МиИ РК1. Предметом микробиологии является изучение биологических свойств
 Скачать 0.87 Mb.
|
Методы микробиологических исследованийЭффективной технологией является метод мембранной фильтрации. С его помощью выявляется наличие патогенной микрофлоры в водопроводной, колодезной воде. Суть методики: вода из образцов пропускается через фильтрующую установку с ячейками 0,65 мкм; на поверхности мембраны остаются микроорганизмы, присутствующие в образцах; фильтр снимается, помещается в среду с благоприятной для развития микробов температурой и влажностью. Метод позволяет достоверно определить видовую принадлежность и количество микроорганизмов в воде даже в случаях их малой концентрации, дает точные и быстрые результаты, но подходит для источников, в которых вода хорошо фильтруется. Вода как среда обитания патогенных микроорганизмов. Методы и показатели для оценки бактериальной загрязненности воды. Патогенные виды, длительно сохраняющиеся в воде. Вода является естественной средой обитания микроорганизмов, не всех, но достаточно многих. Микроорганизмы способны осуществлять в воде все процессы своей жизнедеятельности, проводя при этом разложение различных органических соединений. Они способны жить, размножаться, участвовать в процессах круговорота углерода, азота, различных элементов. Количественный и качественный состав микробиоты разных природных вод различается и весьма разнообразен. В воде открытых водоемов обитают самые разные микроорганизмы: палочковидные бактерии, кокки, вибрионы, спириллы, спирохеты, различные фотосинтезирующие бактерии, грибы, вирусы, плазмиды, простейшие… Количественный и качественный состав микробиоты воды зависит от ее происхождения. Например, галофильные бактерии обитают в морской воде. Количество микроорганизмов регламентируется в основном содержанием в воде органических веществ. Многие микроорганизмы хорошо размножаются в воде, и их количество может достигать миллионов в одном миллилитре. Вода, просачиваясь через почву, подвергается своеобразной природной фильтрации, поэтому грунтовые воды значительно чище воды открытых водоемов. Количество микроорганизмов в открытых водоемах зависит от множества факторов: климатических условий, времени года, загрязнения сточными водами и отходами предприятий. К сожалению, практически постоянно во все реки, озера, моря из населенных пунктов выбрасывается загрязненная, высококонтаминированная вода, содержащая огромное количество микроорганизмов и органических веществ. Постоянные выбросы приводят к тому, что в воде не успевают протекать процессы самоочищения, что приводит к возникновению экологических проблем. Степень загрязнения воды характеризуется показателем сапробиости (от греч. sapros — гнилой). Различают три категории воды (зоны водоема) по степени микробного загрязнения: • полисапробная — максимально загрязненная вода. Это вода, богатая органическими веществами и содержащая мало кислорода. Количество микроорганизмов в такой воде — несколько миллионов, часто встречаются кишечные палочки, много гнилостных бактерий; • мезосапробная — среднезагрязненная вода. В такой воде активно протекают процессы разложения органических веществ и минерализации, сопровождающиеся интенсивным окислением, и нитрификации. Количество микроорганизмов в воде мезосапробной зоны значительно меньше, чем в полисапробной, — сотни тысяч в одном миллилитре; • олигосапробная — чистая вода. Это вода, бедная органическими веществами, содержащая достаточно небольшое количество микроорганизмов (сотни клеток) при практическом отсутствии бактерий группы кишечных палочек. Микрофлора организма человека: состав, основные функции. Эубиоз и дисбиоз. Микрофло́ра (микробиота) — собирательное название микроорганизмов, находящихся в симбиозе с человеком. Эта сложная экосистема оказывает влияние на здоровье всего организма человека. Таким образом, можно выделить основные функции, которые выполняет микрофлора кишечника человека: метаболическую (обмен веществ), трофическую (пищевую), защитную и иммунную. В состав резидентной и транзиторной микрофлоры входят сапрофитные и условно-патогенные микроорганизмы. 000 особей микробов. Собственная микрофлора кожи человека представлена сарцинами, стафилококками, дифтероидами, некоторыми видами стрептококков, бациллами, грибами и др. Эубиоз - нормальное состояние естественной микрофлоры организма. Эубиоз (нормобиоз) характеризуется стабильным составом микробоценозов и полным объемом их физиологических функций. Дисбиоз (дисбактериоз) характеризуется отклонениями в составе микробоценоза, существенно выходящими за пределы физиологической нормы. В итоге нарушается защитная и иные полезные функции нормальной микрофлоры, возникает угроза развития местных и общих патологических процессов. Антимикробные препараты – антибиотики: определения понятия, область применения. Основы избирательности действия антибиотиков. Антибиотики– это группа препаратов, которые используются в лечении бактериальных инфекций. Бактерии – это живые микроорганизмы, которые проникнув в организм человека, начинают активную жизнедеятельность и размножение. Антибиотики– это группа препаратов, которые используются в лечении бактериальных инфекций. ... Как правило, эти препараты применяются в комбинации с другими антибиотиками для лечения таких инфекционных заболеваний: эндокардит; туберкулез; сепсис; инфекционно-воспалительные процессы в дыхательных и мочевыводящих путях. Тип действия. Антибиотики делят на бактерицидные (b-лактамные, аминогликозиды, полимиксины) и бактериостатические (макролиды, тетрациклины, левомицетин). В результате бактерицидного действия микробы гибнут, бактериостатического - только теряют способность делиться. В этом случае организм окончательно избавляется от возбудителя с помощью факторов иммунитета. Поэтому бактерицидные антибиотики более выгодны, особенно в условиях неполноценного функционирования системы иммунитета. Лекарственная устойчивость микроорганизмов: основные механизмы, причины и способы возникновения, пути распространения. Методы определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам. Антибиотикорезистентность — это устойчивость микробов к антимикробным химиопрепаратам. Бактерии следует считать резистент ными, 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 пени-циллинсвязывающих белков у пенициллин-резистентного пневмококка); • 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 к ампициллину; • 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 другим бактериям-реципиентам. 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 он должен 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 данного препарата. • «недоступность» мишени за счет снижения проницаемости клеточной стенки и клеточных мембран или «эффлюко-механизма, когда клетка как бы «выталкивает» из себя антибиотик. • 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 составе плазмиды. 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 известныхбета-лактамаз. Ее комбинируют с пеницил-линами: 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 ан-тибиотикотерапии менять препарат, по возможности использовать препараты узкого спектра действия, ограниченно применять антибиотики в ветеринарии и не использовать их как фактор роста). Патогенность и вирулентность микроорганизмов: определение понятий, локализация генов патогенности. Все микроорганизмы, по способности вызывать инфекцию можно разделить на: · сапрофиты - микроорганизмы, которые неспособны вызывать инфекцию · патогенные микроорганизмы- всегда вызывают инфекцию условно патогенные микроорганизмы- способны вызывать инфекцию, но только при определенных условиях, и в первую очередь при снижении антимикробной резистентности макроорганизма Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, в отличие от сапрофитов, обладают патогенностью. Патогенность - это генотипический видовой признак, передающийся по наследству, закрепленный в геноме микроорганизма, в процессе эволюции паразита и отражающий потенциальную возможность микроорганизма проникать в макроорганизм (инфективность) и размножаться в нем (инвазивность), вызывать комплекс патологических процессов, возникающих при заболевании. Данная способность является потенциальной, так как она проявляется только в восприимчивом организме. Например, возбудитель куриной холеры не могут вызвать инфекционный процесс в организме человека, а гонококки, вирус кори – в организме животных. Патогенность характеризуется специфичностью, то есть способностью вызывать типичные для данного вида возбудителя патоморфологические и патофизиологические изменения в определенных органах и тканях при естественных для него способах заражения (респираторные, кишечные, гнойно-воспалительные инфекции). Вирулентность - фенотипический признак патогенного микроорганизма - свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулентность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Факторы вирулентности определяют способность микроорганизмов · прикрепляться (адсорбироваться) на клетках (адгезия) · размножаться на их поверхности (колонизация), · проникать в клетки (пенетрация) · противостоять факторам неспецифической резистентности и иммунной защиты организма (агрессия). Как количественный признак вирулентность, в отличие от качественного — патогенности, имеет единицы измерения: она измеряется количеством, т. е. дозой микроорганизмов, вызывающих определенной биологический эффект: Факторы патогенности бактерий: характеристика Факторы патогенности – это материальные носители, обусловливающие способность микробов вызывать инфекционный процесс. К основным факторам патогенности относят способность к адгезии и колонизации, свойства инвазивности и токсигенности, способность к длительному персистированию и др. Адгезия.Размножению бактерий в первичном очаге инфицирования предшествует адгезия (от лат.ad-haesio, прикрепляться к чему-либо), т.е. закрепление бактерий на поверхности клеток, что и является началом инфекционного процесса. Прикрепление к поверхности клеток обеспечивают адгезины, или факторы колонизации – различные микробные продукты – молекулы адгезии (белки, ЛПС, липотейхоевые кислоты). Молекулы адгезии могут располагаться непосредственно на поверхности бактериальной клетки, либо входить в состав микроворсинок или капсул. Взаимодействие инфекционного агента с эпителиальными клетками происходит в результате нескольких типов связей, различных по природе и специфичности. Выделяют связи, основанные на взаимодействии электростатических сил, обусловленные гидрофобными свойствами поверхности, лиганд-рецепторные взаимодействия. Заряд. Бактериальные и эукариотические клетки заряжены отрицательно, но поверхностные ворсинки грамотрицательных бактерий снижают заряд бактерий и уменьшают электростатические силы отталкивания. Гидрофобность.Бескапсульные бактерии обладают высокой гидрофобностью, усиливающей адгезивность; гидрофобные участки обладают сродством к лигандам на поверхности эукариотических клеток, что и приводит к прочности связи. Специфические взаимодействия. На поверхности бактерий имеются специфические химические группировки (молекулы) – адгезины, способные к стереоспецифическому связыванию с комплементарными рецепторами на мембранах эукариотических клеток. Между адгезинами микробов и рецепторами соматических клеток происходит лиганд-рецепторные взаимодействия, по принципу «ключ-замок». Этим объясняется тропность микроорганизмов, то есть избирательная способность вызывать заболевания респираторного тракта, ЖКТ, мочевыделительной системы и т.д. Колонизация – процесс размножения микроорганизмов на поверхности эпителия. Для успешной колонизации очага первичного инфицирования бактерии должны выдержать действие многочисленных и разнообразных микробицидных факторов хозяина. Для защиты от них микроорганизмы активно используют ряд структур (капсула, поверхностные протеины) и синтезируемых веществ (экзоферменты). Капсула ингибирует начальные этапы защитных реакций – распознавание и поглощение. Капсулы «экранируют» бактериальные структуры, активирующие систему комплемента, а также структуры, распознаваемые иммунокомпетентными клетками. Например, слой капсульного вещества защищает тейхоевые кислоты стафилококков от связывания опсонинами. Гидрофильность капсул затрудняет их поглощение фагоцитами, а само капсульное вещество защищает бактерию от воздействия лизосомальных ферментов и токсичных оксидантов, выделяемых фагоцитирующими клетками. Кроме того, бактерии при поглощениии легко «снимают с себя» капсулу и избегают контакта с фагоцитом. |