпидемиологического маркирования. Применяется для выявления источника инфекции. Выделение бактерий одного фаговара от разных больных указывает на общий источник их заражения. Предварительно фаготируется. При внутривидовой идентификации бактерий, т. е. при определении фаговара (фаготипа) бактерий с помощью фаготипирования, на чашку с плотной питательной средой, засеянную чистой культурой возбудителя в виде «газона», наносят капли различных диагностических типоспецифических фагов. Бактерии, чувствительные к фагу, лизируются (образуется стерильное пятно, «бляшка» или так называемая негативная колония фага). На засеянные «газоном» стафилококки наносятся капли взвеси стафилококковых бактериофагов. Через сутки после инкубации в термостате видны стерильные зоны отсутствия роста бактерий (стерильные «бляшки») в результате размножения бактериофагов, вызывающих лизис этих бактерий. Фаготип - перечень типовых бактериофагов, лизировавших данную культуру. Это - один из приемов внутривидового типирования, позволяющий установить источник инфекции и пути распространения. 7. Геном бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе. Виды наследуемой изменчивости. Бактериальный геном состоит из генетических элементов, способных к самостоятельной репликации, т.е.репликонов. Репликонами являются бактериальная хромосома и плазмиды. Наследственная информация хранится у бактерий в форме последовательности нуклеотидов ДНК, которые определяют последовательность аминокислот в белке. Каждому белку соответствует свой ген, т. е. дискретный участок на ДНК, отличающийся числом и специфичностью последовательности нуклеотидов. Бактериальная хромосома представлена одной двухцепочечной молекулой ДНК кольцевой формы. Размеры бактериальной хромосомы у различных представителей царства Procaryotae варьируют. Бактериальная хромосома формирует компактный нуклеоид бактериальной клетки. Бактериальная хромосома имеет гаплоидный набор генов. Она кодирует жизненно важные для бактериальной клетки функции. Плазмиды бактерий представляют собой двухцепочечные молекулы ДНК. Они кодируют не основные для жизнедеятельности бактериальной клетки функции, но придающие бактерии преимущества при попадании в неблагоприятные условия существования. Свойства микроорганизмов, как и любых других организмов, определяются их генотипом, т.е. совокупностью генов данной особи. Термин «геном» в отношении микроорганизмов — почти синоним понятия «генотип». Фенотип представляет собой результат взаимодействия между генотипом и окружающей средой, т. е. проявление генотипа в конкретных условиях обитания. Фенотип микроорганизмов хотя и зависит от окружающей среды, но контролируется генотипом, так как характер и степень возможных для данной клетки стенотипических изменений определяются набором генов, каждый из которых представлен определенным участком молекулы ДНК. В основе изменчивости лежит либо изменение реакции генотипа на факторы окружающей среды, либо изменение самого генотипа в результате мутации генов или их рекомбинации. В связи с этим фенотипическую изменчивость подразделяют на наследственную и ненаследственную. Ненаследственная (средовая, модификационная) изменчивость обусловлена влиянием внутри- и внеклеточных факторов на проявление генотипа. При устранении фактора, вызвавшего модификацию, данные изменения исчезают. Наследственная (генотипическая) изменчивость, связанная с мутациями, — мутационная изменчивость. Основу мутации составляют изменения последовательности нуклеотидов в ДНК, полная или частичная их утрата, т. е. происходит структурная перестройка генов, проявляющаяся фенотипически в виде измененного признака. |