Темы и лекции 1 модуля. Обычные Bacillus subtilis 0,70,8x23 Escherichia coli 0,31х16 Staphylococcus aureus 0,51,0 Thiobacillus thioparus 0,5х13 Rickettsia prowazeki 0,30,6x0,82 Мелкие
 Скачать 2.33 Mb.
|
|
Морфология бактериофагов Морфологию бактериофагов изучают с помощью электронной микроскопии. Фаги, как и просто организованные вирусы человека, состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки — капсида. У наиболее сложноорганизованных фагов в дистальной части отростка, содержится фермент – лизоцим. Этот фермент способствует растворению оболочки бактерий при проникновении фаговой нуклеиновой кислоты в цитоплазму. В зависимости от формы, структурной организации и типа нуклеиновой кислоты фаги подразделяют на несколько морфологических типов: К I типу относятся нитевидные ДНК-содержащие фаги, взаимодействующие с мужскими особями бактерий. Геном фагов представлен однонитевой ДНК, заключенной в спиральный капсид. II тип включает мелкие РНК-содержащие и однонитевые ДНК-содержащие фаги, геном которых находится внутри икосаэдрического капсида (головки) с аналогом отростка. К III типу относятся икосаэдрические фаги с коротким отростком, содержащие двунитевую ДНК. IV и V типы — сложные по морфологии ДНК-содержащие фаги, имеющие форму сперматозоида: икосаэдрический капсид головки соединен с длинным хвостовым отростком. V тип фагов отличается от VI типа тем, что чехол их отростков способен к сокращению. Размеры фагов колеблются от 20 до 800 нм (нитевидный тип). Наиболее изучены крупные бактериофаги, имеющие форму сперматозоида и сокращающийся чехол отростка, например колифаги Т2, Т4, Т6 (от англ. type — типовые). Резистентность По сравнению с вирусами человека бактериофаги более устойчивы к факторам окружающей среды. Они инактивируются под действием температуры 65-70°С, УФ-облучения в высоких дозах, ионизирующей радиации, формалина и кислот. Длительно сохраняются при низкой температуре и высушивании. Практическое применение фагов В практической работе фаги применяют: 1) для диагностики, заключающейся в выделении фага из организма больного (например, из испражнений), что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих микробов; 2) для фагоидентификации бактериальных культур с целью установления их видовой принадлежности; 3) для фаготипирования бактерий, то есть определения фаговара по лизису штаммов бактерий одного и того же вида типоспецифическими фагами, что важно для маркировки исследуемых культур при эпидемиологическом анализе заболеваний; 4) для фаготерапии - лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызванных, к примеру, микроорганизмами рода Shigella, протеем, стафилококками, синегнойной палочкой и т. д.; 5) для фагопрофилактики - предупреждения некоторых заболеваний (например, дизентерии) среди лиц, находящихся в эпидемическом очаге. Производят брюшнотифозный, дизентерийный, синегнойный, стафилококковый фаги и комбинированные препараты (кол и протейный, пиобактериофаги и др.). Бактериофаги назначают по показаниям перорально, парентерально или местно в виде жидких, таблетированных форм, свечей или аэрозолей. Отличительной чертой фагов является полное отсутствие у них побочного действия. Однако лечебный и профилактический эффект фагов умеренный, поэтому их необходимо применять в комплексе с другими лечебными и профилактическими мероприятиями. Бактериофаги широко применяют в генетической инженерии в качестве векторов для получения рекомбинантных ДНК. Специфичность бактериофага определяют методами Отто или Фюрта. Метод Отто Растопленный 3 % МПА разливают в стерильные чашки Петри, охлажденные чашки подсушивают в термостате в течение 10- 15 мин. На поверхность питательной среды наносят каплю известного фага или исследуемого фильтрата, чашку наклоняют и дают капле фага стечь по противоположному краю. Чашки инкубируют в термостате 18 ч и учитывают результат. Если фаг гомологичен микроорганизму и биологически активен, то по пути стекания капли роста микробов не будет, среда остается прозрачной. Метод Фюрта В 15-30 мл МПБ вносят 0,5 мл фекалий и помещают в термостат при температуре 37 °С на 20 ч. На следующий день этот МПБ фильтруют через свечу и заливают 1,5 % МПА, охлажденным до 48-50 °С. Фильтрат тщательно смешивают с агаром; когда агар застынет, среду подсушивают в термостате обычным способом. Дно чашки делят на 10 секторов, на каждый сектор высевают штрихом одну бульонную культуру 3-часовой выдержки. Результаты учитывают через 18-24 ч. Гомологичный испытуемому фагу микроорганизм не будет расти на питательной среде. На секторах питательной среды, куда внесли микробную культуру, гетерологичную бактериофагу, будет нормальный рост микробов. В модификации Фишера дно чашки с агаром по Фюрту делят на 30 квадратов. В центр каждого квадрата вносят петлей испытуемые бульонные культуры. Чашки помещают в термостат на 18-20 ч и учитывают результат. Качественный метод определения фагов В чашку с агаром засевают бульонную культуру и помещают в термостат. На поверхность газона наносят каплю фага, чашку ставят наклонно. После суточной инкубации в термостате отмечают зоны лизиса по месту стекания капли фага. При количественном методе считают количество «стерильных» пятен на сплошном бактериальном газоне, что соответствует количеству фаговых частиц в засеянной смеси. По числу пятен вычисляют количество пятнообразующих единиц в 1 мл исходной суспензии фага. Эта величина, характеризующая концентрацию фага, называется его титром. Спектр литического действия фага Чашку с агаром делят на квадраты, в каждый наносят каплю соответствующей бульонной культуры и каплю испытуемого фага. После инкубации отмечают квадраты, где имеется сплошной лизис бактерий. По количеству лизированных испытуемым фагом бактериальных культур определяют широту спектра литического действия фага. Фаготипирование бактерий Исследуемую суточную бульонную культуру центрифугируют для отделения фага от бактерий. Фаг будет содержаться в надосадочной жидкости, которой засевают газон индикаторной бактериальной культуры. В случае стабильной продукции фага через сутки инкубации на газоне образуются очаги лизиса. Учение об инфекционном процессе Инфекционные заболевания распространены во всем мире. Известно около 3 тыс. инфекционных болезней, которыми может заболеть человек. Возбудителями их являются различные микроорганизмы: прионы, вирусы, бактерии, спирохеты, риккетсии, актиномицеты, простейшие. Состояние зараженности макроорганизма, в котором происходят совокупные биологические и физико-химические процессы в ответ на внедрение патогенных микробов, называется инфекцией (от лат. infectio – заражение). Инфекционный процесс – это сложное явление, связанное со взаимоотношениями между патогенным микробом и макроорганизмом, которые сложились в процессе эволюционного их развития. Инфекционному процессу свойственна специфичность. И микроорганизм оказывает специфическое действие на организм человека или животных, и ответная реакция организма является также специфичной. С биологической точки зрения инфекционный процесс – это разновидность паразитизма, когда один вид (паразит) использует другой вид (хозяин) как источник питания и место обитания, нанося ему вред. Инфекционный процесс возникает в определенных условиях внешней среды. При этом социальные условия могут стать решающим фактором. Для развития инфекционного процесса обязательно необходимы три компонента: 1. микроорганизм-возбудитель, 2. восприимчивый организм хозяина (человек или животное) 3. определенные, в том числе и социальные, условия окружающей среды. Инфекционный процесс может быть По длительности: • острый • хронический По степени распространения: • локальный • генерализованный По выраженности: • манифестный (ярко выраженный) • бессимптомный (слабо выраженный) • абортивный (неполный набор симптомов) • латентный (скрытый) – длительное бессимптомное взаимодействие организма с возбудителем. В зависимости от возбудителя: • бактериальные инфекции • микозы • вирусные инфекции Инфекционный процесс имеет различные проявления: от бессимптомного носительства до инфекционного заболевания (с выздоровлением или летальным исходом). Инфекционная болезнь – это крайняя форма инфекционного процесса, характеризующаяся определенным симптомокомплексом, отличающим эту болезнь от других. Для инфекционной болезни характерно: 1) наличие патогенного микроорганизма как непосредственной причины болезни; 2) контагиозность (собственно заразность), т.е. возбудители могут передаваться от больного человека здоровым, что приводит к широкому распространению заболевания; 3) наличие определенного инкубационного периода и характерная последовательная смена периодов в течение болезни (инкубационный, продромальный, манифестный (разгар болезни), реконвалесценции (выздоровление)); 4) развитие характерных для данного заболевания клинических симптомов; 5) наличие иммунного ответа (более или менее продолжительный иммунитет после перенесения заболевания, развитие аллергических реакций при наличии возбудителя в организме и др.); 6) возможность развития микробного носительства. Микроорганизм, его роль в инфекционном процессе Возбудителями инфекционных заболеваний являются прионы, вирусы, бактерии, грибы, простейшие, гельминты (их проникновение – инвазия). Микроорганизмы, способные вызывать инфекционные болезни, называются патогенными, т.е. болезнетворными (pathos – страдание, genos – рождение). Имеются также условно-патогенные микроорганизмы, которые вызывают заболевания при резком снижении местного и общего иммунитета. Возбудители инфекционных заболеваний обладают свойствами патогенности и вирулентности. Патогенность – это способность микроорганизмов проникать в макроорганизм (инфективность), приживаться в организме, размножаться и вызывать комплекс патологических изменений (нарушений) у чувствительных к ним организмов, то есть патогенность – способность вызывать инфекционное заболевание. Патогенность – это видовой, генетически обусловленный признак или генотипический признак. Степень патогенности определяется понятием вирулентность. Вирулентность – мера, степень патогенности, связанная с индивидуальным свойством штамма, которая меняется в различных условиях среды (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма). Вирулентность является фенотипическим признаком. Ослабление вирулентности микроорганизмов называется аттенуацией. Количественными показателями вирулентности являются: 1) DCL (dosis certae letalis) – абсолютная летальная доза – наименьшая доза, которая вызывает гибель 100% взятых экспериментальных животных. 2) DLM (dosis letalis minima) – минимальная летальная доза – минимальное количество микробных клеток (или их токсинов), которое вызывает гибель 90-95% восприимчивых животных при данных конкретных условиях опыта (вид животного, вес, возраст, способ заражения, время гибели). 3) LD50 – то количество, которое вызывает гибель 50% экспериментальных животных. Она является наиболее объективной, точной и принятой в лабораторных исследованиях является Поскольку вирулентность – это фенотипический признак, то она изменяется под влиянием естественных причин. Ее можно также искусственно изменить (повысить или понизить). Повышение проводят путем многократного пассирования через организм восприимчивых животных. Понижение – в результате воздействия неблагоприятных факторов: а) высокая температура; б) антимикробные и дезинфицирующие вещества; в) выращивание на неблагоприятных питательных средах; г) защитные силы организма – пассирование через организм мало восприимчивых или невосприимчивых животных. Микроорганизмы с ослабленной вирулентностью используются для получения живых вакцин. Токсичность – способность образовывать токсические вещества. Токсические и вирулентные свойства тесно связаны между собой. Признаки, которые определяют патогенность и вирулентность, называются факторами вирулентности. К ним относятся определенные морфологические (наличие определенных структур – капсул, клеточной стенки), физиологические и биохимические признаки (выработка ферментов, метаболитов, токсинов, оказывающих неблагоприятное влияние на макроорганизм) и др. По наличию факторов вирулентности патогенные микроорганизмы можно отличить от непатогенных. К факторам вирулентности относятся: 1) адгезины (обеспечивают адгезию) – специфические химические группировки на поверхности микробов, которые как "ключ к замку" соответствуют рецепторам чувствительных клеток и отвечают за специфическое прилипание возбудителя к клеткам макроорганизма; 2) капсула – как правило капсула состоит из полисахаридов и содержит мономеры углевода специфического для определенных видов. Капсула слабо иммуногенна и маскирует сильные иммуногены клеточной поверхности, таким образом ограничивает взаимодействие с комплементом и антителами. Капсулообразование обеспечивает защиту против фагоцитоза и антител; бактерии, окруженные капсулой, более устойчивы к действию защитных сил макроорганизма и вызывают более тяжелое течение инфекции (возбудители сибирской язвы, чумы, пневмококки); 3) поверхностные антигены: компоненты, подавляющие защитные функции макроорганизма. Такими свойствами обладают протеин А стафилококка, протеин М стрептококка, Vi-антиген брюшнотифозных палочек, липопротеиды грам «-» бактерий; 4) Инвазивность – способность патогенного микроорганизма преодолевать защитные механизмы макроорганизма, что обеспечивается ферментами патогенности, которые подавляют защитные механизмы организма и усиливают вирулентность патогенных бактерий: протеазы, разрушающие антитела; коагулаза, свертывающая плазму крови; фибринолизин, растворяющий сгустки фибрина; лецитиназа, разрушающая лецитин мембран; коллагеназа, разрушающая коллаген; гиалуронидаза, разрушающая гиалуроновую кислоту межклеточного вещества соединительной ткани; нейраминидаза, разрушающая нейраминовую кислоту. Гиалуронидаза, расщепляя гиалуроновую кислоту, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани; 5) Токсигенность – способность микроорганизма нарушать метаболические функции макроорганизма. Токсинообразование для некоторых видов микроорганизмов является жизненно необходимым процессом. Ядовитые вещества, вызывающие патологические изменения в клетках, тканях и органах макроорганизма, называются токсинами. По характеру образования микробные токсины подразделяются на экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксины выделяются в окружающую среду в процессе жизнедеятельности микроорганизма. Эндотоксины прочно связаны с бактериальной клеткой и выделяются в окружающую среду после гибели клетки. Динамика развития инфекционного процесса Инфекционное заболевание возникает при наличии трех взаимосвязанных факторов: патогенного микроорганизма, восприимчивого организма и благоприятной внешней среды, включая социальные условия жизни. Индивидуальная восприимчивость определяется состоянием каждого конкретного организма. Она зависит от многих факторов: 1) качество и количество возбудителя; качество – выраженность инвазивных и агрессивных свойств возбудителя, количество – инфицирующая доза – определенная критическая доза, ниже которой болезнь может не развиться (для заболевания холерой необходимо введение холерных вибрионов в дозе 106-107 пероральным путем); 2) общая физиологическая реактивность организма; она определяется физиологическими особенностями макроорганизма, характером обмена веществ, функцией внутренних органов, эндокринных желез, особенностями иммунитета. 3) входные ворота – ткань или орган, через которые возбудитель проникает в макроорганизм; для большинства возбудителей необходимо проникновение через определенные входные ворота для развития заболевания (для гонококка – только через слизистые оболочки половых органов или конъюнктиву глаза, для возбудителя дизентерии – через слизистую оболочку толстой кишки, для вируса гриппа – через слизистую оболочку дыхательных путей); есть микроорганизмы, способные проникать через любые входные ворота (возбудитель чумы, стафилококки). Источник инфекции – это организм, являющийся биологической средой для естественного накопления и размножения патогенных микроорганизмов. 1) человек (больной или носитель) при антропонозных инфекциях; 2) животные (больные или носители) при зоонозных инфекциях; 3) окружающая среда при сапронозных инфекциях, развивающихся после проникновения свободноживущих бактерий или грибов в организм человека с объектов окружающей среды и поверхности тела (например, при попадании в рану). Механизмы и пути передачи инфекции. Механизмы передачи – способы перемещения инфекционного агента из зараженного организма в восприимчивый организм. Факторы передачи – элементы внешней среды, обеспечивающие передачу возбудителей инфекционных болезней. Ими могут быть вода, различные пищевые продукты, воздух, почва, бытовые предметы и т. д. Пути передачи – определяют конкретные факторы передачи или их сочетание, обеспечивающие перенос инфекционного агента от больного человека или от носителя здоровому. Обычно механизмы передачи инфекционного агента имеют несколько путей. Механизмы передачи инфекционного агента подразделяются на: 1) фекально-оральный – фекалии больного, содержащие возбудителя, попадают в рот и пищеварительную систему здорового (при локализации возбудителя в кишечнике). Это происходит: - алиментарным путем – с пищей; - водным путем – с водой; - контактно-бытовым путем – через предметы быта, руки; - смешанным путем. 2) аэрогенный или респираторный – возбудители из дыхательных путей больного попадают в дыхательные пути здорового (при локализации возбудителя на слизистых оболочках верхних дыхательных путей). Это происходит: - воздушно-капельным путем – при кашле, чихании, разговоре с капельками слизи; - воздушно-пылевым путем – с вдыхаемой пылью при высыхании капелек слизи из дыхательных путей. 3) гемический – возбудители из крови больного попадают в кровь здорового (при нахождении возбудителя в крови). Это происходит: - трансмиссивным путем – через укусы кровососущих членистоногих; - парентеральным путем – при помощи медицинского инструментария (шприцов, капельниц и пр.); - вертикальным путем – через плаценту от матери к плоду. 4) контактный – возбудители попадают с покровных тканей больного (кожа, ногти, волосы, слизистые оболочки) на покровные ткани здорового. Это происходит: - собственно контактным путем – прямое прикосновение кожи больного и здорового; - при половом контакте – при половом акте; - контактно-бытовым путем – через предметы обихода. Если комбинируются эти 4 механизма, то говорят о 5-ом механизме – смешанном (атипичном). |