лекции микробы. Курс лекций по учебному материалу V семестра специальная микробиология. Вирусология. Одесса2012 Лекция 11
 Скачать 3.28 Mb.
|
|
Контакт с животными. Контроль инфекции может означать предотвращение контакта с известными источниками инфекции, например – инфицированными овцами при оягнении, доении и стрижке. Для беременных женщин риск такой инфекции особенно высок и должны избегать контакта с овцами во время беременности. Контроль за ввозом попугаев уменьшил риск орнитоза для любителей и знатоков птиц, хотя увеличивающаяся популярность экзотических домашних животных может привести к увеличению распространенности заболеваний. 3. МИКОПЛАЗМЫ Микоплазмы - самые мелкие прокариотические микроорганизмы, обнаруженные у человека, животных, растений, насекомых, почве и сточных водах, которые способны размножаться в бесклеточных питательных средах. Многие способны проходить через грубые антибактериальные фильтры. Первый представитель группы, Mycoplasma mycoides, был выделен в начале столетия от крупного рогатого скота с плевропневмонией. Как и другие патогенные и сапрофитические микроорганизмы, выделенные от человека и животных, они стали известными как плевропневмониеподобные микроорганизмы (PPLO), термин теперь заменен термином «микоплазмы». Порядок Mycoplasmatales (класс Mollicutes - «мягкокожие») включает три семейства: Mycoplasmataceae, Acholeplasmataceae и Spiroplasmataceae; четвертое, Anaeroplasmataceae, предлагается в настоящее время. Семейство Mycoplasmataceae подразделено на два рода: род Mycoplasma, который содержит примерно 90 видов, и род Ureaplasma, который обеспечивает самостоятельное положение расщепляющих мочевину микроорганизмов, обычно называемых уреаплазмами. Первоначально они были известны как микоплазмы группы Т. «T» от англ. «tiny – крошечный», что напоминает о размере колоний, образуемых этими микроорганизмами. Многие животные инфицированы уреаплазмами, но род содержит в настоящее время только пять видов. Уреаплазмы, выделенные от человека, принадлежат к виду Ureaplasma urealyticum, который включает по крайней мере 14 сероваров. Бычьи, кошачьи и птичьи уреаплазмы отличаются по антигенной структуре от человеческих штаммов и были отнесены к самостоятельным видам. Представители семейства Acholeplasmataceae (обычно называемые ахолеплазмами) не требуют для своего роста стерола и принадлежат к отдельному роду Acholeplasma, включающему по крайней мере 10 виддов. Термин «микоплазма» часто используется, как это будем делать и мы, по отношению к любому представителю класса Mollicutes, независимо от того, принадлежат ли они роду Mycoplasma. Микоплазмы широко распространены в природе и, кроме заболеваний человека, различные их виды вызывают важные экономически инфекционные заболевания у крупного рогатого скота, коз, овец, свиней и других млекопитающих и птиц. Они требовательны к питательным веществам, но имеют полностью независимую метаболическую активность. Они содержат и дезоксирибонуклеиновую, и рибонуклеиновую кислоты. Микроорганизмы имеют отграничивающую мембрану, но не имеют плотной клеточной стенки. Они восприимчивы к некоторым химиотерапевтическим средствам типа тетрациклинов, но устойчивы к другим, типа пенициллина, которые влияют на синтез клеточной стенки. Общие свойства микоплазм. Культуральные свойства. Микоплазмы растут на жидких и плотных питательных средах, обогащенных экстрактом дрожжей и высоким содержанием сыворотки (20 % или больше). Сыворотка обеспечивает источник холестерина и других липидов, которые являются необходимыми питательными веществами для большинства микоплазм. Пенициллин и другие ингибиторы обычно добавляются к питательным средам для подавления сопутствующей бактериальной флоры. Большинство микоплазм лучше растет в атмосфере, содержащей углекислый газ и пониженную концентрацию кислорода. Патогенные штаммы лучше растут при 37 С. Колонии на полужидких агаровых средах развиваются в течение 2-7 дней. Они обычно меньше 0,5 mm в диаметре и иногда всего 10 - 20 мкм.. Как правило, центр каждой колонии врастает в агар, а периферия распространяется по поверхности, образуя колонию, которую характеризуют при исследовании под микроскопом как «яичница-глазунья». Микоплазмы распространены повсеместно и часто загрязняют культуры тканей. Рост и морфология. Размножение микоплазм происходит бинарным делением. Самые мелкие жизнеспособные клетки имеют размеры примерно 200 нм. Они превращаются в неправильной формы тельца, которые, в конечном счете, почкуются с образованием дочерних клеток. Отсутствие плотной клеточной стенки объясняет их чрезвычайный плеоморфизм. Микоплазмы грамотрицательны, но окрашиваются плохо. Они красятся хорошо по Романовскому-Гимзе, Самые мелкие формы не видны в обычный микроскоп. При электронной микроскопии видно, что индивидуальные клетки ограничены трехслойной мембраной, окружающей рибосомы и рассеянный зернистый или фибриллярный ядерный материал. Отношение к L-формам. Многие свойства микоплазм являются общими с L-формами бактерий, но нет полной уверенности в том, что что микоплазмы представляют собой устойчивые (нереверсирующие) L-формы. Безотносительно от их эволюционного происхождения, хорошо определяемые виды микоплазм формируют уникальную и устойчивую группу, род Mycoplasma. Резистентность. Большинство штаммов погибает при температуре 45 - 55°С в течение 15 мин Микоплазмы очень чувствительны ко всем дезинфицирующим веществам, к высушиванию, ультразвуку и другим физическим воздействиям, устойчивы к пенициллину, ампициллину, метициллину, чувствительны к эритромицину и другим макролидам. Классификация.Различные виды частично дифференцируются по общим биологическим свойствам, но точная идентификация производится серологическими методами. Рост микоплазм ингибируется специфическими антителами, и тесты подавления роста доказали большую ценность при идентификации видов. Тест проводится путем посева микоплазм на пластинчатый агар, отмечая, появляются ли зоны подавления роста вокруг бумажных дисков, смоченных специфической антисывороткой. Реакция иммунофлюоресценции, при которой интактные колонии обрабатываются специфическими антисыворотками, имеет значение для быстрой диагностики. Одиннадцать видов из рода Mycoplasma, один из рода Acholeplasma (A. laidlawii) и один вид из рода Ureaplasma было выделено от людей, главным образом, из ротоглотки. Только три из них безусловно вызывают заболевания, а именно M. pneumoniae, M. hominis и U. urealyticum. Mycoplasma pneumoniae. M. pneumoniae отличается от других видов серологическими методами, а также такими характеристиками как -гемолиз бараньих эритроцитов, аэробное восстановление тетразолия и способность расти в присутствии метиленовой сини. Микоплазменная пневмония. M. pneumoniae - самая частая причина небактериальной пневмонии. Инфекция этой микоплазмой может также иметь форму бронхита или умеренной респираторной лихародки. Широко распространены бессимптомные инфекции. Часто наблюдаются семейные вспышки, крупные вспышки заболевания происходили в военных учебных центрах. Инкубационный период - приблизительно две недели. M. pneumoniae может быть выделена при посеве мокроты и мазков из зева, но более просто диагноз ставится серологическими методами, обычно реакцией связывания комплемента. Диагностике микоплазменной пневмонии помогает эмпирическая находка, что у многих больных образуются холодовые агглютинины к эритроцитам крови человека 0 группы. Другие микоплазмы, патогенные для человека. Микоплазмы в норме являются обитателями полового тракта мужчин и женщин. Наиболее часто приходится сталкиваться с видом, M. hominis, являющейся ответственной за некоторые случаи влагалищных выделений, уретрита, сальпингита и тазового сепсиса. Она – наиболее частая причина послеродового сепсиса. Микроорганизм может поступать в кровь матери во время родов и локализоваться в суставах. Группа микоплазм (уреаплазмы), которые образуют крошечные колонии, рассматривается в качестве возможной причины негонококкового уретрита у лиц обоего пола. Другие виды в норме являются нормальными комменсалами полости рта и носоглотки. Профилактика. Сводится к сохранению на высоком уровне общей резистентности организма людей. В США получена вакцина из убитых микоплазм для специфической профилактики атипичных пневмоний 1. Медична мікробіологія, вірусологія та імунологія : підручник для студ. Вищ. Мед. Навч. заклад. / За редакцією В.П.Широбокова/ Видання 2-е. – Винниця : Нова книга, 2011. – 952 с. 2. Протченко П.З. Загальна мікробіологія, вірусологія та імунологія. Вибрані лекції: Навч. посібник . – Одеса: Одес. Держ. мед. ун-т, 2002. – 298 с. 3. Пятк³н К. Д., Кривоше¿н Ю.С. М³кроб³олог³я. - К : Высшая школа, 1992. - 432 с. Тимаков В.Д., Левашев В.С., Борисов Л.Б. Микробиология. - М : Медицина, 1983. - 312 с. 4. Борисов Л.Б., Козьмин-Соколов Б.Н., Фрейдлин И.С. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / под ред. Борисова Л.Б. – Г. : Медицина, 1993. – 232 с. 5 Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник под ред. А.А.Воробьева. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. - 691 с. 6. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология /ред. Л.Б. Борисов, А.М. Смирнова. - М: Медицина, 1994. - 528 c. Лекция № 21. Предмет и задачи медицинской вирусологии. Общая характеристика вирусов Мы приступаем к изучению новой науки - вирусологии, науки о вирусах. Вирусология - самостоятельная наука современного естествознания, занимающая авангардное положение в биологии и медицине, причем роль и значение вирусологии неуклонно возрастает. Это обусловлено рядом обстоятельств:
Заслуга открытия вирусов и описания их основных признаков принадлежит российскому ученому - Дмитрию Иосифовичу Ивановскому (1864-1920). Интересно, что свои исследования Ивановский начал еще студентом 3 курса Петербургского университета, когда выполнял курсовую работу на Украине и в Бессарабии. Он изучал мозаичную болезнь табака и выяснил, что это инфекционное заболевание растений, но возбудитель его не относится ни к одной из известных тогда групп микроорганизмов. Позднее, уже будучи дипломированным специалистом, Ивановский продолжает исследования в Никитском ботаническом саду (Крым) и ставит классический эксперимент: он фильтрует сок листьев пораженного растения через бактериальный фильтр и доказывает, что инфекционная активность сока не исчезает. Ивановский впервые описал основные свойства открытого им возбудителя мозаичной болезни табака - малые размеры (фильтруемость), абсолютный паразитизм, способность размножаться и накапливаться при пассировании через организм хозяина. Голландский исследователь М.Бейеринк в 1898 г. повторил опыты Ивановского, но полагал, что им открыт своеобразный живой растворенный возбудитель - contagium vivum fluidum. В полемике с Бейеринком Ивановский доказал, что открытый им инфекционный агент имеет корпускулярную природу. Таким образом, Д.Ивановский отметил главные отличительные признаки вирусов, которые долгое время служили ориентиром для доказательства вирусной природы возбудителя. В дальнейшем были открыты основные группы вирусов. В 1898 г. Ф.Леффлер и П.Фрош доказали фильтруемость возбудителя ящура (вирус ящура поражает животных и людей), в 1911 г. П.Раус доказал фильтруемость возбудителя опухолевого заболевания - куриной саркомы, в 1915 г. Ф.Творт и в 1917 г. Д’Эрелль открыли фаги - вирусы бактерий. Так были открыты основные группы вирусов. В настоящее время известно более 500 видов вирусов. Дальнейший прогресс в развитии вирусологии связан с разработкой методов культивирования вирусов. Вначале изучение вирусов шло только при заражении чувствительных организмов. Значительный шаг вперед - разработка метода культивирования вирусов в куриных эмбрионах Вудруффом и Гудпасчуром в 1931 г. Революция в вирусологии - разработка метода культивирования вирусов в однослойных культурах клеток Дж.Эндерсом, Т.Уэллером, Ф.Роббинсом, и в 1948 г. Недаром в 1952 г. это открытие было удостоено Нобелевской премии. Уже в 30 - х годах были созданы первые вирусологические лаборатории. В настоящее время на Украине имеется Одесский научно-исследовательский институт эпидемиологии и вирусологии им. И.И.Мечникова, есть вирусологические лаборатории в ряде НИИ эпидемиологии, микробиологии, инфекционных болезней. Работают вирусологические лаборатории практического здравоохранения, которые преимущественно занимаются диагностикой вирусных заболеваний.
Прежде всего нужно сказать, что термин «вирус» был введен в научную терминологию еще Л.Пастером. Л.Пастер в 1885 г. получил свою вакцину для профилактики бешенства, хотя и не обнаружил возбудителя этого заболевания - до открытия вирусов оставалось еще 7 лет. Л.Пастер назвал гипотетического возбудителя вирусом бешенства, что в переводе означает «яд бешенства». Термин «вирус» применяется для обозначения любой стадии развития вируса - и внеклеточно расположенных инфекционных частиц, и внутриклеточно репродуцирующийся вирус. Для обозначения вирусной частицы используют термин «вирион». По химическому составу вирусы в принципе похожи на остальные микроорганизмы, они имеют нуклеиновые кислоты, белки, некоторые - также липиды и углеводы. Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты - либо ДНК, либо РНК. Соответственно выделяют ДНК-геномные и РНК-геномные вирусы. Нуклеиновой кислоты в вирионе может содержаться от 1 до 40 %. Обычно в составе вириона имеется лишь одна молекула нуклеиновой кислоты, нередко замкнутая в кольцо. Вирусные нуклеиновые кислоты мало чем отличаются от нуклеиновых кислот эукариотов, они состоят из тех же нуклеотидов и имеют такую же структуру. Правда, вирусы могут содержать не только двухспиральную, но и односпиральную ДНК. Некоторые РНК-овые вирусы могут содержать двухспиральную РНК, хотя большинство содержат односпиральную РНК. Следует отметить, что вирусы могут содержать плюс-нить РНК, способную выполнять функцию матричной РНК, но могут содержать и минус-нитевую РНК. Такая РНК может выполнять свою генетическую функцию только после синтеза в клетке комплементарной плюс-нити. Еще одна особенность нуклеиновых кислот вирусов - у некоторых вирусов нуклеиновая кислота обладает инфекциозностью. Это означает, что если выделить из вируса, например - вируса полиомиелита, РНК без примеси белка и ввести ее в клетку, то будет развиваться вирусная инфекция с образованием новых вирусных частиц. Белки содержатся в составе вирусов в количестве 50-90 %, они обладают антигенными свойствами. Белки входят в состав оболочечных структур вириона. Кроме того, есть внутренние белки, связанные с нуклеиновой кислотой. Некоторые вирусные белки являются ферментами. Но это не ферменты, обеспечивающие обмен веществ вирусов. Вирусные ферменты участвуют в проникновении вируса в клетку, выходе вируса из клетки, некоторые из них необходимы для репликации вирусных нуклеиновых кислот. Липоидов может быть от 0 до 50 %, углеводов - 0 - 22 %. Липиды и углеводы входят в состав вторичной оболочки сложных вирусов и не являются вирусоспецифическими. Они заимствуются вирусом у клетки и являются поэтому клеточными. Отметим кардинальное отличие химического состава вирусов - наличие только одного типа нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК. Ультраструктура вирусов - это строение вирионов. Размеры вирионов различны и измеряются в нанометрах. 1 нм составляет тысячную долю микрометра. Самые мелкие типичные вирусы (вирус полиомиелита) имеют в диаметре около 20 нм, самые крупные (вирус натуральной оспы) - 200-250 нм. Средние вирусы имею размеры 60 - 120 нм. Мелкие вирусы можно увидеть только в электронном микроскопе, крупные находятся на границе разрешающей способности светового микроскопа и видны в темном поле зрения либо при специальной окраске, увеличивающей размеры частиц. Отдельные вирусные частицы, различимые в световой микроскоп, обычно называются элементарными тельцами Пашена-Морозова. Э.Пашен обнаружил вирус натуральной оспы при специальной окраске, а Морозов предложил метод серебрения, позволяющий увидеть в световом микроскопе даже вирусы средних размеров. Форма вирионов может быть различной - сферической, кубоидальной, палочковидной, сперматозоидоподобной. Каждый вирион состоит из нуклеиновой кислоты, которая у вирусов составляет «нуклеон». Сравните - нуклеус у эукариот, нуклеоид - у прокариот. Нуклеон обязательно связан с первичной белковой оболочкой - капсидом, состоящим из белковых капсомеров. В результате образуется нуклеопротеид - нуклеокапсид. Простые вирусы состоят только из нуклеокапсида (вирусы полиомиелита, вирус мозаичной болезни табака). Сложные вирусы имеют еще вторичную оболочку - суперкапсид, содержащий помимо белков также и липиды и углеводы. Объединение структурных элементов в вирионе может быть различным. Выделяют три типа симметрии вирусов - спиральный, кубический и смешанный. Говоря о симметрии подчеркивается симметричность вирусных частиц относительно оси. При спиральном типе симметрии отдельные капсомеры, различимые в электронном микроскопе, укладываются по ходу спирали нуклеиновой кислоты так, что нить проходит между двумя капсомерами, охватывающими ее со всех сторон. В результате образуется палочковидная структура, как например у вируса табачной мозаики, имеющего форму палочки. Но не обязательно вирусы со спиральным типом симметрии должны быть палочковидными. Например, вирус гриппа хотя и имеет спиральный тип симметрии, но его нуклеокапсид свертывается определенным образом и одевается суперкапсидом. В результате вирионы гриппа имеют обычно сферическую форму. При кубическом типе симметрии нуклеиновая кислота свертывается определенным образом в центре вириона, а капсомеры покрывают нуклеиновую кислоту снаружи, образуя объемную геометрическую фигуру. Чаще всего образуется фигура икосаэдра, многогранника с определенным соотношением числа вершин и граней. Такую форму имеют, например, вирусы полиомиелита. В профиль вирион имеет форму шестиугольника. Более сложной формы аденовирус, также кубического типа симметрии. Из вершин многогранника отходят длинные нити, фибры, заканчивающиеся утолщением. При смешанном типе симметрии, например - у бактериофагов, головка с кубическим типом симметрии имеет форму икосаэдра, а отросток содержит спирально закрученную сократительную фибриллу. Некоторые вирусы имеют более сложное строение. Например, вирус натуральной оспы содержит значительных размеров нуклеокапсид со спиральным типом симметрии, а суперкапсид устроен сложно, в нем обнаруживается система трубчатых структур. Таким образом, вирусы устроены достаточно сложно. Но мы должны отметить, что вирусы не имеют клеточной организации. Вирусы - неклеточные существа, и это является одним из их кардинальных отличий от остальных организмов. Несколько слов об устойчивости вирусов. Большинство вирусов инактивируется при 56 - 60 °С в течение 5 - 30 мин. Вирусы хорошо переносят охлаждение, при комнатной температуре большинство вирусов быстро инактивируется. Вирус более, чем бактерии, устойчивы к ультрафиолетовому облучению и ионизирующей радиации. Вирусы устойчивы к глицерину. Антибиотики вообще не действуют на вирусы. Из дезинфицирующих веществ наиболее эффективным является 5 % лизол, большинство вирусов погибает в течение 1 - 5 мин.
Обычно мы не употребляем термин «размножение вирусов», а говорим «репродукция», воспроизводство вирусов, так как способ размножения вирусов кардинально отличается от способа размножения всех известных нам организмов. Для лучшего изучения механизма репродукции вирусов предлагаем Вам таблицу, которая отсутствует в учебных пособиях, но помогает разобраться в этом сложном процессе. этапы репродукции вирусов
|