Микробиология как наука. Медицинская микробиология как научная дисциплина, ее задачи и практическое применение в стомат практике
 Скачать 379.13 Kb.
|
|
Определение понятия "химиотерапия". Основные группы химиотерапевтических веществ. Механизмы антимикробного действия. Химиотерапевтический индекс. Химиотерапи́я — лечение какого-либо инфекционного, паразитарного заболевания либо злокачественной опухоли (рака) с помощью ядов или токсинов, губительно воздействующих на инфекционный агент — возбудитель заболевания, на паразитов или на клетки злокачественных опухолей при сравнительно меньшем отрицательном воздействии на организм хозяина. Яд или токсин при этом называется химиопрепаратом, или химиотерапевтическим агентом. Применяют следующие препараты: • Производные мышьяка, сурьмы и висмута – при паразитарных инфекциях, сифилисе; в наст. время практически не используются • Препараты акридина (риванол, трипафлавин, акрицид, флавицид и др.) – при гноеродных заболеваниях, воспалит. процессах зева и носоглотки • Сульфаниламиды (стрептоцид, этазол, альбуцид, сульфадиметоксини др.) – при гноеродных заболеваниях, ангинах, скарлатине, роже, пневмонии, дизентерии, гонорее, анаэробной инфекции и др.; механизм действия состоит в том, что они представляют собой структурные аналоги парааминобензойной кислоты, т.е. являются микробными антиметаболитами • Диаминопиримидины (триметоприм, пириметамин, тетроксоприм) – также являются антиметаболитами, подменяя пиримидиновые основания; спектр действия шире • Нитрофураны (фуразолидон, фурациллин, фурадонин, фурагинид) – при кишечных инфекциях; блокируют ферментные системы микробной клетки • Хинолоны (неграм, нитроксолин, ципролет и др.) – нарушают различные этапы синтеза ДНК микробной клетки • Азолы (кандид, низорал, флуконазол и др.) – противогрибковые; механизмы действия – ингибирование биосинтеза стеролов клеточной стенки, ингибирование разл. внутриклеточных процессов, приводящее к накоплению перекиси водорода и повреждению клеточных органелл, ингибирование трансформации бластоспор в инвазивный мицелий (род Candida) • Противовирусные (интерферон и интерфероногены, дезоксирибонуклеаза и рибонуклеаза, бензамидазол и гуанидин, ремантадин, ацикловири др.) • Антибластомные (азотиприты, антиметаболиты, диэпоксиды и др.) • Антибиотики Химиотерапевтический индекс (ХИ) равняется частному от деления терапевтической дозы препарата, уничтожающей возбудителя, на максимально переносимую организмом дозу: ХИ = min терапевтическая доза /max переносимая доза. Если индекс меньше 1, препарат может быть практически использован; если больше, то введение препарата в организм сопровождается токсическими явлениями. Такой препарат нельзя применять для лечения соответствующих инфекций. Антимикробное (антибактериальное) действие антибиотиков измеряют в единицах действия (ЕД), содержащихся в 1 мл раствора препарата или в 1 мг химически чистого вещества. За единицу активности принимается то минимальное количество антибиотика, которое задерживает рост стандартного штамма определённого вида микроорганизма в строго определённых условиях. В 1 мг большинства антибиотиков содержится 1000 ЕД (но, например, в 1 мг бензилпенициллина содержится 1670 ЕД, нистатина – не менее 4000 ЕД). Механизм действия антибиотиков – это изменения в структуре и обмене веществ и энергии микроорганизмов, которые ведут к гибели микроорганизмов, приостановке его роста и размножения: 1. Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий (пенициллин, цефалоспорины) 2. Тормозят синтез белка в клетке (стрептомицин, тетрациклин, левомицетин) 3. Угнетают синтез нуклеиновых кислот в микробной клетке (рифампицилин) 4. Угнетают ферментные системы (грамицидин) 30. Антибиотики. Принципы классификации антибиотиков. Механизмы антимикробного действия. Антибиотики – высокоактивные метаболические продукты микроорганизмов, избирательно подавляющие рост различных бактерий. По механизму антимикробного действия антибиотики в значительной мере отличаются друг от друга. «Мишенью» для их ингибирующего действия служит одна или несколько биохимических реакций, необходимых для синтеза и функционирования определённых морфологических компонентов или органоидов микробной клетки. Классификация: 1.Антибиотики,подавляющиесинтезбактериальнойклеточнойстенки. Пенициллины – продуцируются грибами рода Penicillium, блокируют последнюю стадию синтеза муреина, антибактериальный спектр бензилпенициллина (фермент бактерий пенициллиназа, или β-лактамаза, гидролизует его β-лактамное кольцо и лишает активности) включает патогенные кокки, спирохеты и некоторые грамположительные бактерии (дифтерия, сибирская язва, анаэробной инфекции),полусинтетические пенициллины (ампициллин) эффективны также против ряда грамотрицательных бактерий (кишечная палочка, сальмонеллы, шигеллы, клебсиеллы). Цефалоспорины – продуцируются грибами рода Cephalosporium, механизм действия тот же, полусинтетический аналог цефалоспорина – цефалоридин =ампициллин. 2.Антибиотики,нарушающиефункцииЦПМмикроорганизмов. Полиеновые антибиотики (нистатин, леворин) – продуцируются актиномицетами, к ним чувствительны патогенные грибы, в том числе рода Candida, микоплазмы и некоторые простейшие, механизм действия связан с их адсорбцией на ЦПМ и взаимодействием с её стерольным компонентом → потеря водорастворимых веществ и гибель клетки. Грамицидин – продуцируется палочкой B. Brevis, угнетает энергетические реакцииклетки, наиболее чувствительны к нему стафилококки, стрептококки, клостридии, токсичен (применяется только местно). Полимиксин – продуцируется Bacillus polymyxa, нарушает жизненно важные функции ЦПМ бактерий, эффективен против грамотрицательных бактерий (энтеробактерии, синегнойная палочка и др.). 3.Антибиотики,ингибирующиесинтезбелканарибосомахбактериальныхклеток.Продуцентамиявляютсяактиномицеты. Аминогликозиды – блокируют синтезбелка путём воздействия на 30S субъединицу рибосомы, а также нарушаютсчитывание генетического кода, стрептомицин эффективен против микобактерий туберкулёза и многих грамотрицательных бактерий (энтеробактерии, бруцеллы, бактерии чумы, туляремии, холерный вибрион и др.), канамицин и неомицин эффективны против многих грамположительных бактерий, гентамицин более эффективен в отношении синегнойной и кишечной палочек, протеев и стафилококков. Тетрациклины – нарушают образование комплекса т-РНК с рибосомой, а также подавление окисления глутаминовой кислоты у риккетсий Провацека, антибактериальный спектр включает многие грамположительные и грамотрицательные бактерии, спирохеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы. Левомицетин – подавление пептидилтрансферазной реакции с 50S субъединицей рибосомы, то же + пневмококки, гонококки. Макролиды (эритромицин, олеандомицин) – блокируют синтез белка путём воздействия на 50S субъединицу рибосомы, активны в отношении патогенных кокков, некоторых грамположительных бактерий, риккетсий и хламидий; антибиотики«резерва». 4.Антибиотики,подавляющиесинтезбелканауровнетранскрипции. Рифамицины – подавляют активность ДНК-зависимой РНК-полимеразы, эффективны в отношении грамположительных бактерий и микобактерий туберкулёза. 5.Антибиотики,подавляющиерепликациюДНК. Новобиоцин – угнетает ДНК-полимеразу, а также блокирует синтез РНК и клеточной стенки бактерий, антибактериальный спектр включает стафилококки, стрептококки, менингококки, гонококки, палочки инфлюэнцы, дифтерийные бактерии и др.; антибиотик «резерва». Механизм действия антибиотиков – это изменения в структуре и обмене веществ и энергии микроорганизмов, которые ведут к гибели микроорганизмов, приостановке его роста и размножения: 1. Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий (пенициллин, цефалоспорины) 2. Тормозят синтез белка в клетке (стрептомицин, тетрациклин, левомицетин) 3. Угнетают синтез нуклеиновых кислот в микробной клетке (рифампицилин) 4. Угнетают ферментные системы (грамицидин) 31. Механизмы развития лекарственной устойчивости у микробов. Методы определения чувствительности микробов к химиопрепаратам в лабораторной практике. Механизмы резистентности бактерий к антибиотикам: 1.Первичные – отсутствие «мишени» для воздействия 2.Приобретённые путём • переноса генов хромосомы, контролирующих синтез • мутаций в генах, контролирующих синтез – компонентов клеточной стенки – ЦПМ – рибосомных белков – транспортных белков • переноса генов R-плазмиды, контролирующих синтез ферментов, инактивирующих или модифицирующих антибиотики, нарушающих функции транспортных белков Методы определения чувствительности к антибиотикам: 1.Метод дисков. Исследуемую культуру засевают сплошным газоном на питательный агар в чашки Петри. Затем на его поверхность помещают на равномерном расстоянии друг от друга бумажные диски, содержащие определённые дозы разных антибиотиков. По диаметру зон задержки роста культуры судят о её чувствительности (диаметр до 10 мм – малочувствительная, свыше 10 мм – высокочувствительная). 2.Метод серийных разведений. Готовят раствор, содержащий определённую концентрацию антибиотика. Из него готовят все последующие разведения в бульоне (в объёме 1 мл), после чего к каждому разведению добавляют 0,1 мл исследуемой бактериальной суспензии (106– 107 бактериальных клеток в 1 мл). В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона и 0,1 мл суспензии (контроль). Результаты отмечают по помутнению питательной среды, сравнивая с контролем культуры. Определяется минимальная ингибирующая концентрация антибиотика. 32. Принципы рациональной и комбинированной химиотерапии. Принципырациональнойхимиотерапии: • химиотерапия должна назначаться строгопопоказаниям(т. е. только в тех случаях, когда без нее нельзя обойтись) и сучетомпротивопоказаний(например повышенной чувствительности или аллергической реакции к препаратам той или иной группы). Выбор препарата для химиотерапии может проводиться в различных вариантах; • при этиологически расшифрованных заболеваниях выбор препарата должен определяться сучетомчувствительностивозбудителя(антибиотикограмма), выделенного от данного конкретного больного в результате бактериологического исследования; • при выделении возбудителя без определения его чувствительности к химиопрепаратам или при эмпирической инициальной химиотерапии заболевания с неидентифицированным, но предполагаемым возбудителем выбор препарата для химиотерапии должен основываться напоказателяхантибиотикочувствительностисоответствующихмикроорганизмов — наиболее вероятных возбудителей данной нозологической формы заболевания по данным литературы или при ориентации на данные о региональной чувствительности тех или иных инфекционных агентов — возбудителей данного заболевания; • лечение должно проводиться строгопосхеме,рекомендованнойдлявыбранногохимиопрепарата(способ и кратность введения препарата, длительность лечения), а также сучетомкоэффициентаувеличенияконцентрациипрепаратав целях создания эффективных концентраций препарата непосредственно в органах и тканях (примерно 4 МПК — минимальная подавляющая концентрация, определенная методом серийных разведений); • длительность приема химиопрепаратов должна составлять, какминимум,4—5днейв целях профилактики формирования устойчивости возбудителя к данному препарату, а также формирования бактерионосительства (при дерматомикозе, кандидозе и трихомониазе влагалища с целью предупреждения рецидивов лечение продолжают в течение 2—4 недель после исчезновения симптомов заболевания); • химиотерапиюжелательнодополнитьприменением средств, способствующих повышению активности защитных механизмов макроорганизма — принципиммунохимиотерапии; • весьма эффективны при проведении химиотерапии комбинациипрепаратовсразличнымимеханизмамииспектромдействия(в настоящее время в гинекологической практике в России широко используется для местного лечения вагинитов неясной этиологии препарат полижинакс, представляющий собой комбинацию неомицина, полимиксина и нистатина); • при эмпирической терапии, т. е. при неизвестной чувствительности возбудителей, желательно комбинироватьпрепаратысвзаимодополняющимспектромдействия — для расширения спектра действия фторхинолонов на анаэробы и простейшие во многих случаях рекомендуется их комбинация с метронидазолом (трихополом), обладающим бактерицидным действием по отношению к этим микроорганизмам. Прикомбинированномприменениипрепаратовнеобходимоучитыватьнесколькофакторов: • лекарственнуюсовместимостьпредполагаемых к совместному использованию химиопрепаратов. Например, совместное назначение тетрациклинов с пенициллинами противопоказано, так как тетрациклины уменьшают бактерицидное действие пенициллинов; • возможность того, что препараты, содержащие одноитожевеществовкачествеактивногодействующегоначала,могут носить различные торговые названия, так как выпускаются разными фирмами, и могут быть дженериками(препаратами, производимыми по лицензии с оригинала) одного и того же химиопрепарата. Например, комбинированный препарат из сульфаниламидов и триметоприма — котримоксазол — в странах СНГ больше известен как бисептол или бактрим; а один из фторхинолонов — ципрофлоксацин — известен в СНГ и широко применяется в практике как ципробай, цифран, квинтор, неофлоксацин; • комбинированное применение антибиотиков повышает риск развития дисбаланса нормальной микрофлоры 33. Бактериофаги, их свойства, получение и практическое использование в микробиологической практике. Вирулентные и умеренные фаги. Бактериофаги– «пожиратели бактерий», вирусы бактерий. Большинство имеет сперматозоидную форму. Состоят из головки, содержащей нуклеиновую кислоту, и отростка. Большинство фагов являются ДНКовыми. Процесс взаимодействия фага с клеткой протекает по типу продуктивной инфекции и обычно заканчивается лизисом бактериальной культуры. Но возможна и абортивная инфекция, при которой фаговое потомство не образуется, а бактериальные клетки сохраняют свою жизнедеятельность. Наконец, нередко наблюдается лизогенизация бактериальных клеток фагом, в результате чего возникает состояние лизогении, характеризующееся интеграцией генома фага в геном бактериальной клетки. Стадиивзаимодействиявирулентногофагасбактериальнойклеткой: 1. Адсорбция. Происходит на рецепторах клеточной стенки. Некоторые – на половых ворсинках. На процесс влияют условия среды: pH, t˚, наличие кофакторов адсорбции. 2. Проникновение. Проникновение НК в клетку, белки остаются снаружи. 3. Биосинтез фаговой НК и белков капсида. 4. Морфогенез фага. Сборка зрелых вирионов. 5. Выход фаговых частиц из клетки. Также происходит лизис бактерий. Существуют вирулентные и умеренные бактериофаги. Вирулентные фаги вызывают продуктивную инфекцию, заканчивающуюся образованием новых фаговых частиц и лизисом бактериальных клеток. Умеренные фаги вызывают интегративную инфекцию, не приводящую к лизису зараженных ими клеток; при взаимодействии с бактериальной клеткой переходят в неинфекционную форму – профаг – геном вируса, ассоциированный с бактериальной хромосомой. Профаг воспроизводится как часть бактериальной ДНК и вместе с ней реплицируется. Это явление называется лизогенией. В практической работе фаги применяют для: 1) фаготипирования бактерий (определения фаготипа по лизису штаммов бактерий одного и того же вида типоспецифическими фагами, что важно для маркировки исследуемых бактерий при эпидемиологическом анализе) 2) фагоидентификации бактериальных культур с целью установления их видовой принадлежности 3) фагодиагностика (выделение фага из организма больного, что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих бактерий) 4) фагопрофилактика – предупреждение некоторых заболеваний (н-р, дизентерии) среди лиц, находящихся в эпидемическом очаге 5) фаготерапии – лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызванных шигеллами, протеем, стафилококком Получение: Получение бактериофага в настоящее время осуществляется в специальных аппаратах - реакторах, емкостью от 250 до 1000 л, с применением аэрации как фактора, стимулирующего развитие микроорганизмов. Для производства бактериофага берется его рабочая маточная раса и соответствующие культуры микробов. В реактор наливается жидкая питательная среда и стерилизуется при температуре 110 °С в течение 40 минут. После стерилизации среда охлаждается до 39 °С и засеивается соответствующей микробной культурой и маточным бактериофагом одновременно. Бактериофаг добавляется в количестве не более 0,3 % по отношению к объему питательной среды. Среду с засеянными в ней культурой и бактериофагом оставляют при температуре 37 °С на 6-18 часов. Бактериофаги активно размножаются внутри бактериальных клеток, увеличиваясь в количестве и вызывая их лизис, что внешне проявляется полным просветлением среды. Полученный препарат-бактериофаг должен иметь вид, совершенно прозрачной жидкости желтого цвета большей или меньшей интенсивности. Он проходит контроль на стерильность, безвредность и литическую активность, т.е. вирулентность. 34. Особенности организации генетического аппарата у эукариотов, прокариотов и вирусов. В состав нуклеотида бактерий входят ДНК, РНК и белки. Число нуклеотидов в бактериальной клетке может варьировать от одного (в культурах, находящихся в стационарной фазе роста) до двух (в стадии задержки размножения после переноса клеток в свежую среду) и четырех (в культурах с постоянной скоростью роста). Каждый нуклеотид содержит двухцепочечную замкнутую в кольцо молекулу ДНК. В молекуле ДНК нуклеотида закодирована вся генетическая информация, необходимая для жизнедеятельности клетки, поэтому нуклеотид рассматривают как бактериальную хромосому. Хромосомы имеют кольцевое строение. Гигантская молекула ДНК бактериальной хромосомы поддерживается связанными с ней молекулами РНК и белка в форме компактной структуры, свернутой в отдельные сверхспирализованные петли (домены), число которых колеблется от 12 до 80. Помимо хромосомной ДНК в состав генома многих прокариот входят также сверхскрученные, ковалентно-замкнутые кольцевые молекулы внехромосомной, или плазмидной, ДНК. Способы передачи наследственной информации у бактерий: трансформация – перенос изолированных фрагментов молекулы ДНК из одного организма к другому. трансдукция это способность переносить наследственную информацию от одного организма к другому при помощи вирусов. конъюгация – обмен наследственной информацией. Вирусы, представляют собой частицы (вирионы), стоящие на грани между живой и неживой природой и обладающие инфекционными свойствами. В дословном переводе термин «вирус» обозначает яд, ядовитое вещество. Генетический материал вируса представлен одной молекулой нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК, не связанной с белком. В связи с этим вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие. Вирусы бактерий чаще содержат ДНК, а почти все вирусы растений и подавляющее большинство вирусов человека – РНК. Нуклеиновая кислота вируса бывает одно- или двухцепочечной и может иметь кольцевую или линейную форму. Кольцевая форма ДНК более стабильна и свойственна большинству вирусов. Кольцо ДНК (РНК) обычно бывает перекручено, поэтому она имеет суперспирализованный вид. В нуклеиновой кислоте вируса закодирована информация о всех его структурных белках. Многие вирусы содержат гены специфических полимераз (репликаз) — ферментов, контролирующих репликацию молекул нуклеиновых кислот. Но чаще вирусы используют для репликации ферментов клетки-хозяина. Некоторые мелкие вирусы содержат только три гена. Гены вирусов могут существовать в виде фрагментов ДНК, разделенных генетически инертными нуклеотидными последовательностями. Эти последовательности в момент работы генов «вырезаются», и целостность генетической информации восстанавливается. Генетическое вещество у вирусов заключено в белковую оболочку, которая вместе с нуклеиновой кислотой образует так называемый капсид или нуклеокапсид. Большинство вирусов растений и РНК-содержащих бактериальных фагов состоит только из нуклеиновой кислоты и белка. 35. Определение понятия "фенотип" и формы фенотипической изменчивости. Фенотипическая изменчивость у эукариот, формы проявления. Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза(индивидуального развития). Модификационная изменчивость - это эволюционно закрепленные реакции организма на изменения условий внешней среды при неизменном генотипе. Такой тип изменчивости имеет две главные особенности. Во- первых, изменения затрагивают большинство или все особи в популяции и у всех них проявляются одинаково. Во-вторых, эти изменения обычно имеют приспособительный характер. Как правило, модификационные изменения не передаются следующему поколению. Условная классификация модификационной изменчивости: По изменяющимся признакам организма: - морфологические изменения - физиологические и биохимические адаптации — гомеостаз (повышение уровня эритроцитов в горах и т. д.) По размаху нормы реакции - узкая (более характерна для качественных признаков) - широкая (более характерна для количественных признаков) По значению: - модификации (полезные для организма — проявляются как приспособительная реакция на условия окружающей среды) - морфозы (ненаследственные изменения фенотипа под влиянием экстремальных факторов окружающей среды или модификации, возникающие как выражение вновь возникших мутаций, не имеющие приспособительного характера) - фенокопии (различные ненаследственные изменения, копирующие проявление различных мутаций)— разновидность морфозов По длительности: - кратковременные - есть лишь у особи или группы особей, которые подверглись влиянию окружающей среды (не наследуются) - длительные модификации — сохраняются на два-три поколения 36. Фенотипическая изменчивость у прокариот. L-трансформация. Морфофизиологическая характеристика протопластов, сферопластов, L-форм. Фенотипбактерии – результат взаимодействия между бактерией и окружающей средой, который контролирует геном. Фенотипическаяизменчивость — модификация— не затрагивает генотип, но затрагивает большинствоособейпопуляции.Модификации не передаются по наследству и с течением времени затухают, т. е. возвращаются к исходному фенотипу через большее (длительныемодификации)или меньшее (кратковременныемодификации)число поколений. Они могут возникать в популяции любого вида, и их проявления в мире бактерий наблюдают довольно часто. Они в целом контролируются генофором бактерий, но (в отличие от мутаций) не сопровождаются изменениями кодирующей структуры и утрачиваются при прекращении действия вызвавших их факторов. У бактерий наблюдают морфологические (приводящие к обратимым изменениям формы) и биохимические (приводящие к синтезу некоторых продуктов, чаще ферментов) модификации. По существу, модификации возникают как адаптивные реакции бактериальных клеток на изменения окружающей среды, что позволяет им быстро приспосабливаться благодаря чему сохраняется определённая численность популяции. После устранения соответствующего воздействия, вызвавшего их образование, бактерии возвращаются к исходному фенотипу. Примером является регуляция работы генов лактозного оперона кишечной палочки. Напомним, в чем она состоит. При отсутствии в среде обитания бактерий глюкозы и при наличии лактозы бактерия начинает синтезировать ферменты для переработки этого сахара. Если же в среде появляется глюкоза, эти ферменты исчезают и бактерия возвращается к стандартному обмену веществ. Из любой бактериальной клетки можно получить формы, полностью или частично лишенные клеточной стенки. При обработке грамположительных бактерий ферментами, разрушающими пептидогликан, возникают полностью лишенные клеточной стенки структуры- протопласты. Обработка грамотрицательных бактерий лизоцимом разрушает только слой пептидогликана, не разрушая полностью внешней мембраны; такие структуры называют сферопластами. Протопласты и сферопласты имеют сферическую форму (это свойство связано с осмотическим давлением и характерно для всех безклеточных форм бактерий). L- формы бактерий. Под действием ряда факторов, неблагоприятно действующих на бактериальную клетку (антибиотики, ферменты, антитела и др.), происходит L- трансформация бактерий, приводящая к постоянной или временной утрате клеточной стенки. L- трансформация является не только формой изменчивости, но и приспособления бактерий к неблагоприятным условиям существования. В результате изменения антигенных свойств (утрата О- и К- антигенов), снижения вирулентности и других факторов L- формы приобретают способность длительно находиться (персистировать) в организме хозяина, поддерживая вяло текущий инфекционный процесс. Утрата клеточной стенки делает L- формы нечувствительными к антибиотикам, антителам и различным химиопрепаратам, точкой приложения которых является бактериальная клеточная стенка. Нестабильные L- формы способны реверсировать в классические (исходные) формы бактерий, имеющие клеточную стенку. Имеются также стабильные L- формы бактерий, отсутствие клеточной стенки и неспособность реверстровать которых в классические формы бактерий закреплены генетически. Они по ряду признаков очень напоминают микоплазмы и другие молликуты- бактерии, у которых клеточная стенка отсутствует как таксономический признак. Микроорганизмы, относящиеся к микоплазмам- самые мелкие прокариоты, не имеют клеточной стенки и как все бактериальные бесстеночные структуры имеют сферическую форму. 37. Определение понятия "генотип", формы генотипической изменчивости. Виды мутационной изменчивости, мутагены. Генотип – совокупностьгеноворганизма. Генотипическаяизменчивостьзатрагиваетгенотип.В ее основе лежат мутациии рекомбинации: Комбинативная изменчивость представляет собой результат перераспределения наследственного материала родителей среди их потомства. Мутационная изменчивость является результатом мутаций. Мутации — это внезапные изменения наследуемого генетического материала, приводящие к появлению новых признаков организма, способных передаваться последующему потомству. Попроисхождениюмутаииимогутбыть: • спонтанными; • индуцированными. Попротяженности: • точечными; • генными; • хромосомными. Понаправленности: -прямыми; - обратными. Мутагены — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды. По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические: Физические мутагены: ионизирующее излучение; радиоактивный распад; ультрафиолетовое излучение; чрезмерно высокая или низкая температура. Химические мутагены: некоторые алкалоиды окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода); алкилирующие агенты (например, иодацетамид); нитропроизводные мочевины некоторые пестициды; некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); продукты переработки нефти; органические растворители; лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты). К химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов (мутагенным фактором вирусов являются их нуклеиновые кислоты — ДНК или РНК). Биологические мутагены: специфические последовательности ДНК — транспозоны; некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа); продукты обмена веществ (продукты окисления липидов); антигены некоторых микроорганизмов. 38. Диссоциация бактерий. Характеристика S-форм и R-форм, клиническое значение. Стандартное проявление модификации — разделение однородной популяции на два или несколько типов. Феномен впервые исследовали Вёйль и Феликс (1917). По предложению де Крайфа (1921), он получил название диссоциация микробов. Обычно диссоциации возникают в условиях, неблагоприятных для исходной популяции (высокая концентрация ионов, неоптимальная температура, избыточно щелочная среда), при старении культуры (например, при длительном хранении) либо под действием антисыворотки, бактериофагов и сильнодействующих агентов. Простые проявления диссоциаций, доступных для наблюдений, — изменение вида и структуры бактериальных колоний на твёрдых питательных средах и особенности роста в жидких средах. Для обозначения диссоциирующих колоний Аркрайт (1921) предложил первые буквы английских названий: S-колонии [от англ.smooth, гладкий], R-колонии [от англ. rough, шероховатый], М-колонии [от англ.mucoid, слизистый], D-колонии [от англ.dwarf, карликовый]. Диссоциация обычно протекает в направлении S -» R, иногда через образование промежуточных слизистых (М) колоний. Обратный (R S) переход наблюдают значительно реже. Большинство патогенных для человека бактерий образует S-колонии; исключение составляют возбудители туберкулёза, чумы, сибирской язвы и немногие другие. Следует помнить, что диссоциации сопровождаются изменениями биохимических, морфологических, антигенных и патогенных свойств возбудителей. 39. Рекомбинация у бактерий: трансформация, трансдукция, конъюгация. Рекомбинации(обменгенетическимматериалом)убактерийотличаютсяотрекомбинацийу эукариот: • у бактерий имеется несколькомеханизмоврекомбинаций; • при рекомбинациях у бактерий образуется не зигота, как у эукариот, а мерозигота(несет полностью генетическую информацию реципиента и часть генетической информации донора в виде дополнения); • у бактериальной клетки-рекомбината изменяется не только качество, но и количествогенетическойинформации. Трансформация— это обменгенетическойинформациейубактерийпутемвведениявбактериальнуюклетку-реципиентготовогопрепаратаДНК(специально приготовленного или непосредственно выделенного из клетки-до нора). Чаще всего передача генетической информации происходит при культивировании реципиента на питательной среде, содержащей ДНК донора. Для восприятия донорской ДНК при трансформации клетка-реципиент должна находиться в определенном физиологическом состоянии (компетентности),которое достигается специальными методами обработки бактериальной популяции. При трансформации передаются единичные (чаще 1) признаки. Трансформация является самым объективным свидетельством связи ДНК или ее фрагментов с тем или иным фенотипическим признаком, поскольку в реципиентную клетку вводится чистый препарат ДНК. Трансдукция— обменгенетическойинформациейубактерийпутемпередачиееотдоноракреципиентуспомощьюумеренных(трансдуцирующих)бактериофагов. Трансдуцирующие фаги могут переносить 1 или более генов (признаков). Трансдукииябывает: • специфической — переносится всегда один и тот же ген; • неспецифической — передаются разные гены. Это связано слокализациейтрансдуиируюшихфаговвгеномедонора: • в случае специфической трансдукции они располагаются всегда в одном месте хромосомы; • при неспецифической их локализация непостоянна. Конъюгация— обменгенетическойинформациейубактерийпутемпередачиееотдоноракреципиентуприихпрямомконтакте.После образования между донором и реципиентом конъюгационного мостика одна нить ДНК-донора поступает по нему в клетку-реципиент. Чем дольше контакт, тем большая часть донорской ДНК может быть передана реципиенту. Основываясь на прерывании конъюгации через определенные промежутки времени, можно определить порядок расположения генов на хромосоме бактерий — построить хромосомныекартыбактерий(произвести картированиебактерий). Донорской функцией обладают F+-клетки. 40. Плазмиды. Виды плазмид. Роль плазмид в изменчивости бактерий. Плазмиды— кольцевыесуперспиралевидныемолекулыДНК.Их молекулярная масса колеблется в широких пределах и может быть в сотни раз больше, чем у транспозонов. Плазмиды содержат структурныегены,наделяющиебактериальнуюклеткуразными,весьмаважнымидлянеесвойствами: • R-плазмиды — лекарственной устойчивостью; • Col-плазмиды— способностью синтезировать колицины (вещества белковой природы, обладающие свойством убивать микроорганизмы того же рода).; • F-плазмиды — передавать генетическую информацию; • Hly-плазмиды — синтезировать гемолизин; • Тох-плазмиды — синтезировать токсин; • плазмидыбиодеградации— разрушать тот или иной субстрат и т. д. Ent –плазмиды – синтез энтретоксина Плазмиды могут быть интегрированывхромосому(в отличие от IS-последовательностей и транспозонов, встраиваются в строго определенные участки), а могут существовать автономно.В этом случае они обладают способностью к автономной репликации, и именно поэтому в клетке может быть 2, 4, 8 копий такой плазмиды. Многие плазмиды имеют в своем составе генытрансмиссивностии способны передаваться от одной клетки к другой при конъюгации (обмене генетической информацией). Такие плазмиды называются трансмиссивными. НаличиеF-плазмиды(факторфертильности,половойфактор) придает бактериям функциидонора,и такие клетки способны передавать свою генетическую информацию другим, F-клеткам.Можно сказать, что наличиеF-плазмидыявляетсяфенотипическимвыражением(проявлением) полаубактерий:с F-плазмидой связана не только донорская функция, но и некоторые другие фенотипические признаки — наличиеF-пилей(половыхресничек)ичувствительностькL-фагам.С помощью F-ресничек устанавливается контакт между донорскими и реципиентными клетками. Через их канал и передается донорская ДНК при рекомбинации. На половых ресничках расположены рецепторы для мужских fj-фагов. F-клетки не имеют таких рецепторов и нечувствительны к таким фагам. 41. Учение об инфекции. Определение и сущность понятий "инфекция", "инфекционный процесс", "смешанная инфекция", "вторичная инфекция", "аутоинфекция", "реинфекция", "суперинфекция", "рецидив", "бактерионосительство", "бактериемия", "токсинемия", "сепсис". Инфекция – это заражение организма болезнетворными микробами. Инфекционный процесс – это совокупность физиологических и патологических процессов, возникающих и развивающихся в организме при внедрении в него патогенных микробов, которые вызывают нарушение постоянства его внутренней среды и физиологических функций. Инфекционные болезни имеют ряд характерных особенностей, отличающих их от других болезней: 1) инфекционные болезни имеют своего возбудителя – микроорганизм; 2) инфекционные болезни контагиозны, т. е. способны передаваться от больного к здоровому; 3) инфекционные болезни оставляют после себя более или менее выраженную невосприимчивость или повышенную чувствительность к данному заболеванию; 4) для инфекционных болезней характерен ряд общих признаков: лихорадка, симптомы общей интоксикации, вялость, адинамия; 5) инфекционные болезни имеют четко выраженную стадийность, этапность.
|