Билеты Микробиология. 1. Бактериофаги (фаги)
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
Микробиология — наука, изучающая строение, жизнедеятельность и экологию микроорганизмов — мельчайших форм жизни растительного или животного происхождения, не видимых невооруженным глазом. Микробиология изучает всех представителей микромира (бактерии, грибы, простейшие, вирусы). По своей сути микробиология является биологической фундаментальной наукой. Для изучения микроорганизмов она использует методы других наук, прежде всего физики, биологии, биоорганической химии, молекулярной биологии, генетики, цитологии, иммунологии. Как и всякая наука, микробиология подразделяется на общую и частную. Общая микробиология изучает закономерности строения и жизнедеятельности микроорганизмов на всех уровнях — молекулярном, клеточном, популяционном; генетику и взаимоотношения их с окружающей средой. Предметом изучения частной микробиологии являются отдельные представители микромира в зависимости от проявления и влияния их на окружающую среду, живую природу, в том числе человека. К частным разделам микробиологии относятся: медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая (раздел биотехнологии), морская, космическая микробиология. Трудно назвать какую - либо специальность, в которой не использовались бы методы микробиологии и иммунологии для диагностики, лечения и профилактики инфекционных и неинфекционных болезней. 70% заболеваний являются инфекционными, соответственно врач должен своевременно и достоверно поставить диагноз. Кроме того врач любого неинфекционного профиля ( стоматолог, хирург) имеет в своей практике дело с внутрибольничными ( оппортунистическими ) инфекциями, вызываемыми условно- патогенными микроорганизмами, соответсвенно от него требуется знания диагностики, профилактики и лечения этих болезней. Соматические болезни, хирургические вмешательства, лекарственные воздействия и т.д приводят к нарушению нормофлоры человека, ведут к дисбактериоза, влияют на иммунный статус. Широко распространены аллергические заболевания и иммунодефицитный состояния, врачи должны знать и эти патологии. Преподавание микробиологии, вирусологии и иммунологии студентам-стоматологам имеет важное значение в подготовке врача-стоматолога, так как дает им представление о микрофлоре полости рта, об этиологической роли условно-патогенных микроорганизмов в возникновении одонтогенных заболеваний и распространении внутрибольничных инфекций, о методах лабораторной диагностики, принципах рациональной химиотерапии и профилактики микробных заболеваний, об оценке состояния защитных факторов организма в целом и ротовой полости в частности. Изучаются морфологические, физиологические, патогенные свойства микробов – возбудителей инфекционных заболеваний; этиологию и патогенез микробных (кариозных и некариозных) стоматологических заболеваний, их влияние на организм; принципы микробиологического обследования больных; принципы применения антимикробных средств для лечения и профилактики заболеваний полости рта; методы определения антимикробной активности антибиотиков и дезинфектантов; методы дезинфекции и стерилизации стоматологического инструментария; правила микробиологической безопасности; факторы неспецифической и специфической защиты организма, в том числе полости рта; патогенез и характер поражений челюстно-лицевой области при бактериальных (сифилис, туберкулезная волчанка, лепра, актиномикоз) и вирусных инфекциях (герпесвирусы, рабдовирусы, Коксаки А, паповавирусы, ВИЧ), при кандидозах, их лечение и специфическую профилактику; причину и диагностику дисбактериоза полости рта, возможные дисбиотические сдвиги при соматической патологии (халитозис). 2.ангигены гаптены их свойства. Иммуногенность специфичность. Гаптены в стоматологии. Антигены – вещества, несущие признаки генетической чужеродной информации и при внедрении в организм вызывающие развитие специфической иммуннологической реакции. Молекула любого антигена состоит из2 функиионально различных частей: • 1-я часть — детерминантная группа, на долю которой приходится 2—3% поверхности молекулы антигена. Она определяет чужеродность антигена, делая его именно этим антигеном, отличающимся от других; • 2-я часть молекулы антигена называется проводниковой, при ее отделении от детерминантной группы она не проявляет антигенного действия, но сохраняет способность реагировать с гомологичными антителами, т. е. превращается в гаптен. проводниковой частью связаны все остальные признаки ангенности, кроме чужеродноти. Любой микроорганизм (бактерии, грибы, вирусы) представляет собой комплекс антигенов. Основные всойства антигенов: Чужеродность при парентеральном введении Антигенность Имунногеннность.(выработка антител) Специфичность - опред. специфическими химическими структурами аг ( способность зызывать особый иммунных ответ строго к определенному эпитопу). Чужеродность: лучше всего проявляется на белках, антигены всегда органические вещества. В структуре белковых молекул реализуется специфичность работы генома каждого организма, такие вещества как аминокислоты, моносахара, азотистые основания, простые соединения (химические элементы) имеют у всех организмов одинаковую структуру и антигенами не явояются. Есть сильные антигены – микробные экзотоксины, белки сыворотки крови и слабые антигены – желатин, гемоглобин, инсулин (антигенные свойства связаны с низкой молекулярности). Антигенность зависит так же от молекулярной массы. Чем больше различий в аминокислотной последовательности тем выше антигенные свойства. Например такие белки как гистоны, за 1,5 млрд лет в них произошли всего 2 аминокислотных замены. Полисахариды антигенные свойства слабее, поэтому они, а также липо-поли-сахаридные комплексы проявляют антигенные свойства слабенько, но некоторые например моно, олиго сахара, липиды являются гаптенами т.е. неполноценными антигенами. Полноценные антигены при введении в организм вызывают иммунный ответ и способны с антителами или Т-лимфоцитами взаимодействовать как in vivo так и in vitro. Им присуще 2 функции: Вызвать иммунный ответ Способны вступить с ними в взаимодействие Неполноценным антигенами присуще только способность вступать в взаимодействие и не способны вызвать образование антител. Гаптены легко соединяются с белками носителями и в таком виде становятся полноценными антигенами при этом их специфичность определяется молекулами гаптена, а белок выполняет роль носителя. Что бы превратить в гаптен в антиген надо присоединить белок. Липиды, глицерины – являются гаптенами. Нуклеиновые кислоты – слабые антигены. Антигенные свойства зависят от дозы, от метода введения и от жесткости его структуры (насколько устойчив к протеолитическим ферментам) Антигенные совйства могут быть усилены если к антигену добавить адъювант – неорганические вещества (гидроксид алюминия, квасцы, липиды; синтетические – полиоксидон; органические – цитоксины). Адъюванты повышают антигенные свойства и усиливают иммунный ответ т.е. имунногеность. Специфичность: ей обладают поверхностные структуры антигена и носят название активных центров (эпитопов) именно эти группы распознаются макрофагами, В-лимфоцитами и является активными центрами антигена. Количество этих групп разнообразное. Активные центры антигена определяют силу связи между антигеном и антителом т.е. определяю последнюю стадию иммунного ответа. Среди гаптенов различают полугаптены – неорганические радикалы (йод, бром, азот, -ОН), которые присоединяясь к белковой молекуле могут изменять специфичность и они вызывают выработку антител, которые и располагаются на поверхности полного белкового антигена. Проантигены – гаптены, которые соединяются с белками организма при введении парентерально и сенсибилизировать такой организм как аутоантиген. В качестве проантигена может выступить любой лекарственные препарат. 10.1.3. Классификация антигенов Основываясь на отдельных характерных свойствах, все многообразие антигенов можно классифицировать по происхождению, природе, молекулярной структуре, степени иммуногенности, степени чужеродности, направленности активации и обеспеченности иммунного реагирования.
По происхождению различают экзогенные (возникшие вне организма) и эндогенные (возникшие внутри организма) антигены. Среди эндогенных особого внимания заслуживают ауто- и неоантигены. Аутогенные антигены (аутоантигены) - это структурно неизмененные антигены собственного организма, синтезируемые в организме в физиологических условиях. В норме аутоантигены неиммуногенны вследствие сформировавшейся иммунологической толерантности(невосприимчивости) либо их недоступности для контакта с факторами иммунитета - это так называемые забарьерныеантигены. При срыве толерантности или нарушении целостности биологических барьеров (воспаление, травма) компоненты иммунной системы начинают специфически реагировать на аутоантигены выработкой специфических факторов иммунитета (аутоантитела, клон аутореактивных лимфоцитов). Неоантигены, в отличие от аутоантигенов, возникают в организме в результате генетических мутаций или модификаций и всегда чужеродны. По природе: биополимеры белковой (протеиды) и небелковой (полисахариды, липиды, липополисахариды, нуклеиновые кислоты и др.) природы. По молекулярной структуре: глобулярные (молекула имеет шаровидную форму) и фибриллярные (форма нити). По степени иммуногенности: полноценные и неполноценные. Полноценные антигены обладают выраженной антигенностью и иммуногенностью - иммунная система чувствительного организма реагирует на их введение выработкой факторов иммунитета. Такие вещества, как правило, имеют достаточно большую молекулярную массу (более 10 кД), большой размер молекулы (частицы) в виде глобулы и хорошо взаимодействуют с факторами иммунитета. Неполноценные антигены, или гаптены (термин предложен К. Ландштейнером), обладают антигенностью - способны специфически взаимодействовать с уже готовыми факторами иммунитета (антителами, лимфоцитами), но не способны при введении в нормальных условиях индуцировать в организме иммунный ответ. Чаще всего гаптенами являются низкомолекулярные соединения (молекулярная масса менее 10 кД).
Если искусственно укрупнить молекулу гаптена - соединить ее прочной связью с достаточно большой белковой молекулой, удается заставить иммунную систему макроорганизма специфически реагировать на гаптен как на полноценный антиген и вырабатывать факторы иммунитета. Молекула белка-носителя получила название шлеппера (тягача). При этом специфичность в составе молекулы конъюгата определяется гаптенной частью, а иммуногенность - белком-носителем. Используя для иммунизации конъюгаты, получают антитела к гормонам, лекарственным препаратам и другим низкоиммуногенным соединениям. По степени чужеродности: ксено-, алло- и изоантигены. Ксеногенные антигены (или гетерологичные) - общие для организмов, стоящих на разных ступенях эволюционного развития, например, относящиеся к разным родам и видам. Впервые феномен общности ряда антигенов у животных разных видов был отмечен Д. Форсманом (1911 г.). При иммунизации кролика суспензией органов морской свинки ученый получил иммунную сыворотку, способную взаимодействовать с эритроцитами барана. Позже было установлено, что морская свинка и баран имеют ряд структурно сходных антигенных детерминант, дающих перекрестное реагирование. В дальнейшем перечень подобных ксеногенных антигенов был значительно расширен и они получили обобщенное название «антигены Форсмана». Аллогенные антигены (или групповые) - общие для генетически неродственных организмов, но относящихся к одному виду. На основании аллоантигенов общую популяцию организмов можно подразделить на отдельные группы. Примером таких антигенов у людей являются антигены групп крови (системы АВ0 и др.). Аллогенные ткани при трансплантации иммунологически несовместимы - они отторгаются или лизируются реципиентом. Микробы на основании групповых антигенов могут быть подразделены на серогруппы, что используется в микробиологической диагностике.
Изогенные антигены (или индивидуальные) - общие только для генетически идентичных организмов, например для однояйцовых близнецов, инбредных линий животных. Изотрансплантаты обладают практически полной иммунной совместимостью и не отторгаются. К изоантигенам у людей относятся антигены гистосовместимости, а у бактерий - типовые антигены, не дающие дальнейшего расщепления. В пределах отдельного организма в определенных органах или тканях обнаруживаются специфичные для них антигены, которые нигде больше не встречаются. Такие антигены получили название органо- и тканеспецифических. В зависимости от физико-химических свойств антигена, условий его внедрения, характера реакции и реактивности макроорганизма различают иммуногены, толерогены и аллергены. Иммуногены способны индуцировать нормальную продуктивную реакцию иммунной системы - выработку факторов иммунитета (антитела, антигенореактивные клоны лимфоцитов). В клинической практике иммуногены используют для иммунодиагностики, иммунотерапии и иммунопрофилактики многих патологических состояний. Толероген является полной противоположностью иммуногену. Он формирует иммунологическую толерантность или неотвечаемость на эпитопы данного вещества (см. раздел 11.6). Толероген, как правило, - мономер с низкой молекулярной массой, высокой эпитопной плотностью и высокой дисперсностью. Толерогены используют для профилактики и лечения иммунологических конфликтов и аллергии путем наведения искусственной неотвечаемости на отдельные антигены. Аллерген, в отличие от иммуногена, формирует патологическую реакцию организма в виде гиперчувствительностинемедленного или замедленного типа (см. раздел 11.4). По своим свойствам аллерген не отличается от иммуногена. В клинической практике аллергены применяют для диагностики инфекционных и аллергических заболеваний.
По направленности активации и обеспеченности иммунного реагирования, т.е. необходимости вовлечения Т-лимфоцитов в индукцию иммунного ответа, выделяют Т-зависимые и Т-независимые антигены. Иммунная реакция в ответ на введение Т-зависимого антигена реализуется при обязательном участии Т-хелперов. К ним относится большая часть известных антигенов. Для развития иммунного ответа на Т-независимые антигены не требуется привлечение Т-хелперов. Эти антигены способны непосредственно стимулировать В-лимфоциты к антителопродукции, дифференцировке и пролиферации, а также вызывать иммунный ответ у бестимусных животных. Т-независимые антигены имеют относительно простое строение. Это крупные молекулы с молекулярной массой более 103 кД, поливалентны и имеют многочисленные однотипные эпитопы. Т-независимые антигены являются митогенами и поликлональными активаторами, например полимерный флагеллин (сократительный белок жгутиков бактерий), липополисахарид, туберкулин и др. От Т-независимых антигенов следует отличать суперантигены. Это группа веществ, в основном микробного происхождения, которые могут неспецифически вызывать поликлональную реакцию. Молекула суперантигена способна вмешиваться в кооперацию антигенпрезентирующей клетки и Т-хелпера и формировать ложный сигнал распознавания чужеродной субстанции. Суперантигены способны одновременно неспецифически активировать огромное количество иммунокомпетентных клеток (до 20% и более), вызывать гиперпродукцию цитокинов и низкоспецифичных иммуноглобулинов, массовую гибель лимфоцитов вследствие апоптоза и развитие вторичного функционального иммунодефицита. Свойства суперантигена обнаружены у стафилококкового энтеротоксина, белков вирусов Эпштейна-Барр, бешенства, ВИЧ и некоторых других микробных агентов. Виды: природные: антигены возбудителей инф. заболеваний ВИЧ gp 41,120 Синтетические ( получены путём биологического синтеза) Гаптены (неполноценные) - связываются с готовыми антителами, самостоятельно не вызывают выработку антител: липиды, нуклеиновые кислоты, низкомолекулярные Ме - Ni Изоантигены, по которым различные особи или группы особей одного вида различаются между собой (гены комплекса МНС) гетероантигены - общие для представителей разных видов Аутоантигены- аг, вызывают образование аутоантител при патологических изменениях в иммунной системе Патологические аг - аг патологически изменённых клеток и тканеймакроорганизма Микробные антигены У микроорганизмов различают общие, или групповые, и специфические, или типовые, антигены. Групповые антигены являются общими для двух или более видов микробов, входящих в один род, а иногда относящихся и к разным родам. Так, общие групповые антигены имеются у отдельных типов рода сальмонелл; возбудители брюшного тифа имеют общие групповые антигены с возбудителями паратифа А и паратифа В (0—1,12). Специфические антигены имеются только у данного вида микроба или даже только у определенного типа (варианта) либо подтипа внутри вида. Определение специфических антигенов позволяет дифференцировать микробы внутри рода, вида, подвида и даже типа (подтипа). Так, внутри рода сальмонелл по комбинации антигенов дифференцировано более 2000 типов сальмонелл, а у подвида шигелл Флекснера — 5 серотипов (серовариантов) По локализации антигены бактерий делятся: • на целлюлярные (связанные с клеткой); • экстрацеллюлярные (не связанные с клеткой). |