микра. Руководстве Берджи бактерии делили по особенностям клеточной стенки бактерий на 4 отдела Gracilicutes
 Скачать 241.54 Kb.
|
|
Газовая стерилизация, область применения. Химическую стерилизацию используют при обработке крупногабаритных изделий, приборов, а также аппаратов и термолабильных изделий, которые можно повредить высокой температурой – эндоскопы, изделия из резины, полимерные, титановые сплавы. Для газовой («холодной») стерилизации используют герметичные контейнеры, которые заполняют парами летучих веществ: формальдегида, смесью паров формальдегида и этилового спирта, окисью этилена, смесью окиси этилена и бромистого метила. Так обрабатывают многокомпонентное оборудование. Используют для гемодиализа. Механические методы стерилизации, область применения. 1) Промывание 2) Фильтрация (размер пор в фильтре 0,22 микрон, а размер бактерий – 1 – 2 мкм, бактерии крупные и не проходят через фильтр). Механическая стерилизация осуществляется при помощи бактериальных фильтров (асбестовые, мембранные). Они имеют поры определённой величины. Используют для стерилизации сывороток бактериофагов. 3) Ламинарный шкаф + фильтр тонкой очистки (для термолабильных жидкостей) 4) Хирургическая обработка раны – иссечение раны. Стерилизация текучим паром и паром под давлением. Аппаратура, правила работы, механизм действия стерилизующих факторов. Режим стерилизации, область применения. Физический, химический и биологический контроли стерилизации. Обработка насыщенным водяным паром под давлением в паровых стерилизаторах (автоклавах) более предпочтительна, чем воздействие сухого жара в воздушных стерилизаторах (сухожаровых шкафах). Чем выше давление, создаваемое в герметично закрытой камере, тем выше температура пара. Паровой стерилизации подвергают изделия из текстиля (бельё, вату, бинты, шовный материал), из резины, стекла, полимерных материалов, питательные среды, лекарственные препараты. Воздушной стерилизации подвергают изделия из металла, стекла, силиконовой резины. Стерилизационная аппаратура. Сухожаровой шкаф (печь Пастера). Стерилизующий момент – коагуляция белка. Шкаф работает при t˚ 160 – 165˚ C. Время стерилизации – 1 час. При 180˚ C – 15 минут, при 200˚ C – 5 минут. Автоклав. Текучий пар /пар под давлением. Стерилизующий момент – гидролиз белков. Режим работы автоклава
При увеличении температуры кипения вода переходит в химически агрессивное состояние и вызывает гидролитическое расщепление белковых структур микроорганизмов. Для проверки эффективности стерилизации используют несколько методов: Химический – с помощью индикаторов по изменению их окраски. Физический – с помощью термометра + временной контроль. Биологический – вместе с материалом для стерилизации помещают пробирку со спорообразующей культурой. Пастеризация, тиндализация. Режим работы, область применения. Тиндализация (предложил Тиндэлл) – дробная стерилизация при низких температурах 56 – 58˚ C в течение 5 – 6 суток. Основан на поочерёдном уничтожении вегетативных клеток, проросших спор. Основной недостаток – невозможность полной элиминации микроорганизмов, т.к. некоторые споры не успевают прорастать в указанных временных интервалах, а некоторые вегетативные клетки успевают образовать термостабильные споры. Метод используют для стерилизации сыворотки, асцитической жидкости. Пастеризация – способ инактивации вегетативных форм бактерий (предложил Луи Пастер). Нестерильный продукт пастеризуют при t=65 – 70˚ C в течение 1 часа. Молочные продукты, вина, пиво хранят в холодильнике. Дезинфектанты, основные группы дезинфектантов, механизм действия, область применения. Поверхностно-активные вещества (ПАВ): порошки, мыла, жирные кислоты. Вызывают снижение поверхностного натяжения, что приводит к нарушению функции клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. Имеют узкий спектр антимикробного действия, изменяют проницаемость оболочки микробной клетки. Фенол, крезол и их производные. Вызывают коагуляцию микробных белков. Используют для дезинфекции заразного материала в инфекционных больницах и в бактериологической практике. Не активны в отношении спор и вирусов. Галогенсодержащие – содержат йод, хлор, бром. Йод в кожных антисептиках. Активный хлор – для обеззараживания воды бассейнов. Широкий спектр действия. Выраженное побочное действие: раздражение слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей, ЖКТ, стойкий запах и коррозия металлов. Альдегидсодержащие. Активное действующее начало – формальдегид. 40% раствор формальдегида называется формалин. Используют глютаровый, ортофталевый альдегиды, альдегид янтарной кислоты, глиоксаль и их композиции. Широкий спектр действия. Фиксируют белковые загрязнения на объектах, раздражают верхние дыхательные пути. Гуанидинсодержащие. Хлоргексидин биглюконат, полигуанидинфосфаты и их производные. Длительный бактерицидный эффект. Образуют стойкие плёнки. Узкий спектр антимикробного действия. Спиртсодержащие. Этанол, пропано-1, пропанол-2, 2-этиленгексанол. В больших концентрациях обладают дубильными свойствами, плохо проникают в ткани в больших концентрациях (96%), более глубоко проникают в малых концентрациях (70%). Не обладают спороцидным действием. На основе кислот. Для дезинфекции используют органические и неорганические кислоты. Неорганические кислоты обладают более выраженным и широким спектром действия, чем органические, но очень токсичные и практически не применяются. Окислители – вещества, которые при взаимодействии с микробными белками вызывают их денатурацию или окисление ферментов, метаболитов за счёт активных форм кислорода, перекиси водорода, хлора, KMnO4, озона. Фенолсодержащие. Соли тяжёлых металлов. Ртуть, свинец, цинк, золото. Оказывают олигодинамическое действие (oligos – малый) – коагуляция белков микробной клетки. Красители. Бриллиантовый зелёный, риванол. Оказывают бактериостатическое действие. Антисептики, требования, предъявляемые к ним, основные группы, механизм их действия, область применения, определение чувствительности к ним микробов. В качестве антисептиков используют различные химические соединения, оказывающие антимикробное действие: 70% этиловый спирт, 5% спиртовой раствор йода, 0,5 – 2% раствор хлорамина, 0,1% раствор KMnO4, 0,5 – 1% раствор формалина, 1 – 2% спиртовые растворы метиленового синего или бриллиантового зелёного, различные детергенты. Антимикробные вещества добавляют также к различным материалам, используемым для изготовления перевязочных средств, лейкопластырей, для пломбирования зубов, изготовления зубных протезов и т. п. с целью придания им бактерицидных свойств. Концентрация антисептических растворов ниже, чем при использовании в качестве дезинфектантов. Антисептики подавляют патогенные и условно-патогенные микроорганизмы при условии сохранения непатогенных видов. Полное уничтожение микробов нужно при антисептической обработке рук хирурга и операционного поля пациента, ран и слизистых оболочек лиц с иммунодефицитом. Антисептики хранятся в определённых условиях строго определённое время. Для определения чувствительности бактерий к антисептикам микроб-возбудитель засевается на чашку Петри с МПА газоном. На посев наносят по капле антисептики. Если микроб чувствителен к антисептику, то в месте его нанесения образуется стерильная зона – отсутствие роста бактерий. Бактериофаги, их природа, строение, формы существования (вегетативный фаг, зрелый фаг, профаг). Бактериофагия (от греч. phagos – пожирающий) – действие бактериофага («пожиратель» бактерий), заканчивающееся лизисом бактерий. Бактериофаг (фаг) – вирус бактерий. Номенклатура фагов основана на виде хозяина. Фаг, лизирующий дизентерийные бактерии, – дизентерийный бактериофаг, сальмонеллы – сальмонеллёзный фаг, дифтерийные бактерии – дифтерийный фаг. Морфология и химический состав бактериофагов. Наиболее изучены фаги кишечных палочек – T-чётные фаги (T – типовые). Фаг Escherichia coli. Большинство имеют форму сперматозоида. Могут быть кубические или нитевидные. Размеры от 20 до 80 нм, у нитевидных фагов – до 800 нм. Состоят из икосаэдральной головки и хвоста. Головка содержит нуклеиновую кислоту (ДНК, редко РНК), несущую генетическую информацию, снаружи покрыта белковым капсидом. Если головка имеет кубический тип симметрии, то хвост – спиральный тип. Хвостовой отросток внутри полый, имеет стержень, покрыт чехлом, заканчивается 6-угольной базальной пластиной, от которой отходят 6 шипов и 6 нитей (фибрилл). Нити выполняют адсорбционную функцию. Капсид и чехол отростка состоят из полипептидных субъединиц. Функции чехла: защита и участие в передаче вирусной ДНК бактерии. Функции головки: хранение и передача патогенных свойств. Резистентность фагов. По сравнению с вирусами более устойчивы. Эфир, этиловый спирт не инактивируют их. Чувствительны к формалину и кислотам. Длительно сохраняются при низких температурах и высушивании. Инактивируются при температуре выше 65˚ C. Морфологические типы бактериофагов. Нитевидные Фаги с аналогом отростка Фаги без отростка Фаги с коротким отростком Фаги с несократимым чехлом отростка Фаги с сокращаемым чехлом отростка Фаги: ДНК-содержащие РНК-содержащие Большинство фагов содержат двунитевую ДНК, замкнутую в кольцо, но могут быть однонитевые. Внутри фага есть белки: геномные белки и ферменты – лизоцим и АТФ-аза. Умеренные фаги имеют 3 формы: зрелый (внеклеточный) вегетативный профаг Умеренные бактериофаги, попав в бактериальные клетки, лизируют не все клетки популяции. С частью клеток они вступают в симбиоз. ДНК фага встраивается в хромосому бактерий. Это состояние называется профаг (геном фага), биологически неактивная форма внутриклеточного существования бактериофага. Профаг, который стал частью бактериальной хромосомы, вместе с ней и реплицируется, не вызывая лизиса, и может передаваться по наследству всем дочерним клеткам. Классификация фагов по характеру взаимодействия с бактериальной клеткой (умеренные и вирулентные). Лизогения и лизогенная конверсия. Взаимодействие бактериофага с бактериальной клеткой. Взаимодействие происходит, когда бактериальная клетка имеет специфические рецепторы. Начинается взаимодействие с адсорбции вируса на поверхности бактериальной клетки с помощью фибрилл. Лизоцим бактериофага растворяет оболочку бактериальной клетки и благодаря сокращению чехла фаговая нуклеиновая кислота проникает в клетку. Бактериофаги – вирусы, поэтому происходит подчинение генетического аппарата бактериальной клетки фаговой нуклеиновой кислоте. Начинают синтезироваться компоненты фага: ранние, поздние белки, нуклеиновые кислоты. Синтез этих компонентов происходит в разных частях клетки и в разное время – разобщённый или дизъюнктивный процесс. Образовавшиеся компоненты бактериофага собираются в фаговую частицу путём заполнения пустых капсидов нуклеиновой кислотой фага. Образуется фаговая частица. Затем с помощью фермента лизоцима бактериальная клетка лизируется, и бактериофаги выходят наружу. Выход составляет 100 – 200 фаговых частиц, средний цикл – 40 минут, у разных видов колеблется от 30 до 80 минут. По специфичности взаимодействия с чувствительными клетками выделяют фаги: вирулентные умеренные Вирулентные фаги существуют в двух жизненных формах: зрелая – внеклеточная (бактериофаг бактериологически инертен); вегетативная – внутри клетки. Умеренные фаги имеют 3 формы: зрелый (внеклеточный) вегетативный профаг Умеренные бактериофаги, попав в бактериальные клетки, лизируют не все клетки популяции. С частью клеток они вступают в симбиоз. ДНК фага встраивается в хромосому бактерий. Это состояние называется профаг (геном фага), биологически неактивная форма внутриклеточного существования бактериофага. Профаг, который стал частью бактериальной хромосомы, вместе с ней и реплицируется, не вызывая лизиса, и может передаваться по наследству всем дочерним клеткам. Лизогения – явление симбиоза бактериофага и лизогенной культуры бактерий. Это понятие отражает способность бактериофага самопроизвольно или под действием физических, химических или биологических факторов исключаться из состава бактериальной хромосомы и запускать продуктивную фаговую инфекцию. Лизогенная культура обладает следующими свойствами: В лизогенном штамме все клетки лизогенные. Лизогенные культуры устойчивы к действию вирулентного фага. Лизогенные культуры устойчивы к действию антифаговых сывороток. Могут приобретать дополнительные свойства. Это явление называется лизогенная конверсия. Пример: приобретение культурой нетоксигенной дифтерийной палочки способности продуцировать токсин. Методы культивирования и титрования бактериофагов (по Грациа и Аппельману). Культивируют бактериофаги в жидких и плотных питательных средах, в которые засеяны соответствующие культуры бактерий. Существуют 2 метода титрования бактериофагов: метод по Аппельману (в жидкой питательной среде) и по Грациа (на плотной среде). По Аппельману, титром в жидкой питательной среде называется то максимальное разведение, которое даёт полный лизис бактерий. По Грациа, титр – количество активных фаговых частиц в пересчёте на 1 мл неразведённого фага. Количество активных фаговых частиц в 1 мл = количество зон лизиса * величина обратного разведения. Метод по Грациа более точный. Для приготовления биопрепаратов из бактериофагов используют в основном три источника: лизогенные культуры бактерий, фекалии выздоравливающих больных, сточные воды. Для выделения дизентерийного бактериофага в сочных водах сначала проводят его индикацию методом фаговой дорожки. На чашку Петри с МПА засевают газоном культуру дизентерийных бактерий, затем на поверхность посева закапывают фильтрат сточной воды стекающей каплей. Посевы инкубируют в термостате в течение 18 часов. При положительном ответе проводят определение исходного титра бактериофага по Аппельману. Для титрования фага готовят его десятикратные разведения, в которые добавляют эталонную культуру дизентерийных бактерий (2 млрд. м. т. в 1 мл). Пробирки помещают в термостат на сутки. Учитывают исходный титр бактериофага. По Грациа, готовят десятикратные разведения фага, которые смешивают со стандартной культурой дизентерийных бактерий в объёме 0,1 мл каждое разведение бактериофага и расплавленным и слегка остуженным агаром. Полученную смесь выливают на чашку Петри с МПА вторым агаровым слоем и после застывания смеси инкубируют в термостате 24 часа. Подсчитывают количество «негативных колоний» бактериофага, умножают на степень разведения фага и объём из расчёта на 1 мл. Это и будет титр бактериофага по Грациа. Лечебно-профилактическое и диагностическое использование бактериофагов в медицине. Цели: лечебно-профилактическая или диагностическая. С лечебно-профилактической целью применяют только вирулентные фаги. Это могут быть стафилококковый, брюшнотифозный, дизентерийный, синегнойный, стрептококковый, эшерихиозный бактериофаг или комбинированные фаги. Обязательна проверка чувствительности. «+» применения: можно назначать на фоне лечения антибиотиками (5 – 7 дней энтерально; орошение на раневую поверхность). Диагностические препараты бактериофагов применяются с целью (3 «И»): индикация идентификация источник инфекции Индикация – точная диагностика. Быстро, недорого по сравнению с другими методами. Пример: холерный вибрион имеет 2 биовара – для их индикации используют классический и эльторовский бактериофаги. Идентификация. Пример: исследование сточных вод при подозрении на наличие дизентерийной палочки с помощью дизентерийного фага. Определение источника инфекции – фаготипирование. Пример: вспышка стафилококковой инфекции в больнице. Нужно определить источник инфекции (медперсонал, больные). Можно использовать генетические маркёры и типовые бактериофаги, которые взаимодействуют с определёнными сероварами у бактерий внутри вида. Понятие о генотипе и фенотипе. Генетические детерминанты бактерий (нуклеоид, плазмиды, транспозоны, Is-последовательности), особенности строения, функции. Генотип – совокупность генов организма, которая реализуется в фенотип в пределах нормы реакции в определённых условиях внешней среды. Фенотип – совокупность внешних и внутренних признаков, определяемых генотипом в определённых условиях внешней среды. Носители наследственной информации у бактерий: нуклеоид + внехромосомные элементы (плазмиды, транспозоны, мобильные (вставочные, инсерционные) генетические элементы – Is-последовательности). Бактериальная клетка гаплоидна, т.е. содержит одинарный набор генов, не имеет аллелей, нет белков-гистонов. Хромосома содержит двухцепочечную ДНК длиной до 1000 мкм. ДНК суперспирализована и замкнута в кольцо, содержит от 3000 до 5000 генов. Средний размер = 5*106 пар оснований (у человека 3 млрд.). Механизм репликации – полуконсервативный. Плазмида и хромосома способны к самостоятельной репликации, поэтому их называют репликоны. Этапы реализации генетической информации: репликация, транскрипция, трансляция. Нуклеотид нуклеиновой кислоты состоит из азотистого основания, сахара – дезоксирибозы – и фосфатной группы. Каждая нуклеиновая кислота состоит из азотистых оснований пуриновых (аденин, гуанин) и пиримидиновых (цитозин, урацил, тимин). Каждый ген представлен определённым участком ДНК. Последовательности оснований записываются с помощью букв. Структуры ДНК: вторичная, третичная, четвертичная. Три соседних нуклеотида – триплет или кодон. Всего известно 20 аминокислот. Транспозоны – блуждающие (мобильные) гены, перемещающиеся по хромосоме. Содержат 2000 пар оснований. Всегда связаны с бактериальной хромосомой, не способны самостоятельно реплицироваться. Функции: кодирующая и регуляторная (синтез токсинов и ферментов, разрушение антибиотиков). Is-последовательности – инсерционные или вставочные, содержат более 1000 пар оснований, автономно не реплицируются, способны перемещаться по хромосоме. Могут регулировать взаимодействия между мобильными элементами. Могут в месте встройки выключать ген, способны индуцировать мутации. Характеристика плазмид. Это небольшие молекулы ДНК. Содержат от 20 до 40 генов, от 1000 до 1 млн. пар оснований нуклеотидов. Необязательные элементы. Могут быть 2 видов: свободные, расположенные отдельно от бактериальной хромосомы; встроенные, трансмиссивные, интегративные. Плазмиды могут быть конъюгативные и неконъюгативные. Могут элиминироваться из бактерий под действием индукторов (физические и химические факторы). Кодируют различные функции у бактерий. Варианты плазмид: F-плазмида или плазмида фертильности (плодовитости) – детерминирует образование F-пилей (половых). Донорская («мужская») плазмида. Контроль конъюгации. R-плазмида – обеспечивает множественную лекарственную устойчивость. Плазмиды, отвечающие за продукцию токсинов (tox+-плазмиды). Плазмиды бактериоциногении (колицины – для Escherichia coli, стафилоцины – для стафилококков, пиоцины – для синегнойной палочки). Плазмиды патогенности. Плазмиды биодеградации. |