МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАГОЦИТАРНОЙ АКТИВНОСТИ

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Сокращения: # - клетка Ò - организм б! – бактерия ж! – животное чка - человека мкÒ - микроорганизм МКÒ - макроорганизм АТ – антитело АГ – антиген РА – реакция агглютинации РПГА – реакция прямой гемагглютиннации РНГА – реакция непрямой гемагглютиннации РП – реакция преципитации (осаждения) РТГА – реакция торможения гемагглютинации РСК – реакция связывания комплимента ИФА – иммунно-ферментный анализ РИФ – реакция иммуннофлюорисценции ПЦР – полимеразная цепная реакция ГАГ – гликозаминогликаны Раздел I. 1. Предмет, задачи и основные этапы развития медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. Микробиология (греч. micro – малый, bios – жизнь и logos – учение) – наука о мельчайших организмах, которые по предложению итальянского ученого Седильо принято называть микроорганизмами. Среди микроорганизмов различают: 1) эукариоты – грибы и простейшие; 2) прокариоты – бактерии, риккетсии, микоплазмы и 3) вирусы (см. обложку). Предмет: изуч. морфологию, физиологию (питание, рост, размножение), иммунологию, генетику и экологию мкÒ, имеющих мед. значение. Задачи медицинской микробиологии. Медицинская микробиология разрабатывает методы диагностики, способы специфической профилактики и терапии инфекционных болезней. Она тесно связана с клиникой инфекционных болезней, эпидемиологией, гигиеной и рядом других смежных дисциплин. Задачи МБ: - Установление этиологической роли различных микроорганизмов в патологии человека. На этом строится диагностика инфекционных заболеваний. - Разработка методов диагностики и профилактики инфекционных заболеваний. - Изучение болезнетворных свойств патогенных микроорганизмов с целью определения клинической и эпидемиологической значимости того или иного микроорганизма. - Контроль за эффективностью лечебных и профилактических мероприятий. - Изучение асептики, антисептики, дезинфекции, стерилизации. - Изучение механизмов распространения микроорганизмов во внешней среде, в основном в питьевой воде, пище, воздухе. - Изучение вопросов охраны внешней среды. Главная задача медицинской микробиологии – ликвидация инфекционных болезней. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МИКРОБИОЛОГИИ Становление микробиологии как науки происходило в три этапа. На первом этапе было установлено существование микробов в природе; на втором – дифференцированы виды микробов, на третьем – началось изучение иммунитета и профилактики инфекционных болезней, вызванных патогенными микробами. Описательный период. Этот период развития микробиологии берет начало от первых наблюдений голландского естествоиспытателя Антония ван Левенгука (1632–1723), который, изготовив микроскоп, увеличивающий объект в 160–300 раз, сумел увидеть и описать все основные формы бактерий, назвав их animalcula viva (живые зверьки). В 1695 г. был издан труд «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком». После исследований Левенгука были сделаны попытки доказать роль микробов в происхождении инфекционных заболеваний. В 1840 г. в печати появилась статья Ф. Генле «О миазмах и контагиях», где автор обосновал этиологическое значение микробов в происхождении инфекционных заболеваний, впоследствии названное триадой Генле–Коха: 1) предполагаемый возбудитель должен с постоянством обнаруживаться при определенной болезни и не встречаться при других заболеваниях и у здоровых людей; 2) патогенный микроб должен быть выделен из организма в чистом виде; 3) должна быть доказана способность микроба вызывать соответствующее заболевание у экспериментальных животных. В период описательной микробиологии были установлены возбудители фавуса (И. Шенлейн, 1839) и стригущего лишая (И. Груби, 1843), в крови больных животных обнаружены бациллы сибирской язвы (А. Поллендер, 1849; К. Давен, 1850). Физиологический период развития. Разрозненные факты описательного периода микробиологии были обобщены и приумножены основателем микробиологии и современной медицины французским ученым Луи Пастером (1822–1895), с именем которого связано развитие второго, физиологического периода микробиологии и эпохальные открытия сущности брожения (1857), невозможности самопроизвольного зарождения (1860), причин порчи пива и вина (1865), болезней шелковичных червей (1868), микробной обусловленности и заразности инфекционных болезней (1881), методов изготовления вакцин и способов предохранения от куриной холеры, сибирской язвы и бешенства (1882–1885). Большую роль в истории развития микробиологии сыграли труды немецкого ученого Р. Коха (1843–1910), который разработал метод выделения чистых культур микроорганизмов на плотных питательных средах, в частности ввел в практику агар–агар, желатину, свернутую сыворотку, кусочки овощей, предложил методы окраски бактерий анилиновыми красителями, усовершенствовал микроскоп, благодаря чему выделил и описал возбудителей сибирской язвы, туберкулеза и холеры, а его ученики и последователи к концу 19 в. открыли почти всех других возбудителей бактериальных инфекций. Иммунологический этап. Основоположником иммунологического этапа в развитии микробиологии является выдающийся русский ученый И. И. Мечников (1845–1916) – творец фагоцитарной теории иммунитета, за разработку которой ему была присуждена Нобелевская премия. Он положил начало учению об антагонизме микробов, о причинах преждевременного старения и возможности продления жизни человека, внес большой вклад в изучение туберкулеза, холеры, сифилиса. И. И. Мечников является создателем русской школы микробиологов, труды которых легли в основу развития современной медицины. Среди самых удачливых охотников за микробами следует выделить Ф. А. Леша, впервые обнаружившего дизентерийную амебу, и первооткрывателя возбудителя кожного лейшманиоза П. Ф. Боровского, основателей эпидемиологии и паразитологии в России Д. К. Заболотного, В. К. Высоковича и Е. И. Марциновского. Русские ученые стояли у истоков развития многих новых разделов и научных направлений в микробиологии. В частности, в конце 19 в. А. М Безредка положил начало учению о местном иммунитете. Труды С. Н. Виноградского, открывшего нитрифицирующие и азотфиксирующие бактерии, легли в основу развития сельскохозяйственной микробиологии. Д. И. Ивановский в 1892 г. открыл вирусную природу мозаичной болезни листьев табака и по праву является основоположником вирусологии 2. Методы диагностики инфекционных заболеваний. А. Бактериоскопический метод (прямая мк/скопия, после окраски, лиминесцентная мк/ск. и проч.) Б. Биологический метод – заражение моргом чувствительных животных (напр., M.tuberculosis – морские свинки) и наблюдение характерной клиники заболевания В. Серологический метод – опр. АТ или АГ в биол. жидкостях методом реакций АГ+АТ (РА, РПГА, РНГА, РП, РТГА, РСК; ИФА, РИФ) Г. Молекулярно-генетич. методы (ПЦР – полимеразная цепная реакция Д. Бактериологический метод – выделение чистых культур и их идентификация. Он состоит из след этапов: 0. Обработка первичного материала, способствующая выделению чистого материала: а) инфиц. лабор. животных (для размножения мк®) б) кипячение (для выделения спор) в) обраб. к-той или щелочью г) посев на среды обогащения д) мк/ск с окраской по Граму 1. Рассев исход. мат-ла на пластинчатый агар (МПА, электив. или диффер-диагн. среды), механическое разобщение: а) разведение в пробирках (1:10, 1:100, 1:1000) и высев на пластинч. агар б) рассев шпателем на пласт. МПА (последовательно в несколько чашек, погрузив шпатель в материал всего один раз) в) рассев на сетора пластинч. агара 1.Культ-ние посевов в термостате (анаэростате) при 37°С 24-48 часов 2. Пересев полученных культур на др. среды (по 1 на каждую пробирку) 2'.Культ-ние посевов в термостате (анаэростате) при 37°С 24-48 часов 3. Определение чистоты выделенных культур, морфологических и тинкториальных свойств в окр. по Граму 4. Идентификация выделенных чистых культур по фермент. и серологич. свойствам. 3. Систематика микроорганизмов. Классификация, идентификация и номенклатура. Понятие вида в микробиологии. Систематика – это наука, к/я решает вопросы клсф мкÒ-в. Располагает всех мкÒ по опред группам в соответствии с их сходными ФТ и ГТ пр!! Эти группы, объединяющие отдельных мкÒ, наз ТАКСОНАМИ. Выделяют след таксономические единицы: вид (species) > род (genus) > семейство (familia) > порядок > класс > тип > царство (Procaryotae, Eucaryotae, Vira) Вид – это … Т.к. внутри вида т/же есть различия м/у мкÒ, то выделяют ещё: ШТАММ – объединяет мкÒ одного и того же вида, но выделенные из опред источника и в опред время. КЛОН – это культура мкÒ, полученная из единичной клетки, к/я размножилась и дала начало целой популяции. Когда образуется большое скопление клеток, то среди них могут быть клетки с отклонениями – биовары (биологические варианты), хемовары, фаговары, серовары (серологические варианты, имеющие разные антигенные свойства) , резистенсвары. По морфологическим признакам выделяют 3 основных группы: - Кокковидные - Палочковидные - Извитые формы Внутри группы так же идет деление: в группе кокковидных - микрококки, диплококки, тетракокки, кокки расположенные в виде цепочек, скоплений, пакетов. В группе палочковидных - короткие, длинные, толстые, тонкие, могут выстраиваться друг за другом, в виде частокола, под углом. Коккобактерии - очень мелкие палочки. Среди извитых форм - в виде запятой, в виде латинской С. Эта форма тех или иных микроорганизмов может изменяться в зависимости от способа культивирования, внутри макроорганизма, поэтому часто отмечается полиморфизм. Номенклатура – список названий разл групп мкÒ. Кажд мкÒ им св назв в осн к/го положена бинарная система, т.е. название мкÒ состоит из названия рода и вида (Staphilococcus aureus). Как правило, родовое название пишется с заглавной буквы, м.б. сокращённым, видовое – полностью. 4. Гено- и фенотипические характеристики, используемые для изучения микроорганизмов. 1. Морфология: размеры, форма, тинкториальные свойства, наличие и кол-во жгутиков, пилей, капсулы. 2. Характер роста на различных средах (помутнение-осадок-пленка – на жидких средах, или: форма, прозрачность, пигмент, размеры, консистенция, структура и край колонии – на плотных средах). 3. Биохимические свойства: расщепление углеводов, желатина, ГАГ и проч. 4. Продуцируемые моргом токсины 5. Антигенные свойства компонентов морга 6. Характер вызываемого им иммунитета 5. Понятие о царствах жизни, основные таксоны микроорганизмов. По оформленности генетического материала все живое делят на три царства: Procaryotae (прокариоты), Eucaryotae (эукариоты), Vira (вирусы). Микробы принадлежат всем трем царствам, но б-во патогенных моргов – к прокариотам и вирусам. 6. Понятия штамм, колония, клон, культура микроорганизмов. ШТАММ – объединяет микроорганизмы одного и того же вида, но выделенные из различных источников или даже из одного и того же источника, но в разное время. Штаммы одного вида могут быть абсолютно идентичными или различаться по отдельным признакам, нпр., по способности ферментировать к.-л. сахар, по устойчивости к к.-л. антибиотику и т.д. КОЛОНИЯ – изолированные скопления клеток, образующиеся на поверхности плотных пит. сред. КЛОН – это культура микроорганизмов, полученная из единичной клетки, которая размножилась и дала начало целой популяции. ЧИСТАЯ КУЛЬТУРА – популяция микробов. состоящая из особей одного вида. 7. Основные отличия прокариотических и эукариотических клеток. Микроорганизмы относятся к царству прокариот: 1) отсутствие ядерной мембраны, 2) слабо развитая ЭПС, 3) нет митохондрий, хлоропластов, 4) нет КГ, 5) не обладают эндоцитозом. 6) Ядерное вещество представлено 1 хромосомой - двухнитчатая, кольцевидной формы молекулы ДНК. 7) Ядерный материал сосредоточен в центральной части и имеет вид филоментозных образований. 8) Цитоплазма имеет вид зернистого образования, куда входят различные вакуоли, рибосомы, гликоген, крахмал, зерна волютина (питательный запас). 8. Характеристика основных морфологических форм бактерий. По морфологическим признакам выделяют 3 основных группы: 1. Кокковидные: микрококки, диплококки, тетракокки, стрептококки, стафилококки, сарцины 2. Палочковидные: короткие, длинные, толстые, тонкие, могут выстраиваться друг за другом, в виде частокола, под углом (в виде V ), с закругленными концами, с заостренными концами, коккобациллы (оч. мелкие палочки, их можно спутуть с кокками) 3. Извитые формы: - в виде запятой (напр., вибрион холеры) - в виде латинской S (напр., Campillobacter, Helicobacter Форма тех или иных микроорганизмов может изменяться в зависимости от способа культивирования, внутри макроорганизма, поэтому часто отмечается полиморфизм. По размеру различают морги: а) мелкие мк® - Д < 2 мкм б) средние – 2 < Д < 4 мкм в) крупные – Д > 4 9. Строение бактериальной клетки. Обязательные и необязательные органоиды. Микроорганизмы относятся к царству прокариот: отсутствие ядерной мембраны, слабо развитая ЭПС, нет митохондрий, хлоропластов, нет КГ, не обладают эндоцитозом. Ядерное вещество представлено 1 хромосомой. Она двухнитчатая, кольцевидной формы молекулы ДНК. Ядерный материал сосредоточен в центральной части и имеет видфиломентозных образований. Цитоплазма имеет вид зернистого образования, куда входят различные вакуоли, рибосомы, гликоген, крахмал, зерна волютина (питательный запас). ЦПМ состоит из 3 слоев, выполняет барьерную функцию, поддерживает осмотическое давление в клетке, способствует переходу питательных веществ внутрь клетки и выходу продуктов обмена веществ во внешнюю среду. Клеточная стенка у разных видов микроорганизмов различна по строению. В состав ее входит редкий гетерополимер- пептидогликан- у разных микроорганизмов он имеет различную толщину, на чем основан один из основных методов окраски- по Граму. В соответствии с окрашиванием микроорганизмы делятся на 2 группы: грам положительные и грам отрицательные. У Гр+ микроорганизмов в составе клеточной стенки- большое количество пептидогликана, он многослойный, на его долю приходится 80% от химического состава клеточной стенки. У Гр- пептидогликана всего 10% и он однослойный. Тейхоевые кислоты в стенке Гр+ имеются, у Гр- их нет. За счет этих 2 компонентов микроорганизмы окрашиваытся разно: Гр+- в синий цвет(удерживают генциан виолет). Гр- окрашиваются фуксином в красный цвет. Отношение к окраске - это тинкториальные свойства. Клеточная стенка - это необязательный структурный элемент. Ее не имеют микоплазмы, L-формы микроорганизмов. L-формы образуются из обычных микроорганизмов, которые по ряду причин теряют клеточную стенку. Без клеточной стенки микроб более уязвим к факторам окружающей среды. ЦПМ имеет специфические выпячивания внутрь цитоплазмы – мезосомы. Они делятся на центральные и латеральные. Мезосомы способны соединяться с ДНК и участвовать в делении бактериальной клетки- растаскивают нити ДНК по полюсам. Многие микроорганизмы имеют капсулу, она состоит из скопления слизистого материала и выполняет защитную функцию. У патогенных микроорганизмов капсула образуется только внутри макроорганизма, она является фактором патогенности, препятствует фагоцитозу, доступу к микробу антител, бактериофагов. Капсула не окрашивается обычными красителями, только по Гимсу- Бурри. Препарат смешивают с черной тушью, которая образует темный фон, затем окрашивают фуксином. Жгутики являются органами передвижения. Они крепятся к внутренней поверхности ЦПМ, имеют нитевидную форму. 1 жгутик- это монотрихий, жгутики по периметру - перетрих. Жгутики очень тонки, окрашиваются по Морозову - искусственно увеличиваются размеры жгутиков. Так же этот метод окраски используется для окраски особо крупных микроорганизмов - обработка кислотой, жгутики разрыхляются, увеличиваются в размерах, обрабатывают танином (закрепляют), красят азото- кислым серебром. Пили - очень тонкие образования. Пили- адгезии- это рецепторный аппарат, с их помощью клетка крепится к поверхности клеток макроорганизма. Секс-пили участвуют в конъюгации. Пили- адгезии выявляют с помощью специфических реакций- реакции бактериальной гемагглютинации. 10. Основные отличия Грам "+" и Грам "--" бактерий. Механизм окраски по Граму. В состав клеточной стенки входит редкий гетерополимер – пептидогликан - у разных микроорганизмов он имеет различную толщину, на чем основан один из основных методов окраски- по Граму. В соответствии с окрашиванием микроорганизмы делятся на 2 группы: грам-положительные и грам-отрицательные. У Гр+ микроорганизмов в составе клеточной стенки- большое количество пептидогликана, он многослойный, на его долю приходится 80% от химического состава клеточной стенки. У Гр- пептидогликана всего 10% и он однослойный. Тейхоевые кислоты в стенке Гр+ имеются, у Гр- их нет. За счет этих 2 компонентов микроорганизмы окрашиваытся разно: Гр+- в синий цвет (удерживают генцианвиолет). Гр- окрашиваются фуксином в красный цвет. Отношение к окраске - это тинкториальные свойства. Клеточная стенка. Это внешняя структура бактерий толщиной 10–35 нм, отделенная от цитоплазматической мембраны очень узким ободком периплазматического пространства. Она несет в основном формообразующую и защитную функции. Главным компонентом клеточной стенки бактерий является особый, только им присущий гетерополимер, который называется пептидогликаном. Это вещество состоит из параллельно чередующихся полисахаридных (гликановых) цепей, поперечно скрепленных пептидными связями. Пептидогликан придает клеточной стенке бактерий большую прочность и защищает их от действия осмотического давления, которое может достигать внутри клетки 20–25 атм. При действии лизоцима, пенициллина и некоторых других веществ, разрушающих пептидогликан или нарушающих его синтез, бактерии вначале превращаются в сферопласты, а далее, полностью утратив клеточную стенку, – в бесформенные протопласты, быстро подвергающиеся плазмолизу. Дефектные по клеточной стенке бактерии, которые образуются в организме, обладают жизнеспособностью и патогенностью, называют L–формами в честь института Листера, где они были открыты. Количественное содержание пептидогликана определяет характер окраски бактерий и других прокариот по Граму. Те из них, которые содержат в клеточной стенке большое его количество (около 90 % пептидогликана), окрашиваются по Граму в сине–фиолетовый цвет и их называют грамположительными, все другие, содержащие в оболочке 5–20 % пептидогликана, – в розовый цвет и их называют грамотрицательными. Толщина слоя пептидогликана в клеточной стенке грамположительных бактерий в несколько раз больше, чем у грамотрицательных. Помимо пептидогликана, в клеточной стенке грамположительных бактерий содержатся тейхоевые кислоты, полисахариды и белки. Грамотрицательные бактерии покрыты наружной мембраной, в состав которой входят липополисахариды и базальные белки. Для окраски по Граму необходимо подготовить: 1) феноловый раствор генцианового фиолетового (генцианвиолет – 1 г, этанол 96 % – 10 мл, фенол кристаллический – 2 г, вода дистиллированная – 100 мл); 2) раствор Люголя – концентрированный раствор калия иодида (2 г), в котором растворяют кристаллический йод (1 г), а затем прибавляют дистиллированную воду (300 мл); 3) этанол 96 %; 4) водный фуксин Пфейффера. Техника окраски по Граму. 1. Фиксированный мазок 1–2 мин окрашивают раствором генцианвиолета (по методу Синева его покрывают пропитанной тем же красителем полоской фильтровальной бумаги, которую смачивают 2–3 каплями воды). 2. Слив генцианвиолет (сняв полоску бумаги Синева), мазок 1 мин обрабатывают раствором Люголя и, не промывая водой, сливают его. 3. Обесцвечивают спиртом в течение 0,5 мин, промывают водой. 4. Окрашивают 1–2 мин фуксином Пфейффера. 5. Мазок ополаскивают водой и высушивают. 11. L-формы бактерий. Морфология микоплазм и других молликут. При действии лизоцима, пенициллина и некоторых других веществ, разрушающих пептидогликан или нарушающих его синтез, бактерии вначале превращаются в сферопласты, а далее, полностью утратив клеточную стенку, – в бесформенные протопласты, быстро подвергающиеся плазмолизу. Дефектные по клеточной стенке бактерии, которые образуются в организме, обладают жизнеспособностью и патогенностью, называют L–формами в честь института Листера, где они были открыты. Также морг может лишаться клет. стенки в результате длительного культ-ния на пит. средах в лабораториях. Микоплазмы (сем Mycoplasmacea, класс Mollicutes) не способны синтезировать компоненты клеточной стенки. Вместо неё микоплазмы покрыты трехслойной эластичной мембраной, состоящей из липопротеиновых соединений, фосфолипидов с включением стеринов, которых нет у бактерий и риккетсий. Содержат большое количество белка и нуклеиновых кислот; количество углеводов варьирует. Морфология и способы размножения. Большинство из них – факультативные анаэробы. Так как микоплазмы не имеют ригидной оболочки, они очень полиморфны. В мазках из культур обнаруживаются различные микроструктуры: гранулы, в виде крошечных кокков и элементарных телец; крупные шары; кольца; палочки, нити и ветвящиеся мицелиальные формы; аморфные массы, меняющиеся в конфигурации. Размеры микоплазм варьируют от 125–250 нм у мелких гранулярных форм до 0,4 –150 мкм у нитевидных структур. Микоплазмы не образуют жгутиков, капсул и спор. По Граму окрашиваются отрицательно, лучше окрашиваются по Романовскому–Гимзе. Размножаются путем бинарного деления, некоторые способны к почкованию и сегментации. Колонии мелкие с приподнятым центром («яичница глазунья»), врастают в среду. На поверхности колоний располагаются крупные, часто вакуолизированные клетки, в глубине – мелкие, оптически плотные организмы. Методы микроскопии. В световом микроскопе можно обнаружить лишь самые большие формы и виды микоплазм, размеры которых превышают 0,2 мкм в длину и в поперечнике. В живом состоянии их изучают в темном поле и фазово–контрастном микроскопе, ультраструктурные элементы выявляют при электронной микроскопии. 12. Споры и спорообразование у бактерий, методы выявления спор. Спорообразование наблюдается в условиях, неблагоприятных для вегетативных форм. У бактерий выделяют 3 вида спор: 1) ЭНДОСПОРЫ (истинные споры) – располагаются внутри#, имеют высокий коэффициент светопреломления. 2) АРТОСПОРЫ – обр-ся в рез фрагментации вегетирующих Б!! 3) ХЛАМИДИОСПОРЫ (микроцисты) – формируются в рез утолщения стенок вегетирующей # и накопления запасных пит в-в. К спорообразованию способна лишь небольшая группа эубактерий, а из патогенных для чка только – Clostridium и Bacillus. Каждая вегетативная # образует 1 эндоспору. Споры УСТОЙЧИВЫ к температуре, высыханию, радиации и химическим в-вам (включая 70° этанол). Могут сохраняться оч длительное время. Предположительно споры могут храниться в сухой почве до 1000 лет, но фактически уже за 50 лет 90% спор теряют жизнеспособность. Морфологически споры м.б. круглыми, овальными, эллиптическими, некоторые снабжены «рёбрами жесткости». ПРОЦЕСС СПОРУЛЯЦИИ начинается сразу при возникновении дефицита питательных в-в и длится около 8ч, при этом никаких внешних источников питания или энергии не требуется. Стимулируют – глюкоза, Р и NH4, угнетают –пептон, лактоза, NaCl, CaCl2. Выделяют след ЭТАПЫ: 1) Подготовительная стадия – прекращается деление, начинается накопление липидных включений. 2) Стадия предспоры – появляется эллиптическая оболочка, окружающая участок цитоплазмы с изменённой плотностью и тинкториальными свойствами. 3) Формирование оболочки 4) Стадия созревания споры – происходит её уплотнение и прекращение любых перемещений в #–спорангии. 5) Разрушение родительской #. В оптимальных условиях происходит прорастание споры. Сначала она активно поглощает воду и набухает, усиливается дыхание, возрастает активность ферментов, происходит выделение АК – активация метаболизма (в этот период спора УТРАЧИВАЕТ ТЕРМОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ). Затем спора лопается и из неё выходит вегетативная форма. Спорообразующие микроорганизмы - это бациллы и клостридии. Отличия бацилл от клостридий: споры бацилл не превышают диаметр бактериальной клетки, у клостридий - превышает, бациллы по типу дыхания- аэробы, а клостридии- строгие(облигатные) анаэробы. Известны и спорообразующие кокки. 13. Некультивируемые формы бактерий. Риикетсии активно окисляют глутаминовую кислоту. В организме больного обнаруживаются в цитоплазме и в ядре клеток, являются облигатными внутриклеточными паразитами Þ на бесклеточных средах не культивируются. 14. Морфология хламидий и риккетсий. Рикеттсии (Rickettsia). Рикеттсии - это группа микроорганизмов, которые являются естественными симбионтами членистоногих насекомых: клещей, вшей, блох. Обитая в организме насекомых, рикеттсии могут передаваться человеку и животным при укусе. Рикеттсии являются возбудителями сыпного тифа. Структура рикеттсий. Гр- и по структуре имеют много общего с другими Гр- бактериями. Полиморфные микроорганизмы, могут быть в виде кокко- бактерий, палочковидной, нитевидной формы. Облигатные внутриклеточные паразиты, могут размножаться только в живой клетке. Во внешней среде сохраняются некоторое время. У рикеттсий выделяют 2 морфоформы, которые образуются в клетке хозяина: Вегетативная форма, которая размножается внутри клетки. Покоящаяся форма, сохраняется в клетке, но не размножается. Имеет меньшие размеры. Вызывают хронический сыпной тиф. Рикеттсии обладают минимальным собственным обменом веществ из-за особого строения ЦПМ. Они практически не способны выделять продукты метаболизма, это метаболически зависимые от клетки- хозяина микроорганизмы. Культивируются на куриных эмбрионах, культурах клеток, в живом организме (организме членистоногих).

Хламидии - Chlamydia.

Хламидии имеют много общего с рикеттсиями, но они передаются непосредственно от хозяина хозяину воздушно- капельным или половым путем. Гр-. Обитают на слизистых оболочках, их можно отнести к нормальной микрофлоре если они находятся в небольшом количестве. Помимо человека, они вызывают заболевания у птиц - орнитоз, пситаккоз. Геном маленький. Облигатные внутриклеточные паразиты, вне клетки хозяина не размножаются. Культивируются как рикеттсии. Метаболически зависимы от клетки - хозяина. Внутри клетки хозяина образуют 2 формы: Элементарное тельце - очень мелкие клетки, похожие на покоящиеся формы рикеттсий. Инфекционны. Проникают в клетку-хозяина, где из этой формы образуются ретикулярные тельца, которые внутри клетки хозяина бинарно делятся, затем снова переходят в элементарные тельца. Скопления телец внутри клетки-хозяина - это внутриклеточные включения, их обнаруживают иммунно-люминесцентной микроскопией, окраской по Романовскому-Гимзе. Заболевание, вызываемое хламидиями – хламидиоз - воспалительные процессы слизистых. Новорожденные могут заражаться при прохождении через родовые пути матери. У них часто возникают конъюктивиты.

15. Морфологическая характеристика грибов.

Грибы (Myces) относятся к эукариотам. Грибов в природе огромное количество и только небольшая их часть вызывает заболевания животных и человека. Основной структурный элемент грибов – гифы - нитевидные структуры, переплетающиеся между собой. В результате переплетения гиф образуется мицелий. Грибы в лабораторных условиях культивируются на специальных питательных средах, где образуют мицелий как поверхностный(воздушный), так и субстратный.

Грибы размножаются спорами бесполым путем. Высшие грибы размножаются половым путем: 2 споры сливаются, образуя зиготу. По образованию спор грибы делятся на низшие и высшие. У низших грибов помимо особенности спорообразования мицелий одноклеточный несегментированный. У высших грибов мицелий делится перегородками на отдельные клетки. В перегородках находятся отверстия.

У низших грибов споры образуются в специальных закрытых спорангиях. Споры, закрытые оболочкой спорангия, называются эндоспорами. У высших грибов экзоспоры- соприкасаются с внешней средой.

Артроспоры - гиф мицелия начинает дробиться и каждый образующийся при этом фрагмент дает начало новому мицелию.

Хламидоспоры - на концах в местах сочленения мицелия образуются выпуклости, одна из которых утолщается и превращается в спору.

Бластоспоры - характерны для дрожжевого грибка. От материнской клетки отпочковываются дочерние.

Аскоспоры - это половые споры, не образующие мицелий.

Классы грибов:

- Овомицеты.

- Аскомицеты (сумчатые).

- Базидиомицеты.

- Несовершенные грибы или дейтеромицеты.

Патогенность грибов.

Грибы у человека способны вызывать микозы, как поверхностные (поражения кожи, ногтей, волос), так и глубокие (мышцы, клетчатка). Грибы могут вызывать системные поражения. Криптокиккоз - заболевания, вызываемые грибком на фоне ВИЧ-инфекции (в 30% случаев). Заболевание вызывает Cryptococcus. Он имеет дрожжеподобные клетки размером 4- 20 мкм. Образует бластоспоры. Нитчатые формы отсутствуют. Может образовывать капсулу.

Blastomyces вызывает бластомикоз. Встречается в двух формах - висцеральный и кожный. В тканях определяются довольно крупные дрожжеподобные клетки.

Candida - входит в состав нормальной микрофлоры. У маленьких детей часто наблюдается кандидоз полости рта - молочница. Активизируются на фоне иммунодефицита.

Hystoplasma - Гистоплазма - вызывает гистоплазмоз. В клетках, тканях образует одноклеточные образования округлой или грушевидной формы. Образует бласто- и хламидоспоры. На питательных средах дает воздушный мицелий.

Coccidioides вызывают системное заболевание кокцидиоз, острая форма напоминает грипп. При хронической форме поражается костная ткань. Образует эндоспоры. На питательных средах образует воздушный мицелий. Часто встречается на фоне ВИЧ-инфекции.

16. Морфологическая характеристика актиномицетов.

Actinomyces - Актиномицеты - Лучистые грибы. Неистинные грибы. Относятся к почвенным бактериям. При своем росте образуют структуры, напоминающие мицелий грибов, т.е. они являются промежуточной формой микроорганизмов. С грибами их роднит мицелиообразование и спорообразования (бласто- , артро- и хламидоспоры). С бактериями - обитают в почве, Гр+, видны под световым микроскопом с иммерсией. Имеют ядерный материал, ЦПМ, клеточную стенку. Делятся обычным делением и спорами. На питательных средах образуют нечто похожее на субстратный мицелий. Выделяют 3 группы:

1) Псевдоактиномицеты - некоторые бактериальные формы, например микобактерии туберкулеза, бифидобактерии. Для этой группы характерна удлиненная форма и специфическое деление.

2) Проактиномицеты. У этих микроорганизмов сохраняется мицелий, образуют артроспоры. К ним относятся Nocardia- вызывают нокардиоз.

3) Эуактиномицеты - истинные лучистые грибки. Представитель - род Sthreptomyces. Образуют истинный мицелий, артроспоры. Могут образовывать спорангии (стрептоспорангии), экзоспоры по типу высших грибов. Эта группа дает до 95% антибиотиков.

17. Морфологическая характеристика простейших.

Простейшие (Protea) – одноклеточные живые существа. Морфологически их делят на: амебовидные, инфузории,

18. Химический состав бактерий. Пептидогликан, тейхоевые кислоты, липополисахарид – структура, механизмы биологического действия.

Микроорганизмы по своему химическому составу похожи на другие живые формы. 75-80% содержания воды. Белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Белки входят в состав бактерий в виде простых, сложных, комплексных соединений, в состав липопротеидов. Белки выполняют роль ферментов. Различают структурные белки и ферменты.

Жгутики. В их состав входят белки- флаггелин- полимерное белковое соединение. Он состоит из отдельных компонентов линейной молекулярной формы, скрученных в виде канатов. Белок, входящий в состав жгутиков, обладает выраженными антигенными свойствами. На этот антиген жгутиков в макроорганизме вырабатывабтся антитела и сенсибилизированные лимфоциты.

Пили состоят из белка пилина. Этот белок обладает антигенными свойствами, но у многих микроорганизмов он гомологичен по аминокислотному составу.

Наружная мембрана Гр+ и Гр- бактерий содержит чистые белки или их комплексные соединения. Например, золотистый стафилококк имеет чистый белок- белок А. Этот белок располагается на наружной мембране и может связываться с молекулой IgG. У стрептококков имеется белок М. Этот белок может связываться с молекулой иммуноглобулина G, у стрептококков выполняет функцию адгезина с помощью которого стрептококки связываются с мембраной клеток. Чистый белок входит в состав капсулы некоторых микроорганизмов.

Полипептидная капсула имеется у возбудителя сибирской язвы.

Клеточная стенка – у Гр+ и Гр- микробов. Белок входит в состав пептидогликана. У Гр+ бактерий пептидогликан расположен в несколько слоев. Пептидогликан в природе имеется только в составе бактерий и является самым мощным раздражителем иммунной системы макроорганизма. Для бактерий он обеспечивает механическую устойчивость, выполняет роль каркаса. Пептидогликан обладает рядом биологических активностей:

- Является довольно сильным антигеном.

- Обладает пирогенными свойствами, т.е. вызывает лихорадочное состояние.

- Вызывает воспалительные реакции в сосудах кишечника.

- Адъювантные свойства - усиление иммунного ответа.

Белки встречаются также в составе ЦПМ. Она имеет 2 белковых слоя- наружный и внутренний, между которыми- слой липидов. Цитоплазма, рибосомальные белки отличаются от белков эукариотических клеток константой седиментации- скоростью осаждения в ультра- центрифуге. У бактерий она составляет 70S и 80S у эукариот. Действие ряда антибиотиков блокируют синтез белка рибосомами бактерий.

Ядерный материал белка не имеет. У микроорганизмов имеются особые белки, которые способны связывать атомы железа. Эти белки- сидерофоры или аэробактин. Эти белки усиливают патогенные свойства микроорганизмов. Вдоль каналов бактериальных клеток, по которым проходят питательные вещества, содержатся белок, имеющий большое значение в обмене веществ- порин.

Липиды микроорганизмов.

- Способны к ориентации

- Способны к агрегации

- Играют большую роль в обменных процессах.

- Состоят из жирных кислот, в основном насыщенных- С15-С18. У Гр- микробов- С16- С18. Часть жирных кислот обладает выраженными патогенными свойствами- миколовая, фтионовая. По спектру летучих жирных кислот часто проводят идентификацию микроорганизмов.

Углеводы. У микроорганизмов встречаются редкие углеводы, характерные только для них- маннитол, эритритол. Углеводы имеются в составе капсулы. Особенно много полисахаридов в клеточной стенке у Гр+.

Углеводы и липиды у Гр- бактерий образуют сложный комплекс - ЛПС-липополисахарид. Он состоит из 3 структурных компонентов:

1- Липид А.

2- Сердцевинный полисахарид.

3- О-боковая цепь.

ЛПС обладает свойствами эндотоксина, выраженными антигенными свойствами(О- антиген). Липид А обеспечивает токсические свойства полисахарида, и если из состава ЛПС удалить липид А его токсические свойства теряются. Сердцевинный полисахарид обладает антигенными и иммунномоделирующими свойствами. О- боковая цепь является специфическим свойством. В зависимости от ее строения проводится серологическое типирование бактерий. Она состоит из различных углеводов, сахаров(галактоза, глюкоза, манноза), специфичных только для бактерий сахаров: абеквоза, паратоза, политоза.

ЛПС оказывает следующие воздействия на организм:

1) обладает пирогенным действием Þ вызывает лихорадку

2) вызывает гемодинамические расстройства и нарушения ССС, резко уменьшает АД

3) вызывает агглютинацию ФЭ крови Þ тромбоз

4) вызывает диарейные состояния

5) является митогеном и стимулирует В-лимфоциты

6) обладает АГ свойствами

7) стимулирует образование цитокинов, а они в свою очередь действуют на др системы МКÒ, может даже вызвать шоковое состояние

вызывает ЭНДОТОКСИНОВЫЙ ШОК

ЛПС может вызывать лейкоцитоз, обладает протекторными свойствами – сдерживает рост и размножение раковых ##, ↓ чувствительность ## МКÒ к ИО.

Бактерии, имеющие полный состав ЛПС, образуют S-колонии. Эти колонии имеют ровные края, гладкую поверхность, более выраженные патогенные свойства. Бактерии с нарушенным синтезом ЛПС (отсутствует О-боковая цепь и часть сердцевинного полисахарида) образуют R-колонии: неровный край, шероховатая поверхность, сниженные патогенные свойства. Для выделения ЛПС из микробной клетки используется:

- Трихлоруксусная кислота.

- Водно-фенольная экстракция.

В чистом виде ЛПС выпускается промышленностью, используется как иммунностимулятор, в основном используется его полисахаридная часть без липида А. В зависимости от концентрации липополисахарида он вызывает в организме:

- Пирогенные эффекты.

- Гемодинамические расстройства со стороны ССС.

- Коагуляцию клеточных элементов крови, плазмы, в результате чего образубтся тромбы.

- Диарею.

- Митогенные свойства, стимулирует образование В- лимфоцитов.

- Антигенные свойства.

- Адъювантные свойства.

- Соногенные свойства.

Очень большое значение имеет эндотоксиновый шок. ЛПС может задерживать рост раковых клеток. Способствует снижению чувствительности макрооранизма к радиоактивному излучению.

19. Ферменты бактерий. Основные классы, генетический контроль, классификация, характеристика ферментов вирулентности.

Ферменты участвуют во всех обменных процессах. Ферменты делятся на экзоферменты, которые выделяются в окружающую среду, где они расщепляют питательные вещества. Эти вещества поступают внутрь клетки, где расщепляются эндоферментами.

По постоянству действия:

- Ферменты, постоянно участвующие в обменных процессах - конституитивные. Они принимают активное участие в синтезе структурных компонентов.

- Ферменты, действующие только при наличии субстрата – адаптационные: ферменты транспорта и катаболизма лактозы – галактоздпермиаза, b-галактозидаза, галактозидацетилтрансфераза.

В целях диагностики определяют такие ферменты моргов: лецитиназа, уреаза, сахараза, мальтаза, гиалуронидаза,

Ферменты патогенности:

1) гиалуронидаза – расщепляет ГАГ (матрикс соедин. ткани), что облегчает механическое продвижение по ткани

2) уреаза – расщепляет мочевину с образованием аммиака, что помогает выжить в очень кислой среде

3) гемагглютинины – запускают агглютинацию крови, что создает благоприятные условия для роста и размножения моргов.

4) лецитиназа – расщепляет желток куриного яйца

5) пенициллаза – расщепляет пенициллин (первый антибиотик)

20. Метаболизм микроорганизмов. Механизмы поступления веществ. Классификация и состав питательных сред.

Микроорганизмы используют питательные вещества для построение компонентов бактериальной стенки и для получения энергии. По характеру захвата пищи бактерии относятся к ОСМОФИЛАМ, т.е. питаются веществами, растворёнными в воде. Как и др мкÒ они нуждаются в большом кол-ве минеральных в-в (С, О, N, S, Р, Са, Fe и др).

Основным источником углерода для б! могут служить неорг соед-я (чаще СО₂), из которых мкÒ синтезирует орг в-ва – это АУТО- или ФОТОТРОФЫ (синегнойная палочка). Если же мкÒ нуждаются в орг соед-ях, к/е служат им источником углерода и азота, то их наз. ХЕМО- или ГЕТЕРОТРОФАМИ. В результате ассимиляции и окисления орг в-в (из прир соед-й чаще всего исп-ся полисахариды – крахмал, целлюлоза), выделяется азот.

Помимо этих в-в, мкÒ необходимы доп в-ва – факторы роста, к ним относится большое кол-во АК, пуриновые и пиримидиновые основания, витамины. Они входят в состав микробной #, но синтезировать их самостоятельно они не могут, поэтому факторы роста обязательно должны присутствовать в пит среде у некоторых б!!. Если мкÒ нуждаются в факторах роста – АУКСОТРОФЫ, если нет – ПРОТОТРОФЫ.

Источником N и S для мкÒ служат сульфаты, нитраты, карбонаты и др, к/е восстанавливаются до H₂S и N₂. Самый распространённый источник N –аммонийные соли (восстанавливаются до N₂); т/же АК. Источником S явл H₂S (в прир усл из него восст-ся S с участием Beggiatoa) и АК, содержащие S.

Осн преградой на пути пит в-в явл # мбна. Ч/з неё могут переноситься только те в-ва, для к/х есть спец транспортная система. Существует несколько типов транспорта веществ:

ПРОСТ ДИФФУЗИЯ – неспецифич проникновение в-в в #, зависит от размеров и липофильности молеклы.

ОБЛЕГЧЁННАЯ ДИФ-Я – по градиенту конц (без затрат эн) с помощью ферментов СУБСТРАТСПЕЦИФИЧНЫХ ПЕРМЕАЗ или ТРАНСЛОКАЗ.

АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ – с затратой энергии и при участии спец ферментов, против градиента конц.

ТРАНСЛОКАЦИЯ ГРУПП – происходит перенос и трансформация молекулы: глюкоза → глюкозо-6-фосфат.

КЛСФ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД:

По консистенции:

Жидкие (МПБ, желчный и сахарный бульоны, пептонная вода …)

Полужидкие (полужидкий агар…)

Плотные (МПА, свёрнутая сыворотка крови …)

Сухие (Левина, Плоскирева…)

По происхождению:

Искусственные: а) животные (МПА, МПБ, МПЖ)

б) растительные (настои сена, отвары злаков, дрожжей, фруктов…)

Естественные: а) животные (кровь, сыворотка, жёлчь)

б) растительные (кусочки овощей или фруктов)

По составу:

Простые (МПА, МПБ)

Сложные (кровяные, сахарные, сывороточные питательные среды…)

По назначению:

Среды консервирования (для первичного посева и транспортировки) – предупреждают отмирание патогенов и подавляют рост сапрофитов: гипертонический р-р, глицериновая смесь…

Среды обогащения – для накопления опред группы бактерий за счёт создания условий, оптимальных для одних и неблаг для др видов: селенитовая среда, пептонная щелочная вода, солевой и жёлчный бульоны…)

Элективные, селективные среды – для отдельных видов, готовятся с учётом биохимических и энергетических потребностей мкÒ. Выделяют кровяные и сывороточные (Борде–Жангу), яичные (Левенштайна–Йенсена, ЖСА…) и др. среды (ЖСА, УКА, Эндо, Плоскирева…).

Дифференциально-диагностические среды – для изучения и идентификации отдельных групп, видов, типов б!! В основе различные в-ва, при расщеплении к/х происходит сдвиг рН в кислую (углеводы, спирты, липиды) или щелочную (белки, мочевина…) сторону. В них часто вносят индикаторы → визуально оценить изменение рН. Напр, сдвиг в КИСЛУЮ сторону вызывает покраснение индикатора Андреде (в основе фуксин) или пожелтение при использовании бромтимолового синего, а при сдвиге в ЩЕЛОЧНУЮ сторону они не меняют окраски.

Для выделения чистых культур применяют оптимальные питательные среды с фиксированным рН. Большинство б! способны расти на разл пит средах, за исключением хламидий и риккетсий, к/е не растут вне ##.

Дифференциально-диагностические среды используются для изучения и идентификации отдельных групп, видов, типов б!!. В их основе различные органические и неорг в-ва, при их расщеплении происходит сдвиг рН в кислую (углеводы, спирты, липиды) или щелочную (белки, мочевина…) сторону. В эти среды часто вносят разл индикаторы, позволяющих визуально оценить изменение рН. Напр, сдвиг в КИСЛУЮ сторону вызывает покраснение индикатора Андреде (в основе фуксин) или пожелтение при использовании бромтимолового синего, а при сдвиге в ЩЕЛОЧНУЮ сторону они не меняют окраски.

Дифф.-диагн. среды Эндо, Левина, Плоскирева прм для диагностики кишечных заболеваний (шигеллёзов, сальмонеллёзов). Готовятся они в чашках Петри, в основе МПА + лактоза (ферментируется только E.coli, но не патогенными мкÒ) + индикатор.

ЭНДО. Индикатор по типу индикатора Андреде, лучше держать в тёмном месте. Растущая колония E.coli вырабатывает конечные продукты → окраска красная, часто с металлическим блеском; Shigella и Salmonella → бесцветные колонии.

ЛЕВИНА. Индикатор - эозин-метилениовая синь, при рН ³ 7 имеет цвет эозина (розовый), в кислой среде – восстанавливается метиленовый синий (цвет тёмно-синий). Колнии E.coli → окраска тёмно-синяя, Shigella и Salmonella → бесцветные колонии (под цвет среды).

ПЛОСКИРЕВА. Индикатор – нейтральный красный; рН=7 бесцветный (патогенный б!), рН<7 розово-красный (E.coli). И ещё присутствуют 2 добавки: бриллиантовый зелёный и соли жёлчных кислот. На т/й среде угнетается рост воздушной мкФ, к тому же на ней не растут многие (но не все) штаммы E.coli.

РЕССЕЛЯ. Эта среда комбинированная, готовится в пробирке, половина –скошенная часть, другая – столбик. В среду входят МПА (среда полужидкая), лактоза (1%), глюкоза (0,1%), индикаторы (розоловая к-та и водно-голубой). При рН=7 среда окрашивается в розовый цвет (за счёт розоловой к-ты), рН<7 – в синий. Иногда добавляют бром-тимоловый синий, рН=7 – сине-зеленовытый, рН<7 – бесцветный. Рассев производят по поверхности скошенной части и уколом в глубину столбика. E.coli → среда обсцвечивается и появляются пузыри газа, Shigella и Salmonella → цв изм-ся только в столбике, а скошенная часть останется без изменений, т.к. наилучшие условия для ферментации глюкозы – анаэробные, наиболее активно она будет распадаться в столбике, образуя кисл продукты, газа не будет. У Salmonella paratyphi → то же плюс газ.

Также с дифф-диагн. целью используют другие ферментативные свойства. Напр, «пёстрый» (цветной) РЯД ГИССА – пептонная вода и различные углеводы + индикатор (Андреде = кислый фуксин + щёлочь) и стеклянный поплавок для улавливания газа. Из углеводов наиболее часто применяют моносахариды (глюкоза, ксилоза, арабиноза, фруктоза, манноза, галактоза), дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза), полисахариды (крахмал, гликоген, инулин, декстрин) и гликозиды. Среды засевают, и если мкÒ имеет соответствующий фермент, то образуются кислоты, они восстанавливают фуксин и среда приобретает красный цвет. Если при окислении углеводов выделяется СО₂, то он скапливается в поплавке. Белки расщепляются протеолитическими ферментами до АК, а они в свою очередь распадаются до простых соед-й (СО₂, NН₃ и др). На практике для определения этих ферментов опред-ют индол (+щавелевая кислота → краснеет) и сероводород (H₂S) (+ уксусно-кислый Pb → чернеет).

Также определяют наличие плазмокоагулазы (по свёртыванию плазмы крови), гиалуронидазы (по р-рению сгустка гиалуроновой кислоты в пробирке в жидкой среде), лецитиназы (лецитин входит в состав # стенок, при добавлении в среду и его разрушении – ЖСА – скапливаются продукты обмена Þ помутнение; этот фермент есть у Staphylococcus aureus, а у St. epidermidis – нет).

21. Типы дыхания микроорганизмов. Методы создания анаэробных условий для культивирования. Основные принципы культивирования.

В процессе обмена в-в мкÒ постоянно нуждаются в притоке энергии. Она освобождается при ок-ии пит в-в и в виде АТФ исп-ся клеткой. Сущность ок-я закл-ся в переносе электронов и протонов от донора к акцептору. У мкÒ чаще происходит отщепление 2 атомов Н (дегидрирование) от акцептора при участии ДГ. Биол ок-е может проходить как при участии О₂, так и без него. По отношению к О₂выделяют следующие группы мкÒ:

1) ОБЛИГАТНЫЕ АЭРОБЫ. Способны плч энергию путём дыхания. Причём обязательно нуждаются в О₂, который используют в качестве конечного акцептора водорода.

2) ОБЛИГАТНЫЕ АНАЭРОБЫ. Процессы биол ок-я протекают у них по типу брожения, а расти и размножаться они могут только в бескислородных условиях, в присутствии О₂гибнут. Конечным акцептором водорода являются орг соед-я – чаще всего восстанавливается ПВК.

3) ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ АНАЭРОБЫ. Могут расти и размножаться и в присутствии и в отсутствии О₂, т.к. их ферментная система способна переключаться с одного типа дыхания на другой.

4) МИКРОАЭРОФИЛЫ. Лучше растут при низком содержании О₂ и повышенном СО₂ («капнофильные мкÒ»).

5) АЭРОТОЛЕРАНТНЫЕ. Могут выживать в присутствии атмосферного кислорода, но не могут использовать его в качестве конечного акцептора водорода (например, молочнокислые бактерии – бродильный метаболизм).

Т.о, факультативные анаэробы выращивают при пониженном содержании кислорода, облигатные – при полном его отсутствии, что достигается путем посева материалов внутрь жидкой или полутвердой питательной среды.

Условия культивирования. Наиболее пригодной для выращивания бактерий–анаэробов является среда Китта–Тароцци (среда обогащения), состоящая из концентрированного МПБ, глюкозы и агара. На дно пробирки для адсорбции кислорода помещают кусочки вареной печени или фарша слоем 1,0–1,5 см и заливают 6–7 мл среды. Перед посевом среду кипятят 10–15 мин для удаления воздуха, затем быстро охлаждают, а после посева заливают стерильным вазелиновым маслом. Материал, содержащий спороносные анаэробы, высевают в две пробирки со средой Китта–Тароцци, одну из них прогревают 30 мин при температуре 80°С для уничтожения вегетативных форм сопутствующей микрофлоры.

Посевы на поверхности плотных сред, разлитых в чашки Петри, культивируют в макро– или микроанаэростате.

Макроанаэростат представляет собой двухстенный аппарат с крышкой. Между стенками аппарата находится вода, источником тепла служит электричество, терморегулятор обеспечивает постоянную температуру. Посевы помещают в анаэростат после того, как температура в нем будет доведена до 37°С, и герметически закрывают крышкой. Анаэростат соединяют с вакуум–насосом и, выкачивая воздух, создают вакуум 3–5 мм. Посевы инкубируют в анаэростате обычно в течение 48 ч. Имеются также портативные анаэростаты. Это небольшие металлические цилиндры с герметически закрывающейся крышкой, постоянная температура в которых создается при помещении их в термостат.

Особенности выделения бактерий–анаэробов. В первый день исследуемый материал микроскопируют и высевают в среду Китта–Тароцци градуированной или пастеровской пипеткой, прогревают при температуре 80°С в течение 30 мин, заливают вазелиновым маслом и посевы помещают в термостат. На второй день помутневшую (нередко вспенившуюся) среду обогащения набирают пастеровской пипеткой, которую опускают через слой вазелинового масла до дна пробирки.

Выделенную культуру микроскопируют и пересевают на плотные питательные среды. Изолированные колонии получают последовательным засевом шпателем бульонной культуры в три чашки Петри с кровяно–сахарным агаром. Чашки Петри помещают в анаэростат при температуре 37°С на 24–48 ч или культуру засевают в столбики расплавленных и остуженных сахарных агаров после предварительного разведения в изотоническом растворе натрия хлорида. На третьи сутки изучают выросшие на чашках Петри колонии (или извлекают колонии из столбиков агара), делают из них мазки, высевают на среду Китта–Тароцци для обогащения чистой культуры.

Чтобы установить видовую принадлежность выделенной культуры бактерий, кроме изучения морфологических, тинкториальных и культуральных особенностей, необходимо определить на ряде Гисса их ферментативные свойства.

Т.о, используют следующие методы получения анаэробных условий:

- ФИЗИЧЕСКИЙ (анаэростат)

- ХИМИЧЕСКИЙ (оксикатор, сорбент – пирогаллол)

- БИОЛОГИЧЕСКИЙ

- Метод ФОРТНЕРА – чашку петри пополам, заливают парафином

- Метод ЧАСОВЫХ СТЁКОЛ – выпуклое засевают аэробами.

- с использованием спец. пит. сред

- уколом в среду ВИЛЬСОН–БЛЕРА (колонии чёрные)

- в стеклянной трубке.

22. Рост и размножение микроорганизмов. Периодические и непрерывные культуры.

Рост клеток – координированное воспроизведение всех клеточных компонентов и структур, ведущее в конечном итоге к увеличению массы клетки.

Размножение клеток – увеличение числа клеток. Происходит либо путем поперечного деления, возникающего в процессе роста, либо, что встречается реже, почкованием, либо путем образования спор. Большинство прокариотов (в т.ч. спирохеты и риккетсии) размножается поперечным делением. Актиномицетфы размножаются путем фрагментации нитевидных клеток с образованием палочковидных и кокковидных клеток. Представители сем. Streptomycetaceae образуют воздушные гифы, от которых отшнуровываются споры, служащие для размножения. Хламидии проходят при размножении определенный цикл (элементарные и ретикулиновые тельца), чем отличаются от других прокариотов.

23. Классификация, структура и особенности биологии вирусов.

В! – не облад собственным обменом в-в Þ нуждается в живой #. Причём, чем моложе # и чем интенсивнее протекают в ней обменные процессы, тем лучше и быстрее репродуцируется В! (эмбриональные, раковые ##).

Классификация и морфология:

в зависимости от #-хозяина: р!, ж!, б!, чка.

от локализации в # : в цтпл, в яд.

от типа НК: ДНК– и РНК–овые.

от строения: простые, сложные

ПРОСТЫЕ В! состоят из НК, покрытой белковой оболочкой (КАПСИД), к/я защищает НК от разл воздействий. Она состоит из отдельных субъединиц (КАПСОМЕРОВ), их кол-во разл у разн В!!.

СЛОЖНЫЕ – т/же им НК, капсид, СУПЕРКАПСИДНАЯ ОБОЛОЧКА, в состав которой кроме белка входят липиды и углеводы. У нек сложных в!! на поверхности есть выросты – нейраминидазы и гемагглютинины (вирус гриппа).

Особенность биологии вирусов: это облигатные внутриклеточные паразиты.

24. Основные этапы и исходы взаимодействия вируса с клеткой хозяина.

Взаимодействие с # хозяина:

АДСОРБЦИЯ в! на поверхности #. Она м.б. обратимой и необратимой. При приближении в! к #, происходит взаимодействие его специфических рецепторов с комплементарными структурами #. Если взаимодействие по типу хим реакции – НЕОБРАТИМОЕ, если слабое взд – ОБРАТИМОЕ.

ПРОНИКНОВЕНИЕ в! в #. Некоторые в!! (бактериофаги) вводят только НК, другие – полностью проникают в # со всеми своими оболочками.

«РАЗДЕВАНИЕ». Собственные ферменты #, принимая в! за чужеродное в-во, начинают расщеплять оболочки, помогая ему освободить свою НК.

НК в! БЛОКИРУЕТ ГЕНОМ # ХОЗЯИНА, выключает его из работы и берёт управление всеми БХ процессами под свой контроль. # перестаёт выполнять свою работу и начинает производить новые в! частицы, причём на рибосомах синтезируются капсомеры, в ядре (или цтпл) ген материал.

САМОСБОРКА ВИРУСА.

ВЫХОД В!. Если вирус простой, то покидает # взрывоподобно, все в! частицы выходят одновременно, а # ЛИЗИРУЕТСЯ. Если сложный – то выходит плавно, отпочковываясь, достраивая при этом суперкапсид. # не погибает, какое-то время она сохраняет свою жизнеспособность, но в полной мере выполнять свои функции уже не может. Т/е больные клетки округляются, сливаются в многоядерный синцитий…

Т.о., в результате взаимодействия ИНФЕКЦИОННОГО ВИРУСА с # она либо погибает, либо остаётся живой, но больной.

НЕИНФЕКЦИОННЫЕ ВИРУСЫ проходят те же стадии, но их НК не блокирует, а встраивается в геном #, мирно с ней сосуществует и ни чем себя не проявляет. Материнская # делится, а генетический материал вируса попадает в дочерние ##. Т/е в!! называются ЛАТЕНТНЫМИ (или СКРЫТОЙ ИНФЕКЦИЕЙ), т.е. происходит персистенция в!. Активизация начинается обычно при ослаблении организма, НК выходит из генома и начинает вести себя как вирулентный инфекционный вирус. Интегрированный с клеточным геномом хозяина вирус наз ПРОВИРУСОМ, а процесс объединения в! с хр (НК) наз-ся ВИРОГЕНИЯ.

Исходы взаимодействия вируса с клеткой:

гибель или болезнь хозяина

персистирование, затем в! может активироваться или # станет опухолевой.

Абортивный исход. Вирус проникает в #, но погибает и дальнейшего процесса не происходит.

25. Основные методы культивирования вирусов. Клеточные культуры, их типы, способы выявления вирусов в клеточных культурах.

Впервые ## культуры были использованы в 50-х гг. Клетки клсф-ся на:

1) ПЕРВИЧНО ТРИПСИНИЗИРОВАННЫЕ. Их получают из эмбриональной тк чка, обезьян и т.д. Тк помещают в спец пит среду, освобождают от разл ненужных эл-тов, измельчают, а затем заливают р-ром трипсина в сосуде. Помещают на магнитную мешалку, сосуд встряхивается, а трипсин разрушает меж# связи Þ ## разъединяются. Затем проводят центрифугирование: живые ## оседают, а мёртвые – всплывают. Надосадочную жидкость с мёртвыми ## сливают, осадок заливают пит средой, взбалтывают и получают взвесь, а затем подсчитывают кол-во ## в камере Горяева. Взвеси помещают в разл ёмкости и добавляют спец ростковую среду, прчём на 1 мл пит среды должо быть ³ 2 млн #. Они крепятся к поверхности стекла, омываются средой и начинают размножаться, покрывая пов сосуда МОНОСЛОЕМ. Затем ростковую среду сливают и добавляют поддерживающую (## не погибают, но и не размножаются) и ВИРУСЫ и культивируют 3-4 суток. По св составу поддерживающие среды должны приближаться к тк жидкости МКÒ. В их основе лежит солевой р-р Хэнкса, содержащий в необх конц мин соли. К нему добавляют АК, витамины, пуриновые и пиримидиновые азотистые основания, углеводы и индикатор (метиловый красный). При рН=7 цв КРАСНЫЙ (## неживые), при сдвиге в кислую сторону – ЖЕЛТЕЕТ (если ## живые, то выделяются кислые продукты их жизнедеятельности). При накоплении большого кол-вапродуктов обмена, нужно менять среду.

Если к поддерживающей среде добавить СЫВОРОТКУ КРОВИ, в к/й содержится спец белок ПЕТУИН, стимулирующий размножение (чаще всего исп сыв эмбрионов КРС), то получают ростковую среду.

Первично трипсинизированные культуры используются ТОЛЬКО 1 РАЗ.

2) ПОЛУПЕРЕВИВАЕМЫЕ КЛЕТКИ. Их можно перевивать 50-100 раз. В основном это диплоидные ##.

3) ПЕРЕВИВАЕМЫЕ (БЕССМЕРТНЫЕ) – это раковые клетки: Hela, Hep-1, Hep-2 – были получены в 50-х гг, затем их постоянно пересеивали. В этом случае из старой пробирки выливают пит среду и добавляют ВЕРСЕН, под его влиянием ## отлипают. Взвесь клеток с этим в-вом центрифугируют, ## оседают, версен сливают и добавляют поддерживающий пит раствор. Т.о., снова получают готовую культуру.

Вирусы в клеточной культуре выявляют по их цитопатическому действию:

1) по образованию ими на среде сплошного (газонного) роста бесклеточных "бляшек"

2) по вакуолизации клеток культуры

3) появлению клеточных включений

Также используются электронная микроскопия и серологические реакции.

26. Бактериофаги. Морфология, взаимодействие с клеткой, культивирование, практическое использование.

Бактериофаги (греч. phagos – пожирающий) – это в!!, паразитирующие на б!!, были открыты 1917 г. В настоящее время, кроме бактериофагов, известны фаги микоплазм, грибов, дрожжей, синезеленых водорослей.

Строение и химический состав фагов. Как в! имеет очень малые размеры, примерно 100-200 нм. Различают простые и сложные, РНК– и ДНК–содержащие фаги. Простые РНК–фаги имеют круглую или нитевидную форму. Наиболее хорошо изученные сложные фаги эшерихий имеют вид барабанной палочки с шестигранной головкой, в которой находится ДНК. Имеют отростки, к/е состоят из полого стержня, снаружи покрытого сократительным чехлом. На дистальном конце отростка находится шестиугольная базальная пластинка с шестью отходящими от нее нитями–рецепторами.

Фазы взаимодействия фага с бактериями. При эффективном взаимодействии сложный фаг эшерихий адсорбируется на бактериях дистальным концом отростка. При этом из–под его базальной пластинки выделяется лизоцим, который вызывает образование в оболочке эшерихий отверстия. Вслед за этим происходит сокращение головки и чехла фаговой частицы, проникновение через цитоплазматическую мембрану кончика его стержня и выход в цитоплазму фаговой ДНК. После ее введения следует фаза смены информации и последующий синтез ДНК и белка фага. На заключительном этапе взаимодействия фага с бактерией происходит самосборка фаговых частиц.

Следствие взаимодействия фага с бактерией. Полный цикл развития фагов продолжается до 1,5ч, в течение которых образуется 100–200 фаговых частиц, что заканчивается лизисом бактерий под влиянием фагового лизоцима. Фаги, обусловливающие лизис микробов и формирование новых фаговых корпускул, называются вирулентными. Наряду с вирулентными в природе имеются умеренные фаги, их взаимодействие с бактериями проявляется в двух формах: одни штаммы или клетки определенного вида бактерий они разрушают, в другие проникают, но гибели не вызывают. В последнем случае геном умеренного фага интегрирует в геном бактерии и в дальнейшем воспроизводится вместе с ним при делении #. Умеренный фаг, наследственные детерминанты к/го объединились с бактериальными, называются профагом; бактерии, содержащие профаг, – лизогенными, а само явление– лизогенией.

Связь профага с бактерией очень прочная и в естественных условиях нарушается оч редко (спонтанная продукция фага). Частоту отщепления профага от бактериальной хромосомы можно увеличить, воздействуя на лизогенные бактерии ультрафиолетовыми лучами, ионизирующей радиацией, магнитным полем и химическими мутагенами (индукция лизогенных бактерий).

Выявление. Как и в!! животных, фаги обнаруживаются под электронным микроскопом и по эффекту их действия на чувствительные микробы. При этом, размножаясь в бульонных культурах, они вызывают просветление среды, а на агаровых газонах подавляют рост бактерий в местах их внесения или формируют колонии в виде мелких стерильных (негативных) пятен – бляшек фага. Подобно колониям бактерий, морфология бляшек специфична для различных фагов. Вирулентные фаги обычно образуют прозрачные бляшки, а умеренные – мутные.

Распространение. Фаги обнаруживаются во всех объектах окружающей среды, в которых обитают бактерии, актиномицеты, грибы, микоплазмы. Найдены они в воде, почве, молоке, в различных выделениях человека и животных.

Получение и практическое применение. Фаги получают путем фильтрации и очистки лизированных ими бульонных культур бактерий. Готовый препарат фага представляет собой прозрачную желтоватую жидкость. В целях повышения стабильности фильтрат фаголизатов таблетируют.

Используются фаги главным образом для ИДЕНТИФИКАЦИИ И ВНУТРИВИДОВОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ. Для этого применяют наборы типоспецифических фагов, лизирующих определенные варианты бактерий. Особую ценность метод фаготипирования приобретает при эпидемиологическом обследовании очага, где с его помощью удается выявить источники и пути передачи инфекции.

Узкоспецифический спектр действия фагов ограничивает широкую возможность их использования как ЭТИОТРОПНЫХ ПРЕПАРАТОВ. Для лечения в основном применяют стафилококковый и стрептококковый бактериофаги и колибактериофаг. Они представляют собой фильтраты фаголизатов соответствующих бактерий, их выпускают в запаянных ампулах или флаконах. Эти препараты назначают при нагноительных процессах, вызванных фагочувствительными штаммами стафилококка, стрептококка и кишечной палочки, орошая ими инфицированную рану или обкалывая очаг воспаления.

В целях ПРОФИЛАКТИКИ фагирование в настоящее время проводят только в очагах брюшного тифа и дизентерии. Взрослые люди, находившиеся в контакте с больными, принимают указанные бактериофаги внутрь за 1,5–2 ч до еды по 1–2 таблетке (в дизентерийном очаге 2–3 раза с интервалом 3 дня).

27. Методы микроскопии в микробиологии. Их практическое применение.

Размеры микробов, имеющих клеточное строение, составляют 0,2–20 мкм и они легко обнаруживаются в иммерсионном микроскопе. Вирусы во много раз меньше. Диаметр самых больших из них, например вируса натуральной оспы, около 300 нм, а у самых мелких составляет 20–30 нм. Ввиду этого для выявления вирусов используются электронные микроскопы.

В микробиологических исследованиях применяют световые и электронные микроскопы; методы оптической и электронной микроскопии.

Оптический микроскоп. Наиболее важной оптической частью микроскопа являются объективы, которые делятся на сухие и иммерсионные.

Сухие объективы с относительно большим фокусным расстоянием и слабым увеличением применяются для изучения микроорганизмов, имеющих крупные размеры (более 10–20 мкм), иммерсионные (лат. immersio – погружение) с фокусным расстоянием – при исследовании более мелких микробов.

При микроскопии иммерсионным объективом х90 обязательным условием является его погружение в кедровое, персиковое или в вазелиновое масло, показатели преломления света у которых близки предметному стеклу, на котором делают препараты. В этом случае падающий на препарат пучок света не рассеивается и, не меняя направления, попадает в иммерсионный объектив. Разрешающая способность иммерсионного микроскопа находится в пределах 0,2 мкм, а максимальное увеличение объекта достигает 1350.

При использовании иммерсионного объектива вначале центрируют оптическую часть микроскопа. Затем поднимают конденсор до уровня предметного столика, открывают диафрагму, устанавливают объектив малого увеличения и при помощи плоского зеркала освещают поле зрения. На предметное стекло с окрашенным препаратом наносят каплю масла, в которую под контролем глаза осторожно погружают объектив, затем, поднимая тубус, смотрят в окуляр и вначале макро–, а потом микровинтом устанавливают четкое изображение объекта. По окончании работы удаляют салфеткой масло с фронтальной линзы объектива.

Микроскопия в темном поле зрения проводится при боковом освещении и обычно применяется при изучении подвижности бактерий или обнаружении патогенных спирохет, поперечник которых может быть меньше 0,2 мкм. Чтобы получить яркое боковое освещение, обычный конденсор заменяют специальным параболоидом–конденсором, в котором центральная часть нижней линзы затемнена, а боковая поверхность зеркальная. Этот конденсор задерживает центральную часть параллельного пучка лучей, образуя темное поле зрения. Краевые лучи проходят через кольцевую щель, попадают на боковую зеркальную поверхность конденсора, отражаются от нее и концентрируются в его фокусе. Если на пути луча нет каких–либо частиц, он преломляется, падая на боковую зеркальную поверхность, отражается от нее и выходит из конденсора. Когда луч встречает на своем пути микробы, свет отражается от них и попадает в объектив – клетки ярко светятся. Так как для бокового освещения необходим параллельный пучок света, применяется только плоское зеркало микроскопа. Обычно исследование в темном поле зрения проводится под сухой системой. При этом небольшую каплю материала помещают на предметное стекло и накрывают покровным, не допуская образования пузырьков воздуха.

Фазово–контрастная и аноптральная микроскопия основаны на том, что оптическая длина пути света в любом веществе зависит от показателя преломления. Это свойство используют с целью увеличить контрастность изображения прозрачных объектов, какими являются микробы, т. е. для изучения деталей их внутреннего строения. Световые волны, проходя через оптически более плотные участки объекта, отстают по фазе от световых волн, не проходящих через них. При этом интенсивность света не меняется, а только изменяется фаза колебания, не улавливаемая глазом и фотопластинкой. Для повышения контрастности изображения фазовые колебания при помощи специальной оптической системы превращаются в амплитудные, хорошо улавливаемые глазом. Препараты в световом поле зрения становятся более контрастными – положительный контраст; при отрицательном фазовом контрасте на темном фоне виден светлый объект. Вокруг изображений нередко возникает ореол.

Большей четкости изображения малоконтрастных живых микробов (даже некоторых вирусов) достигают в аноптральном микроскопе. Одной из важнейших его деталей является линза объектива, расположенная вблизи «выходного» зрачка, на которую нанесен слой копоти или меди, поглощающий не менее 10 % света. Благодаря этому фон поля зрения приобретает коричневый цвет, микроскопируемые объекты имеют различные оттенки – от белого до золотисто–коричневого.

Люминесцентная микроскопия основана на способности некоторых клеток и красителей светиться при попадании на них ультрафиолетовых и других коротковолновых лучей света. Люминесцентные микроскопы представляют собой обычные световые микроскопы, снабженные ярким источником света и набором светофильтров, которые выделяют коротковолновую часть спектра, возбуждающую люминесценцию. Между зеркалом микроскопа и источником света устанавливают сине–фиолетовый светофильтр (УФС–3, ФС–1 и пр.). На окуляр надевают желтый светофильтр (ЖС–3 или ЖС–18).

Различают собственную (первичную) флюоресценцию и наведенную (вторичную). Так как большая часть микробов не обладает собственной флюоресценцией, они обрабатываются красителями, способными флюоресцировать (вторичная люминесценция). В качестве флюорохромов используют аурамин (для обработки микобактерий туберкулеза), акридин желтый (гонококки), корифосфин (коринебактерии дифтерии), флюоресцеинизотиоцианат (для мечения антител).

Люминесцентная микроскопия отличается рядом преимуществ: дает цветное изображение и значительную контрастность; позволяет обнаружить живые и погибшие микроорганизмы, прозрачные и непрозрачные объекты; установить локализацию бактерий, вирусов и их антигенов в пораженных клетках организма.

Электронный микроскоп. В электронном микроскопе вместо света используется поток электронов в безвоздушной среде, на пути которых находится анод. Источником электронов является электронная пушка (вольфрамовая нить, разогреваемая до 2500–2900 °С). Оптические линзы заменены электромагнитами. Между вольфрамовой нитью и анодом возникает электрическое поле в 30 000–50 000 Вт, что сообщает электронам большую скорость, и они, проходя через отверстие анода, попадают в первую электромагнитную линзу (конденсор). Электронные лучи на выходе из конденсора собираются в плоскости исследуемого объекта. Они отклоняются под разными углами за счет различной толщины и плотности препарата и попадают в объективную электромагнитную линзу, снабженную диафрагмой. Электроны, незначительно отклонившиеся при встрече с объектом, проходят через диафрагму, а отклонившиеся под большим углом – задерживаются, благодаря чему обеспечивается контрастность изображения. Линза объектива дает промежуточное увеличение изображения, которое наблюдается через смотровое окно. Проекционная линза может увеличивать изображение во много раз. Это изображение принимается на флюоресцирующий экран и фотографируется. Разрешающая способность электронных микроскопов равна 1,0 –0,14нм

28. Понятие о гене и этапах развития генетической системы. Генетический аппарат бактерий.

Ген – стр.-функц. единица хромосомы, отвечающая за наличие и функционирование определенного белка в клетке (организме).

В бактериальной хромосоме выделяют ряд участков:

1) промотор – участок ДНК, распознаваемый ДНК-зависимой-РНК-полимеразой.

2) оператор – участок ДНК, промотором и структурным геном, с которым связывается белок-репрессор.

3) Оперон – содержит регуляторный ген, промоторный участок, область оператора и последовательность генов, регулируемых данным опероном. Он является функц.-генетической единицей.

Ген-регулятор кодирует белок-репрессор, связывающий оператор и индуктор. Нет индуктора – оперон "молчит", появляется индуктор – оперон "работает".

Белок-репрессор – распознает нуклеотидную последовательность ДНК.

(Lac-оперон – индуцибельный оперон, контролирующий синтез ферментов по обеспечению бакт. клетки лактозой).

Бактерии относятся к царству прокариот, отличаются от эукариот тем, что содержат 1 ХР, к/я представлена 2-хцепочечной ДНК, кольцевидной формы, в ней содержится вся наследственная информация (ГЕНОТИП). Она фиксируется на мезосоме, и при делении # мезосома перемещает нити ДНК в дочерние ##. Иногда этот процесс опережает деление самой клетки, тогда в 1 Б! может оказаться 2 хр. Хромосома б! не содержит ГИСТОНОВ, в # нет ЦЕНТРОМЕРОВ, делится только МИТОЗОМ. Также Б! отличаются РАЗМЕРАМИ.

В ДНК содержатся интроны (ИНФОРМАТИВНЫЕ) и экзоны (МОЛЧАЩИЕ УЧАСТКИ). У прокариот имеются особые гены, способные перемещаться вдоль ДНК и встраиваться в новые места. Это «прыгающие» гены – ТРАНСПОЗОНЫ (включают около 2 тыс пар НКт). Они обеспечивают устойчивость к антибиотикам, изменчивость и Мт (встраиваясь в новые места во время транскрипции, нарушают последовательность НКт). По обе стороны от транспозона расположены 2 одинаковые последовательности НКт (>800) – это IS–ЭЛЕМЕНТЫ (“ВСТАВОЧНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ”), к/е содержат гены, не контролирующие признаки бактерий, но встраиваясь в ДНК вместе с транспозонами или без них перестраивают геном → мутации.

В цтпл Б! м.б. доп АВТОНОМНЫЕ уч-ки ДНК, имеющие 2-хцепочечную структуру и пальцевидную форму, но в сотни раз < основной ДНК. Это ПЛАЗМИДЫ, в 1# их м.б. до 20 штук. Они не обязательны для жизни #, но и без них # нормально функционировать не может. Плазмиды обладают след св!!:

- Контролируют отдельные пр!! Б#

- Способны интегрировать с хромосомой # и выходить из её состава.

- Способны к транслокации, т.е. к самостоятельномуперемещению из 1 # в др (ТРАНСМИССИВНЫЕ или КОНЪЮГАТИВНЫЕ плазмиды) или в составе хромосомы.

29. Внехромосомные материалы ДНК. Плазмиды, транспозоны, инсервационные последовательности. Роль плазмид в изменчивости бактерий, виды плазмид.

У прокариот имеются особые гены, способные перемещаться вдоль ДНК и встраиваться в новые места. Это «прыгающие» гены – ТРАНСПОЗОНЫ (включают около 2 тыс пар НКт). Они обеспечивают устойчивость к антибиотикам, изменчивость и Мт (встраиваясь в новые места во время транскрипции, нарушают последовательность НКт). По обе стороны от транспозона расположены 2 одинаковые последовательности НКт (>800) – это IS–ЭЛЕМЕНТЫ (“ВСТАВОЧНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ”), к/е содержат гены, не контролирующие признаки бактерий, но встраиваясь в ДНК вместе с транспозонами или без них перестраивают геном → мутации.

- Контролируют отдельные пр!! Б#

- Способны интегрировать с хромосомой # и выходить из её состава.

Существует множество ВИДОВ плазмид, например:

R–плазимда– резистивные, состоят из 2 основных генов. Один отвечает за конъюгативные св!! плазмиды, др – за устойчивость к лек-вам (антибиотикам), чем больше генов, тем к большему числу препаратов устойчив мкÒ.

F–плазимда– фертильность (плодовитость). Она определяет пол Б#. Если она есть в #, то это F+ клетка (♂), если нет, то F– (♀). Эта плазимда может перемещаться из # в #, при этом если в F–, то она становится F+. F–плазимда контролирует образование на поверхности бактерии особых СЕКС–ПИЛЕЙ – полый трубочки, через которые при размножении перемещается генетический материал. Часто встраивается в основную хромосому клетки.

Col–плазимда– получила название от E.coli, у к/й они впервые были обнаружены. Контролирует выработку токсических белков – БАКТЕРИОЦИНОВ, применительно к разным видам бактерий имеют свои названия, например, E.coli – колицины. Бактериоцины губительно д-ют на др Б!! особенно в пределах семейства, что даёт селективное преимущество и позволяет расширять своё жизненное пространство.

Плазимды, контролирующие образование адгезинов– спец выростов, с пом к/х Б! крепится к поверхности # (особенно важно при колонизации слизистых оболочек), это м.б. ПИЛИ АДГЕЗИИ млм др структуры.

Ent–плазимда– содержит информацию об ЭНТЕРОТОКСИНАХ, вызывающих диаррейные состояния, т.к. токсичны для ## слизистой ЖКТ.

Hly–плазимда– информация о синтезе ГЕМОЛИЗИНОВ – это токсины, способные разрушать мембрану эритроцитов и вызывать гемолиз. С их помощью мкÒ получает Fe, необходимое для жизнедеятельности.

Vir–плазимда– ВИРУЛЕНТНОСТЬ.

В качестве плазмид рассматривается и геном бактериофага, если он располагается автономно в цитоплазме, а не встроен в хромосому.

30. Понятие о генотипе и фенотипе. Модификационная и генотипическая изменчивость бактерий.

Генотип – совокупность всех генов, присущих данному организму, т.е. его генетическая конституция.

Фенотип – внешнее, видимое проявление генотипа, обусловленное им и воздействием окружающей среды.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ– совокупность различий по признаку м/у ÒÒ одного вида или популяции.

Фенотипические изменения – МОДИФИКАЦИЯМИ, при этом изменений ДНК не происходит, и вскоре они утрачиваются. Модификации возникают в ответ на изменение условий окр среды и позволяют мкÒ быстро адаптироваться и сохранять свою жизнеспособность. Проявляются в изменении морфологических, БХ и других признаков, после устранения действия фактора, происходит реверсия.

В основе – индукция и репрессия соответствующих генов (например, E.coli только в присутствии лактозы синтезирует необходимые ферменты, стафилококки – в присутствии пенициллина синтезируют разрушающий его фермент).

К модификациям можно отнести включение «МОЛЧАЩИХ» ГЕНОВ, в результате чего происходит смена их антигенов в ходе инфекционного заболевания.

Модификации могут возникать под непосредственным действием антибиотиков, при этом образуются L-формы, лишенные # стенки. Они могут сохраняться и даже размножаться внутри ## хозяина, после прекращения действия антибиотика вновь реверсировать к исходной форме.

МУТАЦИИ– изменения в структуре ДНК, закрепляются и прередаются по наследству. Классифицируют по происхождению, характеру изменений в структуре ДНК, фенотипическим последствиям и др.

По ПРОИСХОЖДЕНИЮ мутации подразделяют на:

спонтанные – составляют естественный фон. Они появляются под влиянием разных причин: ОШИБКИ в репарирации или репликации ДНК, ошибочное включения в дочернюю цепь НЕКОМПЛЕМЕНТАРНОГО АО (А=Т, Г≡Ц), ИНСЕРТАЦИОННЫЕ мутации (insertion – вставка, возникают при встраивании в хромосому микробной # Is-последовательностей, транспозонов и плазмид, при наличии ГЕНОВ-МУТАТОРОВ частота мутаций увеличивается в >100 раз).

индуцированные –получают под влиянием мутагенов.

По КОЛИЧЕСТВУ МУТИРОВАВШИХ ГЕНОВ:

ГЕННЫЕ– затрагивают один ген, чаще всего – точковые,

Точковые –замену или вставку пары АО в ДНК → изменение 1 кодона Þ вместо одной АК кодируется другая или нонсенскодон (нонсенсмутация) – это ПРЯМАЯ Мт. Впоследствии может возникнуть вторичная (ОБРАТНАЯ) мутация в этом же гене → восстановление дикого генотипа и фенотипа.

Вставкаили выпадениеодной пары АО → изменение всех последующих кодонов в пределах 1 гена (Мт со сдвигом считывания).

хромосомные– распространяются на несколько генов, возникают в результате выпадения нуклеотидов (ДЕЛЕЦИЯ), поворота участка ДНК на 180° (ИНВЕРСИЯ), повторения фрагмента ДНК (ДУПЛИКАЦИЯ). Один из механизмов связан с перемещением Is-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ и ТРАНСПОЗОНОВ из одного участка ДНК в другой или из хромосомы в плазмиду и наоборот → нарушается функция гена.

По ФЕНОТИПИЧЕСКИМ ПОСЛЕДСТВИЯМ:

Нейтральные –фенотипически не проявляются.

Условно-летальные– приводят к изменению функциональной активности фермента. В зависимости от условий окр среды мкÒ могут сохранять свою жизнеспособность или утрачивать ее. Так, например, ts-мутанты (температурочувствительные) могут синтезировать ферменты, активные при 37°С, но неактивные при 42 °С, у Б!! дикого типа – активны при обеих t°C.

Летальные– характеризуются полной утратой способности синтезировать жизненно важные ферменты (особенно ДНК-полимераз).

Мутации проявляются в фенотипе в виде утраты или изменения морфологических и БХ признаков: жгутиков, пилей, капсулы, # стенки; способности ферментировать углеводы, синтезировать опред АК, витамины и другие соединения, устойчивость к лекарствам или дезинфектантам и т. д. Þ ауксотрофы, растут только в среде с готовым продуктом.

Действие мутации на трансляцию:

1. Бессмысленные (missens) мутации

2. Frame-shift мутации – со сдвигом считывания и изменением всех последующих кодонов.

3. Супрессорные – восстан. функции генов, инактив-ых предыдущей мутацией

4. Мутации на клеточном уровне – можно выявить, если вызывает фенотипические изменения

5. Мутации с приобретением (способности синтезировать активный фермент), лаг-фазам между мутацией и синтезом фермента отсутствует.

6. Мутации с утратой – вызывает прекращение синтеза к.-л. фермента, а клетка сохраняет функц. активность. Если рост клетки продолжается, то кол-во фермента умен-ся с каждым делением в 2 раза.

7. Изменения в виде трансдукции, трансформации, коньюгации.

31. Генетические рекомбинации (трансдукция, конъюгация, трансформация).

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ у эукариот совершаются в процессе полового размножения путем взаимного обмена фрагментами хромосом, при этом из двух родительских хромосом образуются две рекомбинантные, т.е. возникают две рекомбинантные особи.

У прокариотов нет полового размножения Þ в результате внутригеномных перестроек: изменение локализации генов в пределах хромосомы, или при проникновении в # реципиента части ДНК донора → формирование мерозиготы, т.е. образуется только ОДИН РЕКОМБИНАТ.

ГенР происходят при участии ферментов в пределах отдельных генов или групп сцеплений генов. Существуют специальные REC–ГЕНЫ, определяющие способность бактерий к рекомбинациям. Передача генетического материала от Б! к Б! происходит путем трансформации, трансдукции и конъюгации, а плазмидных генов - путем трансдукции и конъюгации.

ТРАНСФОРМАЦИЯ – непосредственная передача генетического материала (фрагмента ДНК) донора Рец#. (Впервые Гриффитс – опыт с живым авирулентным бескапсульным штаммом пневмококка, к/й стал вирулентным при обработке экстрактом убитых капсульных пневмококков.)

С донорной ДНК в реципиентную клетку обычно передается только один ген, т.к. фрагмент ДНК, который может проникнуть в Рец# очень маленький. Трансформации поддаётся только часть клеток Б!! популяции – КОМПЕТЕНТНЫМИ. Состояние компетентности (когда стенка Б! проницаема для высокополимерных (Мг=0,5–1 млн) фрагментов ДНК) возникает обычно в конце LOG–ФАЗЫ.

Фазы процесса трансформации:

адсорбция ДНК-донора на Рец#;

проникновение ДНК внутрь Рец# и деспирализация ДНК.

соединение любой из двух нитей ДНК донора с гомологичным участком хромосомы реципиента и последующая рекомбинацией.

Эффективность зависит от СТЕПЕНИ ГОМОЛОГИЧНОСТИ ДНК донора и реципиента, что определяет конечный результат, т. е. количество формирующихся рекомбинантов (трансформантов) Þ межвидовая трансформация происходит гораздо реже, чем внутривидовая.

ТРАНСДУКЦИЯ– передача генетического материала с помощью фагов. Различают три типа трансдукции:

Неспецифическая (общая). В момент сборки фаговых частиц в их головку может проникнуть ЛЮБОЙ фрагмент ДНК Б!–донора. Вместе с фаговой ДНК переносятся любые гены донора и включаются в гомологичную область ДНК Рец# путем рекомбинации. Фаги только переносят генетического материала

Специфическая– фаг переносит ОПРЕДЕЛЕННЫЕ гены при выщеплении профага из Б! хромосомы вместе с рядом расположенными генами, при этом фаг становится дефектным. При взаимодействии фага с Рец# происходит включение гена донора и дефектного фага в хромосому РецБ!, а Б!! становятся невосприимчивыми к последующему заражению вирулентным фагом.

Абортивная – фрагмент ДНК бактерии-донора не включается в хромосому РецБ!, а располагается в цитоплазме и в таком виде функционирует. Во время деления этот фрагмент ДНК передаётся только одной дочерней #, и в конечном итоге утрачиваться в потомстве.

КОНЪЮГАЦИЯ– перенос генетического материала из клетки-донора в клетку реципиента при их СКРЕЩИВАНИИ. Доноры – ## с F-плазмидой (половой фактор). При скрещивании F+ с F– # половой фактор передается независимо от хромосомы донора, при этом почти все Рец# становятся F+.

F-плазмида может интегрировать в Б! хромосому. В некоторых случаях она освобождается, захватывая при этом сцепленные с ней Б! гены (обозначаются с указанием включенного гена: F-lac).

ЭТАПЫ:

прикрепление клетки-донора к Рец# с помощью SEX-ПИЛЕЙ

образование конъюгационного МОСТИКА, через который передаётся F-фактор и другие плазмиды, находящиеся в цитоплазме донора.

разрыв одной из цепей ДНК (в месте включения F-плазмиды) при участии эндонуклеазы. Один конец ДНК проникает в Рец# и сразу же достраивается до 2-нитевой структуры. При переносе захватывается часть ДНК Б!-донора – Hfr-штаммы (HIGH FREQUENCY OF RECOMBINATION). При скрещивании Hfr-штамма с F–# F-фактор, не передается (т.к. конъюгационный мостик разрывается, а F-фактор расположен в дистальной части хромосомы). Передаются только гены Б! хромосомы, расположенные вблизи начала переноса (О–точка (origin)).

На ОСТАВШЕЙСЯ в # нити ДНК синтезируется 2 цепочка.

32. Генетика вирусов.

Геном вируса представлен РНК либо ДНК, одно- или двунитчатой.

Единица мутации – мутон – замена элемента генома, что ведет к измен. свойств вируса. Может быть вставка или делеция нуклеотидов.

По ПРОИСХОЖДЕНИЮ мутации подразделяют на:

- спонтанные – составляют естественный фон. Они появляются под влиянием разных причин: ошибки в репарации или репликации днк, ошибочное включения в дочернюю цепь некомплементарного ао (а=т, г≡ц), инсертационные мутации (insertion – вставка, возникают при встраивании в хромосому микробной # is-последовательностей, транспозонов и плазмид, при наличии генов-мутаторов частота мутаций увеличивается в >100 раз).

- индуцированные –получают под влиянием мутагенов.

По КОЛИЧЕСТВУ МУТИРОВАВШИХ ГЕНОВ:

Генные– затрагивают один ген, чаще всего – точковые,

а) Точковые –замену или вставку пары нуклеотида в ДНК → изменение 1 кодона Þ вместо одной АК кодируется другая или нонсенскодон (нонсенсмутация) – это ПРЯМАЯ Мт. Впоследствии может возникнуть вторичная (ОБРАТНАЯ) мутация в этом же гене → восстановление дикого генотипа и фенотипа.

Множественные (геномные).

По ФЕНОТИПИЧЕСКИМ ПОСЛЕДСТВИЯМ:

Нейтральные –фенотипически не проявляются.

Проявл. фенотипически.

Виды мутантов:

1. по морфологии бляшек (напр., аденовирусы с большими бляшками быстрее высвобождаются из клеток по сравнению с диким типом.

2. Мутанты по типу хозяев

3. Термочувствительные мутанты – могут размножаться только при пониженной температуре.

4. Холодочувствительные мутанты.

5. Делеционные мутанты – теряют важные участки генома и требуют для своего размножения присутствия вируса-помощника.

6. Прочие: устойчивые к ингибиторам, устойчивые к антибиотикам, потерявшие ферменты и т.д.

Генетические взаимодействия между вирусами:

Комплеметация – если 1 вирус дефектен по к.-л. гену, или оба вируса дефектны по разным генам, то они продолжают расти в ассоциации в клетке. Если же оба вируса дефектны по одному и тому же гену, то комплементации нет.

Рекомбинация – вз-вие между вирусными геномами в смешанно-зараженных клетках, в рез-те чего дочерние геномы содержат генетический материал в комбинациях, отсутствующих у родителей.

Генетич. реактивация – частный случай рекомбинации, когда 1 или оба вируса неинфекционны, но при смешанном заражении дают потомство, которое несет инфекц. признаки.

Негенетические взаимодействия вирусов:

Гетерозиготность – состояние, при котором диплоидные хромосомы различаются по аллельным маркерам в 1 или нескольких локусах.

Интерференция бывает неск. типов:

а) гомологичная интерференция – хотя дефектный интерферирующий вирус конкурирует за компоненты репликационного аппарата с полными вирусами, они необязательно мешают репродукции полного вируса

б) супрессия – подавление мутантного феномена супрессорной мутацией. Фенотип вирусной мутации подавляется второй мутацией либо в вирусе, либоб в клетке, проиводя к реверсии фенотипа вируса, содержащего исходную мутацию.

Дефектные вирусные геномы:

это делеционные мутанты, потерявшие существенный участок генома родительского вируса (потрея может быть до 90% генома). Для восстановления вирулентных свойств необходимо одновременное заражение родственным вирусом-помощником. Впервые это наблюдали в 1948 г. В. Хенли и Г. Хенли. Называют их ДИ-частицами (дефектными интерферирующими частицами).

Большая часть ДИ-частиц активно интерферирует с вирусами-помощниками.

Варианты дефектных вирусов:

- Сателлиты – крайние паразиты генных продуктов, образованных другими вирусами. (Напр., дельта-агент, ассоциирующий с некоторыми тяжелыми формами гепатита, вызываемыми вирусом гепатита В. Генотип его сателлита – небольшая РНК.) Сателлиты могут значительно ослаблять или усугублять заболевание.

- Псевдовирионы – частицы, содержащие НК хозяина, заменяющую ему НК вирусного генома. Для вирусов полимы псевдовирионы составляют значительную часть "урожая" в клетках некоторых видов. Фаги, осущ-щие трансдукцию, обычно содержат только ДНК клетки-хозяина.

Условно-дефектные геномы – мутантные геномы, дефектные в определенных условиях (напр., термочувствительные мутанты или мутанты по спктру хозяев).

33. Простые и сложные методы окраски микроорганизмов. Способы окраски спор, жгутиков, капсул, включений.

Для окрашивания препаратов пользуются кислыми, щелочными и нейтральными анилиновыми красителями. Наиболее широкое применение нашли основной и кислый фуксин, метиленовый синий, генцианвиолет и везувин.

Простой способ окраски мазков производится водным фуксином Пфейффера и метиленовым синим Леффлера. Готовят водный фуксин из фенолового фуксина Циля, разводя его дистиллированной водой в соотношении 1:10. Состав РАСТВОРА ФУКСИНА ЦИЛЯ: основной фуксин – 1 г; спирт этиловый 96 % – 10 мл; фенол кристаллический – 5 г; глицерин – несколько капель; вода дистиллированная – 100 мл.

Метиленовый синий Леффлера готовят, прибавляя к 30 мл насыщенного раствора метиленового синего (10 г метиленового синего в 100 мл 96 % этилового спирта) 1 мл 1% NaOH или KOH и 100 мл дистиллированной воды.

После окрашивания красители сливают, препарат промывают водой и высушивают между листками фильтровальной бумаги. На сухой мазок наносят каплю масла и микроскопируют с использованием иммерсионного объектива оптического микроскопа. Способность микробов воспринимать красители называется тинкториальными свойствами.

При окраске щелочным метиленовым синим по Леффлеру (3–5 мин) гранулы волютина у дифтерийных коринебактерий приобретают темно–синий, а палочка – голубой цвет.

При сложных методах окраски мазков применяют два–три различных по цвету красителя, что позволяет дифференцировать микробы и выявить некоторые нюансы в деталях их строения. К таким методам относят окраску по Граму, Цилю–Нельсену, Нейссеру, Бурри–Гинсу, Романовскому–Гимзе и некоторые другие.

При окраске по НЕЙССЕРУгранулы ВОЛЮТИНА у дифтерийных коринебактерий окрашиваются в сине–черный, а бактерия – в желтый цвет. Мазок окрашивают: 1) 1 мин уксуснокислым метиленовым синим (метиленовый синий – 0,1 г, спирт – 2 мл, ледяная уксусная кислота – 5 мл, дистиллированная вода – 100 мл); 2) сливают краситель и мазок промывают водой; 3) на 20– 30 с наносят раствор Люголя; 4) 1 –3 мин окрашивают везувином (прокипяченная и отфильтрованная взвесь 2 г везувина в смеси 60 мл спирта и 40 мл дистиллированной воды).

Количественное содержание ПЕПТИДОГЛИКАНА, содержащегося в # стенке, определяет характер окраски бактерий и других прокариот по ГРАМУ. Те из них, которые содержат в клеточной стенке большое его количество (около 90 % пептидогликана), окрашиваются по Граму в сине–фиолетовый цвет и их называют грамположительными, все другие, содержащие в оболочке 5–20 % пептидогликана, – в розовый цвет и их называют грамотрицательными. Толщина слоя пептидогликана в клеточной стенке грамположительных бактерий в несколько раз больше, чем у грамотрицательных. Техника окраски по Граму: 1. Фиксированный мазок 1–2 мин окрашивают раствором генцианвиолета (генцианвиолет – 1 г, этанол 96 % – 10 мл, фенол кристаллический – 2 г, вода дистиллированная – 100 мл; по методу Синева его покрывают пропитанной тем же красителем полоской фильтровальной бумаги, которую смачивают 2–3 каплями воды). 2. Слив генцианвиолет (сняв полоску бумаги Синева), мазок 1 мин обрабатывают раствором Люголя и, не промывая водой, сливают его. 3. Обесцвечивают спиртом в течение 0,5 мин, промывают водой. 4. Окрашивают 1–2 мин фуксином Пфейффера. 5. Мазок ополаскивают водой и высушивают.

Для выявления грамположительных КИСЛОТО– И СПИРТОУСТОЙЧИВЫХ микобактерий туберкулеза и лепры, которые из–за большого количества в клеточных оболочках жировосковых веществ, миколовой кислоты и других оксикислот непроницаемы для разведенных растворов красителей, используют окраску по методу ЦИЛЯ – НИЛЬСЕНА. Окрашивание их по этому способу достигается при помощи концентрированного фенолового фуксина Циля с подогреванием над пламенем горелки до закипания и отхождения паров. Окрашенные с применением термокислотной обработки микобактерии не обесцвечиваются слабыми растворами минеральных кислот и этилового спирта. Техника окраски. 1. Фиксированный мазок покрывают полоской фильтровальной бумаги, на которую наносят фуксин Циля, и несколько раз подогревают над пламенем горелки до появления паров, подливая краситель, далее бумагу снимают и промывают водой. 2. Препарат обрабатывают (обесцвечивают) 5 % раствором серной кислоты и промывают водой. 3. На мазок наливают водно–спиртовой раствор метиленового синего, спустя 3–5 мин промывают водой и высушивают. Кислотоустойчивые бактерии окрашиваются в интенсивно красный цвет, остальные виды микробов, обесцвечивающиеся в процессе обработки препарата кислотой, – в светло–синий.

При необходимости дифференциации возбудителей лепры от микобактерии туберкулеза используют окраску мазков по методу Семеновича–Марциновского – микобактерии лепры окрашиваются в красный цвет, а микобактерии туберкулеза остаются неокрашенными.

Для обнаружения КАПСУЛ бактерий, плохо воспринимающих красители, используют метод БУРРИ–ГИНСА: в каплю туши, разведенной в 10 раз водой, вносят исследуемые бактерии и равномерно распределяют их петлей по предметному стеклу; мазок высушивают, фиксируют (наносят 2–3 капли спирта и сжигают его на стекле), окрашивают в течение 3–5 мин фуксином Пфейффера, промывают водой, высушивают; на темном фоне препарата капсулы видны в виде светлых ореолов вокруг красных бактерий.

О наличии ЖГУТИКОВ чаще всего судят по направленному характеру движения бактерий в раздавленной и висячей каплях. Но можно использовать и некоторые методы окраски, например по МОРОЗОВУ: 1) обработка препарата кислотой, при этом оболочки и жгутики разрыхляются; 2) закрепление разрыхленных структур танином; 3) обработка азотнокислым серебром, оно окутывает каждый жгутик и саму # толстым слоем, давая различные оттенки от жёлтого до тёмно-коричневого.

СПОРЫ. Эндоспоры бактерий выдерживают длительное кипячение, действие горячего воздуха (140–150°С) и химических дезинфицирующих веществ, многие годы сохраняются в почве, на растительности и предметах. Попадая в организм человека и животных, споры патогенных бактерий прорастают в материнские клетки за несколько часов.

Водным фуксином, водно–спиртовым метиленовым синим и по Граму эндоспоры не окрашиваются, так как их плотная многослойная оболочка непроницаема для обычных красителей. В мазках из патологических материалов, культур бацилл и клостридии, окрашенных простыми красителями, споры выглядят в виде бесцветных телец внутри окрашенных в соответствующий цвет вегетативных клеток или вне их. Окрашивать их можно по методу Циля–Нельсена, используя для обесцвечивания мазков после обработки их фуксином Циля не 5%, а 1% серную кислоту. При этом эндоспоры, так же как микобактерии туберкулеза, красятся в розовый цвет и будут хорошо видны на синем фоне бактерий. Для окрашивания спор можно использовать метод по ОЖЕШКО: 1) протравка оболочки споры горячей кислотой; 2) окраска по Цилю–Нильсену.

При исследовании морфологии паразитов крови (спирохеты – бледная трепонема, простейшие – малярийный плазмодий), а т/же ФЭ, используют окраску по РОМАНОВСКОМУ–ГИМЗА. Краска состоит из смеси азура, эозина и метиленовой сини. Окрашивает ЦИТОПЛАЦМУ в голубой, а ЯДРА в красно–фиолетовый цвет. Этот метод позволяет обнаружить различные цитологические детали.

Мазок для люминесцентной микроскопии готовят обычным образом, фиксируют в ацетоне и наносят на него флюорохром на 20–30 мин. Сделанный препарат промывают проточной водой, покрывают покровным стеклом и микроскопируют.

34. Медицинская биотехнология и генная инженерия.

Биотехнология – наука, разрабатывающая получение различных сложных орг. соединений с помощью микроорганизмов: бактерий, простейших, водорослей.

Б. основанана на достижениях генной инженерии, которая разрабатывает методы получения геномов с необходимым (заданным) набором генов. Это стало возможно после открытия фермента обратной транскриптазы (ревертазы), который наращивает нить ДНК, используя молекулу РНК в качестве матрицы (этот фермент изначально содержался в некоторых вирусах).

Благодаря биотехнологии чел-во получает огромное кол-во лекарств: "челов." инсулин, "челов." интерферон, многие антибиотики, а также моноклональные антитела и проч.

35. Микробиологические основы антимикробной профилактики и терапии. Асептика, антисептика, дезинфекция, стерилизация (определение понятий, методы).

Противомикробным действием обладают:

- галогены и их соединения (йод, йодоформ, хлорамин Б, пантоцид),

- окислители (Н₂О₂,, KMnO₄),

- кислоты, щелочи их соли (бензойная, аммиак и его соли),

- спирты (70–80% этанол),

- альдегиды (формальдегид, уротропин, .уросал),

- соли тяжелых Ме (Hg, Ag, Au, Cu, Pb, Zn),

- фенол и его производные (резорцин, хлорофен),

- производные нитрофурана (фурацилин, фурагин фуразолидон),

- поверхностно-активные вещества (хлоргексидин, грамицидин),

- длинноцепочечные жирные кислоты,

- фитонциды, антибиотики, красители (метиленовый синий, бриллиантовый зеленый).

По МЕХАНИЗМУ ДЕЙСТВИЯ разделяются на:

а) деполимеризующие пептидогликан клеточной стенки,

б) ↑ проницаемость # мембраны,

в) блокирующие БХ реакции,

г) денатурирующие ферменты,

д) окисляющие метаболиты и ферменты мкÒ,

е) растворяющие липопротеиновые структуры,

ж) повреждающие генетический аппарат или блокирующие его функции.

АНТИМИКРОБНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ.В основе методов профилактики и борьбы лежат прямые, косвенные и комплексные методы уничтожения или подавления жизнедеятельности условно-патогенных микроорганизмов.

Прямые методы называются МИКРОБНОЙ ДЕКОНТАМИНАЦИЕЙ – полное или частичное удаление мкÒ с объектов внеш среды и биотопов человека с помощью факторов прямого повреждающего действия. Существует 2 различных типа деконтаминации: микробная деконтаминация ОБЪЕКТОВ ВНЕШ СРЕДЫ (стерилизация и дезинфекция) и ЖИВЫХ Ò (антисептика и химиотерапия).

Деконтаминация объектов внеш среды: Дезинфекция – совокупность хим, физ и механических способов ПОЛНОГО УНИЧТОЖЕНИЯ вегетативных и споровых форм определенных групп мкÒ. ЦЕЛЬ – предупреждение передачи возбудителей ч/з объекты внеш среды. Для этого чаще используют хим вещества с широким спектром микробоцидного действия (дезинфектанты), реже сочетают дезинфектант с t°С обработкой (пароформалиновая дезинфекция), с поверхностно-активными веществами.

Деконтаминация живых Ò: Антисептика – совокупность способов ПОДАВЛЕНИЯ РОСТА И РАЗМНОЖЕНИЯ мкÒ на интактных или поврежденных поверхностях кожи и слизистых оболочках тела. Основной метод – обработка биотопов хим веществами преимущественно с микробостатическим действием (антисептиками) с учетом спектра их активности и чувствительности возбудителей. ЦЕЛЬ – подавление патогенных и условно-патогенных мкÒ при сохранения аутохтонных видов. Исключение составляет антисептическая ОБРАБОТКА РУК хирурга и операционного поля пациента, ран и слизистых оболочек иммунодефицитных лиц (необходимо полное освобождение от всех мкÒ).

Асептика – использует прямые (стерилизацию, дезинфекцию, антисептику) и косвенные (разделительные меры) методы воздействия на мкÒ. ЦЕЛЬ – создание безмикробной (гнотобиотической) зоны или зоны с резко сниженной численностью мкÒ в местах нахождения больных (инфекционные боксы, при трансплантации органов, кювет для недоношенного ребенка и др.) или проведения медицинских вмешательств (операционная, родильный зал) и лабораторных исследований.

СТЕРИЛИЗАЦИЯ – полное уничтожение всех микроорганизмов. Стерилизуют посуду, инструменты, питательные среды, лекарственные препараты, перевязочные средства, медицинское белье, эндоскопические аппараты и другие объекты. Для их стерилизации применяются в основном физические и механические методы.

Стерилизация в пламени проводится для обеззараживания бактериальных петель, игл, предметных и покровных стекол, пинцетов.

Стерилизация горячим воздухом проводится в электрических сухожаровых шкафах, имеющих различную форму и размеры, снабженных хорошей тепловой изоляцией. Необходимая температура автоматически поддерживается терморегулятором. Cтерилизуют лабораторную посуду и шприцы при температуре 180°С в течение 1 ч. Чашки Петри, пастеровские и градуированные пипетки помещают в специальные металлические пеналы или заворачивают в бумагу по несколько штук. Пробирки и колбы закрывают ватными пробками.

Стерилизация паром проводится двумя способами: насыщенным паром под давлением и текучим паром.

СТЕРИЛИЗАЦИЮ ПАРОМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ осуществляют в автоклаве, который представляет собой толстостенный котел цилиндрической формы, покрытый снаружи кожухом и герметически закрывающийся крышкой, бывают горизонтальные и вертикальные. Пар поступает в рабочую камеру из маленького котла, воду в котором нагревают электротоком. Давление измеряют манометром.

Не изменяющиеся под действием высокой температуры и давления питательные среды (МПА, МПБ), растворы или посуду с заразным материалом стерилизуют при 1 атм (121°С) 15–20 мин; среды с углеводами и нативными белками – при 0,5 атм (110°С) 5–10 мин; материал и посуду, содержащие бациллы сибирской язвы, обеззараживают при 1 атм в течение 2ч.

Контроль за соблюдением режимных параметров работы автоклава проводится с помощью максимального термометра. В отдельных случаях в автоклав помещают бензойную кислоту или бензонафтол с точками плавления 120°С и 110°С.

СТЕРИЛИЗАЦИЯ ТЕКУЧИМ ПАРОМ проводится троекратно (дробно) в течение трех дней по 30–60 мин в автоклаве при незавинченной крышке и открытом выпускном кране или в спец аппарате, который представляет собой металлический цилиндр, покрытый теплоизоляционным материалом с отверстием в конической крышке для выхода пара, краном и указательной трубкой в донной части. Внутри аппарата имеется подставка для стерилизуемых материалов. Залитую в него воду подогревают любым источником тепла. В текучепаровом аппарате стерилизуют питательные среды, изменяющие свои свойства при температуре выше 100°С: молоко, желатину, картофель и среды с углеводами. Вегетативные формы микроорганизмов при такой стерилизации погибают, а споры сохраняются. Спустя сутки при комнатной температуре часть из них прорастает и повторное воздействие пара их уничтожает. Прогреванием на третьи сутки полностью обезвреживают всю спороносную микрофлору, которая к этому времени завершает вегетацию.

Свертывание (уплотнение) сыворотки и яичных сред производят в двустенном свертывателе с электрическим нагревом. Аппарат покрыт теплоизоляционным материалом и имеет стеклянную и металлическую крышки. Воду в свертыватель наливают через имеющееся в его верхней части отверстие, которое закрывается пробкой с вмонтированным термометром. Пробирки со средами укладывают на дно свертывателя в наклонном положении. Прогревают среды однократно или дробно при температуре 80–90°С в течение 1 ч.

Фильтрование как механический способ стерилизации может быть использовано для обеспложивания жидких веществ, которые нежелательно подвергать действию высокой температуры, например сывороток, антибиотиков. Для этого изготовляют мелкопористые фильтры с точно градуированными порами, которые задерживают микроорганизмы.

В быту используется стерилизация кипячением для обработки игл и шприцев. Кипятят их в стерилизаторах 30–45 мин. Для повышения точки кипения и устранения жесткости воды добавляют 1 % соды. Этот метод не обеспечивает полного уничтожения микробов, так как споры бактерий и некоторые вирусы выдерживают кипячение в течение нескольких часов.

36. Антибиотики. Биохимические и генетические механизмы лекарственной устойчивости микроорганизмов. Методы определения антибиотикочувствительности бактерий.

Открыл Флемминг в 1928г, затем были созданы синтетические. Это продукты жизнедеятельности живых Ò, а т/же синтетические в-ва, обладающие способностью убивать или тормозить рост и размножение мкÒ in vivo et in vitro. Известно >1000 антибиотиков и >2 тыс НМС, способных тормозить рост и размножение. Но выбор АБ ограничен, т.к. большая их часть ТОКСИЧНЫ для МКÒ.

По МЕХАНИЗМУ ДЕЙСТВИЯ выделяют: БАКТЕРИЦИДНЫЕ (убивают) и БАКТЕРИОСТАТИЧЕСКИЕ (тормозят рост и размножение, после устранения АБ рост и размножение возобновляются).

ТРЕБОВАНИЯ к АБ:

Min влиять на ## МКÒ.

Max антимикробный эффект в условиях МКÒ.

Медленно развивающаяся зависимость со стороны мкÒ.

Хорошо растворяться и быть устойчивы в обычных услових хранения.

Сохранять антимикробное действие вне зависимости от среды.

Антимикробное действие должно проявляться вне зависимости от того, где находится мкÒ – внутри или вне #.

Желательно, чтобы обладал иммуностимулирующим действием.

КЛАССИФИКАЦИЯ:

По происхождению:

продуцируются БАКТЕРИЯМИ (грамицидин, полимиксин) – борьба м/у мкÒ в естественных условиях

синтезируются АКТИНОМИЦЕТАМИ (стрептомицин, неомицин) – род Streptomyces основной продуцнет антибиотиков.

Продуцируются ПЛЕСНЕВЫМИ ГРИБАМИ (пенициллин, циклоспорин) – род Penicillium, первый антибиотик.

РАСТИТЕЛЬНОГО происхождения (аллицин)

ЖИВОТНОГО происхождения (лизоцим, интерферон)

По спектру антимикробного действия:

УЗКИЙ спектр действия – только на гр+ или гр–

ШИРОКОГО АНТИБАКТ спектра действия – на гр+ и гр–

ШИРОКОГО спектра действия – на Б!!, + хламидий, риккетсий, спирохет

АНТИГРИБКОВОГО действия (нистатин, леваин)

Действующие на МИКОБАКТЕРИИ – лечат tbc (стрептомицин)

ПРОТИВООПУХОЛЕГО действия – действуют на синтез НК

с ИММУНОСУПРЕССИВНЫМ действием – при пересадке органов.

По механизму действия:

Подавляющие синтез # СТЕНКИ мкÒ (пенициллин). Если мкÒ переходит в L–форму, АБ не эффективен.

Нарушающие ПРОНИЦАЕМОСТЬ мбны, оказывают бактерицидное действие (нистатин, грамицидин).

Нарушающие СИНТЕЗ БЕЛКА (эритромицин, тетрациклин) – действуют только на 70S рибосомы.

Ингибирующие ДЫХАТЕЛЬНУЮ ЦЕПЬ – бактерицидное (цианиды).

Нарушающие СИНТЕЗ НК – не только на Б!!, но и на В!!, раковые # (бактериостатическое).

Устойчивость мкÒ к АБделится на:

НЕГЕНЕТИЧЕСКАЯ: 1) утрата рецепторов к АБ на поверхности Б!!

↓ метаболической активности Þ АБ, действующие на синтез не работают

если микроб расположен внутри # хозяина, то многие АБ не могут на них воздействовать, т.к. не проникают в ## МКÒ

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ – проявляется чаще. Обусловлена следующими факторами:

НЕХРОМОСОМНЫЕ – плазмиды (R-плазмида), придающие устойчивость. Чем больше генов в плазмиде, тем более устойчивы Б!!

R-плазмидасодержит гены, контролирующие синтез ферментов, которые разрушают антибиотик (пенициллаза или бета–лактамаза). Плазмиды передаются в процессе конъюгации в пределах вида или рода.

ХРОМОСОМНЫЕ – определяются Мт в структуре самой хромосоме. В основном они вызываются транспозонами и IS–элементами. Если в популяции появляется устойчивый мутант, то он выживает и активно размножается, а остальные гибнут. Þ При лечении не рекомендуется использовать один и тот же АБ, т.к. с устойчивой инфекцией бороться гораздо сложнее.

КОСВЕННАЯ РЕЗИСТИВНОСТЬ – при заражении смешанной инфекцией устойчивые мкÒ будут разрушать АБ, предотвращая его воздействие на чувствительные мкÒ (они будут выжывать).

37. Экология микроорганизмов. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе, микрофлора основных сред обитания.

САНИТАРНАЯ МБ изучает санитарное состояние среды и мкФ, а т/же её опасность. Люди и теплокровные Ж!! – основные источники распространения большинства инфекционных болезней. Наиболее массивное выделение патогенных мкÒ происходит воздушно-капельным или фекально-оральным ПУТЁМ. Сан/МБ исследование необходимо для РЕШЕНИЯ вопроса о наличии или отсутствии мкÒ, патогенных для чка, на объектах окр среды. Обнаружить их в окр среде сложно Þ определяют загрязнение ВЫДЕЛЕНИЯМИ чка или Ж!!. Если загрязнение есть, то вполне вероятно, что вместе с выделениями в среду попали и патогенные мкÒ. Т.о, определение фекального или воздушно-капельного загрязнения достаточно надёжно при оценки потенциальной опасности для здоровья чка.

Полости тела чка, сообщающиеся с внеш средой, заселены N мкФ. Обнаружение представителей этой мкФ свидетельствует о загрязнении соответствующими выделениями, т/е мкÒ называются САНИТАРНО-ПОКАЗАТЕЛЬНЫМИ. Они должны отвечать следующим требованиям, должны:

постоянно и в больших кол-вах содержаться в выделениях чка и большого круга теплокровных Ж!!

не должны иметь прир резервуара или естественных мест обитания

сохранять жизнеспособность в столько же, сколько и патогенные мкÒ, выводимые из Ò теми же путями

интенсивно размножаться в окружающей среде

легко обнаруживаться МБ методами и подвергаться кол-венному определению

достаточно типичными, чтобы их дифференциальная диагностика осуществлялась без особого труда.

САН-ПОКАЗАТЕЛЬНЫЕ мкÒ В РАЗЛ ОБЛАСТЯХ СРЕДЫ

ВОДА – кишечные палочки и энтерококки.

ПОЧВА – кишечные палочки, энтерококки, Clostridium perfringens, термофилы.

ВОЗДУХ– стрепто- (зеленящие и гемолитические), патогенные стафилококки.

ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ – кишечные палочки, энтерококки, патогенные стафилококки, протей.

ПРЕДМЕТЫ обихода – киш палочки, энтерококки, патогенные стафилококки.

МЕТОДЫ САН-БИОЛ ИССЛЕДОВАНИЙ

Определение суммарного обсеменения (микробного числа) объектов.

Определение и титрование санитарно-показательных мкÒ.

Обнаружение патогенных мкÒ или продуктов их жизнедеятельности.

Определение микробной порчи изучаемых субстратов.

ПОЧВА.Плотность мкФ особенно высока в черноземных почвах, хорошо удобряемых сероземах. Максимальна на глубине 10-20 см, в верхнем слое и на глубине >1-2м мкÒ мало. МкÒ почвы осуществляют синтез биомассы и аккумуляцию энергии, фиксируют N, обеспечивают брожение, гниение, нитрификацию и денитрификацию, трансформацию S, P и других элементов. Почва содержит также мкÒ, поступающие из воды, воздуха и от животных. С водой в почву попадают патогенные и условно-патогенные мкÒ. В нормально функционирующей почве интенсивно протекает процесс самоочищения: органические вещества перерабатываются в гумус и почва освобождается от несвойственных ей грибов и бактерий.

Сроки выживания патогенных микробов в почве зависят от их вида и интенсивности процессов самоочищения. Аспорогенные пат и условно-пат Б!!, В!! выживают в течение нескольких дней – месяцев; споры возбудителей столбняка, сибирской язвы, анаэробной инфекции – много лет. Для возбудителей ботулизма, актиномикоза, глубоких микозов – естественная среда обитания.

Сан/МБ состояние почвы оценивается по отношению кол-ва термофильных Б!! и бактерий – показателей фекального загрязнения. Преобладание санитарно-показательных бактерий → санитарно неблагополучные почвы. Для определения давности фекального загрязнения почвы определяют несколько Ò. Присутствие в почве Е. coli и Streptococcus faecalisуказывает на свежее; Citrobacter и Enterobacter –не свежее, a Clostridium perfringens – на давнее загрязнение. Более точная оценка – с помощью определения коли-индекса (кол-во БГКП в 1 г почвы), перфрингенс-титра (масса почвы, в которой обнаружена особь вида Cl.perfringens), общей численности сапрофитных, термофильных и нитрифицирующих бактерий в 1 г почвы.

ВОДОЕМЫ.Вода открытых водоемов (как и почва) – естественная среда обитания разн Б!!, Г!!, В!!, П!!. В грунтовых водах – единичные мкÒ. Кол-венный и кач состав микробиоценозов зависит от концентрации минеральных и орг в-в, физ-хим состояния, t°С, рН, концентрации О₂ и СО₂ и др. Состав мкÒ на поверхности воды и на дне различен. В иле активно протекают гниение и брожение, хемоаутотрофноый и гетеротрофный синтез. На поверхности – образуется пленка, в которой протекает фотосинтез. В прибрежной зоне открытых водоемов, особенно вблизи крупных населенных пунктов, вода содержит большое количество заносных патогенных и условно-патогенных микробов.

Сроки выживания зависят от вида, дозы, t°С воды, степени насыщения органическими веществами, рН, солнечная радиация, тип водоисточника. Споры возбудителя сибирской язвы могут сохраняться в воде годы; многие месяцы –энтеровирусы, сальмонеллы, лептоспиры, вирус гепатита А; дни – недели - возбудители дизентерии, холеры, бруцеллеза.

Сан/МБ состояние оценивается по:

микробному числу (кол-во хемоорганотрофных бактерий в 1 мл воды);

коли-титру (наименьший объем воды, в котором обнаруживается БГКП)

коли-индексу (кол-во БГКП в 1 л воды).

Т/ же определяют наличие энтерококков, сальмонелл, холерного вибриона, энтеровирусов.

Согласно ГОСТу на питьевую водопроводнуюводу, ее коли-титр должен быть ≥300, коли-индекс – ≤3, а микробное число – ≤100.

ВОЗДУХнепригоден для размножения мкÒ (недостаточно влаги и пит в-в + солнечная радиация и высушивание). Обнаруживаемые микробы поступают из почвы, с поверхностей. Видовой и численный состав мкФ зависит от интенсивности солнечной радиации, ветра, осадков, покрова почвы, плотности населения и др. Преобладают споры грибов, актиномицетов, бацилл, пигментообразующие виды аспорогенных бактерий. В жилых помещениях содержится в основном мкÒ дыхательных путей и кожи чка.

Сан/МБ состояние по:

микробному числу (количеству особей в 1 м³ воздуха),

наличию сан-показательных Б!! – представителей микрофлоры дыхательных путей (гемолитические стрептококки, золотистый стафилоккок).

ЗНАЧЕНИЕ мкÒ ДЛЯ ОКР СРЕДЫ

Участвуют в круговороте веществ, нитрифицирующие Б!! разлагают аммиак, соли аммония и азотистой кислоты, фиксируют N (важно для растений), разлагают орг в-ва, образуют гумус (↑ плодородие почв), участвуют в круговороте C, S, P и др элементов, разрушают попадающие в воду и почву ксенобиотики (обычно не встречаются в природе, появляются в результате деятельности человека).

С развитием молекулярной генетики возникла проблема защиты природы от искусственных мутантов, а с выходом человека в космос – предупреждение заноса на нашу планету внеземных и попадания в космос земных микроорганизмов.

38. Микрофлора человека и её значение.

Пока ребенок находится в утробе, он стерилен. При рождении и в течение нескольких лет после рождения в различных его биотопах формируется определённая мкФ. Аутомикрофлора взрослого человека остается постоянной.

По большей части мкФ у всех людей одинакова, но в составе микробиоценозов есть индивидуальные различия (в основном количественные, иногда качественные). Обмен мкФ (дет сады, ясли, школы, казармы, больницы и др) м.б. опасным, т.к. многие мкÒ являются условно-патогенными.

При использовании АБ для лечения больных возможна гибель отдельных представителей аутофлоры Þ такие нарушения нужно корректировать.

МкФ кожи. Различают собственную и транзиторную (быстро погибает под влиянием бактерицидных свойств кожи и антагонизма аутохтонных видов).

Постоянная мкФ – стафилококки (в первую очередь эпидермальные, т/же золотистые, сапрофитные) и коринебактерии. МЕСТО ОБИТАНИЯ – роговой слой кожи, сальные железы, волосяные мешочки. Т/же – стрептококки, Candida, спорообразующие аэробные бактерии. КОЛИЧЕСТВО мкÒ на разных участках кожи зависит от пола, возраста и состояния здоровья (от нескольких сотен до тысяч на 1 см²). Наибольшее число мкÒ – в складках кожи, видовой состав сильно меняется по мере приближения к естественным выходам полостей.

ЗНАЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ мкФ кожи: выявление общей резистентности (по индексу бактерицидности), в динамике лечения антибиотиками, гормонами, лучевой терапии. Обследованию подвергаются также персонал клиник, детских учреждений и др.

ЖКТ. Желудок. Несмотря на попадание с большого кол-ва мкÒ, в 1 мл желудочного содержимого обнаруживается лишь несколько десятков тысяч особей (в основном – кислотоустойчивые лактобактерии, дрожжи и др.). Большинство погибают под действием HCl желудочного сока.

Тонкая кишка. В 12-ПЕРСТНОЙ КИШКЕ – количество 10⁴–10⁵ / 1 мл – лактобактерии (отличаются по адгезивным свойствам от тех, что находят в полости рта и желудка), бифидумбактерии, фекальные стрептококки. По ходу кишки мкФ меняется: ↑ кол-во перечисленных видов и появляются представители, характерные для толстой кишки.

Толстая кишка – мкФ наиболее разнообразна и велика по сравнению со всеми другими биотопами по числу видов и количеству микробов – 10⁹-10¹¹ / 1 г содержимого. Преобладают анаэробы: бифидумбактерии, бактероиды, лактобактерии, клостридии (составляют 96-99%). Аэробы и факультативные анаэробы (1-4%) – энтеробактерии, стафилококки, стрептококки (в основном фекальные), Candida, кишечные амебы и др.

В мкФ ЖКТразличают МУКОЗНУЮ (М) (связана со слизистой оболочкой вследствие выраженной адгезии) и ПРОСВЕТНУЮ (П) флору.

М-флора более стабильна, представлена бифидум–и лактобактериями, они обусловливают КОЛОНИЗАЦИОННУЮ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ толстой кишки, конкурируя с пат и условно-пат мкÒ за рецепторы эпителиальных ##.

П-флора кроме бифидум- и лактобактерий включает и другие мкÒ.

Состав мкФ кишечника меняется в течение жизни: сразу после рождения, развивается бифидум-флора (стимулируют вещества в грудном молоке), она формируется на 5-6 день и становится основой микробиоценоза здорового ребенка. Их кол-во составляет 10⁹–10¹⁰ / 1 г. У детей, искусственно вскармливаемых, и у недоношенных формирование бифидумфлоры замедлено Þ кишечные палочки, энтерококки, стафилококки и лактобактерии Þ чаще страдают кишечными заболеваниями.

Дыхательные пути. Большая часть мкÒ воздуха задерживается в ПОЛОСТИ НОСА, где погибает через некоторое время. Собственная мкФ носа = стафилококки, дифтероиды, нейссерии, у некоторых – условно-пат золотистые стафилококки (резидентное носительство).

Слизистая ТРАХЕИ И БРОНХОВ почти стерильна благодаря очищению воздуха при прохождении через ВДП, отдельные мкÒ выбрасываются движениями ворсинок эпителия или уничтожаются макрофагами. При нарушении активности эпителия (ингаляционный наркоз, ЗОД, иммунодефициты) мкÒ могут проникнуть в глубь бронхиального дерева. МЕЛКИЕ БРОНХИ, АЛЬВЕОЛЫ, паренхима легких стерильны.

Незрелость детского Ò, особенно у недоношенных (↓ синтеза сурфактанта, недостаточная продукция IgА) → несовершенство защитных механизмов ОД, м.б. причиной респираторных заболеваний.

Конъюнктива глаза. Бактерицидная СЛЕЗНАЯ ЖИДКОСТЬ уничтожает большинство мкÒ. Но здесь могут обитать в небольших кол-вах коринебактерии, стафилококки, стрептококки пневмонии. При снижении естественной защиты → воспалительные процессы, эндогенные инфекции.

МПС. Почки, мочеточники и моча в мочевом пузыре стерильны. В нижней части уретры встречаются стрептококки, бактероиды, коринебактерии, микобактерии и гр– Б!! кишечного происхождения. На наружных половых органах обитают микобактерии смегмы (морфологически сходные с tbc), и сапрофитная трепонема (сходна с возбудителем сифилиса), а т/же стафилококки, микоплазмы.

МкФ влагалищаформируется спустя 12–24ч после рождения, сначала состоит из молочнокислых бактерий, полученных от матери при родах. Затем появляются энтерококки, стрептококки, стафилококки, коринебактерии. С наступлением половой зрелости (↑ эстрогенов, ↓ рН влагалищного секрета) развиваются палочки Додерлайна. Полость маткистерильна.

Различают несколько КАТЕГОРИЙ ЧИСТОТЫ влагалища здоровых женщин:

рН кислая, много палочек Додерлайна, др мкÒ почти нет;

и 3: рН слабокислая или слабощелочная, кроме палочек Додерлайна (мало), есть стрепто–, стафилококки и обнаруживаются лейкоциты;

рН щелочная, много лейкоцитов, единичные палочки Додерлайна и множество др мкÒ (стафило–, стрептококки, м.б. энтеробактерии, бактероиды и др).

На состояние мкФ влагалища благоприятно влияет беременность (часто 3 категория → во 2 и даже в 1). Гормональная перестройка благоприятствует развитию молочнокислой флоры, с которой встречается новорожденный. Прерывание беременности → изменения микрофлоры в неблагоприятную сторону, частые воспалительные процессы (эндогенной инфекцией).

Функции мкФ. ЗАЩИТНАЯ – относится к факторам ЕСТЕСТВЕННОГО ИММУНИТЕТА, т.к. большинство аутохтонных мкÒ антагонисты по отношению к патогенам. Особенно – бифидум- и лактобактерии (выделяют кислоты, спирты, лизоцим, бактериоцины, ингибируют выделение энтеропатогенными эшерихиями ТЛ токсина, способствуют всасыванию кальция, Fe, синтезируют АК и белки, витамины). Своевременное формирование и заселение микробиоценоза бифидумбактериями у грудных детей отражаются на здоровье не только в раннем возрасте, но на протяжении всей жизни.

МкФ ЖКТ способствуют ПИЩЕВАРЕНИЮ: обмен липидов, жиров и жирных кислот, разложение желчных кислот, образование стеркобилиногена, копростерина. Обмен белка – разлагают с образованием индола, скатола, фенола, что способствуют перистальтике. Кислоты и газы – благоприятно влияют на обмен веществ, перистальтику, процессы всасывания и образования кала.

ИММУНИЗИРУЮЩЕЕ СВОЙСТВО. Бактериальная мкФ способствует организации и созреванию иммунной системы. В опытах на стерильных животных (ГНОТОБИОНТАХ) показано, что масса и количество центров размножения в лимфоузлах безмикробных Ж!! ↓ в несколько раз. Гнотобионты не способны сохранить свое здоровье при контакте с мкÒ, и погибают от инфекционных процессов, вызываемых у них такими видами, к которым Ж!!, выросшие в обычных условиях, не восприимчивы вовсе.

При переохлаждении, перегревании, нарушении сна, психических стрессовых воздействиях, ИО и др. нарушаются взаимоотношения МКÒ и населяющей его тело микрофлоры → микробы-симбионты распространяются, проникают во внутр среду и вызывают патологические процессы.

Нарушение кач и кол-венного состава мкФ тела чка, перемещение ее в другие биотопы –дисбактериоз (дисбиоз, дисмикробиоз).

Раздел II.

1. Формы взаимодействия микро- и макроорганизма: мутуализм, комменсализм, паразитизм.

В естественных средах (почва, вода, воздух, живые Ò) мкÒ живут в виде сообществ, образуя экологические связи как между собой, так и с Р!!, Ж!!, чком и с абиогенными факторами окр среды.

Отношения в гетерогенных популяциях мкÒ, состоящих из особей 1 вида, – симбиотические, иногда – конкурентные (при разных темпах размножения в среде с дефицитом пит в-в).

МЕЖВИДОВЫЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ делятся на несколько видов:

Нейтрализм – обитающие в одном биотопе популяции не влияют друг на друга.

Симбиоз– обе популяции извлекают для себя пользу – степень зависимости колеблется от слабой (сотрудничество) до полной (мутуализм). Мутуализм – симбионты выполняют разные дополняющие друг друга жизненные функции. Симбиоз наблюдается м/у виатминсинтезирующими мкÒ и чком.

Коменсализм(нахлебничество) – мкÒ питаются остатками пищи хозяина. Например, коменсалы человека (аутохтонные бактерии и грибы), питающиеся слущенным эпителием или остатками органических веществ.

Конкуренция (антагонизм) – происходит подавление жизнедеятельности одной популяции другой, за счёт веществ, задерживающих размножение и убивающих конкурентов (АБ, бактериоцины, органические и жирные кислоты и др).

Паразитизм– одна популяция (паразит), нанося вред другой популяции (хозяину), извлекает для себя пользу. Паразитами бактерий являются фаги, человека – Б!!, В!!, Г!!, П!! → вызывают заболевание.

2. Понятие "инфекционный процесс", основные характеристики, условия возникновения.

ИНФЕКЦИЯ (лат. Infectio – заражение) – размножение чужеродных мкÒ в теле Ò-хозяина. Размножение нормальной мкФ (кишечного тракта) инфекцией не считается. Эти же процессы, вызванные простейшими, называют инвазиями.

Проявления взаимодействия между патогенными мкÒ, продуктами их жизнедеятельности (токсинами, ферментами) и клетками, тканями и органами организма хозяина зависит от свойств возбудителя, инфицирующей дозы, состояния МКÒ и условий окр среды (в т.ч. соц ф-ры).

Инфекционный процесс – совокупность физиологических и патологических адаптационных и репарационных реакций, которые возникают и развиваются в МКÒ в процессе взаимодействия с патогенными мкÒ, вызывая нарушения его внутренней среды и физиологических функций. Т/же процессы, вызванные простейшими, называют инвазиями. Возбудитель болезни является одним из факторов, обусловливающих развитие патологического процесса, но не определяет это состояние в целом.

УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ИНФ ПРОЦЕССА:

Проявления взаимодействия между патогенными мкÒ, продуктами их жизнедеятельности (токсинами, ферментами) и клетками, тканями и органами организма хозяина зависит от свойств возбудителя, состояния МКÒ и условий окр среды (в т.ч. соц ф-ры).

Большое значение имеет ИНФИЦИРУЮЩАЯ ДОЗА возбудителя – Min кол-во микробных ##, способных вызвать инфекционный процесс. При этом дозы зависят от вида возбудителя, его вирулентности и состояния неспецифической и иммунной защиты.

МкÒ должны проникать ЕСТЕСТВЕННЫМ эволюционно-сложившимся ПУТЁМ (ВХОДНЫЕ ВОРОТА) – чаще всего через ЖКТ, ОД, через травмированные участки, с кровососущими насекомыми.

СОСТОЯНИЕ МКÒ – иммунная система

ВИРУЛЕНТНОСТЬ мкÒ – должен преодолеть защитные системы организма.

СТАДИИ развития инфекционного процесса (может прерваться на любой из этих стадий, не доходя до последней):

АДГЕЗИЯ – прикрепление мкÒ к ## хозяина.

КОЛОНИЗАЦИЯ – размножение и захват жизненной территории.

ПЕНЕТРАЦИЯ – погружение мкÒ вглубь ткани, через естественные барьеры. К этому способны не все мкÒ.

Проникновению в ткани способствуют макрофаги (особенно в лимфатических образованиях слизистых), в лимфоузлах мкÒ начинают размножаться, а затем прорываются в лимфу и кровь → распространяются по всему Ò – ИНВАЗИЯ

Инфекционный процесс делят:

По ЛОКАЛИЗАЦИИ:

Очаговый (местный) – мкÒ локализуются в местном очаге, не распространяются по Ò (фурункулез, ангина, конъюнктивиты).

Генерализованный (системный) – возбудитель распространяется по Ò лимфогенным путем или гематогенным (это приводит к бактериемии или вирусемии – переносчик в крови не размножается).

Если возбудитель размножается в крови, а иммунитет резко угнетён – сепсис. При возникновении гнойных очагов во внутренних органах – септикопиемия, при массовом поступлении в кровь бактерий и их токсинов – бактериальный или токсико-септический шок.

По ХАРАКТЕРУ ПРОЯВЛЕНИЯ:

Острый – протекают в сравнительно короткие сроки, х-ся опред для данного заболевания патогенезом и клиническими симптомами.

Хронический – их продолжительность колеблется от нескольких месяцев до многих лет, х-ся длительным пребыванием мкÒ в МКÒ =персистенция. При этом возбудитель может выделяться в окр среду.

По ПРОЯВЛЕНИЮ:

Бессимптомный (латентный) – инфекция протекает без выраженных симптомов, заканчивается выздоровлением при элиминации возбудителя либо переходом в манифестную острую либо хроническую инфекцию

Манифестный (инфекционная болезнь) – при наличии характерного симптомокомплекса.

3. Понятие "инфекционная болезнь". Условия и динамика развития, периоды.

ИНФЕКЦИОННОЙ БОЛЕЗНЬЮ называется клинически выраженный (манифестный) инф процесс.

УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ИНФ ЗАБОЛЕВАНИЯ:

СОСТОЯНИЕ МКÒ – иммунная система

ВИРУЛЕНТНОСТЬ – мкÒ должен преодолеть защитные силы МКÒ.

ПЕРИОДЫ:

Инкубационный– от момента проникновения мкÒ до появления первых признаков заболевания. Продолжительность – от нескольких часов до нескольких недель в зависимости от нозологической формы. Больной в этот период не представляет опасности для окружающих, т.к. возбудитель не выделяется из Ò в окружающую среду.

Продромальный– продолжается от нескольких часов до нескольких дней. В этот период возбудитель интенсивно размножается и колонизирует ткань в месте его локализации, начинает продуцировать ферменты и токсины. Возбудители в во внешнюю среду не выделяются. ИСКЛЮЧЕНИЯ – корь, коклюш и некоторые другие.

Разгар болезни– появляются специфические симптомы. В начале этого периода обнаруживаются специфические Ат в сыворотке больного, их титр в дальнейшем ↑. Сначала IgМ, в конце периода – сменяются IgG и IgА. Возбудитель продолжает размножаться в Ò, накапливается много токсинов и ферментов, к/е поступают в кровь. Происходит выделение возбудителя из Ò больного Þ опасен для окружающих.

Реконвалесценция (выздоровления) – постепенно восстанавливаются физиологические функции пораженных ##, тканей, органов и всего Ò в целом. Продолжительность зависит от состояния Ò хозяина и др. Титр Ат достигает максимума. Возбудитель выделяется в большом количестве.

ПУТИ ВЫДЕЛЕНИЯ зависят от локализации инфекционного процесса: при респираторной инфекции – из носоглотки и полости рта с капельками слюны и слизи; при кишечной инфекции – с испражнениями и мочой; при гнойно-воспалительных заболеваниях - с гноем и отделяемым пораженных участков тканей и т.д. При локализации возбудителя в крови, например при возвратном тифе, риккетсиозах, арбо-вирусных и других инфекциях, он не выделяется из организма.

ИСХОДЫ ИНФ БОЛЕЗНИ:

Выздоровление

Микробоносительство, продолжительность которого может измеряться многими месяцами.

Летальный. Трупы инфекционных больных подлежат дезинфекции, поскольку содержат инфекционные агенты, которые представляют опасность при попадании во внешнюю среду.

4. Понятие "патогенность" и "вирулентность" микроорганизмов. Факторы патогенности микроорганизмов.

Патогенность – способность определенных видов мкÒ вызывать инф процесс у чувствительного к ним чка (Ж!). Этот признак обусловлен наличием в мкÒ БАВ – белков, ПС, липидов и их комплексов, а также их способностью образовывать токсины и некоторые ферменты.

Патогенность СПЕЦИФИЧНА, что проявляется в соответствующем для данного вида возбудителя патогенетическом и клиническом типе инфекций: гнойной, респираторной, кишечной и др.

Генотип ПАТОГЕННОГО мкÒ фенотипически проявляется в его вирулентных и токсических свойствах. Наряду с патогенными существуют так называемые УСЛОВНО-ПАТ мкÒ, к/е являются естественными обитателями разных биотопов и вызывают заболевания только при снижении иммунитета.

Вирулентность – это степень патогенности, к/ю можно выразить в условных единицах – DLM и LD₅₀: DLM (лат. Dosis letalis minima) – минимальная смертельная доза = наименьшему кол-во мкÒ, которое при определенном способе заражения вызывает гибель 95% восприимчивых животных определенного вида, веса и возраста в течение заданного времени.

LD₅₀ – вызывает гибель 50% зараженных Ж!!, является более точной дозой.

Вирулентность можно рассматривать как фенотипический признак, ПРОЯВЛЯЮЩИЙСЯ В Ò ХОЗЯИНА в способности мкÒ прикрепляться к чувствительным ##, колонизировать и повреждать Þ Различные проявления вирулентности можно назвать факторами вирулентности или патогенности.

Токсичность – способность образовывать токсические продукты:

Экзотоксины (белки) – могут секретироваться в окружающую среду, продуцируются как гр+, так и гр– аэробным и анаэробным бактериям.

Эндотоксины – ЛПС клеточной стенки, главным образом гр– бактерий.

К ФАКТОРАМ ПАТОГЕННОСТИ относятся:

1) Адгезия и колонизация. Адгезия обусловлена неспецифическими физ-хим механизмами (гидрофобность мкÒ#, заряд и др), а т/же – АДГЕЗИНАМИ на поверхности мкÒ и рецепторами ##. Адгезины очень разнообразны и в то же время уникальны, что обусловливает высокую специфичность этого процесса (одни мкÒ прикрепляются преимущественно к эпителию дых путей, др – ЖКТ, третьи – МПС).

Адгезины многих гр– бактерии связаны с ПИЛЯМИ разных типов. Они являются белками Þ различаются по способности вызывать РА эритроцитов разных видов животных и др свойствам. У гр+ адгезины представляют собой белки и липотейхоевые кислоты в # стенке.

Рецепторы клеток МКÒ также неоднородны по своему составу. Их подразделяют на:

Нативные – собственные.

Индуцированные – образуются после адсорбции вирусов (например, гриппа) на чувствительных клетках, после чего на них могут адгезироваться бактерии (вирусный гемагглютинин)

Приобретенные – появляются при определенных условиях, это Ig разных классов, альбумины, фибронектина или других соединений, способных взаимодействовать с комплементарными бактериальными адгезинами.

2) Пенетрация – проникновение внутрь эпителиальных # (шигеллы, эшерихии и др), лейко- или лимфоцитов. В ## мкÒ размножаются → # разрушаются.

3) Инвазия – проникновение через слизистые и соединительнотканные барьеры в подлежащие ткани, обусловлена ферментами (ГИАЛУРОНИДАЗА – Clostridium perfringens, некоторые стрепто- и стафилококки и др; НЕЙРАМИНИДАЗА – холерный вибрион; и ДРУГИЕ ФАКТОРЫ)

4) Агрессия – обусловлена агрессинами, к/е могут подавлять неспецифическую и иммунную защиту организма хозяина. Это вещества разной природы, входящие в состав КАПСУЛЫ (полисахариды, протеины), # СТЕНКИ (протеин А стафилококка, протеин М стрептококка, ЛПС гр–). Многие из них подавляют миграцию лейкоцитов, препятствуя фагоцитозу.

Также ферменты – протеазы (разрушают АТ), коагулаза (свертывает плазму), фибринолизин (растворяет сгустки фибрина), лецитиназа. Эти ферменты отличаются от белковых экзотоксинов по своей природе и механизму действия.

ФЕРМЕНТЫ микроорганизмов по их патогенетическому действию можно подразделять на две группы:

вызывающие первичные разрушения клеток и волокон тканей (гиалуронидаза, нейраминидаза, протеазы и др.);

вызывающие образование токсических продуктов метаболизма, при гидролизе мочевины (уреаза), белков (декарбоксилазы) и др.

5) Способность синтезировать ТОКСИНЫ.

5. Экзотоксины. Классификация, свойства, механизмы действия.

Токсические вещества, синтезируемые бактериями, по химической природе относятся к белкам (экзотоксины) и ЛПС (эндотоксины) – локализуются в стенке Б!! и освобождаются только после их разрушения.

Белковые токсины. В настоящее время известно >80, отличаются друг от друга по Мг, хим структуре, «мишеням» и биологической активности. В зависимости от связи с Б!#, подразделяются на полностью секретируемые (экзотоксины), частично секретируемые и несекретируемые (освобождаются при разрушении Б!). Но белковые токсины предназначены не только для поражения ## чка, они могут также участвовать и в метаболических реакциях самих бактерий. Делятся на: термолабильные и термостабильные.

Имеют 2 центра: 1 – фиксирует молекулу токсина на соответствующем клеточном рецепторе, 2 – токсический фрагмент – проникает внутрь # и блокирует жизненно важные метаболические реакции.

Клеточные рецепторы для разных токсинов неодинаковы:

на холинсодержащих рецепторах фиксируются тетанолизин, О-стрептолизин, пневмолизин и др.,

на ганглиозидах определенного типа - тетаноспазмин, холероген, энтеротоксины кишечных бактерий и др.

СПЕЦИФИЧНОСТЬ действия белковых токсинов, определяется избирательной фиксацией токсина на рецепторах #-«мишеней» определенных тканей (эпителиальной, нервной и др). По механизмам действия токсинов выделяют:

«цитотоксины» – блокируют синтез белка.

группа антиэлонгаторов (дифтерийный гистотоксин, токсин синегнойной палочки и др), выводят из строя фермент трансферазу II, ответственную за элонгацию (наращивание) полипептидной цепи на рибосоме.

токсины с энтеропатогенной активностью (Staph. aureus, Cl. perfringens)

дермонекротоксины (Pseudomonas aeruginosa, B. Pertussis).

«мембранотоксины»

↑ проницаемость мембраны эритроцитов (гемолизины) (Pseudomonas aeruginosa, Staph. aureus, стрептококки, клостридии)

↑ проницаемость мембраны лейкоцитов (лейкоцидины) (Staph. aureus, стрептококки (pyogenes), клостридии (perfringens et botulini)).

«функциональные блокаторы»

Термолабильные (ТЛ) и термостабильные (ТС) энтеротоксины (холероген, термолабильные энтеротоксины Е. coli и др энтеробактерий) – активизируют аденилатциклазу → ↑ проницаемости стенки тонкой кишки и выход жидкости в ее просвет (диарея).

Токсикоблокаторы (сибиреязвенный и чумной токсины – инактивируют аденилатциклазу)

Нейротоксины (тетаноспазмин, ботулинический токсин) блокируют передачу нервных импульсов в клетках спинного и головного мозга.

эксфолиатины и эритрогенины (образуются некоторыми штаммами золотистого стафилококка и скарлатинозным стрептококком) – влияют на взаимодействие клеток между собой и с межклеточными веществами.

Высокую ТОКСИЧНОСТЬ белковых токсинов объясняется особенностью строения участков их молекул, имитирующих структуру субъединиц гормонов, ферментов и нейромедиаторов МКÒ Þ антиметаболиты.

Токсичность измеряется в тех же единицах, в которых оценивается вирулентность, - DLM и LD₅₀.

ИММУНОГЕННЫЕ свойства проявляются в способности вызывать иммунный ответ со стороны МКÒ (индуцировать синтез специфических Ат–антитоксинов).

АНАТОКСИНЫ. Ряд белковых токсинов под действием формалина утрачивает свою ядовитость, сохраняя при этом иммуногенные свойства (столбнячный, дифтерийный и нек др), применяются в качестве вакцин для профилактики.

Многие бактерии образуют не один, а несколько белковых токсинов, которые обладают разным действием.

6. Эндотоксины. Состав, свойства, механизм действия.

Эндотоксины. К ним относятся липополисахариды (ЛПС), которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий. Токсические свойства определяются всей молекулой ЛПС, а не отдельными ее частями: ПС или липидом А. Хорошо изучены эндотоксины энтеробактерий (эшерихии, шигеллы и сальмонеллы, бруцеллы, туляремийные бактерии).

ЛПС (эндотоксины) в отличие от экзотоксинов более устойчивы к повышенной t°С, менее ядовиты и малоспецифичны. При введении в Ò подопытных Ж!! вызывают примерно одинаковую реакцию, независимую от того, из каких гр– Б!! они выделены. При ВВЕДЕНИИ БОЛЬШИХ ДОЗ наблюдается угнетение фагоцитоза, явления токсикоза, слабость, одышка, расстройством кишечника (диарея), падением ♥ деятельности и ↓ t°С тела. При введении НЕБОЛЬШИХ ДОЗ – обратный эффект: стимуляция фагоцитоза, ↑ t°С тела.

У ЛЮДЕЙ поступление эндотоксинов в кровяное русло приводит к лихорадкев результате их действия на клетки крови (гранулоциты, моноциты), из которых выделяются эндогенные пирогены. Возникает ранняя лейкопения, которая сменяется вторичным лейкоцитозом. Усиливается гликолиз Þ может возникнуть гипогликемия. Также развивается гипотония(поступление в кровь ↑ количества серотонина и кининов), нарушается кровоснабжениеорганов и ацидоз.

ЛПС активирует фракцию С3 комплемента по АЛЬТЕРНАТИВНОМУ ПУТИ Þ ↓ его содержания в сыворотке и накопление биологически активных фракций (С3а, С3b, С5а и др.). Большие количества поступившего в кровь эндотоксина приводят к ТОКСИКО-СЕПТИЧЕСКОМУ ШОКУ.

ЛПС – сравнительно слабый иммуноген. Сыворотка крови животных, иммунизированных чистым эндотоксином, не обладает высокой антитоксической активностью Þ не способна полностью нейтрализовать его ядовитые свойства.

Некоторые бактерии одновременно образуют как белковые токсины, так и эндотоксины, например кишечная палочка и др.

7. Понятие "иммунитет". Виды иммунитета. Иммунная система организма человека, структура.

ИММУНИТЕТ– совокупность биологических явлений (процессов и механизмов), направленных на сохранение гомеостаза и защиту Ò от генетически чужеродных агентов. Изучается иммунологией, сейчас – самостоятельная Sc, включает много разделов.

Иммунитет включает:

неспецифические защитные реакции, направленные против любого чужеродного агента.

специфическую защиту (распознавание чужеродных антигенов, синтез специфических Ig Т- и В-лимфоцитами и др).

ВИДЫ ИММУНИТЕТА:

Естественный (видовой)– невосприимчивость одного вида Ж! или чка к мкÒ, вызывающим заболевания у других видов (человека – к чуме собак, Ж!! – к возбудителям гонореи, менингита, кори и др). Является наиболее совершенной и прочной формой невосприимчивости, но его нельзя считать абсолютным (Пастер – у кур, обладающих естественным иммунитетом к сибирской язве, можно вызвать данное заболевание путем понижения t°С тела). Зависит от генотипа (ген аномального гемоглобина → серповидные эритроциты).

Приобретенный – невосприимчивость к инфекционным агентам, которая формируется в процессе индивидуального развития и характеризуется строгой специфичностью.

– Естественный–

активный (постинфекционный)– формируется в результате перенесенного инфекционного заболевания, сохраняется длительное время, иногда в течение всей жизни (например после кори, брюшного тифа и др).

пассивный (плацентарный)– Ат передаются через плаценту (IgG) или с материнским молоком (IgA, Т- и В-лимфоциты, макрофаги), в отличие от активного возникает быстро, но сохраняется недолго (15-20 дней).

– Поствакцинальный (искусственный)– после введения в организм вакцины.

активный (поствакцинальный) – искусственное введение в Ò какого-либо Аг, при этом происходит активная перестройка иммунной системы → синтезируются специфические Ат, способные взаимодействовать с микроорганизмами или их токсинами, активируются клеточные реакции иммунитета (↑ защитная функция фагоцитов).

пассивный (постсывороточный)– в результате введения готовых Ат, взятых из иммунного Ò. Если у переболевшего корью человека взять сыворотку и ввести ее здоровому ребенку, то последний становится невосприимчивым, т.е. при заражении вирусом кори он не заболеет или переболеет в легкой форме. Сыворотка Ж!!, иммунизированных дифтерийным токсином, предупреждает заболевание дифтерией у человека.

По НАПРАВЛЕННОСТИ приобретенный иммунитет делится на:

антимикробный – против различных мкÒ, принадлежащих к определенным видам и даже вариантам (сероварам) бактерий, спирохет, риккетсий и др.

антитоксический – проявляется обезвреживанием токсинов.

По НАЛИЧИЮ возбудителя:

постинфекционный – организм после перенесенного заболевания освобождается от возбудителя, сохраняя при этом состояние иммунитета.

инфекционный – сохраняется в Ò, пока в нем находится возбудитель (tbc, сифилиса и некоторых других).

По ЛОКАЛИЗАЦИИ (большую роль играют IgA и среди них SIgA, которые содержатся в секретах слизистых оболочек ОД и ЖКТ, слюне, молозиве и др жидкостях в значительно большем количестве, чем в крови):

Местный

Общий

ИММУННАЯ СИСТЕМА – обеспечивает специфическую защиту организма от генетически чужеродных молекул и клеток, в том числе от инфекционных агентов. Включает органы (центральные и периферические), ## и сосуды (переносят иммунокомпетентные ##).

К центральным органамотносятся костный мозг и тимус, в которых происходят пролиферация и дифференцировка иммунокомпетентных клеток: Т- и В-лимфоцитов (под влияние гормонов и микроокружения).

Периферические лимфоидные органы– скопления лимфоидной ткани под слизистыми оболочками ЖКТ, дыхательного и мочеполового трактов (групповые лимфатические фолликулы, миндалины и др.), лимфатические узлы и селезенка. В них происходят пролиферация и дифференцировка лимфоцитов под влиянием Аг, поступившего в организм.

Клетки иммунной системы:

Т-тимфоциты (тимусзависимые) – созревают в тимусе, отвечают за клеточный и частично за гуморальный иммунитет.

В-лимфоциты (bursa-зависимые) – отвечают за гуморальный иммунитет, за выработку Ig.

Тканевой макрофаг – захватывает и перерабатывает Аг, затем передаёт информацию о нём на лимфоциты.

Естественные киллеры – контактируют с чужеродными ## (Б!!, опухолевые, заражённые В!!) и убивают их (лизируют)

Большие гранулярные лимфоциты.

Дендритные ## – отвечают за связывание и хранение Аг информации.

Вспомогательные клетки: нейтрофилы, тучные ##, базофилы, эозинофилы, тромбоциты, эритроциты.

8. Антигены гистосовместимости системы НLА, их классификация.Трансплантационный иммунитет.

В плазматических мембранах клеток разных тканей содержатся антигены МНС, которые играют важнейшую роль в иммунном ответе, иммунорегуляции, реакции отторжения трансплантата и других процессах. Их часто обозначают HLA, т.к. для клинических и экспериментальных целей в качестве Аг МНС определяют лейкоцитарные Аг.

По своей химической природе эти Аг относятся к гликопротеинам # мембран. По химической структуре и функциональному назначению HLA подразделяют на два класса:

HLA I класса состоят из 2 полипептидных цепей с разной молекулярной массой: тяжелая α-цепьнековалентно связана с легкой β-цепью. Данные антигены содержатся в мембране почти всех ядросодержащих клеток, играют роль трансплантационных Аг и обеспечивают реакцию отторжения трансплантата. Основная биологическая роль – являются маркерами «своего», не подлежащего «атаке» Т-киллеров.

При заражении клеток ВИРУСАМИ HLA-антигены класса I в комплексе с вирусными Аг становятся ориентирами для избирательного уничтожения зараженных клеток Т-киллерами.

HLA класса II состоят из 2 микроглобулиновых цепей примерно одной и той же молекулярной массы, прикрепленных к поверхностной мембране макрофагов, Т- и В-лимфоцитов. Эти антигены участвуют в иммунорегуляции, служат для распознавания антигенных эпитопов Т-хелперами на мембране макрофагов и других клеток:

взаимодействуют с СD4 на мембране Т-хелпера → выделение лимфокинов → пролиферация и созревание предшественников ЦТЛ и плазматических ##.

Участвуют в презентации Аг макрофагами Т-лимфоцитам и во взаимодействии Т- и В-лимфоцитов.

Генетический контроль HLA осуществляется генами, расположенными на 6 хромосоме в трех сублокусах: HLA-A, HLA-B, HLA-C.

HLA-сублокус находится в I-области хромосомы и содержит Ir-гены (англ. Immune response – иммунный ответ), контролирующие образование Iа- или HLA-DR-антигенов, принадлежащих к классу II.

9. Процессинг антигенов, их взаимодействие с белками HLA класса I и класса II.

После фагоцитоза морга его АГ-эпитопы "презентуются" на поверхности макрофага.

HLA класса II (прикрепленных к поверхностной мембране макрофагов, Т- и В-лимфоцитов) участвуют в иммунорегуляции, служат для распознавания антигенных эпитопов Т-хелперами на мембране макрофагов и других клеток:

- взаимодействуют с СD4 на мембране Т-хелпера → выделение лимфокинов → пролиферация и созревание предшественников ЦТЛ и плазматических ##.

- участвуют в презентации Аг макрофагами Т-лимфоцитам и во взаимодействии Т- и В-лимфоцитов.

10. Противовирусный иммунитет, его особенности и отличие от антибактериального иммунитета.

Т.к. В! – облигатные внутри# паразиты, то специфические Ат против вирусных Агмогут нейтрализовать только внеклеточные формы (вирионы), препятствуя их взаимодействию с клетками организма. Против внутриклеточных форм (вирусов) Ат неэффективны. Наиболее существенно действие SIgА, обеспечивающих местный противовирусный иммунитет во входных воротах инфекции. Большую роль играют вируснейтрализующие Атв кровяном русле в периоды вирусемии. Клетки, зараженные вирусом, несут на своей мембране его антигенные детерминанты Þ становятся клетками-«мишенями» для Т-киллерови клеток, участвующих в реакциях антителозависимой цитотоксичности, при этом зараженные ## погибают вместе с вирусами.

О напряженности противовирусного иммунитета судят по нарастанию титра специфических Ат в сыворотке больного в динамике заболевания или после специфической вакцинации. Защитные механизмы специфического противовирусного иммунитета обеспечиваются также клетками-эффекторами(Т-киллеры, К-клетки и другие клетки, участвующие в АЗЦТ). Специфические антитела против различных вирусных антигенов нередко присутствуют в сыворотках ЗДОРОВЫХ людей, что объясняется всеобщей иммунизацией населения против ряда вирусных инфекций (полиомиелит, корь, грипп и др.), а также возможностью скрытого (латентного) течения (герпес, гепатит и др.).

ОСОБЕННОСТЬЮ взаимодействия вирусов с иммунной системой организма является способность некоторых вирусов паразитировать непосредственно в клетках иммунной системы Þ иммунодефицитные состояния инфекционной природы (СПИД).

11. Неспецифические факторы защиты организма человека. Гуморальные факторы защиты (комплемент, интерферон и др.).

Для возникновения инфекции наряду со свойствами возбудителя важное значение имеет комплексом факторов и механизмов МКÒ (чувствительность или резистентность к инфекции).

КОЖА И СЛИЗИСТЫЕ ОБОЛОЧКИ

механический барьер и удаление мкÒ с поверхности.

бактерицидные свойства (молочная и жирные кислоты, различные ферменты, лизоцим и др).

НОРМАЛЬНАЯ МИКРОФЛОРА

способствует созреванию иммунной системы,

играет роль в неспецифической защите заселенных ими участков ЖКТ, ДП и МПТ (антагонисты патогенов).

роль N мкФ выявляется при заражении гнотобионтов, которые погибают даже при инфицировании непатогенными бактериями.

оценка иммунного статуса организма.

Но некоторые представители N мкФ могут вызывать заболевания в случаях проникновения их в большом количестве из одних биотопов в другие (при дисбактериозах и иммунодефицитах).

ФАГОЦИТИРУЮЩИЕ КЛЕТКИ(И. И. Мечников в 1883 г). Все фагоцитирующие ##, подразделяются на:микрофаги (ПМЯ: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы) и макрофаги различных тканей организма (соединительной ткани, печени, легких и др.). Макрофаги вместе с моноцитами крови и предшественниками (промоноциты и монобласты) объединены в систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ). СМФ филогенетически более древняя по сравнению с иммунной.

Фагоцитам присущи три функции:

Защитная – очистка Ò от Б!, продуктов распада тканей и т.д.

Представляющая – презентация Аг эпитопов на мембране фагоцита

Секреторная – секреция лизосомных ферментов и других БАВ (монокинов), играющих важную роль в иммуногенезе.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ КЛЕТКИ-КИЛЛЕРЫ (ЕКК)– популяция лимфоцитоподобных клеток, обладающих естественной цитотоксичностью (без предварительного контакта с Аг) по отношению к клеткам-«мишеням», обладают антибактериальной, противоопухолевой, противовирусной и противопаразитарнои активностью.

ГУМОРАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ

ЛИЗОЦИМ– термостабильный белок, типа муколитического фермента. Содержится в слезах, слюне, перитонеальной жидкости, плазме и сыворотке крови, в лейкоцитах, материнском молоке и др. ПРОДУЦИРУЕТСЯ моноцитами и тканевыми макрофагами, вызывает лизис многих бактерий, неактивен в отношении вирусов.

МЕХАНИЗМ – гидролиз связей между N-ацетилмурамовой кислотой и N-ацетилглюкозамином в ПС пептидогликанового слоя Б! стенки Þ изменение ее проницаемости, диффузия содержимого в окр среду → гибель.

СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА –многокомпонентная самособирающуюся систему белков сыворотки крови, к/я играет важную роль в поддержании гомеостаза. Активируется в процессе самосборки, т.е. последовательного присоединения к образующемуся комплексу отдельных фракций (их 9). Продуцируются они ## печени, мононуклеарными фагоцитами и содержатся в сыворотке крови в неактивном состоянии.

Процесс активации комплемента инициируется 2 путями:

Классический путь (1-4-2-3-5-6…). Инициирующим фактором является иммунный комплекс Аг-Ат, причем только содержащие Fc-фрагменты – IgG и IgM могут связывать С1-фракцию комплемента. При присоединении С1к иммунному комплексу образуется Cl-эстераза→ формируется энзиматически активный комплекс (С4b+С2а) – С3-конвертазой. Этот фермент расщепляет С3 на С3а и С3b. При взаимодействии субфракции С3b с С4 и С2 образуется пептидаза, действующая на С5. Если инициирующий иммунный комплекс связан с # мембраной, то самособирающийся комплекс С1-4-2-3 обеспечивает фиксацию активированной фракции С5, а затем С6 и С7. Последние три компонента фиксируют С8 и С9. При этом С5а+С6+С7+С8+С9= мембраноатакующий комплекс, после его присоединения # лизируется (гемолиз эритроцитов или бактериолизис).

Особенность альтернативного пути (D-B (P)) в том, что инициация может происходить без участия иммунного комплекса за счет ЛПС # стенки гр–, поверхностных структур вирусов, иммунных комплексов, включающих IgA и IgE. В этом случае необходимо участие сывороточного белка (пропердин), который активен лишь в присутствии ионов Mg²⁺ и факторов В и D. Фактор D в активной форме – протеиназа, расщепляет фактор В с образованием фрагмента Вb, к/й в комплексе с С3b является С3-конвертазой. Функция пропердина – стабилизация комплекса С3b-Вb.

При активации комплемента появляются продукты протеолиза компонентов С4, С2, С3 и С5. Одни из них (фрагменты С4b, С2b, С3b, С5b) участвуют непосредственно в самосборке и активации системы комплемента. В отличие от них низкомолекулярные фрагменты С3а и С5а (АНАФИЛАТОКСИНЫ) играют роль в патогенезе болезней иммунных комплексов и других заболеваний, при которых резко ↑ связывание и активация комплемента в Ò.

Комплемент выполняет ряд функций:

цитолитическое и цитотоксическое действие клетки-«мишени»;

анафилотоксины участвуют в иммунопатологических реакциях;

↑ эффективность фагоцитоза иммунных комплексов (через Fc-рецепторы);

фрагмент С3b способствует связыванию и захвату иммунных комплексов фагоцитами, опсонизируя объекты фагоцитоза;

фрагменты С3b, С5а и Вb (хемоаттрактанты), участвуют в развитии воспаления.

В здоровом организме идет постоянное формирование иммунных комплексов (против Аг аутофлоры) Þ белки комплемента быстро обновляются. Потребление комплемента резко ↑ при патологиях, связанных с усиленным образованием иммунных комплексов при инфекциях и иммунопатологических состояниях.

ИНТЕРФЕРОНЫ– неспецифически защищают ## МКÒ от ВИРУСНОЙ инфекции (разные вирусы). В то же время обладает видовой специфичностью – интерферон человека, активен только в Ò человека. Синтез интерферона м.б. индуцирован не только В!, но и Б!, продуктами их жизнедеятельности и некоторыми синтетическими полимерами – РНК-геномные вирусы, двунитчатые РНК, различные полианионы, бактериальные ЛПС и др.

Т/же оказывает АНТИПРОЛИФЕРАТИВНОЕ (ПРОТИВООПУХОЛЕВОЕ), ИММУНОМОДУЛИРУЮЩЕЕ и РАДИОПРОТЕКТИВНОЕ действие.

В зависимости от происхождения, по первичной структуре и функциям их ПОДРАЗДЕЛЯЮТ на 3 класса:

Лейкоцитарный α–интерферон получают в культурах лейкоцитов крови доноров, используя в качестве интерфероногенов вирусы, не опасные для людей (вирусы осповакцины и др.). Он проявляет выраженное противовирусное, а также антипролиферативное (противоопухолевое) действие.

Фибробластный β-интерферон получают в полуперевиваемых культурах диплоидных клеток человека, в основном –противоопухолевая активность.

Иммунный γ-интерферон получают в перевиваемых культурах лимфобластоидных клеток под действием митогенов Б! или Р! происхождения. Отличается менее выраженным антивирусным эффектом, но сильное иммуномодулирующее действие.

Механизм противовирусного действия интерферона:

Интерферон выходит из ## и связывается со специфическими рецепторами (ганглиозидоподобные вещества) тех же или соседних клеток.

Рецепторы подают сигнал для синтеза ферментов – протеинкиназы и эндонуклеазы.

Ферменты активируются вирусными репликативными комплексами. При этом эндонуклеаза расщепляет вирусную иРНК, а протеинкиназа блокирует трансляцию вирусных белков Þ угнетение репродукции вирусов.

Интерферон не спасает уже пораженную #, но предохраняет соседние клетки от инфицирования.

Эти же механизмы лежат в основе антипролиферативного (противоопухолевого) и иммуномодулирующего эффектов – способность угнетать синтез Ат и реакции ГЗТ и в то же время активировать фагоцитирующие клетки и ЕКК.

β–ЛИЗИН – синтезируется тромбоцитами, д-ет на гр+ Б!!

ФИБРИНОНЕКТИНи МУЦИН– препятствуют адгезии

С-РЕАКТИВНЫЙ БЕЛОК – синтезируется макрофагами и лейкоцитами, активирует комплемент по альтернативному пути.

12. Клеточные факторы защиты. Фагоцитоз, стадии, характеристика. Методы определения фагоцитарной активности.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ КЛЕТКИ-КИЛЛЕРЫ (ЕКК)– популяция лимфоцитоподобных клеток, обладающих естественной цитотоксичностью по отношению к клеткам-«мишеням», обладают антибактериальной, противоопухолевой, противовирусной и противопаразитарнои активностью. Способны без предварительного контакта с антигеном убивать опухолевые клетки, а также клетки, зараженные некоторыми вирусами или паразитами, но не с помощью фагоцитоза. Эта система неспецифической клеточной защиты, является филогенетически более древней по сравнению с Т-клеточньми механизмами иммунитета.

Микро- и макрофаги имеют общее миелоидное происхождение (от ПСК). В периферической крови содержится больше гранулоцитов (зрелые клетки, 60–70 % всех лейкоцитов крови), чем моноцитов (1–6%). Моноциты, покидая кровяное русло, созревают в тканевые макрофаги. Особенно богаты ими печень, селезенка, легкие.

Мембрана всех фагоцитов отличается складчатостью и несет множество специфических рецепторов и антигенных маркеров, которые постоянно обновляются. Хорошо развит лизосомный аппарат, лизосомы могут сливаться с мембранами фагосом или с наружной мембраной. В последнем случае происходит дегрануляция клеток и сопутствующая секреция лизосомных ферментов во внеклеточное пространство.

ФУНКЦИИ ФАГОЦИТОВ:

Защитная – очистка Ò от инфекционных агентов, продуктов распада тканей и т.д.

Представляющая – презентация Аг эпитопов на мембране фагоцита

Секреторная – секреция лизосомных ферментов и других БАВ (монокинов), играющих важную роль в иммуногенезе.

СТАДИИ ФАГОЦИТОЗА:

Хемотаксис – целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении химического градиента хемоаттрактантов (Б! компоненты, продукты деградации тканей, фракции С5а, С3а, лимфокины), связано с наличием специфических рецепторов.

Адгезия – опосредована рецепторами, но может происходить и неспецифическое физ-хим взаимодействие. Адгезия непосредственно предшествует эндоцитозу (захвату).

Эндоцитоз = фагоцитоз (частицы >0,1 мкм) и пиноцитоз. Фагоцитирующие клетки способны захватывать инертные частицы (уголь, латекс), обтеканием их псевдоподиями БЕЗ УЧАСТИЯ СПЕЦИФИЧЕСКИХ РЕЦЕПТОРОВ, в отличие от бактерий, Candida и др мкÒ. Наиболее эффективен фагоцитоз, опосредованный Fc-рецепторами и рецепторами для С3 – ИММУННЫЙ. В результате эндоцитоза образуется фагосома.

Лишь некоторые бактерии (бескапсульные штаммы пневмококка, штаммы стрептококка, лишенные гиалуроновой кислоты и М-протеина) фагоцитируются непосредственно. Большинство бактерий фагоцитируются только после их опсонизации комплементом или (и) антителами.

Переваривание – происходит в фаголизосомах, мкÒ погибают в результате действия кислородзависимых («окислительным взрывом»), и кислороднезависимых механизмов (катионные белки и ферменты (в т.ч. лизоцим)).

Незавершенный фагоцитоз – многие вирулентные Б! часто не погибают и длительно персистируют внутри фагоцитов, благодаря различным механизмам (нарушение слияния лизосом с фагосомами – токсоплазмы, tbc; устойчивость к лизосомным ферментам – гоно-, стафило-, стрептококки группы А и др; выход из фагосомы – риккетсии и др.).

ПРЕДСТАВЛЯЮЩАЯ ФУНКЦИЯ макрофаговсостоит в фиксации на наружной мембране антигенных эпитопов мкÒ. В таком виде они представлены для специфического распознавания Т-лимфоцитами.

СЕКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ заключается в секреции БАВ (монокины – вещества, регулирующие пролиферацию, дифференциацию и функции фагоцитов, лимфоцитов, фибробластов и других клеток). Особое место среди них занимает ИЛ-1, к/й активирует многие функции Т-лимфоцитов, в т.ч. продукцию ИЛ-2. Также ИЛ-1 обладает свойствами эндогенного пирогена (действуя на ядра переднего гипоталамуса). Макрофаги продуцируют и секретируют простагландины, лейкотриены, циклические нуклеотиды, кислородные радикалы (0₂, Н₂0₂), компоненты комплемента, лизоцим и другие лизосомные ферменты, интерферон. За счет этих факторов фагоциты могут убивать бактерии не только в фаголизосомах, но и вне клеток, в ближайшем микроокружении.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАГОЦИТАРНОЙ АКТИВНОСТИ

Реакция фагоцитоза – в основе лежит опсонизация возбудителя.

Из крови выделяют фракцию фагоцитов, к ним добавляют гонококков и сыворотку обследуемого больного (Ат + С). Через определённое время мазки просматривают и подсчитывают не менее 100 фагоцитов. Из них определяют % ##, захвативших микробов. В N ФАГОЦИТАРНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ=40-80%.

ФАГОЦИТАРНОЕ ЧИСЛО – подсчитывают число захваченных микробных клеток, суммируют и делят на кол-во фагоцитов, получают число микробных ##, поглощённых одним фагоцитом. В N ФЧ=1-5.

13. Антигены, свойства, структура, взаимодействие с антителами. Типы антигенной специфичности. Практическое использование антигенов.

АГ – вещества любого происхождения, которые распознаются ## иммунной системы Ò реципиента как генетически чужеродные и вызывают различные формы иммунного ответа. Каждый АГ имеет 4 СВОЙСТВА: антигенность, иммуногенность, специфичность и чужеродность.

ИММУНОГЕННОСТЬ– способность АГ индуцировать в Ò реципиента иммунный ответ (образование АТ, формирование гиперчувствительности, иммунологической памяти и толерантности).

АНТИГЕННОСТЬ– способность АГ взаимодействовать с продуктами иммунных реакций (например, с АТ).

Хим природа. АГ – природные или синтетические биополимеры с высокой Мг (белки и полипептиды, ПС (если их Мг не менее 600000), НК и липиды. При денатурации (нагревание, обработка крепкими кислотами или щелочами) белки утрачивают свои АГ свойства. Проявление антигенного действия связано с катаболическим разрушением АГ. Например, полипептиды из L-АК, являются антигенными, а из D-АК нет, т.к. они сравнительно медленно и не полностью разрушаются ферментами организма.

Чужеродность (гетерогенность)– наиболее выражена при иммунизации Ò белками др вида. Исключение – белки со специализированными функциями (ферменты, гормоны, гемоглобин), но при частичном изменении их структуры они могут приобретать антигенность.

Антигенность зависит также от вида иммунизированного животного, способа введения, дозы, скорости разрушенияАГ в Ò реципиента. Антигенные свойства одних АГ лучше проявляются при введении их перорально, других – внутрикожно, третьих – внутримышечно.

Антигенность ↑ при введении АГ с адъювантами(гидроксид или фосфат алюминия, масляная эмульсия, ЛПС грамотрицательных бактерий). Механизм действия адъювантов – создаётся депо АГ, стимулирует фагоцитоз, митогенное действе на лимфоциты.

СПЕЦИФИЧНОСТЬ– определяется особенностями поверхностной структуры антигенов – наличием эпитопов – детерминантных групп на поверхности макромолекулы-носителя. Эпитопы очень разнообразны за счет разл комбинаций АК на поверхности белка, несколько АК образуют эпитоп. На поверхности АГ обычно располагается несколько эпитопов, что обусловливает ПОЛИВАЛЕНТНОСТЬ АГ, если 1 эпитоп – МОНОВАЛЕНТНЫЙ, если несколько одинаковых – ПОЛИМЕРНЫЙ. При отделении эпитопа от молекулы-носителя он утрачивает свои АГ свойства, но может реагировать с гомологичными АТ. Изменяя эпитоп, можно искусственно модифицировать специфичность АГ.

ПОЛНЫЕ АГ обладают всеми этими свойствами. Неполные АГ (ГАПТЕНЫ), не иммуногенны, но в комплексе с белками-носителями они становятся полными.

АНТИГЕНЫ БАКТЕРИЙ

Каждый мкÒ содержит несколько АГ. Чем сложнее его структура, тем больше АГ. У мкÒ различают ГРУППОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ АГ (встречаются у разных видов одного и того же рода или семейства), ВИДОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ (у различных представителей одного вида) и ТИПОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ (ВАРИАНТНЫЕ) АГ (у разных вариантов в пределах одного и того же вида → серовары). Среди бактериальных антигенов различают Н, О, К и др.

Жгутиковые Н-АГ– белок флагеллин, разрушается при нагревании, но после обработки фенолом сохраняет свои антигенные свойства.

Соматический О-АГ – ЛПС # стенки гр–. Детерминантными группами являются концевые повторяющиеся звенья ПС цепей, присоединенные к основной части. Состав сахаров в детерминантных группах и их число, у разных бактерий неодинаковы. Чаще всего в них содержатся гексозы и аминосахара. О-АГ термостабилен, сохраняется при кипячении в течение 1-2 ч, не разрушается после обработки формалином и этанолом.

К-АГ (капсульные) –хорошо изучены у эшерихий и сальмонелл. Как и О-АГ связаны с ЛПС # стенки и капсулой, но в отличие от О-АГ содержат в основном кислые ПС (уроновые кислоты). По чувствительности к температуре К-АГ подразделяют на А-(выдерживает кипячение более 2ч), В-(недолгое нагревание до 60°С) и L-АГ(термолабильны). К-АГ располагаются более поверхностно Þ для выявления О-АГ необходимо предварительно разрушить капсулу, что достигается кипячением культур.

К капсульным антигенам относится так называемый Vi-АГ (обнаружен у брюшнотифозных и некоторых др энтеробактерий, обладающих высокой вирулентностью).

ПС капсульные АГ (часто типоспецифические) есть у пневмококков, клебсиелл и других бактерий, образующих выраженную капсулу. У сибиреязвенных бацилл К–АГ состоит из полипептидов.

Токсины (если они являются растворимыми белками) и ферменты – обладают полноценными АГ.

АГ ВИРУСОВ. АГ простых вирионов связаны с их нуклеокапсидами, по хим составу это рибонуклеопротеиды или дезоксирибонуклеопротеиды. Они растворимы Þ обозначаются как S-антигены (solutio - раствор). У сложных вирусов одни АГ связаны с нуклеокапсидом, другие – с гликопротеидами суперкапсидной оболочки. Многие вирионы содержат особые поверхностные V-АГ – гемагглютинин (выявляется в реакции ГА или гемадсорбции, РТГА) и фермент нейраминидазу.

Вирусные антигены м.б. группоспецифическими или типоспецифическими, эти различия учитываются при идентификации вирусов.

Гетерогенные АГ (гетероантигены)– это общие АГ, обнаруженные у представителей различных видов микроорганизмов, животных и растений.

АГ Ò ЧКА И Ж!!

Белковые АГ Ж!! х-ся выраженной видовой специфичностью, на основании этого можно судить о родстве различных видов животных и растений. Белковые АГ тканей и ## Ж!! обладают также органной и тканевой специфичностью → изучения клеточной дифференцировки и опухолевого роста.

Опухолевые антигены. В результате злокачественной трансформации нормальных ## в опухолевые в них начинают проявляться специфические АГ, отсутствующие в нормальных ##. Выявляют специфические опухолевые Т-АГ (tumor – опухоль) → иммунологические методы ранней диагностики различных опухолей человека.

Аутоантигены. Собственные АГ Ò, которые в норме не проявляют своих АГ свойств, вызывают в определенных условиях образование антител (аутоантител), называются аутоАГ. В эмбриональном периоде формируется естественная иммунологическая толерантность организма к аутоАГ, которая обычно сохраняется на протяжении всей жизни. Утрата естественной толерантности → аутоиммунные заболевания.

Изоантигены. Это антигены, по которым отдельные индивидуумы или группы особей одного вида различаются между собой: система АВО, резус и др.

14. Антитела, их структура, свойства, функции. Нормальные показатели иммуноглобулинов сыворотки крови человека.

Ig (АТ) – белки плазмы крови, по хим составу – гликопротеиды, по электрофоретической подвижности – γ-глобулины.

СТРУКТУРА Ig

Белковая часть молекулы Ig состоит из 4 полипептидных цепей: 2 одинаковых тяжелых Н-цепейи 2 легких L-цепей(различаются по Мг). Каждая цепь состоит из вариабельной V-(начинается с N-конца, примерно 110АК = 1 домен) и стабильной С-части (4-5 доменов). Каждая пара легких и тяжелых цепей связана S-S мостиками, между их С-участками, обе тяжелые цепи также соединены друг с другом между их константными участками → шарнир. В пределах каждого домена полипептидная цепь уложена в виде петель. Петли в V-доменах легкой и тяжелой цепи составляют гипервариабельный участок, который входит в состав антигенсвязывающего центра.

При гидролизе IgG протеолитическим ферментом папаином, легкие и тяжелые цепи распадаются на 3 фрагмента: два Fab- (Fragment antigen binding) и один Fc-фрагмент(Fragment cristalline). Свободные N-концы концы каждого Fab-фрагмента входят в состав V-доменов, формирующих антигенсвязывающий (активный) центр. Fc-фрагмент имеет свободные С-концы, одинаковые у разных АТ, функции которых заключаются в фиксации и последующей активации системы комплемента по классическому пути после, в прикреплении иммуноглобулина G к Fc-рецепторам ## мембран и в прохождении IgG через плаценту. В области Fc-фрагментов антител локализуются участки (эпитопы), определяющие индивидуальную, видовую, групповую, антигенную специфичность данного иммуноглобулина.

КЛАССЫ И ТИПЫ Ig:

в зависимости от структуры, свойств и антигенных особенностей их легких и тяжелых цепей.

Легкие цепи в молекулах Ig представлены двумя ИЗОТИПАМИ – ламбда (λ) и каппа (κ), которые различаются по химическому составу. Тяжелые цепи Ig подразделены на 5 изотипов (γ, μ, α, δ, ε), которые определяют их принадлежность к одному из 5 классов: G, M, A, D, Е соответственно. Они отличаются друг от друга физ-хим особенностями и биол свойствами.

Наряду с изотипическими вариантами Ig имеются аллотипические (АЛЛОТИПЫ), несущие индивидуальные АГ генетические маркеры. Каждая плазматическая клетка продуцирует АТ одного аллотипа.

По различиям в АГ свойствах Ig делят на ИДИОТИПЫ. V-домены разных Ig можно различить и по их АГ свойствам (идиотипам). Накопление любых АТ, несущих в структуре своих активных центров новые для организма антигенные эпитопы (идиотипы), приводит к индукции иммунного ответа на них с образованием анти-АТ, получивших название антиидиотипических.

СВОЙСТВА Ig

Молекулы Ig разных классов построены из одних и тех же мономеров, имеющих по две тяжелых и по две легких цепи. К мономерам относятся иммуноглобулины G и Е, к пентамерам – IgM, a IgA могут быть представлены мономерами, димерами и тетрамерами. Мономеры соединены между собой j-цепью (joining). Разные классы Ig отличаются друг от друга биол свойствами, в частности их способностью связывать гомологичные АГ. В реакции у мономеров IgG и IgE участвуют 2 антигенсвязывающих участка, при этом образуется сетевая структура, которая выпадает в осадок. Существуют также моновалентныеАТ, у которых функционирует лишь один из 2 центров Þ без образования сетевой структуры. Такие антитела называются неполными, они выявляются в сыворотке крови с помощью реакции Кумбса.

Иммуноглобулины характеризуются различной авидностью(скорость и прочность связывания с молекулой АГ). Авидность зависит от класса Ig, содержащих разное количество мономеров. Наибольшая авидность у IgМ. Авидность АТ меняется в процессе иммунного ответа в связи с переходом от синтеза IgM к преимущественному синтезу IgG.

Разные классы Ig отличаются по способности проходить через плаценту, связывать и активировать комплемент и др. За эти свойства отвечают отдельные домены Fc-фрагмента.

IgG составляют около 80% сывороточных Ig (12 г/л). Они образуются на высоте первичного иммунного ответа и при повторном введении антигена (вторичный ответ). Обладают достаточно быстро связываются с АГ, особенно бактериальной природы. При связывании IgG с эпитопами АГ в области его Fc-фрагмента открывается участок, ответственный за фиксацию первой фракции системы комплемента, с последующей активацией системы комплемента по классическому пути. IgG является единственным классом антител, проникающим через плаценту в организм плода. Через некоторое время после рождения ребенка содержание его в сыворотке крови падает и достигает минимальной концентрации к 3–4 мес, после чего начинает возрастать за счет накопления собственных IgG, достигая нормы к 7-летнему возрасту. Из всех классов Ig в Ò больше всего синтезируется IgG. Около 48% IgG содержится в тканевой жидкости, в которую он диффундирует из крови.

IgM первыми начинают синтезироваться в Ò плода и первыми появляются в сыворотке крови после иммунизации. Составляют около 13% сывороточных иммуноглобулинов (1 г/л). По Мг они значительно больше остальных Ig, т.к. состоят из 5 субъединиц. К IgM принадлежит большая часть изогемагглютининов (группы крови). Они не проходят через плаценту и обладают наиболее высокой авидностью. При взаимодействии с АГ in vitro вызывают их агглютинацию, преципитацию или связывание комплемента.

IgA встречаются в сыворотке крови и в секретах на поверхности слизистых оболочек. В сыворотке крови (после 10 лет) их 2,5 г/л. Сывороточный IgA синтезируется в плазматических клетках селезенки, лимфатических узлов и слизистых оболочек. Они не агглютинируют и не преципитируют АГ, не активируют комплемент.

SIgA отличаются от сывороточных наличием секреторного компонента (β-глобулин), связанного с 2 или 3 мономерами иммуноглобулина А. Секреторный компонент синтезируется клетками секреторного эпителия, а к IgA присоединяется при его прохождении через эпителиальные клетки. Играют существенную роль в местном иммунитете, препятствуют адгезии мкÒ на эпителиальных клетках. В агрегированной форме активирует комплемент по альтернативному пути.

Около 40 % общего IgA содержится в крови.

IgD До 75% содержится в крови (0,03 г/л). Не проходит через плаценту, не связывает комплемент. Функции не выяснены (предположительно – является одним из рецепторов предшественников В-лимфоцитов).

IgE– в крови 0,00025 г/л, синтезируется плазматическими клетками в лимфатических узлах, в слизистой оболочке ЖКТ. Их называют также РЕАГИНАМИ, т.к. они принимают участие в анафилактических реакциях, обладая выраженной цитофильностью.

15. Моноклональные антитела. Гибридомы. Практическое использование.

Для большинства иммунологических и серологических методов исследования необходимо иметь соответствующие СТАНДАРТНЫЕ АНТИСЫВОРОТКИ. Основные требования к таким сывороткам - специфичность и достаточное содержание АТ. Получить т/е сыворотки путем иммунизации животных сложно, т.к. АТ гетерогенны Þ к одной и той же АГ детерминанте может образоваться до 8000 вариантов АТ. Поэтому невозможно получить антисыворотки с одинаковыми наборами АТ от разных индивидуумов. Эта сложность преодолевается с помощью гибридомной техники получения моноклональных антител.

В 1975 г. учёные добились слияния короткоживущих лимфоцитов, продуцирующих АТ, и перевиваемых ## плазмоцитомы. Т.о, были получены теоретически «бессмертные» клоны гибридных # – продуценты моноклональных АТ (гибридомы). Такие АТ идентичны по специфичности, классу, молекулярной структуре.

Клетки из селезенки мышей, предварительно иммунизированных антигеном, сливаются с клетками миеломы, которые способны размножаться в клеточной культуре. Гибридные линии клеток наследуют родительские свойства, т.е. способность к опухолевому росту и образованию специфических АТ. Клетки гибридомы селекционируют на селективной пит среде, где отмирают «родительские» плазмоцитомные клетки, имеющие определенные метаболические дефекты (ГАТ-S-клетки, т.е. не способные размножаться в присутствии комплекса гипоксантин–аминоптерин–тимидин), а выживают лишь гибридомные клетки. Среди растущих на селективной среде гибридомных клеток селекционируют клоны, которые продуцируют антитела определенной специфичности и определенного класса (IgG или IgM). Отобранные гибридомы можно культивировать in vivo или in vitro, получая моноклональные АТ соответственно из асцитной жидкости или из надосадочной жидкости культуральной среды.

Основные преимущества моноклональных АТ – это их узкая специфичность, молекулярная однородность, возможность получения в больших кол-вах и возможность длительного хранения в замороженном состоянии, что позволяет использовать их в долгосрочных исследованиях и получать воспроизводимые результаты.

16. Т- и В-лимфоциты, морфологическая и функциональная характеристика. Методы оценки. Нормальные показатели периферической крови.

В организме человека содержится 75% Т-, 15% В- и 10%, не несущих маркеров ни Т-, ни В-лимфоцитов. Маркерами являются Ig рецепторы на поверхности В-лимфоцитов (определяют с помощью иммунофлюоресцентного метода) и рецепторы к бараньим эритроцитам на Т-лимфоцитах (с помощью РРО). Более современный метод идентификации основан на выявлении специфических поверхностных антигенов.

В-ЛИМФОЦИТЫ. Основной их функцией является синтез Ig, который начинается после созревания в плазматические ##. СТИМУЛОМ для пролиферации является связывание эпитопов АГ с гомологичными рецепторами на мембране. В результате образуется иммунологически однородный клон клеток, снабженных идентичными Ig рецепторами. Затем под влиянием медиаторов происходит дифференцировка с образованием клеток иммунологической памяти и клеток, продуцирующих АТ.

Клетки иммунологической памяти долго сохраняются в организме и несут информацию о данном АГ, т.е. способность быстро его распознать. Они обеспечивают более сильный и быстрый вторичный иммунный ответ при повторной встрече с тем же АГ (например, при повторной инфекции или вакцинации).

Клетки, продуцирующие антитела (плазматические), увеличиваются в размерах, прекращают пролиферировать и начинают синтезировать АТ. Продолжительность их жизни ограничивается несколькими днями, но за этот срок они успевают синтезировать большое количество специфических к данному АГ IgG, IgM, IgA и др.

Т-ЛИМФОЦИТЫ в процессе дифференцировки и пролиферации образуют 4 субпопуляции, отличающиеся по своим функциям.

Т-хелперы, или помощники (to help), и Т-супрессоры, или ингибиторы (to suppress) выполняют регуляторные функции. Т-хелперы узнают детерминантные группы АГ на мембране макрофага и активируют при помощи медиаторов В-лимфоциты и Т-лимфоциты-эффекторы. Т-супрессоры угнетают Т-хелперы, В-лимфоциты или плазматические клетки Þ задерживают синтез антител.

К Т-лимфоцитам-эффекторам относятся цитотоксические клетки Т-киллеры (to kill) и Т-эффекторы, продуцирующие лимфокины. Основная функция цитотоксических Т-киллеров – уничтожать клетки-«мишени», несущие соответствующий чужеродный АГ. Т-эффекторы обеспечивают клеточный специфический иммунитет, участвуют в формировании реакции ГЗТ.

РЕЦЕПТОРЫВ- и Т-лимфоцитов (как и АТ) являются антигенраспознающими молекулами иммунной системы. Они способны узнавать только одну определенную молекулярную структуру детерминантной группы АГ (эпитопа).

Рецепторы В-лимфоцитов представляют собой антигенсвязывающие участки молекул Ig, которые синтезируются данным В-лимфоцитом и частично остаются в составе его мембраны. Они фиксируются при помощи так называемого «якорного» сегмента иммуноглобулина (Fc-конец).

Рецепторы Т-лимфоцитов структурно похожи на Ig – это белки, состоящие из двух субъединиц – α- и β-, расположенных на поверхности Т-лимфоцита. Антигенсвязывающий участок в молекуле рецептора Т-лимфоцита образован гипервариабельными участками полипептидных цепей, напоминающими аналогичные участки Ig, между которыми образуется полость.

Как уже отмечалось, рецепторы В- и Т-лимфоцитов узнают антигены одним и тем же способом, но узнавание происходит в разных условиях. В-лимфоциты способны узнавать и реагировать на СВОБОДНЫЙ АГ, циркулирующий в кровяном русле, в то время как Т-лимфоциты узнают и активируются только тем АГ, детерминантные группы которого представлены НА МЕМБРАНЕ МАКРОФАГОВ. В обоих случаях при взаимодействии с антигенами участвуют белки главного комплекса гистосовместимости HLA, являющиеся маркерами индивидуальности каждого организма. Например, Т-хелперы распознают АГ только в том случае, если он связан с белками МНС II на поверхности макрофагов. Т-киллеры взаимодействуют с чужеродными АГ, находящимися на поверхности клеток-«мишеней» в окружении антигенов МНС I. Тканевые антигены МНС I, введенные в организм реципиента при пересадках каких-либо органов донора (почки, сердце и др.), становятся «мишенями» для Т-киллеров. В этом случае Т-киллеры напрямую «атакуют» чужеродную ткань, в результате чего происходит отторжение трансплантата. Вместе с этим Т-киллеры защищают организм от вирусной инфекции, т.к. при размножении вируса в клетке его АГ могут встраиваться в # мембрану. Приобретение клеткой вирусных антигенов наряду с имеющимися у нее маркерами – белками МНС I, делает ее «мишенью» для Т-киллеров, которые уничтожают зараженную вирусом клетку.

17. Макрофаги, их морфологическая и функциональная характеристика, роль в иммунном ответе.

ФУНКЦИИ ФАГОЦИТОВ:

Защитная – очистка от инфекционных агентов, продуктов распада тк и т.д.

Представляющая – презентация Аг эпитопов на мембране фагоцита

Секреторная – секреция лизосомных ферментов и других БАВ (монокинов), играющих важную роль в иммуногенезе.

СТАДИИ ФАГОЦИТОЗА:

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 373; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!