Микробиология мпф 2015-2016 экз. 1. Микробиология предмет изучения, цели и задачи. Исторические этапы развития медицинской мб

• Название: 1. Микробиология предмет изучения, цели и задачи. Исторические этапы развития медицинской мб
• Анкор: Микробиология мпф 2015-2016 экз.doc
• Дата: 19.02.2017
• Размер: 1.74 Mb.
• Имя файла: Микробиология мпф 2015-2016 экз.doc
• Тип: Документы; #2893
• страница: 12 из 36

87. Понятие «патогенность МО». Классификация МО по патогенности. Формы паразитизма

Патогенность — видовой признак, передающийся по наследству, закрепленный в геноме мик­роорганизма, в процессе эволюции паразита, т. е. это генотипи-ческий признак, отражающий потенциальную возможность мик­роорганизма проникать в макроорганизм (инфективность) и раз­множаться в нем (инвазионность), вызывать комплекс патоло­гических процессов, возникающих при заболевании.

Фенотипическим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность, т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулент­ность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Количественные показатели вирулентности могут быть выражены в DLM (минимальная летальная доза), DL« (доза, вызывающая гибель 50 % экспериментальных живот­ных). При этом учитывают вид животных, пол, массу тела, спо­соб заражения, срок гибели.

К факторам патогенности относят способность микроорганизмов прикрепляться к клеткам (адгезия), размещаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (инвазия) и противостоять факторам защиты организма (агрессия).

По признаку патогенности все виды- микробов можно разделить на 3 группы:

1) безусловнопатогенные (патогенные), которые всегда вызывают инфекцию;

2) потенциально-патогенные, вызывающие инфекцию при определенных условиях: ослаблении организма, массивном заражении и др.;

3) непатогенные (безвредные).

К патогенным относятся возбудитель чумы (Yersinia pestis), возбудитель холеры (Vibrio cholerae). К потенциально патогенным относятся представители нормальной микрофлоры человека и внешней среды, способные вызывать различные гнойно-воспалительные, кишечные или респираторные заболевания (стафилококки, стрептококки, эшерихии, клебсиеллы, бактероиды и др.). Каждому виду патогенного микроба соответствует определенное инфекционное заболевание с характерными чертами, которое расценивается как отдельная нозологическая форма (туберкулёз, холера, дифтерия, дизентерия и т.п.). Заболевания, вызываемые разными потенциально патогенными микробами, часто имеют сходство и не выделяются как различные нозоформы (абсцесс, флегмона, бронхит, цистит и т.п.).

Паразитические микроорганизмы разделяют на внутри- и внеклеточные. Внутриклеточные паразиты — вирусы, риккетсии и хламидии. Внеклеточные паразиты — большинство бактерий и простейших. Вирусы являются строгими внутриклеточными паразитами, что обусловливается отсутствием в составе вириона систем синтеза белка и генерации энергии, полупроницаемой мембраны и цитоплазмы с набором метаболитов и ферментов. Во внеклеточных средах вирусы не размножаются.

Факультативные паразиты. В зависимости от внешних условий некоторые микроорганизмы могут вести себя как паразиты, либо как сапрофиты. Поэтому их так и называют — факультативные паразиты. К ним относят большинство условно-патогенных бактерий. Облигатные паразиты полностью утратили собственные метаболические возможности и живут, разрушая ткани хозяина.
88. Понятие «вирулентность МО». Факторы, влияющие на вирулентность возбудителей. Аттенуированные штаммы — методы получения, использование

Вирулентность - индивидуальный, штаммовый признак: степень (количественная мера) реализации патогенности вида каждым конкретным штаммом по отношению к конкретному индивидууму - хозяину. Если штамм Vibrio cholerae выделен от больного А, погибшего от холеры, значит, он оказался по отношению к этому индивидууму высоковирулентным. Степень вирулентности конкретного штамма внутри популяции патогенного вида микроорганизмов можно оценивать по клиническому течению инфекционного процесса у человека, от которого выделен данный штамм; на модели in vivo путем воспроизведения экспериментальной инфекции на животных; на модели in vitro путем качественного и количественного изучения факторов вирулентности конкретного штамма (клинико-лабораторные исследования).

Факторами вирулентности обычно обозначаются те этапы взаимодействия микроба (а именно бактерии) с макроорганизмом, которые приводят к развитию патологического процесса, так как способностью осуществлять эти процессы и опосредуется вирулентность.

А. Адгезия – способность бактерии прикрепляться к клеткам макроорганизма.

Б. Колонизация – размножение бактерий на поверхности клеток макроорганизма после адгезии.

В. Пенетрация – проникновения бактерий внутрь клеток макроорганизма.

Г. Инвазия – проникновение бактерий через слизистые и соединительнотканные барьеры макроорганизма в подлежащие ткани.

Д. Агрессия – противостояние бактерий факторам неспецифической и иммунной защиты макроорганизма.
Аттенуированные штаммы - варианты патогенных микроорганизмов, полностью лишенные вирулентности или сохранившие остаточную вирулентность для одного из хозяев.

Ослабление вирулентности происходит при обработке бактериальной популяции гомологичной иммунной сывороткой. Однако в условиях организма механизм действия может быть связан не с изменением вирулентности бактерий, а с селекцией устойчивых маловирулентных клеток, предсуществующих в гетерогенной бактериальной популяции. При последующем культивировании восстановления вирулентности полученной бактериальной культуры может не произойти если все вирулентные особи были нейтрализованы гомологичной антисывороткой.Аналогичным образом происходит селекция авирулентных мутантов при воздействии на бактериальную популяцию соответствующих активных факторов. Так, например, авирулентный штамм БЦЖ был селекционирован при многократных пересевах в течение многих лет шрулентной культуры микобактерий туберкулеза на картофельно-глицериновой среде с бычьей желчью.

Методы ослабления вирулентности патогенных микроорганизмов имеют большое практическое значение для получения вакцинных штаммов, т.е. таких авирулентных микробных культур, из которых эолучают живые вакцины для специфической профилактики инфекционных заболеваний. Некоторые из стабильных аттенуированных штаммов. используют для изготовления живых вакцин, напр., туляремийной, сибиреязвенной, чумной, сыпнотифозной и др. А.ш. изолируют из природных популяций или получают в результате искусственного воздействия мутагенами.
89. Генетический контроль факторов вирулентности. Факторы адгезии, инвазии и пенетрации, примеры

вирулентность обусловлена разными факторами, которые проявляются в адгезии, колонизации, пенетрации, инвазии и подавлении неспецифической и иммунной защиты организма хозяина. Все упомянутые признаки находятся под контролем хромосомных и плазмидных генов. Так, образование пилей общего типа, участвующих в адгезии, контролируется хромосомными генами. В то же время адгезия, колонизация и некоторые антигены у эшерихии контролируются плазмидами CFA/I, CFA/II, CFA/III.

Образование биологически активных веществ, участвующих в пенетрации, также контролируется плазмидами (например, у шигелл Зонне и других бактерий), а ферментов гиалуронидазы и нейраминидазы, участвующих в инвазии, - хромосомными генами. Синтез антифагоцитарных и антикомплементарных веществ, например протеина А золотистого стафилококка, М-протеина пиогенного стрептококка, капсульного полисахарида пневмококка, контролируют главным образом хромосомные гены. В R-плазмидах бактерий содержатся транспозоны, контролирующие не только множественную устойчивость к разным антибиотикам, но и их токсичность. Трансмиссивность плазмид приводит к распространению упомянутых признаков среди бактериальных клеток собственной и соседних популяций. Генетический контроль токсинообразования осуществляется хромосомными генами или разнообразными плазмидами: F, R, Col и др., содержащими tox-транспозоны, а также конвертирующими бактериофагами.

Хромосомные tox-гены контролируют образование холерогена, эксфолиатина золотистого стафилококка, энтеротоксина Clostridium perfringens и др. В составе хромосомы лизогенных культур, несущих профаг, обнаружены tox-гены, контролирующие образование дифтерийного гистотоксина, скарлатинозного эритрогенного токсина, ботулинического нейротоксина.

В некоторых плазмидах, находящихся в автономном, независимом от хромосомы состоянии, содержатся toe-гены, ответственные за образование термолабильного энтеротоксина кишечной палочки и других токсинов. Многие tox-плазмиды контролируют образование не самих токсинов, а протоксинов, требующих для своей активации дополнительного компонента. Этим активирующим компонентом являются протеазы, образование которых находится под контролем хромосомных генов. Протеазы участвуют в активации многих протоксинов, например дифтерийного гистотоксина, ботулинического нейротоксина и др. Таким образом, осуществляется совместный контроль плазмидными и хромосомными генами за образованием функционально активных токсинов.

Адгезия является пусковым механизмом инфекционного процесса. Под адгезией понимают способность микроорганизма адсорбироваться на чувствительных клетках с последующей колонизацией. Структуры, ответственные за связывание микроорганизма с клеткой называются адгезинами и располагаются они на его поверхности. Адгезины очень разнообразны по строению и обусловливают высокую специфичность - способность одних микроорганизмов прикрепляться к клеткам эпителия дыхательных путей, других - кишечного тракта или мочеполовой системы и т.д. На процесс адгезии могут влиять физико-химические механизмы, связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергии притяжения и отталкивания. У грамотрицательных бактерий адгезия происходит за счет пилей I и общего типов. У грамположительных бактерий адгезины представляют собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки. У других микроорганизмов эту функцию выполняют различные структуры клеточной системы: поверхностные белки, липополисахариды, и др.
Инвазия. Под инвазивностью понимают способность микробов проникать через слизистые, кожу, соединительно-тканные барьеры во внутреннюю среду организма и распространятся по его тканям и органам. Проникновение микроорганизма в клетку связывается с продукцией ферментов, а также с факторами подавляющими клеточную защиту. Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани.
Агрессия. Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. К факторам агрессии относятся: протеазы - ферменты, разрушающие иммуноглобулины; коагулаза - фермент, свертывающий плазму крови; фибринолизин - растворяющий сгусток фибрина; лецитиназа - фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток. Патогенность может быть связана и с другими ферментами микроорганизмов, при этом они действуют как местно, так и генерализовано.

Важную роль в развитии инфекционного процесса играют токсины. По биологическим свойствам бактериальные токсины делятся на экзотоксины и эндотоксины.
Экзотоксины продуцируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. По своей химической структуре это белки. По механизму действия экзотоксина на клетку различают несколько типов: цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксфолианты и эритрогемины. Механизм действия белковых токсинов сводится к повреждению жизненно важных процессов в клетке: повышение проницаемости мембран, блокады синтеза белка и других биохимических процессов в клетке или нарушении взаимодействия и взаимокоординации между клетками. Экзотоксины являются сильными антигенами, которые и продуцируют образование в организме антитоксинов.

Экзотоксины обладают высокой токсичностью. Под воздействием формалина и температуры экзотоксины утрачивают свою токсичность, но сохраняют иммуногенное свойство. Такие токсины получили название анатоксины и применяются для профилактики заболевания столбняка, гангрены, ботулизма, дифтерии, а также используются в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения анатоксических сывороток.
Эндотоксины по своей химической структуре являются липополисахаридами, которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий и выделяются в окружающую среду при лизисе бактерий. Эндотоксины не обладают специфичностью, термостабильны, менее токсичны, обладают слабой иммуногенностью. При поступлении в организм больших доз эндотоксины угнетают фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, увеличивают проницаемость капилляров, оказывают разрушающее действие на клетки. Микробные липополисахариды разрушают лейкоциты крови, вызывают дегрануляцию тучных клеток с выделением вазодилататоров, активируют фактор Хагемана, что приводит к лейкопении, гипертермии, гипотонии, ацидозу, дессиминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВК).
Эндотоксины стимулируют синтез интерферонов, активируют систему комплемента по классическому пути, обладают аллергическими свойствами.
При введении небольших доз эндотоксина повышается резистентность организма, усиливается фагоцитоз, стимулируются В-лимфоциты. Сыворотка животного иммунизированного эндотоксином обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализует эндотоксин.
90. Иммунопротекторы бактерий: определение, роль в вирулентности. Примеры. Незавершенный фагоцитоз.

Иммунопротекторы бактерий - это вещества, оказывающие влияние на функцию иммунной системы, извлеченные из бактерий. Относятся к экзогенным иммуномодуляторам, оказывают активирующее действие на специфическую и неспецифическую резистентность организма, но являющиеся чужеродными для организма. Иммуностимулирующим действием обладают, комплексы извлеченные из БЦЖ(адъювант Фрейнда, адъювант —вещество или комплекс веществ, используемое для усиления иммунного ответа при введении одновременно с иммуногеном. В отличие от иммуномодуляторов, они применяются для усиления конкретного иммунного ответа (например, при вакцинации) и других бактерий - продигиозан (липополисахарид извлеченный из бактерия продигиозум, стимулирует факторы специфической и неспецифической резистентности, активирует систему Т-лимфоцитов и функцию коры надпочечников, стимулирует образование интерферона), сальмозан(липополисахарид О-соматического антигена сальмонелл, активирует макрофаги,повышает неспецифическую резистентность организма), ЛПС микобактерий
91. Факторы патогенности бактерий, повреждающие организм хозяина, примеры

Дикторами патогенности называют вещества и структуры микроба, которые обеспечивают ему:

1) проникновение, размножение и распространение в организме хозяина;

2) преодоление его защитных реакций;

3) нарушение гомеостаза (повреждение тканей, нарушение функций и т.п.).

К факторам патогенности 1 группы относят: адгезины (поверхностно расположенные, как правило, белковые структуры, обеспечивающие микробу распознавание и прикрепление к рецепторам чувствительных клеток хозяина); инвазины (поверхностные белки, способные индуцировать внутриклеточное поглощение микроба по типу фагоцитоза); фермента гиалуронидаза, коллагеназа, фибринолизин и др., повышающие проницаемость тканей.

Факторы 2 группы: капсула, поверхностные белки (А-протеин стафилококка, М-протеин стрептококка и др.), обеспечивающие защиту от фагоцитоза и бактерицидного действия сыворотки крови; протеазы иммуноглобулинов (разрушение защитных антител), сидерофоры (вещества, транспортирующие железо в микробную клетку) и др.

Факторы 3 группы: ферменты - уреаза (накопление аммиака), лецитиназа (разрушение клеточных мембран эритроцитов, лейкоцитов) и др.; токсины. Эндотоксины в основном являются липополисахаридами клеточной стенки грамотрицательных бактерий, термостабильны, малотоксичны, оказывают неспецифическое общее действие. Экзотоксины - это высокоядовитые термолабильные секретируемые белки, которые оказывают избирательное специфическое действие, вызывают выработку иммуноглобулинов (антитоксинов) и под воздействием формалина способны переходить в анатоксины (безвредные вещества, которые также вызывают продукцию антитоксинов). Для получения эндотоксина необходимо разрушить клетки микроба и выделить липополисахаридную фракцию. Экзотоксины получают из жидкой питательной среды после выращивания в ней соответствующего токсигенного микроба (возбудителя дифтерии, ботулизма или других).

Штаммы патогенного микроба могут существенно отличаться по вирулентности (от высоковирулентных до авирулентных). Вирулентность штамма может меняться со временем. Повышению вирулентности способствуют: последовательные заражения восприимчивых организмов, генетические рекомбинации у микробов. Ослабление вирулентности происходит в неблагоприятных для микроба условиях (культивиривание при повышенных температурах, в присутствии антимикробных веществ, мутагенов, в маловосприимчивом организме).

Примеры:

Адгезины

Vibrio cholerae - набор адгезинов, в том числе токсин-корегулируемыми фимбриями и вспомогательные факторы колонизации .

Энтеротоксигенные штаммы Escherichia coli имеют фимбрии (так называемые антигены фактора колонизации), которые позволяют им закрепиться в верхних отделах тонкой кишки. Адгезины энтеропатогенных и энтерогеморрагических штаммов Escherichia coli обеспечивают плотное прикрепление бактерий к эпителию, вызывая при этом характерное сглаживание микроворсинок.

Инвазины

Rickettsia prowazeckii, продуцируют фосфолипазы, разрушающие клеточную стенку вокруг «прилипшего» микроорганизма и он проникает непосредственно в цитоплазму.
92. Методы изучения вирулентности штаммов МО

В лабораторных условиях о вирулентности микробов и силе действия их токсинов судят по величине летальной (LD)и инфицирующей доз, которые выражают в условно принятых единицах. Летальная доза - это наименьшее количество живого возбудителя или токсина,вызывающее в определенный срок гибель конкретного количества(%) опытных животных. Инфицирующая доза - это минимальное количество живых микробов, способное вызвать инфекционное заболевание у определенного количества(%) опытных животных. Безусловно смертельная доза - наименьшее количесво живого микроба или его токсина, вызывающее в течние определенного времени гибель ста процентов животных.

Минимальная летальная доза- наименьшее количество живого микроба или его токсина,вызывающее гибель 95 процентов животных. Инфекцимонна доза 100 (ID100) - это минимальное количесво живых микробов вызывающее развитие инфекционного заболевания у 100 процентов опытных животных.

Чаще используют LD50 - дозу живого микроба или его токсина вызывающую в течение определенного времени гибель 50 процентов экспериментальных животных, и ID50 - минимальное количество живых микробов или их токсинов способное вызвать в течение определенного периода инфекционное заболевание у 50 процентов опытных животных. При постановке опыта необходимо учитывать вид,пол,вес,условия содержания, и полноценность питания опытных животных(тесно связано с формированием у них иммунной системы), а так же способ заражения (пероральный, внутримышечный внутривенный и др). Для снижения степени влияния индивидуальных колебаний резистентности макроорганизма на результаты исследования определение вирудентности проводят на значимом количестве животных.Более однородные результаты - при исп. Инбредных животных (линейные гомозиготные животные,полученные в результате скрещивания близкородственных особей на протяжении 20 и более поколений)