УДК 576.8 (075.8) ББК 52.64 я73

О-28

Рекомендовано Научно-методическим советом университета в качестве учебно-методического пособия 22.06.2011 г., протокол № 10

А в т о р ы: канд. мед. наук, доц. Ж. Г. Шабан; канд. мед. наук, доц. Т. А. Канашкова; канд. мед. наук, доц. И. А. Крылов; канд. мед. наук, доц. В. А. Молочко

Р е ц е н з е н т ы: д-р мед. наук, зав. отделом эпидемиологии и иммунопрофилактики инфекционных заболеваний Республиканского научно-практического центра эпидемиологии и микробиологии Н. Н. Полещук; канд. мед. наук, доц. каф. эпидемиологии Белорусского государственного медицинского университета А. М. Близнюк

Общая медицинская микробиология : учеб.-метод. пособие / Ж. Г. Шабан О-28 [и др.]. – Минск : БГМУ, 2011. – 320 с.

ISBN 978-985-528-506-0.

Посвящено пропедевтическому разделу медицинской микробиологии — общей микробиологии. Изложены современные подходы к систематике микроорганизмов, особенностям морфологии и физиологии различных групп микроорганизмов. Отдельные разделы посвящены метаболизму прокариот, противомикробным мероприятиям, генетике бактерий, инфекционному процессу, химиотерапии и химиопрофилактике инфекционных заболеваний, экологии микроорганизмов, эумикробиозу и дисбиозу.

Предназначено для студентов 2-го курса всех факультетов.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БГКП — бактерии группы кишечной палочки ВБИ — внутрибольничная инфекция ВГВ — вирусный гепатит В

ВГЛ — вирусные геморрагические лихорадки ВИЧ — вирус иммунодефицита человека ГЗТ — гиперчувствительность замедленного типа

ГКГС — главный комплекс гистосовместимости ГЛПС — геморрагическая лихорадка с почечным синдромом ГМФ — гуанозинмонофосфат ГНТ — гиперчувствительность немедленного типа ГПК — гистидин-протеинкиназа

ГУС — гемолитико-уремический синдром ГЭБ — гематоэнцефалический барьер ДВУ — дезинфекция высокого уровня ДНУ — дезинфекция низкого уровня

ДПУ — дезинфекция промежуточного уровня ЖКТ — желудочно-кишечный тракт ИЛ — интерлейкин

ИМВП — инфекции мочевыводящих путей ИМН — изделия медицинского назначения

ИППП — инфекции, передаваемые половым путем ИТШ — инфекционно-токсический шок КС — клеточная стенка ЛЖК — летучие жирные кислоты ЛП — липопротеин ЛПС — липополисахарид

ЛПУ — лечебно-профилактическое учреждение МПК — минимальная подавляющая концентрация НМ — наружная мембрана ОКИ — острая кишечная инфекция ОП — островок патогенности

ПАБК — парааминобензойная кислота ПАВ — поверхностно-активные вещества ПГ — пептидогликан ПСБ — пенициллинсвязывающие белки РТ — ретикулярные тельца

ТК — тейхоевые кислоты ТПМ — темнопольная микроскопия УП — условно-патогенный

УПМ — условно-патогенный микроорганизм УФО — ультрафиолетовое облучение ФКМ — фазово-контрастная микроскопия ФНО — фактор некроза опухолей ЦГЭ — центр гигиены и эпидемиологии ЦП — цитоплазма ЦПМ — цитоплазматическая мембрана

ЧАС — четвертичные аммониевые соединения ЭТ — элементарные тельца

MRSA — метициллинрезистентные стафилококки

Медицинская микробиология — наука о патогенных и сингенных для человека микроорганизмах, их взаимодействии между собой и с окружающей средой. Она изучает роль микроорганизмов в развитии инфекционных заболеваний человека:

–морфологию, физиологию, экологию, молекулярно-генетические и биологические свойства микроорганизмов;

–этиологию и патогенез инфекционных заболеваний;

–разрабатывает методы диагностики, а также средства и способы специфической терапии и профилактики инфекционных заболеваний.

Кроме того, медицинская микробиология разрабатывает способы диагностики, средства профилактики и терапии заболеваний, ранее считавшихся неинфекционными (сердечно-сосудистые, злокачественные).

Клиническая микробиология изучает роль УПМ в развитии заболеваний человека, разрабатывает методы их диагностики, методы контроля за нозокомиальными инфекциями, осуществляет мониторинг резистентности УПМ к антибиотикам, антисептикам, дезинфектантам.

Эпидемиологическая микробиология изучает взаимоотношения потенциально опасных микроорганизмов с биотопами (почвой, водой, воздушной средой, объектами

Санитарная микробиология изучает микрофлору окружающей среды, влияние микрофлоры на здоровье человека, разрабатывает мероприятия по предупреждению неблагоприятного воздействия микроорганизмов на организм человека.

Фармацевтическая микробиология изучает инфекционные болезни лекарственных растений, порчу лекарственных растений и сырья под действием микроорганизмов, обсемененность лекарственных средств и готовых лекарственных форм, методы асептики при производстве лекарственных препаратов, технологии приготовления диагностических, профилактических и лечебных препаратов.

Значение микробиологии в деятельности врача. Микробиология — фундамен-

тальная биологическая наука, тесно связанная с другими медицинскими дисциплинами и играющая важную роль в подготовке врача любого профиля (терапия, хирургия, акушерство и гинекология, онкология, невропатология, офтальмология и др.). Исходя из этого, знание этиологии и патогенеза заболеваний способствует повышению эффективности их диагностики, лечения и профилактики.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ МИКРОБИОЛОГИИ

Микробиология зародилась задолго до нашей эры и прошла длительный путь развития, исчисляющийся многими тысячелетиями. Историю развития микробиологии можно разделить на 5 этапов.

1. Эмпирический (описательный) период — 6–5 тыс. л. до н. э. – XVI в. н. э. Че-

ловек пользовался плодами деятельности микроорганизмов (виноделие, хлебопечение, сыроделие, выделка кож), не зная об их существовании. В те времена верили, что болезни посылаются злыми духами или с помощью колдовства.

Подход Гиппократа (460 г. до н. э. – 370 г. до н. э.) к дан-

ному вопросу был новаторским: он полагал, что болезни людям посылают не боги, а возникают они по разным, вполне естественным, причинам. Он делил последние на два класса: общие (вредные влияния климата, почвы, наследственности) и личные (условия жизни и труда, питания, возраст). Наблюдая за течением болезней, он придавал серьезное значение периодам болезней, особенно лихорадочных, и предполагал, что многие болезни вызываются какими-то посторонними невидимыми причинами, имеющими живую природу

(«миазмы»). Автор обширного собрания из семи книг «Эпидемии».

Итальянский врач Дж. Фракасторо (1546) также предполагал живую природу агентов инфекционных заболеваний. Он считал, что каждая болезнь вызывается своим «контагием», для предохранения от болезней рекомендовал изоляцию больного, карантин, ношение масок, обработку предметов уксусом.

2. Морфологический период — конец XVII – середина XIX в.: открытие мира микроорганизмов, описание их внешнего вида, опыты по самозаражению с целью доказать инфекционную природу многих заболеваний.

Левенгук Антони Ван (1632–1723) — нидерландский нату-

ралист, один из основоположников микроскопии. Торговал полотном в мануфактурной лавке в Амстердаме, в свободное время увлекался шлифованием линз. Изготовленные линзы он вставлял в металлические держатели с прикрепленной к ним иглой для насаживания объекта наблюдения (1675 г. — первый микроскоп Левенгука). Всего за свою жизнь Левенгук изготовил около 250 линз со 150–300-кратным увеличением. При помощи таких «микроскопов» Левенгук впервые наблюдал и зарисовал бактерии (1683), простейших (1675), отдельные растительные и живот-

ные клетки. В 1680 г. стал членом Королевского общества, в 1695 г. написал труд «Тайны природы, открытые А. Левенгуком». Несовершенство приборов и методов изучения микромира не способствовало быстрому накоплению научных знаний о микроорганизмах.

Прямые доказательства роли микроорганизмов в возникновении инфекционных заболеваний были найдены в опытах по самозаражению материалами или культурами соответствующих возбудителей, взятыми от больного чумой (Д. Самойлович, В. Смирнов), холерой (М. Петенкофер, И. Мечников, Д. Заболотный, И. Савченко, Н. Гамалея), сыпным тифом (Г. Минх, О. Мочутковский), полиомиелитом (М. Чумаков), гепатитом А (М. Балоян).

3. Физиологический (пастеровский) период — конец XVIII – начало ХХ вв. Начало научной микробиологии: открыто большинство возбудителей инфекционных заболеваний, вирусы, разработана микробная концепция болезней, изучена жизнедеятельность микробной клетки.

Английский врач Эдвард Дженнер (1749–1823) 14 мая 1796 г. предложил метод вакцинации. В эксперименте он доказал, что прививки людям возбудителя коровьей оспы из

содержимого пустул на вымени больных коров предохраняют от заражения натуральной оспой. Результаты исследования он обобщил в статье «Исследование причин и действий коровьей оспы» (1798). С эмпирического открытия Дженнером вакцины против оспы, задолго до открытия самих вирусов, началась борьба с вирусными инфекциями.

Французский ученый Луи Пастер (1822–1895) — член Парижской академии наук, Французской медицинской академии, основоположник современной микробиологии и иммунологии, биотехнологии. Опроверг теорию самозарождения микроорганизмов (1860). Доказал, что брожение не является химическим процессом, а его вызывают микроорганизмы (1861). Изобрел метод пастеризации, благодаря чему были побеждены болезни вина и пива, порча молочнокислых продуктов. Открыл возбудителей болезней шелковичных червей, вина и пива. Доказал формирование искусственного иммунитета (1870), от-

крыл патогенные микроорганизмы (стафилококк, пневмококк, клостридии). Разработал принцип аттенуации, создал живые вакцины против куриной холеры (1879), сибирской язвы (1881), бешенства (1885). Открыл явление анаэробиоза. Ввел методы антисептики, стерилизации сухим жаром. В 1883 г. создал первый научно-исследова- тельский институт микробиологии — Институт Пастера.

Немецкий микробиолог Роберт Кох (1843–1910) — один из основоположников современной бактериологии и эпидемиологии, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1884). Ему принадлежат труды по выявлению возбудителей инфекционных болезней и разработке методов борьбы с ними. Кроме этого, ученый сформулировал критерии этиологической связи инфекционного заболевания с микроорганизмом (триада Генле–Коха: выделить микроорганизм от больного, получить чистую культуру, заразить ею лабораторное животное и наблюдать у него развитие схожей клинической картины). Впервые

выделил чистую культуру возбудителя сибирской язвы, доказал ее способность к спорообразованию, открыл холерный вибрион (запятая Коха) и туберкулезную палочку (палочка Коха). Предложил способы дезинфекции и стерилизации текучим паром. Ввел в практику метод выделения чистых культур на твердых питательных средах (агар-агаре, желатине, свернутой сыворотке), способы окраски бактерий анилиновыми красителями, иммерсионный объектив, способ микрофотографии. Лауреат Нобелев-

ской премии 1905 г.

Дмитрий Иосифович Ивановский (1864–1920).

12 февраля 1892 г. на заседании Российской академии наук он сообщил, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Эту дату можно считать днем рождения вирусологии, а Д. И. Ивановского — ее основоположником. Вирусы мозаичной болезни табака удалось впервые увидеть только

в1939 г. в электронный микроскоп.

4.Иммунологический — начало – середина ХХ в.

Илья Ильич Мечников (1845–1916) — российский биолог и патолог, один из основоположников сравнительной патологии, эволюционной эмбриологии, иммунологии (автор клеточной теории иммунитета), создатель научной школы, член-корреспондент (1883), почетный член (1902) Петербургской АН. С 1888 г. работал в Пастеровском институте в Париже. Совместно с Н. Ф. Гамалеей основал первую в России бактериологическую станцию (1886). Открыл явление фагоцитоза (1882), изложил фагоцитарную теорию иммунитета в трудах «Невосприимчивость в инфекционных болезнях» (1901). Ему принадлежит цикл работ, посвященных микробиологии и эпидемиологии холеры, чумы, брюшного тифа, туберкулеза; совместно с Э. Ру впервые экспериментально вызвал сифилис у обезьян (1903). Со-

здал теорию происхождения многоклеточных организмов. Разработал учение о микробном антагонизме. Много внимания в своих трудах уделял проблеме старения. Урна с прахом Мечникова, согласно его воле, хранится в библиотеке Пастеровского института.

Немецкий врач и бактериолог Пауль Эрлих (1854–1915) — почетный член Немецкого химического общества, автор гуморальной теории иммунитета. Открыл антитоксические антитела, разработал метод определения активности антитоксических сывороток. В 1896 г. основал и возглавил Институт по изучению и контролю сывороток. Открыл тучные клетки, разработал способ окрашивания туберкулезных бацилл. Является основоположником химиотерапии инфекционных заболеваний. Проводил эксперименты по лечению сифилиса органическими соединениями мышьяка, индукции злокачественных опухолей у животных.

В 1908 г. И. Мечникову и П. Эрлиху присуждена Нобелевская премия. В последующей многолетней и плодотворной дискуссии между сторонниками фагоцитарной и гуморальной теорий были раскрыты многие механизмы иммунитета.

Следующим важным этапом в развитии микробиологии стало открытие антибиотиков. В 1929 г. А. Флеминг открыл пенициллин, и началась эра антибиотикотерапии, приведшая к революционному прогрессу медицины. В дальнейшем выяснилось, что бактерии приспосабливаются к антибиотикам, а изучение механизмов лекарственной устойчивости привело к открытию плазмид.

Г. Домагк обосновал антибактериальное действие сульфаниламидных препаратов и ввел их в лечебную практику (1932).

Борис Яковлевич Эльберт (1890–1963) — основатель пер-

вой в Беларуси кафедры микробиологии и гигиены МГМИ (1923), профессор и заведующий кафедрой, директор Белорусского государственного санитарно-бактериоло-гического института, лауреат Государственной премии. Время деятельности — 20–60-е гг. ХХ в. Организовал производство лечебно-диагностических сывороток, питательных сред. Ученому принадлежат работы по клебсиеллам, микобактериям, лептоспирам, возбудителям тифов и натуральной оспы. Исследовал туляремию и противотуляремийный иммунитет, в соавторстве с Гайским разработал вакцину против

туляремии.

Кафедрой микробиологии, вирусологии, иммунологии МГМИ/БГМУ заведовали: в 1962–1988 гг. — доктор медицинских наук, профессор Алексей Петрович Красильников, в 1988–2005 гг. — доктор медицинских наук, профессор Леонид Петрович Титов, с 2005 г. — кандидат медицинских наук, доцент Татьяна Александровна Канашкова.

5. Молекулярно-генетический (современный) — с середины ХХ в.: широкое использование молекулярных методов исследования. Этому способствовали важнейшие открытия в области молекулярной биологии и генетики.

Вопытах на бактериях была доказана роль ДНК в передаче наследственных признаков. Выяснение принципов кодирования генетической информации в ДНК бактерий и установление универсальности генетического кода позволило лучше понимать молекулярно-генетические закономерности, свойственные высокоорганизованным организмам.

Расшифровка генома кишечной палочки сделала возможным конструирование и пересадку генов. Генная инженерия создала новое направление — биотехнологию, с помощью которой получены рекомбинантные микроорганизмы, новые вакцины и диагностические препараты.

Расшифрована молекулярно-генетическая организация многих вирусов и механизмы их взаимодействия с клетками, механизмы вирусного канцерогенеза. Разработан метод культур клеток. Открыт провирус, вироиды и прионы.

Всовременном понимании иммунология — наука, изучающая механизмы защиты организма от всего генетически чужеродного, поддержание структурной и функциональной целостности организма. Иммунология включает ряд специализированных направлений: иммуноморфологию, иммуногенетику, иммунологию онтогенеза, трансплантационную иммунологию, иммунопатологию, иммуногематологию, онкоиммунологию, вакцинологию и прикладную иммунодиагностику. Открыты новые антигены

(опухолевые, ГКГС). Расшифровано строение антител, разработана клонально-селекционная теория иммунитета. Созданы гибридомы и получены моноклональные антитела. Изучены многие виды иммунодефицитов, открыты иммуномодуляторы.

Разработаны новые способы диагностики инфекционных и неинфекционных заболеваний (ИФА, РИА, иммуноблоттинг, гибридизация нуклеиновых кислот, ПЦР).

Появляются новые данные об открытии инфекционных агентов — возбудителей «соматических» заболеваний (язвенная болезнь желудка, гастрит, инфаркт миокарда, отдельные формы бронхиальной астмы, шизофрения и др.).

Появилось понятие о новых и возвращающихся инфекциях. Пример реставрации старых патогенов — мультирезистентные микобактерии туберкулеза. Среди новых патогенов — вирусы геморрагических лихорадок, ВИЧ, легионеллы, бартонеллы, эрлихии, хеликобактер, хламидии.

Сегодня микробиология, вирусология и иммунология — одно из ведущих направлений биологии и медицины, интенсивно развивающееся и расширяющее границы человеческих знаний.