Общая микробиология
 Скачать 1.12 Mb.
|
66 Механизмы лекарственной устойчивости бактерий (первичные, приобретенные, хромосомные, внехромосомные),г-гены.Антибиотикорезистентность — это устойчивость микробов к антимикробным химиопрепаратам. Бактерии следует считать резистентными, если они не обезвреживаются такими концентрациями препарата, которые реально создаются в макроорганизме. Резистентность может быть природной и приобретенной. Природная устойчивость. Некоторые виды микробов природно устойчивы к определенным семействам антибиотиков или в результате отсутствия соответствующей мишени (например, микоплазмы не имеют клеточной стенки, поэтому не чувствительны ко всем препаратам, действующим на этом уровне), или в результате бактериальной непроницаемости для данного препарата (например, грамотрицательные микробы менее проницаемы для крупномолекулярных соединений, чем грамположительные бактерии, так как их наружная мембрана имеет «маленькие» поры). Приобретенная устойчивость. Приобретение резистентности — это биологическая закономерность, связанная с адаптацией микроорганизмов к условиям внешней среды. Она, хотя и в разной степени, справедлива для всех бактерий и всех антибиотиков. К химиопрепаратам адаптируются не только бактерии, но и остальные микробы — от эукариотических форм (простейшие, грибы) до вирусов. Проблема формирования и распространения лекарственной резистентности микробов особенно значима для внутрибольничных инфекций, вызываемых так называемыми «госпитальными штаммами», у которых, как правило, наблюдается множественная устойчивость к антибиотикам (так называемая полирезистентность). Генетические основы приобретенной резистентности. Устойчивость к антибиотикам определяется и поддерживается генами резистентности (r-генами) и условиями, способствующими их распространению в микробных популяциях. Приобретенная лекарственная устойчивость может возникать и распространяться в популяции бактерий в результате: мутаций в хромосоме бактериальной клетки с последующей селекцией (т. е. отбором) мутантов. Особенно легко селекция происходит в присутствии антибиотиков, так как в этих условиях мутанты получают преимущество перед остальными клетками популяции, которые чувствительны к препарату. Мутации возникают независимо от применения антибиотика, т. е. сам препарат не влияет на частоту мутаций и не является их причиной, но служит фактором отбора. Далее резистентные клетки дают потомство и могут передаваться в организм следующего хозяина (человека или животного), формируя и распространяя резистентные штаммы. Мутации могут быть: 1) единичные (если мутация произошла в одной клетке, в результате чего в ней синтезируются измененные белки) и 2) множественные (серия мутаций, в результате чего изменяется не один, а целый набор белков, например пенициллинсвязывающих белков у пенициллин-резистентногопневмококка); переноса трансмиссивных плазмид резистентности (R-плазмид). Плазмиды резистентности (трансмиссивные) обычно кодируют перекрестную устойчивость к нескольким семействам антибиотиков. Впервые такая множественная резистентность была описана японскими исследователями в отношении кишечных бактерий. Сейчас показано, что она встречается и у других групп бактерий. Некоторые плазмиды могут передаваться между бактериями разных видов, поэтому один и тот же ген резистентности можно встретить у бактерий, таксономически далеких друг от друга. Например, бета-лактамаза, кодируемая плазмидой ТЕМ-1, широко распространена у грамотрицательных бактерий и встречается у кишечной палочки и других кишечных бактерий, а также у гонококка, резистентного к пенициллину, и гемофильной палочки, резистентной кампициллину; переноса транспозонов, несущих r-гены (или мигрирующих генетических последовательностей). Транспозоны могут мигрировать с хромосомы на плазмиду и обратно, а также с плазмиды на другую плазмиду. Таким образом, гены резистентности могут передаваться далее дочерним клеткам или при рекомбинации другимбактериям-реципиентам. экспрессии генных кассет интегронами. Интегрон — это генетические элементы, которые содержат в себе ген интегразы, специфический сайт интеграции и рядом с ним промотор, что придает им способность интегрировать в себя мобильные генные кассеты (например, содержащие гены резистентности) и экспрессировать присутствующие в них беспромоторные гены. Реализация приобретенной устойчивости. Изменения в геноме бактерий приводят к тому, что меняются и некоторые свойства бактериальной клетки, в результате чего она становится устойчивой к антибактериальным препаратам. Обычно антимикробный эффект препарата осуществляется таким образом: агент должен связаться с бактерией и пройти сквозь ее оболочку, затем ондолжен быть доставлен к месту действия, после чего препарат взаимодействует с внутриклеточными мишенями. Реализация приобретенной лекарственной устойчивости возможна на каждом из следующих этапов: модификация мишени. Фермент-мишень может быть так изменен, что его функции не нарушаются, но способность связываться с химиопрепаратом (аффинность) резко снижается или может быть включен «обходной путь» метаболизма, т. е. в клетке активируется другой фермент, который не подвержен действию данногопрепарата. «недоступность» мишени за счет снижения проницаемости клеточной стенки и клеточных мембран или «эффлюко»- механизма, когда клетка как бы «выталкивает» из себяантибиотик. инактивация препарата бактериальными ферментами. Некоторые бактерии способны продуцировать особые ферменты, которые делают препараты неактивными (например, бета-лактамазы, аминогликозид-модифицирующие ферменты, хлорамфениколацетилтрансфераза). Бета-лактамазы — это ферменты, разрушающие бета-лактамное кольцо с образованием неактивных соединений. Гены, кодирующие эти ферменты, широко распространены среди бактерий и могут быть как в составе хромосомы, так и в составеплазмиды. Для борьбы с инактивирующим действием бета-лактамаз используют вещества — ингибиторы (например, клавулановую кислоту, сульбактам, тазобактам). Эти вещества содержат в своем составе бета-лактамное кольцо и способны связываться с бета- лактамазами, предотвращая их разрушительное действие на бета-лактамы. При этом собственная антибактериальная активность таких ингибиторов низкая. Клавулановая кислота ингибирует большинство известных бета-лактамаз. Ее комбинируют с пенициллинами: амоксициллином, тикарциллином, пиперациллином. Предупредить развитие антибиотикорезистентности у бактерий практически невозможно, но необходимо использовать антимикробные препараты таким образом, чтобы не способствовать развитию и распространению устойчивости (в частности, применять антибиотики строго по показаниям, избегать их использования с профилактической целью, через 10—15 дней антибиотикотерапии менять препарат, по возможности использовать препараты узкого спектра действия, ограниченно применять антибиотики в ветеринарии и не использовать их как фактор роста). 67. Микроэкология полости рта. Состояние микробиома в норме и при патологии полости рта Микрофлора полости рта (син. микробиоценоз полости рта) – совокупность представителей различных таксономических групп микроорганизмов, населяющих полость рта как своеобразную экологическую нишу организма человека, вступающих в биохимические, иммунологические и прочие взаимодействия с макроорганизмом и друг с другом. Микрофлора полости рта подразделяется на аутохтонную (резидентную, постоянную) и аллохтонную (транзиторную, временную). К резидентной группе относят микробы, максимально приспособленные к существованию в условиях макроорганизма и поэтому присутствующие в данном биотопе постоянно. Они содержатся в довольно высоких концентрациях, выполняют определённые функции и играют существенную роль в активации метаболических процессов организма хозяина. Аутохтонную микрофлору подразделяют на облигатную, которая постоянно обитает в полости рта, и факультативную, в составе которой чаще встречаются условно-патогенные бактерии. Факультативные виды встречаются реже, они наиболее характерны для отдельных заболеваний зубов, пародонта, слизистой оболочки полости рта и губ. Транзиторную группу составляют микроорганизмы, которые неспособны к длительному существованию в организме человека и поэтому являются необязательными компонентами микробиоценоза полости рта. Частота их встречаемости и концентрация в данном биотопе определяется поступлением микробов из окружающей среды и состоянием иммунной системы организма хозяина. При этом их содержание и удельный вес у здоровых людей не превышает аналогичные показатели резидентных микроорганизмов. Условиями для размножения и длительной задержки микроорганизмов в полости рта являются: температурный оптимум, обилие влаги, близкая к нейтральной реакция среды, анатомические особенности, способствующие накоплению микробных клеток. Роль нормальной микрофлоры полости рта: 1. стимулирует развитие лимфоидной ткани 2. благодаря антагонистическому воздействию подавляет размножение различных патогенных видов бактерий, попадающих в полость рта. Микробы нормофлоры могут подавлять размножение других видов и родов бактерий за счёт более высокого биологического потенциала(короткая lag-фаза, более высокая скорость размножения), конкуренции за источник питания, путём изменения рН, продукции спиртов, перекиси водорода, молочной и жирных кислот и т.д. Представители нормальной микрофлоры синтезируют лизоцим, ацидофиллин, бактериоцины, обладающие бактерицидной активностью по отношению к чужеродным микроорганизмам 3. поддерживает физиологическое воспаление в слизистой оболочке и повышают готовность к иммунным реакциям 4. обеспечивает самоочищение ротовой полости 5. способствует снабжению организма аминокислотами и витаминами, которые секретируются м/о в процессе метаболизма 6. продукты жизнедеятельности микроорганизмов могут стимулировать секрецию слюнных и слизистых желез 7. являются возбудителями и главными виновниками основных стоматологических заболеваний. Доминирующее место как по разнообразию обитающих в полости рта видов, так и по количеству занимают бактерии, хотя в состав микрофлоры полости рта входят также вирусы, грибы и простейшие. Число видов бактерий, населяющих полость рта, колеблется от 100 до 160, и регулируется фагоцитозом нейтрофилов слюны, слущиванием эпителия с адсорбированными микробными клетками и, в наибольшей степени, смыванием слюной. Бактериальная флора ротовой полости Стафилококки (род Staphylococcus). Стафилококки — грамположительные кокки. В чистой культуре располагаются в виде скоплений, напоминающих виноградные гроздья, а в патологическом материале — небольшими скоплениями кокков. Неподвижны. Факультативные анаэробы. Входят в состав нормальной микрофлоры тела человека, обитая в носоглотке, ротоглотке и на коже. Стафилококки в полости рта здорового человека встречаются в среднем в 30% случаев. В зубном налете и на деснах здоровых людей присутствуют в основном Staphylococcusepidermidis. У некоторых людей в полости рта могут обнаруживаться и Staphylococcusaureus (наиболее патогенный вид). Обладая значительной ферментативной активностью, стафилококки принимают участие в расщеплении остатков пищи в полости рта. Патогенные стафилококки (коагулазоположительные), встречающиеся на слизистой носоглотки и в полости рта, являются частой причиной эндогенных инфекций, вызывая различные гнойно-воспалительные процессы полости рта. Стрептококки (род Streptococcus). Стрептококки — кокки неправильной округлой формы, располагающиеся в виде цепочек или попарно. Неподвижны, спор не имеют; некоторые образуют капсулы. Грамположительные, факультативные анаэробы. Для выращивания необходимы специальные питательные среды (кровяной агар, сахарный бульон). Во внешней среде они менее устойчивы, чем стафилококки. Стрептококки являются основными обитателями полости рта (в 1 мл слюны — до 108—1011 стрептококков). Обладая значительной ферментативной активностью, стрептококки сбраживают углеводы с образованием молочной кислоты. Кислоты, появляющиеся в результате брожения, подавляют рост ряда гнилостных микробов, встречающихся в полости рта. Кроме того кислоты, образующиеся стрептококками, снижают рН в ротовой полости и способствуют развитию кариеса. Также важна способность стрептококков синтезировать нерастворимые полисахариды из сахарозы. Стрептококки, вегетирующие в ротовой полости, составляют особую экологическую группу и получили название «оральных». К ним относятся следующие виды: S.mutans, S.salivarius, S.sanguis, S.mitis, S.oralis и др. Оральные стрептококки отличаются друг от друга по способности ферментировать углеводы и образовывать перекись водорода. На кровяном агаре они формируют точечные колонии, окруженные зеленоватой зоной α-гемолиза. Колонизация оральными стрептококками различных участков ротовой полости имеет качественные и количественные вариации в зависимости от условий жизни. S.salivarius и S.mitis в 100% случаев присутствуют в полости рта. S.mutans и S.sanguis обнаруживаются в большом количестве на зубах, aS.salivarius — главным образом на поверхности языка.S.mutans и S.sanguis выявлялись в ротовой полости только после повреждения зубов. Пептострептококки (род Peptostreptococcus) Пептострептококки — грамположительные кокки, располагающиеся парами или цепочками. Неподвижны. Облигатные анаэробы. Плохо ферментируют углеводы. Растут на сложных питательных средах с добавлением крови. В ротовой полости встречаются следующие виды: P. anaerobus, P. magnus, P. micros. Пептострептококки вызывают гнойно-воспалительные заболевания различной локализации в ассоциации с другими микробами. Пептококки (род Peptococcus) Пептококки — грамположительные кокки, располагающиеся парами, тетрадами, в виде неправильных скоплений или короткими цепочками. Неподвижны. Облигатные анаэробы. Они требовательны к питательным средам, лучше растут в присутствии жирных кислот. Пептококки обладают слабой сахаролитической активностью, расщепляют пептоны и аминокислоты. Чаще всего пептококки встречаются в ассоциациях с фузобактериями и спирохетами при глубоких пульпитах, пародонтите, абсцессах челюстно-лицевой области. Типовой вид — Peptococcusniger. Вейлонеллы (род Veillonella). Вейлонеллы — грамотрицательные кокковидные бактерии, располагающиеся парами или — реже — по одиночке, иногда небольшими скоплениями. Неподвижны. Спор не образуют. Облигатные анаэробы. Они плохо растут на питательных средах, но их рост заметно улучшается при добавлении лактата, являющегося для них источником энергии. Они хорошо разлагают низкомолекулярные продукты обмена углеводов — лактат, пируват, ацетат — до СО2 и Н2, способствуя повышению рН среды. Концентрация вейлонелл (вид – V. parvula) в слюне приблизительно такая же, как зеленящих стрептококков. В полости рта здоровых людей они присутствуют постоянно в больших количествах (в 1 мл слюны до 107 - 1011). Считается, что за счет катаболизма образованной зеленящими стрептококками молочной кислоты вейлонеллы могут оказывать противокариозное действие. Самостоятельно обычно не вызывают развития патологических процессов, но могут входить в состав смешанных групп патогенов. Количество их возрастает при воспалительных процессах, при одонтогенных абсцессах полости рта. Нейссерии (род Neisseria). Нейссерии — грамотрицательные диплококки, располагающиеся в виде пары кофейных зерен, обращенных вогнутыми поверхностями друг к другу. Неподвижны, спор не образуют. Аэробы. Нейссерии всегда в большом количестве встречаются в полости рта здоровых людей (до 1—3 млн. в 1 мл слюны). Нейссерии активно редуцируют кислород, что снижает окислительно-восстановительный потенциал среды и создает условия для развития анаэробной микрофлоры. Различают пигментообразующие виды и виды, не образующие пигмент. Последние чаще всего находятся в пульпе и периодонте при остром серозном воспалении и при катаральном воспалении слизистой оболочки полости рта. Палочковидные формы бактерий, обитающие в полости рта. Лактобациллы (род Lactobacillus). Лактобациллы (лактобактерии) — грамположительные палочки различной длины с закругленными концами, часто собирающиеся в короткие цепочки. Иногда подвижны (перитрихи). Спор и капсул не образуют. Факультативные анаэробы, микроаэрофилы, реже — облигатные анаэробы. В ротовой полости чаще всего встречаются Lactobacillusacidophilus, L.fermentum, L. brevis, L. casei. Лактобактерии вызывают молочно-кислое брожение с образованием большого количества молочной кислоты. Ввиду образования большого количества молочной кислоты, они задерживают рост (являются антагонистами) других микробов: стафилококков, кишечной палочки и дизентерийных палочек. Количество лактобацилл в полости рта при кариесе возрастает и зависит от величины кариозных поражений. Бактерии способны существовать при пониженных значениях рН и, синтезируя большое количество кислот, усугубляют кариозный процесс. Эти микробы играют решающую роль в деструкции дентина после деформации эмали. Бифидобактерии (род Bifidobacterium). Бифидобактерии — грамположительные полиморфные палочки, обычно слегка изогнутые или ветвящиеся (часто в форме латинских букв «Y», «X»), нередко с утолщениями на концах. Неподвижны, спор не образуют. Облигатные анаэробы. Пропионибактерии (род Propionibacterium). Пропионибактерии — полиморфные неправильной формы палочки, встречаются кокковидные и слегка ветвящиеся формы. Располагаются одиночно, короткими цепочками или небольшими скоплениями. Грамположительны. Неподвижны. Спор не образуют. Факультативные анаэробы, лучше растут в анаэробных условиях. Бифидо- и пропионибактерии являются антагонистами патогенной микрофлоры; редко их выделяют при гнойно-воспалительных процессах в ассоциации с другими возбудителями. Коринебактерии (род Corynebacterium). Коринебактерии — прямые или слегка изогнутые палочки, иногда с булавовидными концами. Располагаются: одиночно или в парах, образуя конфигурацию в виде V; в виде стопки из нескольких параллельно расположенных клеток. Грамположительны. Имеют зерна волютина. Коринебактерии почти всегда и в больших количествах встречаются в полости рта здорового человека. Это непатогенные представители рода. Характерной особенностью коринебактерий, вегетирующих в полости рта, является их способность понижать окислительно-восстановительный потенциал, что содействует росту и размножению анаэробов. Согласно классификации Берджи (2001 г.) в Тип Bacteroidetes объединены близкородственные семейства Bacteraidaceae, Porphyromonadaceae, Prevotellaceae. Этот тип составляют анаэробные грамотрицательные неспорообразующие бактерии. Растут на специальных питательных средах (кровяной агар). Большинство из них входит в состав микрофлоры ротовой полости. Бактероиды (род Bacteroides). Бактероиды — палочковидные грамотрицательные плеоморфные бактерии, значительно варьирующие по размерам. Большинство бактерий неподвижны. Облигатные, неспорообразующие анаэробы. Могут образовывать капсулы. Типичный представитель - В. fragilis – встречается в складках слизистой у основания зубов, однако наиболее типичен для кишечника. В. forsythus является одним из пародонтопатогенных видов микробов. Порфиромонады (род Porphyromonas) Порфиромонады — короткие палочковидные грамотрицательные бактерии. Неподвижны. Облигатные неспорообразующие анаэробы. На кровяном агаре образуют темнопигментированные колонии. Наиболее часто выделяются Porphyromonasasaccharolytica (типовой вид), P.endodontalis и Р.gingivalis. Количество их увеличивается при различных гнойно-воспалительных процессах ротовой полости — в нагноившихся зубных гранулемах, при гнойном остеомиелите челюстей, при актиномикозе. Превотеллы (род Prevotella) Превотеллы — грамотрицательные полиморфные палочки. Неподвижны. Облигатные неспорообразующис анаэробы, многие из которых образуют темный пигмент. В ротовой полости чаще встречаются P. buccae, P. denticola, P. melaninogenica (типовой вид), P. oralis, P. oris. Превотеллы населяют десневой желобок, карманы слизистой оболочки. Они участвуют в возникновении одонтогенных инфекций в ротовой полости и развитии заболеваний пародонта. Фузобактерии (род Fusobacterium) Фузобактерии — грамотрицательные плеоморфные бактерии. Имеют форму тонких веретенообразных палочек или полиморфных палочек различной длины с заостренными концами. Неподвижны. Облигатные неспорообразующие анаэробы. Фузобактерии постоянно присутствуют в полости рта (в 1 мл слюны — несколько десятков тысяч). Патогенность веретенообразных палочек резко увеличивается в смешанных культурах со спирохетами, вибрионами, анаэробными кокками. При различных патологических процессах количество их резко возрастает. Так, при язвенно-некротических поражениях (ангина Венсана, гингивит, стоматиты) количество фузобактерий увеличивается в 1000—10000 раз одновременно с резким ростом количества прочих анаэробных микроорганизмов, особенно спирохет. Фузобактерии находятся в кариозном дентине и в десневых карманах при пародонтите. Основные поражения у человека вызывают F.nucleatum и F.necrophorum. Лептотрихии (род Leptotrichia) Лептотрихии имеют вид длинных нитей разной толщины с заостренными или вздутыми концами, дают густые сплетения, могут располагаться попарно в виде зернистых палочек. Лептотрихии неподвижны, спор и капсул не образуют. Облигатные анаэробы. Лептотрихии ферментируют глюкозу с образованием большого количества молочной кислоты, что приводит к понижению уровня рН до 4,5. Лептотрихии (Leptotrichiabuccalis) присутствуют в полости рта постоянно (чаще у шейки зубов) в большом количестве (в 1 мл слюны 103-104). При заболеваниях пародонта количество этих бактерий в полости рта возрастает. Актиномицеты (род Actinomyces) Актиномицеты палочковидные или нитевидные ветвящиеся бактерии. При делении путем фрагментации могут образовывать тонкие прямые, слегка изогнутые палочки, часто с утолщениями на концах, располагаясь одиночно, парами, в виде букв «V, Y», или скоплений, напоминающих палисадник. Неподвижны. Грамположительны. Облигатные или факультативны анаэробы. Актиномицеты почти всегда присутствуют в полости рта здорового человека (A. israelii, A. naeslundii, A. viscosus, A. odontolyticus).Актиномицеты принимают участие в развитии кариеса, заболеваний пародонта. При понижении сопротивляемости макроорганизма актиномицеты могут вызвать эндогенную инфекцию актиномикоз – заболевание, протекающее в виде хронического гнойного воспаления с развитием гранулем, абсцессов и свищей. |