Задачі медичної мікробіології, етапи розвитку. Вдосконалення методів лабораторної діагностики інфекційних хвороб
 Скачать 439.5 Kb.
|
|
Прокаріоти і еукаріоти Прокаріоти: Діаметр у середньому складає 0,5-5 мкм. Одноклітинні. Генетичний матеріал – Кільцева ДНК знаходиться в цитоплазмі і нічим не захищена. Ядра немає, хромосом і ядерця також. Синтез білка – в 70S-рибосомах. Ендоплазматичної сітки немає. (Синтез білка характеризується чутливістю до антибіотиків; наприклад, розвиток прокаріот гальмується стрептоміцином.) Клітинні стінки - жорсткі (містять полісахариди і амінокислоти). Основний компонент - муреїн. Деякі над клітинною стінкою мають слизову капсулу. Джгутики - прості (мікротрубочки відсутні). Діаметр ≈ 20 нм. Органели - мало. Жодна з них не має оболонки (подвійної мембрани). Внутрішні мембрани зустрічаються рідко, але якщо вони є, то на них проходять процеси дихання і фотосинтезу. Ендоплазматична сітка відсутня. Клітинний центр – немає. Мітохондрії – відсутні. Комплекс Гольджі - немає. Лізосоми – немає. Пластиди – відсутні. Вакуолі Немає (за винятком газових вакуолей у мешканців водойм або капілярів ґрунту). Поділ клітин Амітоз (прямий поділ). Дихання Якщо є аеробне дихання, то цей процес відбувається в дихальних (цитоплазматичних) мембранах, а спеціальної органели для даного процесу немає. Фотосинтез Хлоропласти відсутні. А якщо даний процес є, то він відбувається на фосинтетичних мембранах. Фіксація азоту Деякі прокаріоти здатні до фіксації азоту Еукаріоти рослини і тварини. Діаметр зазвичай складає до 40 мкм; об'єм клітини у 1000-10.000 більше, ніж у прокаріот. Одноклітинні і багатоклітинні. Є оформлене ядро, в якому лінійні молекули ДНК зв'язані з білками і РНК і утворюють хромосоми. Всередині ядра знаходиться ядерце. Синтез білка – у 80S-рибосомах (більш великих, порівняно з прокаріот, рибосомами). Рибосоми можуть бути прикріплені до ендоплазматичної сітки. Клітинна стінка - основний структурний полісахарид – целюлоза. Як такої клітинної стінки немає, але є поверхневий шар над плазматичною мембраною, який складається з білків, зв'язаних з вуглеводами і, частково, зі сполук ліпідів з вуглеводами і називається глікокалікс. Джгутики - Складні з розташуванням мікротрубочок. Діаметр ≈200 нм. Органел багато. Деякі оточені подвійною мембраною (ядро, мітохондрії, хлоропласти у рослинних клітинах). Велика кількість органел оточена однією мембраною (апарат Гольджі, лізосоми, ендоплазматична сітка ...) Мітоз (непрямий) Аеробне дихання відбувається в мітохондріях Процес фотосинтезу відбувається в хлоропластах, які містять спеціальні мембрани, які зазвичай укладені в ламели або грани. Не здатні до фіксації азоту.
Антибіотики - це речовини мікробного, рослинного або тваринного походження, їх напівсинтетичні та синтетичні аналоги і похідні, що вибірково пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів, вірусів, найпростіших, грибів, а також затримують ріст пухлин. Оцінка чутливості мікробів до антибіотиків та вивчення їх фармакокінетики в організмі хворого є основними лабораторними показниками, які при їх співставленні дозволяють прогнозувати ефективність антибактеріальної терапії. Найрозповсюдженішими методами визначення антибіотико чутливості мікроорганізмів є: 1. диско-дифузійний метод - найпростіший якісний метод, який широко використовується для епідеміологічного контролю резистентності. Чутливість мікроорганізмів до антибіотиків слід визначати тільки у чистій культурі. Бактеріальну суспензію рівномірно розподіляють по поверхні середовища при похитуванні чашки Петрі, надлишок рідини видаляють піпеткою. Чашки висушують при кімнатній Т 20-30 хв , а потім на них на однаковій відстані кладуть диски з антибіотиками. Оцінку результатів проводять за таблицею, яка містить граничні значення діаметрів зон затримки росту для резистентних, помірно резистентних та чутливих штамів, а також значення мінімальної пригнічуючої концентрації антибіотиків для стійких і чутливих штамів. За ступенем чутливості до антибіотиків мікроорганізми поділяють на 3 групи: - чутливі до антибіотиків ( збудники знищуються в організмі при використанні звичайних терапевтичних доз препаратів); - помірно-резистентні ( для них лікувальний ефект може бути досягнутий при використанні максимальних терапевтичних доз препаратів); - резистентні ( бактерицидних концентрацій препаратів в організмі створити неможливо. Тому що вони будуть токсичними); отримують результати через 24 год. 2. метод серійних розведень – його використовують при необхідності одержання кількісних даних для проведення регульованої антибіотико терапії, переважно при тяжкому перебігу інфекційних процесів. Принцип методу полягає у попередньому приготуванні різних концентрацій протимікробного препарату у поживному середовищі, в які надалі вносять стандартну кількість завису мікроорганізмів. Метою дослідження є визначення мінімальних бактерицидних і бактеріостатичних концентрацій протимікробного препарату для конкретного штаму мікроорганізмів, по яким судять про чутливість даного мікроорганізму до даного антимікробного препарату. Отримання результату можливе через 24 -48 год. 3. сучасні прискорені методи, які передбачають отримати результати через 3- 10 год. – еліпс-тест, алямар- тест та ін. Бактерицидна дія - це концентрації, які викликають інактивацію мікроорганізмів. Бактеріостатична дія – це концентрації, які гальмують розмноження мікроорганізмів. Їх визначають за допомогою методу послідовних двократних розведень, внаслідок якого визначають мінімальну бактеріостатичну і бактерицидну концентрації протимікробного препарату для конкретного штаму мікроорганізмів.
Бактерії-складний комплекс антигенів,до якого входять високомолекулярні сполуки білкової природи,біол. активні специфічні полісахариди та ін. хім. сполуки.До складу спец бакт полісахаридів входять амінопохідні цукрі,залишки моносахаридів,спиртів. Антигенна будова мікроорганізмів: • O-Ag (соматичні) – ліпополі-(оліго)сахаридні комплекси Грам(-) бактерій, термостійкі,витримують нагрівання до 80-100С. • H-Ag (джгутикові) – білки, термолабільні,руйнуються при t 56-80С. • K-Ag (капсульні) – полісахариди, поліпептиди; термостабільні або термолабільні. • Vi-Ag (поверхневі соматичні) – полімер N-ацетилгалактоз-аміноуронової кислоти • Протективні Ag – поверхневі білки, які синтезуються тільки в організмі хазяїна • Екзоферменти – білки • Екзотоксини – білки. Антигенна структура бактерій визначається за допомогою серологічних реакцій: • Корпускулярні антигени (О-Аг, К-Аг, Н-Аг) виявляються за допомогою реакції аглютинації К-Аг також можна визначити за реакцією набухання капсули (свелінг-реакція) • Розчинні антигени визначають за допомогою реакції преципітації або реакції нейтралізації in vivo. Протективні антигени спричиняють вироблення специфічних антитіл,що знешкоджують одну з патогенних ф-ій збудника. Їх виявлено в ексудаті карбункула при сибірці.Добувають при культивуванні бацил сибірки на тканинах тварин і спец синтез живльних серед.Протективні антигени належать до атоксичних термолабільних протеїнів,вони мають виражені захисні властивості і можуть бути викор для імунізації проти деяких інф захов,зокрема сибірки і чуми. Варіант 8
Морфологічні особливості бактерій і їх ультраструктура є, як правило сталою (постійною) ознакою, що дозволяє використовувати їх в якості ідентифікаційного критерію Сферичні – коки (гр. кokkos-ягода, зерно) – мають кулясту, овальну, бобовидну, ланцетовидну форму В залежності від характеру розташування в полі зору, що пов’язано із кількістю площин поділу, виділяють: • мікрококи (поодинокі коки) • диплококи (по 2) • тетракоки (по 4) • стрептококи (ланцюги) • сарцини (пакети по 8 - 16 коків) • стафілококи (грона) Паличкоподібні або палички – мають циліндричну форму, розрізняються за розмірами, формою кінців клітини, розташуванням і спороутворенням За розташуванням: поодинокі, диплобактерії (диплобацили), стрептобактерії (стрептобацили) За спороутворенням: • Споронеутворюючі- власне бактерії • Cпороутворюючі - бацили – діаметр спори не перевищує d бактерії - клостридії – d спори > d бактерії, тому при спороутворенні клітина деформується (closter-веретено) Звивисті бактерії – спіралеподібні бактерії, які мають 1 або більше завитків За кількістю завитків: • Вібріони (1/4 завитка) • Спірили (1-2 завитка) • Спірохети (3-25 завитків) - борелії (3-8 завитків) - трепонеми (8-15 завитків) - лептоспіри (20-25 завитків) Ниткоподібні – розміри від 50 мкм (актиноміцети) Ультраструктура бактерій: Клітинна оболонка бактерій: - капсула - клітинна стінка - цитоплазматична мембрана Поверхневі структури бактерій: - джгутики - мікроворсинки (пілі або війки, фімбрії) Внутрішні структури: - цитоплазма - нуклеоїд - рибосоми - лізосоми, мезосоми - включення Капсула – зовнішній шар, розташований поверх клітинної стінки, який не фарбується аніліновими барвниками За хімічним складом виділяють: • Полісахаридні капсули • Поліпептидні капсули • Змішані капсули За здатністю утворювати капсулу виділяють: • Безкапсульні мікроорганізми • Капсульні мікроорганізми, які утворюють капсулу - тільки в макроорганізмі - в макроорганізмі і на спеціальних поживних середовищах - постійно В залежності від товщини і щільності зв’язку з стінкою клітини капсули поділяють на: • макрокапсули (істинні) – видимі в світловий мікроскоп, товщина > 0,2 мкм, виявляють за допомогою спеціального методу забарвлення за Бурі-Гінсом • мікрокапсули (товщина < 0,2мкм), невидимі в світловий мікроскоп, виявляють за допомогою електронної мікроскопії або за допомогою серологічних реакцій • Капсулоподібна оболонка або слизовий шар – нещільно зв’язана з поверхнею клітини (ліпідо-полісахарідний шар) Функції та властивості капсули: 1.Захисна функція: • Захист від несприятливих факторів навколишнього середовища ( інсоляції, висушування, бактеріофагів) • Антифагоцитарна роль (обумовлює патогенні властивості капсульних бактерій) 2.Адгезивна функція • Полісахариди капсули споріднені до певних клітин або тканин організму людини (тропізм) 3.Антигенні властивості • Полісахариіди або поліпептиди капсул утворюють К-АГ – при потраплянні в організм викликає імунну відповідь • Використовують для виготовлення вакцин проти капсульних бактерій Будова клітинної стінки: Для вивчення будови і хімічного складу клітинної стінки бактерій в умовах звичайної баклабораторії використовують складний метод забарвлення за Грамом. В залежності від будови і хімічного складу клітинної стінки бактерії поділяють на: грампозитивні (забарвлюються за методом Грама у синьофіолетовий колір) грамнегативні – забарвлюються у рожевий колір. Основним компонентом клітинної стінки гр(+) і гр(-) бактерій є пептидоглікан (син. муреїн,мукопептид протеоглікан) – складний біополімер, побудований із полісахаридних і пептидних ланцюгів і являє собою складну сітчасту макромолекулу (“муреїновий мішок”), який покриває протопласт бактерії. Особливості будови клітинної стінки гр(+) бактерій: 1. пептидоглікан складає до 90% сухого залишку, який має багатошарову будову (одноманітність) 2. до складу клітинної стінки входять тейхоєві кислоти , які прошнуровують усю товщу клітинної стінки 3. ліпіди, як правило, відсутні; винятком є кислотостійкі бактерії, які містять велику кількість нейтральних жирів, восків,парафінів 4. білки розташовуються назовні від клітинної стінки (наприклад, білок А у Staphylococcus і білок М у Streptococcus) 5. товщина клітинної стінки > 20нм (20-40нм) Особливості будови клітинної стінки гр(-) бактерій: • 1. складається із трьох шарів, різних за хім. будовою: • - внутрішній шар ригідний представлений 1 або 2 шарами пептидоглікану,який складає 20% сухого залишку • середній шар - ліпопротеїновий (зовнішня мембрана) зовнішній шар - ліпополісахаридний пластичний шар • до складу пластичного шару входять білки, фосфоліпіди, ліпополісахариди • 2. товщина клітинної стінки < 20нм. • 4. менш ригідна,чим клітинна стінка гр(+) бактерій Функції клітинної стінки : 1. Захисна - від шкідливих факторів зовнішнього середовища 2. Формоутворююча –надає форми за рахунок ригідності 3. Рецепторна (рецептори для бактеріофагів, хімічних речовин, бактеріоцинів) 4. Імуногенна (компоненти клітини стінки є повноцінними АГ і подразнюють імунну систему людини) 5. Транспортна 6. Приймає участь у поділі клітини 7. Токсичні властивості (ендотоксин) 8. Будова та хімічний склад клітинної стінки бактерії обумовлює її тінкторіальні властивості (здатність сприймати барвники) Поверхневі структури: До поверхневих структур мікроорганізмів відносять органели руху – джгутики, пілі (фімбрії) Джгутики бактерій – орган руху, побудований із особливого скоротливого білка флагеліну; Наявність джгутиків, їх кількість і характер розташування є ідентифікаційною ознакою певних мікроорганізмів. • Джгутики складаються з базального тільця, за допомогою якого вони кріпляться до бактерії, гачка і власне джгутика (білок флагелін). • Базальне тільце побудоване як система кілець (2 у гр(+) і по 4 (2по2) у гр (-), нанизаних на осьовий циліндр. В базовому тільці утворюється обертовий момент , який передається на джгутик, завдяки руху якого бактерія рухається. • Направлений рух бактерій називається таксис • (аеро-, хемофототаксис) За видом руху виділяють: • Ковзаючі – рух за рахунок скорочення тіла • Плаваючі – рух за допомогою жгутиків • а)монотрихи – один джгутик з одного боку б)лофотрихи – два або декілька з одного боку в)амфітрихи – по одному або декілька з обох полюсів г)перитрихи – джгутики по всій поверхні тіла До поверхневих структурних елементів відносять також пілі або фімбрії. Розрізняють пілі двох типів: 1. Пілі загального типу (common-пілі) – забезпечують адгезію бактерій на певних органах або тканинах 2. F – пілі або sex- пілі – слугують для передачі генетичного матеріалу під час кон”югації двох різних клітин. Джгутики виявляють у плаваючих бактерій, здатних до руху у рідкому або напіврідкому середовищі. Існують як прямі, так і непрямі способи виявлення джгутиків. Методи виявлення джгутиків: Прямі (мікроскопічні методи): а) електронна мікроскопія – дозволяє вивчити будову джгутиків, встановити їх кількість і розташування (монотрихи,амфітрихи, лофотрихи, перитрихи) б) світлова мікроскопія мазків , забарвлених спеціальними методами (Леффлера, імпрегнація сріблом) Непрямі методи – базуються на вивченні рухливості бактерій: а)бактеріоскопічний метод – мікроскопія нативних препаратів ”роздавлена” або висяча крапля – для вивчення монотрихіальної рухливості б) бактеріологічний метод – посів уколом в стовпчик напіврідкого агару (визначення перитрихів) або посів в конденсаційну воду скошеного агару Внутрішні структури бактерій: • Включення – це продукти метаболізму бактерій, які розташовуються в цитоплазмі і використовуються клітиною в якості запасних поживних речовин. • За хімічним складом це можуть бути як органічні (білки, жири, глікоген, крохмаль), так і неорганічні сполуки (сірка, поліфосфати, залізо). Ідентифікаційне значення в медичній мікробіології мають тільки зерна волютину (поліфосфати) у Corynebacterium diphtheriaе, які виявляють за методом забарвлення за Нейсером (тіла бактеріальних клітин жовті, зерна – синьо-чорні). Спори бактерій – округлі або овальні утворення, які формуються всередині бактеріальної клітини за несприятливих умов зовнішнього середовища. Основна мета спороутворення у бактерій – збереження виду в несприятливих умовах. Найбільш впливовим фактором для утворення спори є відсутність поживних речовин, наявність кисню в оточуючому середовищі для анаеробних бактерій, висушування. Процес спороутворення у бактерій проходить у 4 стадії і триває 18-20 годин. В організмі людини або на поживних середовищах (сприятливі умови) спори проростають і утворюють вегетативну форму. Процес проростання спори триває 5-6 годин. Виявляють спори за методами Ожешко або Ціля-Нільсена (спори забарвлюються у червоний колір, вегетативні клітини – у синій).
Хіміотерапевтичні протимікробні засоби – лікарські засоби, які безпосередньо або після певних перетворень в організмі людини чинять згубну дію на збудників інфекційних захворювань. В основі дії ХТПЗ лежить принцип фізіологічної імітації молекул сполук мікроорганізмів які приймають участь в метаболізмі клітини. ХТПЗ повинен: проникнути в клітину, зв’язатися з відповідною мішенню і модифікувати її, зберегти свою структуру або утворити активний метаболіт, включитись в метаболізм клітини але не відтворити його. Класифікація за хімічною структурою 1. Похідні важких металів • Похідні миш’яку(сальварсан, міарсенол ,осарсол ) • Похідні вісмуту(біохінол,бісмоверол) • Похідні сурми (сурмин, стібозан, солюсурмін) 2. Сульфаламіди (стрептоцид, норсульфазол, салазолірідозан, сульфален) 3. Діамінопіриміди (триметаприм, піритамін) 4. Нітрофурани (фуразолідол, фуразолін, солафур) 5. Імідазоли, триазоли (метронідазоли, тінідазол, міконазол, кетоконазол) 6. Хіноксоліни та 4,8-оксіхінолони (діоксидини,ентеросептол ) 7. Похідні ізонікотинової кислоти (ізоніазид, фтивазид, тубазид) 8. Похідні хіноліну (хінгамін, хлорохін, примахін) 9. Фторхінолони (ципрофлоксацин, офлоксацин, спарфлоксацин) 10. Антибіотики В наш час хіміотерапевтичний індекс використовують для оцінки будь-якого хіміотерапевтичного препарату. Він являється часткою від ділення терапевтичної дози препарату, знищуючої збудника, на максимально переносимо організмом дозу. Якщо індекс менше одиниці препарат може бути практично використаний для подальшого випробування. Якщо індекс менше 1, то введення препарату в організм супроводжується токсичними явищами. Такий препарат не можна використовувати для лікування відповідних інфекцій. |