Предмет, задачи, разделы микробиологии, ее связь с другими науками.

Предмет, задачи, разделы микробиологии, ее связь с другими науками.

Микробиология - это биологическая наука, изучающая строение, систематику, физиологию, биохимию, генетику и экологию клеток одноклеточных организмов, имеющих малые размеры и не видимых невооружённым глазом. (Микроорганизмы)

Задачи:

1) Изучение свойств, патогенеза, иммунитета

2) Разработка методов диагностики

3) Профилактика и лечение

Разделы:

1) Общая - изучает закономерности жизнедеятельности всех групп микроорганизмов, выясняет роль и значение в природном круговороте.

2) Техническая – разрабатывает технологию получения из микроорганизмов разнообразных продуктов для народного хозяйства и медицины (антибиотики, вакцины, ферменты, белки, витамины)

3) Сельскохозяйственная- изучает значение микробов в плодородии почв, консервировании кормов, роль микробов в почвообразовательных процессах, возбудителей заболевании растений и их профилактику.

4) Санитарная - изучает бактерии, обитающие в объектах окружающей среды, способные вызвать загрязнение и играть определенную роль в эпидемиологии инфекций.

5) Ветеринарная – то же самое, что и медицинская микробиология, только для животных.

6) Медицинская - изучает микробов, вызывающих заболевания у человека. Изучает патогенез и клиническую картину заболеваний, факторы патогенности. Разрабатывает методы профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней человека.

7)Морская и космическая- изучает микрофлору морей и водоёмов, космического пространства и других планет.

Наука микробиология тесно связана с достижениями в области:

физики – с помощью электронного микроскопа изучают тонкую структуру бактериальной клетки;

химии – изучают сущность биохимических процессов, химизм биосинтеза ряда веществ;

ботаники и зоологии – позволяет изучать жизнь и строение простейших представителей;

гигиены – входят разделы по изучению микробиологии воды, почвы, воздуха;

хирургии – предложены методы стерилизации для уничтожения микроорганизмов;

физиологии – изучение роли микробов в процессах пищеварения у человека и животных.

Микробиология связана прежде всего клиническими дисциплинами (инфекционные болезни, хирургия, внутренние болезни, акушерство и гинекология, заболевания мочеполовой системы и др.),

медико-профилактическими дисциплинами (эпидемиология, гигиена, экология), и фундаментальным науками (молекулярная биология, генетика, иммунология, биохимия).

Особенно тесно микробиология связана с иммунологией, которая зародилась в недрах микробиологии.

Классификация микроорганизмов:

Таксономия - определенные правила расположения бактерий по таксонам.

Номенклатура - свод правил присвоения названий таксонам и список этих названий.

Международная классификация Берджи:

· В 1967 году на международном конгрессе принято решение о создании единой классификации бактерий.

· Разработка классификации поручена Американскому комитету по таксономии бактерий – комитету Берджи.

· Классификация изложена в определителях Берджи.

Номенклатура:

· Подцарство – Bacteria

· Категория – …cutes

· Семейство – …aceae

· Род – название произвольно (Еscherichia)

· Вид – (Еscherichia coli, Е. coli)

· Штамм – O157:H7

 

ВИД – совокупность бактерий, имеющих единое происхождение и генотип и проявляющих одинаковые свойства в сходных условиях.

Внутривидовая классификация:

· Вариант – совокупность бактерий одного вида, объедененных по какому-то существенному признаку (серовар, биовар, фаговар)

· Штамм – бактерии одного вида, выделенные из определенного источника и отличающиеся малосущественными признаками.

· Популяция – бактерии одного вида, имеющие особенности, характерные для определенной территории.

· Чистая культура – бактерии одного вида, выделенные на питательной среде.

· Клон – потомство одной бактериальной клетки.

Таблица. Характеристика доменов Bacteria и Archaea

Домен «Bacteria» (эубактерии)	Домен «Archaeа» (архебактерии)
В домене «Bacteria» можно выделить следующие бактерии: 1)бактерии с тонкой клеточной стенкой, грамотрицательные*; 2)бактерии с толстой клеточной стенкой, грамположительные**; 3)бактерии бет клеточной стенки (класс Mollicutes — микоплаз- мы)	Архсбактерии не содержат пепти-догликан в клеточной стенке. Они имеют особые рибосомы и рибосом-ные РНК (рРНК). Термин «архебактерии- появился в 1977 г. Это одна из древних форм жизни, на что указывает приставка «архе». Среди них нет возбудителей инфекций

 

*Среди тонкостенных грамотрицательных эубактерий различают:

· сферические формы, или кокки (гонококки, менингококки, вейлонеллы);

· извитые формы — спирохеты и спириллы;

· палочковидные формы, включая риккетсии.

** К толстостенным грамположительным эубактериям относят:

· сферические формы, или кокки (стафилококки, стрептококки, пневмококки);

· палочковидные формы, а также актиномицеты (ветвящиеся, нитевидные бактерии), коринебактерии (булавовидные бактерии), микобактерии и бифидобактерии (рис. 2.1).

 Вид — совокупность микроорганизмов, имеющих общий корень происхождения и максимально близкие фенотипические признаки и свойства. (Вид — эволюционно сложившаяся совокупность особей, имеющих единый тип организации, который в стандартных условиях проявляется сходными фенотипическими признаками: морфологическими, физиологическими, биохимическими и др.)

Популяция — совокупность особей одного вида, обитающих в пределах биотопа (территориально ограниченный участок биосферы с относительно однородными условиями жизни).

Штамм — чистые культуры микробов одного вида, полученные из разных источников или из одного источника в разное время.

Чистая культура — популяция состоящая из особей одного вида. (из одной микробной клетки на искусственной питательной среде).

 

5. Методы микроскопии. Микроскопический метод диагностики инфекционных заболеваний.

Методы микроскопии:

1) Световая микроскопия
- Обычная световая
-Иммерсионная
-Темнопольная
-Фазово-контрастная

2) Люминесцентная микроскопия

3) Электронная микроскопия

Иммерсионная микроскопия

Принцип метода заключается в том, что иммерсионное масло, обладая коэффициентом преломления чрезвычайно близким к коэффициенту преломления стекла, делает потерю световых лучей на границе сред предметное стекло/масло и масло/стекло объектива минимальной, что улучшает качество микроскопической картины и увеличивает разрешающую способность микроскопа.

Изучение окрашенных объектов, размеры которых больше 0,2 мкм

Темнопольная микроскопия

С этой целью обычный биологический микроскоп оснащается специальным темнопольным конденсором.

 Принцип его действия заключается в том, что все прямые лучи минуют объектив, куда попадают лишь те из них, которые преломились на объекте микроскопирования. Поэтому микроорганизмы видны как светящиеся объекты на темном фоне. (Эффект Тиндаля)

Используется для микроскопии очень тонких объектов - например, спирохет

Электронная микроскопия

Вместо светового пучка используется поток электронов.
Используется для изучения строения вирусов, микроорганизмов.

Питание бактерий. Источники основных элементов. Классификация бактерий по типам питания. Основные различия между ауто – и гетеротрофами, сапрофитами и паразитами. Факторы роста. Механизмы транспорта питательных веществ в бактериальную клетку.

По типу питания:

Автотрофы — создают органические вещества из неорганических сами:

1) Фототрофные - способные использовать солнечную энергию;

2) Хемотрофные - получающие энергию за счет ОВР:

a. Нитрифицирующие;

b. Серобактерии;

c. Железобактерии;

Гетеротрофы —используют в качестве источника углерода разнообразные органические углеродосодержащие соединения:

1) Сапрофиты – используют органику мертвых организмов.

2) Паразиты - используют органику живых организмов.

3) Симбионты – существуют в организме хозяина не нанося вреда.

По типу окисления субстрата:

Литотрофы – используют в качестве доноров электронов неорганические соединения.

Органотрофы - используют в качестве доноров электронов органические соединения.

Прототрофы – синтезируют все соединения из глюкозы, как единственного источника углерода и из солей NH4, как единственного источника N.

Ауксотрофы – не синтезируют все соединения из глюкозы, как единственного источника углерода и из солей NH4, как единственного источника N.

Факторы роста:

1) Аминокислоты (лейцин, тирозин, аргинине и др), бактерии - ауксотрофы.

2) Пуриновые и пиримидиновые основания и их производные (аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин и др.).

3) Липиды, компоненты фосфолипидов.

4) Витамины, главным образом группы В.

5) Фолиевая кислота, биотин, компоненты цитохромов.

Механизмы питания:

· Простая диффузия, при которой перемещение веществ происходит по градиенту концентрации через ЦМ.. Вещества проходят через липидную часть ЦМ и реже по

заполненным водой каналам в ЦМ. Пассивная диффузия осуществляется без затраты энергии.

· Облегченная диффузия при которой перемещение веществ происходит по градиенту концентрации через ЦМ, с помощью специфических молекул-переносчиков в ЦМ => собственно переносчик (пермеазы). Без затраты энергии.

· Активный транспорт происходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ из области с меньшей концентрации в область с большей => затрата энергии АТФ.

· Перенос (транслокация) групп сходен с активным транспортом, отличаясь тем, что переносимая молекула видоизменяется в процессе переноса, например фосфорилируется.

 

СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ:

1) ГОЛОВКА (в полости головки нах-ся ДНК, покрытая тонкой белковой оболочкой- капсидом). Если на головке имеются выступы (волоски)- «волосистый фаг»

2) СТЕРЖЕНЬ - хвостовой отросток (полая трубка, одетая сокращающимся «чехлом». Ч/з стержень в бак. кл. поступает ДНК (или РНК) фага. На конце фага имеется фермент ЛИЗОЦИМ..

3) ВОРОТНИЧОК

4) БАЗАЛЬНАЯ ПЛАСТИНКА с шипами-ч/з отверстие в баз. пл. проходит стержень. Шипы- для прикрепления фага к рецепторам клетки. Сокращение отростка и впрыскивание НК стимулируется базальной мембраной

5) ФИБРИЛЛЫ (5 длинных нитей) служат для «узнавания» участков на поверхности бактерий, к которым прикрепляется фаг.

ПО МОРФОЛОГИИ ФАГИ:

1) нитевидные, без видимой головки

2) фаг с аналогом отростка

3) фаг без отростка

4) фаг с коротким отростком

5) фаг с несокращающимся чехлом у отростка

6) фаг с сокращающимся чехлом у отростка

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ФАГОВ:

-белок (50 -60%)

-ДНК (40 -50%),

-липиды, углеводы (небольшие количества)

-лизоцим, гиалуронидаза (на конце стрежня)

ГЛАВНЫЕ СВОЙСТВА ФАГОВ:

1) СПЕЦИФИЧНОСТЬ — способность взаимодействовать с определенным видом микроорганизмов.

2) АДАПТАЦИЯ — способность при пассировании лизировать близко родственных микробов.

3) ЛИТИЧЕСКАЯ или лизогенная активность (вызывать растворение бактерий или фагоносительство).

4) РЕЗИСТЕНТНОСТЬ — устойчивость к действию радиации, хранению в лиофильно высушенном виде (но быстро гибнут от дезинфектантов, кипячения, кислот).

Репродукция фагов.

Репродукция фагов - это процесс взаимодействия с клеткой и биосинтеза компонентов новых фагов.

ВИДЫ БАКТЕРИОФАГОВ

1) Вирулентные- вызывают инфекцию, которая всегда заканчивается лизисом клетки (т.е её разрушением под действием фермента-ЛИЗОЦИМА) и синтезом новых бактериофагов.

2) Умеренные- не лизируют заражённые ими клетки. ДНК этих фагов, при проникновении в клетку, встраивается в хромосомы бактерий и при делении бактерий передаётся всему её потомству. Это явление называют ЛИЗОГЕНИЕЙ, а бактерии, которые несут в себе ДНК фага- ПРОФАГ
 

Таким образом, можно сказать, что отличие этих видов начинается с 3 стадии взаимодействия с клеткой.

УМЕРЕННЫЙ фаг может переходить в ВИРУЛЕНТНЫЙ!!!!!

Микрофлора тела человека в различные возрастные периоды. Роль микробов – постоянных обитателей тела человека в физиологических процессах. Понятие о дисбактериозе, его классификация, проявления и методы лечения. Пробиотики, пребиотики.

Нормальная микрофлора подчиняется ряду основных закономерностей:

l представлена доминантными видами и видами-наполнителями;

l преобладающими являются анаэробные бактерии;

l она образует биопленку (полисахаридный каркас, состоящий из микробных полисахаридов и муцина)

l достаточно стабильна.

Состав нормальной микрофлоры:

• постоянная (резидентная) микрофлора представлена относительно стабильным составом микроорганизмов, обычно обнаруживаемых в определенных местах тела человека у людей определенного возраста;

• транзиторная (временная) микрофлора попадает на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывая заболеваний и не обитая постоянно на поверхностях тела человека. Она представлена сапрофитными условно-патогенными микроорганизмами.

Состав транзиторной микрофлоры может меняться в зависимости от:

• возраста;

• условий внешней среды, труда, рациона питания;

• перенесенных заболеваний;

• травм и стрессовых ситуаций.

Нормальная микрофлора взрослого:

• Облигатная микрофлора составляет около 90 - 95% (облигатные анаэробы):

– бифидобактерии

– бактероиды

– катенобактерии

• Сопутствующая (факультативная) микрофлора составляет 5 - 10% (факультативные анаэробы):

– лактобактерии

– эшерихии

– энтерококки

• Остаточная микрофлора (около 1%):

– клостридии

– стафилококки

– протей

– синегнойная палочка

– клебсиеллы

– энтеробактер

– цитробактер

– дрожжеподобные грибы и др.

Значение норм микрофлоры:

1)Участие в колонизационной резистентности

• Колонизационная резистентность - это совокупность механизмов нормальной микрофлоры и макроорганизма, предотвращающих колонизацию слизистых оболочек патогенными микроорганизмами.

• Со стороны нормальной микрофлоры колонизационная резистентность обеспечивается антагонистической активностью по отношению к патогенным микроорганизмам.

• Антагонизм микроорганизмов - это сложное взаимоотношение, когда при совместном развитии популяций бактерии одного вида угнетают развитие других, а иногда полностью их уничтожают.(конкуренция за рецепторы связывания и блокада адгезии и колонизации слизистых патогенными и условно-патогенными микробами)

• Участие в синтезе витаминов группы В, К, фолиевой, никотиновой и аскорбиновой кислот.

• Участие в метаболизме желчных кислот, жиров, холестерина, жирных кислот.

• Участие в расщеплении целлюлозы и других сложных органических веществ.

• Участие (прямое и опосредованное) во всасывании железа (антианемическое влияние), кальция и витамина Д (антирахитическое влияние).

• Стимуляция перистальтики кишечника за счет ферментации белков до индола, скатола и фенола и за счет образования кислот.

• Детоксикационное, антиканцерогенное действие.

• Стимуляция местного и общего иммунитета (является источником хронического «физиологического воспаления»).

• Могут вызывать эндогенную инфекцию (на фоне иммунодефицита, при попадании в непривычные места обитания)

Возрастные особенности:

Полость рта эмбриона обычно стерильна.

Первичное инфицирование происходит при прохождении через родовые пути.

Через 4-12 часов после родов полость рта колонизируют:

● бифидобактерии;

● кишечная палочка;

● энтерококки;

● зеленящие стрептококки (Streptococcus salivarius);

● Staphylococcus epidermidis;

● Corynebacterium pseudodiphtheriticum;

● Candida albicans.

Через несколько недель полость рта колонизируют:

● анаэробные бактерии;

● спирохеты;

● лактобациллы (1 % от общего количества);

● нейссерии (3-5 %).

При прорезывании зубов – обильный рост анаэробов и появление простейших.

С возрастом увеличивается содержание анаэробных бактерий, лактобацилл,

стафилококков, кандид и простейших.

Потеря зубов в пожилом возрасте приводит к значительному уменьшению

содержанию облигатных анаэробов, интенсивной колонизации бактериями из ЖКТ.

ЖКТ новорождённого можно считать стерильным (12-16 часов после

родов).

В течение первой недели внеутробной жизни - интенсивная колонизация:

● Lactobacillus bifidus (у естественно вскармливаемых детей);

● Lactobacillus acidophilus (у детей находящихся на искусственном

вскармливании);

● кишечными палочками;

● энтерококками;

● стафилококками;

● бифидобактериями (преобладают);

● спорообразующими анаэробами;

● эшерихиями;

● Грам- аэробами.

К первому году жизни состав микрофлоры здорового ребенка

практически идентичен микрофлоре здорового взрослого человека.

Дыхательные пути

Верхние отделы дыхательных путей у новорождённых обычно

стерильны и колонизируются в течение 2~3 сут бактериями:

● негемолитическими и зеленящими стрептококками;

● непатогенными нейссериями;

● стафилококками;

● энтеробактериями;

● менингококками;

● пневмококками;

● пиогенными стрептококками.

По мере взросления, совершенствования защитных

механизмов вероятность носительства патогенных бактерий

снижается; у подростков и взрослых их находят сравнительно

редко.

Кожа:

Первичная колонизация кожных покровов

плода происходит при родах, но эта микрофлора (фактически

флора родовых путей матери) в течение недели

замещается следующими

бактериями:

● Staphylococcus epidermidis;

● Micrococcus spр.;

● Sarcina spp.,

● Аэробные и анаэробные дифтероиды;

● Staphylococcus aureus;

● гемолитические и негемолитические стрептококки.

Дисбактериоз

• клинико-лабораторный синдром, возникающий при ряде заболеваний и клинических ситуаций, характеризующийся изменением качественного и/или количественного состава нормальной микрофлоры, метаболическими и иммунными нарушениями, сопровождающимися у части больных клиническими проявлениями

Классификация:1. По этиологии:

а) Дисбактериоз здоровых лиц:

– Сезонный

весна, лето, осень – снижение числа бифидобактерий и эшерихий

– Возрастной

снижение к старости бифидобактерий, бактероидов

– Пищевой

однообразная пища приводит к снижению количества анаэробов и кишечной палочки

– Профессиональный

работа в замкнутых пространствах (космонавты, подводники, зимовщики полярных станций), работники пищевой промышленности и др.

б) Дисбактериоз больных:

• Инфекционные и паразитарные болезни

• Заболевания ЖКТ неинфекционной природы

• Заболевания печени и желчевыводящих путей

• Онкопатология

• Постстрессорные дисбактериозы (травмы, ожоги, инфаркт и др.).

в)Медикаментозные дисбактериозы:

• После антибактериальной терапии

• После химиотерапии онкологических заболеваний

• После лечения иммунодепрессантами

г)Пострадиационный (лучевой) дисбактериоз

д)Дисбактериоз смешанной этиологии

2. По фазам развития (по А.Ф. Билибину):

1) Начальная фаза – характеризуется увеличением общего количества симбионтов в тех местах, где они обитают.

2) Фаза нарушения взаимоотношений между представителями нормальной микрофлоры (снижение количества одних симбионтов и преобладающий рост других), а также появление таких представителей, которые в норме не выявляются или выявляются в незначительном количестве.

3) Фаза изменения обычной локализации тех или иных представителей нормальной микрофлоры (появление эшерихий в полости рта, проксимальных отделах кишечника и др.), развитие бактериемии представителями нормальной микрофлоры (при травмах, ожогах и др.).

4) Фаза появления токсигенных, вирулентных, патогенных свойств у представителей нормальной микрофлоры (гемолитическая кишечная палочка), появление патогенных микроорганизмов (токсигенные стафилококки, шигеллы, сальмонеллы и др.).

Лечение:

• селективная деконтаминация патогенной и условно-патогенной микрофлоры кишечника:

– бактериофаги(Бактериофаг протейный жидкий (Протеофаг),Коли-бактериофаг жидкий (Колифаг)

– кишечные антисептики (интетрикс, эрсефурил)

– антибактериальные препараты

• коррекция нормальной микрофлоры кишечника:

– пребиотики

– пробиотики

• функциональное питание:

употребление кисломолочных и других продуктов с включением в них в качестве активного действующего начала бифидобактерий

• коррекция моторно-секреторной функции ЖКТ:

– ферментотерапия

– поливитаминотерапия

– спазмолитики

– антидиарейные препараты

– желчегонные препараты

• энтеросорбция и энтеропротекция:

карболен (активированный уголь), полифепан (растительный энтеросорбент), смекта, полисорб и др.

Пребиотики—это препараты немикробного происхождения, вызывающие селективную стимуляцию роста или усиления метаболической активности нормальной микрофлоры кишечника.

К пребиотикам относятся углеводы (с бета-гликозидными связями), которые обладают одновременно двумя важными свойствами:

1) не перевариваются и не всасываются в верхних отделах пищеварительного тракта;

2) селективно ферментируются микрофлорой толстой кишки, вызывая активный рост полезных микроорганизмов

Наиболее распространённые:

•лактулоза (димер из фруктозы и галактозы)

•инулин (полимер из D-фруктозы)

•олигофруктоза

Пробиотики-это живые микроорганизмы и вещества микробного происхождения, оказывающие при естественном способе введения позитивные эффекты на физиологические, биохимические и иммунные реакции организма хозяина через стабилизацию и оптимизацию функции его нормальной микрофлоры. (! СОЗДАЮТ УСЛОВИЯ ДЛЯ СОБСТВЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ)

• Различают:

– бифидо-содержащие препараты

– лакто-содержащие препараты

– коли-содержащие препараты

– препараты из непатогенных представителей рода Bacillus

• Группы препаратов-пробиотиков:

1. Монокомпонентные

2. Поликомпонентные

3. Комбинированные

 

Изменчивость бактерий.

Модификационная: адаптивная реакция организмов в ответ на условия внешней среды. Могут изменять морфологические, культуральные, ферментативные свойства.

В условиях культивирования микробов возможен переход от S-формы к R-форме. При этом капсульные бактерии теряют капсулы, лишаются биохимической активности и становятся неполноценными в антигенном отношении, приобретая неспецифические антигены. Подвижные бактерии теряют жгутики. Появление нитевидных, шаровидных форм штаммов, образование споры, капсулы и атипичная ферментация углеводов. Примером может служить штамм Е. coli с генотипом 1ас +, который синтезирует фермент р-галактозидазу, катализирующий ферментацию лактозы, но этот генотип проявляется в фенотипе при условии их культивирования на среде с лактозой. Переход типичной формы микробов в атипичные.

Генотипическая: затрагивает генотип клетки:

➢Мутационная

Мутации – изменение изменения в последовательности отдельных нуклеотидов ДНК, которые ведут к таким проявлениям, как изменения морфологии бактериальной клетки, возникновение потребностей в факторах роста, например в аминокислотах, витаминах, т. е. ауксотрофности; к устойчивости к антибиотикам, изменению чувствительности к температуре, снижению вирулентности (аттенуация) и т. д

Особенностями мутаций у бактерий является относительная легкость их выявления

По локализации различают мутации:

1) генные (точечные);

2) хромосомные;

3) плазмидные.

По происхождению мутации могут быть:

1) спонтанными (мутаген неизвестен) возникающими самопроизвольно, без воздействия извне;

2) индуцированными появляются влиянием внешних факторов, которые называются мутагенами. Мутагены бывают физическими (УФ-лучи, гамма-радиация), химическими (аналоги пуриновых и пиритовых оснований, азотистая кислота и ее аналоги, и другие соединения) и биологическими – транспозоны.

По протяженности изменений повреждения ДНК

1) точечные, когда повреждения ограничиваются одной парой нуклеотидов

2) протяженные или аберрации. В последнем случае могут наблюдаться выпадения нескольких пар нуклеотидов, которые называются делецией, добавление нуклеотидных пар, т. е. дупликации, перемещения фрагментов хромосомы, транслокации и перестановки нуклеотидных пар – инверсии.

Точечные спонтанные мутации возникают результате возникновения ошибок при репликации ДНК, что связано с таутомерным перемещением электронов в азотистых основаниях.

Спонтанные хромосомные аберрации возникают вследствие перемещения подвижных генетических элементов.

Мутация, приводящая к потере функции, называется прямой мутацией. У мутантов может произойти восстановление исходных свойств, т. е. реверсия. Если происходит восстановление исходного генотипа, то мутация, восстанавливающая генотип и фенотип, называется обратной или прямой реверсией. Если мутация восстанавливает фенотип, не восстанавливая генотип, то такая мутация называется супрессорной. Супрессорные мутации могут возникать как в пределах того самого гена, в котором произошла первичная мутация, так в других генах или могут быть связаны с мутациями в тРНК.

По фенотипическим последствиям мутации подразделяются на нейтральные, условно-летальные и летальные.

Нейтральные мутации фенотипически не проявляются какими-либо изменениями признаков.

Мутации, которые приводят к изменению, но не к утрате функциональной активности фермента, называют условно-летальными.

Летальные мутации характеризуются полной утратой способности синтезировать жизненно важный для бактериальной клетки фермент или ферменты.

Репарация - особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённых при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических реагентов.

На бактериях, подвергнутых УФ-облучению, было показано, что повреждения, вызванные облучением в бактериальных ДНК, могут частично исправляться благодаря наличию репарационных систем. У различных бактерий имеется несколько типов репарационных систем. Один тип репарации протекает на свету, он связан с деятельностью фотореактивирующегося фермента, который расщепляет тиминовый димер. При темновой репарации дефектные участки цепи ДНК удаляются, и образовавшаяся брешь достраивается при помощи ДНК-полимеразы на матрице сохранившейся цепи и соединяется с цепью лигазой.

➢Комбинативная: трансформация – передача генетического материала в виде раствора ДНК донора к реципиенту, трансдукция – перенос генетического материала от донора к реципиенту с помощью умеренных фагов (неспецифическая, специфическая), конъюгация – передача генетического материала от донора имеющего F-фактор к реципиенту через половые ворсинки с образованием новых штаммов.

Рекомбинации – это обмен генетическим материалом между двумя особями с появлением рекомбинантных особей с измененным генотипом.

Виды изменчивости у вирусов.

Модификационная. В основном для вирусов определяет клетка хозяина. Модификация затрагивает суперкапсид.

Генотипическая. Мутационная, то есть изменение в первичной структуре нуклеотидов.

Рекомбинативная. Происходит при одновременном заражении клетки хозяина двумя или более вирусами, происходит обмен генами → образуются рекомбинантные штаммы вирусов, которые содержат гены 2 и более штаммов.

Генетическая реактивация. Процесс при котором вирионы дополняют друг друга в следствии перераспределения генов во время их репликации. Это наблюдается у вирусов с фрагментарным геномом. При скрещивании таких вирусов происходит образование полноценных единиц.

Комплементация (дополнение). Не генетический процесс при котором вирус снабжает своего партнера (как правило дефектного) недостающими компонентами белка, а не нуклеиновыми кислотами. Характерна для многих вирусов – аденовирусы могут культивироваться только в присутсвии SV40 – вирус. Вирус гепатита В является помощником для δ - вируса (HDV).

Фенотипическое смешивание. Наблюдается при совместном культивировании двух вирусов наблюдаем, что геном одного вируса заключается в капсид другого вируса. Генотип при этом не меняется Различают два вида изменчивости – фенотипическую и генотипическую.

Полимеразная цепная реакция

ПЦР позволяет обнаружить микроб в исследуемом материале (воде, продуктах, материале от больного) по наличию в нем ДНК микроба без выделения последнего в чистую культуру.

Для проведения этой реакции из исследуемого материала выделяют ДНК, в которой определяют наличие специфичного для данного микроба гена. Обнаружение гена осуществляют его накоплением. Для этого необходимо иметь праймеры комплементарного З’-концам ДНК исходного гена. Накопление (амплификация) гена выполняется следующим образом. Выделенную из исследуемого материала ДНК нагревают. При этом ДНК распадается на 2 нити. Добавляют праймеры. Смесь ДНК и праймеров охлаждают. При этом праймеры, при наличии в смеси ДНК искомого гена, связываются с его комплементарными участками. Затем к смеси ДНК и праймера добавляют ДНК-полимеразу и нуклеотиды. Устанавливают температуру, оптимальную для функционирования ДНК-полимеразы. В этих условиях, в случае комплементарное™ ДНК гена и праймера, происходит присоединение нуклеотидов к З’-концам праймеров, в результате чего синтезируются две копии гена. После этого цикл повторяется снова, при этом количество ДНК гена будет увеличиваться каждый раз вдвое. Проводят реакцию в специальных приборах — амплификаторах. ПЦР применяется для диагностики вирусных и бактериальных инфекций.

Классификация антибиотиков

■ по спектру действия

■ по происхождению

■ по химической структуре

■ по механизму действия

■ по частоте развития лекарственной устойчивости

По спектру действия:

узкий (1, 2, max 3 группы микроорганизмов)

широкий – тетрациклины

По происхождению:

1)из микроорганизмов:

Актиномицеты – синтезируют около 80% всех природных антибиотиков

Плесневые грибы – синтезируют природные бета-лактамы (грибы рода Cephalosporium и Penicillium) и фузидиевую кислоту

Типичные бактерии – например бациллы, псевдоманады – продуцируют бацитрацин, полимиксины(B.polimixa)

2)из растений

3)из тканей человека и животных - из молок осетровых рыб (экмолин), лизоцим (фактор иммунитета, Лизобакт, интерфероны)

По химическому структуре:

Бета-лактамы:

Пенициллины(бензилпенициллина натриевая столь-Гр- и Гр+)

Цефалоспорины (5 поколений: цефазолин, цефуроксим,цефтриаксон, цефепим, цефтаролин(Гр+↓, Гр- ↑))

Карбопенемы (меропенем – Гр- и Гр+)

Монобактамы (азтреонам Гр-)

Ингибиторзащищенные бета-лактамы (амоксиклав Гр- и Гр+)

Гликопептиды (ванкомицин Гр+)

Аминогликозиды (3 поколения: стрептомицина сульфат, гентамицин, амикацин (Гр+,Гр-))

Тетрациклины (доксициклин – Гр-, Гр+)

Макролиды (эритромицин- Гр- и Гр+, внутриклеточные микроорганизмы)

Линкозамиды (линкомицин Гр+)

Левомицетины (левамицитин Гр-)

Полиены (нистатин-дрожжеподобные грибы)

Другие антимикробные препараты (фузидиевая кислота Гр+)

По механизму действия:

Обладают селективной токсичностью к прокариотам. Бактерицидное действие: аминогликозиды, рифамицины (гибель), остальные – бактериостатическое действие (подавление роста и размножения микроорганизмов)

Ингибиторы синтеза белка

Антиметаболиты

 

Принципы рациональной антибиотикотерапии:

1) Этиологическая эффективность (назначение антибиотиков, к которым чувствительны данные микроорганизмы)

2) Патогенетическая обоснованность (доза, кратность связаны с патогенезом и фармакокинетикой)

3) Физиологическая дозволенность (не должен приносить вреда)

4) Индивидуальная переносимость

Сложность антибиотикотерапии

1) Более 5000 антибиотиков

2) Формируются антибиотикорезистентные штаммы

3) Циркуляция устойчивых госпитально штаммов условно-патогенных микроорганизмов

Побочные действия антибиотиеотерапии:

1) Аллергические ракции (дерматиты, крапивница, анафилакстический шок)

2) Токсические реакции

- эндотоксические (эндоксины)

- прямое токсическое действие – стрептомицин

3) Тератогенное действие на плод

4) Дисбиоз (дисбактериоз, кандидомикоз)

5) Иммуносупрессивное действие

6) Формирование антибиотикорезистентных штаммов (80% стафилококков устойчивы к пенициллину, 70% стафилококков – к стрептомицину, госпитальные полиустойчивые штаммы)

Критерии эффективности:

1)Позитивная динамика клинических симптомов

2)Снижение признаков интоксикации

3)Исчезновение характерных симптомов

4)Улучшение лабораторной динамики (формула крови, анализ мочи и другие анализы)

5)Позитивная динамика микробиологических и иммунологических анализов

 

45. Механизмы устойчивости микробов к лекарственным препаратам. Пути преодоления устойчивости. Методы определения чувствительности микробов к антибиотикам. Основные критерии эффективности антибиотикотерапии. Осложнения при антибиотикотерапии. Принципы рациональной антибиотикотерапии.

Антибиотикорезистентность — это устойчивость микробов к антимикробным химиопрепаратам. Бактерии следует считать резистентными, если они не обезвреживаются такими концентрациями препарата, которые реально создаются в макроорганизме. Резистентность может быть природной и приобретенной.

Природная устойчивость. Некоторые виды микробов природно устойчивы к определенным семействам антибиотиков или в результате отсутствия соответствующей мишени (например, микоплазмы не имеют клеточной стенки, поэтому не чувствительны ко всем препаратам, действующим на этом уровне), или в результате бактериальной непроницаемости для данного препарата (например, грамотрицательные микробы менее проницаемы для крупномолекулярных соединений, чем грамположительные бактерии, так как их наружная мембрана имеет «маленькие» поры).

Приобретенная устойчивость. Приобретение резистентности — это биологическая закономерность, связанная с адаптацией микроорганизмов к условиям внешней среды. Она, хотя и в разной степени, справедлива для всех бактерий и всех антибиотиков. К химиопрепаратам адаптируются не тольк