1. Типы биотических взаимоотношений макро и микроорганизма
 Скачать 232.49 Kb.
|
|
28. Учение об инфекции. Инфекция – эволюционно сложившееся взаимодействие паразита и хозяина, проявляющееся в форме заболевания или заразоносительства (персистенции) в конкретных условиях окружающей среды. Инфекция - частный случай паразитизма, широко распространенный в мире растений, животных, микроорганизмов. По различным признакам инфекции подразделяются на 7 групп: 1. по числу возбудителей - простые, смешанные; 2. по происхождению - эндо- и экзогенные; 3. по месту локализации и распространению возбудителя -септицемия, бактериемия, токсинемия, пиемия. Длительное пребывание и размножение микробов в крови называется септицемией. Септицемия наблюдается при сибирской язве, роже, пастереллезе. При бактериемии возбудитель находится в крови временно и размножения не происходит. Токсинемияхарактеризуется поступлением и распространением по организму токсинов, вырабатываемых возбудителем болезни. Пиемия вызывается гноеродными микроорганизмами, которые заносятся во внутренние органы, где образуют гнойные фокусы и от места первоначальной локализации кровью и лимфой переносятся в новые органы и ткани; 4. по клиническим признакам – явные, стертые, бессимптомные; 5. по характеру течения - острые (1-7 суток), подострые (2-6 недель), хронические (3-4 месяца или несколько лет); 6. по количеству животных - спорадические, энзоотии, эпизоотии, панзоотии; 7. по спектру патогенности - зоонозы, зооантропозоонозы. Инфекционные болезни имеют следующие отличительные особенности: 1) причина – живой возбудитель; 2) наличие инкубационного периода, который зависит от вида микроба, вирулентности, дозы, чувствительности макроорганизма. Это период времени от проникновения возбудителя в организм хозяина, его размножение и накопление до предела, обуславливающего болезнетворное действие на его организм (длится от нескольких часов до нескольких месяцев); 3) заразительность, т. е. способность возбудителя передаваться от больного животного здоровому (есть и исключения – столбняк, злокачественный отек); 4) специфические реакции организма, т. е. образование антител или толерантность (отсутствие иммунного ответа); 5)невосприимчивость после переболевания. Эти особенности наблюдаются при многих болезнях: сибирской язве, эмфизематозном карбункуле, столбняке, туберкулезе, роже и др. 29. Антигенная структура микроорганизмов. По расположению в бактериальной клетке выделяют антигены: Капсульный антиген – К Ag Жгутиковый антиген – H Ag Соматический антиген – O Ag О–Аг большинства бактерий представлены термостабильным липополисахаридно–полипептидным комплексом; у грамотрицательных бактерий О–Аг представляет эндотоксин. Н–Аг представлен термолабильным белком флагеллином. К–Аг большинства бактерий имеют полисахаридную природу. По чувствительности к темпратуре К–Аг подразделяются на А–, В– и L–антигены. Наиболее термостабильными являются А–Аг, выдерживающие кипячение более 2 часов. В–Аг выдерживают нагревание при температуре 60°С в течение часа, а L–Аг разрушаются при нагревании до 60°С. Для идентификации выделенных микроорганизмов в лаборатории применяют внутривидовую или внутриродовую дифференциацию микроорганизмов, основанную на различиях в антигенной структуре. При этом символически отображают антигенную структуру бактерий в виде антигенной формулы. Например, антигенную формулу одного из сероваров E. coli, вызывающую колиэнтериты у молодняка раннего возраста обозначают как О55:К5:Н21 (серовар, относящийся к серогруппе О55). 30. Действие физических факторов на микроорганизмы. Из физических факторов наибольшее влияние на микроорганизмы оказывают: 1. Температура. 2. Лучистая энергия (СВЧ-энергия, ультрафиолетовые лучи, ионизирующая радиация). 3. Ультразвук. 4. Давление (атмосферное, гидростатическое, осмотическое). 5. Наличие кислорода. 6. Влажность и вязкость среды обитания. Температура - один из самых мощных факторов воздействия на микроорганизмы. Они или выживают, или погибают, или приспосабливаются и растут. Последствия влияния температуры на бактерии: 1. Способность микроорганизмов к выживанию после длительного нахождения в экстремальных температурных условиях. 2. Способность микроорганизмов к росту в экстремальных температурных условиях. Жизнедеятельность каждого микроорганизма ограничена определенными температурными границами. Эту температурную зависимость обычно выражают тремя точками: § минимальная (min) температура - ниже которой размножение прекращается; § оптимальная (opt) температура - наилучшая температура для роста и развития микроорганизмов; § максимальная (max) температура - температура, при которой рост клеток или замедляется, или прекращается совсем. Оптимальная температура обычно приравнивается к температуре окружающей среды. Все микроорганизмы по отношению к температуре условно можно разделить на 3 группы: психрофилы, мезофиллы, термофилы. Оптимальная температура роста и размножения психрофилов Психрофилы - это холодолюбивые микроорганизмы, растут при низких температурах: min t - 0°С, opt t - от 10-20°С, max t - до 35°С. К таким микроорганизмам относятся обитатели северных морей и водоемов, а также некоторые патогенные бактерии - возбудители иерсиниоза, псевдомоноза, клебсиеллеза, листериоза и др. К действию низких температур многие микроорганизмы очень устойчивы. Например, листерии, холерный вибрион, некоторые виды синегнойной палочки (Pseudomonas аtrobacter) долго могут храниться во льду, не утратив при этом своей жизнеспособности. Некоторые микроорганизмы выдерживают температуру до минус 190°С, а споры бактерий могут выдерживать до минус 250°С. Действие низких температур приостанавливает гнилостные и бродильные процессы, поэтому в быту мы пользуемся холодильниками. При низких температурах микроорганизмы впадают в состояние анабиоза, при котором замедляются все процессы жизнедеятельности, протекающие в клетке. Однако, многие из психрофилов способны быстро вызывать микробиальную порчу пищевых продуктов и кормов, хранящихся при 0°С. Оптимальная температура роста и размножения мезофилов Мезофилы - это наиболее обширная группа бактерий, в которую входят сапрофиты и почти все патогенные микроорганизмы, так как opt температура для них 37°С (температура тела), min t - 10°С, max t - 50°C. Термофилы - теплолюбивые бактерии, развиваются при температуре выше 55°С, min t для них - 40°С, max t – до 100°С. Эти микроорганизмы обитают в основном в горячих источниках. Среди термофилов встречается много споровых форм (В. stearothermo-philus. В. aerothermophilus) и анаэробов. Оптимальная температура роста и размножения термофилов В уплотненном навозе термофилы бурно развиваются, что сопровождается выделением энергии, при этом температура навоза может достигать 95-98°С. Температурные диапазоны гибели микроорганизмов Споры бактерий гораздо устойчивей к высоким температурам, чем вегетативные формы бактерий. Например, споры бацилл сибирской язвы выдерживают кипячение в течение 2 часов. Все микроорганизмы, включая и споровые, погибают при температуре 165-170°С в течение 1 часа. Действие высоких температур на микроорганизмы положено в основу стерилизации. Высушивание. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов нужна вода. Высушивание приводит к обезвоживанию цитоплазмы и нарушается целостность цитоплазматической мембраны, что ведет к гибели клетки. Некоторые микроорганизмы (многие виды кокков) под влиянием высушивания погибают уже через несколько минут. Более устойчивыми к высушиванию являются возбудители туберкулеза, которые могут сохранять свою жизнеспособность до 9 месяцев, а также капсульные формы бактерий. Особенно устойчивыми к высушиванию являются споры. Например, споры возбудителя сибирской язвы могут сохраняться в почве более 100 лет. Для хранения микроорганизмов в музеях микробных культур и изготовления сухих вакцинных препаратов из бактерий применяется метод лиофильной сушки. Сущность метода состоит в том, что в аппаратах для лиофильной сушки – лиофилизаторах микроорганизмы сначала замораживают, а потом высушивают при положительной температуре в условиях вакуума. При этом цитоплазма бактерий замерзает и превращается в лед, а потом этот лед испаряется и клетка остается жива (переход воды из замороженного состояния в газообразное, минуя жидкую фазу - сублимация). Лучистая энергия. Существуют разные формы лучистой энергии, характеризующиеся различными свойствами, силой и характером действия на микроорганизмы. В природе бактериальные клетки постоянно подвергаются воздействию солнечной радиации. Прямые солнечные лучи губительно действуют на микроорганизмы. Это относится к ультрафиолетовому спектру солнечного света (УФ-лучи). Вследствие присущей УФ-лучам высокой химической и биологической активности, они вызывают у микроорганизмов инактивацию ферментов, коагуляцию белков, разрушают ДНК в результате чего наступает гибель клетки. При этом обеззараживается только поверхность облученных объектов из-за низкой проникающей способности этих лучей. Патогенные бактерии более чувствительны к действию УФ-лучей, чем сапрофиты, поэтому в бактериологической лаборатории микроорганизмы выращивают и хранят в темноте. Бактерицидные лампы Бактерицидное действие УФ-лучей используют для стерилизации закрытых помещений: операционных, микробиологических боксов, учебных аудиторий кафедры микробиологии. Для этого применяют бактерицидные лампы ультрафиолетового излучения с длиной волны 200-400 нм. На микроорганизмы оказывают влияние и другие виды лучистой энергии - это рентгеновское излучение, α-, β- и γ-лучи, которые оказывают губительное действие на микроорганизмы только в больших дозах. Эти лучи разрушают ДНК клетки. В последние годы радиационным методом стерилизуют изделия для одноразового использования - шприцы, шовный материал, чашки Петри. Малые дозы излучений, наоборот, могут стимулировать рост микроорганизмов и вызывать у них мутации. СВЧ-энергия. Вызывая нагрев среды, СВЧ-энергия действует губительно на микроорганизмы, при этом происходит повреждение клетки. СВЧ-энергия влияет на генетические признаки микроорганизмов, на изменение интенсивности деления клетки, активность некоторых ферментов, гемолитические свойства. Ионизирующая радиация. Характерной особенностью этих излучений является их способность вызывать процесс ионизации. Ультразвук. Неся с собой большой запас энергии, ультразвуковые волны вызывают ряд физических, химических и биологических явлений. С помощью ультразвуковых (УЗ) волн можно вызвать инактивацию ферментов, витаминов, токсинов, разрушить разнообразные материалы и вещества, многоклеточные и одноклеточные организмы. Ультразвуковые волны при частоте колебания 1-1,3 мГц в течение 10 мин оказывает бактерицидный эффект на клетки микроорганизмов. Ультразвук способствует разрыву клеточных стенок и мембран, повреждению флагеллина у подвижных форм микроорганизмов. Влияние ультразвука основано на механическом разрушении микроорганизмов в результате возникновения высокого давления внутри клетки, разжижения и вспенивания цитоплазмы или на появлении гидроксильных радикалов и атомарного кислорода в водной среде цитоплазмы. Ультразвук используют для разрушения микроорганизмов с целью получения растворимых антигенов при производстве субъединичных вакцин и стерилизации продуктов: молока, фруктовых соков. Используемые для этих целей приборы, испускающие ультразвук, называют ультразвуковыми дезинтеграторами (УЗД). Высокое давление. К высокому атмосферному или гидростатическому давлению бактерии, а особенно споры, очень устойчивы (барофильные микроорганизмы). В природе встречаются бактерии, которые живут в морях и океанах на глубине м под давлением от 100 до 900 атм. Эти бактерии являются сапрофитными и относятся к археям. Бактерии переносят давление атм, а споры бактерий - до 20000 атм. При таком высоком давлении снижается активность бактериальных ферментов и токсинов. Сочетанное действие повышенных температур и повышенного давления используется в паровых стерилизаторах (автоклавах) для стерилизации паром под давлением. Важным фактором является внутриклеточное осмотическое давление у различных микроорганизмов. Влияние осмотического давления на микробную клетку: 1. Плазмолиз (потеря воды и гибель клетки) происходит с микроорганизмами, если их помещают в среду с более высоким осмотическим давлением. 2. Плазмоптиз (поступление воды в клетку и разрыв клеточной стенки) – происходит с микроорганизмами при перемещении их в среду с низким осмотическим давлением. Осмотическое давление в клетке регулирует цитоплазматическая мембрана. При высоком осмотическом давлении окружающей среды происходит плазмолиз. Плазмолиз явление обратимое, и если понизить осмотическое давление окружающего микроорганизмы раствора, вода поступает внутрь клетки и возникает явление противоположное плазмолизу - плазмоптиз. Микроорганизмы, приспособившиеся к развитию в среде с высоким осмотическим давлением, называются осмофильными. Микроорганизмы, развивающиеся в среде с высокой концентрацией солей, носят название - галофилов (солелюбивых). Губительное действие высоких концентраций соли и сахара широко используется для консервирования пищевых продуктов. Действие электричества на микроорганизмы: токи низкой и высокой частоты приводят к колебаниям молекул всех элементов микробной клетки и равномерному нагреванию всей ее массы. Важным условием нормальной жизнедеятельности микроорганизмов является поддержание постоянного значения внутриклеточного рН - концентрация водородных ионов. Значение рН оказывает существенное влияние на синтез того или иного метаболита. В ряде случаев оптимум для роста культуры и образования продукта неодинаков. С увеличением температуры культивирования диапозон переносимых значений рН сужается. Содержание растворенного кислорода (О2) в среде обеспечивает метаболические процессы аэробов. Кислород, являясь акцептором ионов Н+; замедляет или полностью подавляет развитие анаэробов. Содержание растворенного диоксида углерода (СО2) в среде необходимо для метаболизма автотрофов, у гетеротрофов может как стимулировать, так и подавлять метаболические процессы. Вязкость среды определяет диффузию питательных веществ из объема среды к поверхности клетки. 31.Невосприимчивость к возбудителям инфекционных заболеваний (естественная, приобретенная). Многообразие систем защиты организма позволяют человеку оставаться невосприимчивым к действию инфекционных агентов. Видовой иммунитет (врожденный) – генетически закрепленная невосприимчивость присущая каждому виду. Например, человек никогда не заболевает чумой крупного рогатого скота. Крысы резистентны к дифтерийному токсину. Приобретенный иммунитет формируется в течение жизни индивидуума и не передается по наследству; может быть естественным и искусственным, активным и пассивным. Естественно приобретенный иммунитет (активный) развивается после перенесенного инфекционного заболевания, протекавшего в клинически выраженной форме, либо после скрытых контактов с микробными Аг (так называемая бытовая иммунизация). В зависимости от свойств возбудителя и состояния иммунной системы организма невосприимчивость может быть пожизненной (например, после кори), длительной (после брюшного тифа) или сравнительно кратковременной (после гриппа). Инфекционный (нестерильный) иммунитет – особая форма приобретенной невосприимчивости; не является следствием перенесенной инфекции, обусловлен наличием инфекционного агента в организме. Невосприимчивость исчезает сразу после элиминации возбудителя из организма (например, туберкулез; вероятно, малярия). Естественный пассивный иммунитет связан с переносом IgG от матери к плоду через плаценту (передача по вертикали) или с грудным молоком (SIgA) новорожденному. Это обеспечивает устойчивость новорожденного ко многим возбудителям в течение некоторого, обычно индивидуально варьирующего срока. Искусственно приобретенный иммунитет. Состояние невосприимчивости развивается в результате вакцинации, серопрофилактики (введение сыворотки) и других манипуляций. Активно приобретенный иммунитет развивается после иммунизации ослабленными или убитыми микроорганизмами либо их антигенами. В обоих случаях организм активно участвует в создании невосприимчивости, отвечая развитием иммунного ответа и формированием пула клеток памяти. Пассивно приобретенный иммунитет достигается введением готовых АТ или, реже, сенсибилизированных лимфоцитов. В таких ситуациях иммунная система реагирует пассивно, не участвуя в своевременном развитии соответствующих иммунных реак Иммунитет может формироваться против микроорганизмов, их токсинов, вирусов, антигенов опухолей. В этих случаях иммунитет называют антимикробным, антитоксическим, антивирусным, противоопухолевым соответственно. При трансплантации несовместимых тканей возникает трансплантационный иммунитет (реакция отторжения трансплантата). Поступление в организм антигена через дыхательные пути, пищеварительный тракт и другие участки слизистых поверхностей и кожи нередко обуславливает развитие выраженной локальной иммунной реакции. В таких случаях речь идет о местном иммунитете. |