Оглавление Общая микробиология ............................................................................................ 7 1. Медицинская микробиология. Предмет, задачи, методы, связь с другими науками. Значение медицинской микробиологии в практической деятельности врача. ......................... 7 2. Основные этапы развития микробиологии и иммунологии. Работы Л. Пастера, Р. Коха и их значение для развития микробиологии и иммунологии. Роль отечественных ученых (Н.Ф. Гамалея, П.Ф. Здродовский, Д.И. Ивановский, А.А. Смородинцев, М.П. Чумаков, З.В. Ермольева, В.М. Жданов и др.) в развитии микробиологии и вирусологии. ............................. 8 3. Микроорганизмы и их положение в системе живого мира. Номенклатура бактерий. Принципы классификации........................................................................................................... 10 4. Структура бактериальной клетки. Основные отличия прокариотов и эукариотов. Функции отдельных структурных элементов бактериальной клетки. Особенности химического состава клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных бактерий................................. 11 5. Основные методы изучения морфологии бактерий. Бактериоскопический метод. Методы окраски микробов и их отдельных структур. ............................................................................. 17 6. Методы микроскопии (люминесцентная, тёмнопольная, фазово-контрастная, электронная). Рост и размножение бактерий. Фазы размножения.......................................... 19 7. Питание бактерий. Типы и механизмы питания бактерий. Аутотрофы и гетеротрофы. Факторы роста. Прототрофы и ауксотрофы. ............................................................................... 21 8. Питательные среды. Искусственные питательные среды: простые, сложные, общего назначения, элективные, дифференциально-диагностические. .............................................. 22 9. Бактериологический метод изучения микроорганизмов. Принципы и методы выделения чистых культур аэробных и анаэробных бактерий. Характер роста микроорганизмов на жидких и плотных питательных средах. ..................................................................................... 23 10. Особенности химического состава клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных бактерий. .................................................................................................... 26 11. Способы получения энергии бактериями (брожение, дыхание). Типы дыхания бактерий. Методы культивирования анаэробов. ........................................................................................ 29 12. Ферменты бактерий. Классификация ферментов: 1) по химической природе; 2) по генетическому контролю. Методы изучения ферментативной активности бактерий и её использование для идентификации бактерий. .......................................................................... 30 13. Спирохеты, их морфология и биологические свойства. Патогенные для человека виды. 31 14. Грибы, их морфология и особенности биологии. Принципы систематики. ....................... 32 15. Морфология, ультраструктура и химический состав вирусов. Принципы классификации. ...................................................................................................................................................... 34 16. Взаимодействие вируса с клеткой. Фазы жизненного цикла. Понятие о персистенции вирусов и персистентных инфекциях.......................................................................................... 36 1 17. Принципы и методы лабораторной диагностики вирусных инфекций. Методы культивирования вирусов. .......................................................................................................... 38 18. Вирусы бактерий – фаги. Взаимодействие фага с бактериальной клеткой. Умеренные и вирулентные бактериофаги. Профаг. Лизогения. Фаговая конверсия. Применение фагов в биотехнологии, микробиологии и медицине. ........................................................................... 39 19. Действие физических и химических факторов на микроорганизмы. Понятие о стерилизации, дезинфекции, асептике и антисептике. Основные группы дезинфицирующих и антисептических веществ. Механизм их антибактериального действия. ............................. 41 20. Распространение микробов в природе. Микрофлора почвы, воды, воздуха, методы её изучения. Характеристика санитарно-показательных микроорганизмов. ............................... 42 21. Нормальная микрофлора тела человека, её роль в физиологических процессах и патологии. Понятие о дисбактериозе. Препараты для восстановления нормальной микрофлоры: эубиотики (пробиотики). ..................................................................................... 45 22. Строение генома бактерий. Подвижные генетические элементы, их роль в эволюции бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе. Виды изменчивости: фенотипическая и генотипическая. ........................................................................................................................... 47 23. Плазмиды бактерий, их функции и свойства. Использование плазмид в генной инженерии. .................................................................................................................................. 49 24. Генетические рекомбинации: трансформация, трансдукция, конъюгация. ....................... 50 25. Понятие об инфекции. Условия возникновения инфекционного процесса. Механизмы передачи инфекции. .................................................................................................................... 52 26. Формы инфекции. .................................................................................................................. 53 27. Стадии развития инфекционного процесса и характерные признаки инфекционной болезни......................................................................................................................................... 54 28. Роль микроорганизма в инфекционном процессе. Патогенность и вирулентность. Единицы измерения вирулентности. .......................................................................................... 56 29. Классификация факторов патогенности микроорганизмов. ............................................... 56 30. Токсины бактерий, их природа, свойства. ............................................................................ 58 31. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. ........................................................................ 59 32. Неспецифические защитные факторы организма против инфекции. Роль И.И. Мечникова в формировании клеточной теории иммунитета....................................................................... 60 33. Интерфероны, природа, способы получения и применения. ............................................. 63 34. Комплемент, его структура, функции, пути активации, роль в иммунитете....................... 64 35. Антигены: определение, основные свойства. Антигены бактериальной клетки. Практическое использование антигенов бактерий.................................................................... 65 36. Структура и функции иммунной системы. Кооперация иммунокомпетентных клеток. .... 67 37. Формы иммунного ответа. .................................................................................................... 69 38. Иммуноглобулины, структура, их функции. Классы иммуноглобулинов. .......................... 71 2 39. Антителообразование: первичный и вторичный иммунный ответ. .................................... 73 40. Гиперчувствительность немедленного типа. Механизмы возникновения, клиническая значимость. .................................................................................................................................. 75 41. Анафилактический шок и сывороточная болезнь. Причины возникновения. Механизм. Их предупреждение.......................................................................................................................... 76 42. Гиперчувствительность замедленного типа. Кожно-аллергические пробы и их использование в диагностике некоторых инфекционных заболеваний. ................................. 77 43. Особенности противовирусного, противогрибкового, противоопухолевого, трансплантационного иммунитета. ............................................................................................ 78 44. Понятие о клинической иммунологии. Иммунный статус человека и факторы, влияющие на него. ......................................................................................................................................... 79 45. Оценка иммунного статуса: основные показатели и методы их определения. ................. 80 46. Первичные и вторичные иммунодефициты. ........................................................................ 80 47. Взаимодействие антигена с антителом in vitro. Теория сетевых структур.......................... 81 48. Реакция агглютинации. Компоненты, механизм, способы постановки. Применение. ...... 82 49. Реакция пассивной гемагглютинации. Механизм. Компоненты. Применение. ................. 83 50. Реакция торможения гемагглютинации. Механизм. Компоненты. Применение. ............. 84 51. Реакция преципитации. Механизм. Компоненты. Способы постановки. Применение. .... 85 52. Реакция связывания комплемента. Механизм. Компоненты. Применение. ..................... 85 53. Реакция нейтрализации токсина антитоксином, нейтрализации вирусов в культуре клеток и в организме лабораторных животных. Механизм. Компоненты. Способы постановки. Применение. ........................................................................................................... 86 54. Реакция иммунофлюоресценции. Механизм. Компоненты. Применение. ....................... 87 55. Иммуноферментный анализ. Иммуноблотинг. Механизмы. Компоненты. Применение. 88 56. Вакцины. Определение. Современная классификация вакцин. Требования, предъявляемые к вакцинным препаратам. ............................................................................... 89 57. Вакцинопрофилактика. Вакцины из живых бактерий и вирусов. Принципы получения вакцинных штаммов. Способы аттенуации. Примеры вакцин из живых бактерий и вирусов. Преимущества и недостатки аттенуированных вакцин. ............................................................ 91 58. Вакцинопрофилактика. Вакцины из убитых бактерий и вирусов. Приготовление. Примеры убитых вакцин. Ассоциированные вакцины. Преимущества и недостатки убитых вакцин. .......................................................................................................................................... 92 59. Молекулярные вакцины: анатоксины. Получение. Использование анатоксинов для профилактики инфекционных заболеваний. Примеры вакцин. ............................................... 92 60. Генно-инженерные вакцины. Получение. Применение. Преимущества и недостатки. .... 93 61. Вакцинотерапия. Понятие о лечебных вакцинах. Получение. Применение. Механизм действия. ...................................................................................................................................... 93 3 62. Диагностические антигенные препараты: диагностикумы, аллергены, токсины. Получение. Применение. ............................................................................................................ 94 63. Иммунные сыворотки. Современная классификация сывороток. Получение, очистка, применение. Требования, предъявляемые к сывороточным препаратам. ............................. 95 64. Антитоксические сыворотки, применяемые для лечения и профилактики инфекционных заболеваний. Способы получения. Осложнения при использовании и их предупреждение. 96 65. Антительные препараты – сыворотки, применяемые для диагностики инфекционных заболеваний. Способы получения. Применение. ...................................................................... 97 66. Химиотерапевтические препараты. Понятие о химиотерапевтическом индексе. Основные группы химиотерапевтических препаратов, механизм их антибактериального действия. ...................................................................................................................................... 98 67. Антибиотики. Классификация по способу получения, механизму и спектру действия. .... 99 68. Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам. ............................... 100 69. Принципы рациональной антибиотикотерапии. Осложнения при антимикробной терапии. ...................................................................................................................................... 102 Частная микробиология ........................................................................................ 102 70. Возбудители брюшного тифа и паратифов. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. .................... 103 71. Возбудители эшерихиозов. Таксономия. Характеристика. Роль кишечной палочки в норме и патологии. Микробиологическая диагностика. Лечение.......................................... 104 72. Возбудители шигеллёза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. ............................................................................................................... 106 73. Возбудители сальмонеллёзов. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ......................................................... 107 74. Возбудители холеры. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ................................................................................ 108 75. Стафилококки. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ................................................................................ 110 76. Стрептококки. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. ..................................................................................................................................... 111 77. Менингококки. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ................................................................................ 113 78. Гонококки. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение.114 79. Возбудитель туляремии. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ......................................................... 115 80. Возбудитель сибирской язвы. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ......................................................... 117 4 81. Возбудитель бруцеллёза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ......................................................... 118 82. Возбудитель чумы. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ................................................................................ 119 83. Возбудители анаэробной газовой инфекции. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. .................... 121 84. Возбудитель ботулизма. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ......................................................... 122 85. Возбудитель дифтерии. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Выявление антитоксического иммунитета. Специфическая профилактика и лечение. ........ 124 86. Возбудители туберкулёза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ......................................................... 125 87. Возбудители хламидиозов. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. ............................................................................................................... 127 88. Возбудитель сифилиса. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Профилактика. Лечение. ........................................................................................................... 128 89. Возбудитель лептоспироза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ......................................................... 129 90. Возбудитель иксодового клещевого боррелиоза (болезни Лайма). Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. .............................................. 130 91. Дрожжеподобные грибы рода Кандида. Значение в детской патологии. Микробиологическая диагностика. Лечение. .......................................................................... 131 92. Возбудитель ОРВИ. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ................................................................................ 132 93. Возбудитель гриппа. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ................................................................................ 133 94. Возбудитель полиомиелита. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. ................................................................................................. 134 95. Возбудители гепатитов А и Е. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. ................................................................................................. 134 96. Возбудитель клещевого энцефалита. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. ........................................................................... 135 97. Возбудитель бешенства. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ................................................................................ 135 98. Герпес-инфекция: таксономия, характеристика возбудителей. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика и лечение. ..... 136 99. Возбудители гепатитов В, Д. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. ................................................................................................. 137 5 100. Возбудители гепатита С. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. ................................................................................................. 138 101. ВИЧ-инфекция. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Профилактика и лечение. ................................................................................................................................... 138 102. Актиномицеты. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. ..................................................................................................................................... 139 6 Общая микробиология 1. Медицинская микробиология. Предмет, задачи, методы, связь с другими науками. Значение медицинской микробиологии в практической деятельности врача. Медицинская микробиология – наука, которая изучает микробы во всём многообразии их отношений с организмом человека. Микробы – это микроскопически малые существа, как правило, одноклеточные; которых можно увидеть только при помощи специальных приборов – микроскопов. Микробы бывают: Патогенные – способны нарушать процессы метаболизма или работу жизненно важных центров организма человека. Условно-патогенные – вызывают болезни у человека лишь при определённых условиях. o Микробы-резиденты – условно-патогенные микробы, которые являются постоянными обитателями различных экологических ниш организма человека. Состоят в симбиотических отношениях с организмом и приносят ему большую пользу, когда находятся под контролем иммунной системы и механизмов неспецифической резистентности. Если они выходят изпод контроля иммунитета, то причиняют вред организму – аутоинфекции. Непатогенные (сапрофитные). Предметом изучения медицинской микробиологии являются патогенные (болезнетворные) и условно-патогенные (в том числе резидентные виды, населяющие организм здорового человека) микробы. Задачи медицинской микробиологии: 1. Установление этиологической (причинной) роли микроорганизмов в норме и патологии. 2. Разработка методов диагностики, специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний, индикации (выявления) и идентификации (определения) возбудителей. 3. Бактериологический и вирусологический контроль окружающей среды, продуктов питания, соблюдения режима стерилизации и надзор за источниками инфекции в лечебных и детских учреждениях. 4. Контроль за чувствительностью микроорганизмов к антибиотикам и другим лечебным препаратам, состоянием микробиоценозов (микробиотой) поверхностей и полостей тела. Методы медицинской микробиологии: 1. Микроскопический – изучение морфологии микробов с помощью специальной микроскопической техники. 2. Бактериологический (культуральный) – получение чистых культур микробов и изучение их биологических свойств; позволяющих провести идентификацию, т.е. определение вида микроба. 3. Серологический – выявление антител к возбудителям в биологических жидкостях организма больного (чаще всего в сыворотке крови). 7 4. Аллергологический – оценка аллергических феноменов, возникающих в организме человека под действие компонентов или цельных клеток микроба-возбудителя. 5. Биологический – моделирование инфекционных процессов на лабораторных животных или куриных эмбрионах. 6. Хемотаксономический – изучение микробов по продуктам их жизнедеятельности непосредственно в организме (без предварительного культивирования на питательных средах). 7. Молекулярно-биологический – изучение состава микробных нуклеиновых кислот с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) и т.д. 2. Основные этапы развития микробиологии и иммунологии. Работы Л. Пастера, Р. Коха и их значение для развития микробиологии и иммунологии. Роль отечественных ученых (Н.Ф. Гамалея, П.Ф. Здродовский, Д.И. Ивановский, А.А. Смородинцев, М.П. Чумаков, З.В. Ермольева, В.М. Жданов и др.) в развитии микробиологии и вирусологии. Периоды развития микробиологии: 1. Эвристический (описательный период) (конец 17 - середина 19 века): Левенгук – открытие микроорганизмов. 2. Морфологический 3. Физиологический (пастеровский период) (середина 19 - начало 20 века): изучение жизнедеятельности микробной клетки, открытие болезнетворных бактерий, начало научной микробиологии; открытия Луи Пастера и Роберта Коха. 4. Иммунологический (начало - середина 20 века): Мечников – открытие фагоцитоза, создание клеточной теории иммунитета; Пауль Эрлих – создание гуморальной теории иммунитета, основоположник химиотерапии инфекционных болезней. 5. Молекулярно-генетический (с середины 20 века): основные достижения: расшифровка молекулярной структуры и молекулярно-биологической организации большинства бактерий и вирусов; открытие новых форм жизни (инфекционных белков - прионов и инфекционных РНК 8 вироидов); разработка методов культивирования животных и растительных клеток; разработка принципиально новых способов диагностики инфекционных и неинфекционных заболеваний (ИФА, ПЦР, иммуноблотинг, гибридизация НК); открытие новых возбудителей вирусных и бактериальных инфекций (ВИЧ, возбудители геморрагических лихорадок, легионеллы и др.); создание принципиально новых вакцин и других лечебных профилактических и диагностических препаратов; расшифровка метагенома человека. Луи Пастер (1822 - 1895) – основоположник микробиологии и иммунологии. Открытия Пастера: опроверг теорию самозарождения микроорганизмов; установил бактериальную природу брожения; разработал метод вакцинации против куриной холеры, сибирской язвы, бешенства; изучил этиологию многих инфекционных заболеваний; ввёл методы асептики и антисептики. Роберт Кох (1843 - 1910), заслуги: Впервые выделил чистые культуры возбудителей сибирской язвы, холеры, туберкулёза (Нобелевская премия в 1905 г.). Сформулировал критерии этиологической связи инфекционного процесса с определёнными микроорганизмами (триада Коха): 1. Выделение микроба от больного. 2. Получение чистой культуры микроба. 3. Введение чистой культуры микроба в чувствительный организм должно вызывать данную болезнь. Ввёл для культивирования бактерий плотные питательные среды. Применил анилиновые красители для окраски микробов. Предложил иммерсионный объектив. Предложил стерилизацию текучим паром. Н.Ф. Гамалея (1859 - 1949): труды по профилактике бешенства, холеры, оспы и других инфекционных заболеваний. П.Ф. Здродовский (1890 - 1976): исследования риккетсиозов. Д.И. Ивановский (1864 - 1920): впервые описал небактериальный инфекционный патоген растений табака. А.А. Смородинцев (1901 - 1986) и М.П. Чумаков (1909 - 1993): исследования вирусных энцефалитов и создание отечественной вакцины против полиомиелита. З.В. Ермольева (1898 - 1979): получение первого отечественного антибиотика - пенициллина. В.М. Жданов (1914 - 1987): огромный вклад в Программу глобальной ликвидации оспы, исследования инфекционного гепатита и гриппа. 9 3. Микроорганизмы и их положение в системе живого мира. Номенклатура бактерий. Принципы классификации. Дифференциальные признаки микроорганизмов – принципы классификации: Морфологические и тинкториальные свойства Физиологическая активность Антигенная специфичность Биохимические свойства Генетическое родство Молекулярно-биологические свойства Чувствительность к бактериофагам Чувствительность к антибиотикам Микробы Надцарство эукариот Царство Mycota (Грибы) Надцарство прокариот Царство Bacteria (Бактерии Царство Protozoa (Простейшие) Прионы и Вироиды Царство Vira (Вирусы) Отдел 1 Грациликуты Отдел 2 Фирмикуты Отдел 3 Тенерикуты Отдел 4 Мендозикуты Грамбактерии (тонкая клеточная стенка) Грам+ бактерии (толстая клеточная стенка) Бактерии без клеточной стенки (микоплазмы) Бактерии с дефектной клеточной стенкой (архебактерии) Номенклатура бактерий: 1. Надцарство: Prokaryota 2. Царство: Bacteria 3. Отдел (по строению клеточной стенки): Эубактерии: Firmicutes Gracilicutes Tenericutes Архебактерии: Mendosicutes 4. Порядок (название таксона заканчивается на -ales) 10 5. Семейство (название таксона заканчивается на -ceae) 6. Род 7. Вид 8. Подвидовые категории: варианты (морфо-, био-, хемо-, фаго-, серо-, эковары) Например, Золотистый стафилококк: Отдел: Firmicutes Семейство: Micrococcaceae Род: Staphylococcus Вид: S. aureus Вид – совокупность микроорганизмов, имеющих единый тип генной организации, который в стандартных условиях проявляется сходными фенотипическими признаками. Чистая культура – совокупность однородных микроорганизмов, выделенных на питательной среде, характеризующихся сходными морфологическими, тинкториальными (отношение к красителям), культуральными, биохимическими и антигенными свойствами. Штамм – чистая культура, выделенная из определённого источника. Клон – потомство одной клетки. 4. Структура бактериальной клетки. Основные отличия прокариотов и эукариотов. Функции отдельных структурных элементов бактериальной клетки. Особенности химического состава клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных бактерий. Основные отличия прокариотов и эукариотов Отличительный признак Эукариотическая клетка Прокариотическая клетка Наличие истинного ядра, + Истинное ядро отсутствует, отделённого от цитоплазмы вместо него присутствует ядерной мембраной, в нуклеоид с гаплоидным котором присутствуют набором генов ядрышко и связанные с молекулой ДНК белкигистоны Наличие в цитоплазме + вторичных мембранных образований (митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум) Присутствие стеролов в + - (за исключением цитоплазматической микоплазм) мембране Рибосомы Типа 80S Типа 70S Наличие в клеточной стенке + пептидогликана (муреина) 11 Компоненты (органоиды) Постоянные Непостоянные Прокариоты нуклеоид цитоплазма рибосомы 70S мезосомы ЦПМ клеточная стенка жгутики пили плазмиды капсула споры включения Эукариоты ядро цитоплазма рибосомы 80S митохондрии ЦПМ клеточная оболочка аппарат Гольджи центриоли ЭПС жгутики вакуоли Основные признаки прокариот: 1. Уровень организации генома (наличие нуклеоида – подобие ядра) 2. Бинарное деление (деление надвое) 3. Рибосомы с коэффициентом седиментации 70S 4. Отсутствие мембранных органелл (митохондрий, ЭПС, аппарата Гольджи) 5. Уникальная клеточная стенка – наличие в составе пептидогликана Строение бактериальной клетки 12 Клеточная стенка Строение клеточной стенки Грам+ бактерий: Пептидогликан имеет многослойную структуру. Пептидогликан связан с тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами. Строение клеточной стенки Грам- бактерий: Наружная мембрана состоит из: o липополисахариды (ЛПС); o липопротеины; o фосфолипиды; o белки-порины. Пептидогликан представлен 1-2 слоями. 13 Периплазма (содержит ферменты и компоненты транспортных систем). Липополисахарид – это эндотоксин Грам- бактерий. Разрушение бактерий антибиотиками приводит к освобождению большого количества эндотоксина, что может вызвать у больного эндотоксический шок. Схема строение пептидогликана: 14 Функции клеточной стенки: 1. Скелетная (определяет и сохраняет постоянную форму клетки). 2. Защитная. 3. Рецепторная. 4. Антигенная (определяет антигенную специфичность бактерий, обладает важными иммунобиологическими свойствами). 5. Адгезивная. 6. Транспортная (обеспечивает связь с внешней средой через поры и каналы). 7. Образование L-форм бактерий при нарушении синтеза клеточной стенки. Свойства L-форм бактерий: 1. L-трансформация индуцируется антибиотиками, ферментами и антимикробными антителами. 2. Превращение из Грам+ в Грам- структуру. 3. Изменение антигенных свойств. 4. Снижение вирулентных свойств, в связи с утерей адгезивных, инвазивных, эндотоксических свойств. 5. Способность длительно персистировать (переживать) в организме. Утрата клеточной стенки делает L-формы нечувствительными к различным химиопрепаратам и антителам. 6. Способность возвращаться в исходную бактериальную форму. Цитоплазматическая мембрана состоит из трёх слоёв: два слоя фосфолипидов и белков, пронизывающих эти слои, которые участвуют в транспорте питательных веществ. Функции ЦПМ: Барьерная (поддерживает осмотическое давление). Транспортная (перенос различных веществ в клетку и из клетки). Энергетическая. Содержит многие ферментные системы (дыхательные, окислительновосстановительные, осуществляет перенос электронов). Мезосомы – производные ЦПМ, участвуют в энергообмене, в формировании межклеточной перегородки при делении и спорообразовании. 15 Нуклеоид – гигантская кольцевая молекула ДНК, геном бактериальной клетки (около 1000 генов). Рибосомы у прокариотов 70S. Капсула – слизистое образование, сохраняющее связь с клеточной стенкой и имеющее аморфную структуру. Функции капсулы: защищает бактерии от бактериофагов, фагоцитов, гуморальных факторов иммунитета; определяет антигенную специфичность микроорганизмов; обеспечивает адгезивные свойства бактерий. Жгутики обеспечивают движение прокариот и состоят из белка флагеллина, который является H-антигеном бактерий. Их расположение может быть: A. монотрихиальное B. лофотрихиальное C. амфитрихиальное D. перитрихиальное Пили (ворсинки, фимбрии) – тонкие, полые нити белковой природы, покрывающие поверхность бактериальных клеток. В отличие от жгутиков не выполняют локомоторную функцию. Пили типа 1 – придают бактериям гидрофобность, снижают их электрофоретическую подвижность, вызывают агглютинацию эритроцитов. С их помощью бактерии приклеиваются к клеткам макроорганизма. Пили типа 2 (F-пили) – половые пили – обеспечивают перенос части генетического материала от клетки донора к клетке реципиента. 16 Споры образуют только некоторые палочковидные микроорганизмы (например, сибиреязвенная бацилла, клостридии). Это покоящаяся форма, позволяющая сохранить наследственную информацию бактериальной клетки в неблагоприятных условиях внешней среды. Индукция споруляции: 1. Дефицит питательных веществ. 2. Повышение температуры. 3. Высыхание. 4. Изменение pH. 5. Повышение или понижение парциального давления кислорода. Расположение спор у бактерий: 1. центральное; 2. субтерминальное; 3. терминальное. Включения располагаются в цитоплазме, к ним относятся: активно функционирующие клеточные структуры; продукты клеточного метаболизма; запасные питательные вещества. Включениями являются: гликоген, крахмал, сера, волютин и др. Обнаружение включений (волютина) является дифференциально-диагностическим признаком для некоторых бактерий (дифтерийная палочка). 5. Основные методы изучения морфологии бактерий. Бактериоскопический метод. Методы окраски микробов и их отдельных структур. Основным методом изучения морфологии бактерий является бактериоскопический метод. Морфология бактерий – это форма, размер бактерий, расположение клеток в препарате. Различают три морфологических формы бактерий: 1) кокки; 2) палочки; 3) извитые. Для количественного учёта, изучения морфологии, выявления спор, капсул, органоидов, включений препарат-мазок необходимо зафиксировать и окрасить. Методы фиксации Физический метод Фиксация мазка над пламенем спиртовки в течение нескольких секунд мазком вверх. Химический метод Мазок погружают в фиксатор на определённое время. В качестве фиксатора 17 используют: этанол – 10-15 мин; ацетон – 5 мин и др. Методы окраски Простые методы (ориентировочные) Сложные методы (дифференцирующие) 1. Применяют для изучения морфологии 1. Применяют для изучения структуры микроорганизмов. клеток, дифференциации микроорганизмов. 2. Окрашивают одним красителем 2. Используют несколько красителей. анилинового ряда (основным или кислым): Окраска по методу: Грама, Циля-Нильсена, кислый фуксин, метиленовый синий, эозин, Ожешко, Романовского-Гимза, Нейссера, генциановый фиолетовый. Гинса-Бурри и др. Окраска по методу Грама. Сущность метода: Метод основан на способности микроорганизмов удерживать образующийся при окраске комплекс генцианового фиолетового и йода. Это связано с особенностями строения и химического состава грамположительных и грамотрицательных бактерий. У грамположительных бактерий на поверхности клеток есть магниевые соли рибонуклеиновой кислоты, которые прочно связывают комплекс генцианового фиолетового с йодом и препятствуют его вымыванию спиртом. Кроме того, грамположительные бактерии имеют более выраженный пептидогликановый слой, в котором после обработки спиртом сужаются поры, что также делает невозможным вымывание красителя. В результате грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет. У грамотрицательных бактерий отсутствуют магниевые соли рибонуклеиновой кислоты, пептидогликановый слой значительно тоньше, а размеры пор шире. Поэтому при обработке спиртом краситель легко вымывается, бактерии обесцвечиваются и при использовании дополнительного красного красителя грамотрицательные бактерии окрашиваются в красный цвет. Световой микроскоп 18 Детали оптической части светового микроскопа: объективы, окуляры, осветительная система (лампа, диафрагма, конденсор, светофильтры). Детали механической части светового микроскопа: штатив (основание + тубусодержатель), тубус с револьвером для объективов, предметный столик, приспособления для крепления конденсора и светофильтров, макровинт и микровинт. 6. Методы микроскопии (люминесцентная, тёмнопольная, фазово-контрастная, электронная). Рост и размножение бактерий. Фазы размножения. Методы микроскопии: Люминесцентная микроскопия. В основе лежит способность веществ и биологических объектов светиться при воздействии на них ультрафиолетовых лучей. Применяют специальные люминесцентные микроскопы или приспособления к обычным микроскопам. Так как большинство микроорганизмов не обладает собственной люминесценцией, то их предварительно окрашивают (флюорохромируют) сильно разведёнными растворами специальных красителей (флюорохромы), которые связываются с определёнными структурами клетки. Люминесцентную микроскопию применяют также для выявления антигенов и антител. С этой целью используют метод иммунофлюоресценции (РИФ) (люминесцентно-серологический метод). Этот метод позволяет выявить в препарате микробы, содержащие определённые антигены. Тёмнопольная микроскопия. В основе лежит принцип рассеивания света мельчайшими взвешенными частицами в тёмном поле при боковом освещении (эффект Тиндаля). При темнопольной микроскопии в объектив попадают только лучи, рассеянные объектом, и не попадают прямые лучи от осветителя. Поэтому наблюдаемые микроорганизмы кажутся ярко светящимися на тёмном фоне. Тёмнопольную микроскопию применяют для прижизненного изучения лептоспир, спирохет, а также микроорганизмов слишком мелких, чтобы их можно было различить при обычном светлопольном освещении. Для 19 тёмнопольной микроскопии используют обычные объективы и специальные тёмнопольные конденсоры. Фазово-контрастная микроскопия. Фазово-контрастное устройство может быть установлено на любом микроскопе. Это система диафрагм, которая используется для превращения невосприимчивых человеческим глазом фазовых колебаний светового луча в амплитудные. Благодаря специальному приспособлению в объективе (фазовая пластинка) и в конденсоре (кольцевая диафрагма) эти объекты выглядят более тёмными (позитивный фазовый контраст) или более светлыми (негативный фазовый контраст) по сравнению с окружающей средой. Электронная микроскопия. Изображение в электронном микроскопе образуется не с помощью световых лучей и стеклянных линз, а с помощью потока электронов, который фокусируется электрическим или магнитным полем. Разрешающая способность примерно в 2000 раз больше, чем светового (0,2 нм), и с его помощью можно увидеть даже крупные молекулы. Применение электронного микроскопа значительно расширило знания о вирусах, фагах и других микроорганизмах. Рост бактерий – увеличение бактериальной клетки в размерах без увеличения числа особей в популяции. Размножение бактерий – процесс, обеспечивающий увеличение числа особей в популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью размножения. Бактерии размножаются бинарным делением (пополам), реже – почкованием. Грам+ бактерии делятся путём врастания перегородок деления внутрь клетки. Грам- бактерии делятся путём перетяжки. 20 Кривая бактериального роста (фазы размножения статической бактериальной культуры) 1. Лаг-фаза (начальная), 2 - 4 ч. Происходит адаптация бактерий к новым условиям культивирования, идёт синтез индуцибельных ферментов, увеличивается количество белка. 2. Лог-фаза (экспоненциальная), 5 - 12 ч. Максимальная скорость клеточного деления. Время генерации (время удвоения бактерии) постоянно в течение этой фазы, но вариабельно у различных видов. При оптимальных условиях роста бактерии могут делиться каждые 20-40 минут. Во время логфазы бактерии наиболее ранимы, что объясняется высокой чувствительностью компонентов метаболизма интенсивно растущей клетки к ингибиторам синтеза белка, нуклеиновых кислот и др. 3. Стационарная фаза. Продолжительность фазы зависит от вида бактерий и особенностей их культивирования, составляет несколько часов. Количество особей в популяции максимальное. Количество погибших бактерий равно количеству образующихся. 4. Фаза ускоренной гибели (от 10 часов и более). Процессы гибели преобладают над процессом размножения, т.к. истощается питательный субстрат, накапливаются токсические продукты. 7. Питание бактерий. Типы и механизмы питания бактерий. Аутотрофы и гетеротрофы. Факторы роста. Прототрофы и ауксотрофы. Питание – это процесс поступления питательных веществ в клетку, в результате чего происходит синтез структурных компонентов, обеспечивающих рост и размножение бактерий. Пищевые потребности бактерий: Макроэлементы (органогены): углерод, кислород, азот, водород. Микроэлементы: калий, кальций, магний, натрий, сера, фосфор, хлор. Ультрамикроэлементы: бор, вольфрам, железо, кобальт, цинк, медь, марганец… Органические соединения: глюкоза… Факторы роста бактерий: аминокислоты, липиды, витамины, пуриновые и пиримидиновые основания. 21 Питание необходимо для синтеза в клетке всех органических структур, оно осуществляется с поглощением энергии. Основным источником энергии являются окислительновосстановительные процессы (дыхание). По типу питания микробы делятся на аутотрофов и гетеротрофов. Аутотрофы усваивают азот и углерод из неорганических веществ (углекислый газ и др.), а гетеротрофы – из сложных органических соединений (аминокислоты, моносахариды и др.), синтезированных ранее другими живыми организмами. Гетеротрофы в свою очередь делятся на сапрофиты и паразиты. Сапрофиты нуждаются в органических соединениях мёртвого субстрата, а паразиты получают питательные вещества в организмехозяине. Паразиты могут быть облигатными (внутриклеточными) и факультативными. Облигатные внутриклеточные паразиты (хламидии) лишены способности жить и размножаться вне клеток хозяина, т.к. зависят от их метаболизма. Факультативные паразиты (гонококки, стафилококки и др.) могут питаться как в организме, так и вне его, поскольку обеспечены автономными ферментными системами при образовании веществ и энергии. Прототрофы – микроорганизмы, не требующие для роста готовых витаминов, аминокислот или других факторов роста, они синтезируют их из минеральных или органических соединений. Ауксотрофы – не способны синтезировать определённое органическое соединение, необходимое для их роста (нуждаются в питательных веществах в готовом виде). Один и тот же микроорганизм может быть прототрофным по одному фактору роста, но ауксотрофным по другому фактору роста. 8. Питательные среды. Искусственные питательные среды: простые, сложные, общего назначения, элективные, дифференциально-диагностические. Для культивирования бактерий применяют питательные среды. Они могут быть естественными (молоко, морковь, картофель), искусственными (готовят специально). Требования к питательным средам: питательность; изотоничность: среда должна обладать определённым осмотическим давлением; буферность: чтобы во время роста микроорганизмов кислые или щелочные продукты их жизнедеятельности не изменили рН, среды должны обладать буферностью (содержать вещества, нейтрализующие продукты обмена); оптимальная рН: o для нейтрофилов pH = 7, o для ацидофилов pH < 7, o для алкалофилов pH > 7; стерильность; влажность: среда должна содержать воду; унифицированность в отношении основных компонентов. В зависимости от консистенции питательные среды могут быть жидкими, полужидкими и плотными (твёрдыми). Плотность среды достигается добавлением агара. Агар – полисахарид, получаемый из водорослей. 22 По составу питательные среды могут быть простыми и сложными. К простым средам относятся пептонная вода, питательный бульон, мясопептонный агар. На основе простых сред готовят сложные среды, например, сахарный и сывороточный бульоны, кровяной агар. В зависимости от назначения среды подразделяются на общего назначения, элективные и дифференциально-диагностические. Питательные среды общего назначения пригодны для выращивания многих видов микроорганизмов и применения в качестве основы для приготовления специальных питательных сред. Например, МПБ (мясо-пептонный бульон на основе говяжьего мяса) – базовая питательная среда для широкого круга микроорганизмов; МПА (мясо-пептонный агар на основе говяжьего мяса) – базовая питательная среда для широкого круга микроорганизмов. Под элективными понимают среды, на которых лучше растёт какой-то определённый микроорганизм. Например, щелочной агар, имеющий pH 9,0, служит для выделения холерного вибриона. Другие бактерии, в частности кишечная палочка, из-за высокого pH на этой среде не растут. Дифференциально-диагностические среды служат для изучения ферментативной активности бактерий. Они состоят из простой среды с добавлением субстрата, на который должен подействовать фермент, и индикатора, меняющего свой цвет в результате ферментативного превращения субстрата. Примером таких сред являются среды Гисса, используемые для изучения способности бактерий ферментировать сахара. 9. Бактериологический метод изучения микроорганизмов. Принципы и методы выделения чистых культур аэробных и анаэробных бактерий. Характер роста микроорганизмов на жидких и плотных питательных средах. Культура – микроорганизмы, выросшие на питательной среде. Колония – видимое невооружённым взглядом скопление микробов на плотной питательной среде, выросшее из одной клетки. Колония – это потомство микробов, выросших из одной клетки. Т.к. все микробы в колонии выросли из одной клетки, они относятся к одному виду, т.е. в каждой изолированной колонии (отдельно стоящей, не сливающейся с другими колониями) содержится чистая культура. Чистая культура – культура, содержащая микробы одного вида. Штамм – чистая культура микробов, выделенная из определённого источника в определённое время. Индикация – обнаружение возбудителя в исследуемом материале (определение рода). Идентификация – определение вида, типа, биовара, серовара, фаговара выделенной чистой культуры. Бактериологический метод является основным при диагностике инфекционных заболеваний. Его сущность заключается в определении вида возбудителя инфекции, следовательно, можно поставить этиологический (окончательный) диагноз. Основной недостаток метода – длительность исследования – от 3х до 5ти суток, а в отдельных случаях и более. Успех проведения бактериологического метода во многом зависит от предварительного этапа, включающего забор исследуемого материала и его транспортировку, оформление 23 направления в бактериологическую лабораторию. При этом необходимо соблюдать ряд правил: 1. Забор исследуемого материала следует провести до начала антибактериальной терапии или через 8-10 часов после введения последней дозы антибиотика. Чтобы избежать загрязнения пробы микрофлорой окружающей среды, необходимо соблюдать строжайшую антисептику. Для этого используют стерильный материал: a. ватные тампоны для взятия материала из раны, со слизистых оболочек (глаз, зева, носа); b. проволочную петлю для взятия материала из влагалища, анального отверстия; c. шприц для взятия крови, гноя; d. стерильную посуду для непосредственного сбора в неё мочи, мокроты, испражнений. 2. Транспортировку полученного материала следует проводить в максимально короткие сроки (2-3 часа) в специальных биксах или пеналах. 3. Направление прилагают к клиническому образцу в качестве сопроводительного документа. Оно содержит основные сведения, необходимые для проведения микробиологического исследования: фамилия, имя, отчество, возраст пациента; предполагаемый диагноз заболевания; предшествующая антимикробная терапия; характер материала; дата и время взятия материала; цель исследования; название лечебного учреждения, номер отделения, палаты; подпись лечащего врача. Бактериологический метод осуществляется в два этапа. 1. Выделение чистой культуры возбудителя (1-2 суток). На первом этапе проводится посев исследуемого материала на плотную или жидкую питательную среду, оценка культуральных свойств, отбор подозрительных колоний и их отсев на скошенный агар. 2. Идентификация чистой культуры (1-3 суток). Этап идентификации включает обязательное изучение морфологии, биохимических свойств и антигенной структуры выделенной чистой культуры, а также проведение дополнительных исследований по определению антибиотикочувствительности, фагочувствительности, фаготипирования, изучение патогенных и персистентных свойств. Чистые культуры бактерий в диагностических бактериологических лабораториях получают из изолированных колоний, пересевая их петлёй в пробирку с твёрдой или, реже, жидкой питательной средой. Характер роста микроорганизмов на плотных питательных средах На поверхности плотной питательной среды отдельные бактериальные клетки, в том случае, если они распределяются изолировано друг от друга, при размножении образуют скопления, называемые колониями. 24 Внешний вид колоний характерен для каждого бактериального вида и может служить (ориентировочно) его диагностическим признаком. Различают поверхностные, глубинные и донные колонии в зависимости от того, где они развивались – на поверхности плотной питательной среды, в толще её или на дне сосуда. Исследуемую колонию характеризуют по следующим признакам: размер, форма, консистенция, цвет, контуры края и внутренняя структура. Размер колонии определяется её диаметром. Различают точечные d < 1мм, мелкие d = 1-2 мм, средние d = 2-4 мм, крупные d = 4-6 мм и более. Форма колонии – округлая, неправильная, ризоидная. У большинства бактерий обнаруживаются чаще всего два типа колоний. Гладкие S-колонии, круглые, выпуклые, имеют ровные края и гладкую блестящую поверхность. Они образуются в том случае, если микробные клетки после деления соприкасаются своими поверхностями. Свое название они получили от английского слова smooth (гладкий). Большинство патогенных микроорганизмов образуют Sколонии. Шероховатые R-колонии (от английского rough) характеризуются неправильной формой, зазубренными краями и морщинистой, шероховатой поверхностью. Формирование Rколоний обусловлено своеобразным делением бактерий, а именно наличием протоплазменных мостиков между разделившимися клетками и образованием цепочек, которые накладываются друг на друга. В результате разделившиеся бактерии имеют хаотическое расположение, что и создает неровные края и шероховатую поверхность. Структура колоний может быть аморфной, зернистой, ветвистой или рассыпчатой. Консистенцию колоний определяют, прикасаясь к её поверхности бактериологической петлёй. Колония может легко сниматься с агара, быть плотной, мягкой или врастающей в агар, слизистой (прилипает к петле), тягучей, волокнистой (снимается целиком), хрупкой (легко ломается при прикосновении петлёй). Рельеф колонии – характеризуется приподнятостью её над поверхностью питательной среды. Различают куполообразные, конусовидные, плоские, кратерообразные колонии. Характер края колонии – определяют при рассмотрении её под микроскопом. Различают ровные края в виде чётко выраженной линии, неровные волнистые, зубчатые, бахромчатые. Характер роста микроорганизмов на жидких питательных средах Характер роста микроорганизмов в жидких питательных средах менее разнообразен, чем на плотных. Различают: 1. Рост с равномерным (диффузным) помутнением жидкой среды – характерен для факультативных анаэробов, обладающих подвижностью. 2. Придонный рост с образованием осадка на дне пробирки дают анаэробные микроорганизмы. Осадок отличается по консистенции. Он может быть вязким, слизистым, хрупким. Питательная среда над осадком может быть прозрачной или мутной. Цвет осадка и среды определяется наличием пигмента, продуцируемого 25 культурой микробов. Если культура пигмента не образует, цвет среды не изменяется, а осадок, как правило, бывает белого или жёлтого цвета. 3. Пристеночный рост бактерий проявляется в том, что питательная среда, находящаяся в пробирке, остается совершенно прозрачной. Бактерии растут, образуя круглые или компактные зёрна, прикреплённые к внутренней поверхности стенок сосуда, с которых в зависимости от вида бактерий снимаются легко или с трудом. 4. Поверхностным ростом отличаются аэробные микроорганизмы. Они образуют плёнку различной плотности и консистенции на поверхности жидкой питательной среды. Цвет плёнки, как и питательной среды, зависит от пигмента, вырабатываемого растущей культурой микробов. 10. Особенности химического состава клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных бактерий. Клеточная стенка Строение клеточной стенки Грам+ бактерий: Пептидогликан имеет многослойную структуру. Пептидогликан связан с тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами. Строение клеточной стенки Грам- бактерий: Наружная мембрана состоит из: o липополисахариды (ЛПС); o липопротеины; o фосфолипиды; o белки-порины. Пептидогликан представлен 1-2 слоями. 26 Периплазма (содержит ферменты и компоненты транспортных систем). Липополисахарид – это эндотоксин Грам- бактерий. Разрушение бактерий антибиотиками приводит к освобождению большого количества эндотоксина, что может вызвать у больного эндотоксический шок. Схема строение пептидогликана: 27 Функции клеточной стенки: 1. Скелетная (определяет и сохраняет постоянную форму клетки). 2. Защитная. 3. Рецепторная. 4. Антигенная (определяет антигенную специфичность бактерий, обладает важными иммунобиологическими свойствами). 5. Адгезивная. 6. Транспортная (обеспечивает связь с внешней средой через поры и каналы). 7. Образование L-форм бактерий при нарушении синтеза клеточной стенки. Свойства L-форм бактерий: 1. L-трансформация индуцируется антибиотиками, ферментами и антимикробными антителами. 2. Превращение из Грам+ в Грам- структуру. 3. Изменение антигенных свойств. 4. Снижение вирулентных свойств, в связи с утерей адгезивных, инвазивных, эндотоксических свойств. 5. Способность длительно персистировать (переживать) в организме. Утрата клеточной стенки делает L-формы нечувствительными к различным химиопрепаратам и антителам. 6. Способность возвращаться в исходную бактериальную форму. Окраска по методу Грама. Сущность метода: Метод основан на способности микроорганизмов удерживать образующийся при окраске комплекс генцианового фиолетового и йода. Это связано с особенностями строения и химического состава грамположительных и грамотрицательных бактерий. У грамположительных бактерий на поверхности клеток есть магниевые соли рибонуклеиновой кислоты, которые прочно связывают комплекс генцианового фиолетового с йодом и препятствуют его вымыванию спиртом. Кроме того, грамположительные бактерии имеют более выраженный пептидогликановый слой, в котором после обработки спиртом сужаются 28 поры, что также делает невозможным вымывание красителя. В результате грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет. У грамотрицательных бактерий отсутствуют магниевые соли рибонуклеиновой кислоты, пептидогликановый слой значительно тоньше, а размеры пор шире. Поэтому при обработке спиртом краситель легко вымывается, бактерии обесцвечиваются и при использовании дополнительного красного красителя грамотрицательные бактерии окрашиваются в красный цвет. 11. Способы получения энергии бактериями (брожение, дыхание). Типы дыхания бактерий. Методы культивирования анаэробов. В зависимости от способа получения энергии у бактерий имеется несколько типов метаболизма: окислительный, или дыхание; бродильный, или ферментативный; смешанный. Тип метаболизма определяет не только реакции, в результате которых образуется АТФ, но и конечные продукты этих реакций, которые используются при идентификации бактерий, а также условия культивирования бактерий. Дыхание – совершенный энергетический процесс получения энергии в реакциях окислениявосстановления (процесс окисления глюкозы до СО2 и Н2О). Признаки дыхания: высокий энергетический выход (36 молекул АТФ на 1 молекулу глюкозы); мембранный тип фосфорилирования – реакции протекают в мезосомах; акцептор электронов – кислород или неорганические вещества. Процесс дыхания состоит из нескольких этапов: 1. Гликолиз – в цитоплазме клетки образуется ПВК и высвобождается 2 молекулы АТФ. 2. Цикл трикарбоновых кислот (Кребса) – в мезосомах ПВК окисляется до СО2 и Н2О, высвобождается 36 молекул АТФ. 3. Дыхательная цепь – в цитоплазматической мембране – электроны переносятся на акцептор. Брожение – процесс окисления анаэробного типа, процесс расщепления глюкозы до пировиноградной кислоты под влиянием ферментов микроорганизмов. Признаки брожения: низкий энергетический выход (2 АТФ на 1 молекулу глюкозы); субстратный тип фосфорилирования (реакции протекают в цитоплазме клетки); продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода. В зависимости от конечного продукта выделяют: 1. Спиртовое брожение – дрожжи. 2. Молочнокислое брожение – лактобактерии, бифидумбактерии, стрептококки. 3. Пропионовокислое брожение – пропионовокислые бактерии. 4. Маслянокислое брожение – спорообразующие бактерии. Этапы брожения: 29 1. Окисление субстрата – глюкоза подвергается фосфорилированию при участии АТФ и АДФ, в результате образуется гексозодифосфат, который под действием ферментов превращается в ПВК. 2. Восстановление пирувата в конечные недоокисленные продукты брожения (спирт, масляная кислота, молочная кислота и др.), которые не могут использоваться клеткой в анаэробных условиях и выводятся. Типы дыхания бактерий: Облигатные (строгие) аэробы. Функционируют только в присутствии кислорода. Микроаэрофилы. Нуждаются в кислороде в меньшей степени. Факультативные анаэробы. Могут расти как при наличии, так и при отсутствии кислорода, поскольку способны переключаться с дыхания в присутствии молекулярного кислорода на брожение в его отсутствие. Факультативные анаэробы способны осуществлять анаэробное дыхание, называемое нитратным: нитрат, являющийся акцептором водорода, восстанавливается до молекулярного азота и аммиака. Облигатные анаэробы. Растут только на среде без кислорода, который для них токсичен. При наличии кислорода бактерии образуют перекисные радикалы кислорода, в том числе перекись водорода и супероксид-анион кислорода, токсичные для облигатных анаэробных бактерий, поскольку они не образуют соответствующие инактивирующие ферменты (каталазу, пероксидазу). Среди облигатных анаэробов различают аэротолерантные бактерии, которые сохраняются при наличии молекулярного кислорода, но не используют его. Для культивирования облигатных анаэробов требуется исключить доступ кислорода воздуха. Для выращивания анаэробов в бактериологических лабораториях применяют анаэростаты – специальные ёмкости, в которых воздух заменяется смесью газов, не содержащих кислорода. Воздух можно удалять из питательных сред путём кипячения, с помощью химических адсорбентов кислорода, помещаемых в анаэростаты или другие ёмкости с посевами. 12. Ферменты бактерий. Классификация ферментов: 1) по химической природе; 2) по генетическому контролю. Методы изучения ферментативной активности бактерий и её использование для идентификации бактерий. Ферменты (энзимы) – белковые катализаторы живой клетки. У бактерий обнаружены все 6 классов ферментов. Свойства ферментов: Ускоряют реакции (скорость реакций возрастает на несколько порядков). Не входят в состав конечных продуктов реакции и не расходуются в процессе реакции. Высокая специфичность, избирательно действуют на субстрат. Регулируемы. Регуляция ферментативного аппарата – важнейший механизм адаптации к условиям среды. Классификация ферментов по химической природе: 1. Оксидоредуктазы – катализируют окислительно-восстановительные реакции. Играют большую роль в процессах получения энергии (дегидрогеназы, каталаза, цитохромы). 2. Трансферазы – ускоряют реакции переноса атомов в ЦТК, ПФП и др. Аденилтрансферазы и ацетилтрансферазы определяют антибиотикорезистентность бактерий. 30 3. Лиазы – участвуют в реакциях негидролитического расщепления с образованием двойных связей или присоединение по двойным связям (гликолиз, брожение, ЦТК). 4. Изомеразы – превращение органических соединений в их изомеры (органические кислоты, аминокислоты, углеводы). 5. Лигазы (синтетазы) – соединение двух молекул с образованием новой химической связи (реакции биосинтеза белков, жиров, углеводов). 6. Гидролазы – катализируют реакции расщепления белков, жиров и углеводов с участием воды (расщепление веществ на более простые соединения). К гидролазам относятся бета-лактамазы (катализируют расщепление бета-лактамного кольца у пенициллинов, цефалоспоринов, монобактамов, карбапенемов) и эстеразы (воздействуют на эритромицин и другие антибиотики близкие к нему по структуре). Многие гидролазы являются ферментами агрессии: o гиалуронидаза – расщепляет гиалуроновую кислоты соединительной ткани; o нейраминидаза – нейраминовую кислоту слизистых оболочек; o коллагеназа – коллаген мышечных волокон; o лецитиназа – лецитин мембран эритроцитов и мышечных волокон; o протеиназа – иммуноглобулины. Классификация ферментов по месту действия: 1. Эндоферменты (функционируют внутри клетки): оксидоредуктазы, трансферазы, лиазы, изомеразы, лигазы. 2. Экзоферменты (выделяются в окружающую среду): гидролазы. Классификация ферментов по генетическому контролю: 1. Конститутивные – синтезируются в течение всей жизни микроорганизма. 2. Индуцибельные – синтезируются только в присутствии соответствующего субстрата. Например, лактаза (бета-галактозидаза) синтезируется только при наличии в среде лактозы. 3. Репрессибельные – синтез ферментов подавляется избыточным накоплением продуктов реакции. Ферментативный спектр является таксономическим признаком, характерным для семейства, рода и в некоторых случаях для видов. Поэтому определением спектра ферментативной активности пользуются при установлении таксономического положения бактерий. Наличие экзоферментов можно определить при помощи дифференциально-диагностических сред. Для идентификации бактерий разработаны специальные тест-системы, состоящие из набора дифференциально-диагностических сред. 13. Спирохеты, их морфология и биологические свойства. Патогенные для человека виды. Спирохеты – тонкие длинные извитые грамотрицательные бактерии. Они состоят из наружной мембранной клеточной стенки, которая окружает цитоплазматический цилиндр. Поверх наружной мембраны располагается прозрачный чехол гликозаминогликановой природы. Под наружной мембраной располагаются фибриллы, закручивающиеся вокруг цитоплазматического цилиндра, придавая бактериям винтообразную форму. Фибриллы прикреплены к концам клетки и направлены навстречу друг другу. Число и расположение 31 фибрилл варьируют у разных видов. Фибриллы участвуют в передвижении спирохет, придавая клеткам вращательное, сгибательное и поступательное движение. При этом спирохеты образуют петли, завитки, изгибы, которые названы вторичными завитками. Спирохеты плохо воспринимают красители. Обычно их окрашивают по Романовскому-Гимзе или серебрением. В живом виде спирохеты исследуют с помощью фазово-контрастной или темнопольной микроскопии. Спирохеты представлены тремя родами, патогенными для человека: Treponema, Borrelia, Leptospira. Трепонемы имеют вид тонких штопорообразно закрученных нитей с 8-12 равномерными мелкими завитками. Вокруг протопласта трепонем расположены 3-4 фибриллы (жгутики). В цитоплазме имеются цитоплазматические филаменты. Патогенными представителями являются T. pallidum – возбудитель сифилиса, T. pertenue – возбудитель тропической болезни – фрамбезии. Имеются и сапрофиты – обитатели полости рта человека, ила водоёмов. Боррелии, в отличие от трепонем, более длинные, имеют по 3-8 крупных завитков и 7-20 фибрилл. К ним относятся возбудитель возвратного тифа (B. recurrentis) и возбудители болезни Лайма (B. burgdorferi) и других заболеваний. Лептоспиры имеют завитки неглубокие и частые в виде закрученной верёвки. Концы этих спирохет изогнуты наподобие крючков с утолщениями на концах. Образуя вторичные завитки, они приобретают вид букв S или С; имеют две осевые фибриллы. Патогенный представитель L. interrogans вызывает лептоспироз при попадании в организм с водой или пищей, приводя к кровоизлияниям и желтухе. 14. Грибы, их морфология и особенности биологии. Принципы систематики. Грибы – многоклеточные или одноклеточные гетеротрофные эукариотические микроорганизмы (эукариоты) с клеточной стенкой (отсутствует она лишь у зооспор и вегетативных клеток некоторых примитивных грибов). Они имеют хорошо оформленное ядро, митохондрии и вакуоли. Грибная клетка содержит одно или несколько ядер. Клеточная стенка грибов состоит на 80-90% из полисахаридов (45% приходится на хитин) и 10-20% приходится на белки и липиды. Соотношение химических ингредиентов клеточной стенки грибов определяет их вирулентность. Строение клеточной стенки определяет выбор антимикотических средств. Все грибы являются гетеротрофными организмами. Минеральные вещества гриб способен усваивать из окружающей среды, однако органические он должен получать в готовом виде. Грибы не способны усваивать крупные частички пищи, поэтому всасывают исключительно жидкие вещества через всю поверхность тела, при этом огромная площадь поверхности мицелия оказывается весьма выгодной. Выделяют два типа роста грибов – дрожжевой и мицелиальный (гифальный). Основа вегетативного тела плесневых грибов – мицелий, состоящий из ветвящихся гиф. У простейших грибов – зачаточный мицелий, представленный единичной клеткой с 32 тонкими гифообразными отростками. У низших грибов (Mucor) – мицелий одноклеточный, обильно ветвящийся, со множеством ядер. У высших грибов (Penicillium, Aspergillus) мицелий разделён перегородками (септами) на отдельные клетки. Гифы плотно переплетаясь образуют ложную ткань. Мицелий обычно дифференцируется на две функционально различные части: субстратный (вегетативный), служащий для прикрепления к субстрату (питательная среда, ткани человека, животных), поглощения и транспортировки воды и растворённых в ней веществ. Его функция – питание микроорганизма. И воздушный (репродуктивный), поднимающийся над субстратом и образующий органы размножения. Более высоко организованными считаются дрожжи и дрожжеподобные грибы. У них мицелий отсутствует, тело в вегетативном состоянии представляет округлую клетку. Дрожжеподобные грибы образуют псевдомицелий. Он отличается от мицелия плесневых грибов тем, что не имеет общей оболочки и перегородок, а состоит из длинных клеток, образующихся путём последовательного бокового или концевого почкования. Важнейшей особенностью грибов является диморфизм. Диморфизм – способность расти в двух морфологических формах: дрожжевой или мицелиальной. Трансформация гриба затрудняет диагностику. Инфекционными агентами грибов считаются споры и конидии (бесполые споры). Заболевания, вызванные грибами, обозначают термином микозы. Грибам присуще 3 типа размножения: вегетативное, бесполое, половое. Вегетативное размножение. На начальном этапе инфекционного процесса, когда необходимо быстро колонизировать поражаемую ткань, гриб размножается почкованием или частями мицелия. Наблюдается фрагментация гиф на отдельные клетки, каждая из которых даёт начало новому организму. При снижении влажности среды, исчерпании питательного субстрата (питательная среда, ткани человека и животных), многие грибы начинает «искать» новый источник питательных веществ и приступают к бесполому размножению. Бесполое размножение осуществляется с помощью экзо- и эндоспор. Для облегчения распространения споры выносятся над субстратом, формируя репродуктивный мицелий. Большинство патогенных грибов размножаются экзоспорами или конидиями. Конидии образуются по бокам или на концах гиф. Морфологические особенности конидий лежат в основе классификации грибов. Например, у мукора споры формируются эндогенно в специализированных органах – спорангиях, расположенных на вершине спорангиеносца. При разрыве спорангия споры высвобождаются, попадают в благоприятные условия и прорастают. У аспергилла конидиеносцы несептированные, в форме лейки, у пеницилла – септированные в виде кисти рук. 33 При неблагоприятных условиях гриб формирует хламидоспоры. Хламидоспора – гифальная клетка увеличенных размеров, покрытая плотной оболочкой. Она необходима для сохранения гриба. Образование хламидоспор затрудняет лечение микозов. Половое размножение. Даёт преимущества грибам: возникают неидентичные особи, способные лучше адаптироваться к условиям обитания и осваивать новые экологические ниши. 15. Морфология, ультраструктура и химический состав вирусов. Принципы классификации. Вирусы – своеобразная форма жизни, неклеточные биологические объекты, способные репродуцироваться только внутри живых клеток организма (в цитоплазме или ядре клетки), относятся к царству Vira. Вирусы – автономные генетические структуры. Отличаются дизъюнктивным (разобщённым) способом репродукции (размножения), это означает, что в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и их белки, затем происходит их сборка в вирусные частицы. Сформированная вирусная частица называется вирионом. Вирусы располагаются на границе жизни. С неживой природой их роднит: форма кристалла, отсутствие метаболизма вне клетки хозяина. Сходство вирусов с живой природой: самовоспроизводство и наследственность, изменчивость, тропность (способность избирательно поражать определённые клетки). Отличия вирусов от прокариотической клетки: Вирусы мелких размеров, измеряются в нанометрах, проходят через бактериальные фильтры. Наличие одного типа нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Отсутствие клеточного строения. Не способны расти и бинарно делиться. Вирусы – облигатные внутриклеточные паразиты на генетическом уровне. Не имеют белоксинтезирующих и энергетических систем. Отличаются дизъюнктивным способом репродукции. Принципы классификации вирусов: 1. Тип нуклеиновой кислоты: a. дезоксирибовирусы (ДНК-содержащие), b. рибовирусы (РНК-содержащие). 2. Форма вириона и тип симметрии. 3. Наличие суперкапсидной оболочки. 4. Особенности репродукции (жизненный цикл вируса). 5. Антигенные свойства. 6. Механизм передачи возбудителей. 34 7. Круг восприимчивых хозяев. 8. Патогенность вируса. Вирусы существуют в двух морфологических вариантах: внутриклеточная форма – вирус, внеклеточная форма – вирион. Вирион – конечная стадия развития вируса. Полноценная вирусная частица, находящаяся вне живой клетки. Формы вирионов: палочковидная (вирус табачной мозаики), пулевидная (вирус бешенства), нитевидная (филовирусы – вирус Эбола), сферическая (вирус гриппа, кори, ВИЧ), кубоидальная – форма икосаэдра (аденовирусы, вирус полиомиелита, гепатитов А и Е), сперматозоидная (бактериофаги). Структура вирусов Просто устроенные вирионы Функции капсида: защитная; скелетная (придаёт прочность, жёсткость конструкции); адгезивная (избирательно взаимодействует с рецепторами клеток); антигенная; 35 иммуногенная. Сложно устроенные вирионы Нуклеокапсид сложно организованных вирионов покрыт внешней оболочкой – суперкапсидом. Суперкапсидная оболочка – биологическая мембрана клеточного происхождения; состоит из липидного бинарного слоя со встроенными белками (представлена мембранами ЦПМ, ядра, ЭПС клетки хозяина). Матрикс – белковый компонент, локализован между суперкапсидом и капсидом. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитевыми, однонитевыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК-содержащих вирусов различают: Вирусы с положительным геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Вирусы с отрицательным геномом. Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию. Белки вирусов: Структурные белки капсида – простые белки, обладающие способностью к самосборке. Они складываются в геометрически правильные структуры, в которых различают несколько типов симметрии: спиральный, кубический, смешанный. Функциональные белки – ферменты. 1. Ферменты репликации и транскрипции: ДНК-полимераза и РНК-полимераза. 2. Вирус-индуцированные ферменты, участвуют в адгезии, проникновении вирусной нуклеиновой кислоты в клетку хозяина и выходе из неё образовавшихся вирионов: нейраминидаза, лизоцим, АТФ-аза. Липиды и углеводы есть в суперкапсидной оболочке сложноустроенных вирусов. 16. Взаимодействие вируса с клеткой. Фазы жизненного цикла. Понятие о персистенции вирусов и персистентных инфекциях. Взаимодействие вируса с клеткой хозяина (типы взаимодействия): 1. Продуктивная вирусная инфекция (происходит репродукция вируса, а клетки погибают). 36 2. Абортивная вирусная инфекция (репродукции вируса не происходит, а клетка восстанавливает нарушенную функцию). 3. Латентная вирусная инфекция (идёт репродукция вируса, а клетка сохраняет свою функциональную активность). 4. Вирус-индуцированная трансформация (клетка, инфицированная вирусом, приобретает новые, ранее не присущие ей свойства). 5. Интегративная инфекция – интегрированная (встроенная) в клеточный геном вирусная ДНК называется провирусом. В этом случае образование дочерних вирусных частиц не происходит, вирусные и клеточные гены передаются по наследству дочерним клеткам при делении. Жизненный цикл вируса (стадии): 1. Адсорбция вириона на клетке. Адсорбция осуществляется за счёт специфического взаимодействия антирецептора вириона с комплементарными рецепторами мембраны клетки хозяина. 2. Проникновение в цитоплазму (пенетрация). a. У просто устроенных вирусов осуществляется путём эндоцитоза – образуется эндоцитарная вакуоль, в которую заключается вирион. b. У сложно устроенных вирусов проникновение в цитоплазму осуществляется путём слияния клеточной мембраны с суперкапсидной оболочкой. 3. Депротеинизация (раздевание). Осуществляется клеточными ферментами, разрушающими капсид. При этом вирусный геном освобождается от белков. Вирус на время как бы исчезает (эта стадия называется эклипс). 4. Синтез вирусных компонентов. На этой стадии синтезируются вирусные белки и нуклеиновые кислоты. 5. Сборка вирионов. Может происходить в цитоплазме, в ядре, на внутренней поверхности клеточной мембраны или на мембране ядра клетки хозяина. 6. Выход вирионов из клетки. a. Сформировавшиеся безоболочечные (просто устроенные) вирионы выходят из клетки путём взрыва. В результате наблюдается деструкция клетки – это литический тип репродукции (пример, вирус полиомиелита). b. Сформировавшиеся оболочечные (сложно устроенные) вирионы выходят из клетки методом почкования. В результате не наблюдается деструкция клетки – это нелитический тип репродукции (вирус гепатита В). Вирусная персистенция – сохранение вируса в функционально активном состоянии в клетках организма или культур ткани за пределами тех сроков, которые характерны для острой инфекции. Соответственно, инфекции, обусловленные феноменом вирусной персистенции, называют персистентными вирусными инфекциями. Как правило, они протекают при менее выраженных по сравнению с острой инфекцией клинических проявлениях, либо вовсе без них. Выделяют три группы персистентных вирусных инфекций: хронические, латентные и медленные. 37 Хронические инфекции отличаются от двух других тем, что присутствие вируса определяется относительно просто с помощью лабораторных методов; к их числу относятся, например, хронические формы вирусного гепатита В. При латентных инфекциях, типичных, в частности, для герпесвирусов, возбудитель маскирован в тканях, и его выявление возможно при обострениях. При медленных инфекциях вирусная персистенция приходится на чрезвычайно длительный (несколько лет) инкубационный период, предшествующий медленно развивающемуся заболеванию. 17. Принципы и методы лабораторной диагностики вирусных инфекций. Методы культивирования вирусов. Для лабораторной диагностики вирусных инфекций используются различные методы. Световая микроскопия позволяет обнаружить характерные вирусные включения, а электронная микроскопия – сами вирионы, и по особенностям их строения диагностировать соответствующую инфекцию (например, ротавирусную). Для выделения вирусов используют заражение лабораторных животных, куриных эмбрионов или культуры тканей. Первичную идентификацию выделенного вируса до уровня семейства можно провести с помощью: определения типа нуклеиновой кислоты, особенностей строения (электронная микроскопия), размера вириона (фильтрование через мембранные фильтры с порами), наличия суперкапсидной оболочки (проба с эфиром), гемагглютининов (реакция гемагглютинации), типа симметрии нуклеокапсида (электронная микроскопия). Существенное значение для идентификации вирусов (до рода, вида, внутри вида) имеет также изучение их антигенного строения, которое проводится в реакции вирусонейтрализации с соответствующими иммунными сыворотками. Сущность этой реакции состоит в том, что после обработки гомологичными антителами вирус утрачивает свою биологическую активность (нейтрализуется) и клетка хозяина развивается так же, как и неинфицированная вирусом. Об этом судят по отсутствию цитопатического действия, цветной пробе, результатам реакции торможения гемагглютинации (РТГА), отсутствию изменений при заражении куриных эмбрионов, выживаемости чувствительных животных. Методы иммунодиагностики. Они реализуются в самых разнообразных реакциях иммунитета: радиоизотопный иммунный анализ (РИА), иммуноферментный анализ (ИФА), реакция иммунофлюоресценции (РИФ), реакция связывания комплемента (РСК), реакция пассивной гемагглютинации (РПГА), реакции торможения гемагглютинации (РТГА) и другие. При использовании методов серодиагностики обязательным является исследование парных сывороток. При этом четырёхкратное нарастание титра антител во второй сыворотке в 38 большинстве случаев служит показателем протекающей или свежеперенесённой инфекции. При исследовании одной сыворотки, взятой в острой стадии болезни, диагностическое значение имеет обнаружение антител класса Ig М, свидетельствующее об острой инфекции. С помощью молекулярно-генетических методов (ПЦР) выявляют персистирующие вирусы, находящиеся в клиническом материале, с трудом обнаруживаемые или не обнаруживаемые другими методами. Для культивирования вирусов используют культуры клеток, куриные эмбрионы и чувствительных лабораторных животных. Эти же методы используют и для культивирования риккетсий и хламидий – облигатных внутриклеточных бактерий, которые не растут на искусственных питательных средах. Культуры клеток: Первичные клеточные культуры. Получают методом трипсинизации эмбриональных тканей, выдерживают не более 5-10 пассажей после выделения из тканей. Полуперевиваемые культуры клеток. Получают из диплоидных клеток эмбриона человека (сохраняют при пассажах диплоидный набор хромосом), выдерживают 50-60 пассажей. Перевиваемые культуры клеток. Получают из опухолевых клеток. Сохраняют жизнеспособность в процессе неограниченного числа пересевов (десятки лет). Феномены репродукции вирусов: Цитопатогенное действие вирусов (ЦПД). Образование внутриклеточных включений (скопления вирусов или их компонентов в цитоплазме или ядре клетки). Образование «бляшек». Реакция гемадсорбции и гемагглютинации. «Цветная» реакция. 18. Вирусы бактерий – фаги. Взаимодействие фага с бактериальной клеткой. Умеренные и вирулентные бактериофаги. Профаг. Лизогения. Фаговая конверсия. Применение фагов в биотехнологии, микробиологии и медицине. Бактериофаги – вирусы бактерий. Открыты в 1917 году французским микробиологом Д’Эррелем. Бактериофаги специфичны, то есть лизируют определенные виды бактерий. Отсюда их названия: дизентерийный бактериофаг, стафилококковый бактериофаг. Структура бактериофагов Размеры бактериофагов колеблются от 20 нм до 200 нм. Как все вирусы, содержат ДНК, или РНК, и белковый капсид. Чаще всего встречаются и лучше изучены бактериофаги, имеющие форму сперматозоида или головастика. Они имеют: двунитевую ДНК; головку кубического типа симметрии; воротничок; 39 хвостовой отдел спирального типа симметрии, снаружи сократительный чехол, заканчивающийся базальной пластинкой; от базальной пластинки отходят белковые нити – фибриллы. Взаимодействие бактериофага с бактериальной клеткой Продуктивная инфекция. Вирулентные (вегетативные) фаги репродуцируются в бактериальной клетке и вызывают её лизис. Интегрированная инфекция. Умеренный фаг (профаг) встраивается в клеточный геном, вступает в своеобразный симбиоз с микробной клеткой. Лизогения – встраивание умеренного фага (профага) в клеточный геном. Умеренные бактериофаги (особенности): В неактивной стадии профага бактериальная клетка сохраняет жизнеспособность и всё потомство заражённой клетки содержит профаг. Культура, заражённая умеренным фагом, называется лизогенной. Умеренный фаг может активироваться в результате воздействия физических и химических факторов. В результате активации профага происходит синтез новых фаговых частиц (взрыв репродукции) и гибель бактериальной клетки. Фаговая конверсия (лизогенная конверсия) Геном профага может придавать бактерии новые свойства. Это явление называется фаговой конверсией. Конвертироваться могут морфологические, культуральные, биохимические, антигенные, токсические и др. свойства бактерий. Пример: наличие профага в дифтерийной палочке обусловливает её способность продуцировать дифтерийный экзотоксин. Практическое применение бактериофагов Диагностика: определение вида микроорганизма и источника инфекции. Эпидемиологическая оценка количества патогенных бактерий по наличию специфических бактериофагов. Получение вакцинных штаммов с использованием умеренных бактериофагов. Профилактика и лечение заболеваний, лечение дисбактериозов. 40 o При применении не нарушают нормального биоценоза человека. o Незаменимы при устойчивости возбудителей к антибиотикам. o Могут применяться в комплексной терапии с другими лекарственными средствами. o Назначаются взрослым и детям. 19. Действие физических и химических факторов на микроорганизмы. Понятие о стерилизации, дезинфекции, асептике и антисептике. Основные группы дезинфицирующих и антисептических веществ. Механизм их антибактериального действия. Действие на микроорганизмы физических факторов внешней среды (механизм действия): 1. Высокая температура: денатурация белков. 2. Низкая температура: повреждение ЦПМ кристаллами льда, приостановка метаболических процессов. 3. Неблагоприятная рН: денатурация ферментов, нарушение осмотического барьера КС. 4. Высушивание: обезвоживание цитоплазмы, повреждение ЦПМ, повреждение рибосом. 5. Ультразвук: механическое разрушение клетки и её структур. Действие химических факторов на микроорганизмы / Основные группы антисептических веществ и механизм их действия: 1. Галогеносодержащие соединения (препараты йода и хлора). Взаимодействуют с микробными белками, что сопровождается их инактивацией и денатурацией. 2. Алкоголи или спирты (этанол, изопропанол и др.) вызывают обезвоживание, денатурацию белков и вымывание липидов из клеточной стенки. 3. Окислители (перекись водорода, калия перманганат) окисляют метаболиты и ферменты микроорганизмов, либо денатурируют белки. 4. Кислоты, щелочи и соли (борная, салициловая кислоты, раствор аммиака) диссоциируют при проникновении через клеточную оболочку и вызывают денатурацию белков цитоплазмы. 5. Соединения фенола (карболовая кислота, трикрезол) денатурируют белки и нарушают структуру клеточной стенки. 6. Альдегиды (формальдегид, лизоформ, цимизоль и т.д.) – за счёт присоединения к аминогруппам белка происходит денатурация белка. 7. Красители (метиленовый синий, бриллиантовый зеленый) – избирательно окрашивают ткани и обладают бактерицидным действием, соединяясь с белком или пептидогликаном бактериальной клетки, приводят к развитию бактериостатического эффекта, а в высоких концентрациях – бактерицидного. 41 8. Производные нитрофурана (фурацилин) тормозят клеточное дыхание микроорганизмов, действуя на дегидрогеназы. 9. Детергенты (циригель, дегмицид) вызывают изменение проницаемости цитоплазматической мембраны. Микробная деконтаминация – полное или частичное удаление микроорганизмов с объектов внешней среды (стерилизация, дезинфекция) или организма человека (антисептика, химиотерапия) с помощью факторов прямого повреждающего действия. Стерилизация – полное уничтожение всех микробов. Виды стерилизации: Термическая стерилизация: o Автоклавирование – стерилизация водяным паром под давлением, температура стерилизации – 110-140о. o Сухой жар (печь Пастера – сухожаровая камера) – стерилизация горячим воздухом при 180о, 1 час. o Текучий пар – дробная стерилизация (30 минут при температуре 100о, с несколькими перерывами, чтобы дать возможность прорасти спорам). Лучевая стерилизация: o Гамма-лучи – на заводах при изготовлении одноразового медицинского инструментария. o УФ – в практической медицине. Звуковая стерилизация – ультразвуком. Фильтрование – механическая стерилизация (в том случае, когда раствор нельзя нагревать). Химическая стерилизация: формальдегид, оксид этилена, хлороформ… Дезинфекция – уничтожение определённой группы микробов на объектах внешней среды. Для этой цели используются химические вещества – дезинфектанты. Асептика – это комплекс мер, направленных на предупреждение попадания возбудителя инфекции в рану, в органы больного при операциях, лечебных и диагностических процедурах. Антисептика – это подавление роста и размножения микробов на интактных и повреждённых поверхностях кожи и слизистой оболочки. С этой целью используют химические вещества антисептики с преимущественным микробостатическим действием. 20. Распространение микробов в природе. Микрофлора почвы, воды, воздуха, методы её изучения. Характеристика санитарно-показательных микроорганизмов. В природе микроорганизмы заселяют практически любую среду (почва, вода, воздух) и распространены гораздо шире, чем другие живые существа. Благодаря разнообразию механизмов утилизации источников питания и энергии, а также выраженной адаптации к внешним воздействиям, микроорганизмы могут обитать там, где другие формы жизни не выживают. Естественные среды обитания большей части организмов – вода, почва и воздух. Число микроорганизмов, обитающих на растениях и в организмах животных, значительно меньше. Широкое распространение микроорганизмов связано с лёгкостью их 42 распространения по воздуху и воде; в частности, поверхность и дно пресноводных и солёных водоёмов, а также несколько сантиметров верхнего слоя почвы изобилуют микроорганизмами, разрушающими органические вещества. Меньшее количество микроорганизмов колонизирует поверхность и некоторые внутренние полости животных (например, ЖКТ, верхние отделы дыхательных путей) и растений. Для обнаружения патогенных микроорганизмов в окружающей среде используют косвенные методы, направленные на: Определение микробной обсеменённости объекта – определение общего микробного числа – общее количество микроорганизмов в единице объёма или массы исследуемой среды. Обнаружение санитарно-показательных бактерий – косвенный показатель возможного присутствия патогенных микроорганизмов, которые попадают во внешнюю среду из организмов человека, животных и птиц. Для разных объектов внешней среды выбраны определённые виды микроорганизмов. Санитарно-показательными бактериями являются представители облигатной микробиоты организма человека и теплокровных животных. Для них характерны следующие свойства: среда обитания – кишечник или воздушно-дыхательные пути; постоянно выделяются с калом или капельками слизи из воздушно-дыхательных путей; не имеют других мест обитания; способны сохраняться в окружающей среде то же время, что и патогенные бактерии, паразитирующие в кишечнике или воздушно-дыхательных путях; не способны интенсивно размножаться вне организма хозяина и изменять свои свойства. СПМ должны удовлетворять следующим характеристикам: 1. постоянно обитать в естественных полостях человека и животных и выделяться в окружающую среду; 2. не должны размножаться вне организма, исключая пищевые продукты; 3. длительность их выживания в окружающей среде должна быть не меньше, и даже несколько больше, чем у патогенов; 4. устойчивость СПМ в окружающей среде должна быть аналогичной или превышать таковую у патогенных микроорганизмов; 5. у СПМ не должно быть в окружающей среде «двойников»; 6. микроб не должен изменяться в окружающей среде; 7. методы индикации и идентификации СПМ должны быть простыми. Микрофлора воздуха, характеристика: 1. Собственной микробиоты нет – все микробы заносные. 2. Разделяют: a. атмосферный воздух – пигментообразующие бактерии + споры (грибов, актиномицетов, бацилл); 43 b. воздух жилых помещений – микроорганизмы атмосферного воздуха + микробиота кожи и дыхательных путей человека. 3. Санитарно-показательные бактерии для воздуха жилых помещений: стрептококки и стафилококки. Воздух не является местом обитания микроорганизмов, но служит местом их повсеместного распространения. Видовой состав микробиоты атмосферы носит случайный характер. Гемолитические стрептококки и золотистый стафилококк являются обитателями носоглотки и зева, они вызывают инфекции, передаваемые воздушно-капельным путём. Обнаружение их в воздухе помещений служит показателем орально-капельного загрязнения. Одновременное обнаружение золотистого стафилококка и гемолитических стрептококков свидетельствует о высокой степени загрязнения воздуха! Методы изучения микрофлоры воздуха / Определение общего микробного числа воздуха: Седиментационный метод предложен Р. Кохом и заключается в способности микроорганизмов под действием силы тяжести и под влиянием движения воздуха (вместе с частицами пыли и капельками аэрозоля) оседать на поверхность питательной среды в открытые чашки Петри. При определении ОМЧ чашки с МПА оставляют открытыми на 5-10 минут. Для выявления санитарно-показательных микробов применяют специальные среды для обнаружения стрептококков, стафилококков, дрожжей и грибов. В этом случае чашки оставляют открытыми в течение 40-60 мин. Аспирационный метод – более точный метод оценки. В прибор Кротова помещается чашка Петри с МПА, отбирается проба воздуха со скоростью 20 л/мин в течение 20 минут, чашка помещается в термостат на 48 часов при температуре 37°. Микрофлора воды, характеристика: 1. В грунтовых водах – единичные микроорганизмы. 2. В пресных водоёмах – сформированные биоценозы имеют разнообразный количественный и качественный состав. 3. Выживаемость болезнетворных микроорганизмов в воде: o шигеллы, холерный вибрион, бруцеллы – дни, недели; o энтеровирусы, вирус гепатита А, сальмонеллы, лептоспиры – несколько месяцев; o споры бактерий – годы. 4. Показатели санитарно-микробиологической оценки питьевой воды: ОМЧ, коли-индекс, коли-титр. Аутохтонная биота – это микроорганизмы, живущие и размножающиеся в воде. Микробное население отражает микробный состав почвы, с которой вода соприкасается. Аллохтонная биота – это микроорганизмы (в том числе и патогенные), попавшие извне при загрязнении водоёмов. Санитарно-микробиологическое состояние воды оценивается по: 1) общему микробному числу (ОМЧ) – количеству мезофильных хемоорганотрофных бактерий в 1 мл воды; 44 2) общему количеству колиформных бактерий (БГКП, от лат. Escherichia coli - кишечная палочка) в 100 мл воды. БГКП – бактерии группы кишечной палочки. Кроме того, в воде определяют наличие энтерококков, сальмонелл, энтеровирусов, колифагов, спор сульфитредуцирующих клостридий и т.п. ОМЧ определяют глубинным методом. Количество БГКП определяют методом мембранных фильтров и бродильным (титрационным) методом. Микрофлора почвы Состав микрофлоры определяется климатическими, почвенно-географическими условиями и зависит от комплекса факторов – содержания источников питания, влажности, рН, аэрации, структуры почвы, способов обработки, взаимоотношений между микроорганизмами и др. Основную массу почвенных микроорганизмов составляют сапрофитные и лишь незначительное количество приходится на долю патогенных видов. Санитарномикробиологическое состояние почвы оценивается на основании наличия бактерий – показателей фекального загрязнения. Почвы, с преобладанием санитарно-показательных бактерий, расцениваются как санитарно-неблагополучные, загрязнённые фекалиями человека или животных. Присутствие в почве бактерий группы кишечной палочки (БГКП или колиформных) и энтерококков (разновидность Streptococcus faecalis) указывает на свежее фекальное загрязнение. Наличие бактерий родов Citrobacter и Enterobacter – на несвежее, a Clostridium perfringens – на давнее фекальное загрязнение. Более точная оценка проводится с помощью определения индекса БГКП – количество бактерий группы кишечной палочки (БГКП), обнаруженных в 1 г почвы; перфрингенс-титра – масса почвы (в граммах), в которой обнаружена 1 особь Clostridium perfringens; общей численности сапрофитных, термофильных и нитрифицирующих бактерий (ОМЧ) в 1 г почвы. ОМЧ учитывают на мясопептонном агаре. Образец почвы 10 раз последовательно разводят стерильной водой. Полученный разведённый раствор почвы засевают на МПА. Подсчитывают количество выросших колоний и умножают на степень разведения раствора с почвой. Для определения количества БГКП почвенный раствор засевают в пробирки со средой Кесслера. Для определения наличия Clostridium perfringens (перфрингенс-титра) – в пробирки со средой Вильсон-Блера. 21. Нормальная микрофлора тела человека, её роль в физиологических процессах и патологии. Понятие о дисбактериозе. Препараты для восстановления нормальной микрофлоры: эубиотики (пробиотики). Нормальная микробиота (микрофлора) формируется с рождения. На её формирование оказывают влияние микробиота матери, внутрибольничной среды и характер вскармливания. Факторы, влияющие на состояние нормальной микробиоты: Эндогенные: o секреторная функция организма, o гормональный фон, o кислотно-основное равновесие. 45 Экзогенные – условия жизни: o климатические, o бытовые, o экологические. Виды нормальной микробиоты: Облигатная (постоянная = резидентная = индигенная = аутохтонная). Микроорганизмы максимально приспособлены к существованию в организме хозяина. Транзиторная (случайная = аллохтонная). Микроорганизмы не способны к длительному существованию в макроорганизме. Их присутствие определяется поступлением микробов из окружающей среды и состоянием иммунной системы. Ткани и полости макроорганизма, сообщающиеся с внешней средой колонизированы микроорганизмами, не сообщающиеся – стерильны. Стерильные ткани и полости человека: полость матки, маточные трубы, мочевой пузырь, кровь, лимфа, ликвор, суставная и плевральная жидкости, сердце, паренхима печени и почек, головной мозг. Биотопы организма человека, заселённые микробами: кожа, верхние дыхательные пути, полость рта, ЖКТ, мочеполовая система. Резидентная микробиота кожи: микрококки, стафилококки, сарцины, стрептококки, бациллы, дрожжеподобные грибы. Резидентная микробиота верхних дыхательных путей: стафилококки, стрептококки, нейссерии. В ротовой полости обнаруживается более 100 видов микробов. В поддержании постоянства нормальной микробиоты полости рта слюна играет важную роль, т.к. обладает антибактериальной активностью. Резидентные бактерии ротовой полости: стрептококки, непатогенные стафилококки, сапрофитные нейссерии, вейлонеллы, дифтероиды, лактобациллы, бактероиды, простейшие, актиномицеты, грибы… Тонкий кишечник содержит лактобактерии, энтерококки, бифидобактерии. Резидентная микробиота толстого кишечника: анаэробы (бифидобактерии, лактобактерии, бактероиды, пептострептококки) и аэробы (энтерококки, негемолитическая кишечная палочка). Нижние отделы уретры заселены коринебактериями, непатогенными нейссериями, стафилококками, бактероидами. Влагалище заселено лактобактериями, бифидобактериями, коринеформными бактериями, бактероидами. Роль нормальной микробиоты: 1) Антагонистическая (за счёт колонизации и выделения биологически активных веществ). 2) Иммуногенная. 3) Пищеварительная. 4) Витаминсинтезирующая (витамины группы В, Е, К). 5) Метаболическая. 6) Детоксикация экзо- и эндогенных субстратов. 7) При снижении резистентности организма способна стать причиной эндогенных инфекций (оппортунистических). 46 Нарушение качественного и количественного равновесия между микробами-резидентами и макроорганизмом – дисбиоз. Частный случай дисбиоза – дисбактериоз (количественное и качественное нарушение состава ассоциаций только бактериальной микробиоты). Причины дисбактериоза: Экзогенные: 1. Применение антибактериальных и других лекарственных средств. 2. Иммунодефицитные состояния. 3. Операционное вмешательство. 4. Стрессовые ситуации. 5. Бактериальные и вирусные инфекции. Эндогенные: 1. Заболевания органов пищеварения неинфекционной природы. 2. Гормональные нарушения, возрастные критические периоды. Показатели дисбактериоза: снижение количества бактерий, представителей нормальной микрофлоры; увеличение числа редко встречающихся в норме микроорганизмов; появление изменённых вариантов микроорганизмов (атипичные формы микроорганизмов); ослабление антагонистической активности нормофлоры. Дисбактериоз проявляется воспалениями слизистой оболочки, нарушением метаболизма жёлчных кислот, нарушением всасывания липидов и витаминов, гиповитаминозом, снижением резистентности к кишечным заболеваниям. Пробиотики (эубиотики) – это препараты, полученные из живых специально выращенных бактерий нормобиоты организма человека. Для того, чтобы их стабилизировать применяют лиофильную сушку (высушивание из замороженного состояния под глубоким вакуумом). Представители нормобиоты выделяют экзометаболиты – бактериоцины, подавляющие рост и размножение патогенных микроорганизмов. Пробиотики используют для лечения дисбактериозов и нормализации микробиоты организма человека. 22. Строение генома бактерий. Подвижные генетические элементы, их роль в эволюции бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе. Виды изменчивости: фенотипическая и генотипическая. Основу наследственного аппарата бактерий составляет ДНК. Генетический аппарат прокариот: Нуклеоид (который также называют бактериальной хромосомой). Внехромосомные (вненуклеоидные) факторы: o IS-последовательности (вставочные последовательности), o транспозоны, o плазмиды. 47 Бактериальный геном состоит из генетических элементов, способных к самостоятельной репликации, т.е. репликонов. Репликонами являются бактериальная хромосома (нуклеоид) и плазмиды. Бактериальная хромосома (нуклеоид) представлена одной двухцепочечной молекулой ДНК кольцевой формы. Бактериальная хромосома имеет гаплоидный набор генов. Она кодирует жизненно важные для бактериальной клетки функции. Плазмиды бактерий представляют собой двухцепочечные молекулы ДНК. Они кодируют не основные для жизнедеятельности бактериальной клетки функции, но придающие бактерии преимущества при попадании в неблагоприятные условия существования. Свойства микроорганизмов, как и любых других организмов, определяются их генотипом, т.е. совокупностью генов данной особи. Фенотип представляет собой результат взаимодействия между генотипом и окружающей средой, т.е. проявление генотипа в конкретных условиях обитания. Фенотип микроорганизмов хотя и зависит от окружающей среды, но контролируется генотипом, так как характер и степень возможных для данной клетки изменений определяются набором генов, каждый из которых представлен определённым участком молекулы ДНК. В основе изменчивости лежит либо изменение реакции генотипа на факторы окружающей среды, либо изменение самого генотипа в результате мутации генов или их рекомбинации. В связи с этим изменчивость подразделяют на наследственную (генотипическую) и ненаследственную (фенотипическую). Ненаследственная (средовая, модификационная, фенотипическая) изменчивость обусловлена влиянием внутри- и внеклеточных факторов на проявление генотипа. При устранении фактора, вызвавшего модификацию, данные изменения исчезают. Наследственная (генотипическая) изменчивость, связанная с мутациями, – мутационная изменчивость. Основу мутации составляют изменения последовательности нуклеотидов в ДНК, полная или частичная их утрата, т.е. происходит структурная перестройка генов, проявляющаяся фенотипически в виде изменённого признака. Также возможна наследственная (генотипическая) изменчивость, связанная с рекомбинациями, называется рекомбинационной изменчивостью. Подвижные генетические элементы В состав бактериального генома, как в бактериальную хромосому, так и в плазмиды, входят подвижные генетические элементы. К подвижным генетическим элементам относятся вставочные последовательности и транспозоны. Вставочные (инсерционные) последовательности (IS-элементы) – это участки ДНК, способные как целое перемещаться из одного участка репликона в другой, а также между репликонами. Они содержат лишь те гены, которые необходимы для их собственного перемещения – транспозиции. 48 В отличие от бактериальной хромосомы и плазмид подвижные генетические элементы не являются самостоятельными репликонами, так как их репликация – составной элемент репликации ДНК репликона, в составе которого они находятся. Транспозоны – это сегменты ДНК, обладающие теми же свойствами, что и IS-элементы, но имеющие структурные гены, т.е. гены, обеспечивающие синтез молекул, обладающих специфическим биологическим свойством, например, токсичностью, или обеспечивающих устойчивость к антибиотикам. Перемещаясь по репликону или между репликонами, подвижные генетические элементы вызывают: 1. Инактивацию генов тех участков ДНК, куда они, переместившись, встраиваются. 2. Образование повреждений генетического материала. 3. Слияние репликонов, т.е. встраивание плазмиды в хромосому. 4. Распространение генов в популяции бактерий, что может приводить к изменению биологических свойств популяции, смене возбудителей инфекционных заболеваний, а также способствует эволюционным процессам среди микробов. Важная роль подвижных генетических элементов заключается в том, что они расширяют возможности существования бактериального вида, обеспечивают обмен генетическим материалом и играют определённую роль в эволюции прокариот, действуют как факторы адаптации. 23. Плазмиды бактерий, их функции и свойства. Использование плазмид в генной инженерии. Плазмиды – внехромосомные мобильные генетические структуры бактерий, представляющие собой замкнутые кольца двунитчатой ДНК. Плазмиды способны автономно копироваться (реплицироваться) и существовать в цитоплазме клетки. Плазмиды могут включаться (интегрировать) в хромосому и реплицироваться вместе с ней. Различают трансмиссивные и нетрансмиссивные плазмиды. Трансмиссивные (конъюгативные) плазмиды могут передаваться из одной бактерии в другую. Плазмиды несут гены, не обязательные для клетки-хозяина, придают бактериям дополнительные свойства, которые в определённых условиях окружающей среды обеспечивают им временные преимущества по сравнению с бесплазмидными бактериями. Среди фенотипических признаков, сообщаемых бактериальной клетке плазмидами, можно выделить следующие: 1. устойчивость к антибиотикам; 2. образование бактериоцинов (колицинов); 3. продукция факторов патогенности; 4. расщепление сложных органических веществ. Конъюгативные плазмиды (трансмиссивные) находятся отдельно от хромосомы. Способны к автономной репликации и к перемещению из одной клетки в другую. Интегрированные плазмиды (эписомы) способны обратимо встраиваться в бактериальную хромосому. Самостоятельно не перемещаются из клетки в клетку и не реплицируются. 49 Плазмиды локализуются в цитоплазме, среди бактерий распространяются: По вертикали: от материнской к дочерней клетке в процессе деления. По горизонтали: между взрослыми особями при трансформации, трансдукции, конъюгации. Плазмиды содержат структурные гены, наделяющие бактериальную клетку дополнительными для неё свойствами: R-плазмиды – лекарственной устойчивостью; Col-плазмиды – способностью синтезировать колицины; F-плазмиды – передавать генетическую информацию; Нly-плазмиды – синтезировать гемолизин; Тох-плазмиды – синтезировать токсин; плазмиды биодеградации – разрушать тот или иной субстрат и т.д. R-плазмиды (фактор резистентности). Функции: Запуск синтеза ферментов, расщепляющих антибиотики. Торможение переноса антибиотика через клеточные мембраны. Передача плазмиды выходит за пределы одного вида! Col-плазмиды: Контролируют синтез бактериоцинов, которые активны в отношении близкородственных видов бактерий. Для них характерно автономное состояние, передаются при конъюгации без сцепления с хромосомой. Плазмиды патогенности – контролируют синтез адгезинов, инвазинов, токсинов. Плазмиды биодеградации – контролируют утилизацию некоторых органических веществ. F-плазмиды (фактор фертильности, плодовитости): Контролируют синтез половых пилей, конъюгацию, перенос генов хромосомы и нетрансмиссивных плазмид от донора реципиенту. Может находиться как в автономном состоянии, так и в состоянии интеграции с хромосомой. Бактерии, обладающие F-плазмидой, являются донорами генетической информации. Плазмиды подвержены рекомбинациям, мутациям, могут быть элиминированы (удалены) из бактерий, что, однако, не влияет на их основные свойства. Плазмиды являются удобной моделью для экспериментов по искусственной реконструкции генетического материала, широко используются в генетической инженерии для получения рекомбинантных штаммов бактерий. 24. Генетические рекомбинации: трансформация, трансдукция, конъюгация. Генетические рекомбинации – процесс образования геномов, содержащих генетический материал от двух родительских форм: бактерии донора (D) и бактерии реципиента (R). Трансформация. 50 Трансдукция. Конъюгация. Трансформация – процесс переноса генетического материала, при котором клетка реципиента поглощает генетический материал в форме свободной ДНК от разрушенной клетки, при этом не требуется непосредственного контакта между двумя клетками. Источником ДНК может быть любая убитая культура м/о, но включаться в геном способна только гомологичная ДНК, поэтому чаще встречается внутривидовая трансформация. Например, если в организм мыши ввести убитые нагреванием капсульные пневмококки, а потом живые, не образующие капсул, то последние приобретают способность образовывать капсулы, то есть подвергаются трансформации. Способность ДНК проникать в клетку реципиента зависит от «состояния» ДНК (фрагментированная молекула ДНК) и от физиологического состояния клетки-реципиента. Клетки, способные воспринимать донорскую ДНК, называются компетентными. В состоянии компетентности клеточная стенка бактерий становится проницаемой для фрагментов ДНК. Процесс трансформации включает несколько фаз: 1. Адсорбция ДНК-донора на клетке-реципиенте. 2. Проникновение ДНК внутрь клетки-реципиента. 3. Соединение ДНК с гомологичным участком хромосомы реципиента с последующей рекомбинацией. Трансдукция – перенос генетического материала из одной бактериальной клетки в другую (от донора к реципиенту) с помощью трансдуцирующих (умеренных) бактериофагов. Трансдукция оказывается возможной, если в процессе размножения фага одна из его частиц случайно захватывает фрагмент бактериальной хромосомы. Когда такая фаговая частица заражает бактерию-реципиент, бактериальная ДНК проникает в клетку вместе с фаговой ДНК. Между трансдуцированной бактериальной ДНК и гомологичным участком бактериальной хромосомы может произойти обмен, и возникают рекомбинанты, несущие небольшую часть генетического материала клетки-донора. Конъюгация – перенос части генетического материала путём прямого контакта между двумя клетками. Необходимым условием конъюгации является наличие в клетке-доноре трансмиссивной плазмиды или F-плазмиды (факторы фертильности). Трансмиссивные плазмиды кодируют половые пили, образующие конъюгационный мостик между клеткой-донором и клеткой-реципиентом. Стадии конъюгации: 1. Образование и стабилизация межклеточного контакта. При конъюгации F+-клетка присоединяется к F--клетке при помощи F-пили (половой пили). 51 2. F-плазмида реплицируется, и одна цепь ДНК передаётся через F-пили в реципиентную клетку. 3. На этой цепи в реципиентной клетке синтезируется другая цепь ДНК, и, таким образом, в реципиентной клетке появляется точно такая же плазмида как в клетке доноре. 4. В результате конъюгации образуется две F+-клетки (т.е. две клетки с наличием Fплазмиды). 25. Понятие об инфекции. Условия возникновения инфекционного процесса. Механизмы передачи инфекции. Инфекция – это взаимодействие патогенного (болезнетворного) микроорганизма и восприимчивого (чувствительного) хозяина в определённых условиях внешней среды. Инфекционный процесс – это совокупность физиологических и патологических восстановительно-приспособительных реакций в восприимчивом макроорганизме, возникающих под действием патогенных микроорганизмов в определённых условиях внешней среды и при наличии защитных реакций макроорганизма на это воздействие. Инфекционная болезнь – это крайняя степень проявления инфекционного процесса, когда образуется патологический очаг и появляется специфическая клиническая симптоматика. Условия возникновения инфекционного процесса: Восприимчивый макроорганизм: его состояние, его резистентность, наличие входных ворот для микроба. Микроб-возбудитель: его патогенность, инфицирующая доза, скорость размножения. Факторы окружающей среды, оказывающие опосредованное изменение на восприимчивость макроорганизма. Механизмы, пути и факторы передачи инфекции Механизм передачи Пути передачи Факторы передачи Фекально-оральный Алиментарный Пища Водный Вода Контактно-бытовой Грязные руки, посуда Аэрогенный (респираторный) Воздушно-капельный Воздух Воздушно-пылевой Пыль Кровяной Трансмиссивный (через Эктопаразиты укусы насекомых) (насекомые) Парентеральный Кровь, шприцы, хирургические Половой инструменты, инфузионные растворы Секреторная жидкость Контактный Раневой Пули, режущие предметы, почва, Контактно-половой слюна 52 Вертикальный От матери к плоду Секреторная жидкость половых органов (сперма…) Плацента, околоплодные воды 26. Формы инфекции. Формы инфекций (классификация инфекций) По этиологическому фактору (причине): 1. Бактериальные (дифтерия). 2. Вирусные (корь). 3. Грибковые (трихофития). 4. Прионные (куру). 5. Протозойные (лямблиоз). По происхождению: 1. Экзогенные. 2. Эндогенные (аутоинфекции). 3. Оппортунистические (госпитальные). Оппортунистические инфекции – инфекционные заболевания в неинфекционной клинике, вызываются условно-патогенными микроорганизмами в ослабленном организме человека (при иммунодефиците). По источнику инфекции (среда обитания возбудителя): По локализации патогена: 1. Человек – антропонозы (брюшной тиф, ВИЧ). 2. Животные – зоонозы (туляремия, бешенство). 3. Внешняя среда – сапронозы (клостридиальные инфекции). 4. Госпитальная среда – внутрибольничные (нозокомиальные инфекции). 1. Местная / очаговая (фурункулёз, ангина). 2. Генерализованная – патоген диссеминирует (распространяется) по организму, преодолевая защитные барьеры (лимфоидную ткань, ГЭБ, фасции мышечной ткани). Генерализованная инфекция: Бактериемия (вирусемия, фунгемия, паразитемия) – состояние, при котором возбудитель распространяется по крови, но не размножается в ней. Сепсис – состояние, при котором возбудитель размножается в крови. 53 Септикопиемия – состояние, при котором возбудитель не только размножается в крови, но и формирует новые очаги инфекции в различных органах и тканях. Септический шок. Шок – это патологический процесс, развивающийся в ответ на воздействие чрезвычайных раздражителей и сопровождающийся прогрессивным нарушением жизненно важных функций организма. По числу проникших в организм патогенов: По динамике действия патогенов: По продолжительности взаимодействия возбудителя с организмом хозяина: По проявлениям: 1. Моноинфекция. 2. Смешанная инфекция (микст-инфекция). 1. Реинфекция – повторное заболевание, развивающееся в результате нового заражения тем же возбудителем после выздоровления. 2. Суперинфекция – инфицирование макроорганизма тем же возбудителем до выздоровления. 3. Вторичная инфекция – к первоначальной инфекции присоединяется инфекция, вызванная другим возбудителем (например, бактериальная пневмония на фоне гриппа или ковида). 1. Острая (не более 3 месяцев). 2. Хроническая (более 6 месяцев). 3. Микробоносительство (вирусоносительство). 1. Манифестная (есть клинические симптомы). 2. Бессимптомная. 27. Стадии развития инфекционного процесса и характерные признаки инфекционной болезни. Характерные признаки инфекционной болезни: 1. Наличие причины. Инфекционное заболевание вызывает возбудитель инфекции с присущими ему свойствами: самовоспроизведение, саморегуляция, изменчивость, размножение, раздражимость, реактивность, паразитизм… 2. Контагиозность (заразительность). При инфекционном заболевании, как правило, наблюдается эпидемический процесс, включающий 3 звена: источник инфекции, пути передачи и восприимчивый организм. 54 3. Фазность (стадийность) течения. Инфекционная болезнь протекает циклично. Выделяют инкубационный, продромальный период, период клинического развития заболевания, период выздоровления – реконвалесценции. 4. Приобретённый специфический иммунитет. В организме формируется специфический иммунитет в ответ на инфекционный процесс, возникающий в организме. 5. Специфическая диагностика, профилактика и лечение. Стадии развития инфекционного процесса (периоды инфекционной болезни) Период Поведение Выделение в Специфический инфекционного возбудителя окружающую среду иммунный ответ заболевания 1. Инкубационный Адгезия возбудителя Как правило, не Антител нет. период на чувствительных выделяется. клетках миндалин, ЖКТ, мочеполового тракта и др. 2. Продромальный Колонизация Некоторые Антител нет. период чувствительных возбудители клеток и проявление выделяются в неспецифических окружающую среду: симптомов, вирус гриппа, связанных с краснухи, коклюша, интоксикацией кори. (головная боль, лом костей и др.). 3. Разгар болезни Интенсивное Выделяется. Появляются антитела размножение, класса IgM, в конце проявление периода происходит специфических замена антителами симптомов IgG и IgA. заболевания. 4. Исход болезни: Прекращается после Нарастает титр IgG, Прекращение выздоровления возможно Реконвалесценц размножения и формирование ГЗТ ия (выздоровление) гибель возбудителя, больного или переходит в (гиперчувствительнос Формирование нормализация микробоносительств ти замедленного функций больного – носительства о. типа). реконвалесценция. Гибель Взаимоадаптац макроорганизма ия патогена и хозяина – персистенция патогена: бактерионосительств о и хроническая форма болезни. 55 Гибель хозяина – летальный исход. 28. Роль микроорганизма в инфекционном процессе. Патогенность и вирулентность. Единицы измерения вирулентности. Микроорганизм является главной причиной возникновения инфекционного процесса. Патогенность – видовой признак, определяющий способность конкретного возбудителя вызывать определённое заболевание со специфичностью патологического процесса. Вирулентность – фенотипический признак, мера или степень патогенности (индивидуальный признак). Аттенуация – ослабление вирулентных свойств возбудителя (воздействие лекарств, факторов иммунитета, физико-химических факторов и др.). Количественная характеристика вирулентности: Инфицирующая доза (ID – infectious dose) – это минимальное количество жизнеспособных возбудителей, способных вызвать данное заболевание. Чем ниже ID, тем выше вирулентность. Минимальная летальная доза (DLM – dosis letalis minima) – это минимальное количество возбудителей, вызывающих гибель 95% животных, взятых в эксперимент. Смертельная доза (DCL – dosis certe letalis) – это количество микробов или токсина, вызывающее гибель 100% лабораторных животных. LD 50 – количество патогенных микроорганизмов, способных вызывать гибель 50% экспериментально заражённых лабораторных животных. 29. Классификация факторов патогенности микроорганизмов. Факторы патогенности – это патогенетические факторы бактерий, т.е. факторы, которые приводят к характерной картине патологического процесса. 1. Структурные компоненты клетки. 2. Секретируемые факторы. Классификация факторов патогенности: 1. Факторы адгезии и колонизации. 2. Факторы вирулентности: факторы инвазии и агрессии, факторы токсигенности. 3. Факторы персистенции. Факторы адгезии и колонизации Адгезия – это способность клеток микроорганизмов прикрепляться к различным поверхностям. 56 1. Неспецифическая адгезия (электростатический силы, силы Ван-дер-Ваальса, гидрофобные взаимодействия). 2. Специфическая адгезия – происходит в результате молекулярных взаимодействий между адгезином микробной клетки и рецептором клетки хозяина. Адгезины – это поверхностные структуры микробных клеток, посредством которых осуществляется прикрепление микроба к рецепторам клеток хозяина. Адгезины грамотрицательных бактерий: белки наружной мембраны, ЛПС, капсула и пили. Адгезины грамположительных бактерий: тейхоевые кислоты, поверхностные белки, капсула. Колонизация – это расселение микроорганизмов в определённом биотопе хозяина. Зависит от дозы микроба, наличия рецепторов клеток макроорганизма, тропности к тканям. Факторы инвазии и агрессии Инвазия – это проникновение возбудителя внутрь клеток организма (пенетрация), преодоление естественных барьеров организма (кожа, слизистые оболочки, лимфатическая система и др.). Агрессия – способность патогенных микроорганизмов размножаться в организме хозяина и противостоять его защитным механизмам. Ферменты – факторы агрессии: Плазмокоагулаза – превращает фибриноген в фибрин и образует белковую плёнку вокруг бактерий, которая защищает их от фагоцитоза. Нейраминидаза – расщепляет нейраминовую (сиаловую) кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек. Это делает оболочки доступными для взаимодействия с микробами и их токсинами. Гиалуронидаза – разрушает гиалуроновую кислоту, основное межклеточное вещество соединительной ткани. Это способствует проникновению микроба вглубь тканей. Коллагеназа – разрушает коллаген мышечных волокон, что ведёт к интенсивному расплавлению мышечной ткани. Фибринолизин – растворяет сгусток фибрина, который образуется в процессе воспаления и препятствует проникновению микробов вглубь органов и тканей. Лецитиназа С – разрушает лецитин в мембранах клеток. Разлагает лецитины и другие фосфоглицериды, входящие в состав клеточных мембран макроорганизма, что приводит к нарушению их проницаемости. Продукты гидролиза лецитинов оказывают токсическое действие на организм человека и животных. Протеазы – разрушают антитела. Уреаза – разлагает мочевину на CO2 и NH3. ДНК-аза – деполимеризует ДНК. Факторы токсигенности 57 Токсины микроорганизмов – это растворимые соединения, нарушающие нормальный метаболизм клеток хозяина и способные вызывать его гибель. Они подразделяются на: экзотоксины и эндотоксины. (Подробнее в следующем вопросе) Факторы персистенции Капсула – «экранирует» клеточную стенку. L-формы бактерий – микробы без клеточной стенки. Антигенная мимикрия – сходство с антигенами макроорганизма (антигены миокарда, почек и др.). Секреторные факторы – факторы против неспецифической защиты: o АЛА – антилизоцимная активность, o АКА – антикомплементарная активность, o АИА – антиинтерфероновая активность. Внутриклеточный паразитизм. Образование биоплёнок. Биоплёнки – это совокупность микроколоний микроорганизмов, прикреплённых к субстрату (поверхности) и ограниченных от окружающей среды микробным (экзополимерным) матриксом. 30. Токсины бактерий, их природа, свойства. Токсины микроорганизмов – это растворимые соединения, нарушающие нормальный метаболизм клеток хозяина и способные вызывать его гибель. Они подразделяются на: экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксин Химическая природа Происхождение Отношение к температуре Степень ядовитости Специфичность действия Антигенные свойства Отношение к химическим веществам Белок Выделяются в окружающую среду в процессе жизнедеятельности грамположительных и грамотрицательных бактерий (чаще Гр+) Термолабильны (60-80оС, 10 мин) Очень токсичны Органо- и цитотропны Эндотоксин (ЛПС) Липополисахарид Освобождаются при разрушении грамотрицательных бактерий Термостабильны (120оС, 30 мин) Слаботоксичны Не обладают избирательным действием на клетки Активные антигены – высокая Слабые антигены иммуногенность Чувствительны к спиртам, Малочувствительны к щелочам, кислотам, химическим веществам, не пищеварительным переходят в анатоксины ферментам, при действии формалина переходят в анатоксин 58 Механизмы действия 1. Мембранотоксины – повышение проницаемости мембран: гемолизины, лейкоцитины и др. 2. Гистотоксины – блокада синтеза белка и других процессов в клетке: нейротоксины, энтеротоксины, цитотоксины 3. Функциональные блокаторы – нарушают проведение возбуждения от нервов к мышцам (ботулотоксин) Медиаторы воспаления и иммунитета: 1. Вызывают общую интоксикацию 2. Действуют на макрофаги, способствуя развитию лихорадки 3. Активируют фагоцитоз в небольших концентрациях 4. Развитие эндотоксического шока при высокой концентрации 31. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Иммунитет – это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической (антигенной) индивидуальности каждого организма и вида в целом. Виды иммунитета по происхождению: Врождённый (видовой, наследственный) Приобретённый (индивидуальный) o Естественный Активный – иммунизация в результате перенесённой инфекции Пассивный – материнские IgG у новорождённого o Искусственный Активный – вакцинация Пассивный – ведение сывороток Врождённый, иди видовой, иммунитет, он же наследственный, генетический, конституциональный – это выработанная в процессе филогенеза генетически закреплённая, передающаяся по наследству невосприимчивость данного вида и его индивидов к какомулибо антигену (или микроорганизму), обусловленная биологическими особенностями самого организма, свойствами данного антигена, а также особенностями их взаимодействия. Примером может служить невосприимчивость человека к некоторым возбудителям, в том числе к особо опасным для сельскохозяйственных животных (чума крупного рогатого скота, болезнь Ньюкасла, поражающая птиц, оспа лошадей и др.), нечувствительность человека к бактериофагам, поражающим клетки бактерий. Приобретённый иммунитет – это иммунитет, приобретаемый в процессе онтогенеза в результате естественной встречи с антигеном или, например, при вакцинации. 59 Приобретённый иммунитет может быть активным и пассивным. Активный иммунитет обусловлен активной реакцией, активным вовлечением в процесс иммунной системы при встрече с данным антигеном (например, поствакцинальный, постинфекционный иммунитет), а пассивный иммунитет формируется за счёт введения в организм уже готовых иммунореагентов, способных обеспечить защиту от антигена. К таким иммунореагентам относятся антитела, т.е. специфические иммуноглобулины и иммунные сыворотки, а также иммунные лимфоциты. Иммуноглобулины широко используют для пассивной иммунизации, а также для специфического лечения при многих инфекциях (дифтерия, ботулизм, бешенство, корь и др.). Пассивный иммунитет у новорождённых детей создаётся иммуноглобулинами при плацентарной внутриутробной передаче антител от матери ребёнку и играет существенную роль в защите от многих детских инфекций в первые месяцы жизни ребёнка. Виды иммунитета по направленности действия: антитоксический, антибактериальный, противовирусный, противогрибковый, противопротозойный, противоопухолевый и др. Виды иммунитета по наличию возбудителя в организме: Стерильный иммунитет – активный иммунитет может поддерживаться, сохраняться при отсутствии антигена в организме. Примером стерильного иммунитета является поствакцинальный иммунитет при введении убитых вакцин. Нестерильный иммунитет – активный иммунитет может поддерживаться, сохраняться только в присутствии антигена в организме. Примером нестерильного иммунитета является иммунитет при туберкулёзе, который сохраняется только в присутствии в организме микобактерий туберкулёза. Виды иммунитета по широте действия: Распространённый (системный, генерализованный) иммунитет. Местный иммунитет – наблюдается более выраженная резистентность отдельных органов и тканей, например, слизистых верхних дыхательных путей. Также иммунитет может быть неспецифическим и специфическим, клеточным и гуморальным… 32. Неспецифические защитные факторы организма против инфекции. Роль И.И. Мечникова в формировании клеточной теории иммунитета. Неспецифические защитные факторы организма против инфекции: 1. Функциональная защита: естественные барьеры (кожа, слизистые, сальные и потовые железы, пищеварительные ферменты), нормальная микробиота, температурный гомеостаз, 60 лихорадка, сосудистые реакции, дезинтоксикационная функция печени, выделительная функция почек и ЖКТ. 2. Гуморальная защита: лизоцим, система комплемента, белки острой фазы, лизины, лейкины, интерфероны, цитокины. 3. Клеточная защита: ареактивность клеток (отсутствие рецепторов для адгезии), система естественной цитотоксичности (NK-клетки), неспецифический фагоцитоз, доиммунное воспаление. 1883 год – И.И. Мечников создал клеточную теорию иммунитета. Мечников открыл первые клетки иммунной системы, которые назвал фагоцитами, или макрофагами. В 1892 году Мечников впервые употребил слово «иммунитет» для обозначения системы защиты организма от внешнего инфекционного агента, которая делает его свободным от болезней. Дифференциация фагоцитов: Микрофаги: o базофилы, o эозинофилы, o нейтрофилы. Макрофаги: o моноциты, o тканевые макрофаги. Основные функции макрофага: фагоцитоз, презентация антигена Т-лимфоцитам, секреция цитокинов (интерлейкин-1, ростовой фактор, компоненты комплемента, лизоцим, интерферон). Фагоцитоз – поглощение фагоцитом корпускул, микробов или макромолекулярных комплексов. Стадии фагоцитоза: 1. Стадия хемотаксиса (приближение). За счёт силы физико-химических взаимодействий и передвижения фагоцита по градиенту концентрации. 61 2. Стадия адгезии (прилипание). Этому процессу способствуют опсонины (фибронектин, антитела, сурфактант) – белки, обволакивающие микробы. Опсонины делают поглощение более эффективным. 3. Стадия эндоцитоза (поглощение). Образуется фагосома, которая сливается с лизосомой. 4. Стадия внутриклеточного переваривания. Механизмы микробоцидности: ферменты и радикалы. Механизмы незавершённого фагоцитоза: 1. Нарушение слияния фагосомы с лизосомой (например, микобактерии туберкулёза, простейшие, токсоплазмы). 2. Нарушение активности лизосомальных ферментов (гонококки, стрептококки группы А, микобактерии, возбудители чумы). 3. Длительное персистирование возбудителя в цитоплазме фагоцита (риккетсии, хламидии). Лизоцим представляет собой термостабильный белок типа муколитического фермента. Продуцируется макрофагами и нейтрофилами крови, печенью, частью клеток крипт кишечника, а также клетками слизистых оболочек. Лизоцим содержится в: слёзной жидкости, слюне, мокроте, перитонеальной жидкости, плазме и сыворотке крови, полиморфноядерных лейкоцитах, материнском молоке. Лизоцим вызывает лизис многих сапрофитных бактерий, менее выраженное литическое действие оказывает на ряд патогенных микроорганизмов и не активен в отношении вирусов. Механизм бактерицидного действия лизоцима состоит в гидролизе связей между Nацетилмурамовой кислотой и N-ацетилглюкозамином в полисахаридных цепях пептидогликанового слоя клеточной стенки бактерии. Белки острой фазы (маркёры воспаления). Составляют большую группу белков, обладающих антимикробным действием, способствующих фагоцитозу, активации компонентов комплемента, формированию и ликвидации воспалительного очага. С-реактивный белок (СРБ), сывороточный амилоидный А-белок, фибриноген, церрулоплазмин, компонент комплемента С9, ревматоидный фактор (РФ), гаптоглобин, гемопексин, трансферрин, А1-антитрипсин, антистрептолизин (ASO). (Про комплемент и интерферон подробнее в следующих вопросах) 62 33. Интерфероны, природа, способы получения и применения. Интерферон относится к защитным белкам иммунной системы, открыт в 1953 г. при изучении интерференции вирусов, т.е. явления, когда живые клетки, инфицированные одним вирусом, становятся не чувствительны к заражению другим вирусом. Интерферон – гликопротеин, вырабатываемый многими клетками в ответ на вирусную инфекцию и другие стимулы. Интерфероны видоспецифичны, т.е. интерферон человека эффективен для человека, но не для животных, и наоборот. Классификация интерферонов (ИФН) по источнику происхождения: альфа-интерферон (лейкоцитарный), бета-интерферон (фибробластный), гамма-интерферон (иммунный). Альфа-интерферон продуцируется лейкоцитами. Свойства: противовирусное, противоопухолевое. Бета-интерферон синтезируется фибробластами. Свойства: противовирусное, противоопухолевое. Гамма-интерферон продукт Т-хелперных (CD3+ CD4+) и Т-цитотоксических (CD3+ CD8+) лимфоцитов. Свойства: иммуномодулирующее и слабый противовирусный эффект. Механизм действия интерферона: Инфицированная клетка вырабатывает интерфероны. Интерфероны присоединяются к мембране неинфицированной клетки, активируя её поверхностные рецепторы (белки), называемые сигнальными передатчиками, которые перемещаются в ядро и связываются с генами цитокинов в хромосоме. В результате синтезируется более 20 белков. Они повышают клеточную резистентность, ингибируя проникновение различных вирусов. Также интерфероны воздействуют на саму инфицированную клетку: активируют внутриклеточные ферменты протеинкиназу и аденилатсинтетазу, которые соответственно нарушают синтез белка с матричной РНК и вызывают синтез веществ, разрушающих вирусную РНК. Противоопухолевое действие ИФН Прямые противоопухолевые эффекты: o Подавление синтеза РНК. o Подавление синтеза протеинов. o Нейтрализация онковирусов. o Подавление действия опухолевых ростовых факторов. Непрямые противоопухолевые эффекты: o Стимуляция активности клеток иммунной системы (макрофагов, NK-клеток, Тцитотоксических лимфоцитов). o Усиление экспрессии главного комплекса гистосовместимости I типа (ГКГ1) на вирус-инфицированных клетках, что значительно повышает вероятность того, что они будут распознаны иммунокомпетентными клетками и элиминированы из организма. 63 Иммуномодулирующее действие: ИФН вместе с ИЛ-2 и ФНО (фактор некроза опухоли) относится к основным противовоспалительным цитокинам, является индуктором клеточного звена иммунитета: активирует макрофаги, Т-цитотоксические (CD3+ CD8+) лимфоциты, естественные (натуральные) киллеры (NK-клетки CD3- CD16+ CD56+). Для приготовления интерферона используют лейкоциты свежеполученной донорской крови. Под воздействием вируса - интерфероногена лейкоциты, находящиеся в культуральной среде, синтезируют интерферон. Затем лейкоциты удаляют центрифугированием, вирус инактивируют. Получившийся препарат является нативным интерфероном. Также получают рекомбинантные интерфероны из кишечной палочки, в ДНК которой встроен ген человеческого интерферона. Лекарственные средства на основе интерферона применяют для лечения широкого круга заболеваний: герпетических инфекций, ВПЧ (вирус папилломы человека), острых и хронических форм вирусного гепатита, рассеянного склероза, волчанки, гриппа и многих других вирусных и бактериальных инфекций. Применяют интерферон и при терапии онкологических заболеваний, а также СПИДа. 34. Комплемент, его структура, функции, пути активации, роль в иммунитете. Одним из важнейших гуморальных факторов является система комплемента. Комплемент – это сложный комплекс белков сыворотки крови, который находится в неактивном состоянии и, при наличии в организме чужеродного антигена, может каскадно, последовательно активироваться. Компоненты комплемента обозначают буквой «С» и цифрами (С1 … С9). Комплемент образуется клетками печени и мононуклеарными фагоцитами. Функции комплемента: Лизис чужеродных клеток. Стимуляция фагоцитоза. Опсонизация чужеродных клеток, которые становятся более доступными для макрофагов, благодаря феномену иммунного прилипания. Стимуляция синтеза БАВ – биологически активных веществ (из тканевых базофилов тучных клеток и базофильных гранулоцитов крови гистамина, серотонина, брадикинина). Пути активации комплемента: Классический путь. Активация комплемента начинается с присоединения С1 к комплексу антиген-антитело. Комплементсвязывающей активностью обладают антитела классов G и M. Дальнейшая активация комплемента приводит к образованию мембраноатакующего комплекса, который вызывает гибель клетки-мишени. Альтернативный путь. Происходит без участия антител и задолго до их появления. Этот путь характерен для защиты от Гр- бактерий, вирусов и др. Активация комплемента развивается под влиянием компонентов микроорганизмов или агрегатов белков (Аг) 64 при участии сывороточного белка пропердина (P). Вначале активируется С3 и факторы B, D (сывороточные белки) с образованием С3/С5-конвертаз (протеаз) альтернативного пути. Лектиновый путь. Инициируется маннан-связывающим белком (МСБ) – лектином крови, структурным аналогом С1q. МСБ связывается с маннозой поверхности микробной клетки с последующим расщеплением С4 и С2 компонентов комплемента и образованием С3-конвертазы классического пути. 35. Антигены: определение, основные свойства. Антигены бактериальной клетки. Практическое использование антигенов бактерий. Антигены – чужеродные вещества, которые при попадании в организм вызывают развитие иммунных реакций, в частности выработку антител, активных Т-лимфоцитов, и специфически взаимодействуют с ними. Классификация антигенов по происхождению: Экзогенные (возникшие вне организма). Эндогенные (возникшие внутри организма): o аутоантигены (антигены собственного организма), o неоантигены (возникают в организме в результате мутаций). Классификация антигенов по обеспечению иммунного ответа: иммуногены, толерогены (не вызывают иммунный ответ), аллергены. Антигены бывают полноценные (биополимеры) и неполноценные (гаптены). Полноценный антиген состоит из двух частей: 1. Детерминантная группа (эпитоп) – располагается на поверхности молекулы. 2. Носитель (стабилизирующая часть) – молекула антигена. Полноценные антигены: грибы, простейшие, вирусы, бактерии (в том числе микоплазмы и риккетсии), микробные токсины, природные белковые вещества, структуры бактериальной клетки (клеточная стенка, ЦПМ, рибосомы, митохондрии). Гаптены (неполноценные антигены) – низкомолекулярные вещества, способные вызвать иммунный ответ только после соединения с белком. химические вещества (йод), липиды (кардиолипин), пептиды, ДНК, 65 РНК, метаболиты антибиотиков (например, пеницилловая кислота). Гаптены не вызывают иммунного ответа, но могут взаимодействовать с антителами и лимфоцитами. Свойства антигенов: 1. Иммуногенность – способность антигенов вызывать иммунный ответ. 2. Специфичность – свойство антигена избирательно реагировать с эффекторными клетками иммунной системы. Специфичность антигена определяется активной химической группой – антигенной детерминантой (эпитопом). Условия для формирования иммуногенности: чужеродность, растворимость, молекулярная масса не ниже 10000 Да, определённый химический состав. Суперантигены – антигены, вызывающие выброс активированными лимфоцитами большого количества цитокинов, развитие общего синдрома интоксикации, гибель Т-лимфоцитов с развитием иммунодефицита. Это, например, энтеротоксины стафилококков, экзотоксин синегнойной палочки, вирус бешенства, вирус Эпштейн-Барр, ВИЧ. Одна молекула антигена может содержать одну или несколько антигенных детерминант. Валентность антигена – количество детерминантных групп (эпитопов) у одного антигена. Классификация антигенов по специфичности: типовые, видовые, органные (тканевые), органоидные, патологические, аллоантигены (антигены главного комплекса гистосовместимости – ГКГ). Видовая специфичность обусловлена совокупностью антигенов, присущих особям данного вида. Типовая специфичность обусловливает антигенные различия среди штаммов одного вида микробов. Патологическая специфичность обусловлена изменением собственных тканевых антигенов под воздействием различных факторов (ожог, переохлаждение, излучение, злокачественное перерождение). Антигены главного комплекса гистосовместимости – ГКГ Синонимами ГКГ являются: MHC (Major Histocompatibility Complex), 66 HLA (Human Leycocity Antigens) – называются так, потому что впервые были обнаружены на лейкоцитах человека. Типы ГКГ: ГКГ I класса – представляют Аг цитотоксическим Т-лимфоцитам; ГКГ II класса – представляют чужеродные агенты Т-хелперам; ГКГ III класса (белки): компоненты комплемента, фактор некроза опухолей (ФНО), белки теплового шока. Антигены ГКГ определяют индивидуальные свойства организма, играют обязательную роль в индукции иммунного ответа. Антигены бактерий: О-Аг – соматический, образован липополисахаридом (ЛПС), термостабильный, связан с клеточной стенкой бактерий. H-Аг – жгутиковый, образован белком флагеллином, термолабильный, локализуются в жгутиках. K-Аг – капсульный, образован кислыми полисахаридами, термостабильный, располагается на поверхности клеточной стенки и связан с капсулой. Vi-Аг – антиген вирулентности (разновидность К-Аг у патогенных микроорганизмов), представлен полимером кислых полисахаридов, термолабильный. Также антигенами являются токсины бактерий. Вирусные антигены бывают: сердцевинные, поверхностные, капсидные (оболочечные). Практическое применение антигенов. Из антигенов делают диагностические препараты (диагностикумы и аллергены) и лечебно-профилактические препараты (вакцины). 36. Структура и функции иммунной системы. Кооперация иммунокомпетентных клеток. Иммунная система – совокупность органов и тканей, обеспечивающих структурное и генетическое постоянство клеток организма – это вторая линия защиты, специфический иммунитет. Иммунная система выполняет функцию специфической защиты организма от антигенов. Иммунная система: Центральные органы: o костный мозг, o тимус. Периферические органы: o селезёнка, o лимфатические узлы, o пейеровы бляшки, o миндалины и аденоиды, 67 o аппендикс. Иммунный ответ – совокупность процессов, происходящих в иммунной системе в ответ на попадание антигена. Клетки, участвующие в иммунном ответе (Т- и В-лимфоциты, дендритные клетки и макрофаги) называются иммунокомпетентными. У иммунокомпетентных клеток есть антигены-маркёры, которые обозначаются буквами CD. По структуре они представляют собой гликопротеиды. Разработана номенклатура CD, которая позволяет идентифицировать клетки относительно их происхождения, стадии дифференцировки, функционального состояния. Классификация иммунокомпетентных клеток: Антиген-презентирующие клетки (АПК): o макрофаги, o дендритные клетки, o В-лимфоциты. Регуляторные клетки: o Т-хелперы (Th), o Т-супрессоры (Т-регуляторные клетки). Эффекторные клетки: o плазматические клетки (образуются из В-лимфоцитов); o цитотоксические Т-клетки с фенотипом CD8+; o эффекторные Т-клетки воспаления с фенотипом CD4+; o нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, макрофаги, тучные клетки, NK-клетки. Клетки памяти: o Т-клетки памяти с фенотипом CD8+RO, o В-клетки памяти с фенотипом CD19+RO. CD-маркёры клеток иммунной системы: CD45+ – общий лейкоцитарный антиген. CD3+ – линейный маркёр, присутствует на всех Т-лимфоцитах. CD3+ CD4+ – Т-лимфоцит-хелпер. CD3+ CD8+ – цитотоксический Т-лимфоцит (Т-киллер). CD19+ – линейный маркёр, присутствует на всех В-лимфоцитах. CD3- CD16+, 56+ – NK-клетка (натуральный киллер). CD14+, 64+ – моноцит, макрофаг. CD34+ – лимфоидная стволовая клетка (гемопоэтическая стволовая клетка). Кооперация иммунокомпетентных клеток Иммунная реакция организма может иметь различный характер, но всегда начинается с захвата антигена макрофагами крови и тканей или же со связывания со стромой лимфоидных органов. В макрофагах он может полностью разрушаться, но чаще подвергается лишь частичной деградации. В частности, большинство антигенов в лизосомах фагоцитов в течение часа подвергается ограниченной денатурации и протеолизу. Оставшиеся от них пептиды (как 68 правило, два-три остатка аминокислот) комплексируются с экспрессированными на внешней мембране макрофагов молекулами ГКГ. Макрофаги и все другие вспомогательные клетки, несущие на внешней мембране антигены, называются антигенпрезентирующими, именно благодаря им Т- и В-лимфоциты быстро распознают антиген. Иммунный ответ в виде антителообразования происходит при распознавании В-клетками антигена, который индуцирует их пролиферацию и дифференциацию в плазмоцит (плазматическую клетку). Прямое воздействие на В-клетку без участия Т-клеток могут оказать только тимуснезависимые антигены. В этом случае В-клетки кооперируются с Т-хелперами и макрофагами. Кооперация на тимусзависимый антиген начинается с его презентации на макрофаге Тхелперу. В механизме этого распознавания ключевую роль имеют молекулы ГКГ. Распознав антиген, Т-хелперы секретируют гамма-интерферон, который активирует макрофаги и способствует уничтожению захваченных ими микроорганизмов. Хелперный эффект на Вклетки проявляется пролиферацией и дифференциацией их в плазмоциты. В распознавании антигена при клеточном характере иммунного ответа, кроме Т-хелперов, участвуют также Ткиллеры, которые обнаруживают антиген на тех антигенпрезентирующих клетках, где он комплексируется с молекулами ГКГ. Т-киллеры связываются с комплексом антиген + молекулы ГКГ I класса на клетках-мишенях; привлекают к месту соприкосновения с ними цитоплазматические гранулы; повреждают мембраны мишеней после экзоцитоза их содержимого. В результате продуцируемые Т-киллерами лимфотоксины вызывают гибель всех трансформированных клеток организма, причём особенно чувствительны к нему клетки, заражённые вирусом. При этом наряду с лимфотоксином активированные Т-киллеры синтезируют интерферон, который препятствует проникновению вирусов в окружающие клетки и индуцирует в клетках образование рецепторов лимфотоксина, тем самым повышая их чувствительность к литическому действию Т-киллеров. Регуляция клеточного иммунного ответа, как и гуморального, осуществляется Т-супрессорами, которые воздействуют на пролиферацию цитотоксических и антигенпрезентирующих клеток. Цитокины. Все процессы кооперативных взаимодействий иммунокомпетентных клеток, независимо от характера иммунного ответа, обусловливаются особыми веществами с медиаторными свойствами, которые секретируются Т-хелперами, Т-киллерами, мононуклеарными фагоцитами и некоторыми другими клетками, участвующими в реализации клеточного иммунитета. Всё их многообразие принято называть цитокинами. По структуре цитокины являются протеинами, а по эффекту действия – медиаторами. Вырабатываются они при иммунных реакциях; быстро синтезируясь, цитокины расходуются в короткие сроки. При угасании иммунной реакции синтез цитокинов прекращается. 37. Формы иммунного ответа. Иммунный ответ может быть: первичным – при первой встрече с антигеном; 69 вторичным – при повторной встрече с антигеном. Формы иммунного ответа: клеточный иммунный ответ, гуморальный иммунный ответ, иммунологическая память, иммунологическая толерантность, аллергия. Клеточный тип иммунного ответа (основные этапы): 1. Распознавание антигена АПК (моноциты, макрофаги, дендритные клетки). 2. Обработка антигена и презентация (представление) его Т-хелперам вместе с антигенами ГКГ II класса. 3. Пролиферация Т-хелперов. 4. Активация Т-киллеров. 5. Разрушение инфицированной клетки активированными Т-киллерами при участии перфоринов, гранзимов. 6. Образование клеток памяти из Т-лимфоцитов. Гуморальный тип иммунного ответа Основа гуморального иммунного ответа – активация В-лимфоцитов и их дифференцировка в антителообразующие плазматические клетки. Основные этапы: 1. Распознавание антигена АПК (моноциты, макрофаги, дендритные клетки). 2. Обработка антигена и презентация (представление) его Т-хелперам вместе с антигенами ГКГ II класса. 3. Пролиферация Т-хелперов. 4. Активация В-лимфоцитов. 5. Образование клеток памяти из В-лимфоцитов. 6. Созревание В-лимфоцитов в плазматические клетки, синтезирующие Ig M. 7. Переключение плазмоцитов на синтез Ig G и Ig A. Иммунологическая память – способность иммунной системы отвечать на вторичное проникновение антигена быстрым развитием специфических реакций по типу вторичного иммунного ответа. Иммунологическая память: формируется благодаря Т- и В-клетками памяти, которые после 2-3 делений переходят в состояние покоя и циркулируют в организме; проявляется как ускоренный специфический ответ на повторное введение антигена; постоянная рециркуляция лимфоцитов памяти способствует их мобильному и повсеместному распространению в организме для быстрого опознания антигена; большая продолжительность жизни клеток памяти обеспечивает длительное сохранение приобретённого иммунитета; феномен иммунологической памяти используется в практике вакцинации людей; 70 лежит в основе аллергических заболеваний и гемолитической болезни новорождённых (при резус-конфликте). Иммунологическая толерантность – состояние специфической иммунологической ареактивности организма к определённым антигенам. Иммунологическая толерантность характеризуется: отсутствием ответа на антиген; отсутствием уничтожения антигена при повторном его введении; отсутствием антител на данный антиген. Виды иммунологической толерантности: Физиологическая – толерантность иммунной системы к собственным антигенам. Патологическая – толерантность иммунной системы к чужеродным антигенам. Искусственная – толерантность, искусственно воспроизводимая при помощи воздействий, подавляющих активность иммунной системы. Аллергия – патологическая форма иммуногенной реактивности. Формируется в результате повторного контакта клеток иммунной системы с чужеродным антигеном. Сопровождается повышением чувствительности к данному антигену. Характеризуется элиминацией (удалением) чужеродного антигена, а также повреждением собственных структур организма и нарушением его жизнедеятельности. Классификация аллергических реакций: ГНТ (гиперчувствительность немедленного типа) – 15-20 минут; ГЗТ (гиперчувствительность замедленного типа) – 1-3 суток. Классификация аллергических реакций: 1 тип (анафилактические, атопические), 2 тип (цитотоксические), 3 тип (иммунокомплексные), 4 тип (клеточные, туберкулиновые). 38. Иммуноглобулины, структура, их функции. Классы иммуноглобулинов. Антитела – молекулы гликопротеинов, образующиеся под действием антигена и способные к специфическому связыванию с его антигенными детерминантами (эпитопами). Антитела относятся к классу гамма-глобулинов. Другое название антител – иммуноглобулины. Основные функции антител: Нейтрализация токсинов и вирусов. Опсонизация бактериальных клеток и антигенов, облегчающая их фагоцитоз. Активация комплемента по классическому пути комплексом Аг+Ат. Антитела синтезируются плазматическими клетками, которые образуются из В-лимфоцитов. Структура 71 Молекулы антител всех классов состоят из полипептидных цепей: двух одинаковых тяжёлых цепей Н и двух одинаковых лёгких цепей L, соединённых между собой дисульфидными мостиками. У молекулы есть 2 Fab-фрагмента и Fc-фрагмент. Fab-фрагмент состоит из лёгких и тяжёлых цепей. Он представляет 2 антигенсвязывающих центра (активные центры) – центры связывания с антигенной детерминантой. Количество активных центров обусловливает валентность антитела (сколько антигенов может связать антитело). У нормального полноценного антитела есть как минимум два активных центра (т.е. он может связать с двумя антигенами). Если у антитела один активный центр, то такое антитело неполное (моновалентное)! Fc-фрагмент (константный фрагмент) представлен тяжёлыми цепями. Типовой структурой молекулы иммуноглобулина является IgG (именно он изображён на картинке). Остальные классы иммуноглобулинов отличаются от IgG дополнительными элементами организации их молекулы. Классы иммуноглобулинов Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобиологическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. IgM, свойства: Обнаруживается внутри сосудистого русла. Является главным Ig первичного иммунного ответа. Наличие IgM к антигенам конкретного возбудителя указывает на острый инфекционный процесс. Это основной класс, синтезируемый у новорождённых и младенцев. IgG, свойства: Обнаруживается в крови, лимфе, внесосудистых жидкостях организма. Единственный класс, который проникает через плаценту и обеспечивает пассивный иммунитет плода. Участвует в связывании и активации комплемента по классическому пути. 72 Вырабатывается на поздних этапах иммунного ответа и является основным при вторичном иммунном ответе. Высокие титры Ig G указывают на то, что организм находится на стадии выздоровления или конкретное заболевание перенесено недавно. IgA, свойства: Защищает слизистые оболочки ЖКТ и респираторного тракта от проникновения микроорганизмов. Нейтрализует энтеротоксин (экзотоксин бактерий, вызывающий диарею и другие признаки кишечного заболевания). Активирует комплемент и фагоцитоз. Участвует в местном иммунитете. Играет основную роль в иммунной защите вскармливаемых грудью детей от кишечных инфекций. IgA бывает сывороточный и секреторный (находится в секретах биологических жидкостей – слёзы, молоко, секрет клеток кишечника). IgD, свойства: Имеется на поверхности В-лимфоцитов. Участвует в дифференцировке В-клеток, в развитии местного иммунитета, в аутоиммунных процессах. Обладает антивирусной активностью. IgE, свойства: Имеет существенное значение в развитии антигельминтозного иммунитета. Защищает участки тела, подверженные травматическим повреждениям и микробной атаке. Инициирует острое воспаление. Присутствует в малых количествах в сыворотке, но главным образом связывается с тучными клетками. При контакте с аллергеном образуется комплекс аллерген+IgE+тучная клетка. Это сопровождается высвобождением из тучных клеток БАВ, которые и вызывают аллергические реакции. 39. Антителообразование: первичный и вторичный иммунный ответ. Факторы, определяющие динамику и интенсивность синтеза антител: доза и физические свойства антигенов, способ их введения, кратность их введения, реактивность и резистентность организма. В зависимости от кратности введения антигена может быть первичный ответ и вторичный ответ. Первичный иммунный ответ 73 Максимальный уровень антител при первичном гуморальном ответе наблюдается на 3-4 неделе и сохраняется в течение нескольких месяцев. Первоначально образуется IgМ, затем преобладает синтез IgG. Первичный иммунный ответ характеризуется низкой скоростью антителообразования и сравнительно невысокими титрами антител в крови. Динамика антителообразования при первичном иммунном ответе Динамика антителообразования при первичном иммунном ответе 1. Лаг-фаза (3-5 суток) – происходит распознавание антигенов и образование плазматических клеток. 2. Лог-фаза (логарифмическая фаза) (7-15 суток) – соответствует поступлению антител в кровь. 3. Стационарная фаза (фаза плато) (15-30 суток) – стабилизация титра антител. 4. Затухание ответа (1-6 месяцев) – выведение антител. 74 Особенности вторичного иммунного ответа: Отсутствие лаг-фазы (логично, не нужно распознавать антиген, он уже знаком нам). Более высокий титр антител. Длительное циркулирование антител. Динамика антителообразования при вторичном иммунном ответе 40. Гиперчувствительность немедленного типа. Механизмы возникновения, клиническая значимость. Гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ) – гиперчувствительность, обусловленная антителами (IgE, IgG, IgM) против аллергенов. Развивается через несколько минут или часов после воздействия аллергена: расширяются сосуды, повышается их проницаемость, развиваются зуд, бронхоспазм, сыпь, отёки. К ГНТ относятся I, II и III типы аллергических реакций (по Джейлу и Кумбсу): I тип – анафилактический, обусловленный главным образом действием IgE; II тип – цитотоксический, обусловленный действием IgG, IgM; III тип – иммунокомплексный, развивающийся при образовании иммунного комплекса IgG, IgM с антигенами. Аллергическая реакция I типа связана с биологическими эффектами IgE и IgG, названных реагинами, которые обладают цитофильностью – сродством к тучным клеткам и базофилам. Связывание аллергена с рецепторным комплексом реагинов вызывает дегрануляцию базофила и тучной клетки – залповый выброс биологически активных соединений (гистамин, гепарин и др.), содержащихся в гранулах, в межклеточное пространство. В результате развиваются бронхоспазм, вазодилатация, отёк и прочие симптомы, характерные для анафилаксии. Проявления: крапивница, отёк Квинке, ринит, поллиноз, пищевая аллергия, анафилактический шок… Аллергическая реакция II типа вызывается IgM и IgG, которые атакуют собственные ткани (ткань мозга, хрусталик, коллоид щитовидной железы, тестикулы – естественные аутоантигены; также клетки и ткани организма, изменившиеся под воздействием различных факторов). Массивный цитолиз собственных тканей организма сопровождается 75 соответствующими клиническими проявлениями: гемолитическая анемия, некоторые аутоиммунные заболевания… Цитотоксическим действием обладают также комплексы антиген-антитело, образующиеся в организме пациента в большом количестве после введения массивной дозы антигена (аллергическая реакция III типа). Антитела классов IgG, IgM образуют с растворимыми антигенами иммунные комплексы, которые активируют комплемент. При избытке антигенов или недостатке комплемента иммунные комплексы откладываются на стенке сосудов, базальных мембранах и вызывают их повреждение. Проявления: сывороточная болезнь, системная красная волчанка, ревматические болезни… 41. Анафилактический шок и сывороточная болезнь. Причины возникновения. Механизм. Их предупреждение. Анафилаксия представляет собой реакцию немедленного типа, возникающую при парентеральном повторном введении антигена. Основную роль в анафилаксии играет IgE, имеющий сродство к базофилам и тучным клеткам. После первого контакта организма с антигеном образуется IgE, который адсорбируется на поверхности названных выше клеток. При повторном попадании в организм этого же антигена IgE связывает антиген с образованием на мембране клеток комплекса IgE-антиген. Комплекс повреждает клетки, которые в ответ на это выделяют медиаторы: гистамин, серотонин, брадикинин... Эти медиаторы связываются рецепторами, имеющимися на поверхности функциональных мышечных, секреторных, слизистых и других клеток, вызывая их соответствующие реакции. Это ведёт к сокращению гладкой мускулатуры бронхов, кишечника, мочевого пузыря, повышению проницаемости сосудов и другим функциональным и морфологическим изменениям, которые сопровождаются клиническим проявлением. Клинически анафилаксия проявляется в виде одышки, удушья, слабости, беспокойства, судорог, непроизвольного мочеиспускания, дефекации и др. Анафилактическая реакция возникает спустя несколько минут или часов после повторного введения антигена. Протекает в виде анафилактического шока или как местные проявления. Интенсивность реакции зависит от дозы антигена, количества образующихся антител, и может закончиться выздоровлением или смертью. Состояние сенсибилизации после встречи с антигеном сохраняется месяцами, иногда годами; интенсивность сенсибилизации можно искусственно уменьшить введением малых разрешающих доз антигена, которые связывают и выводят из циркуляции в организме часть антител. Этот принцип был использован для десенсибилизации, т.е. предупреждения анафилактического шока при повторных введениях антигена. Впервые способ десенсибилизации предложил русский ученый А. Безредка (1907), поэтому он называется способом Безредки. Способ состоит в том, что человеку, ранее получавшему какой-либо препарат, при повторном введении (при наличии у него повышенной чувствительности к препарату) вначале вводят небольшую дозу, а затем, через 1-1,5 ч, – основную. Таким приёмом пользуются во всех клиниках для избежания развития анафилактического шока; этот приём является обязательным. 76 Сывороточной болезнью называют реакцию, возникающую при разовом парентеральном введении больших доз сывороточных и других белковых препаратов. Обычно реакция возникает спустя 10-15 сут. Механизм сывороточной болезни связан с образованием антител против введённого чужеродного белка (антигена) и повреждающим действием на клетки комплексов антиген-антитело. Клинически сывороточная болезнь проявляется отёком кожи и слизистых оболочек, повышением температуры тела, припуханием суставов, сыпью и зудом кожи; наблюдаются изменения в крови (увеличение СОЭ, лейкоцитоз и др.). Профилактика сывороточной болезни осуществляется по способу Безредки. 42. Гиперчувствительность замедленного типа. Кожно-аллергические пробы и их использование в диагностике некоторых инфекционных заболеваний. К ГЗТ относятся аллергические реакции, возникающие не ранее чем через 24-48 часа. ГЗТ впервые описана Р. Кохом (1890). Эта форма проявления не связана с антителами, а опосредована клеточными механизмами с участием Т-лимфоцитов. К ГЗТ относятся следующие формы проявления: туберкулиновая реакция, замедленная аллергия к белкам, контактная аллергия… К ГЗТ относится аллергическая реакция IV типа, обусловленная Т-лимфоцитами. Реакции замедленного типа могут возникать при сенсибилизации организма: 1. микроорганизмами и микробными антигенами (бактериальными, грибковыми, протозойными, вирусными); 2. гельминтами; 3. природными и искусственно синтезированными гаптенами (лекарственные препараты, красители); 4. некоторыми белками. Следовательно, реакция замедленного типа может вызываться практически всеми антигенами. Механизм аллергической реакции этого типа состоит в сенсибилизации Т-хелперов антигеном. Сенсибилизация лимфоцитов вызывает выделение медиаторов, в частности интерлейкина-2, которые активируют макрофаги и тем самым вовлекают их в процесс разрушения антигена, вызвавшего сенсибилизацию лимфоцитов. Цитотоксичность проявляют также и сами Т-лимфоциты. Морфологическая картина при аллергиях клеточного типа носит воспалительный характер, обусловленный реакцией лимфоцитов и макрофагов на образующийся комплекс антигена с сенсибилизированными лимфоцитами. Кожно-аллергическая проба – диагностическая процедура, состоящая в нанесении на кожу пациента (или внутрикожном введении) раствора аллергенов с целью идентификации специфического агента, вызывающего аллергию у индивидуума. При наличии повышенной чувствительности к компоненту пробы в месте нанесения раствора на коже возникает местная реакция в виде покраснения и/или опухлости. 77 Кожно-аллергическую пробу также применяют для диагностики некоторых инфекционных заболеваний: Проба Манту – при диагностике туберкулёза (туберкулин). Проба Бюрне – при диагностике бруцеллёза (бруцеллин). Проба Касони – при диагностике эхинококкоза. Это далеко не полный список, также применяют для диагностики туляремии (тулярин), сибирской язвы (антраксин), дизентерии (дизентерин). 43. Особенности противовирусного, противогрибкового, противоопухолевого, трансплантационного иммунитета. Противовирусный иммунитет. Основой противовирусного иммунитета является клеточный иммунитет. Клетки-мишени, инфицированные вирусом, уничтожаются цитотоксическими лимфоцитами, а также NK-клетками и фагоцитами. Противовирусные антитела способны нейтрализовать только внеклеточно расположенные вирусы. Вирусы, окружённые и блокированные белками организма, поглощаются фагоцитами или выводятся с мочой, потом и др. Интерфероны усиливают противовирусную резистентность, индуцируя в клетках синтез ферментов, подавляющих образование нуклеиновых кислот и белков вирусов. Противовирусная защита слизистых оболочек обусловлена секреторными IgA, которые, взаимодействуя с вирусами, препятствуют их адгезии на эпителиоцитах. Противогрибковый иммунитет. Основой противогрибкового иммунитета является клеточный иммунитет. Микозы часто развиваются после длительной антибактериальной терапии и при иммунодефицитах. Они сопровождаются развитием гиперчувствительности замедленного типа. Противоопухолевый иммунитет основан на клеточном иммунном ответе, активирующем цитотоксические Т-лимфоциты, макрофаги и NK-клетки. Опухолевый антиген распознаётся АПК и непосредственно или через Т-хелперы представляется цитотоксическим Т-лимфоцитам, разрушающим опухолевую клетку-мишень. Кроме специфического противоопухолевого иммунитета, иммунный надзор за нормальным составом тканей реализуется за счёт неспецифических факторов. Трансплантационным иммунитетом называют иммунную реакцию макроорганизма, направленную против пересаженной в него чужеродной ткани (трансплантата). Иммунная реакция на чужеродные клетки и ткани обусловлена тем, что в их составе содержатся генетически чужеродные для организма антигены. Эти антигены, получившие название трансплантационных или антигенов гистосовместимости, наиболее полно представлены на ЦПМ клеток. При контакте с чужеродными трансплантационными антигенами организм реагирует факторами клеточного и гуморального звеньев иммунитета. 78 Основным фактором клеточного трансплантационного иммунитета являются Т-киллеры. Эти клетки после сенсибилизации антигенами донора мигрируют в ткани трансплантата и начинают уничтожать их. Специфические антитела, которые образуются на чужеродные антигены, имеют важное значение в формировании трансплантационного иммунитета. Они запускают антителозависимый цитолиз трансплантата. 44. Понятие о клинической иммунологии. Иммунный статус человека и факторы, влияющие на него. Клиническая микробиология – это клиническая дисциплина, занимающаяся изучением вопросов диагностики и лечения больных с различными заболеваниями и патологическими состояниями, в основе которых лежат иммунологические механизмы, а также состояниями, в терапии и профилактике которых иммунопрепараты играют ведущую роль. Клиническая иммунология изучает функции иммунной системы, представленной в организме органами центральной и периферической иммунной системы, а также клеточными и гуморальными факторами, участвующими в формировании иммунного ответа. Задачи клинической иммунологии: 1. Диагностика врождённой недостаточности иммунной системы, в том числе наследственных дефектов системы комплемента и фагоцитарной функции. 2. Специфическая диагностика аллергий, аутоиммунной патологии, онкологических заболеваний. 3. Своевременное выявление приобретённых иммунологических дефектов. 4. Определение состава и характеристик тканей человека: групп крови, резус-фактора, трансплантационных антигенов. 5. Выявления конкретного иммунного дефекта и подбор способа иммунокоррекции. 6. Изучение эффективности иммунокорректирующей терапии и прогнозирование течения иммунного заболевания. Иммунный статус – совокупность показателей неспецифической и специфической защиты, характеризующая индивидуальную иммунную реактивность организма (может ли организм нормально отреагировать на конкретный антиген в конкретный момент времени). Иммунный статус – это состояние иммунной системы! Факторы, влияющие на состояние иммунной системы: Климатогеографические факторы (температура, влажность, солнечная радиация, длина светового дня). Социальные факторы (питание, жилищно-бытовые условия, профессиональные вредности). Производственные факторы (радиация, температура, шум). Медицинские факторы (диагностические и лечебные процедуры, лекарственная терапия, травматичные оперативные вмешательства). 79 45. Оценка иммунного статуса: основные показатели и методы их определения. Иммунный статус можно определить путём постановки комплекса лабораторных тестов, включающих оценку состояния факторов неспецифической резистентности (А-система), гуморального (В-система) и клеточного (Т-система) иммунитета. Оценка иммунного статуса проводится в клинике при трансплантации органов и тканей, аутоиммунных заболеваниях, аллергиях, для выявления иммунологической недостаточности при различных инфекционных и соматических заболеваниях, для контроля эффективности лечения болезней, связанных с нарушениями иммунной системы. В зависимости от возможностей лаборатории оценка иммунного статуса чаще всего базируется на определении комплекса следующих показателей: 1) общего клинического обследования; 2) состояния факторов естественной резистентности (А-система); 3) гуморального иммунитета (В-система); 4) клеточного иммунитета (Т-система); 5) дополнительных тестов. При общем клиническом обследовании учитывают жалобы пациента, анамнез, клинические симптомы, результаты общего анализа крови, данные биохимического исследования. Гуморальный иммунитет определяют по уровню иммуноглобулинов классов G, M, A, D, Е в сыворотке крови, количеству специфических антител, катаболизму иммуноглобулинов, гиперчувствительности немедленного типа, показателю В-лимфоцитов в периферической крови… Состояние клеточного иммунитета оценивают по количеству Т-лимфоцитов, определению гормонов тимуса, уровню секретируемых цитокинов, а также постановкой кожных проб с аллергенами… Для постановки кожных аллергических проб используются антигены, к которым в норме должна быть сенсибилизация, например, проба Манту с туберкулином. Таким образом, оценка иммунного статуса проводится на основании постановки большого числа лабораторных тестов, позволяющих оценить состояние как гуморального и клеточного звеньев иммунной системы, так и факторов неспецифической резистентности. Все тесты разделены на две группы: тесты 1-го и 2-го уровня. Тесты 1-го уровня (ориентировочные) могут быть выполнены в любой клинической иммунологической лаборатории первичного звена здравоохранения, они используются для первичного выявления лиц с явно выраженной иммунопатологией. Для более точной диагностики используются тесты 2-го уровня (аналитические). 46. Первичные и вторичные иммунодефициты. Иммунодефициты – это нарушения нормального иммунного статуса, обусловленные дефектом одного или нескольких механизмов иммунного ответа. Различают первичные, или врождённые (генетические), и вторичные, или приобретённые, иммунодефициты. 80 В качестве первичных иммунодефицитов выделяют такие состояния, при которых нарушение иммунных гуморальных и клеточных механизмов связано с генетическим блоком, т.е. генетически обусловлено неспособностью организма реализовывать то или иное звено иммунологической реактивности. Расстройства иммунной системы могут затрагивать как основные специфические звенья в функционировании иммунной системы, так и факторы, определяющие неспецифическую резистентность. В зависимости от уровня и характера нарушений различают гуморальные, клеточные и комбинированные иммунодефициты. Врождённые иммунодефицитные синдромы и заболевания представляют собой довольно редкое явление. Причинами врождённых иммунодефицитов могут быть удвоение хромосом, точечные мутации, дефект ферментов обмена нуклеиновых кислот, генетически обусловленные нарушения мембран, повреждения генома в эмбриональном периоде и др. Как правило, первичные иммунодефициты проявляются на ранних этапах постнатального периода и наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Проявляться первичные иммунодефициты могут в виде недостаточности фагоцитоза, системы комплемента, гуморального иммунитета (В-системы), клеточного иммунитета (Т-системы) или же в виде комбинированной иммунологической недостаточности. Вторичные иммунодефициты в отличие от первичных развиваются у лиц с нормально функционировавшей от рождения иммунной системой. Они формируются под воздействием окружающей среды на уровне фенотипа и обусловлены нарушением функции иммунной системы в результате различных заболеваний или неблагоприятных воздействий на организм. При вторичных иммунодефицитах могут поражаться Т- и В-системы иммунитета, факторы неспецифической резистентности, возможны также их сочетания. Вторичные иммунодефициты встречаются значительно чаще, чем первичные. Вторичные иммунодефициты, как правило, преходящи и поддаются иммунокоррекции, т.е. восстановлению нормальной деятельности иммунной системы. Вторичные иммунодефициты могут быть: после перенесённых инфекций (особенно вирусных); при ожоговой болезни; при уремии; при опухолях; при нарушении обмена веществ и истощении; при дисбактериозах; при тяжёлых травмах, обширных хирургических операциях, особенно выполняемых под общим наркозом; при облучении, действии химических веществ; при старении, а также медикаментозные, связанные с приёмом лекарств. 47. Взаимодействие антигена с антителом in vitro. Теория сетевых структур. Процесс взаимодействия антигена и антитела в серологических реакциях протекает в две фазы: 1) Специфическая – фаза взаимодействия, в которой происходит комплементарное соединение активных центров антител и эпитопов антигена. Обычно эта фаза длится несколько секунд или минут. 2) Неспецифическая – фаза проявления, характеризуется внешними признаками образования иммунных комплексов. Эта фаза может развиваться от нескольких минут до нескольких часов. Оптимальное специфическое взаимодействие антител с антигеном происходит в изотоническом растворе с рН, близким к нейтральному. Реакция антиген-антитело в системе 81 in vitro может сопровождаться возникновением нескольких феноменов: агглютинации, преципитации, лизиса. Внешние проявления реакции зависят от физико-химических свойств антигена (размер частиц, физическое состояние), класса и вида антител (полные и неполные), а также условий опыта (консистенция среды, концентрация солей, рН, температура). Поливалентность антигенов и антител обеспечивает возникновение видимых невооружённым глазом агрегатов. Это происходит в соответствии с теорией образования сетей, согласно которой к образовавшемуся комплексу антиген-антитело последовательно присоединяются другие молекулы антител и антигена. В результате формируются сетевые структуры, которые превращаются в агрегаты, выпадающие в осадок. Характер и выраженность реакции зависят от количественного соотношения антигенов и антител. Наиболее интенсивно реакции проявляются в том случае, если реагенты находятся в эквивалентном соотношении. Необходимое условие образование решетки (сетей) – наличие более трёх антигенных детерминант на каждую молекулу антигена и по два активных центра на каждую молекулу антитела. Молекулы антигена являются узлами решетки, а молекулы антител – связующими звеньями. 48. Реакция агглютинации. Компоненты, механизм, способы постановки. Применение. Реакция агглютинации – склеивание корпускул (бактерий, эритроцитов и др.) антителами в присутствии электролитов. Реакция агглютинации проявляется в виде хлопьев или осадка, состоящих из корпускул (например, бактерий), «склеенных» антителами. РА может быть ориентировочной (на стекле) и развёрнутой (несколько сывороток больного). Реакцию агглютинации используют для: определения возбудителя, выделенного от больного (сероиндикация, сероидентификация); определения антител в сыворотке крови больного (серодиагностика); определения групп крови. 1. Определение возбудителя, выделенного от больного (поиск антигена) 82 Компоненты: взвесь бактерий, выделенных от больного (антиген); диагностическая сыворотка агглютинирующая; изотонический раствор NaCl («физраствор»). 2. Определение антител в сыворотке крови больного (поиск антител) Компоненты: сыворотки больного (антитела), диагностикум (антиген), изотонический раствор NaCl («физраствор»). К разведениям сыворотки больного добавляют диагностикум. Отмечают наибольшее разведение сыворотки (титр сыворотки), при котором произошла агглютинация, т.е. образовался осадок. 3. Реакция агглютинации для определения групп крови Реакцию агглютинации для определения групп крови применяют для установления системы AB0 с помощью агглютинации эритроцитов антителами иммунной сыворотки против антигенов групп крови А и В. Определение групп крови АВ0 Результаты реакции эритроцитов со стандартными сыворотки (плазмы) со сыворотками стандартными эритроцитами анти-А анти-В А (II) B (III) + + + + + + + + - Групповая принадлежность исследуемой крови 0 (I) А (II) В (III) АВ (IV) 49. Реакция пассивной гемагглютинации. Механизм. Компоненты. Применение. Реакция пассивной гемагглютинации (РПГА) = реакция непрямой гемагглютинации (РНГА). В РНГА выявляют антитела сыворотки крови больного с помощью эритроцитарного диагностикума, который представляет собой эритроциты с адсорбированными на них антигенами (например, дизентерийный эритроцитарный диагностикум для выявления в сыворотке больного антител к возбудителю дизентерии). Эритроциты с адсорбированными на них антигенами взаимодействуют с соответствующими антителами сыворотки крови, что вызывает склеивание и выпадение эритроцитов на дно пробирки или ячейки в виде фестончатого осадка. При отрицательной реакции эритроциты не склеиваются и оседают в виде «пуговки». РПГА ставят в пластиковых планшетках или в пробирках с разведением сыворотки крови больного, к которым добавляют эритроцитарный диагностикум. Компоненты: сыворотки больного (антитело), эритроцитарный диагностикум (антиген), изотонический раствор NaCl («физраствор»). 83 50. Реакция торможения гемагглютинации. Механизм. Компоненты. Применение. Гемагглютинины вирусов склеивают эритроциты. Это свойство используют в реакции гемагглютинации для индикации и титрования вирусов, что необходимо для последующей постановки РТГА. Реакция торможения гемагглютинации основана на блокаде, подавлении антигенов (гемагглютининов) вирусов антителами иммунной сыворотки, в результате чего вирусы теряют свойство агглютинировать эритроциты. РТГА применяют для диагностики многих вирусных заболеваний, возбудители которых (вирусы гриппа, кори, краснухи…) могут агглютинировать эритроциты. Компоненты: эритроциты, вирусы (антигены), антивирусная диагностическая сыворотка (антитело), изотонический раствор NaCl («физраствор»). 84 51. Реакция преципитации. Механизм. Компоненты. Способы постановки. Применение. Реакция преципитации – это формирование и осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена с антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Реакцию преципитации ставят в пробирках (реакция кольцепреципитации), в гелях, питательных средах и др. Положительная реакция преципитации проявляется феноменами: образование кольца преципитации на границе растворов антигена и антител (реакция кольцепреципитации в пробирках), образование полос или усов преципитации (РП на геле или на агаре). РП используют для диагностики инфекционных заболеваний, для определения токсигенности дифтерийной палочки. Компоненты: антиген, иммунная сыворотка преципитирующая (антитело), изотонический раствор NaCl («физраствор»). Реакция кольцепреципитации 52. Реакция связывания комплемента. Механизм. Компоненты. Применение. Реакция связывания комплемента (РСК) заключается в том, что при соответствии друг другу антигены и антитела образуют иммунный комплекс, к которому через Fc-фрагмент антител присоединяется комплемент (С), т.е. происходит связывание комплемента комплексом антиген-антитело. Если же комплекс антиген-антитело не образуется, то комплемент остаётся свободным. РСК проводят в две фазы: 1-я фаза – инкубация смеси, содержащей три компонента антиген + антитело + комплемент; 2-я фаза (индикаторная) – выявление в смеси свободного комплемента путём добавления к ней гемолитической системы, состоящей из эритроцитов барана и гемолитической сыворотки, содержащей антитела к ним. В 1-й фазе реакции при образовании комплекса антиген-антитело происходит связывание им комплемента, и тогда во 2-й фазе гемолиз сенсибилизированных антителами эритроцитов не произойдёт; реакция положительная. Если антиген и антитело не соответствуют друг другу (или в исследуемом образце нет антигена или антитела), комплемент остается свободным и во 2-й фазе присоединится к комплексу эритроцит-антиэритроцитарное антитело, вызывая гемолиз; реакция отрицательная. РСК применяют для диагностики многих инфекционных болезней, в частности сифилиса (реакция Вассермана). Компоненты: 85 Первая система: 1. антиген, 2. антитело, 3. комплемент. Гемолитическая система: 4. эритроциты барана, 5. гемолитическая сыворотка. 53. Реакция нейтрализации токсина антитоксином, нейтрализации вирусов в культуре клеток и в организме лабораторных животных. Механизм. Компоненты. Способы постановки. Применение. Антитела иммунной сыворотки способны нейтрализовать повреждающее действие микробов или их токсинов на чувствительные клетки и ткани, что связано с блокадой микробных антигенов антителами, т.е. их нейтрализацией. Реакцию нейтрализации (РН) проводят путём введения смеси антиген-антитело животным или в чувствительные тест-объекты (культуру клеток, эмбрионы). При отсутствии у животных и тест-объектов повреждающего действия антигенов и токсинов говорят о нейтрализующем действии иммунной сыворотки. Например, животным вводят экзотоксин ботулизма (их много видов), затем каждому животному вводят один из видов антитоксической сыворотки. Если какое-то из животных не погибает, значит сыворотка, введённая ему, соответствует типу экзотоксина. 86 То же самое с вирусами. Вирусы, введённые в культуру клеток, буду оказывать на неё цитопатогенный эффект (т.е. будут разрушать её). Если вместе с вирусом ввести правильно подобранную антивирусную сыворотку, то вирус будет нейтрализован и среда останется целой. Компоненты: вирус / экзотоксин, иммунная сыворотка антивирусная / антитоксическая, лабораторные животные / культура клеток / эмбрион. 54. Реакция иммунофлюоресценции. Механизм. Компоненты. Применение. Реакция иммунофлюоресценции (РИФ) – метод выявления специфических антигенов с помощью антител, конъюгированных с флюорохромом. Обладает высокой чувствительностью и специфичностью. РИФ является методом экспресс-диагностики для выявления антигенов микробов или определения антител. Различают три разновидности метода: прямой, непрямой, с комплементом. Прямой метод РИФ основан на том, что антигены тканей или микробы, обработанные иммунными сыворотками с антителами, меченными флюорохромами, способны светиться в УФ-лучах люминесцентного микроскопа. Бактерии в мазке, обработанные такой люминесцирующей сывороткой, светятся по периферии клетки в виде каймы зелёного цвета. 87 Компоненты: антигены (микроб); антитела, меченные флюорохромом (сыворотка диагностическая люминесцентная); изотонический раствор NaCl («физраствор»). Непрямой метод РИФ заключается в выявлении комплекса антиген-антитело с помощью антиглобулиновой (против антитела) сыворотки, меченной флюорохромом. Для этого мазки из взвеси микробов обрабатывают антителами антимикробной диагностической сыворотки. Затем оставшиеся на микробах антитела выявляют, обрабатывая мазок антиглобулиновой сывороткой, меченной флюорохромами. В результате образуется комплекс микроб + антимикробные антитела + антиглобулиновые антитела, меченные флюорохромом. Этот комплекс наблюдают в люминесцентном микроскопе, как и при прямом методе. Компоненты: антигены (микроб); антитела (антимикробная диагностическая сыворотка); антиглобулиновая сыворотка, меченная флюорохромом (антитела против антител); изотонический раствор NaCl («физраствор»). 55. Иммуноферментный анализ. Иммуноблотинг. Механизмы. Компоненты. Применение. Иммуноферментный анализ или метод – выявление антигенов с помощью соответствующих им антител, конъюгированных с ферментом-меткой (пероксидазой хрена, бетагалактозидазой или щелочной фосфатазой). После соединения антигена с меченной ферментом иммунной сывороткой в смесь добавляют субстрат / хромоген. Субстрат расщепляется ферментом и изменяется цвет продукта реакции – интенсивность окраски прямо пропорциональна количеству связавшихся молекул антигена и антител. ИФА 88 применяют для диагностики вирусных, бактериальных и паразитарных болезней, в частности для диагностики ВИЧ-инфекций, гепатита В и др. Твердофазный ИФА – вариант теста, когда один из компонентов иммунной реакции (антиген или антитело) сорбирован на твёрдом носителе, например, в лунках планшеток из полистирола. Компоненты выявляют добавлением меченых антител или антигенов. При положительном результате изменяется цвет субстрата / хромогена. I. При определении антител (левый рисунок) в лунки планшеток с сорбированным антигеном последовательно добавляют сыворотку крови больного, антиглобулиновую сыворотку, меченную ферментом, и субстрат/хромоген для фермента. II. При определении антигена (правый рисунок) в лунки с сорбированными антителами вносят антиген (например, сыворотку крови с искомым антигеном), добавляют диагностическую сыворотку против него и вторичные антитела (против диагностической сыворотки), меченные ферментом, а затем субстрат/хромоген для фермента. Иммуноблоттинг — высокочувствительный метод выявления белков, основанный на сочетании электрофореза и ИФА. Иммуноблоттинг используют как диагностический метод при ВИЧ-инфекции и др. 56. Вакцины. Определение. Современная классификация вакцин. Требования, предъявляемые к вакцинным препаратам. Вакцины – антигенные иммунобиологические препараты, применяемые для создания активного специфического иммунитета к определённому возбудителю. 1796 год – Эдвард Дженнер создаёт вакцину для профилактики натуральной оспы. 89 Вакцины – препараты, получаемые из бактерий, вирусов и других микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности. Действующим началом в вакцинах является специфический антиген, в качестве которого используют: живые ослабленные микробы, лишённые патогенности, но сохранившие антигенные свойства; инактивированные тем или иным способом цельные микробные клетки или вирусные частицы; субклеточные антигенные комплексы (протективные антигены), выделенные из микробов; микробные метаболиты (токсины-анатоксины), играющие основную роль в патогенезе инфекций и обладающие специфической антигенностью; химические или биологические синтезированные молекулярные антигены, в том числе полученные с помощью рекомбинантных штаммов микробов, аналогичных природным антигенам. Классификация вакцин: По назначению: o профилактические, o лечебные. По природе иммуногенов (антигенов) вакцины: o бактериальные, o вирусные, o риккетсиозные, o антитоксические. По количеству компонентов: o моновакцины, o поливакцины. По способу приготовления: o вакцины 1 поколения (цельномикробные вакцины: живые и убитые), o вакцины 2 поколения (химические вакцины: субъединичные и анатоксины), o вакцины 3 поколения (генно-инженерные вакцины: биосинтетические, векторные, рибосомальные), o ассоциированные вакцины (комбинированные вакцины, например, АКДС). Требования, предъявляемые к вакцинным препаратам: безвредность, способность вызывать стойкий иммунитет, стабильность при хранении. Побочные действия вакцин: Повышение чувствительности к препаратам (повышение температуры до 40°С, отёк и гиперемия в месте введения). Аллергическая реакция (чаще на вакцины 1 поколения). Вакцина жёлтой лихорадки может вызвать нервные расстройства по типу энцефалита. Развитие аутоиммунных заболеваний. 90 57. Вакцинопрофилактика. Вакцины из живых бактерий и вирусов. Принципы получения вакцинных штаммов. Способы аттенуации. Примеры вакцин из живых бактерий и вирусов. Преимущества и недостатки аттенуированных вакцин. Вакцинопрофилактика – способ предупреждения инфекционных заболеваний путём создания искусственного специфического активного иммунитета в ответ на введение в организм вакцины. Вакцины из живых бактерий и вирусов = живые вакцины. Относятся к первому поколению вакцин. Бывают: Дивергентные – содержат непатогенные для человека микроорганизмы, находящиеся в близком родстве с возбудителями инфекционных заболеваний и обладающие перекрёстной иммуногенностью. Например, БЦЖ, ротавирусная, оспенная вакцина. Аттенуированные (ослабленные) – готовят из бактерий или вирусов, утративших вирулентность, но сохранивших иммуногенные свойства. Например, чумная, туляремийная, сибиреязвенная, бруцеллёзная, БЦЖ, краснушная, коревая, паротитная, аденовирусная, полиомиелитная Сэбина… Принципы получения вакцинных штаммов (разработаны Луи Пастером): селекция спонтанных мутантов с пониженной вирулентностью и сохранённой иммуногенностью путём культивирования в определённых условиях; пассирование через организм животных, устойчивых к данной инфекции. Способы аттенуации: длительное воздействие на штамм химических (мутагены) и физических (температура) факторов; многочисленные пассажи через невосприимчивый организм. Преимущества живых вакцин: По механизму действия они напоминают дикие штаммы и вытесняют последние из организма. Формируют прочный и длительный гуморальный и клеточный иммунитет, так как размножаются и персистируют в организме. Легко проводить вакцинацию, так как необходимы небольшие дозы и требуется только однократная вакцинация. Не содержат консервантов (фенол, мертиолят). Возможность выбора разных путей введения в организм. Недостатки живых вакцин: Содержат до 99% балласта – реактогенны (много побочных действий). Способны вызывать мутации клеток организма. Трудно дозируются, требуют особых условий хранения. Есть возможность возвращения в вирулентную форму. Относительно нестабильны в процессе производства, транспортировки и хранения. Живые вакцины не ставят людям с ИММУНОДЕФИЦИТАМИ!!! 91 58. Вакцинопрофилактика. Вакцины из убитых бактерий и вирусов. Приготовление. Примеры убитых вакцин. Ассоциированные вакцины. Преимущества и недостатки убитых вакцин. Вакцинопрофилактика – способ предупреждения инфекционных заболеваний путём создания искусственного специфического активного иммунитета в ответ на введение в организм вакцины. Вакцины из убитых бактерий и вирусов = убитые (инактивированные) вакцины. Убитые вакцины получают из микроорганизмов, убитых физическим (нагревание, облучение, ультразвук) или химическим (фенол, формалин, ацетон) методами. Например, вакцина против клещевого энцефалита, антирабическая вакцина (против бешенства), лептоспирозная, брюшнотифозная… Требуется проведения курса иммунизации (вакцинации), состоящего из нескольких прививок. Преимущества убитых вакцин: Относительная простота их получения. Стабильны и безопасны. Хорошо комбинируются и дозируются, не требуют особых условий хранения. Не вызывают вакциноассоциированных заболеваний. Применяются у людей с иммунодефицитами. Большая устойчивость при хранении. Недостатки убитых вакцин: Реактогенны. Содержат фенол. Иммунитет непродолжительный – требуется ревакцинация. Возможны реакции гиперчувствительности в результате повторных введений чужеродного белка. Ассоциированные вакцины – Это комбинированные вакцины, в результате действия которых иммунитет формируется одновременно к нескольким инфекциям. Примеры: АКДС – из убитых коклюшных бактерий и инактивированных экзотоксинов дифтерии и столбняка. Тривакцина – из ослабленных вирусов кори, краснухи и паротита. Тетракокк – из анатоксинов дифтерии и столбняка, убитых коклюшных бактерий и убитых вирусов полиомиелита. 59. Молекулярные вакцины: анатоксины. Получение. Использование анатоксинов для профилактики инфекционных заболеваний. Примеры вакцин. Анатоксины – препараты, содержащие модифицированные химическим путём экзотоксины, лишённые токсических свойств, но сохранившие высокую антигенность и иммуногенность. Примеры: АС-анатоксин – обезвреженный формалином экзотоксин столбняка. 92 АДС, АДС-м – дифтерийный и столбнячный анатоксины. Трианатоксин – обезвреженные формалином экзотоксины ботулизма А, В, Е. Тетраанатоксин – обезвреженные формалином экзотоксины ботулизма и столбняка. Пентаанатоксин – обезвреженные формалином экзотоксины ботулизма и анатоксины газовой гангрены А и Е. Секстаанатоксин – обезвреженные формалином экзотоксины ботулизма, газовой гангрены и столбняка. Преимущества анатоксинов: Стабильны. Менее реактогенны, так как содержат только изолированные протективные антигены бактерий. Недостатки анатоксинов: Небольшие размеры вводимых комплексов, что приводит к быстрому выведению их из организма. Слабые иммуногены; поэтому к ним для повышения эффективности добавляют адъюванты (например, гидроксид алюминия). Индуцируют только антитоксический иммунитет, что не позволяет предотвратить бактерионосительство. 60. Генно-инженерные вакцины. Получение. Применение. Преимущества и недостатки. Генно-инженерные вакцины (вакцины 3 поколения) бывают: 1. Биосинтетические – искусственно созданные антигены микробов. Для их получения используют дрожжевую клетку, в которую встраивают ген патогенного микроорганизма, отвечающий за синтез данного антигена. Например, вакцина Энджерикс против гепатита В. 2. Векторные (рекомбинантные) вакцины получают встраиванием генов различных возбудителей в геном ослабленного вируса или бактерии (вектор). Например, Спутник V (Гам-КОВИД-Вак) для профилактики COVID-19 сделан на основе аденовирусного вектора. 3. Рибосомальные вакцины – получают путём выделения микробных рибосом с матрицей иРНК. Например, Бронхомунал, Рибомунил. Преимущества: Меньше побочных эффектов, так как не содержат микроорганизмов. Вызывают узкоспецифический иммунитет. Возможно комплектование по иммуногенным свойствам. Недостатки: Менее эффективны, так как вирусы вариабельны. Вопрос об идентичности естественному антигену. Сложны и дороги. 61. Вакцинотерапия. Понятие о лечебных вакцинах. Получение. Применение. Механизм действия. Вакцинотерапия – лечение хронических заболеваний при помощи лечебных вакцин. 93 Лечебные вакцины – вакцины, применяемые для перевода хронической стадии заболевания в острую при неэффективности антибиотикотерапии вследствие лекарственной устойчивости. Действие лечебных вакцин основано на стимуляции иммунной системы, усилении специфических и неспецифических факторов иммунитета, способных подавлять размножение микроорганизмов, нейтрализовать и элиминировать токсические продукты. Классификация лечебных вакцин по способу приготовления: Убитые: бруцеллёзная, гонококковая, стафилококковая (жидкая), дизентерийная, герпетическая. Химические: антифагин стафилококковый, протейная… Также лечебные вакцины применяют для лечения опухолей. Такие лечебные вакцины представляют из себя набор антигенов, чаще всего полученный из опухолевых клеток пациента, которые вводятся в организм с надеждой на развитие специфической иммунной реакции, выработки специализированных антител против клеток опухоли. 62. Диагностические антигенные препараты: диагностикумы, аллергены, токсины. Получение. Применение. Диагностические препараты с действующим началом – антиген: диагностикумы, аллергены, токсины. Аллергены – это антигены, вызывающие у чувствительных к ним людей аллергические реакции. В зависимости от происхождения аллергены можно разделить на инфекционные и неинфекционные. Инфекционные аллергены – препараты, содержащие взвесь убитых микробных клеток или растворимых антигенов возбудителей, используемые для выявления сенсибилизированных Тлимфоцитов. Цель применения: 1. Специфическая диагностика инфекционных заболеваний, сопровождающихся аллергической перестройкой организма. 2. Ретроспективная диагностика перенесённых инфекционных заболеваний. 3. Определение наличия прививочного иммунитета; отбор лиц, подлежащих вакцинации. Способ применения: инфекционные аллергены используют для постановки кожноаллергической пробы по типу гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Примеры: туберкулин, бруцеллин, тулярин, антраксин, токсоплазмин, орнитин и др. Неинфекционные аллергены: пыльцевые, бытовые, пищевые, промышленные, сывороточные и др. Цель применения: определение чувствительности макроорганизма к чужеродному белку. 94 Способ применения: сывороточные аллергены используют для постановки кожноаллергической пробы по типу гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ). Примеры: нормальная сыворотка 1:100, глобулин 1:100. Токсины – препараты, содержащие бактериальные экзотоксины в малых безвредных дозах. Применение: для определения напряжённости антитоксического иммунитета к соответствующему возбудителю. Вводят внутрикожно и наблюдают за реакцией. Примеры: токсин Шика (из экзотоксина дифтерийной палочки) ставится для выявления антитоксического противодифтерийного иммунитета; токсин Дика (из экзотоксина стрептококка). Примечание: эти пробы в настоящее время не применяются и представляют только исторический интерес. Диагностикумы – взвесь убитых микробов или их отдельные антигены. Цель применения: в иммунных реакциях для обнаружения антител к данному виду микроба в сыворотке крови больного или определения титра антител в парных сыворотках больного (серодиагностика). Классификация диагностикумов: Корпускулярные – из целых микробных клеток или вирусных частиц. Например, бруцеллёзный, коклюшный, дизентерийный… Монодиагностикумы – из отдельных антигенов микробной клетки. Например, сальмонеллёзный Н-диагностикум, холерный О-диагностикум. Эритроцитарный – препараты, содержащие антигены, адсорбированные на эритроцитах, обработанных танином. Используют в реакции непрямой или пассивной гемагглютинации (РНГА/РПГА). Например, эритроцитарный дифтерийный диагностикум. 63. Иммунные сыворотки. Современная классификация сывороток. Получение, очистка, применение. Требования, предъявляемые к сывороточным препаратам. Сыворотки – иммунобиологические препараты, содержащие антитела, обеспечивающие пассивный иммунитет к возбудителям инфекционных болезней. Сыворотки используют для лечения и для профилактики. Иммунитет, создаваемый сывороточными препаратами, проявляется сразу после введения препарата, продолжительность его 2-4 недели. Классификация лечебных сывороток: По способу очистки: o Нативные сыворотки – гипериммунные сыворотки, освобождённые от форменных элементов крови и фибрина. Наряду с антителами содержат не выполняющие иммунных функций альбумины, обусловливающие сенсибилизацию организма. o Очищенные сыворотки – гипериммунные сыворотки, освобождённые от балластных веществ, не являющихся носителями антител, обладают сниженными сенсибилизирующими свойствами. 95 o Гамма-глобулины (чистые антитела, иммуноглобулины) – очищенные и концентрированные препараты гамма-глобулиновой фракции сывороточных белков, содержащие высокие титры антител. Очищены методом фракционирования этиловым спиртом при t ниже 0oC от альбуминов, альфа-, бетаглобулинов. Например, иммуноглобулин донорский против клещевого энцефалита. По способу получения: o Гетерологические – получают из сыворотки крови гипериммунизированных животных, при использовании могут приводить к сенсибилизации организма. Для её предупреждения используют способ дробного введения (специфическая десенсибилизации по А.М. Безредка). Циркулируют в организме 2-3 недели. Например, противогангренозная лошадиная сыворотка 5000 МЕ. o Гомологические – получают из сыворотки крови иммунизированных доноров. Они не обладают сенсибилизирующим действием на организм. Циркулируют в организме 4-5 недель. Например, иммуноглобулин донорский против гепатита В. По механизму действия: o Антибактериальные – содержат комплекс антител: агглютинины, опсонины, преципитины, способствующие потере подвижности бактерий и их лизису. Примеры: противотифозная, противодизентерийная, противочумная, противосибиреязвенная и др. o Антивирусные – содержат специфические антитела, нейтрализующие вирусы. Примеры: противогриппозная, антирабическая, против клещевого энцефалита и др. o Антитоксические – содержат антитела, нейтрализующие токсины (антитоксины). Приобрели наибольшее распространение, т.к. дают быстрый терапевтический эффект благодаря нейтрализации микробного токсина в организме больного. Активность иммунных сывороток выражают в международных антитоксических единицах (МЕ). Сила действия антитоксина ≥ 3000 МЕ. Примеры: противостолбнячная 5000 МЕ, противоботулиническая 3000 МЕ, противодифтерийная 10000 МЕ, противогангренозная 5000 МЕ и др. Цель применения сывороток и иммуноглобулинов – экстренная профилактика и лечение инфекционных заболеваний, создание искусственного пассивного иммунитета. Требования к сывороткам: Не должны вызывать аллергических реакций. Не должны содержать консервантов, возбудителей ВИЧ и гепатитов. Должны вызывать стойкий пассивный иммунитет. 64. Антитоксические сыворотки, применяемые для лечения и профилактики инфекционных заболеваний. Способы получения. Осложнения при использовании и их предупреждение. Антитоксические – содержат антитела, нейтрализующие токсины (антитоксины). Приобрели наибольшее распространение, т.к. дают быстрый терапевтический эффект благодаря нейтрализации микробного токсина в организме больного. Активность иммунных сывороток 96 выражают в международных антитоксических единицах (МЕ). Сила действия антитоксина ≥ 3000 МЕ. Примеры: противостолбнячная 5000 МЕ, противоботулиническая 3000 МЕ, противодифтерийная 10000 МЕ, противогангренозная 5000 МЕ и др. Для получения антитоксических сывороток проводят гипериммунизацию (многократное введение) лошадей токсинами. Антитоксические сыворотки используют для создания антитоксического иммунитета, т.е. для лечения и профилактики токсинемических инфекций (ботулизма, столбняка, газовой гангрены, дифтерии). После введения антитоксических сывороток возможны осложнения в виде анафилактического шока и сывороточной болезни, поэтому перед введением препаратов ставят аллергическую пробу на чувствительность к ним пациента, а вводят их дробно по Безредке. 65. Антительные препараты – сыворотки, применяемые для диагностики инфекционных заболеваний. Способы получения. Применение. Диагностические сыворотки – препараты, содержащие антитела, полученные из сыворотки крови гипериммунизированных животных (лошадей, кроликов, морских свинок) и применяемые для диагностики инфекционных заболеваний. Классификация диагностических сывороток: По составу: o Поливалентные – содержат антитела к комплексу антигенов, общих для родственных микроорганизмов, используются для определения рода возбудителя (сероиндикация). o Моновалентные – содержат антитела к одному виду возбудителя, используются для определения вида возбудителя (сероидентификация). o Монорецепторные – содержат антитела к одному специфическому антигену, используются для определения специфического антигена возбудителя (сероидентификация). По типу серологических реакций, в которых они используются: o Агглютинирующие сыворотки – содержат антитела-агглютинины, под влиянием которых происходит склеивание (агглютинация) микробов, что сопровождается выпадением осадка в виде хлопьев или зёрен. Применяются для определения рода, вида, типа возбудителя в реакции агглютинации (РА). Пример: агглютинирующая лептоспирозная сыворотка. o Преципитирующие сыворотки – содержат антитела-преципитины, под действием которых происходит осаждение растворимых мелкодисперсных антигенов с образованием кольца или полос преципитации. Применяются для постановки реакции преципитации (РП). Пример: преципитирующая противосибиреязвенная сыворотка. o Гемолитические сыворотки – содержат антитела-гемолизины, полученные при иммунизации животных эритроцитами другого вида животного. Применяются для постановки реакции связывания комплемента (РСК). o Люминесцирующие сыворотки – содержат антитела, меченные по Fc-фрагменту флюорохромом. Применяются для постановки прямой и непрямой реакции 97 o o o o иммунофлюоресценции (РИФ). Примеры: люминесцирующая дизентерийная сыворотка (для прямой РИФ), антиглобулиновая сыворотка, меченная ФИТЦ (для непрямой РИФ). Сыворотки, меченные ферментом – содержат антитела, меченные по Fcфрагменту пероксидазой хрена, щелочной фосфатазой, β-галактозидазой. Применяются для постановки прямого и непрямого иммуноферментного анализа (ИФА). Примеры: сыворотка против гепатита В, меченная пероксидазой (для прямого ИФА), антиглобулиновая сыворотка, меченная пероксидазой (для непрямого ИФА). Антиглобулиновые сыворотки – содержат антитела, специфичные иммуноглобулинам человека (или животных) определённого класса, например, анти-Ig G или анти-IgM антитела. Как правило, эти сыворотки мечены флюорохромами или ферментом, поэтому используются в непрямой РИФ или непрямом ИФА. Примеры: антиглобулиновая сыворотка, меченная ФИТЦ (для непрямой РИФ), антиглобулиновая сыворотка, меченная пероксидазой (для непрямого ИФА). Антитоксические (нейтрализующие) сыворотки – содержат антитоксические антитела-антитоксины. Сила действия антитоксина < 3000 МЕ. Применяются для постановки реакции нейтрализации (РН). Примеры: противоботулиническая сыворотка тип А 400 МЕ, противогангренозная сыворотка 500 МЕ. Антивирусные, антириккетсиозные, антигрибковые, антипротозойные сыворотки используются в РТГА, РСК, РН и др. реакциях. Цель использования – обнаружение и идентификация специфических антигенов возбудителей (определение рода, вида, варианта возбудителя). Способ применения: используются только in vitro, в иммунных серологических реакциях. 66. Химиотерапевтические препараты. Понятие о химиотерапевтическом индексе. Основные группы химиотерапевтических препаратов, механизм их антибактериального действия. Химиотерапия – это этиотропное лечение инфекционных заболеваний или злокачественных опухолей, которое заключается в избирательном (селективном) подавлении жизнеспособности возбудителей инфекции или опухолевых клеток химиотерапевтическими средствами. Химиотерапевтические препараты – это лекарственные средства, которые применяют для избирательного подавления роста и размножения микробов, являющихся причиной инфекционного заболевания. К антимикробным химиотерапевтическим средствам относят следующие: антибиотики (способны воздействовать только на клеточные формы микроорганизмов); синтетические антимикробные химиотерапевтические препараты разного химического строения (среди них есть препараты, которые действуют только на клеточные формы микробов или только на вирусы). 98 Лечебная ценность препаратов измеряется химиотерапевтическим индексом (ХТИ), предложенным П. Эрлихом. ХТИ – это соотношение максимально переносимой (толерантной) дозы химиопрепарата к его минимальной лечебной или ингибирующей дозе. Эта величина должна быть более 3. Чем выше ХТИ, тем эффективнее препарат. ХТИ = Dosis tolerantia (максимальная переносимая доза) / Dosis curative (минимальная терапевтическая доза) = > 3 Химиотерапевтические препараты Механизм действия Группа Антибиотики (рассмотрены далее) Сульфаниламиды (сульфаметоксазол) (рассмотрены далее) Препараты – антиметаболиты (конкурентные антагонисты ПАБК). Нарушают синтез фолиевой кислоты, а через него – синтез ДНК, т.е. угнетают процесс размножения бактерий. Противовирусные препараты (ацикловир, Ингибируют репликацию вирусных рибавирин, римантадин) нуклеиновых кислот. Ингибируют слияние вируса с клеткой. Блокируют высвобождение вирусного генома в клетках. Хинолоны / фторхинолоны (ципрофлоксацин, Нарушают синтез ДНК бактерий. моксифлоксацин) Наиболее эффективны в отношении Грбактерий. Диаминопиримидины (триметоприм, Ингибируют синтез ДНК. пириметамин) Нитрофураны (фуразолидон, фурацилин, Производные гетероциклического фурагин) соединения – фурана. Механизм антимикробного действия – одновременная блокада нескольких энзимных систем микробной клетки (подавление синтеза ДНК). и многие другие группы… 67. Антибиотики. Классификация по способу получения, механизму и спектру действия. Антибиотики – химиотерапевтические вещества, продуцируемые микроорганизмами, животными клетками, растениями, а также их производные и синтетические продукты, которые обладают избирательной способностью угнетать и задерживать рост микроорганизмов, а также подавлять злокачественные образования. 99 Первый природный антибиотик был открыт в 1929 году английским бактериологом А. Флемингом при изучении плесневого гриба Penicillium notatum. Он обнаружил вещество, препятствующее росту бактериальной культуры, и назвал его пенициллином. Влияние антибиотиков на микроорганизмы: Бактериостатическое действие (задержка роста и размножения): макролиды, тетрациклины, хлорамфеникол. Бактерицидное действие (разрушающее действие – гибель бактерий): аминогликозиды, пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы. Классификация антибиотиков по способу получения: Природные: бензилпенициллин (из грибов), цефалоспорин С (из грибов), стрептомицин (из актиномицет), канамицин (из актиномицет)… Синтетические: левомицетин, меропенем. Полусинтетические: ампициллин, карбенициллин, рифампицин. Классификация антибиотиков по спектру действия: Широкий спектр действия в отношении Гр+ и Гр- микроорганизмов (тетрациклины, стрептомицин). Узкий спектр действия в отношении Гр+ или Гр- микроорганизмов (например, противотуберкулёзные средства). Классификация антибиотиков по механизму действия на микроорганизм: Ингибиторы синтеза клеточной стенки: пенициллины (бензилпенициллин, метициллин, оксациллин, ампициллин, амоксициллин, карбенициллин), монобактамы (азтреонам), цефалоспорины (цефазолин, цефотаксим, цефтриаксон), карбапенемы, гликопептиды (ванкомицин), бацитрацин, циклосерин. Ингибиторы синтеза белка: o Действующие на 30S субъединицу рибосом: тетрациклины, аминогликозиды (стрептомицин, канамицин, гентамицин). o Действующие на 50S субъединицу рибосом: макролиды (эритромицин), хлорамфеникол (левомицетин), линкомицин. Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот: рифампицин. Ингибиторы функций ЦПМ: полимиксины. 68. Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам. Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам делятся на 2 группы: диффузионные и методы разведения. Определение чувствительности бактерий к антибиотикам: диффузионные методы: o с использованием дисков с антибиотиками (диско-диффузионный метод, метод бумажных дисков), o с помощью Е-тестов, методы разведения: o разведение в жидкой питательной среде (бульоне), 100 o разведение в агаре. Самый популярный метод – диско-диффузионный метод. При определении чувствительности диско-диффузионным методом на поверхность агара в чашке Петри наносят бактериальную суспензию определенной плотности и затем помещают диски, содержащие определённое количество антибиотика. Диффузия антибиотика в агар приводит к формированию зоны подавления роста микроорганизмов вокруг дисков. После инкубации чашек в термостате при температуре 35о-37оС в течение ночи учитывают результат путём измерения диаметра зоны вокруг диска в миллиметрах. Методы разведения основаны на использовании последовательных разведений концентраций антибиотика от максимальной к минимальной (например, от 128 мкг/мл, 64 мкг/мл, и т.д. до 0,5 мкг/мл, 0,25 мкг/мл и 0,125 мкг/мл). При этом антибиотик в различных концентрациях вносят в жидкую питательную среду (бульон) или в агар. Затем бактериальную суспензию определённой плотности помещают в бульон с антибиотиком или на поверхность агара в чашке. После инкубации в течение ночи при температуре 35о-37оС проводят учёт полученных результатов. Наличие роста микроорганизма в бульоне (помутнение бульона) или на поверхности агара свидетельствует о том, что данная концентрация антибиотика недостаточна, чтобы подавить его жизнеспособность. По мере увеличения концентрации антибиотика рост микроорганизма ухудшается. Первую наименьшую концентрацию антибиотика (из серии последовательных разведений), где визуально не определяется бактериальный рост принято считать минимальной подавляющей концентрацией (МПК). Измеряется МПК в мг/л или мкг/мл. 101 69. Принципы рациональной антибиотикотерапии. Осложнения при антимикробной терапии. Принципа рациональной антибиотикотерапии: 1. Назначать антибиотик с учётом его спектра действия и чувствительности к нему выделенной чистой культуры – микробиологический принцип. 2. Лечение строго по схеме, рекомендованной для выбранного препарата (способ и кратность введения, длительность лечения) – фармакологический принцип. 3. Антибиотикотерапия должна назначаться строго по показаниям с учётом особенностей макроорганизма – клинический принцип. 4. Проводить обязательный контроль бактериальной устойчивости в госпитальных условиях – эпидемиологический принцип. 5. Проводить оценку эффективности антибиотикотерапии после 3-х дней лечения и при отсутствии эффекта заменить антибиотик или использовать комбинированную терапию. 6. Не назначать антибиотики для лечения лёгких форм бактериальных инфекций и профилактики. 7. Не назначать антибиотик для лечения вирусных инфекций. Побочные реакции при антибиотикотерапии (осложнения со стороны макроорганизма): Аллергические реакции (наиболее часто на антибиотики пенициллиновой группы). Дисбактериоз (особенно при применении антибиотиков с широким спектром действия). Эндотоксические реакции (при массовой гибели Гр- бактерий в кровь поступает много эндотоксина (ЛПС). Иммуносупрессивное действие (антибиотики, действующие на синтез белка и нуклеиновых кислот, угнетают иммунную систему в целом). Токсические реакции (например, тетрациклины способны проникать через плаценту и нарушать формирование костей и зубов у плода). Осложнения со стороны микроорганизма: Формирование атипичных штаммов, которые затрудняют диагностику. Образование L-форм, не выявляемых обычными методами и малочувствительных к антимикробным воздействиям, способных к длительной персистенции в организме (хронизация инфекции с периодическими рецидивами). Формирование и распространение среди бактерий лекарственной устойчивости. Частная микробиология При ответе на вопросы по частной микробиологии рекомендуем придерживаться следующего плана: 1. Таксономия возбудителя: для бактерий – отдел (Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes), семейство, род, вид; для эукариотов – классы, виды; для вирусов – ДНК- или РНК-геномные вирусы, семейство, род, вид, серогруппа. 2. Характеристика возбудителя: морфологические, тинкториальные, культуральные, биохимические, антигенные свойства, факторы патогенности, резистентность к различным факторам, биологические модели. 102 3. Вызываемые заболевания – краткая эпидемиологическая характеристика (источники инфекции, механизм, пути и факторы передачи, восприимчивый коллектив), патогенез, основные клинические проявления, особенности иммунитета. 4. Микробиологическая диагностика: исследуемый материал, применяемые методы диагностики. 5. Специфическая профилактика и этиотропное лечение (вакцины, сыворотки, фаги, химиотерапия). 70. Возбудители брюшного тифа и паратифов. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Брюшной тиф и паратифы А и В – острые кишечные инфекции, характеризующиеся поражением лимфатического аппарата кишечника, выраженной интоксикацией. Их возбудителями являются соответственно Salmonella typhi, Salmonella paratyphi А и Salmonella paratyphi В. Таксономическое положение. Возбудители брюшного тифа и паратифов А и В относятся к отделу Gracilicutes, семейству Enterobacteriaceae, роду Salmonella. Морфологические и тинкториальные свойства. Сальмонеллы – мелкие грамотрицательные палочки с закруглёнными концами. В мазках располагаются беспорядочно. Не образуют спор, имеют микрокапсулу, перитрихи (перитрихиальное расположение жгутиков). Культуральные свойства. Сальмонеллы – факультативные анаэробы. Растут на простых питательных средах. Дифференциально-диагностическими плотными питательными средами для сальмонелл являются среды Эндо, Плоскирева, Левина, висмут-сульфитный агар (ВСА). Биохимическая активность сальмонелл достаточно высока, но они не разлагают лактозу и сахарозу. Антигенные свойства. Сальмонеллы имеют О- и H-антигены. S. typhi и некоторые другие сальмонеллы имеют Vi-антиген (разновидность К-антигена), с этим антигеном связывают вирулентность бактерий, их устойчивость к фагоцитозу. Факторы патогенности. Сальмонеллы образуют эндотоксин, обладающий энтеротропным, нейротропным и пирогенным действием. С белками наружной мембраны связаны адгезивные свойства, наличие микрокапсулы обусловливает устойчивость к фагоцитозу. Резистентность. Сальмонеллы довольно устойчивы к низкой температуре. Очень чувствительны к дезинфицирующим веществам, высокой температуре, ультрафиолетовым лучам. В пищевых продуктах (мясе, молоке) сальмонеллы могут не только долго сохраняться, но и размножаться. Эпидемиология. Брюшной тиф и паратифы А и В – антропонозные инфекции; источником заболевания являются больные люди и бактерионосители. Механизм передачи – фекальнооральный. Пути передачи: водный, алиментарный. Патогенез. Возбудители попадают в организм через рот, достигают тонкой кишки, где в её лимфатических образованиях размножаются и затем попадают в кровь (стадия бактериемии). С током крови они разносятся по всему организму, внедряясь в паренхиматозные органы (селезёнку, печень, почки, костный мозг). При гибели бактерий освобождается эндотоксин, 103 вызывающий интоксикацию. Из жёлчного пузыря, где сальмонеллы могут длительно сохраняться, они вновь попадают в те же лимфатические образования тонкой кишки. В результате повторного поступления сальмонелл может развиться аллергическая реакция, проявляющаяся в виде воспаления, а затем некроза лимфатических образований. Сальмонеллы выводятся из организма с мочой и калом. Клиника. Клинически брюшной тиф и паратифы неразличимы. Инкубационный период при брюшном тифе составляет в среднем 15 дней, при паратифах – 7 дней. Болезнь начинается остро: с повышения температуры тела, появления слабости, утомляемости; нарушаются сон и аппетит. Для брюшного тифа характерны помутнение сознания, бред, галлюцинации, сыпь. Очень тяжёлыми осложнениями являются прободение стенки кишки, перитонит, кишечное кровотечение, возникающие в результате некроза лимфатических образований тонкой кишки. Иммунитет. После перенесённого брюшного тифа развивается напряжённый и длительный (пожизненный) иммунитет. Повторные заболевания возникают редко. Диагностика. Основными методами диагностики являются бактериологический и серологический. Бактериологический: выделение сальмонелл из крови (гемокультура), фекалий (копрокультура), мочи (уринокультура), жёлчи, костного мозга (миелокультура) и посев на ДДС. Серологический: обнаружение О- и Н-антител в РПГА, РА, ИФА. Также применяют молекулярно-биологический метод ПЦР. Лечение. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика брюшного тифа проводится с помощью вакцин (брюшнотифозная спиртовая вакцина, обогащённая Vi-антигеном, и др.). 71. Возбудители эшерихиозов. Таксономия. Характеристика. Роль кишечной палочки в норме и патологии. Микробиологическая диагностика. Лечение. Эшерихиозы – инфекционные болезни, возбудителем которых является Escherichia coli. Энтеральные (кишечные) эшерихиозы – острые инфекционные болезни, характеризующиеся преимущественным поражением ЖКТ. Они протекают в виде вспышек, возбудителями являются диареегенные штаммы E. coli. Таксономическое положение. Возбудитель – кишечная палочка – основной представитель рода Escherichia, семейства Enterobacteriaceae, относящегося к отделу Gracilicutes. Морфологические и тинкториальные свойства. Мелкие грамотрицательные палочки с закруглёнными концами. В мазках они располагаются беспорядочно, не образуют спор, перитрихи. Некоторые штаммы имеют микрокапсулу, пили. Культуральные свойства. Эшерихии – факультативные анаэробы. Растут на простых питательных средах. Для диагностики эшерихиозов используют ДДС с лактозой – Эндо, Левина, Плоскирева. Биохимическая активность. Эшерихии обладают высокой биохимической активностью. Наиболее отличительным признаком E. coli является её способность ферментировать лактозу. 104 Антигенные свойства. Эшерихии содержат соматический О-антиген, капсульный К-антиген и жгутиковый Н-антиген. По антигенным, токсигенным, свойствам различают два биологических варианта E. coli: 1) условно-патогенные кишечные палочки; 2) «безусловно» патогенные, диареегенные. Факторы патогенности. Образуют эндотоксин и экзотоксин, вызывающий значительное нарушение водно-солевого обмена и геморрагии (энтеротоксины и шига-подобные токсины). Также к факторам патогенности относятся пили и белки наружной мембраны, способствующие адгезии, а также микрокапсула, препятствующая фагоцитозу. Роль E. coli. Кишечная палочка – представитель нормальной микрофлоры толстой кишки. Она является антагонистом патогенных кишечных бактерий, гнилостных бактерий и грибов рода Candida. Кроме того, она участвует в синтезе витаминов группы В, Е и К, частично расщепляет клетчатку. Штаммы, обитающие в толстой кишке и являющиеся условно-патогенными, могут попасть за пределы ЖКТ и при снижении иммунитета и их накоплении стать причиной различных неспецифических гнойновоспалительных болезней (циститов, холециститов) – парентеральных эшерихиозов. Резистентность. E. coli отличается более высокой устойчивостью к действию различных факторов внешней среды; она чувствительна к дезинфектантам, быстро погибает при кипячении. Эпидемиология. Источником инфекции при эшерихиозе является больной человек или бактерионоситель. Механизм передачи инфекции – фекально-оральный. Пути передачи: водный, пищевой (алиментарный), контактно-бытовой. Патогенез. Диареегенные эшерихии в зависимости от наличия тех или иных факторов патогенности и патогенетических особенностей заболевания подразделяются на следующие группы: энтеротоксигенные E. coli – ЭТКП, энтероинвазивные E. coli – ЭИКП, энтеропатогенные E. coli – ЭПКП, энтерогеморрагические E. coli – ЭГКП… Усреднённый патогенез: Попадает в полость рта. Затем в тонкую кишку, адсорбируется в клетках эпителия с помощью пилей и белков наружной мембраны. Бактерии размножаются, погибают, освобождая эндотоксин, который усиливает перистальтику кишечника, вызывает диарею, повышение температуры тела и другие симптомы общей интоксикации. Выделяет экзотоксин, вызывающий тяжёлую диарею, рвоту и значительное нарушение водно-солевого обмена. Клиника. Инкубационный период короткий, составляет 3-4 дня. Болезнь начинается остро, с повышения температуры тела, болей в животе, поноса, рвоты. Отмечаются нарушение сна и аппетита, головная боль. При геморрагической форме в кале обнаруживают кровь. Иммунитет. После перенесённой болезни иммунитет непрочный и непродолжительный. Диагностика. Основной метод диагностики – бактериологический. Исследуемый материал при кишечных эшерихиозах – фекалии, рвотные массы, пищевые продукты. Первичный посев проводят на среду Эндо. Для биохимической идентификации используют ДДС (например, 105 среда Клиглера). Лактозоположительные колонии подвергают идентификации с помощью РА на стекле с диагностическими поливалентными эшерихиозными сыворотками. Лечение. Лечение направлено, прежде всего, на восстановление водно-солевого баланса организма. Рекомендуется также использовать колипротейный бактериофаг, антибиотики, пробиотики. Профилактика. Специфическая профилактика эшерихиозов не разработана. Основу неспецифической профилактики составляют санитарно-гигиенические и противоэпидемические мероприятия: соблюдение правил гигиены, термическая обработка продуктов питания. 72. Возбудители шигеллёза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. Шигеллёзы (бактериальная дизентерия) – кишечные инфекции, возбудителями которых являются шигеллы. Таксономическое положение. Шигеллы относятся к отделу Gracilicutes, семейству Enterobacteriaceae и роду Shigella. Род Shigella включает 4 вида: S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii, S. sonnei. Морфологические и тинкториальные свойства. Шигеллы – грамотрицательные палочки с закруглёнными концами. Отсутствуют жгутики – неподвижные. Спор и капсул не образуют. Могут формировать микрокапсулу. В мазках располагаются беспорядочно. Культуральные свойства. Шигеллы – факультативные анаэробы. Растут на простых питательных средах. Дифференциально-диагностическими плотными питательными средами для шигелл являются среды Эндо, Плоскирева, Левина. Биохимическая активность шигелл слабая. Не разлагают лактозу. Антигенные свойства. Имеют О-антиген и К-антиген. К-антиген отсутствует у шигелл Зонне и Флекснера. Факторы патогенности. Шигеллы образуют эндотоксин и экзотоксин, вызывающий диарею и гибель эпителиоцитов толстого кишечника, нарушающий водно-солевой обмен (энтеротоксины и токсин Шига). Также к факторам патогенности относятся пили и белки наружной мембраны, способствующие адгезии, а также различные факторы персистенции. Резистентность. Шигеллы переносят высушивание, низкие температуры, быстро погибают при нагревании. Шигелла Зонне способна размножаться в молоке. Эпидемиология. Источником заболевания являются больные люди. Механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи: водный, алиментарный, контактно-бытовой. Патогенез. Возбудители попадают в организм через рот, достигают тонкой кишки, где начинают выделять энтеротоксин. Однако, основной патологический процесс при шигеллёзах развивается в дистальном отделе толстого кишечника – в сигмовидной и прямой кишке. Шигеллы колонизируют эпителий толстой кишки, проникают в клетки и достигают подслизистого слоя, где поглощаются макрофагами. Внутри макрофагов происходит 106 размножение шигелл. Активное размножение возбудителя в макрофагах сопровождается выделением токсина Шига (экзотоксина), вызывающего воспалительный процесс в подслизистом слое. После гибели макрофагов шигеллы проникают через базальную мембрану обратно в энтероциты. Выделение токсина Шига вызывает гибель клеток, поэтому в кале появляются кровь, слизь, гной. Гибель шигелл приводит к выделению эндотоксина и поступлению его в кровь. Эндотоксин вызывает интоксикацию, усиление перистальтики кишечника, понос. Клиника. Инкубационный период составляет в среднем 2-3 дня. Начало заболевания острое и связано с синдромом общей интоксикации: озноб, головная боль, чувство разбитости, тошнота, рвота, режущие схваткообразные боли в животе. У больного отмечается частый жидкий стул, который со временем урежается, в нём появляются примеси слизи, крови и гноя. Дефекация сопровождается тенезмами (мучительными тянущими болями в прямой кишке). Иммунитет. После перенесённой болезни иммунитет непрочный и непродолжительный. Диагностика. Основной метод диагностики – бактериологический. Исследуемый материал – испражнения, пищевые продукты. Первичный посев на лактозосодержащие ДДС. Выросшие колонии пересевают на среду Олькеницкого для выделения чистой культуры. Полученные чистые культуры засевают на среды Гисса для изучения биохимических свойств. Экспрессметоды: РНГА, ИФА, ПЦР. Серологические методы: РА, РНГА. Лечение. Бактериофаг дизентерийный, антибиотики, пробиотики. Восстановление водносолевого баланса. Профилактика. Специфическая профилактика проводится с помощью вакцины Шигеллвак. 73. Возбудители сальмонеллёзов. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Сальмонеллёз – острая кишечная инфекция, вызываемая сальмонеллами, попадающими в организм с продуктами животного происхождения. Таксономическое положение. Возбудители сальмонеллёзов относятся к отделу Gracilicutes, семейству Enterobacteriaceae, роду Salmonella. Наиболее часто возбудителями сальмонеллёзов у человека являются виды S. typhimurium, S. enteritidis и др. Морфологические и тинкториальные свойства. Сальмонеллы – мелкие грамотрицательные палочки с закруглёнными концами. В мазках располагаются беспорядочно. Не образуют спор, имеют микрокапсулу, перитрихи (перитрихиальное расположение жгутиков). Культуральные свойства. Сальмонеллы – факультативные анаэробы. Растут на простых питательных средах. Дифференциально-диагностическими плотными питательными средами для сальмонелл являются среды Эндо, Плоскирева, Левина, висмут-сульфитный агар (ВСА). Биохимическая активность сальмонелл достаточно высока, но они не разлагают лактозу и сахарозу. Антигенные свойства. Сальмонеллы имеют О- и H-антигены. Некоторые – К-антиген. 107 Факторы патогенности. Сальмонеллы образуют эндотоксин и выделяют экзотоксины (энтеротоксины, цитотоксины). С белками наружной мембраны связаны адгезивные свойства. Резистентность. Сальмонеллы довольно устойчивы к низкой температуре. Очень чувствительны к дезинфицирующим веществам, высокой температуре, ультрафиолетовым лучам. В пищевых продуктах (мясе, молоке) сальмонеллы могут не только долго сохраняться, но и размножаться. Эпидемиология. Основной источник инфекции – сельскохозяйственные животные и птица. Вторичным источником могут быть больные люди и бактерионосители. Механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи: алиментарный, водный. Основными факторами передачи возбудителей служат мясо, молоко, яйца, субпродукты, особенно печень крупного рогатого скота и свиней, вода. Патогенез. Сальмонеллы с пищей или водой проникают в желудок, а затем – в тонкий кишечник. В тонком кишечнике сальмонеллы проникают в клетки и транспортируются в подслизистый слой. Проникновение сальмонелл в клетки сопровождается нарушением водносолевого обмена – возникает диарея. В подслизистом слое сальмонеллы захватываются макрофагами и переносятся в пейеровы бляшки, где размножаются и формируют первичный очаг инфекции. При этом сальмонеллы выделяют энтеротоксин, который усиливает поступление в просвет кишечника жидкости и солей – усиливается диарея, приводящая к обезвоживанию организма. Клиника. Инкубационный период короткий – 1 день. Начало заболевания острое. Отмечаются явления гастроэнтерита с выраженными симптомами общей интоксикации. Наблюдается рвота, диарея, обезвоживание организма, болезненность и урчание в правой подвздошной области. Частота стула достигает до 10 раз в сутки, стул в виде «болотной тины». Иммунитет. После перенесённой болезни иммунитет непрочный и непродолжительный. Диагностика. Диагностика сальмонеллёзов проводится бактериологическим и серологическим методами. Бактериологическому исследованию подвергают рвотные массы, промывные воды желудка, испражнения, жёлчь, мочу… Делают посевы на среду Плоскирева или висмутсульфитный агар. Для серологического исследования используют РА, РНГА, РИФ, ИФА. Лечение. Направлено на нормализацию водно-солевого обмена. При генерализованных формах инфекции применяют антибиотики. Профилактика. Средства специфической профилактики сальмонеллёзов, вызванных бактериями животного происхождения, отсутствуют. 74. Возбудители холеры. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Холера – опасное антропонозное инфекционное заболевание, протекающее по типу гастроэнтерита с интоксикацией и нарушением водно-электролитного обмена, приводящим к резкому обезвоживанию организма. Холера относится к карантинным инфекциям. Для холеры характерны фекально-оральный механизм заражения, поражение тонкого кишечника, выраженная склонность к широкому эпидемическому распространению, тяжёлое течение с 108 водянистой диареей и рвотой, развитие различной степени обезвоживания организма, высокая летальность. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Vibrionaceae, род Vibrio, вид V. cholerae, биовары: V. cholerae cholerae, V. cholerae eltor, V. cholerae bengal. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамотрицательные изогнутые короткие подвижные палочки. Монотрихи – имеют один длинный жгутик – подвижны. Не образуют спор и капсул. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Холерные вибрионы относятся к группе щелочелюбивых микроорганизмов. Они хорошо растут на простых питательных средах с высоким значением рН (7,6-8,2). Элективной питательной средой является щелочной МПА. Биохимическая активность. Возбудители холеры обладают сахаролитической и протеолитической активностью. Разлагают лактозу. Не ферментируют арабинозу. Антигенные свойства. Есть О-антиген и Н-антиген. Факторы патогенности. Подвижность. Факторы адгезии и колонизации: пили, белки внешней мембраны. Эндотоксин и экзотоксин (холероген). Ферменты агрессии (фибринолизин, гиалуронидаза и др.). Резистентность. Вибрионы плохо переносят высушивание. Долго сохраняются в водоёмах, пищевых продуктах. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек и бактерионоситель. Природный резервуар – загрязнённая вода. Механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи: водный, алиментарный, контактно-бытовой. Факторы передачи – вода, пищевые продукты, объекты окружающей среды. Патогенез. Входными воротами инфекции при холере является пищеварительный тракт. Попав в организм человека, значительная часть вибрионов погибает в желудке под действием соляной кислоты. Оставшаяся часть возбудителя достигает тонкой кишки, щелочная среда которой является благоприятной для размножения холерного вибриона. Преодолев слой слизи на поверхности тонкой кишки, холерные вибрионы прикрепляются к клеткам слизистой оболочки посредством пилей и образуют колонии. Выделяют экзотоксин, направленный на энтероциты, который вызывает нарушение водно-солевого обмена. Нарушение водносолевого баланса приводит к рвоте и диарее, при которой организм теряет до 2 л воды в час. В результате этого происходит обезвоживание организма. Стул при этом приобретает характерную консистенцию «рисового отвара» из-за присутствия в солевом растворе эпителиальных клеток кишечника. Потеря воды и электролитов приводит к развитию тяжёлого обезвоживания, шока в результате гиповолемии, гипокалиемии и метаболического ацидоза, судорог, холерного алгида, пареза кишечника. Эндотоксин холерного вибриона воздействует на арахидоновую кислоту, входящую в состав фосфолипидов клеточных мембран. В результате этого происходит синтез простагландинов, которые вызывают сокращение гладкой мускулатуры тонкого кишечника и обусловливают тенезмы. 109 Клиника. Инкубационный период 2-3 дня. Боль в животе, диарея, рвота. Холодная кожа. Иммунитет. После перенесённой болезни иммунитет непродолжительный. Диагностика. Основным методом диагностики холеры является бактериологический. Материалом для исследований служат испражнения, рвотные массы, вода, пищевые продукты. Посев на щелочной МПА. Бактериоскопия: обнаружение в мазках из испражнений тонких изогнутых грамотрицательных палочек, располагающихся в виде «стайки рыб»; активная подвижность вибрионов. Серологические методы: РНГА, РА. ПЦР. Лечение. Восстановление нормального водно-солевого обмена. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика холеры включает вакцинацию населения по эпидемическим показаниям (анатоксин-холероген). 75. Стафилококки. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Стафилококковые инфекции – это большая группа заболеваний, характеризующихся многообразием клинических проявлений как по тяжести, так и по локализации инфекционных очагов. Тяжёлые воспалительные заболевания практически всех органов и тканей организма человека, чаще вызывает S. aureus. Таксономическое положение. Отдел Firmicutes, семейство Micrococcaceae, род Staphylococcus, виды: S. aureus, S. saprophyticus, S. epidermidis. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамположительные кокки, располагаются «гроздьями винограда». Неподвижные, спор не образуют, жгутиков не имеют. Бывает капсула. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Хорошо растут на простых средах. Могут расти на средах с высоким содержанием NaCl. Элективной средой для стафилококков является ЖСА – желточно-солевой агар. Биохимическая активность. Обладают сахаролитическими и протеолитическими ферментами. Антигенные свойства. Есть около 30 антигенов, представляющих собой белки, полисахариды и тейхоевые кислоты. Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: белок-А (связывается с Fc-фрагментами IgG – нарушает функции системы комплемента, подавляет фагоцитарную активность лейкоцитов, вызывает развитие аллергических реакций), белки-адгезины… Факторы вирулентности: токсины (энтеротоксины, мембранотоксины), ферменты агрессии (плазмокоагулаза, фибринолизин, лецитиназа, …, бета-лактамаза). Факторы персистенции: микрокапсула, белок-А, способность образовывать L-формы… Резистентность. Погибают при кипячении мгновенно. Устойчивы к высушиванию, замораживанию, действию химических веществ. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек и бактерионоситель. Механизмы передачи: аэрогенный, фекально-оральный, контактный. Пути передачи: контактный, 110 воздушно-капельный, алиментарный (пищевые отравления). Факторы передачи: пищевые продукты, предметы обихода, медоборудование и перевязочный материал. Возможна эндогенная инфекция в результате ослабления защитных сил организма, дисбактериоза. Патогенез. Входные ворота могут быть разными: кожа, слизистая рта, дыхательные пути, ЖКТ. Происходит колонизация входных ворот, это обеспечивается белком-А (связывает антитела), микрокапсулой (защищает от фагоцитоза), адгезинами. Возбудитель проникает через эпителиальные барьеры, разрушает ткани за счёт ферментов, токсинов, белка-А. Формы инфекции: местная инфекция кожи или системная инвазия. Системная инвазия (вероятна при снижении иммунитета) характеризуется бактериемией и появлением новых очагов гнойного воспаления. Стафилококковые инфекции характеризуются интоксикацией за счёт действия различных видов энтеротоксинов. Клиника. Клинические проявления при местной инфекции кожи: фолликулит, фурункул, ячмень, карбункул, синдром «ошпаренной кожи». При системных инвазиях может развиться стафилококковый сепсис. Синдром интоксикации: тошнота, рвота, головная боль, диарея, токсический шок. Иммунитет. После перенесённой болезни иммунитет непродолжительный и непрочный. Диагностика. Материал для исследования: гной, мокрота, слизь из зева и носа, сыворотка крови для серологических исследований. Бактериоскопия: мазок в окраске по Граму. Бактериология: посев на ЖСА, определение плазмокоагулазной и лецитиназной активности, определение антибиотикоустойчивости. Серодиагностика: РА (определение титра антител в исследуемой сыворотке крови). Лечение. При хронических инфекциях применяют стафилококковый антифагин. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика включает вакцинацию стафилококковым анатоксином. 76. Стрептококки. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. Стрептококковые инфекции – группа преимущественно антропонозных заболеваний, характеризующихся поражением верхних дыхательных путей, кожных покровов и развитием аутоиммунных и токсико-септических осложнений. Таксономическое положение. Отдел Firmicutes, семейство Streptococcaceae, род Streptococcus, виды: S. pyogenes, S. pneumoniae, S. agalactiae. По гемолитическим свойствам стрептококки делятся на 3 группы: альфа – зеленящие (неполный гемолиз), бета – гемолитические (полный гемолиз), гамма (негемолитические). Наиболее серьёзными возбудителями болезней являются бета-гемолитические стрептококки. 111 Морфологические и тинкториальные свойства. Грамположительные кокки, располагаются длинными и короткими цепочками. Неподвижные, спор не образуют, жгутиков не имеют. Бывает капсула. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Хорошо растут на средах, обогащённых кровью, сывороткой. Элективной средой для стрептококков является кровяной агар. По характеру роста на кровяном агаре они делятся на культуральные варианты: альфагемолитические (зеленящие), бета-гемолитические (полный гемолиз) и негемолитические. Биохимическая активность. Обладают сахаролитическими ферментами. Антигенные свойства. Есть около 20 антигенов, в том числе белок-М и эритрогенин (эритрогенный токсин). Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: белок-М (связывается с Fc-фрагментами IgG – нарушает функции системы комплемента, подавляет фагоцитарную активность лейкоцитов, вызывает развитие аллергических реакций; очень похож на антигены тканей сердца, почек, кожи – это играет большую роль в развитии аутоиммунных заболеваний), бактериоцины… Факторы вирулентности: токсины (эритрогенный токсин, стрептолизины), ферменты агрессии (гиалуронидаза, фибринолизин, лизоцим…). Факторы персистенции: антигенная мимикрия, белок-М, способность образовывать Lформы… Резистентность. Чувствительны к физическим и химическим факторам окружающей среды, могут длительно сохранять жизнеспособность при низких температурах. Устойчивость к антибиотикам приобретается медленно. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек и бактерионоситель, животные. Механизмы передачи: аэрогенный (основной механизм), контактный. Пути передачи: воздушно-капельный, контактный. Патогенез. Входные ворота: кожи или слизистые ВДП. Происходит колонизация входных ворот, это обеспечивается белком-М (связывает антитела), микрокапсулой (защищает от фагоцитоза), бактериоцинами. В месте внедрения появляется очаг гнойного воспаления. За счёт стрептолизинов и ферментов агрессии стрептококк преодолевает местные барьеры и попадает в лимфоузлы, оттуда попадает в кровь и образует гнойные очаги в разных органах и тканях. Антитела против стрептококков поражают собственные ткани, что приводит к аутоиммунным заболеваниям после перенесённой стрептококковой инфекции. Клиника. Синдром интоксикации: лихорадка, рвота, тахикардия, головная боль, галлюцинации. Клинически стрептококковые инфекции могут проявляться: ангина и скарлатина (если у человека есть антитоксический иммунитет против токсинов стрептококка, то ангина, если нет – скарлатина), кожные инфекции (рожа, пиодермии, целлюлит), гломерулонефрит, ревматизм, эндокардит. 112 S. pneumoniae (пневмококк) вызывает менингит, средний отит, пневмонию (в том числе крупозную). Иммунитет. После перенесённой болезни иммунитет непродолжительный и непрочный. Диагностика. Материал для исследования: слизь из зева и носа, моча, мокрота. Бактериоскопия: мазок в окраске по Граму. Бактериология: посев на кровяной агар. Серодиагностика: определение в сыворотке крови титра антител против О-стрептолизина (определение анти-О-стрептолизина). Лечение. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика возможна путём вакцинации полисахаридной вакциной (вакцина из полисахаридов различных стрептококков). 77. Менингококки. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Менингококковые инфекции – острое инфекционное заболевание, вызываемое N. meningitidis, характеризуется поражением оболочек головного мозга с развитием менингита, а также генерализацией инфекции с избирательным поражением эндотелия капилляров и развитием инфекционно-токсического шока. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Neisseriaceae, род Neisseria, вид N. meningitidis. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамотрицательные диплококки. Окружены микрокапсулой. Спор не образуют. Жгутиков не имеют. Культуральные свойства. Аэробы. Хорошо растут на средах, обогащённых кровью, сывороткой. Биохимическая активность. Низкая. Разлагают мальтозу и глюкозу до кислоты. Не разлагают лактозу. Антигенные свойства. Сложная антигенная структура. Капсульный полисахаридный антиген. Вместо ЛПС – ЛОС (липоолигосахарид – более короткий О-антиген). ЛОС по структуре напоминает липиды ЦПМ клеток человека, это мимикрирует микроб, позволяя ему избегать иммунного распознавания. Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: бактериоцины, разрушающие слизь ферменты, белкиадгезины… Факторы вирулентности: экзотоксины (гемолизины), эндотоксин, ферменты агрессии (гиалуронидаза, фибринолизин, плазмокоагулаза…). Факторы персистенции: внутриклеточный паразитизм, антигенная мимикрия, полисахаридные факторы, способность образовывать L-формы… Резистентность. Малоустойчив во внешней среде, чувствителен к высушиванию и охлаждению. 113 Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек. Механизм передач – аэрогенный. Путь передачи – воздушно-капельный. Патогенез. Входные ворота: носоглотка. Адгезия и колонизация за счёт пилей, белков наружной мембраны, микрокапсулы. Поступление в кровь. Возбудитель проникает в мозговые оболочки – менингит. Также возбудитель поражает сосуды. У взрослых возбудитель не проникает дальше носоглотки из-за иммунитета. Максимум – назофарингит. Клиника. Синдром интоксикации: лихорадка, рвота, тахикардия, головная боль, галлюцинации. Клинически менингококковые инфекции могут проявляться: менингит, менингоэнцефалит, назофарингит. При поражении сосудов возможна геморрагическая сыпь. Иммунитет. После перенесённой болезни иммунитет стойкий, напряжённый. Диагностика. Материал для исследования: ликвор, слизь из зева и носа, кровь, гной. Бактериоскопия: окраска по Граму. Серодиагностика: РПГА с парными сыворотками пациента. Бактериология: посев на сывороточный агар. Лечение. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика возможна путём вакцинации полисахаридной менингококковой вакциной. 78. Гонококки. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. Гонококковые инфекции – острые или хронические инфекционные заболевания, характеризующиеся воспалением слизистых оболочек мочеполовых органов (гонорея), конъюнктивы глаз (бленнорея) и других органов. Гонорея (триппер) – это заболевание, передающееся половым путём (ЗППП), которым могут заразиться и мужчины, и женщины. Она может вызвать инфекцию половых органов, прямой кишки и глотки. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Neisseriaceae, род Neisseria, вид N. gonorrhoeae. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамотрицательные диплококки. Окружены микрокапсулой. Спор не образуют. Жгутиков не имеют. Культуральные свойства. Аэробы. Хорошо растут на средах, обогащённых кровью, сывороткой. Не вызывают гемолиза. Биохимическая активность. Крайне низкая. Разлагают только глюкозу из углеводов. Антигенные свойства. Сложная антигенная структура. Вместо ЛПС – ЛОС (липоолигосахарид – более короткий О-антиген). ЛОС по структуре напоминает липиды ЦПМ клеток человека, это мимикрирует микроб, позволяя ему избегать иммунного распознавания. Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: пили, микрокапсула, белки наружной мембраны… 114 Факторы вирулентности: эндотоксин, протеаза. Факторы персистенции: внутриклеточный паразитизм, антигенная мимикрия, способность образовывать L-формы… Резистентность. Очень неустойчивы в окружающей среде. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек. Механизм передачи – контактный. Путь передачи – половой. Патогенез. Входные ворота: эпителий уретры, шейки матки, конъюнктивы, прямой кишки. Адгезия и колонизация за счёт пилей, белков наружной мембраны, микрокапсулы. Проникают в слизистый слой. Вызывают воспаление за счёт действия эндотоксина и протеаз. Попадают в кровь. Могут проникать в органы. Клиника. Клинически гонококковые инфекции могут проявляться: гонорея (воспаление половых органов), уретрит, проктит (воспаление прямой кишки), воспаление глаз (бленнорея), эндометрит. Могут привести к бесплодию у мужчин и женщин. Иммунитет. После перенесённой болезни иммунитет нестойкий. Диагностика. Материал для исследования: гной из мочеполовых органов, сыворотка крови. Бактериоскопия: окраска по Граму. Серодиагностика: РСК. Бактериология: посев на сывороточный агар. Лечение. Антибиотикотерапия. При лечении хронической инфекции применяют гонококковую лечебную вакцину. Профилактика. Специфическая профилактика не разработана. 79. Возбудитель туляремии. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Туляремия – особо опасная, зоонозная инфекционная болезнь с природной очаговостью, характеризующаяся лихорадкой и поражением лимфатических узлов. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Francisellaceae, род Francisella, вид F. tularensis. Морфологические и тинкториальные свойства. Мелкие грамотрицательные бактерии. Жгутиков не имеют, спор не образуют, имеют нежную капсулу. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Не растут на простых средах. Культивируются на средах с добавлением желтка или цистина. Биохимическая активность. Очень низкая. Ферментируют до кислоты глюкозу и мальтозу. Антигенные свойства. Есть О-антиген и Vi-антиген. Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: пили, белки-адгезины, нейраминидаза. Факторы вирулентности: эндотоксин, экзотоксин (гемолизин), белки наружной мембраны. 115 Факторы персистенции: внутриклеточный паразитизм, капсула. Резистентность. Длительно сохраняется в окружающей среде, особенно при низкой температуре; нестойка к высоким температурам: кипячение убивает мгновенно. Эпидемиология. Источник инфекции – все виды грызунов. Механизмы передачи: кровяной, контактный, фекально-оральный, аэрогенный. Пути передачи: трансмиссивный (укусы клещей, комаров), контактный (через повреждённую кожу), алиментарный (при употреблении заражённых пищевых продуктов), воздушно-капельный (при вдыхании с воздухом капелек, загрязнённых выделениями грызунов). Факторы передачи: насекомые-переносчики – клещи, комары, блохи. Патогенез. В месте внедрения возбудителя развивается первичный очаг. Ведущее значение в патогенезе имеет распространение возбудителей по лимфатическим сосудам. Возбудитель и его токсины, проникая в кровь, вызывают поражение лимфатических узлов (образование бубонов). Туляремия имеет 4 основные клинические формы: 1. бубонная, 2. лёгочная, 3. генерализованная, 4. желудочно-кишечная. Бубонная форма наиболее распространена (70-85%), развивается при заражении через кожу. В месте внедрения F. tularensis (обычно на пальцах или кисти рук) развивается первичный аффект – на 7 день после заражения образуется язва. Одновременно с язвой образуются бубоны – лимфатические узлы увеличиваются до размеров лесного ореха или куриного яйца, становятся резко болезненными. Клиника. Инкубационный период составляет 3-7 дней. Болезнь начинается внезапно, температура тела повышается до 38-40оС, симптомы зависят в значительной степени от пути передачи инфекции и формы болезни. Синдром интоксикации (лихорадка, озноб, головная боль…). Иммунитет. После перенесённой инфекции иммунитет сохраняется долго, иногда пожизненно. Диагностика. Материал для исследования: содержимое бубона, кровь, мокрота; больные животные, их трупы; клещи, пищевые продукты, вода. Лабораторная диагностика туляремии у людей основывается, главным образом, на иммунологических методах (серодиагностика). Серодиагностика: РА, РПГА, ИФА. Проводят кожные аллергические пробы с тулярином. Диагноз туляремии устанавливается на основании сопоставления результатов аллергического и серологического исследований. Лечение. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика путём вакцинации живой туляремийной вакциной. 116 80. Возбудитель сибирской язвы. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Сибирская язва – это острое инфекционное заболевание, относящееся к группе зоонозов, сопровождающееся лихорадочной реакцией, интоксикацией и протекающее у человека с образованием специфических карбункулов на коже и слизистых оболочках или в генерализованной форме. Таксономическое положение. Отдел Firmicutes, семейство Bacillaceae, род Bacillus, вид B. anthracis. Морфологические и тинкториальные свойства. Крупные грамположительные палочки с обрубленным концом, расположены в цепочку, имеют спору. В организме человека образуют капсулу. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Хорошо растут на обычных средах – МПБ и МПА. Колонии, выросшие на питательном агаре, в виде «головы медузы» или «львиной гривы». Биохимическая активность. Ферментативная активность достаточно высока: обладают сахаролитическими, протеолитическими и липолитическими ферментами. Антигенные свойства. Имеют К-антиген, О-антиген и экзотоксины. Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: капсула, белки-адгезины. Факторы вирулентности: ферменты-протеазы, экзотоксин – токсический комплекс (отёчный фактор, летальный фактор, протективный белок). Факторы персистенции: капсула, ферменты антиоксидантной защиты, секреторные факторы. Резистентность. Вегетативные формы микроба малоустойчивы. Споры образуются после гибели хозяина, они чрезвычайно устойчивы, выдерживают кипячение до 30 минут. В почве и шкурах споры могут жить десятилетиями. Эпидемиология. Источник инфекции – больные сельскохозяйственные животные и продукты из них. Механизмы передачи: кровяной, контактный, фекально-оральный, аэрогенный. Пути передачи: трансмиссивный (укусы комаров, слепней), контактный (при уходе за больными животными), алиментарный (при поедании заражённого мяса), воздушно-пылевой (при вдыхании инфицированной пыли). Факторы передачи: насекомые-переносчики – клещи, комары, блохи; мясо, молоко, пыль, шерсть, мех, почва. Патогенез. Инвазия через повреждённые покровы. Размножение в месте входных ворот – формирование карбункула (при кожной форме болезни). Возбудитель попадает в кровь – бактериемия и токсинемия. Клиника. Инкубационный период у человека от нескольких часов до 8-14 дней, в среднем 2-3 дня. Различают локализованную (кожную) и генерализованную (висцеральную) форму болезни. 117 Различают четыре клинических формы заболевания: • кожная форма (карбункулёзная) (95-97% случаев), • лёгочная форма, • кишечная форма (самая редкая, составляет 1%), • септическая форма. Любая форма сопровождается регионарным серозно-геморрагическим лимфаденитом. Чаще поражаются лимфатическая система, кровь и селезёнка. При кожной форме характерным является возникновение карбункула. Он представляет собой конусовидный фокус серозногеморрагического воспаления с некрозом поверхностных слоёв кожи и образованием бурочёрной корки, напоминающей уголь. При развитии сибиреязвенного сепсиса отмечается поражение кишечника, лёгких, возникает геморрагический менингоэнцефалит. Причиной смерти вне зависимости от клинической формы является инфекционно-токсический шок. Иммунитет. После перенесённого заболевания развивается стойкий иммунитет, хотя отмечаются отдельные случаи повторного заражения. Диагностика. Материал для исследования: содержимое карбункула, мокрота, кал, кровь и моча. Бактериоскопия: окраска по Граму; для обнаружения капсулы: по Романовскому-Гимзе, метиленовым синим. Бактериология: посев на МПА – рост в виде «львиной гривы». Биопроба на лабораторных животных. Серология: реакция термопреципитации по Асколи, РИФ, ИФА, РСК, поиск антител в сыворотке крови в РНГА. Кожно-аллергическая проба с антраксином. Лечение. Антибиотикотерапия. Противосибиреязвенный иммуноглобулин. Профилактика. Специфическая профилактика путём вакцинации живой сухой сибиреязвенной вакциной. 81. Возбудитель бруцеллёза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Бруцеллёз – зоонозное инфекционно-аллергическое заболевание, характеризующееся длительной лихорадкой, поражением опорно-двигательного аппарата, нервной, сердечнососудистой, мочеполовой и других систем организма. Имеет склонность к затяжному, хроническому течению. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Brucellaceae, род Brucella, виды: B. melitensis (козье-овечий вид – 98% случаев), B. abortus (коровий вид), B. suis (свиной вид). Морфологические и тинкториальные свойства. Бруцеллы являются мелкими кокковидными или палочковидными грамотрицательными бактериями. Могут образовывать нежную капсулу. Спор не образуют. Культуральные свойства. Строгие аэробы. Для их культивирования используют среды с добавлением крови, сыворотки крови, глюкозы, глицерина: кровяной агар, мясопептонный печёночный бульон и др. Биохимическая активность. Очень низкая. Антигенные свойства. Соматический О-антиген (2 видовые разновидности) и Vi-антиген. 118 Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: капсула, белки-адгезины, пили. Факторы вирулентности: эндотоксин, ферменты агрессии (гиалуронидаза, уреаза, каталаза). Факторы персистенции: капсула, ферменты антиоксидантной защиты, секреторные факторы, L-формы… Резистентность. Быстро погибают при кипячении, устойчивы к низкой температуре: в замороженном мясе и молочных продуктах сохраняются несколько месяцев. Эпидемиология. Источник инфекции – больные сельскохозяйственные животные и продукты из них. Механизмы передачи: контактный, фекально-оральный, аэрогенный. Пути передачи: контактный (при уходе за больными животными), алиментарный (при поедании сырого мяса и молока), воздушно-капельный. Факторы передачи: плод, околоплодные воды больных животных, шерсть, пух, сырое мясо, сырые молочные продукты, навоз. Патогенез. Проникновение через повреждённую кожу и слизистые, захват макрофагами, персистенция в них и проникновение в регионарные лимфатические узлы. Дальше возбудитель попадает в кровь – бактериемия. Формирование гранулём в печени, селезёнке, костном мозге. Хронизация процесса. Поражение опорно-двигательного аппарата, нервной и других систем. Гранулёмы рассасываются или на их месте остаются рубцы. Клиника. При хронизации процесса возможно бессимптомное течение с периодами обострений. Боли в суставах, радикулиты, озноб, длительная лихорадка, потливость. Иммунитет. Иммунитет носит нестерильный характер, т.е. его защитная функция слабо выражена и возбудитель сохраняется в организме. Диагностика. Материал для исследования: от людей – кровь, моча, костный мозг, суставная жидкость; от животных – абортированные плоды; молоко, мясо. Бактериология: посев на среды с добавлением крови, сыворотки крови, глюкозы. Биологический метод – заражение морских свинок для выделения чистой культуры. Серология: РА Райта, РИФ, РСК, ИФА. Молекулярно-биологический метод – ПЦР. Внутрикожная аллергическая проба бруцеллином (проба Бюрне). Лечение. Антибиотикотерапия. При хронизации процесса – лечебная бруцеллёзная вакцина. Профилактика. Специфическая профилактика путём вакцинации живой бруцеллёзной вакциной. 82. Возбудитель чумы. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Чума – острое инфекционное заболевание с природной очаговостью, характеризующееся тяжёлой интоксикацией, лихорадкой, поражением лимфатической системы с образованием бубонов, склонностью к генерализации с развитием септицемии, пневмонии, вовлечением других органов и высокой летальностью. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Enterobacteriaceae, род Yersinia, вид Y. pestis. 119 Морфологические и тинкториальные свойства. Y. pestis представляет собой неподвижную грамотрицательную палочку овоидной (бочкообразной) формы. Характерным признаком чумного микроба является биполярная окраска. Образуют нежную капсулу. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Растут на простых питательных средах. Образуют колонии в виде «кружевного платочка». Биохимическая активность. Ферментативная активность высокая. Антигенные свойства. Имеет 30 антигенов. F1-антиген (в капсуле), pH6-антиген (пили), Оантиген (ЛПС), V/W антиген (в цитоплазме), экзотоксин «мышиный». Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: pH6-антигенные пили, бактериоцины. Факторы вирулентности: ферменты агрессии (плазмокоагулаза, фибринолизин, коллагеназа, аденилатциклаза…), экзотоксин «мышиный», эндотоксин. Факторы персистенции: V/W антиген, капсула (F1-антиген), pH6-антигенные пили, биоплёнка. Резистентность. Значительно устойчив во внешней среде. При кипячении погибает мгновенно. Эпидемиология. Источник инфекции – домовые крысы и мыши, дикие грызуны. Механизмы передачи: кровяной, контактный, фекально-оральный, аэрогенный. Пути передачи: трансмиссивный (через укусы инфицированных блох), контактный (при контакте с инфицированными животными), алиментарный (при употреблении в пищу плохо проваренного инфицированного мяса), воздушно-капельный, воздушно-пылевой (от больных лёгочной формой чумы). Факторы передачи: блохи, мясо. Патогенез. Патогенез чумы включает следующие стадии: 1. Проникновение возбудителя в организм в месте укуса блохи. 2. Адгезия возбудителя на клетках с помощью капсулы и поверхностных структур и последующий фагоцитоз. 3. Лимфогенный перенос фагоцитированного возбудителя (незавершённый фагоцитоз) от места проникновения до регионарных лимфатических узлов (множественный лимфаденит), размножение возбудителя в регионарных лимфатических узлах, развитие серозногеморрагического воспаления, формирование бубона, то есть увеличенного лимфатического узла, достигающего размеров куриного яйца. Так возникает первичная бубонная форма. 4. Распространение возбудителя из поражённых лимфатических узлов в кровоток (бактериемия), гематогенное распространение возбудителя по организму с поражением внутренних органов (генерализованная септицемия). Формирование вторичных бубонов, септико-пиемических очагов во внутренних органах. Гематогенный занос чумных микробов в лёгкие приводит к развитию вторично-лёгочной формы заболевания. При воздушно-капельном заражении возникает первично-лёгочная форма, а при контактном и алиментарном путях заражения развиваются соответственно кожная и, в редких случаях, кишечная формы заболевания. 120 Клиника. Инкубационный период составляет от нескольких часов до 6 дней. Различают несколько клинических форм чумы: 1. Локальные формы – кожная, кожно-бубонная, бубонная. 2. Генерализованные формы – первично-септическая, вторично-септическая, первичнолёгочная, вторично-лёгочная, кишечная. Заболевание начинается остро: температура тела повышается до 39°С и выше, возникает озноб, интоксикация (резкая головная боль, разбитость, мышечные боли, помрачение сознания). При бубонной форме на 1-2-й день болезни появляется чумной бубон – многократно увеличенный воспалённый лимфатический узел, выступающий над поверхностью кожи. Наиболее распространёнными являются бубонная и лёгочная формы чумы. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет прочный и продолжительный. Диагностика. Материал для исследования: пунктаты бубонов, мокрота, отделяемое язв, кровь, моча, кал, рвотные массы. Бактериоскопия: окраска по Граму. Бактериология: посев на МПА, МПБ. Биопроба на морских свинках. Серология: РНГА, ИФА. Диагностика чумным бактериофагом. Лечение. Антибиотикотерапия. Сыворотка противочумная лошадиная. Профилактика. Специфическая профилактика путём вакцинации живой чумной вакциной. 83. Возбудители анаэробной газовой инфекции. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Газовая гангрена – это тяжёлая раневая инфекция, характеризующаяся общей интоксикацией, прогрессирующим омертвлением тканей, их отёком и сильным газообразованием. Таксономическое положение. Отдел Firmicutes, семейство Clostridiaceae, род Clostridium, виды: C. perfringens (80% случаев), C. novyi, C. septicum, C. histolyticum. Морфологические и тинкториальные свойства. Представляют собой крупные спорообразующие грамположительные палочки. Споры располагаются терминально или субтерминально. В поражённых тканях образуют капсулу. Культуральные свойства. Облигатные анаэробы. Посев в жидкую питательную среду КиттаТароцци, затем пересев на плотные среды (например, на кровяной сахарный агар Цейсслера). Биохимическая активность. Ферментативная активность высокая. Расщепляют углеводы с образованием кислоты и газа. Антигенные свойства. Классифицируют по антигенной специфичности секретируемых мембранотоксинов на 5 серотипов: А, B, C, D, E. Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: белки клеточной стенки, капсула. Факторы вирулентности: экзотоксины (специфичны для каждого серотипа клостридий), ферменты агрессии. 121 Факторы персистенции: ферменты антиоксидантной защиты, капсула, секреторные факторы. Резистентность. Чувствительны к кислороду, солнечному свету, высокой температуре, дезинфектантам. Возбудители газовой гангрены, являясь нормальными обитателями кишечника животных и человека, с фекалиями попадают в почву, где споры длительное время сохраняются. Эпидемиология. Источник инфекции – человек и животные. Естественный резервуар и фактор передачи – почва. Механизм передачи – контактный. Путь передачи – раневой. Патогенез. Возникновению клостридиальной анаэробной инфекции способствует загрязнение раны землёй, наличие обширных очагов размозжения и некроза тканей. Омертвевшие ткани, богатые гликогеном, служат для клостридий благоприятной питательной средой. После попадания в рану в условиях гипоксии споры прорастают в вегетативные клетки, клостридии размножаются в месте входных ворот и синтезируют экзотоксины и ферменты агрессии. Результатом действия токсинов и экзоферментов является некроз мышечной и соединительной ткани, развитие отёка, скопление газов в тканях, интоксикация организма. Клиника. Инкубационный период при клостридиальной анаэробной инфекции составляет 1-3 дня. Кожные покровы вокруг раны бледные, с синюшным оттенком. Края раны отёчные, видимые мышцы напоминают варёное мясо. При надавливании из раны выделяются пузырьки газа с неприятным запахом. При пальпации отмечается характерная крепитация. Выражена общая интоксикация организма. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет антитоксический. Возможна повторная инфекция. Диагностика. Материал для исследования: поражённые и некротизированные ткани, гной, раневое отделяемое. Бактериоскопия: окраска по Граму и Бурри-Гинсу. Бактериология: посев в жидкую питательную среду Китта-Тароцци, затем пересев на плотные среды (например, на кровяной сахарный агар Цейсслера). Биологический метод: реакция нейтрализации токсинов специфическими антитоксическими сыворотками с последующим заражением белых мышей или морских свинок. Лечение. Антибиотикотерапия. Введение антитоксических сывороток. Профилактика. Специфическая профилактика с целью создания искусственного активного антитоксического иммунитета путём вакцинации Секстаанатоксином (столбнячный анатоксин + 3 типа ботулинического анатоксина + анатоксины C. perfringens и C. novyi). 84. Возбудитель ботулизма. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Ботулизм – острая пищевая токсикоинфекция, обусловленная поражением токсинами нервной системы, характеризующаяся параличами поперечнополосатой и гладкой мускулатуры. Таксономическое положение. Отдел Firmicutes, семейство Clostridiaceae, род Clostridium, вид C. botulinum. 122 Морфологические и тинкториальные свойства. Представляют собой крупные спорообразующие грамположительные палочки с закруглёнными концами. Споры располагаются субтерминально. Перитрихи. Культуральные свойства. Облигатные анаэробы. Посев в жидкую питательную среду КиттаТароцци, затем пересев на плотные среды (например, на кровяной сахарный агар Цейсслера). Биохимическая активность. Ферментативная активность высокая. Антигенные свойства. Н-антиген и О-антиген. 8 типов экзотоксина – А, В, С1, С2, D, E, F, G. Факторы патогенности. Экзотоксин – ботулотоксин – самый сильный природный яд – нейротоксическое, лейкотоксическое, гемолитическое действие – блокирует передачу сигнала с нервного окончания на мышечное волокно путём блокировки выделения ацетилхолина. Резистентность. Споры обладают очень большой резистентностью к высокой температуре (выдерживают кипячение в течение 3-5 ч). Эпидемиология. Резервуар и источник инфекции – почва. Механизм передачи – фекальнооральный. Путь передачи – алиментарный. Патогенез. Поступление токсина в ЖКТ. Попадание токсина в кровь. Блок передачи нервного импульса. Появляются нервнопаралитические явления: 1. Расстройства ЖКТ – тошнота, рвота, боли в животе; 2. Головная боль; 3. Дисфагия; 4. Офтальмоплегический синдром; 5. Парезы, параличи глоточных, дыхательных и др. мышц. Клиника. Основной формой заболевания является пищевой ботулизм, который возникает при употреблении продуктов, содержащих ботулинический токсин. При этом инкубационный период колеблется от 2 часов до 4 дней в зависимости от дозы токсина. Вначале появляются желудочно-кишечные расстройства: тошнота, рвота, боли в животе. Лихорадка, как правило, отсутствует. Затем развиваются неврологические симптомы. Наиболее типичными ранними признаками ботулизма являются офтальмоплегический и бульбарный синдромы. Офтальмоплегический синдром проявляется жалобами на нарушение зрения: двоение предметов (диплопия), туман перед глазами. Иммунитет. После перенесённого заболевания формируется типоспецифический антитоксический иммунитет. Диагностика. Материал для исследования: рвотные массы, промывные воды желудка, кровь, остатки пищи. Серология: реакция обратной непрямой гемагглютинации с диагностическими ботулиническими сыворотками, ИФА, РП в геле. Биологический метод: РН токсина на мышах с диагностическими моновалентными ботулиническими сыворотками. При обнаружении ботулинического токсина в клиническом материале бактериологическое исследование не проводится. Лечение. Поливалентная антитоксическая сыворотка – до определения типа токсина. Затем моновалентная антитоксическая сыворотка. 123 Профилактика. Специфическая профилактика с целью создания искусственного активного антитоксического иммунитета путём вакцинации Трианатоксином (3 типа ботулинического анатоксина) или Секстаанатоксином (столбнячный анатоксин + 3 типа ботулинического анатоксина + анатоксины C. perfringens и C. novyi). 85. Возбудитель дифтерии. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Выявление антитоксического иммунитета. Специфическая профилактика и лечение. Дифтерия – опасная острая инфекционная болезнь, вызываемая токсигенными коринебактериями дифтерии (Corynebacterium diphtheriae), характеризующаяся воспалительными изменениями слизистых или кожи с образованием фибринозных плёнок и токсическими поражениями ряда органов, преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем. Таксономическое положение. Отдел Firmicutes, семейство Corynebacteriaceae, род Corynebacterium, вид С. diphtheriae. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамположительная слегка изогнутая палочка, часто с булавовидными утолщениями на концах (зёрна волютина). В мазках палочки располагаются в виде римской цифры V. Зёрна волютина выявляют при окраске препаратов по Леффлеру метиленовым синим, а также при окраске по Нейссеру. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Наиболее характерные колонии образует на среде Клауберга – чёрные колонии на красном фоне среды. Микробы дифтерии не являются однородными по своим культурально-биохимическим свойствам и подразделяются на биовары gravis, mitis и intermedius. Биохимическая активность. Расщепляют глюкозу, вызывают гемолиз. Антигенные свойства. Антигенная структура изменчива, что обусловливает слабую напряжённость антибактериального иммунитета. Имеют О-антиген и К-антиген. Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: корд-фактор, коринеформные миколовые кислоты. Факторы вирулентности: экзотоксины (корд-фактор – нарушает дыхание в митохондриях, разрушает клетки ткани в месте размножения возбудителя; гистотоксин – блокирует синтез белков в клетках, что приводит к их гибели – некроз и отёк тканей), ферменты агрессии (гиалуронидаза, протеаза…). Факторы персистенции: бактериоцины, секреторные факторы, корд-фактор. Резистентность. Дифтерийные бактерии высокоустойчивы во внешней среде, могут сохраняться на предметах окружающей среды 6 месяцев. Легко погибают от дезинфицирующих средств, мгновенно при кипячении. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек и бактерионоситель. Механизм передачи – аэрогенный. Пути передачи: воздушно-капельный, воздушно-пылевой. Патогенез. Входными воротами инфекции является слизистые оболочки ротоглотки, носа, гортани. На месте входных ворот дифтерийная палочка размножается и выделяет экзотоксин. 124 Под действием экзотоксина замедляется синтез белка, возникает поверхностный некроз эпителия, одновременно происходит паралитическое расширение кровеносных сосудов, увеличивается их проницаемость, замедляется кровоток, происходит выпотевание экссудата, богатого фибриногеном, и превращение его в фибрин под влиянием тромбокиназы, освободившейся при некрозе эпителиальных клеток, образуется фибринозная плёнка – характерный признак дифтерии. Проникновение токсина вглубь по лимфатическим путям приводит к возникновению отёка слизистых оболочек. В лимфоузлах развивается специфическое воспаление. Токсин попадает в кровоток и поражает миокард, нервную систему, почки. Клиника. Инкубационный период 2-10 дней. Образование фибринозной плёнки в области входных ворот. Отёк лимфоузлов. Иммунитет. Иммунитет после перенесённого заболевания длительный и напряжённый антитоксический. Диагностика. Исследуемый материал: мазок из зева, кровь, мокрота, плёнка. Бактериоскопия: по Граму, по Нейссеру, по Леффлеру. Бактериология: выделение чистой культуры на среде Клауберга, выявление токсигенности возбудителя – РП в геле по Оухтерлони. Серодиагностика: РПГА, ИФА. Лечение. Антибиотикотерапия. Противодифтерийная антитоксическая сыворотка. Профилактика. Специфическая профилактика с целью создания искусственного активного антитоксического иммунитета путём вакцинации дифтерийным анатоксином (АКДС, АДС, АД). 86. Возбудители туберкулёза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Туберкулёз – инфекционное антропозоонозное заболевание, вызываемое микобактериями и характеризующееся развитием специфического гранулёматозного воспаления, чаще с хроническим течением, многообразием клинических проявлений и поражением различных органов, главным образом лёгочной ткани. Таксономическое положение. Отдел Firmicutes, семейство Mycobacteriaceae, род Mycobacterium, виды: M. tuberculosis (человеческий вид – 92% случаев), M. bovis (бычий вид), M. africanum. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамположительные палочки. Имеют микрокапсулу. Не образуют спор и жгутиков. Основной метод окраски – по Цилю-Нильсену. Культуральные свойства. Облигатные аэробы. Растут медленно. Растут только на сложных средах – среда Левенштайна-Йенсена. Биохимическая активность. Высокая каталазная и пероксидазная активность. В большом количестве синтезируют ниацин. Антигенные свойства. Туберкулопротеины, полисахариды, миколовая кислота. Факторы патогенности. 125 Факторы адгезии и колонизации: микрокапсула. Факторы вирулентности: корд-фактор, туберкулопротеины, липиды клеточной стенки, липоарабинома (LAM)… Факторы персистенции: микрокапсула, переход в L-формы. Резистентность. Один из самых устойчивых микроорганизмов за счёт химического состава клеточной стенки. Кислото-, спирто- и щелочеустойчив. В окружающей среде сохраняет жизнеспособность несколько месяцев. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек, животные. Механизм передачи – аэрогенный. Пути передачи: воздушно-капельный и воздушно-пылевой. Патогенез. Выделяют два патогенетических варианта туберкулёза первичный и вторичный. Первичный туберкулёз: Инфицирование происходит в детском возрасте у лиц, ранее не имевших контакта с возбудителем. Бактерии проникают в регионарные лимфатические узлы, кровь и различные органы. Через 2-3 недели формируется первичный туберкулёзный комплекс, который включает в себя: первичный аффект (специфическая гранулёма) – воспалительный очаг в лёгочной ткани; лимфаденит – воспаление регионарных лимфоузлов; лимфангит – воспаление лимфатических сосудов. Первичный очаг окружается соединительнотканной капсулой, сморщивается и пропитывается солями кальция (кальцинируется). Заживший кальцинированный первичный аффект в лёгких называют очагом Гона. Микобактерии могут сохранять жизнедеятельность в первичном очаге многие годы, и это таит в себе риск эндогенной реактивации туберкулёзного процесса. Вторичный туберкулёз развивается при повторном массивном инфицировании микобактериями, либо эндогенным путём из очага. Образуются каверны в лёгких, при заживлении каверн образуются рубцы. Клиника. Инкубационный период от 3 недель до 1 года и более. Первичный туберкулёз обычно протекает бессимптомно. Клинически вторичный туберкулёз проявляется кашлем с отхаркиванием некротических творожистых масс, содержащих большое количество возбудителя, кровь. Ухудшается аппетит, снижается масса тела. Иммунитет. Иммунитет при туберкулёзе сохраняется до тех пор, пока в организме есть возбудитель. Такой иммунитет называют нестерильным. После освобождения организма от микобактерий иммунитет быстро исчезает. Диагностика. Исследуемый материал: мокрота, кровь, моча. Бактериоскопия: по ЦилюНильсену. Бактериология: посев на среду Левенштайна-Йенсена. Биопроба на морских свинках. Серодиагностика: ИФА, РСК, РПГА. Кожно-аллергическая проба: проба Манту, Диаскинтест. Лечение. Антибиотикотерапия. Противотуберкулёзные химиотерапевтические препараты (например, фтивазид). 126 Профилактика. Специфическая профилактика путём вакцинации живой аттенуированной дивергентной вакциной БЦЖ. 87. Возбудители хламидиозов. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. Хламидиозы – инфекции, возбуждаемые облигатными внутриклеточными паразитами – бактериями семейства Chlamydiaceae. К ним относятся: пневмония, орнитоз, трахома, конъюнктивит, синдром Рейтера, урогенитальные хламидиозы. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Chlamydiaceae, род Chlamydia, виды: C. trachomatis (трахома, конъюнктивит, синдром Рейтера, урогенитальные хламидиозы), C. pneumoniae (пневмония), C. psittaci (орнитоз). Морфологические и тинкториальные свойства. Мелкие грамотрицательные бактерии шаровидной формы. Не образуют спор, нет жгутиков и капсулы. Основной метод окраски по Романовском-Гимзе. 2 формы существования: элементарные тельца (неактивные инфекционные частицы, вне клетки); ретикулярные тельца (внутри клеток, вегетативная форма). Культуральные свойства. Можно размножать только в живых клетках. Используют АТФ клеткихозяина. Антигенные свойства. 3 типа антигенов: белковый типоспецифический и белковый видоспецифический, родоспецифический ЛПС. Факторы патогенности. Факторы адгезии и колонизации: белки наружной мембраны. Факторы вирулентности: эндотоксин, экзотоксины, белок теплового шока. Факторы персистенции: внутриклеточный паразитизм. Резистентность. Неустойчивы во внешней среде, чувствительны к высоким температурам и высушиванию. Эпидемиология. Трахома, урогенитальный хламидиоз. Источник инфекции – больной человек. Механизм передачи – контактный. Пути передачи: контактно-бытовой, половой. Пневмония. Источник инфекции – больной человек. Механизм передачи – аэрогенный. Путь передачи – воздушно-капельный. Орнитоз. Источник инфекции – птицы. Механизм передачи – аэрогенный. Путь передачи: воздушно-капельный и воздушно-пылевой. Патогенез и клиника. При трахоме: элементарные тельца проникают через слизистые оболочки глаза и размножаются внутриклеточно. Развивается керато-конъюнктивит, который прогрессирует долгие годы и приводит к слепоте. 127 При урогенитальном хламидиозе: Возбудитель поражает эпителий слизистой урогенитального тракта. Это отмечается слабым зудом и слизисто-гнойными выделениями. В дальнейшем восходящая инфекция, приводящая к формированию мужского и женского бесплодия. При пневмонии: Возбудитель обладает тропизмом к эпителию дыхательных путей – фарингит, ларингит, бронхит… Внедряются в лёгочную ткань, размножаются там – гибель местных клеток и тяжёлое воспаление лёгких. При орнитозе: Входные ворота – слизистая респираторного тракта. Возбудитель размножается в бронхиальном дереве, в альвеолах, в макрофагах. Развивается воспаление, разрушение клеток, бактериемия, токсинемия, поражение паренхиматозных органов. Иммунитет. Иммунитет после перенесённых заболеваний не формируется. Диагностика. Основной метод серологический: РИФ, ИФА, РПГА. ПЦР. При диагностике трахомы и урогенитального хламидиоза используют соскобы, которые окрашивают по Романовскому-Гимзе. Лечение. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика не разработана. 88. Возбудитель сифилиса. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Профилактика. Лечение. Сифилис – хроническое инфекционное заболевание человека, характеризующееся первичным аффектом с поражением слизистых оболочек и кожи в месте входных ворот инфекции, с последующими полиорганными поражениями (вовлечением в процесс внутренних органов, костей, нервной системы) и прогредиентным течением (периоды активных проявлений чередуются с периодами латентности). Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Spirochaetaceae, род Treponema, вид T. pallidum – бледная трепонема. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамотрицательные спирохеты. 8-12 завитков на равном расстоянии друг от друга. Подвижны. Есть жгутики. По Граму окрашиваются слабо, основной метод – по Романовскому-Гимзе – в бледно-розовый цвет. Культуральные свойства. Микроаэрофилы. Плохо растут на питательных средах, поэтому бактериологическое исследование сифилиса в лабораторной практике не применяется. Антигенные свойства. Наиболее известный антиген – антиген Вассермана – кардиолипиновый антиген. Он содержится не только в составе трепонем, но и в сердечной мышце млекопитающих. Факторы патогенности. Эндотоксин, белки-адгезины, подвижность… Резистентность. Чувствителен к высыханию, солнечным лучам, нагреванию, дезинфектантам. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек. Механизмы передачи: контактный, вертикальный. Пути передачи: контактно-половой, трансплацентарный. 128 Патогенез и клиника. Первичный сифилис. В месте внедрения образуется твёрдый шанкр – безболезненная язва с плотным основанием; регионарный лимфаденит. Длительность периода 6-7 недель. Вторичный сифилис. Длительность 3-6 лет. Генерализованная спирохетемия. Возбудитель содержится в слюне, сперме, высыпаниях. Характерный симптом – розовато-красные высыпания (сифилиды) на коже. Третичный сифилис. Во внутренних органах образуются гуммы – поражение внутренних органов. Длительность 8-20 лет. Иммунитет. Нестерильный иммунитет. Диагностика. Исследуемый материал: содержимое твёрдого шанкра, кожных высыпаний, кровь, СМЖ. Бактериоскопия: окраска по Романовскому-Гимзе, серебрение по Морозову... Биопроба на кроликах. Серодиагностика: РСК (реакция Вассермана), РИФ, ИФА, иммуноблотинг. ПЦР. Лечение. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика не разработана. 89. Возбудитель лептоспироза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Лептоспироз – острое природно-очаговое инфекционное заболевание, характеризующееся интоксикацией, волнообразной лихорадкой, поражением кровеносных капилляров, печени, почек, ЦНС, сопровождающееся желтухой и геморрагическим синдромом. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Spirochaetaceae, род Leptospira, вид L. interrogans. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамотрицательные спирохеты. 12-18 завитков. Концы клеток утончены и загнуты под углом – крючки. Подвижны. По Граму окрашиваются слабо, основной метод – по Романовскому-Гимзе – в светло-розовый цвет. Культуральные свойства. Аэробы. Растут на средах, содержащих сыворотку крови или кровь. Антигенные свойства. ЛПС и общеродовой антиген белковой природы. Факторы патогенности. Факторы адгезии: подвижность, белки наружной мембраны. Факторы вирулентности: эндотоксин, плазмокоагулаза, экзотоксины. Резистентность. Чувствителен к высыханию, солнечным лучам, нагреванию, дезинфектантам. Эпидемиология. Источник инфекции – животные. Природные очаги: леса, реки, болота. Механизмы передачи: контактный, фекально-оральный. Пути передачи: контактный, водный, пищевой. 129 Патогенез и клиника. Входные ворота - слизистые, кожа. По лимфатическим путям попадает в кровь. Проникает в печень, почки, интенсивно размножается и вновь попадает в кровь. Возбудитель поражает капилляры печени, почек, ЦНС (формируются геморрагии). Болезнь протекает с интоксикацией, волнообразной лихорадкой, желтухой, почечной недостаточностью, асептическим менингитом (летальность до 40%). Иммунитет. Иммунитет типоспецифический. Возможно повторное инфицирование другим серотипом возбудителя. Диагностика. Исследуемый материал: кровь, моча, СМЖ, вода, продукты. Бактериоскопия: окраска по Романовскому-Гимзе, серебрение по Морозову... Биопроба на морских свинках. Бактериология: посев на среду Уленгута, Ферворта-Вольфа. Серодиагностика: РИФ, ИФА, РСК. ПЦР. Лечение. Антибиотикотерапия. Противолептоспирозный иммуноглобулин. Профилактика. Специфическая профилактика – вакцинация убитой лептоспирозной вакциной. 90. Возбудитель иксодового клещевого боррелиоза (болезни Лайма). Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. Иксодовый клещевой боррелиоз (болезнь Лайма) – это хроническое трансмиссивное природно-очаговое зоонозное инфекционное заболевание человека, вызываемое боррелиями и передающееся иксодовыми клещами. Таксономическое положение. Отдел Gracilicutes, семейство Spirochaetaceae, род Borrelia, вид B. burgdorferi. Морфологические и тинкториальные свойства. Грамотрицательные спирохеты. По форме они напоминают спираль, имеющую от 3 до 10 крупных завитков. Подвижны. По РомановскомуГимзе – в сине-фиолетовый цвет. Культуральные свойства. Микроаэрофилы. Боррелии очень требовательны к условиям выращивания и культивируются только на сложных питательных средах, содержащих сыворотку крови и другие факторы роста. Антигенные свойства. Антигенная структура сложная. Белковые антигены фибриллярного аппарата и цитоплазматического цилиндра. Протективные антигены – липопротеины наружной мембраны. Факторы патогенности. Факторы адгезии: подвижность, липопротеины наружной мембраны. Факторы вирулентности: эндотоксин, экзотоксин. Резистентность. Чувствителен к высыханию, солнечным лучам, нагреванию, дезинфектантам. Эпидемиология. Источник инфекции – животные. Механизм передачи – кровяной. Путь передачи – трансмиссивный (при укусе иксодовых клещей). 130 Патогенез и клиника. Иксодовый клещевой боррелиоз является хронической инфекцией с поражением кожи, сердечной и нервной систем, суставов. Возбудитель проникает в организм человека при укусе со слюной клеща. Патогенез развития клещевого боррелиоза включает стадию локальной инфекции и стадию диссеминации и органных поражений. Инкубационный период продолжается от 3 до 32 дней после укуса клеща. На месте укуса образуется красная папула (эритема), появление которой совпадает с началом заболевания. Иммунитет. Иммунитет видоспецифический. Возможно повторное инфицирование спустя несколько лет. Диагностика. Исследуемый материал: кровь, очаги кожных поражений, СМЖ, лимфа, клещи. Бактериоскопия: окраска по Романовскому-Гимзе, серебрение по Морозову... Бактериология: дополнительный метод – посев на среду Келли. Серодиагностика: РИФ (раздельное определение IgM и IgG), ИФА, иммуноблотинг. ПЦР. Лечение. Антибиотикотерапия. Профилактика. Специфическая профилактика не разработана. 91. Дрожжеподобные грибы рода Кандида. Значение в детской патологии. Микробиологическая диагностика. Лечение. Кандидозы – заболевания, вызванные дрожжеподобными грибами рода Candida. Этиология. Род Candida включает 80 видов. Наиболее часто встречается C. albicans. Культуральные свойства. Характерным для этого рода является образование псевдомицелия. Будучи аэробами, они являются сапрофитами слизистых оболочек рта, кишок, влагалища; способны развиваться в различных условиях окружающей среды, хорошо растут на многих питательных средах (пивное сусло, среда Сабуро и др.). Патогенез. Кандидозами часто заболевают новорождённые. У детей старшего возраста и у взрослых, особенно у лиц пожилого и старческого возраста, они развиваются чаще при ослаблении организма. Значительная роль в возникновении кандидозов принадлежит антибиотико- и гормонотерапии. Длительное применение антибиотиков приводит к подавлению нормальной микрофлоры организма. В условиях, когда организм человека ослаблен, нарушен синтез витаминов, имеется раздражение или повреждение слизистых оболочек (особенно препаратами широкого спектра действия), малопатогенные микроорганизмы становятся для данного больного патогенными и обусловливают возникновение суперинфекции. Клиника. Проявления кандидозов разнообразны. Дрожжеподобные грибы обладают способностью поражать все слизистые оболочки, внутренние органы и системы в связи с возможностью гематогенного распространения. Вследствие клинического полиморфизма кандидозы разделяются на 4 основные группы: кандидозы слизистых оболочек, кандидозы кожи и её придатков, висцеральные системные кандидозы и вторичные аллергические заболевания. 131 Диагностика. В мазках из материала выявляют псевдомицелий. Посевы от больного на агар Сабуро, сусло-агар. Образовавшие грибы дифференцируют по морфологическим, биохимическим и физиологическим показателям. Также возможна серологическая диагностика (РА, РСК, РП, ИФА) и постановка кожно-аллергической пробы. Профилактика. Профилактика неспецифическая: соблюдение правил асептики, стерильность инвазивных процедур. Больным с ослабленным иммунитетом заранее назначают противокандидозные препараты. Лечение. Применяют нистатин, леворин, клотримазол и другие противогрибковые химиотерапевтические препараты. 92. Возбудители ОРВИ. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) вызывают семейства РНК- и ДНКсодержащих вирусов. Возбудители ОРВИ: вирусы гриппа А, В, С, коронавирусы, вирус краснухи, аденовирусы, риновирусы, вирус паротита, вирусы кори. ОРВИ постоянно встречаются у населения, а в осенне-зимний период возможны эпидемии. Широко распространены в природе, занимают первое место по частоте и количеству заболеваний. Резистентность. Малоустойчивые во внешней среде обладают высокой контагиозностью, а устойчивые – малой контагиозностью. Эпидемиология. Механизм передачи – аэрогенный. Путь передачи – воздушно-капельный. Клиника. Типичный набор клинических проявлений: общая интоксикация, лихорадка, поражение ВДП, нервной и сердечно-сосудистой систем. Диагностика. Лабораторная диагностика проводится в трёх направлениях: выявление внутриклеточных включений, вызванных репродукцией вируса (вирусоскопия); вирусология; серодиагностика. 1. Выявление внутриклеточных включений, вызванных репродукцией вируса. Внутриклеточные включения формируются в заражённых вирусом клетках – это места синтеза и сборки вирусных структур. Они являются продуктами взаимодействия вируса и клетки. Для идентификации внутриклеточных включений (принадлежности к тому или другому вирусу) часто используют различные реакции (РИФ, ИФА, ПЦР и др.). 2. Вирусологическая диагностика, включающая накопление вируса в живых системах (куриный эмбрион, лабораторное животное и различные культуры клеток), индикацию накопленного вируса в живых системах и идентификацию выделенного вируса с помощью серологический реакций (РГА, РТГА, РСК), позволяющих установить антигенную структуру выделенного вируса. 132 3. Серодиагностика. Определение титра антител проводят с парными сыворотками больного (РСК). Специфическая профилактика проводится вакцинами: живая коревая вакцина, живая краснушная вакцина, убитая аденовирусная вакцина, живая гриппозная вакцина и др. Этиотропное лечение противовирусными препаратами. 93. Возбудитель гриппа. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Таксономия. Семейство Orthomyxoviridae, род Influenzavirus, виды: Influenzavirus А, Influenzavirus В, Influenzavirus С. Морфология. Форма сферическая. Сложноорганизован – состоит из капсида, покрытого суперкапсидом. Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный. Штаммоспецифический V-антиген: гемагглютинин + нейраминидаза. Типоспецифический Sантиген. Генетический материал представлен отдельными 8 РНК-сегментами. 2 генетических механизма изменчивости антигенов суперкапсида: Антигенный дрейф – незначительные изменения, обусловленные точечной мутацией (чаще в Н), что приводит к развитию штаммовых различий – в результате эпидемии (частота – каждые 1-3 года). Шифт – полная замена гена, появление нового антигенного варианта в результате генетической рекомбинации между вирусами человека и животных, что приводит к смене подтипа Н или N, вызывает пандемии (частота – каждые 10-20 лет). Резистентность. Во внешней среде устойчивы несколько часов. Сохраняют активность при морозе. Эпидемиология. Источник инфекции – больные люди. Механизм заражения – аэрогенный. Пути передачи: воздушно-капельный и воздушно-пылевой. Патогенез и клиника. Входные ворота – слизистая ВДП. Избирательное поражение клеток эпителия – насморк, чихание, сухой кашель. Попадает в кровь – вирусемия – поражение эндотелия сосудов – интоксикация, лихорадка. Вирус попадает в лимфоузлы и повреждает лимфоциты, что формирует иммунодефицит – вторичные бактериальные инфекции. Инкубационный период – 1-2 дня. Иммунитет. Напряжённый и длительный постинфекционный иммунитет – типо- и штаммоспецифический. Диагностика. Исследуемый материал: смывы и мазки из носа и зева, кровь. Экспресс-методы: РИФ и ИФА, ПЦР. Вирусология: заражение куриных эмбрионов, индикация в куриных эмбрионах, идентификация в РСК и РТГА. Серология: определение титра антител в РСК. Профилактика специфическая убитыми и живыми вакцинами. 133 Лечение противовирусными препаратами эффективно на ранних стадиях. 94. Возбудитель полиомиелита. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. Таксономия. Семейство Picornaviridae, род Enterovirus, вид Poliovirus. Морфология. Просто организованы. Сферическая форма. Одна цепь +нить РНК. Нуклеокапсид кубического типа симметрии. Эпидемиология. Механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи: водный, пищевой, контактно-бытовой. Возможен также воздушно-капельный путь передачи. Патогенез и клиника. Естественная восприимчивость человека к вирусам полиомиелита высокая. Входными воротами служат слизистые оболочки верхних дыхательных путей и пищеварительного тракта. Первичная репродукция вирусов происходит в лимфатических узлах глоточного кольца и тонкой кишки. Из лимфатической системы вирусы проникают в кровь, а затем в ЦНС, где избирательно поражают клетки передних рогов спинного мозга (двигательные нейроны). Инкубационный период продолжается в среднем 7-14 дней. Различают 3 клинические формы полиомиелита: паралитическую, менингеальную (без параличей), абортивную (лёгкая форма). Заболевание начинается с повышения температуры тела, общего недомогания, головных болей, рвоты, болей в горле. Диагностика. Исследуемый материал: кал, отделяемое носоглотки. Вирусы полиомиелита выделяют путём заражения исследуемым материалом первичных и перевиваемых культур клеток. О репродукции вирусов судят по цитопатическому действию. Идентифицируют выделенный вирус с помощью типоспецифических сывороток в реакции нейтрализации в культуре клеток. Серодиагностика основана на использовании парных сывороток больных с применением эталонных штаммов вируса в качестве диагностикума. Профилактика специфическая живой пероральной вакциной. 95. Возбудители гепатитов А и Е. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. Таксономия. Семейство Picornaviridae, род Hepatovirus – вирус гепатита А. Род Hepevirus – вирус гепатита Е. Морфология. Просто организованы. Сферическая форма. Одна цепь +нить РНК. Эпидемиология. Источник – больные люди. Механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи: водный, пищевой, контактно-бытовой. Патогенез и клиника. Обладают гепатотропизмом. После заражения репликация вирусов происходит в кишечнике, а оттуда через портальную вену они проникают в печень и 134 реплицируются в цитоплазме гепатоцитов. Повреждение гепатоцитов возникает в результате иммунопатологических механизмов. Инкубационный период – от 15 до 50 дней. Начало острое, с повышением температуры и тошнотой, рвотой. Возможно появление желтухи на 5-й день. Клиническое течение заболевания лёгкое, без особых осложнений. Гепатит Е очень опасен для беременных женщин. Иммунитет. После инфекций формируется стойкий пожизненный иммунитет. Диагностика. Исследуемый материал: кал, сыворотка. Главным образом диагностика основана на определении в крови IgM с помощью ИФА. С помощью ИФА можно обнаружить также вирусные антигены в кале. Профилактика специфическая убитой вакциной. 96. Возбудитель клещевого энцефалита. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. Таксономия. Семейство Flaviviridae, род Flavivirus. Морфология. Сложная организация. Форма сферическая. Тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Однонитевая +нить РНК. Есть антигены-гемагглютинины. Эпидемиология. Источник инфекции: животные леса. Переносчики – иксодовые клещи. Механизмы заражения: кровяной и фекально-оральный. Пути передачи: трансмиссивный (при укусе клеща) и алиментарный (сырое козье и овечье молоко). Патогенез и клиника. Сначала вирус размножается в месте входных ворот инфекции под кожей, откуда он попадает в кровь. Возникает вирусемия. Вирус проникает в эндотелий кровеносных сосудов, внутренних органов, где активно размножается. В конце инкубационного периода в эндотелии кровеносных сосудов возникает вторичная вирусемия, длящаяся 5 дней. Вирусы гематогенно, периневрально проникают в головной и спинной мозг, поражая мотонейроны (крупные двигательные клетки в сером веществе спинного мозга). Различают три клинические формы клещевого энцефалита: лихорадочную, менингеальную и очаговую. Инкубационный период – от 8 до 23 дней. Иммунитет после инфекции стойкий. Диагностика. Исследуемый материал: кровь, СМЖ, клещи. Вирусология: культивирование в мозге мышей, дальнейшая индикаций и идентификация. Серология: РН, РТГА, ИФА. ПЦР. Специфическая профилактика убитыми вакцинами. 97. Возбудитель бешенства. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Таксономия. Семейство Rhabdoviridae, род Lyssavirus. 135 Есть 2 варианта: «уличный» и «фиксированный». Морфология. Сложный. Суперкапсид с шипами-гемагглютининами. Форма пулевидная. Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный. Одна -нить РНК. Эпидемиология. Источник инфекции – больные животные. Механизм передачи – контактный. Путь передачи – раневой. Патогенез и клиника. Входные ворота – повреждённые кожные покровы и слизистые. Вирус, попав со слюной больного животного, реплицируется и персистирует в месте внедрения. Затем возбудитель распространяется по аксонам периферических нервов, достигает клеток головного и спинного мозга, где размножается. Размножившийся вирус попадает из мозга по центробежным нейронам в различные ткани, в том числе в слюнные железы. Инкубационный период у человека при бешенстве – от 10 дней до 3 месяцев. В начале заболевания появляются недомогание, страх, беспокойство, бессонница, затем развиваются рефлекторная возбудимость, спазматические сокращения мышц глотки и гортани, пена у рта, водобоязнь, светобоязнь. В конце смерть от паралича дыхательного и сердечного центров. Диагностика. Исследуемый материал: мозговая ткань погибших людей и животных. Вирусоскопия: обнаружение телец Бабеша-Негри в мазках. Вирусология: заражение мышей. Экспресс-методы: РИФ, ИФА. ПЦР. Специфическая экстренная профилактика антирабической убитой вакциной. 98. Герпес-инфекция: таксономия, характеристика возбудителей. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика и лечение. Таксономия. Семейство Herpesviridae, род Simplexvirus. Два типа вируса: ВПГ-1 (чаще поражает слизистые рта, глотки, глаза) и ВПГ-2 (поражает половые органы). Морфология. Овальная форма. Двунитевая линейная ДНК. Капсид икосаэдрический. На поверхности различные гликопротеины. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек или вирусоноситель. Пути передачи: контактный, контактно-половой. Патогенез и клиника. Различают первичный и рецидивирующий простой герпес. Чаще вирус вызывает бессимптомную или латентную инфекцию. Первичная инфекция. Везикула – проявление простого герпеса с дегенерацией эпителиальных клеток. Основу везикулы составляют многоядерные клетки. Поражённые ядра клеток содержат эозинофильные включения. Верхушка везикулы через некоторое время вскрывается, и формируется язвочка, которая вскоре покрывается струпом с образованием корочки с последующим заживлением. Вирусы проникают в нейроны, где погибают. Но часто сохраняются в ганглиях, вызывая латентную инфекцию. 136 При снижении иммунитета возможны обострения – рецидивы. Вирус возвращается обратно в эпителиальные клетки. Инкубационный период 2-12 дней. Болезнь начинается с возникновения на поражённых участках зуда, появления отёка и пузырьков, заполненных жидкостью. Рецидивирующий герпес обусловлен реактивацией вируса, сохранившегося в ганглиях. Он характеризуется повторными высыпаниями и поражением органов и тканей. Диагностика. Исследуемый материал: содержимое везикул, слюна, кровь. Вирусоскопия: в окрашенных мазках наблюдают гигантские многоядерные клетки, клетки с увеличенной цитоплазмой и внутриядерными включениями. ПЦР. Вирусология: выделяют вирус, заражая перевиваемые культуры клеток, затем идентифицируют в РИФ и ИФА. Серология: РСК, РИФ, ИФА. Лечение противовирусными препаратами (ацикловир), интерферонами. Специфическая профилактика рецидивирующего герпеса осуществляется в период ремиссии многократным введением инактивированной культуральной герпетической вакцины. 99. Возбудители гепатитов В и D. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. Таксономия. Вирус гепатита В: семейство Hepadnaviridae, род Orthohepadnavirus. Вирус гепатита D не классифицирован. Морфология. Сложно устроен. Сферическая форма. Нуклеокапсид кубического типа симметрии. Двунитевая ДНК (+нить и -нить). HBsAg – суперкапсидный антиген. HBcAg – сердцевинный антиген. HBeAg – внутренний белок капсида. Вирус гепатита D сложно устроен, но имеет дефект – суперкапсид может заимствовать только у HBV. Геном – кольцевая РНК. Эпидемиология. Источник – больной человек или носитель. Механизмы заражения: кровяной, вертикальный. Пути передачи: половой, парентеральный, трансплацентарный. Заражение гепатитом D возможно только в присутствии HBV. Патогенез и клиника. После парентерального внедрения происходит распространение вируса по организму – первичная вирусемия, накопление в лимфатической ткани, в половых клетках (откуда передается при половых контактах), в костном мозге. Там же происходит первичная репликация. Гематогенно вирус достигает клеток печени. HBV не обладает прямым цитопатическим действием. На поверхности гепатоцитов, поражённых вирусом, выделяются вирусные антигены, активирующие преимущественно Тлимфоциты. Происходит разрушение иммунными клетками инфицированных гепатоцитов. Развиваются некротические и воспалительные изменения в печени, которые могут привести к полному некрозу всего органа или к раку. 137 Вирус гепатита D оказывает прямой цитопатический эффект – массивный некроз печени, рак и смерть. Желтуха. Диагностика. Материалом для исследования при HBV является сыворотка крови. Маркёрами HBV являются антигены вируса и антитела к ним, обнаруживаемые в сыворотке крови. Для выявления маркёров HBV применяют ИФА. По сочетанию маркёров возможно установить стадию болезни и осуществить прогноз заболевания. HBsAg – острая или хроническая инфекция. HBeAg – острая инфекция или обострение хронической. Антитела против HBsAg – выздоровление пациента. Антитела против HBeAg – выздоровление или ремиссия. Антитела против HBcAg – имеющийся или перенесённый гепатит В. Также используют ПЦР. Специфическая профилактика генно-инженерными вакцинами. 100. Возбудитель гепатита С. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика. Таксономия. Семейство Flaviviridae, род Hepacivirus. Морфология. Сферическая форма. Геном +нить РНК. Нуклеокапсид кубического типа симметрии. Вирус обладает высокой мутационной активностью. Это обусловливает высокую частоту хронизации. Эпидемиология. Источник инфекции – больной и носитель. Механизмы заражения: кровяной, вертикальный. Пути передачи: половой, парентеральный, трансплацентарный. Патогенез и клиника. Медленная вирусная инфекция. Длительный инкубационный период. Часто протекает в скрытой форме, без желтухи. В большинстве случаев принимает хроническую форму, что в последствии может привести к циррозу и раку. Оказывает прямое цитопатическое действие + иммунный цитолиз. Диагностика. Исследуемый материал – кровь. Поиск антигенов вируса (ИФА, иммуноблоттинг), поиск антител к вирусу (ИФА). ПЦР. Специфическая профилактика ещё не разработана. 101. ВИЧ-инфекция. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Профилактика и лечение. Таксономия. Семейство Retroviridae, род Lentivirus. 2 типа вируса, отличающиеся антигенной структурой: ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Морфология. Сферическая форма. Геном представлен двумя нитями РНК. Оболочка состоит из двойного слоя липидов, пронизанного гликопротеинами gp120 и gp41. 138 Эпидемиология. Механизмы передачи: кровяной, вертикальный. Пути передачи: половой, парентеральный, трансплацентарный. Патогенез. Вирус иммунодефицита человека с помощью гликопротеина gр120 присоединяется к СD4-рецептору и одному из корецепторов (CXCR4 или CCR5) на поверхности клеток (Тлимфоциты, тканевые макрофаги, моноциты, дендритные клетки, клетки нейроглии, клетки Лангерганса, эпителиальные клетки кишечника и шейки матки). Затем вирус проникает внутрь клеток и размножается в них. В результате этого клетки разрушаются или теряют свои функциональные свойства, происходит накопление вируса в органах и тканях. При ВИЧ-инфекции снижается число СD4-лимфоцитов, нарушается функция В-лимфоцитов, подавляется функция естественных киллеров, нарушается синтез комплемента, лимфокинов и других факторов, регулирующих иммунные реакции организма. В результате этого снижаются функции иммунной системы, развивается иммунодефицит и присоединяются вторичные заболевания инфекционной и неинфекционной природы, в том числе злокачественные опухоли. Клинические стадии болезни. Инкубационный период (до 3 месяцев). Симптомы острой инфекции. Активное размножение ВИЧ. Продромальный период (около 1 месяца). Субфебрильная температура, крапивница, стоматит, воспаление лимфатических узлов. Активное размножение ВИЧ продолжается. В конце периода появляются антитела. Латентный период (5-10 лет и более). В крови антитела к ВИЧ. Медленное прогрессирование иммунодефицита. ПреСПИД (1-2 года). Развитие на фоне иммунодефицита оппортунистических, инфекционных и онкологических заболеваний. Герпес, кандидоз. Терминальная стадия – СПИД. В течение нескольких месяцев больной погибает от вторичных заболеваний. Диагностика. Исследуемый материал: кровь. Серология: одновременное обнаружение антигенов ВИЧ в крови и антител к ним в крови (ИФА, затем иммуноблоттинг, ПЦР). Профилактика только неспецифическая: безопасный секс, одноразовые шприцы и т.д. Лечение. Комбинированная антиретровирусная терапия. Полного излечения не даёт, но продлевает жизнь. 102. Актиномицеты. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение. Род Actinomyces. Морфология. Ветвящиеся грамположительные бактерии. Образуют примитивный мицелий. Культуральные свойства. Анаэробы. Растут медленно. Некоторый виды дают гемолиз на средах с кровью. Лучше растут на белковых средах с сывороткой. 139 Биохимическая активность. Ферментируют углеводы без образования газа. Резистентность. Живут в почве. При попадании на воздух мгновенно погибают. Эпидемиология. Основной механизм заражения – контактный. Основной путь передачи – раневой. Патогенез. Вызывают оппортунистические инфекции. Клиника. Актиномикоз – хроническая оппортунистическая инфекция, которая характеризуется гранулематозным воспалением с различными клиническими проявлениями. При распаде гранулёмы образуется гной, который выходит на поверхность кожи и слизистых через свищи. Диагностика. Материал для исследования: мокрота, гной из свищей, соскобы с грануляций. Обычно для постановки диагноза хватает бактериоскопии (окраска по Граму, по ЦилюНильсену). Также проводят бактериологическое исследование: посев на сахарный агар, среду Сабуро и культивация в аэробных и анаэробных условиях. Лечение. Антибиотикотерапия. 140
