Лекция. Краткий курс лекций по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии Часть вторая. Общая микробиология
 Скачать 1.51 Mb.
|
|
1 Краткий курс лекций по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии Часть вторая. Общая микробиология (для студентов 1 курса отделения «лабораторная диагностика» ) Санкт-Петербург 2016 2 В учебном пособии представлены краткие материалы в виде лекций по основным направлениям общей микробиологии в соответствии с Программой профессионального модуля: Теория и практика лабораторных микробиологических исследований по специальностям среднего профессионального образования 31.02.03 Лабораторная диагностика Пособие предназначено для обучения медицинских лабораторных техников и технологов на 2 курсе в 4 семестре. Организация-разработчик: ГОУ СПО СПб медицинский колледж 3 Разработчики: Иванова И.Ф. К.м.н., Преподаватель микробиологии высшей квалификационной категории Лаппо О. П. врач- лаборант, мед. лаборатории экспресс - диагностики ЦАРРиТ ФГУ 442 окружного военного клинического госпиталя МО РФ Саенко Т.П. Преподаватель микробиологии Учебное пособие может быть полезным для студентов, изучающих микробиологию, вирусологию, иммунологию и смежные дисциплины 3 Содержание Пояснительная записка 4 стр. Лекция 1 Метаболизм. Питание бактерий 9стр Лекция 2 Рост и размножение бактерий. Характер роста на питатель-ных средах (культуральные свойства) 11 стр Лекция 3 Ферменты и их роль в жизнедеятельности бактерий 16 стр Лекция 4 Принципы культиви-рования бактерий. Питательные среды. 20 стр Лекция 5 Основы приготовле-ния питательных сред. Контроль каче-ства. 20 стр Лекция 6. Методы выделения аэробов.Бактериологический метод: назначение, цель, этапы 25 стр Лекция 7 Методы выделения анаэробов 31 стр Лекция 8 Лекция 9 Учение об инфекции. Патогенность микроорганизмов Инфекционный процесс Учение об эпидемическом процессе.Классификация инфекционных болезней 35 стр Использованная и рекомендуемая литература 41 стр. 4 Пояснительная записка Основная цель лекционного курса по разделу «Общая микробиология» - формирование у будущего лаборанта - микробиолога научного мировоззрения о многообразии микроорганизмов и их роли в общебиологических процессах. В задачи курса Дидактические (учебные) – 1. Методы подготовки исследуемого материала 2. Получить представление о размножении микроорганизмов на питательных средах и процессе формирования колоний 3. Оценка культуральных свойств на плотных питательных средах по 8 признакам Понятии об S – R диссоциации 4. Получить представление о классификации, ферментов микроорганизмов и механизме их действия 5. Токсины микроорганизмов 6. Дыхание микроорганизмов Воспитательные – 1. Организовать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. 2. Ориентироваться в условиях смены технологий в профессиональной деятельности. 3. Работать в коллективе, эффективно общаться с коллегами, Оказывать профессиональную помощь. 4. Понимать сущность и значимость правильной организации и проведения бак. метода. Развивающие – 1. Осуществлять поиск и использовать информацию, необходимую для эффективного выполнения профессиональных задач 2. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития. 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность Уровни требований для развития общих и формирования профессиональных компетенций: 5 Студент должен уметь: Готовить исследуемый материал, питательные среды, реактивы и оборудование для проведения микробиологических исследований; Соблюдать правила техники безопасности и правильность выполнения микробиологических манипуляций Выбирать колонии, характерные для искомого возбудителя по 8 признакам Готовить препараты из культуры характерных колоний Изучать морфологические, тинкториальные свойства и чистоту культуры делать посев чистой культуры «газоном» на скошенный агар. Делать посевы на жидкие и полужидкие питательные среды оценивать результат проведенных исследований; Студент должен знать: задачи, структуру, оборудование, правила работы и техники безопасности в микробиологической лаборатории; общие характеристики микроорганизмов, имеющие значение для лабораторной диагностики; требования к организации работы с микроорганизмами III-IV групп патогенности; организацию делопроизводства; что такое чистая культура, колония, штамм, культуральные свойства, культивирование Характер роста м.о. на жидких, полужидких и плотных питательных средах характеристику колоний S- и R – типа Действие сахаро- и протеолитических ферментов методы утилизации отработанного материала методы заключительной дезинфекции рук и рабочего места. Формируемые компетенции или элементы компетенции: ПК 4.1. Готовить рабочее место для проведения лабораторных микробиологических исследований. ПК 4.2. Проводить лабораторные микробиологические исследования биологических материалов. ПК 4.5. Регистрировать результаты проведенных исследований. ПК 4.6. Проводить утилизацию отработанного материала, дезинфекцию и стерилизацию использованной лабораторной посуды, инструментария, средств защиты ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 2.Организовать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 3.Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность. ОК 4.Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 5.Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности. 6 ОК 6.Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством ОК 7.Брать ответственность за результат выполненного заданий. ОК 8.Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации. ОК 9. Ориентироваться в условиях смены технологий в профессиональной деятельности. ОК 11 .Быть готовым брать на себя нравственные обязательства по отношению к природе, обществу и человеку. ОК 12 .Оказывать первую медицинскую помощь при неотложных состояниях. ОК 13.Организовывать рабочее место с соблюдением требований охраны труда, производственной санитарии, инфекционной и противопожарной безопасности. Освоение программы, в соответствии с профессиональным модулем «Теория и практика лабораторных микробиологических исследований», рассчитано на 6 семестров. Раздел «Общая микробиология » предусматривает 46 лекционных часов, распределеных на первые 3 семестра. В 4, 5, 6 семестрах предусмотрено изучение частной микробиологии и вирусологии. 7 План лекций по дисциплине: Теория и практика лабораторных микробиологических исследований (раздел «Общая микробиология», 4 семестр). Наименование тем лекций в соответствии с профессиональным модулем (ПМ.04) Содержание учебного материала, объем часов 1 курс 2 семестр (18 часов) Лекция 1 Метаболизм. Питание бактерий Типы питания. Химический состав микробной клетки (усваиваемые соединения, вода). Пути поступления питательных веществ в бактериальную клетку. Питательные субстраты бактерий (C, N, P, S, Н, O). Факторы роста. Основные группы бактерий по отношению к кислороду. Энергетический метаболизм. Дыхание бактерий и его типы. Конструктивный метаболизм. 2 Лекция 2 Рост и размножение бактерий. Характер роста на питатель- ных средах (культу- ральные свойства) Стадии размножения м.о. на ЖПС. Характер роста на ППС. 8 признаков колоний. Особенности формирования колоний у различных видов бактерий. Понятие о S-R диссоциации. Пигменты бактерий. Понятия «чистая культура», «клон», «штамм». 2 Лекция 3 Ферменты и их роль в жизнедеятельности бактерий Конститутивные и индуцибельные ферменты. Методы определения ферментативной активности бактерий и использование их для фермент - идентификации. Практическое использование микробных ферментов. СИБ. Микротест - системы. 2 Лекция 4 Принципы культиви- рования бактерий. Питательные среды. Понятие о культивировании. Примеры различных условий культивирования. Требования к питательным средам. Классификация по составу, консистенции и целевому назначению. Основные, элективные, специальные, дифференциально-диагностические, обогатительные и консервирующие среды 2 Лекция 5 Основы приготовле- ния питательных сред. Контроль каче- ства. Этапы приготовления питательных сред. Стерилизация. Химический и бактериологический контроль качества питательных сред 2 Лекция 6. Методы выделения аэробов.Бактериолог ический метод: назначение, цель, этапы Характеристика аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов. Цель бактериологического метода исследования. Цель и назначения этапов бак. метода и их продолжительность 2 Лекция 7 Методы выделения анаэробов Характеристика анаэробных микроорганизмов. Принципы культивирования анаэробных бактерий. Среды для культивирования анаэробов. Методы выделения и идентификации чистых культур анаэробов. 2 Лекция 8 Учение об инфекции. Патогенность микроорганизмов (патогенные и условно-патогенные микробы, облигатные факультативные и случайные паразиты). Патогенность и вирулентность. Единицы вирулентности. Факторы, обусловливающие патогенность. Способность к колонизации. Устойчивость к 2 8 микробным факторам организма. Инвазивность. Токсигенность. Экзо- и эндотоксины. Природа, свойства, получение. Экзоферменты. Особенности вирусных инфекций. Лекция 9 Инфекционный процесс Учение об эпидемическом процессе.Классифика ция инфекционных болезней Условия развития инфекционного процесса. Динамика инфекционного процесса. Особенности инфекционных болезней. Формы инфекции. Разделы эпидемического процесса: факторы, механизмы развития (теории природной очаговости /Е.Н. Павловский/, механизмов передачи возбудителей /Л.В. Громашевский/, саморегуляции /В.Д. Беляков/) и проявление (интенсивность) эпидемического процесса. Л.В. Гроччмашевского. Конвенционные и особо опасные инфекции. Методы изучения инфекционного процесса. 2 9 Лекция 1. Метаболизм. Питание бактерий Под питанием понимают процессы поступления в клетку и выведения питательных веществ из клетки. Питание в первую очередь обеспечивает размножение и метаболизм клетки. Особенности питания бактерий: 1. питательные вещества поступают по всей поверхности клетки. 2. быстрота обменных процессов. 3. высокая адаптация к условиям внешней среды. Среди необходимых питательных веществ выделяют органогены – это восемь химических элементов, концентрация которых в бактериальной клетке превосходит 10—4 моль. К ним относят углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, магний, кальций. Кроме органогенов, необходимы микроэлементы. Они обеспечивают активность ферментов. Это цинк, марганец, молибден, кобальт, медь, никель, вольфрам, натрий, хлор. Для бактерий характерно многообразие источников получения питательных веществ. В зависимости от источника получения углерода бактерии делят на: 1) аутотрофы (используют неорганические вещества – СО2); 2) гетеротрофы; 3) метатрофы (используют органические вещества неживой природы); 4) паратрофы (используют органические вещества живой природы). Процессы питания должны обеспечивать энергетические потребности бактериальной клетки. По источникам энергии микроорганизмы делят на: 1) фототрофы (способны использовать солнечную энергию); 2) хемотрофы (получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций); 3) хемолитотрофы (используют неорганические соединения); 4) хемоорганотрофы (используют органические вещества). Факторами роста бактерий являются витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, присутствие которых ускоряет рост. Среди бактерий выделяют: 1) прототрофы (способны сами синтезировать необходимые вещества из низкоорганизованных); 10 2) ауксотрофы (являются мутантами прототрофов, потерявшими гены; ответственны за синтез некоторых веществ – витаминов, аминокислот, поэтому нуждаются в этих веществах в готовом виде). Микроорганизмы ассимилируют питательные вещества в виде небольших молекул, поэтому белки, полисахариды и другие биополимеры могут служить источниками питания только после расщепления их экзоферментами до более простых соединений. Метаболиты и ионы поступают в микробную клетку различными путями. Пути поступления метаболитов и ионов в микробную клетку. 1. Пассивный транспорт (без энергетических затрат): 1) простая диффузия; 2) облегченная диффузия (по градиенту концентрации, с помощью белков-переносчиков). 2. Активный транспорт (с затратой энергии, против градиента концентрации; при этом происходит взаимодействие субстрата с белком-переносчиком на поверхности цитоплазматической мембраны). Встречаются модифицированные варианты активного транспорта – перенос химических групп. В роли белков-переносчиков выступают фосфорилированные ферменты, поэтому субстрат переносится в фосфорилированной форме. Такой перенос химической группы называется транслокацией. Метаболизм бактериальной клетки Особенности метаболизма у бактерий: 1) многообразие используемых субстратов; 2) интенсивность процессов метаболизма; 3) направленность всех процессов метаболизма на обеспечение процессов размножения; 4) преобладание процессов распада над процессами синтеза; 5) наличие экзо– и эндоферментов метаболизма. В процессе метаболизма выделяют два вида обмена: 1) пластический (конструктивный): а) Анаболизм (с затратами энергии); б) Катаболизм (с выделением энергии); 2) энергетический обмен (протекает в дыхательных мезосомах): 11 а) Дыхание бактерий. Путем дыхания микроорганизмы добывают энергию. Дыхание - биологический процесс переноса электронов через дыхательную цепь от доноров к акцепторам с образованием АТФ. По типу дыхания выделяют: аэробы ( живут и размножаются в присутствии кислорода) и анаэробы ( живут и размножаются только в безкислородных условиях). В зависимости от что является конечным продуктом акцептора протонов и электронов среди бактерий различают аэробы, факультативные анаэробы и облигатные анаэробы. Для аэробов акцептором является кислород, для анаэробов - связанный кислород ( -NO3 , =SO4, =SO3). Факультативные анаэробы в кислородных условиях используют процесс дыхания, в бескислородных – брожение. Для облигатных анаэробов характерно только брожение, в кислородных условиях наступает гибель микроорганизма - из-за образования перекисей, идет отравление клетки. О 2 Аэробное дыхание донор водорода H 2 O Анаэробное дыхание нитратное окисление NO 3 (факультативные анаэробы) донор водорода N 2 сульфатное окисление SO 4 (облигатные анаэробы) донор водорода H 2 S Аэробное дыхание энергетически более эффективно (синтезируется большее количество АТФ). В процессе аэробного дыхания образуются токсические продукты окисления (H 2 O 2 - перекись водорода, -О 2 - свободные кислородные радикалы), от которых защищают специфические ферменты, прежде всего каталаза, пероксидаза, пероксиддисмутаза. У анаэробов эти ферменты отсутствуют, также как и система регуляции окислительно- восстановительного потенциала (rH 2 ). б) Брожение. Лекция 2 Рост и размножение бактерий. Характер роста на питательных средах (культуральные свойства) Рост и размножение бактерий Рост бактерий – увеличение бактериальной клетки в размерах без увеличения числа особей в популяции. Размножение бактерий – процесс, обеспечивающий увеличение числа особей в популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью размножения. 12 Рост всегда предшествует размножению. Бактерии размножаются поперечным бинарным делением, при котором из одной материнской клетки образуются две одинаковые дочерние. Реже встречается размножение почкованием и фрагментацией. Время деления клетки у различных бактерий колеблется довольно в широких пределах: от 20 минут у кишечной палочки до 14 часов у микобактерий туберкулеза. Основные стадии размножения микробов в жидкой среде в стационарных условиях: 1. лаг- фаза (начальная стадия адаптации с медленным темпом прирости биомассы бактерий); 2. экспоненциальная (геометрического роста) фаза с резким ростом численности популяции микроорганизмов (2 n ); 3.стационарная фаза (фаза равновесия размножения и гибели микробных клеток); 4. стадия гибели - уменьшение численности популяции в связи с уменьшением и отсутствием условий для размножения микроорганизмов (дефицит питательных веществ, изменение рH, rH 2 , концентрации ионов и других условий культивирования). Данная динамика характерна для периодических культур с |