Экзаменационные вопросы по дисциплине Микробиология, вирусология
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
Раздел 5. Инфекция и иммунитет. 1. Понятие об инфекции и инфекционном процессе. Факторы, участвующие в формировании инфекционного процесса. Инфекция – совокупность всех биологических процессов, происходящих в макроорганизме при внедрении в него патогенных микроорганизмов, независимо от того, повлечет ли это внедрение за собой развитие явного или скрытого патологического процесса или ограничится только временным носительством или длительным персистированием организма. Инфекционный процесс – это динамика взаимодействия между микро- и макроорганизмом. Развитие инфекции обусловлено несколькими факторами: состояние защитных сил организма, свойств возбудителя заболевания и его инфицирующей дозы, условий внешней среды, путей передачи и входных ворот инфекции. 2. Характерные признаки инфекционных болезней. Этиологичность (каждое инфекционное заболевание вызывается определенным возбудителем). Контагиозность (заразность, заразительность). Эпидемичность (тенденция к распространению). Могут быть: спорадические заболевания ― единичные случаи заболевания в данном регионе; эпидемии ― вспышки заболевания разного масштаба; пандемии ― заболевание распространяется на обширные территории. Специфичность локализации в определенных органах и тканях. Специфичность механизмов передачи Повторяемость или неповторяемость (в результате возникновения иммунитета.) Цикличность течения (т.е. наличие определенных периодов заболевания). 3. Роль микроба в инфекционном процессе. Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Факторы вирулентности (адгезивность, колонизация, пенетрация, инвазивность, ферменты агрессии, факторы персистенции и др.). Возбудителями инфекционных процессов являются патогенные микроорганизмы, обладающие способностью прикрепляться (адгезироваться) к клеткам определенных органов, размножаться и колонизировать поражаемые участки, что в конечном итоге может привести к инфекционной болезни. Патогенностью называется способность определенных видов микроорганизмов вызывать инфекционный процесс у чувствительного к ним человека (животного). Патогенность определяется комплексом признаков, контролируемых многими группами генов. Таким образом, патогенность является полидетерминантным признаком, который обусловливается наличием в структуре микроорганизмов биологически активных веществ — белков, полисахаридов, липидов и их комплексов, а также их способностью образовывать токсины и некоторые ферменты. Патогенность характеризуется специфичностью, т. е. способностью вызывать типичные для данного вида возбудителя патоморфологические и патофизиологические изменения в определенных тканях и органах при естественных для него способах заражения). Генотип патогенного микроорганизма фенотипически проявляется в его вирулентных и токсических свойствах. Наряду с патогенными существуют так называемые условно-патогенные микроорганизмы. Они чаще всего является естественными обитателями разных биотопов организма человека и вызывают заболевания только при резком снижении общего и местного иммунитета. Вирулентность — степень способности данного инфекционного агента (штамма микроорганизма или вируса) заражать данный организм, которую суммарно можно выразить в условно принятых единицах — DLM и LD50. DLM (лат. Dosis letalis minima) — минимальная смертельная доза, равная наименьшему количеству микробных клеток, которая при определенном способе заражения вызывает гибель 95% восприимчивых животных определенного вида, веса и возраста в течение заданного времени. LD50, вызывающая гибель 50% зараженных животных, является более точной дозой. Вирулентность можно рассматривать как фенотипический признак, проявляющийся в организме хозяина в способности инфекционного агента прикрепляться к чувствительным клеткам, колонизировать и вызывать их поражение. Таким образом, различные проявления вирулентности можно назвать факторами вирулентности или патогенности данного микроорганизма. К факторам вирулентности относится: Адгезия – закрепление бактерий на поверхности клеток. Прикрепление к поверхности клеток обеспечивают адгезины, или факторы колонизации – различные микробные продукты – молекулы адгезии (белки, ЛПС, липотейхоевые кислоты). Молекулы адгезии могут располагаться непосредственно на поверхности бактериальной клетки, либо входить в состав микроворсинок или капсул. Взаимодействие инфекционного агента с эпителиальными клетками происходит в результате нескольких типов связей, различных по природе и специфичности. Колонизация – процесс размножения микроорганизмов на поверхности эпителия. Для успешной колонизации очага первичного инфицирования бактерии должны выдержать действие многочисленных и разнообразных микробицидных факторов хозяина. Для защиты от них микроорганизмы активно используют ряд структур (капсула, поверхностные протеины) и синтезируемых веществ (экзоферменты). Капсула ингибирует начальные этапы защитных реакций – распознавание и поглощение. Капсулы «экранируют» бактериальные структуры, активирующие систему комплемента, а также структуры, распознаваемые иммунокомпетентными клетками. Например, слой капсульного вещества защищает тейхоевые кислоты стафилококков от связывания опсонинами. Гидрофильность капсул затрудняет их поглощение фагоцитами, а само капсульное вещество защищает бактерию от воздействия лизосомальных ферментов и токсичных оксидантов, выделяемых фагоцитирующими клетками. Кроме того, бактерии при поглощениии легко «снимают с себя» капсулу и избегают контакта с фагоцитом. Пенетрация – процесс проникновения микроорганизмов внутрь клеток макроорганизма. Это характерно для вирусов, некоторых патогенных бактерий (шигеллы, энтероинвазивные кишечные палочки). Микроорганизмы размножаются внутри клеток, которые гибнут, вызывая нарушение целостности эпителиального покрова (эрозии). Инвазия – способность микроорганизмов проникать через слизистые и соединительнотканные барьеры в подлежащие ткани. Этот процесс обеспечивают жгутики, ферменты. Например, гиалуронидаза (Clostridium perfringens, некоторые Streptococcus sp., некоторые Staphylococcus sp.) расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, что повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза(Vibrio cholerae, Yersinia sрp., Pasterella sрp., Streptococcus sрp., некоторые Clostridium sрp.) разрушает гликозидные связи, отщепляя концевые сиаловые кислоты от углеводов. Сиаловые кислоты деполимеризуют поверхностные структуры эпителиальных и других клеток организма, разжижают носовой секрет, слой слизи (муцина) кишечника, способствует распространению не только через слизистую оболочку, но и внутрь клеток. Агрессия – способность патогенных микроорганизмов размножаться в организме хозяина и противостоять его защитным механизмам. Агрессия осуществляется за счет структур клеточной стенки: капсулы, клеточной стенки, липополисахаридов (ЛПС) Грам- бактерий, которые подавляю миграцию лейкоцитов, препятствуют фагоцитозу. Для подавления иммунитета патогенные микроорганизмы продуцируют различные экзоферменты: протеазы – разрушают иммуноглобулины (антитела), плазмокоагулазу – свертывает плазму крови, фибринолизин – растворяющий сгустки фибрина, способствуя гематогенному распространению микробов, лецитиназу – расщепляющую лецитин цитоплазматических мембран эукариотических клеток, уреаза H.pylori нейтрализует кислую среду в желудке. Факторы персистенции: капсула, оболочечный АГ (препятствует фагоцитозу). L-формы Антигенная мимикрия – антигенное сходство с клетками макроорганизма Секретируемые микробные факторы – антилизоцимная активность, антиинтерфероновая активность 4. Факторы, подавляющие механизмы иммунитета: капсула, антигены, антигенная мимикрия, L-формы, секретируемые факторы персистенции: антилизоцимная, антиинтерфероновая, антикомплементарная и другие активности микробов. Капсула бактерий Клеточную оболочку многих бактерий окружает слой аморфного, сильно обводнённого вещества. Этот покров выполняет важные функции: предохраняет бактерии от воздействия бактерицидных факторов, фагоцитоза, обеспечивает адгезию на различных субстратах, может содержать запасы питательных веществ. Антигены Существуют следующие разновидности бактериальных антигенов: группоспецифические (встречаются у разных видов одного рода или семейства); видоспецифические (встречаются у различных представителей одного вида); типоспецифические (определяют серологические варианты – серовары). В зависимости от локализации в бактериальной клетке различают: 1) жгутиковые Н-АГ, локализуются в жгутиках у бактерий, основа его белок флагеллин, термолабилен; 2) соматический О-АГ связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют ЛПС, по нему различают сероварианты бактерий одного вида. Он термостабилен, не разрушается при длительном кипячении, химически устойчив (выдерживает обработку формалином и этанолом); 3) капсульные К-АГ располагаются на поверхности клеточной стенки. По чувствительности к нагреванию различают 3 типа К-АГ: А, В, L. Наибольшая термостабильность характерна для типа А, тип В выдерживает нагревание до 600С в течение 1 часа, тип L быстро разрушается при этой температуре. На поверхности возбудителя брюшного тифа и др. энтеробактерий, которые обладают высокой вирулентностью можно обнаружить особый вариант капсульного АГ –Vi-антиген; 4) антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые др. белки. Антигенная мимикрия У микробов различных видов и у человека встречаются общие, сходные по строению АГ. Эти явления называются антигенной мимикрией. Часто гетероантигены отражают филогенетическую общность данных представителей, иногда являются результатом случайного сходства конформации и зарядов – молекул АГ. Гемолитические стрептококки группы А содержат перекрестно реагирующие АГ (в частности, М-протеин), общие с АГ эндокарда и клубочков почек человека. Такие бактериальные антигены вызывают образование антител, перекрестно реагирующих с клетками человека, что приводит к развитию ревматизма и постстрептококкового гломерулонефрита. У возбудителя сифилиса есть фосфолипиды, сходные по строению с теми, которые имеются в сердце животных и человека. Поэтому кардиолипиновый антиген сердца животных используется для выявления антител к спирохете у больных людей (реакция Вассермана). L-формы Это фенотипические модификации, или мутанты, бактерий, частично или полностью утратившие способность синтезировать пептодогликан клеточной стенки Активности микробов Антилизоцимная активность (АЛА) - способность инактивировать лизоцим клеток и тканей. Антиинтерфероновая активность (АИА) - способность подавлять антибактериальное действие интерферона. Антикомплементарная активность (АКА) - специфическая инактивация системы комплемента. Антилактоферриновая активность (АЛфА)- инактивация лактоферрина - регулятора метаболизма железа в организме. Антигемоглобиновая активность (АНbА) - инактивация кислородсвязывающей функции гемоглобина. 5. Способы повышения и снижения вирулентности бактерий. Практическое применение. Патогенность и вирулентность микробов не постоянна и может изменяться спонтанно или целенаправленно. Механизмы снижения или утраты вирулентности: - Мутации генов при воздействии мутагенов различной природы. - Утрата плазмид с генами токсинов. Способы понижения вирулентности: - Длительное культивирование на голодных средах (например, получение вакцины БЦЖ), на средах, содержащих щелочь, формалин (создание неблагоприятных условий). - Культивирование в маловосприимчивом организме. - Генно-инженерные манипуляции. Механизмы индукции или увеличения патогенности и вирулентности: - Спонтанный или индуцированный мутагенез. - Действие умеренных лизогенизирующих фагов (например, у коринебактерий дифтерии). - Приобретение плазмид (энтеробактерии и др.). - R-S-диссоциация. Способы повышения вирулентности: - Пассажи через восприимчивый организм. - Генно-инженерные манипуляции. 6. Эндо- и экзотоксины бактерий, их свойства и получение. Единицы измерения силы токсинов.
Экзотоксины образуют возбудители так называемых токсинемических инфекций, к которым относятся дифтерия, столбняк, газовая гангрена, ботулизм, некоторые формы стафилококковых и стрептококковых инфекций. Некоторые бактерии одновременно образуют как экзо-, так и эндотоксины (кишечная палочка, холерный вибрион). Получение экзотоксинов: выращивание токсигенной (образующей экзотоксин) культуры в жидкой питательной среде. фильтрование через бактериальные фильтры (отделение экзотоксина от бактериальных клеток); можно использовать другие способы очистки. Экзотоксины используют затем для получения анатоксинов. Получение анатоксинов. 1) к раствору экзотоксина (фильтрату бульонной культуры токсигенных бактерий) добавляют 0,4% формалин и выдерживают в термостате при 39-40°С 3-4 недели; происходит потеря токсичности, но антигенные и иммуногенные свойства сохраняются; 2) добавляют консервант и адъювант. DLM и LD50. DLM (лат. Dosis letalis minima) — минимальная смертельная доза, равная наименьшему количеству микробных клеток, которая при определенном способе заражения вызывает гибель 95% восприимчивых животных определенного вида, веса и возраста в течение заданного времени. LD50, вызывающая гибель 50% зараженных животных, является более точной дозой. |