2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Микробиология от Насти

признаку продуцируемых токсинов.

Факторы патогенности. Бактериями C. perfringens продуцируется наиболее сложный токсический комплекс, состоящий из нижеперечисленных токсинов (ферментов):

x D-токсин, или лецитиназа С, интенсивно продуцируемый бактериями типа А, оказывает дерматонекротизирующее, гемолитическое и летальное действие (убивает лабораторных животных при внутривенном введении);

x E-токсин, продуцируемый бактериями типов В и С, проявляет некротизирующее и летальное действие, вызывает некротический энтерит;

x G-токсин, в основном продуцируемый бактериями типов В и С, оказывает летальное и гемолитическое действие;

x T-токсин, в основном продуцируемый бактериями типа С, вызывает дерматонекротизирующее, летальное и гемолитическое действие;

x H-токсин, продуцируемый бактериями типа В, оказывает летальное и дерматонекротизирующее действие;

x N-токсин (коллагеназа и желатиназа), продуцируемый бактериями типов А, С, разрушает ретикулярную ткань мышц и коллагеновые волокна соединительной ткани, оказывает летальное и некротизирующее действие;

x O-токсин (протеиназа), обусловливающий некротические свойства, расщепляющий денатурированный коллаген и желатину;

x J- и K-токсины, оказывающие летальное действие на лабораторных животных; их биохимическая природа остается неизвестной;

x P-токсин, ответственный за повышенную проницаемость тканей;

x Q-токсин (дезоксирибонуклеаза), расщепляющий нуклеиновые кислоты.

Мишени для основных токсинов — биологические мембраны в различных тканях. Поражения обусловлены ферментативными процессами, катализирующими гидролитическое расщепление и нарушение клеточной проницаемости с последующим отеком и аутолизом тканей, характерными для газовой гангрены.

Резистентность. Возбудители газовой гангрены чувствительны к температуре 80 qС в течение 30 мин, инактивируются 1% раствором хлорамина, 6% раствором перекиси водорода. Споры устойчивы к кипячению в течение 20–160 мин. Инактивация спор достигается автоклавированием при 130 qС в течение 20 мин.

Эпидемиология. Газовая гангрена — сапронозное заболевание. C. perfringens является нормальным обитателем кишечника человека и животных, в почву попадает с испражнениями.

Механизм передачи — контактный, путь — раневой.

Патогенез. Входные ворота инфекции — рана с наличием анаэробных условий. Служат повреждение костей, некроз и разрушение мягких тканей. В благоприятных условиях продуцирующие экзотоксины и ферменты. Экзотокины с током крови попадают в мышцы, повреждая их.

Газовая гангрена характеризуется рядом специфических симптомов, некоторые из которых являются патогномоничными; большинство из них направлено на выявление образующегося газа:

Симптом лигатуры (симптом Мельникова) — при наложении лигатуры на участок конечности уже через 15-20 минут нить начинает впиваться в кожу из-за распухания конечности.

Симптом шпателя — при постукивании металлическим шпателем по поражённой области слышен характерный хрустящий, с тимпаническим оттенком звук. Такой же звук может быть слышен при бритье кожных покровов вокруг раны (симптом бритвы).

Симптом пробки шампанского — при извлечении тампона (салфетки) из раневого хода слышен хлопок. Симптом Краузе — межмышечные скопления газа на рентгеновском снимке визуализируются в виде «ёлочек».

Лабораторная диагностика раневой анаэробной инфекции (газовой гангрены).

Возбудитель часто – Clostridium perfringens

Материал для диагностики: раневое отделяемое, экссудат, гной, мышечная ткань, перевязочный материал, кровь при сепсисе. Для обеспечения анаэробных условий взятие материала проводят шприцом или кусочки - в транспортные среды (тиогликолевая среда).

61

Бактериоскопический метод

Бактериоскопия – грам (+) крупные палочки, образуют капсулу.

Бактериологический метод

1 день

Клинический материал засевают в несколько пробирок со средой Кита – Тароцци, железо – сульфитный агар (среда Вильсона – Блера), молоком (по 4 пробирки каждой среды). Половину засеянных пробирок прогревают 20 мин при 80С для уничтожения

неспорообразующих бактерий. Инкубируют при 37С до 8 сут .

2день

Изучают культуральные свойства бактерий.

В молоке – образуют губкообразный сгусток и прозрачную жидкость. На среде Кита – Тароцци – через 24 часа помутнение и газообразование

На Вильсон – Блера – через 2-4 часа – образуются черные колонии в глубине агарового столбика и газообразование

Бактериоскопия – крупные грам (+) палочки.

Получение чистой культуры для изучения биохимических свойств:

Для получения изолированных колоний пересевают на КА с 1% глюкозой. Инкубируют при 37С 3-4 дня в строго анаэробных условиях.

4-6 день

1) Выросшие колонии пересевают в пробирки на среду Кита –Тароцци или тиогликолевую для получения чистой культуры.

Инкубируют при 37ºС 2-3 дня.

8-9 день

1. Проводят видовую идентификацию микроорганизма. Изучение биохимических свойств:

-культуральные признаки

-постановка биохимического ряда: гидролиз желатины, разжижение свернутой сыворотки, яичного белка.

-серологическая идентификация экзотоксинов в реакции нейтрализации с антительным диагностикумом.

Инкубируют при 37ºС 2-3 дня.

11-12 день

Учет результатов.

Биологический метод

1.Проводят реакцию нейтрализации (РН) на животных. Готовят ряд опытных и контрольных пробирок. В опытные вносят исследуемый материал (токсин) и моновалентные антитоксическиме сыворотки. Смесь выдерживают при 37С 30-40 минут (для нейтрализации токсина антитоксином). В контрольные пробирки вносят только исследуемый материал.

2. Подготовленный материал вводят п/к морским свинкам. При нейтрализации токсина животное выживает; при отрицательной реакции животное погибает через 40 минут – 4 часа после инъекции.

ПЦР

Обнаруживают ДНК возбудителя:

-в исследуемом образце материала;

-в выделенной чистой культуре.

Клиника. Инкубационный период — 1–3 дня. В области раны появляется сильная боль с нарастающим холодным безболезненным отеком. Кожа в зоне отека становится напряженной с сине-багровыми и зелеными

пятнами. Через несколько часов к отеку присоединяется крепитация вследствие газообразования. Рана зияет, отделяемое незначительное, грязно-серого или коричнево-красного цвета, с неприятным гнилостным запахом. Пораженные мышцы цвета вареного мяса в дальнейшем приобретают черно-бурую окраску.

Иммунитет. Не формируется.

62

Лечение. Первая помощь заключается в радикальной обработке очага инфекции (раны). Путем широкого иссечения кожи, начиная от границы измененной ее окраски, а также тканей пораженной зоны с удалением патологическиизмененной подкожной клетчатки, фасции, мышцы.

Обязательно проводят антибактериальную терапию. Параллельно для нейтрализации токсина вводят по методу Безредки противогангренозную поливалентную лошадиную сыворотку.

Гипербарическая оксигенация.

Профилактика. Для активной иммунизации предназначен секстанатоксин. Для экстренной профилактики вводят противогангренозную поливалентную антитоксическую сыворотку.

4. Микрофлора воды и методы ее исследования. (82)

Вода также как и почва представляет собой естественную среду обитания микроорганизмов. В ней находятся органические и минеральные вещества – остатки растений, останки позвоночных и беспозвоночных животных.

Численность микроорганизмов зависит от ряда факторов: климато-географических, температурных,

аэрации, освещенности, скорости течения, глубины, солености, показателей рН водоема и др. Наибольший процент водных микроорганизмов составляют сапрофитные представители родов Micrococcus, Sarcina, Pseudomonas, Clostridium, Proteus, а также дрожжи и плесневые грибы. Среди них присутствуют пигментообразующие и флюоресцирующие бактерии.

Нередко патогенные микробы попадают в водоемы при купании, стирке белья, водопое скота.

Для патогенных микроорганизмов вода – неблагоприятный биотоп для роста и размножения. Однако некоторые из них в течение длительного времени сохраняют жизнеспособность, не теряя патогенности, и могут стать причиной инфекционных заболеваний.

Было установлено, что холерный вибрион может даже размножаться в теплой прибрежной воде, богатой органическими веществами и имеющей щелочной рН. Известно, что водным путем передаются брюшной тиф, бактериальная и амебная дизентерия, холера, лептоспироз, полиомиелит, гепатиты А и Е и ряд других болезней.

При санитарно-бактериологическом исследовании воды определяют:

-общее микробное число (общее количество микроорганизмов в 1 мл);

-наличие патогенных микроорганизмов;

-количество БГКП как показатель степени фекального загрязнения.

Дополнительно определяют титр Clostridium perfringens, индекс бактериофага и наличие цист лямблий. Исследованию подлежат: питьевая вода (водопроводная, колодезная, из артезианских скважин), вода открытых водоемов (реки, озера), плавательных бассейнов, а также сточные воды.

Отбор проб воды. Для взятия проб воды используют как многоразовую, так и одноразовую стерильную посуду. Многоразовая изготовляется из материалов, выдерживающих обработку сухим жаром и автоклавированием. Емкости для взятия проб воды закрывают плотными пробками и защитным колпачком из фольги или плотной бумаги.

Из открытых водоемов пробы берут обычно с глубины 10-15 см от поверхности, а из мелководных водоисточников - на уровне 10-15 см от дна. Для взятия проб используют также специальный аппарат – батометр (рис. 35,36).

Перед взятием проб из водопровода кран протирают тампоном, смоченным спиртом, и обжигают, после чего 10-15 мин сливают застоявшуюся в трубах воду и только затем отбирают образец для исследования. Анализ проводят сразу после взятия проб. При необходимости транспортировки воду сохраняют при температуре 1-5º С и анализируют не позднее чем через 2-6 ч с момента взятия пробы.

Сроки выживания патогенных микроорганизмов в воде зависят от их вида, концентрации микробной взвеси, температуры и содержания органических веществ:

Споры возбудителя сибирской язвы – годы,

Сальмонеллы, лептоспиры, вирусы полиомиелита, гепатита, ротавирусы – месяцы,

Возбудители дизентерии, холеры, бруцеллеза, туляремии, условно-патогенные энтеробактерии – дни, недели.

Билет 17 1. Химический состав бактерий. Понятие об органогенах. (17)

Элементарный состав клеток микроорганизмов представлен в процентах от сухого вещества клетки: углерод-50, кислород-20, азот-14, водород-8, фосфор-3, сера, калий , натрийпо 1, кальций, магний, хлорпо 0,5, железо-0,2, все остальные по 0,3.

63

Эти элементы играют различную физиологическую роль.

Углерод, кислород, азот и водород входят в состав всех без исключения живых организмов, их называют органогенами. Они составляют основу органических веществ; водород и кислород входят в состав воды; кислород необходим для дыхания. Важную физиологическую функцию выполняют также фосфор и сера. Фосфор входит в состав - фосфолипидов, АТФ и др. Сера необходима для серосодержащих аминокислот (цистина, цистеина, гомоцистеина, метионина).

Микробная клетка состоит из воды и сухих веществ. Количество воды от 75 до 85% и находится в клетке в свободном и связанном состояниях. Свободная вода служит дисперсной средой для коллоидов

ирастворителем различных органических и минеральных соединений. Связанная вода является структурным элементом цитоплазмы и не может быть растворителем. Содержание воды в клетке изменяется в зависимости от условий внешней среды, физиологического состояния клетки, ее возраста

ит.п.

В спорах бактерий и грибов значительно меньше воды. Потеря свободной воды влечет за собой высыхание клетки и изменения в обмене веществ. С потерей связанной воды нарушаются клеточные структуры и наступает гибель клетки.

Сухое вещество 15-25% и состоит преимущественно (до8595%) из органических соединенийбелков, углеводов, нуклеиновых кислот, липидов и других соединений.

Белковые вещества являются основными компонентами клетки. Содержание от 40 до 60%. Некоторые белки (ферменты) выполняют каталитические функции: осуществляют различные биохимические реакции, постоянно протекающие в микробной клетке. Микроорганизмы могут накапливать большое количество белков, их можно рассматривать как продуцентов пищевого и кормового белка. Рентабельность определяется быстротой накопления биомассы микроорганизмов и их выращивания дешевого сырья.

Углеводы составляют 15-20%, содержатся в основном в виде полисахаридов. Углеводы входят в состав капсул. Клеточных мембран и цитоплазмы, а также являются запасными веществами в виде включений гранулезы и гликогена.

Нуклеиновые кислоты в виде (РНК) и (ДНК) кислот. ДНК в ядре эукариотных клеток и в нуклеодах прокариотных (бактериальных клеток). В молекуле ДНК закодирована вся наследственная информация клетки. РНК сосредоточена в цитоплазме и рибосомах.

Липиды 3-10%, входят в состав клеточных оболочек и защищают клетку от окружающей среды, откладываются в виде запасных гранул.

Пигменты и красящие вещества обуславливают окраску микроорганизмов. Фотосинтезирующие бактерии содержат пигменты - бактериохлорофилл.

Фототрофные бактерии и некоторые дрожжи образуют пигменты - каротиноиды, которые участвуют, как и бактериохлорофилл, в ассимиляции углекислого газа.

У некоторых грибов образуются желто-розовые и оранжевые каротиноиды, которые являются провитаминами витамина А.

Минеральные вещества 5-15% сухого вещества, представлены сульфатами, фосфатами, карбонатами, хлоридами. Фосфаты входят в состав (нуклеиновых кислот, АДФ, АТФ). Минеральные соединения играют роль в регулировании внутриклеточного давления и коллоидного состояния цитоплазмы. Они влияют на скорость и направление биохимических реакций, являются стимуляторами роста, активаторами ферментов.

Органогены - химические элементы, играющие ту или иную роль в жизни организмов. К органогенам относится 21 элемент. Абсолютные органогены (кислород, водород, углерод, азот, марганец, калий, сера), и специальные органогены (кремний, натрий, кальций, железо, фтор, магний, стронций, бор, цинк, медь, бром, йод).

2. Инфекционная иммунология как наука. Определение, цели и задачи, история развития. Вклад отечественных и зарубежных ученых (Э. Дженнер Л. Пастер, И.И. Мечников, П. Эрлих, Ф. Бернет и др.). (57)

Классическую иммунологию называют инфекционной иммунологией, основателями являются Э.Дженнер и Л.Пастер.

В Эдвард Дженнер произвел первую вакцинацию - иммунизацию против оспы, привив материал коровьей оспы мальчику. Однако исследования Э.Дженера и его идеи не получили полного признания.

64

Теория процесса вакцинации была осмыслена Л.Пастером, он впервые заявил о возможности предупреждения инфекционных заболеваний путем иммунизации ослабленными, аттенуированными микробами. Он предупредил путем прививок развитие бешенства.

И.И. Мечников, он впервые внес в оценку иммунологических явлений эволюционный подход. Это была первая теория, которая включала феномены, как узнавание, специфичность защитных реакций, освобождение организма не только от микробов, но и от собственных токсинов, денатурированных белков, отмирающих клеток.

Пауль Эрлих, изучивший химическую сторону. Он впервые установил существование латентного периода между инъекцией токсических веществ и образованием антител - биологических субстанций, нейтрализующих токсины. В результате доказал, что полученная сыворотка не убивает возбудителей дифтерии и столбняка, а обезвреживает выделяемые ими токсины, яды.

Э.Беринг установил нарастающую бактерицидность сыворотки после перенесенных заболеваний, связанную с гуморальными факторами. Путем иммунизации животных столбнячным и дифтерийным анатоксинами были получены антитоксические сыворотки.

Ш.Рише. Им было показано, что если после первичной внутрикожной или подкожной вакцинации на пике иммунного ответа (через 10-14 дней) произвести повторную вакцинацию внутримышечно или, превосходящей таковую при первичной иммунизации в 5-10 раз, то у 100% экспериментальных животных развивалось состояние, несовместимое с жизнью. Это явление он назвал анафилаксией, а развивающееся тяжелейшее состояние было названо А.М. Безредка анафилактическим шоком. Г.Бухнер открыл систему комплемента, а Ж.Борде показал, что антитела в составе иммунного комплекса активируют комплемент, который вызывает разрушение мембран клеток антигена и значительно усиливает фагоцитоз. Благодаря исследованиям Ж.Борде было показано, что макрофаги начинают иммунный ответ и макрофаги его и заканчивают, так как фагоцитоз иммунного комплекса обеспечивает полное уничтожение антигена.

К.Ландштейнер, открыл групповые изоантигены эритроцитов человека, обнаружив группы крови О, А, В, АВ.

П.Медавар доказал иммунологическую природу отторжения трансплантата и тем самым показал, что иммунитет защищает организм не только от микробов, но также от клеток и тканей любого другого чужеродного организма.

В начале 80-х годов было описано новое заболевание – СПИД. Все более широкое распространение получили основные методы современной иммунологии – ИФА, Барре-Синусси и Люк Монтанье открыли вирус иммунодефицита человека (вирус ВИЧ).

Ж.Хоффманом был обнаружен у мух-дрозофил ген, который отвечает за иммунную реакцию при

3. Возбудитель столбняка. Таксономия и биологическая характеристика. Эпидемиология и патогенез заболеваний. Микробиологическая диагностика. Лечение. (116)

Столбняк — тяжелая раневая инфекция, вызываемая Clostridium tetani, характеризуется поражением нервной системы, приступами тонических и клонических судорог.

Таксономия. С. tetani относится к отделу Firmicutes, роду Clostridium.

Морфологические свойства. Возбудитель - подвижная грамположительная палочка, образует споры, чаще круглые, реже овальные, споры расположены терминально. В культуре старше 24 ч бактерии становятся грамотрицательными. Капсул не образуют.

Культуральные свойства. Облигатный анаэроб. На жидких питательных средах продуцирует сильный экзотоксин. На плотных питательных средах образуют прозрачные или слегка сероватые колонии с шероховатой поверхностью. Не расщепляют углеводов, обладают слабым протеолитическим действием. Антигенная структура и токсинообразование. По жгутиковому Н-антигену делится на 10 сероваров; О-антиген является общим для всех представителей вида. Возбудитель продуцирует антигена — тетанолизин и тетаноспазмин.

Факторы патогенности. Основным фактором патогенности является экзотоксин. Тетанолизин и тетаноспазмин оказывают соответственно гемолитическое (вызывает лизис эритроцитов) и спастическое (вызывает непроизвольное сокращение мышц) действие.

Резистентность. Являясь нормальным обитателем кишечника животных, человека, клостридии попадают в окружающую среду, в почву с фекалиями, в виде спор могут сохраняться годами. Споры столбнячной палочки отличаются термоустойчивостью.

Эпидемиология и патогенез. Заражение происходит при проникновении возбудителя в организм через дефекты кожи и слизистых оболочек при ранениях, ожогах, обморожениях, через операционные раны,

65

после инъекций. При инфицировании пуповины возможно развитие столбняка у новорожденных («пупочный столбняк»).

Патогенез. Главным патогенетическим фактором является столбнячный токсин. Палочки столбняка остаются в раневой ткани. От места размножения возбудителя токсин распространяется по кровеносным и лимфатическим сосудам, по нервным стволам, достигает спинного и продолговатого мозга и поражает нервные окончания, в результате чего нарушается проведение импульсов по нервным волокнам.

Клиника. Инкубационный период 6— 14 дней. У больных наблюдаются спазм жевательных мышц, затрудненное глотание, напряжение мышц затылка, спины (туловище принимает дугообразное положение — опистотонус), груди и живота. Характерны постоянные мышечные боли, повышенная чувствительность к различным раздражителям, частые генерализованные судороги. Болезнь протекает при повышенной температуре тела и ясном сознании.

Иммунитет. Не вырабатывается. От матери, вакцинированной против столбняка, новорожденным передается непродолжительный пассивный антитоксический иммунитет.

Микробиологическая диагностика. Берут материал из раны и очагов воспаления, а также кровь. В культурах выявляют столбнячный токсин. Обнаружение столбнячного токсина при наличии грамположительных палочек с круглыми терминальными спорами =исследуемом материале присутствует С. tetani.

Лечение. Адсорбированный столбнячный анатоксин. Получен путем обезвреживания формалином столбнячного токсина. Входит в состав ассоциированной коклюшно-дифтерийно-столбнячной вакцины и других препаратов.

Противостолбнячная сыворотка. Получена из крови лошадей. Применяется для профилактики и лечения столбняка.

Иммуноглобулин человеческий противостолбнячный. Получен из гамма-глобулиновой фракции крови людей-доноров. Применяется для пассивной экстренной профилактики столбняка в сочетании со столбнячным анатоксином при повреждениях кожных покровов, а также для лечения начавшегося заболевания.

Профилактика: При травмах. Проводится хирургическая обработка раны. Специфическая профилактика, которая состоит в проведении плановой и экстренной иммунизации. Экстренная пассивная иммунизация осуществляется у привитых детей и взрослых в случаях травм, ожогов и обморожений путем введения 0,5 мл сорбированного столбнячного анатоксина; непривитым вводят 1 мл столбнячного анатоксина и человеческий иммуноглобулин. Вакцинацию начинают с 3—5 месячного возраста и затем периодически проводят ревакцинации.

4. Полимеразная цепная реакция. Определение, теоретические и практические основы.

(75)

Полимеразная цепная реакция – метод, позволяющий провести многократное увеличение (амплификацию) количества определенных молекул ДНК в анализируемом образце (в том числе в биологическом материале или чистой культуре).

Главные преимущества ПЦР– очень высокая чувствительность, а также регулируемая специфичность, позволяющая обнаруживать или идентифицировать возбудителей на родовом, видовом или субвидовом уровне.

Основной недостаток ПЦР из его крайне высокой чувствительности – образы очень легко загрязнить ДНК из положительного контроля, другого образца или продукта ПЦР, что приведет к ложноположительной реакции.

Проведение ПЦР. Готовится реакционная смесь, содержащая следующие компоненты: 1. Выделенную ДНК из исследуемого образца, 2. Буферный раствор,

3.Ионы Mg2+ (необходимы для работы фермента),

4.Два праймера – одноцепочечныекороткие молекулы ДНК, комплементарные концам разных цепей обнаруживаемой последовательности ДНК.

5.Смесь дезоксинуклеотидтрифосфатов.

6.Термостойкую ДНК-полимеразу.

Затем данная реакционная смесь помещается в амплификатор. В амплификаторе проводится 30-40 циклов смены температур. Каждый из этих циклов состоит из трех этапов:

66

1.Денатурация (температура 94оС) – разрываются водородные цепи, и цепочки ДНК расходятся.

2.Отжиг праймеров (температура обычно в районе 50-60оС) – к концам цепей ДНК присоединяются праймеры.

3.Элонгация (температура обычно 72оС) – ДНК-полимераза достраивает праймеры по матрице длинных цепей ДНК.

Динамика ПЦР. На ранних циклах ПЦР количество двухцепочечных молекул ДНК, удваивается с каждым циклом. Также образуется малое количество более длинных молекул ДНК.

Затем реакция выходит на плато. Это происходит из-за накопления продукта реакции, снижения концентрации праймеров и дезоксинуклеотидтрифосфатов, а также за счет повышения концентрации пирофосфата.

Разновидности ПЦР.

Конвенциональная ПЦР. ПЦР реакция идет заранее выбранное число циклов (30-40), после чего анализируется, произошло ли накопление двуцепочечных молекул ДНК в реакционной смеси. Положительная реакция свидетельствует о наличии следовых количеств искомых молекул ДНК в образце. Отрицательная реакция свидетельствует об их отсутствии.

Основным методом выявления продукта является электрофорез. Продукты ПЦР разделяются в геле в соответствии с их молекулярной массой. В гель добавляется интеркалирующий краситель, при облучении ультрафиолетом можно будет увидеть наличие или отсутствие полоски, соответствующей ДНК.

ПЦР в реальном времени. ПЦР в реакционной смеси регистрируется постоянно в ходе протекания реакции. Это позволяет построить кривую протекания реакции. Один из видов проведения – с использованием интеркалирующего красителя, который добавляется прямо в реакционную смесь. Другой вид – с использованием одного из видов флуоресцирующих зондов, связывающихся с участком внутри ПЦР-продукта, что позволяет повысить специфичность обнаружения.

Данный вариант ПЦР более прост, быстр. Основной недостаток – более высокая стоимость.

Цифровая количественная ПЦР. Позволяет более точно определять количество ДНК в образце. В данном варианте реакционная смесь, содержащая флуоресцентный краситель, разбивается на огромное число микроскопических объемов. В какой доле капелек реакция оказалась положительной и, соответственно, наблюдается флуоресценция.

ПЦР с обратной транскрипцией. Производится реакция обратной транскрипции (РНК в ДНК) с использованием фермента ревертазы. Метод позволяет проводить качественное или количественное обнаружение молекул РНК.

Билет 18 1. Рост и размножение микроорганизмов. Фазы роста бактерий. (19)

Бактерии размножаются бинарным делением пополам, реже почкованием.

Актиномицеты, как и грибы, могут размножаться спорами. Актиномицеты также путем фрагментации нитевидных клеток.

Грамположительные бактерии делятся путем врастания перегородок деления внутрь клетки, а

грамотрицательные – путем перетяжки.

1)Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы.

2)Две хромосомы расходятся, чему способствует увеличение размеров растущей клетки: прикрепленные к ЦПМ или ее производным (например, мезосомам) хромосомы по мере увеличения объема клетки удаляются друг от друга.

3)Образованием перетяжки (или перегородки) деления. Клетки с перегородкой деления расходятся в результате действия аутолитических ферментов. Аутолиз может происходить неравномерно: клетки на одном участке остаются связанными частью клеточной стенки в области перегородки деления. Они располагаются под углом друг к другу, что характерно для дифтерийных коринебактерий.

Ростом бактерий – это координированная репликация всех компонентов бактерий. Их число растет в геометрической прогрессии: 20-21-22-23-..2n. Регуляторное действие на рост бактерий оказывают качество питательной среды и условия выращивания.

Рост популяции клеток разделён по меньшей мере на четыре фазы.

1)После внесения в среду бактерии размножаются сравнительно медленно (лаг-фаза).

2)Фаза экспоненциального роста (экспоненциальная фаза).

Внекоторых случаях дополнительно выделяют фазу ускорения роста (начало экспоненциальной фазы) и фазу замедления роста (переход к стационарной фазе. Продолжительность фазы

67

зависит от возраста материала (инокулята) бактерий и предшествовавших условий культивирования.

Если инокулят взят из старой культуры (в стационарной фазе роста), то бактериям необходимо время для адаптации к новым условиям. Если источники энергии и углерода в новой среде отличаются от имевшихся в предшествующей культуре, то адаптация к новым условиям может потребовать синтеза новых ферментов, в которых ранее не было необходимости.

Экспоненциальная фаза роста бактерий (логарифмическая) характеризуется максимальной скоростью клеточного деления. В этой фазе в среде происходит максимальное накопление метаболитов бактерий (например, токсинов, бактериоцинов).

3)Среда истощается, в ней аккумулируются токсические продукты метаболизма, снижение размножения и прекращением увеличения числа клеток (стационарная фаза).

Доступность важнейших питательных веществ становится лимитирующим фактором. Устанавливается равновесие между клеточным ростом и делением и процессом отмирания клеток.

Спорообразующие бактерии способны переходить в фазу споруляции, активирующуюся при нахождении бактерий в условия ограниченного питания.

В определённый момент соотношение отмирающих, вновь образующихся и покоящихся клеток становится стабильным; подобное состояние известно как максимальная стационарная фаза.

Биомасса бактерий обозначают как «урожай», или «выход биомассы» (разница между максимальной и исходной биомассой).

4)Бактериальная культура может погибнуть либо

значительно сократиться (фаза отмирания).

Фаза отмирания включает период логарифмической гибели, переходящий в период уменьшения скорости отмирания бактерий. Иногда бактерии разрушаются под действием собственных ферментов (аутолиз). Скорость отмирания варьирует в зависимости от условий обитания и особенностей микроорганизма.

2. Врожденный иммунитет. Уровень реакции на чужеродность. Тканевые, гуморальные и функциональные факторы неспецифической защиты. Фагоцитоз. (59)

Врождённый иммунитет — способность организма обезвреживать чужеродный и опасный биоматериал, существующая до первого попадания этого биоматериала в организм. Активируется при первом появлении патогена. Реагирует на определённые классы антигенов.

У врождённого иммунитета есть клеточный (фагоциты, гранулоциты) и гуморальный (лизоцим, интерфероны, система комплемента, медиаторы воспаления) компоненты.

Местная неспецифическая иммунная реакция - воспаление.

Совокупность механизмов, определяющих невосприимчивость (устойчивость) организма к действию любого микробного агента - противомикробная (антимикробная) резистентность.

Механизмы противомикробной защиты делятся на:

● неспецифические, ● специфические.

Неспецифические механизмы противомикробной резистентности – это первый уровень защиты от микробных агентов. Второй уровень защиты - специфический, обеспечиваемый иммунной системой, и реализующийся через антитела (гуморальный иммунитет) и функцию клеток-эффекторов (Т-килеров и макрофагов) - клеточный иммунитет. Неспецифические и специфические механизмы противомикробной защиты могут быть тканевыми (связанными с клетками) и гуморальными. Неспецифическая микробная резистентность – это врожденное свойство макроорганизма, делятся на тканевые, гуморальные и выделительные (функциональные).

1.К тканевым механизмам неспецифической естественной противомикробной защиты относятся.

а) барьерная функция кожи и слизистых оболочек,

Первым барьером являются кожа и слизистые оболочки. Для большинства микроорганизмов непроницаемы. Однако проникают возбудители чумы, туляремии, сибирской язвы и некоторых грибковых и вирусных инфекций.

Кожа и слизистые оболочки обладают антимикробным действием, обеспечивает ее нормальная микрофлора (функция колонизационной резистентности), секреты потовых (молочная кислота) и сальных (жирные кислоты) желез, лизоцим слюны, слезной жидкости и другие.

68

б) колонизационная резистентность, обеспечиваемая нормальной микрофлорой. «нормальная микрофлора» - препятствуют адгезии и колонизации поверхностей тела микроорганизмами.

в) воспаление и фагоцитоз (может также участвовать в специфической защите)

Если возбудитель преодолевает кожно-слизистый барьер, то он попадает в подкожную клетчатку и здесь реализуется - воспаление. В результате воспаления происходит отграничение очага размножения возбудителя от окружающих тканей, происходит усиленная продукция белков острой фазы. Эти белки, обладающие антимикробным действием, способствующих фагоцитозу, активации комплемента, формированию и ликвидации воспалительного очага. Основную массу белков острой фазы составляют С-реактивный белок и сывороточные амилоиды А и Р.

Фагоцитоз. Микрофаги: полиморфно-ядерные гранулоциты – нейтрофилы, эозинофилы, базофилы. Макрофаги: моноциты крови, клетки ретикуло-эндотелиальной системы, объединяющие мигрирующие и фиксированные клетки печени, селезенки, костного мозга. Фагоциты: 1) они удаляют из организма отмирающие клетки, выполняя роль санитара. 2) синтезируют некоторые биологически активные вещества, обеспечивающие резистентность организма – как лизоцим, интерферон, компоненты комплемента, цитокины и др.

3)эти клетки участвуют в специфическом иммунитете путем представления антигена иммунокомпетентным клеткам.

Фагоцитоз состоит из нескольких последовательных фаз, стадий: 1) хемотаксис-приближение фагоцита к объекту; 2) адгезия - адсорбция поглощаемого микроорганизма чужеродного вещества на поверхности фагоцита; 3) эндоцитоз – поглощение чужеродного вещества путем инвагинации клеточной мембраны с образованием фагосомы.

4)внутриклеточное переваривание – происходит слияние фагосомы с лизосомой клетки. Эти стадии характерны для завершенного фагоцитоза.

Факторы стимулирующие фагоцитоз – антитела опсонины, комплемент, иммуноглобулины, медиаторы-лимфокины. электролиты, соли Са, Mg, адреналин, гистамин.

Угнетают фагоцитоз-ацетилхолин, серотонин, антигистаминные вещества кортикостероиды. Фагоцитарный показатель – (ФАЛ) определяется числом лейкоцитов с поглощенными микробами из 100 наблюдаемых.

Фагоцитарное число - среднее количество поглощенных одним лейкоцитом микробов или других объектов фагоцитоза.

г) барьерфиксирующая функция лимфоузлов

Если микроорганизмы прорывают воспалительный барьер, , то возбудители попадают в лимфатические сосуды, а оттуда в региональные лимфатические узлы. В них идет усиленный фагоцитоз. Так реализуется барьерфиксирующая функция лимфатических узлов.

д) функция естественных килеров.

Естественные килеры активируются (NK-клеток), если возбудитель попадает в кровь.

2. Гуморальные механизмы неспецифической резистентности

Относятся содержащиеся в крови и других жидкостях организма ферментные системы – система комплемента (может также участвовать в специфической защите), лизоцим, бета-лизины, лейкины, интерферон, система пропердина, эритрин.

Комплемент – это неспецифическая ферментная система крови, включающая 9 различных протеиновых фракций, адсорбирующихся в процессе каскадного присоединения на комплексе антигенантитело, и оказывающая лизирующие действие на связанные антителами клеточные антигены. Обозначаются буквами C1g или С3 и т.д. Эти белки вырабатываются макрофагами, нейтрофилами и составляют 5-10% всех белков сыворотки крови.

3. Возбудитель коклюша и паракоклюша. Таксономия и биологическая характеристика. Эпидемиология и патогенез заболеваний. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение. (118)

Возбудители коклюша и паракоклюша (B. pertussis и B. parapertussis)

вызывают острые инфекционные заболевания человека, которые характеризуются поражением верхних дыхательных путей и приступами спазматического сухого кашля.

Морфология:

• грамотрицательные овоидные палочки (коккобактерии):

69

-B. pertussis: 0,2-0,5 х 1,0 мкм;

-B. parapertussis: 0,5 х 2 мкм;

•в препаратах чаще располагаются поодиночке, иногда попарно;

•спор не образуют;

•неподвижны за исключением B. bronchiseptica;

•могут иметь капсулу или микрокапсулу.

Культуральные и биохимические свойства:

• строгие аэробы; малая ферментативная активность: углеводы не ферментируют, индол не образуют;

•B. parapertussis имеет уреазу и тирозиназу;

•для B. pertussis характерна R-S-трансформация: переход свежевыделенной культуры в процессе культивирования от I фазы (вирулентная S-форма) через II и III фазы (постепенная потеря антигенов) к IV фазе (авирулентная R-форма).

Антигенная структура:

•соматический О-антиген (только у вирулентных S-форм);

•капсульные К-антигены (термолабильные) – агглютиногены (всего 14):

-агглютиноген 7 (родоспецифический) является общим для всех бордетелл;

-агглютиноген 1 видоспецифичен для B. pertussis;

-агглютиноген 14 видоспецифичен для B. parapertussis;

-агглютиноген 12 видоспецифичен для B. bronchiseptica;

• жгутиковый Н-антиген отсутствует;

Факторы патогенности:

•факторы адгезии (пили, белок наружной мембраны пертактин, филаментозный гемагглютинин);

•коклюшный токсин (синонимы – экзотоксин, пертуссин):

-две субъединицы: А-протомер (токсичность) и В-олигомер (прикрепление);

-повышает концентрацию внутриклеточного цАМФ, приводя к отекам, накоплению слизи, спазму мелких бронхов, приступообразному кашлю;

-подавляет активность фагоцитов;

•трахеальный цитотоксин – повреждает реснитчатый эпителий трахеи и вызывает лихорадку; дерматонекротоксин – воспаление и некроз эпителия дыхательных путей, при

внутрикожном введении (кроликам) вызывает некроз кожи;

•термостабильный эндотоксин (ЛПС клеточной стенки) – вызывает лихорадку, активирует комплемент;

•внеклеточная аденилатциклаза – подавляет фагоцитоз.

Коклюш и паракоклюш – антропонозные инфекции, передающиеся воздушнокапельным путем. Заболевание очень контагиозно, чаше болеют дети до 3-х лет. Далее будет описываться коклюш, если не указано иное. Паракоклюш схож с ним, но встречается реже, носит эпизодический характер и, как правило, протекает легче.

-В инкубационном периоде (1-2 недели) происходит адгезия микробов к эпителию бронхов и трахеи, размножение и выделение токсинов.

-В катаральном периоде (1-2 недели) количество токсина увеличивается настолько, что он вызывает лихорадку и слабый, но упорный кашель. В этом периоде больной обильно выделяет возбудителя при кашле.

-В периоде пароксизмального кашля (2-4 недели) возникают приступы спастического сухого кашля вплоть до рвоты, цианоза, судорог и остановки дыхания. Это происходит в результате

разрушения мерцательного эпителия и постоянного раздражения оголенных рецепторов подслизистого слоя.

70