Раздел 1. Микробиология. 1. Предмет и з
 Скачать 7.68 Mb.
|
|
1.Предмет и задачимедицинскоймикробиологии, вирусологиии иммунологии. Микробиология – это наука, которая изучает систематику, морфологию, физиологию, генетику, экологию микробов, их взаимоотношение с другими формами жизни, патогенез инфекционных заболеваний, а также разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики инфекционных болезней. Медицинская микробиология изучает микроорганизмы, вызывающие инфекционные болезни человека, разрабатывает средства и методы диагностики, профилактики и лечения этих болезней специальными препаратами (сыворотками, вакцинами и др.), исследует роль нормальной микрофлоры в жизнедеятельности организма человека, условия сохранения патогенных микробов в окружающей среде, пути и механизмы их распространения; Главными задачами современной медицинской микробиологии являются: изучение роли микробов в возникновении патологических состояний организма человека; изучение микробов - возбудителей инфекционных заболеваний человека, а также болезней, общих для человека и животных; изучение структуры и метаболизма возбудителей заболеваний человека; изучение влияния факторов окружающей среды на жизнедеятельность микробов; изучение микрофлоры тела человека, почвы, воды, воздуха, продуктов питания, лекарственного сырья, производственных, бытовых, медицинских и других объектов; разработка и совершенствование средств и методов лабораторной диагностики инфекционных болезней; разработка и изыскание эффективных средств для специфической профилактики и лечения инфекционных болезней человека (вакцин, сывороток, иммуноглобулинов, антибиотиков и иных препаратов); использование продуктов микробиологического синтеза в производстве профилактических и лечебных средств. Микробиология по решаемым задачам подразделяется на общую и частную микробиологию. Общая микробиология изучает общие закономерности строения, развития и жизнедеятельности микробов, их роль в природе, генетику, вопросы систематики и классификации. Частная микробиология изучает конкретных возбудителей инфекционных заболеваний, их морфологию, культуральные и биохимические свойства, антигенную структуру, факторы патогенности, особенности патогенеза вызываемого заболевания, клиническую картину болезни, методы диагностики, профилактики и лечения инфекционного заболевания. Вирусология ― наука, изучающая морфологию, физиологию, генетику, экологию и эволюцию вирусов, эпидемиологию, методы лабораторной диагностики, специфической профилактики и лечения вызываемых ими заболеваний. Медицинская вирусология изучает лишь вирусы, патогенные для человека, или вирусы, значимые для медицины (бактериофаги). Основной задачей медицинской вирусологии является разработка методов диагностики, лечения и профилактики вирусных инфекций у человека. Иммунология― общебиологическая медицинская наука, изучающая структуру и функционирование иммунной системы, способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ экзо- и эндогенного происхождения. Задачами современной иммунологии является: изучение строения и функций органов, клеток и молекул иммунной системы в норме и при патологии; выявление биологических механизмов иммуногенеза на организменном, клеточном и молекулярном уровнях; исследование структуры и функций лимфоидных клеток и процессов, протекающих на их мембранах, в цитоплазме и органоидах; разработка новых методов исследования (иммунодиагностики); поиск и разработка новых средств иммунопрофилактики, иммунотерапии, иммунокоррекции патологических состояний. изучение и профилактика иммунологической несовместимости матери и плода; изучение влияния на иммунный статус социальных экологических и других факторов с целью разработки мер по охране здоровья людей и др. В зависимости от объекта исследования иммунологию делят на общую и частную. Общая иммунология изучает иммунологические процессы и механизмы регуляции иммуногенеза на молекулярном, клеточном и организменном уровнях. В зависимости от объекта изучения в частнойиммунологии выделяют ряд направлений: инфекционная иммунология, иммунопрофилактика, вакцинология, иммунология злокачественных опухолей (иммуноонкология), трансплантационная иммунология, аллергология, экологическая иммунология, иммунология эмбриогенеза, репродуктивная (иммунология матери и плода), иммунобиотехнология, иммунохимия, иммуногенетика и др. 2. Режимв микробиологическихлабораторияхи на кафедрахмикробиологии. Работники бактериологической лаборатории должны постоянно помнить при работе с заразным материалом о возможности заразиться и перенести инфект за пределы лаборатории. Поэтому они должны быть особенно внимательны, опрятны и педантичны в работе. В бактериологических лабораториях нужно соблюдать следующие правила и режим работы: 1. Находиться в помещении бактериологической лаборатории, а тем более работать обязательно в халате, шапочке (косынке), в отдельных случаях в маске и резиновых перчатках. 2. Без надобности переходить из одного помещения лаборатории в другое нельзя. При выходе из лаборатории халат и другую спецодежду следует снимать. Руки обязательно вымыть с мылом. 3. Особо опасные работы проводить в специальных боксах, облучаемых после их проведения бактерицидными лампами. 4. Для работы пользоваться только отведённым местом и оборудованием. Перекладывать заразный материал или предметы, соприкасающиеся с ним, на другое рабочее место (стул, подоконник и т.д.) запрещается. 5. Все лишние предметы не следует держать на рабочем месте. Сумки, тетради, книги должны быть спрятаны в стол или целлофановые мешки. 6. Категорически запрещается курить и принимать пищу в лаборатории. 7. По окончании работ в лаборатории рабочее место и руки обрабатывают дезинфицирующим раствором или 70% спиртом с последующим мытьем рук с мылом. 3. Методыдиагностикиинфекционныхзаболеваний. Методы лабораторной диагностики инфекционных агентов многочисленны, к основным можно отнести следующие. 1. Микроскопические методы - с использованием приборов для микроскопии. Определяют форму, размеры, взаиморасположение микроорганизмов, их структуру, способность окрашиваться определенными красителями. К основным способам микроскопии можно отнести световую микроскопию (с разновидностями - иммерсионная, темнопольная, фазово-контрастная, люминесцентная и др.) и электронную микроскопию. К этим методам можно также отнести авторадиографию (изотопный метод выявления). 2.Микробиологические методы (бактериологические и вирусологические) - выделение чистой культуры и ее идентификация. Бактериологическое исследование– включает в себя бактериоскопию, посев материала, взятого у больного, на питательные среды, выделение чистой культуры возбудителя и его идентификацию. Определение типовой принадлежности микроорганизма-возбудителя. Для выращивания бактерий применяют различные питательные среды. По назначению питательные среды подразделяют на следующие основные категории: Универсальные- среды, на которых хорошо растут многое виды патогенных и непатогенных бактерий. К ним относятся: мясо-пептонный бульон, мясо-пептонный агар. Дифференциально-диагностические— среды, позволяющие отличать одни виды бактерий от других по их ферментативной активности или культуральным проявлениям. К ним откосятся среды Эндо, Левина, Плоскирева, Гисса и многие другие. Селективные- среда, содержащие вещества, используемые микроорганизмами определенных видов и не благоприятствующие или даже препятствующие росту других микроорганизмов. Селективные среды позволяют направленно отбирать из исследуемого материала определенные виды бактерий. Сюда относятся среды Мюллера, селенитовая, Рапопорт, 1 %-ная пептонная вода и другие. Дифференциально-селективные— среды, сочетающие в себе свойства диффереяаиально-диагностических и селективных сред. Они используются, в частности, для ускорения обнаружения и идентификации бактерий, относящихся к большому числу широко распространенных видов энтеробактерий и псевдомонад (среды Сиволодского). Специальные— среды, специально приготовленные для получения роста тех бактерии, которые не растут или очень плохо растут на универсальных средах. К ним относятся среды Мак-Коя-Чепина (для получения роста возбудителя туляремии), кровяной МПА (для получения роста патогенных стрептококков), среда Левенштейна-Иенсена (для выделения возбудителя туберкулеза) и другие. Вирусологический методоснован на выделении вирусов и их идентификации с использованием культур клеток или куриных эмбрионов (облигатный внутриклеточный паразитизм вирусов накладывает отпечаток на методы их выделения – посев материала проводится не на среды, а в культуру клеток или куриные эмбрионы) Для проведения вирусологического исследования важное значение имеют: выбор материала и его предварительная обработка, условия транспортировки и соблюдение необходимых условий для культивирования вируса. Материал для исследования определяется характером вирусного заболевания, местом размножения вируса в организме и путями его выделения. Для подавления возможного роста бактерий исследуемый материал обрабатывают антибиотиками, или последние добавляют в питательную среду для выращивания культуры клеток в соответствующих концентрациях. Выбор способа культивирования (заражение лабораторных животных, куриных эмбрионов или культур клеток) определяется биологией предполагаемого возбудителя. Важное значение имеет соблюдение стандартных условий культивирования: оптимальная температура, продолжительность, использование дополнительных тестов для индикации (бляшкообразование, реакции гемадсорбции, гемагглютинации, имиунофлуоресценции и т. д.). 3.Биологические методы - заражение лабораторных животных с воспроизведением инфекционного процесса на чувствительных моделях (биопроба). 4.Иммунологические (варианты - серологический, аллергологический) - используется для выявления антигенов возбудителя или антител к ним. 5.Молекулярно- генетические методы - ДНК- и РНК- зонды, полимеразная цепная реакция (ПЦР), рестрикционный анализ, анализ нуклеотидных последовательностей и другие. 4.Систематика микроорганизмов. Классификация, идентификация и номенклатура. Понятие вида в микробиологии. Систематика занимается всесторонним описанием видов организмов, выяснением степени родственных отношений между ними и объединением их в различные по уровню родства классификационные единицы (таксоны). Систематика - распределение микроорганизмов по их свойствам в соответствии с их происхождением и биологическим сходством. Она занимается описанием видов организмов и объединением их в различные по уровню родства классификационные единицы - таксоны. Основные вопросы, решаемые при систематике («три кита») - классификация, идентификация и номенклатура. Классификация — составная часть систематики. Занимается распределением организмов в соответствии с их общими признаками по различным таксонам. Таксономия — наука о принципах и методах распределения (классификации) организмов в иерархическом плане. Таксономические категории
Основной таксономической единицей в биологии является вид (species). Вид – это эволюционно сложившаяся совокупность микроорганизмов, имеющих единое происхождение, сходный генотип и максимально близкие фенотипические признаки и свойства. Принципы систематики Филогенетический (для крупных таксонов). Фенотипический. В нем используются: тинкториальные свойства — способность окрашиваться различными красителями; культуральные свойства — особенности роста бактерий на жидких и плотных питательных средах; подвижность; спорообразование — форма и характер расположения споры в клетке; физиологические свойства — тип питания, тип дыхания; биохимические свойства — способность ферментировать различные субстраты; антигенные свойства. Генотипический. Для классификации бактерий, помимо изучения их фенотипических свойств, все более широко используют методы геносистематики. В ее основе лежит изучение нуклеотидного состава ДНК и наиболее важных характеристик генома, в частности, его размера (величина, объем, молекулярная масса) и других параметров. Наиболее точным методом установления генетического (геномного) родства между бактериями является определение степени гомологии ДНК. Чем больше идентичных генов, тем выше степень гомологии ДНК и ближе генетическое родство. Смешанный (нумерический). В основе нумерической таксономии лежит принцип сопоставления организмов по возможно большему количеству учитываемых признаков при допущении, что все они для систематики равноценны. Однако принцип равнозначности является основным недостатком этого метода. Идентификация ― установление таксономического положения микроорганизмов и прежде всего их видовой принадлежности. Определение видовой принадлежности является решающим моментом бактериологической диагностики инфекционных заболеваний. Чаще всего для идентификации патогенных бактерий изучают их морфологические, тинкториальные, культуральные, биохимические и антигенные свойства. Номенклатура - название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Для обозначения видов бактерий используют бинарную латинскую номенклатуру род/вид, состоящую из названия рода (пишется с заглавной буквы) и вида (со строчной буквы). Примеры - Shigellaflexneri, Rickettsiasibirica. 5.Гено-и фенотипическиехарактеристики,используемые дляизучения микроорганизмов. При изучении микроорганизмов изучают следующие (гено - и фенотипические) характеристики. Фенотипические характеристики: 1.Морфологические - форма, величина, особенности взаиморасположения, структура. 2.Тинкториальные - отношение к красителям (характер окрашивания), прежде всего к окраске по Граму. По этому признаку все микроорганизмы делят на грамположительные и грамотрицательные. Морфологические свойства и отношение к окраске по Граму позволяют отнести изучаемый микроорганизм к крупным таксонам - семейству, роду. 3.Культуральные - характер роста микроорганизма на питательных средах. 4.Биохимические - способность ферментировать различные субстраты (углеводы, белки и др.), образовывать в процессе жизнедеятельности различные биохимические продукты за счет активности различных ферментных систем и особенностей обмена веществ. 5.Антигенные - зависят преимущественно от химического состава и строения клеточной стенки, наличия жгутиков, капсулы, распознаются по способности макроорганизма (хозяина) вырабатывать антитела и другие формы иммунного ответа, выявляются в иммунологических реакциях. 6.Физиологические - способы углеводного (аутотрофы, гетеротрофы), азотного (аминоавтотрофы, аминогетеротрофы) и других видов питания, тип дыхания (аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, строгие анаэробы). 7.Подвижность и типы движения. 8.Способность к спорообразованию, характер спор. 9.Чувствительность к бактериофагам, фаготипирование. 10.Химический состав клеточных стенок - основные сахара и аминокислоты, липидный и жирнокислотный состав. 11.Белковый спектр (полипептидный профиль). 12.Чувствительность к антибиотикам и другим лекарственным препаратам. Генотипические характеристики (использование методов геносистематики). Для классификации микроорганизмов, помимо их фенотипических характеристик (пп.1- 12), все более широко и эффективно используются различные генетические методы (изучение генотипа). Используются все более совершенные методы - рестрикционный анализ, ПЦР, секвенирование и др. В основе большинства методов лежит принцип определения степени гомологии генетического материала (ДНК, РНК). При этом исходят из допущения, что степень гомологии более 60% (для некоторых групп микроорганизмов- 80%) свидетельствует о принадлежности микроорганизмов к одному виду (различные генотипы - один вид), 40- 60% - к одному роду. 6. Понятиеоцарствахжизни, основные таксонымикроорганизмов. Царство (лат. regnum) – это иерархическая ступень научной классификации микроорганизмов, таксон самого высокого уровня среди основных. Все живые существа делятся на 4 царства: эукариоты, прокариоты, вирусы и плазмиды. К прокариотам относят бактерии, сине-зелёные водоросли, спирохеты, актиномицеты, риккетсии, микоплазмы. Простейшие, нитчатые грибы и дрожжи- эукариоты. Отличительные особенности перечисленных царств жизни следующие: Прокариоты - это организмы у которых нет оформленного ядра, а есть лишь предшественник – нуклеоид. Он представлен 1 или несколькими хромосомами, которые состоят из ДНК и свободно располагаются в цитоплазме не отграниченные от неё никакой мембраной. Прокариоты не имеют аппарата митоза, ядрышка, митохондрий. Обладают рибосомами клеточной стенкой с пептидогликаном. По типу дыхания- аэробы и анаэробы. Двигаются с помощью жгутиков, построенных у прокариот из белка флагеллина и не содержат микротрубочек. Эукариоты - имеют ядро, отграниченное от цитоплазмы ядерной мембраной, аппарат митоза и ядрышко, рибосомы, митохондрии, не содержат пептидогликана, все аэробы. Подвижность обеспечивают жгутики и состоят из белка тубулина, представляют систему микротрубочек. К царству вирусов и плазмид относят организмы геном, которых представлен либо ДНК, либо РНК. Они являются абсолютными внутриклеточными паразитами. В таксономическом отношении микроорганизмы разнообразны. Они включают прионы, вирусы, бактерии, грибы, простейшие и даже микроскопические многоклеточные животные.  7. Понятия штамм, колония, клон, культура микроорганизмов. В микробиологии используется и ряд других терминов для характеристики микроорганизмов. Штамм - любой конкретный образец (изолят) данного вида с изученными свойствами. Внутривидовая дифференциация - варианты («вары»), например, серовары, фаговары и др. Штаммы одного вида, различающиеся по антигенным характеристикам, называют серовариантами - сокращенно сероварами, по чувствительности к специфическим фагам - фаговарами, биохимическим свойствам - хемоварами, по биологическим свойствам - биоварами и т.д. Колония - видимая изолированная структура при размножении бактерий на плотных питательных средах, может развиваться из одной или нескольких родительских клеток. Если колония развилась из одной родительской клетки, то потомство называется клон. Культура - вся совокупность микроорганизмов одного вида, выросших на плотной или жидкой питательной среде. Основной принцип бактериологической работы - выделение и изучение свойств только чистых (однородных, без примеси посторонней микрофлоры) культур. В микробиологии широко применяются специальные термины: штамм, чистая культура, клон. Штаммом называют культуру, выделенную из определенного источника, или из одного и того же источника в разное время. Штаммы обозначают либо протокольными номерами, либо по источнику выделения (человек, животное, внешняя среда), либо по местности (городу), где он был выделен. Штамм — более узкое понятие, чем вид. Штаммы одного и того же вида могут быть идентичными или различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы вида. Чистая культура представляет собой микробные особи одного и того же вида, полученные из одной изолированной колонии, выращенной на плотной питательной среде. Клоном называют культуру микроорганизма, выделенную из одной клетки (одноклеточная культура). 8. Основныеотличия прокариотическихиэукариотическихклеток.  9. Характеристика основныхморфологическихформбактерий. Морфология микроорганизмов включает: форму; размеры; взаимное расположение особей в препарате; структурные компоненты (защитные ― спора, капсула и дополнительные ― жгутики, включения); тинкториальные свойства (способность воспринимать окраску простыми методами, по Граму, специальными методами и негативную). Бактерии имеют определенную форму и размеры, которые выражаются в микрометрах (мкм). Они варьируют в широких пределах — от 0,1−0,2 мкм до 10−15 мкм в длине и от 0,1 мкм до 2,0−2,5 мкм в диаметре. Большая часть бактерий имеет размеры 0,5−0,8 мкм х 2−3 мкм. Различают следующие основные формы бактерий: шаровидные (сферические), или кокковидные (от греч. kokkos — зерно); палочковидные (цилиндрические); • извитые (спиралевидные); нитевидные. Кокковидные патогенные бактерии обычно имеют форму правильного шара диаметром 1,0−1,5 мкм; некоторые — бобовидную, ланцетовидную, эллипсоидную форму. По характеру взаиморасположения образующихся после деления клеток кокки подразделяют на следующие группы: микрококки (от лат. mikros — малый), делятся в одной плоскости, располагаются одиночно и беспорядочно, сапрофиты, патогенных для человека нет; диплококки (от лат. diplos — двойной), деление происходит в одной плоскости с образованием пар клеток, имеющих либо бобовидную, либо ланцетовидную форму; стрептококки (от греч. streptos — цепочка), деление клеток происходит в одной плоскости, но размножающиеся клетки сохраняют между собой связь и образуют различной длины цепочки, напоминающие нити бус; стафилококки (от лат. staphyle — гроздь винограда), деление происходит в нескольких плоскостях, а образующиеся клеткирасполагаются скоплениями, напоминающими гроздья винограда; тетракокки (от лат. tetra ― четыре), деление клеток происходит в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с образованием тетрад; сарцины (от лат. sarcina — связка, тюк), деление клеток происходит в трех взаимно перпендикулярных плоскостях с образованием пакетов (тюков) из 8, 16, 32 и большего числа особей. Палочковидные (цилиндрические) формы бактерий Палочки бывают: длинными — более 3 мкм; короткими — 1,5−3,0 мкм; очень короткими — менее 1,0 мкм — (коккобактерии). По диаметру их делят на тонкие (например, Mycobacterium tuberculosis — возбудитель туберкулеза) и толстые (например, Clostridium perfringens — возбудитель газовой гангрены). Концы палочек могут быть: закругленными, заостренными, утолщенными, обрезанными; палочка может иметь овоидную (яйцевидную) форму (Yersinia pestis — возбудитель чумы). По взаиморасположению палочковидные бактерии подразделяют на три группы монобактерии — палочки располагаются одиночно и беспорядочно, сюда относится большинство палочковидных форм; диплобактерии, располагающиеся попарно; стрептобактерии ― бактерии, располагающиеся цепочкой. Палочковидные формы микроорганизмов. 1.Бактерии - палочковидные прокариоты, не образующие спор. 2.Бациллы - аэробные спорообразующие прокариоты. Диаметр споры обычно не превышает размера (“ширины”) клетки (эндоспоры). 3.Клостридии - анаэробные спорообразующие прокариоты. Диаметр споры больше поперечника (диаметра) вегетативной клетки, в связи, с чем клетка напоминает веретено или теннисную ракетку. Извитые (спиралевидные) бактерии по количеству и характеру завитков, а также по диаметру клеток подразделяют на три группы: вибрионы и кампилобактерии (от греч. vibrio — извиваюсь, изгибаюсь) имеют один изгиб, не превышающий четверти оборота спирали; спириллы (от греч. speira — завиток) — клетки, имеющие большой диаметр и малое (2−3) число завитков; спирохеты – имеют от 3 до 20−30 завитков. Нитевидные формы бактерий Различают два типа нитевидных бактерий: образующие временные нити; образующие постоянные нити. Временные нити образуют палочковидные бактерии при нарушении условий их роста или регуляции клеточного деления. При восстановлении механизма регуляции деления и нормальных условий роста эти бактерии восстанавливают обычные для них размеры. 10.Строениебактериальной клетки. Обязательныеи необязательные органоиды. Вариант ответа №1 |