Modul_MIKROBIOLOGIYa


Модуль МІКРОБІОЛОГІЯ
Задачі медичної мікробіології, етапи розвитку. Вдосконалення методів лабораторної діагностики інфекційних хвороб
Мікробіологія (грец. micros — малий + bios — життя + logos — учення, слово, поняття) — комплекс біологічних наук, що вивчають морфологію, фізіологію, генетику, екологію та еволюцію мікроорганізмів.
До завдань мікробіології входять: 1) вивчення біології патогенних і нормальних для людини мікробів; 2) дослідження ролі та значення мікробів в етіології та патогенезі інфекційних хвороб; 3) розроблення й використання методів мікробіологічної діагностики, етіотропної терапії та специфічної профілактики інфекційних захворювань людини.
У розвитку мікробіології виділяють 4 етапи:
І – морфологічний (А. Левенгук);
II – фізіологічний (Луї Пастер, Роберт Кох та ін.);
III – імунологічний (І. І. Мечников, П. Ерліх та ін.);
IV – молекулярно-генетичний (сучасний);
Сучасні методи мікробіологічної діагностики інфекційних захворювань.
Успіхи в лікуванні та профілактиці інфекційних хвороб значною мірою
залежать від своєчасної діагностики. Мікробіологія пропонує такі сучасні
методи діагностики:
*мікроскопічний – ґрунтується на виявленні збудника в патологічному
матеріалі та його ідентифікації (визначенні виду). За допомогою
мікроскопа вивчають його морфологічні (форму, розмір, взаємне розміщення
клітин, рухливість, наявність спори та капсули) і тинкторіальні
властивості (здатність забарвлюватися барвниками);
*мікробіологічний – посів патологічного матеріалу на живильні середовища,
виділення чистої культури та її ідентифікація на основі вивчення
культуральних і біохімічних властивостей мікроорганізмів; нині
розроблено автоматичні системи, які дозволяють протягом кількох годин
визначити вид збудника, вивчити його антибіотикограму;
*біологічний – уведення патологічного матеріалу лабораторним тваринам із
метою моделювання в них інфекційного захворювання, виділення чистої
культури збудника з подальшою ідентифікацією, виявлення токсинів;
*серологічний – виявлення в крові специфічних антитіл і антигенів;
*алергічний метод – виявлення підвищеної чутливості, макроорганізму до
конкретного збудника або продуктів його життєдіяльності. Використовують
для діагностики туберкульозу (реакція Манту), бруцельозу (реакція Бюрне)
та ін.;
*молекулярно-генетичний – виявлення фрагментів нуклеїнових кислот
мікроорганізмів у патологічному матеріалі. Використовують молекулярні та
генні ДНК- і РНК-зонди в поєднанні з ланцюговою полімеразною реакцією
(ЛПР). За допомогою цього методу можна ідентифікувати будь-який об'єкт.
Відкриття Пастера та їх роль в розвитку медичної науки
Дженнер і провів вакцинацію, але суті її він не зрозумів. Це вдалося французькому вченому Луї Пастеру (1822–1895). З іменем Л. Пастера пов'язаний II період розвитку мікробіології – фізіологічний. Пастер є основоположником
наукової мікробіології. Він довів неможливість самозародження життя,
запропонував методи стерилізації {повного знищення мікроорганізмів) та
пастеризацію (більш м'яку стерилізацію), а також науково обґрунтував
роль мікроорганізмів у виникненні захворювань. Л. Пастер довів, що
бродіння та гниття спричинюють мікроорганізми, що дозволило іншим
ученим, зокрема Лістеру та Пирогову, розробити методи асептики та
методи асептики та антисептики.
Л. Пастер відкрив анаероби, обґрунтував явище атенуації (ослаблення
патологічних властивостей збудника), отримав вакцину проти сибірки та
сказу.
Л. Пастер зібрав навколо себе блискучу плеяду вчених. Серед них були і
наші співвітчизники: 1.1. Мечников, О. М. Безредка, М. Ф. Гамалія, І. Г.
Савченко та ін.
У цю "золоту" пору мікробіології поряд з іменем Л. Пастера стало ім'я
німецького вченого Роберта Коха (1843– 1910) – майстра прикладнихдосліджень. Він зробив неоціненний внесок у мікробіологію:
удосконалив мікробіологічну техніку, застосував імерсійні об'єктиви,
мікрофотографію;
використав анілінові барвники;
запропонував методи виділення чистої культури та щільні живильні
середовища;
відкрив збудників туберкульозу (паличку Коха) і холери; довів, що
збудником сибірки є В. апігпасіз; обґрунтував теорію та практику
дезінфекції (знищення патогенних мікроорганізмів).
3.роботи Коха та їх вплив на прогрес мікробіології
Німецький лікар і бактеріолог Генріх Герман Роберт Кох народився в Клаусталь-Целлерфельді 11 грудня 1843 р. Кох знайшов, що в околицях Вольштейна поширена сибірська виразка, ендемічне захворювання, що викликається бактерією Bacillus anthracis і поширюється серед великої рогатої худоби й овець, уражає легені, викликає карбункули шкіри і зміни лімфовузлів. Незабаром Кох почав вивчати за допомогою мікроскопа збудника, що ймовірно викликав сибірську виразку. Провівши серію ретельних, методичних експериментів, Кох установив, що єдиною причиною сибірської виразки була бактерія Bacillus anthracis. Він довів також, що епідеміологічні особливості сибірської виразки, тобто взаємозв'язок між різними факторами, що визначають частоту і географічний розподіл інфекційного захворювання, обумовлені циклом розвитку цієї бактерії. Дослідження Коха Bacillus-anthracis уперше довели бактеріальне походження захворювання. У 1881 р. Кох опублікував роботу «Методи вивчення патогенних організмів» ("Methods for the Study of Pathogenic Organisms"), у якій описав спосіб вирощування мікробів у твердих середовищах. Цей спосіб мав важливе значення для ізолювання і вивчення чистих бактеріальних культур. Найбільшого тріумфу Кох досяг 24 березня 1882 р., коли він оголосив про те, що зумів виділити бактерію, що викликає туберкульоз. У той час це захворювання було одним з головних причин смертності. У публікаціях Коха із проблем туберкульозу вперше були позначені принципи, що потім стали називатися постулатами Коха.
Вивчення Кохом туберкульозу було перервано, коли він за завданням німецького уряду в складі наукової експедиції виїхав у Єгипет і Індію з метою спробувати визначити причину захворювання холерою. Працюючи в Індії, Кох оголосив, що він виділив мікроб, що викликає це захворювання. Відкриття Коха зробили його одним з тих особ, хто визначає напрямки розвитку охорони здоров'я, і зокрема відповідальним за координацію досліджень і практичних заходів у боротьбі з такими інфекційними захворюваннями, як черевний тиф, малярія, чума великої рогатої худоби, сонна хвороба .
4.Мечніков і його внесок у вчення про несприятливість до інфекційних хвороб
1886 – Мечніков разом з Гамалією заснував в Одесі першу в Росії бактеріологічну станцію (тепер Вірусології і епідеміології Одеський науково-дослідний інститут).
Мечніков створив першу російську школу мікробіологів, імунологів, патологів.
1887 – на запрошення Пастера Мечніков переїхав до Парижа, де організував лабораторію при Пастерівському університеті, якою завідував до самої смерті. Мечніков установив спільні закономірності в розвитку хребетних та безхребетних тварин, запропонував теорію багатоклітинних організмів.
Лейкоцити не тільки розносяться з током крові, а можуть самостійно пересуватися за допомогою псевдоніжок. Проходячи крізь стінки капілярів лейкоцити рухаються до скупчення хвороботворних мікробів і за допомогою псевдоніжок захоплюють та перетравлюють їх. Це явище було відкрито Мечніковим у 1908 р і названо фагоцитозом (Нобелівська премія).В певних випадках (при пересадці органів) фагоцитарна властивість лейкоцитів може бути шкідлива. Лейкоцити реагують на пересаджені органи так, як на хвороботворні організми, фагоцитують їх, руйнують. Тому при проведенні таких операцій фагоцитоз пригнічують різними речовинами.
Мечніков також є творцем клітинного імунітету!!! Його роботи дали дуже великий внесок у вчення про несприятливість до інфекційних хвороб
5. Ерліх, борде як основоположники вчення про гуморальний імунітет
У 1891 р. у статті Пауля Ерліха (Paul Ehrlich, 1854—1915) противомікробні речовини крові автор назвала терміном "антитіло" (по-німецькому antikorper), тому що бактерій у той час називали терміном "korper" — мікроскопічні тельця. Але П.Ерліха "відвідало" глибоке теоретичне прозріння. Незважаючи на те, що факти того часу свідчили, що в крові не контактували з мікробом тварини чи людини не визначаються антитіла проти даного мікроба, П.Ерліх якимсь образом усвідомив, що і до контакту з конкретним мікробом в организмі вже є антитіла у вигляді, що він назвав "бічними ланцюгами". Як ми тепер знаємо, це саме так, і "бічні ланцюги" Ерліха — це докладно вивчені в наш час рецеп-тори лімфоцитів для антигенів. Пізніше цей же напрям думок П.Ерліх "застосував" до фармакології: у своїй теорії хіміотерапії він припускав передіснування в організмі рецепторів для лікарських речовин.
У 1908 р. П.Ерліху вручили Нобелівську премію за гуморальну теорію імунітету.
Наукова суперечка між клітинною (І.І.Мечников і його учіі) і гуморальної (П.Ерліх і його прихильники) теоріями імунітету тривав більш 30 років і сприяв розвитку імунології як науки.
у 1919 р. Ж. Борде отримав нобілевску премію за відкриття системи комплементу, дослідження в області імунології і бактеріології,
6. Дослідження Івановського – важливий етап становлення вірусології
Завдяки Д.Івановському наука про віруси — вірусологія має точну дату
народження — 12 лютого 1892 р. Саме в той день ще нікому не відомий
28-літній випускник Петебурзького університету фізіолог рослин Д. І.
Івановський доклав на засіданні Академії наук про свої спостереження над
тютюновою мозаїкою. У тому ж році в бюлетені Академії наук була
опублікована класична робота молодого вченого «Про дві хвороби тютюну»,
що з'явилася підсумком майже 5-літніх спостережень Д. І. Івановського,
початих ще в студентські роки і проводилися на Україні, у Бессарабії і
Криму
У чому полягала суть досліджень вченого? Він експериментально довів, що
відома хвороба тютюну — тютюнова мозаїка — викликається деяким агентом,
що легко проходить через так звані бактеріальні фільтри (дрібні сита, що
затримують усі відомі бактерії). Такий звільнений від бактерій прозорий
сік Д. І. Івановський вводив здоровим рослинам. Листи їх жовтіли,
скручувалися, зрештою рослини гинул. Цей досвід з фільтруванням і
зараженням можна було повторювати без кінця з тим же результатом.
Д. І. Івановський приблизно на чверть століття (величезний термін для
науки) випередив час. Зробити
це у відношенні вірусів, як ми тепер добре розуміємо, неможливо, а
припустити, що є щось менше, ніж мікроби, у період тодішнього панування
мікробіології здавалося блюзнірством чи неуцтвом. Але адже саме це
стверджував Д.І. Івановський!
Відкриття Д. І. Івановського набагато випередило час і стало
по-справжньому зрозуміло лише через багато років, але комплекс методів, використаних ним у роботі (ультрафільтрація, пасування на живих
організмах, мікроскопія уражених тканин), відразу ж були покладені в
основу дослідження дрібних організмів. Завдяки ним через 5 років (у 1897
р.) німецькі учені Леффлер і П. Фрош відкрили вірус ящура — перший
вірус, який вражає тварин. Надалі виявлення нових вірусів відбувається
все частіше.
За перші 25 років було відкрито 13 вірусів, які вражають людини, тварин,
рослини і бактерії. Згадаємо, що тоді ще не існувало сучасних методів
культивування і мікроскопії вірусів, тому всі ці відкриття робилися на
основі принципів, розроблених основоположником вірусології Д. І.
Івановським. Однак «золоте століття» вірусології почався після того, як
ця молода наука відзначила свій 50-літній ювілей. До цього часу були
розроблені основні прийоми роботи з вірусами і виросло перше покоління
вірусологів. Відкриття нових вірусів стало майже ординарним явищем. Їх
стали виявляти цілими групами.
Словом, за наступних 25 років було відкрито вже більш 1000 вірусів, з
яких близько 500 відповідальні за захворювання людинІ. Тепер ні в кого
не викликає сумнівів, що віруси є постійними супутниками всього живих:
тварин, рослин, бактерій. Але повернемося до Д. І. Івановського.
Результати
7. Українська мікробіологічна школа. Праці Заболотного, Дроботько, Дяченко, Пяткіна та ін.
Данило Заболотний (1866–1929), син селянина з с. Чоботарки (тепер с. Заболотне) на Вінничині, закінчив природничий відділ фізико-математичного факультету Одеського (Новоросійського) університету і медичний факультет Київського університету. Будучи ще студентом, він виконав низку наукових праць під керівництвом І.Мечникова і В. Підвисоцького. Разом з І. Савченком Заболотний у 1893 р., на багато років раніше від О. Безредки, в дослідах на собі довів, що холерна вакцина, прийнята через рот, забезпечує від захворювання на холеру. Все своє життя Д. Заболотний особливу увагу приділяє вивченню шляхів поширення чуми та її лікування. Він вивчає її в Індії, Аравії, Монголії, Китаї, в Поволжі, Казахстані, Забайкаллі. Під час експедиції в Монголію Заболотний заражається чумою. В 1911 році він доводить зв’язок поширення чуми з гризунами тарбаганами.
Вивчаючи сифіліс, він за два роки до Шаудіна і Гофмана відкриває спірохету, але не опубліковує цього. В 1898 р. Заболотний засновує першу в Росії кафедру бактеріології в Петербурзькому жіночому медичному інституті, яку очолює протягом багатьох років. В 1920 р. він засновує в Одесі першу в світі самостійну кафедру епідеміології. В 1927 р. Заболотний видав перший на російській мові оригінальний підручник “Основы зпидемиологии”.
У 1922 р. Д. Заболотного було обрано академіком Академії наук УРСР, у 1928 р. – президентом її, в 1926 р. – академіком Академії наук СРСР. В складі Академії наук УРСР він організує Інститут мікробіології, який носить тепер його ім’я. Особливу увагу Заболотний приділяв поширенню санітарної освіти серед населення, йому належить багато популярних праць санітарно-медичного характеру. Поховано Д. Заболотного, за його заповітом, в с.Чоботарці, поруч з дружиною, яка багато років учителювала в цьому селі. В хаті Заболотного в с. Чоботарці створено музей його імені. На могилі Д. Заболотного написано: “Тут поховано тіло померлого Президента Всеукраїнської Академії наук Данила Кириловича Заболотного, селянина с. Чоботарка”.
Дроботько Віктор (1885 с. (Дігтярі (смт)), Сумщина — 1966) — мікробіолог та епідеміолог. Дійсний член АН УРСР, з 1931 р. науковий співробітник Інституту Мікробіології ім. Д. Заболотного АН УРСР у Києві, згодом його керівник.
Мав понад 100 наукових праць з питань мікробіології риносклероми, кишкових інфекцій, харчових отруєнь, туберкульози тощо. В. Дроботько працював також у напрямку вивчення антибіотиків із вищих рослин.Автор антимікробного препарату - іманін. Належить низка наукових відкриттів. Започаткував новий напрямок - мікотоксикологія.
Дяченко вивчав патогенімікроорганізми!!!
Пяткін вивчав вірусологію, фізіологію мікроорганізмів та навіть написав книжку «мікробіологія» для студентів- медиків
8. Мікроскопічний метод діагностики інфекційних хвороб. Принципи мікроскопічного дослідження з використанням імерсійного, люмінесцентного, електронного мікроскопів. Принципи організації, апаратура, режим роботи в бактеріологічній лабораторії.
Основна мета - встановлення етіологічного агента інфекційної хвороби – збудника, що спричинив її виникнення
Ефективність мікробіологічної діагностики залежить від правильного вибору і забору досліджуваного матеріалу.
Матеріал для дослідження:
-Прижиттєва діагностика: Мокротиння, Гній, Рановий вміст, Сеча, Випорожнення, Секрети слизових оболонок, Кров, ліквор, Пунктати лімфатичних вузлів
-Постмортальна діагностика: трупний матеріал
-Об‘єкти зовнішнього середовища: ґрунт, вода, повітря, залишки харчових продуктів
Мікроскопічний метод діагностики належить до прямих (направлені на виявлення самого збудника в матеріалі від хворого) методів мікробіологічної діагностики
Мікроскопічний метод:
1)Світлова мікроскопія
- сухим об’єктивом
- водно-імерсійним об’єктивом
- оліє-імерсійним об’єктивом
- темнопольна мікроскопія
- фазовоконтрастна мікроскопія
- інтерференційна мікроскопія
2)Люмінісцентна мікроскопія
3)Електронна мікроскопія
Мікроскопічний метод оснований на виявленні збудника в досліджуваному матеріалі, розпізнаванні його за характерними морфологічними ознаками. Метод має орієнтовне значення і є ефективним за умов наявності в матеріалі 106 мікроорганізмів / мл, г матеріалу. Мікроскопія препаратів за допомогою імерсійної системи дає можливість визначити морфологію бактерій з метою ідентифікації збудника для постановки діагнозу інфекційного захворювання.
Морфологію вивчають: В нативних мазках-препаратах, В фарбованих мазках-препаратах, В препаратах для електронної мікроскопії
Критерії діагностики: форма клітини, розташування, ультраструктурні, компоненти, відношення до складних методів забарвлення, рухливість, внутрішньоклітинний паразитизм
Електронна мікроскопія:
Застосовують для ідентифікації вірусів в дослідному матеріалі
основана на виявленні імунних комплексів за допомогою електронного мікроскопу
Матеріал змішують із специфічними сироватками, центрифугують.
Утворені комплекси виявляють за допомогою електронної мікроскопії. Віруси, оточені молекулами специфічних імуноглобулінів мають вигляд вінка
Електронна мікроскопія – застосовують електронний мікроскоп роздільна здатність якого 0,2 нм, збільшення 700000-1,5 млн разів, застосовують для дослідження ультраструктури клітинних мікроорганізмів і вивчення морфології вірусів, які невидимі в світловий мікроскоп (< 0,2 мкм або 200 нм)
Люмінісцентна мікроскопія –Використовується здатність деяких об’єктів і барвників світитися при освітленні їх УФ, синіми або ін. коротко хвилевими променями світа.
Мікробіологічна лабораторія призначена для виконання бактеріологічних досліджень, серологічних та вірусологічних досліджень
Правила роботи в мікробіологічній лабораторії:
1. Вхід в лабораторію без спецодягу забороняється. Спецодяг є індивідуальним захистом для працюючого. Він також попереджує забруднення сторонніми мікробами досліджуваного матеріалами.
2. Забороняється їсти
3. В лабораторії не допускаються різки рухи, ходіння без потреби
4. При випадковому потраплянні досліджуваного матеріалу не руки, робоче місце, одяг або взуття, необхідно попередити викладача і під його керівництвом провести дезінфекцію
5. Робоче місце повинно утримуватись в повному порядку. Бактеріологічні петлі та чашки знезаражують в полум’ї пальника, а використані шпателі та піпетки – в ємкостях з дезрозчином
6. Після закінчення досліджень поживні середовища з посівами поміщають в термостат. Мікроскопи приводять в неробочий стан (маленьке збільшення, опущений тубус і компресор). Робочі місця протирають дезінфікуючими розчинами
3.1 Типи і механізми живлення бактерій. Поживні середовища, які використовують в мікробіології, вимоги до них, класифікація.
Бактеріям притаманний голофітний тип живлення – вони утилізують поживні речовини із водних розчинів всією поверхнею клітини
Механізми проникнення поживних речовин в клітину:
Енергонезалежні
1)Проста дифузія:
– відбувається за рахунок різниці градієнту концентрації (проникнення мілких молекул)
– відбувається проникнення середніх ліпофільних молекул також і при вирівнюванні градієнту концентрації
2)Полегшена дифузія – відбувається за участю мембранних білків-пермеаз, постійно локалізованих в порах
Схема полегшеної дифузії:
Енергозалежні
1)Активний транспорт – відбувається за участю специфічних для речовин ферментів-перенощиків, локалізованих в ЦПМ, проти градієнту концентрації
Механізм активного транспорту:
2)Транспорт, обумовлений фосфорилюванням –
забезпечується фосфорильованим мембранним ферментом. Відбувається як за градієнтом концентрації, так і проти нього
Класифікація бактерій за типом живлення:
Залежно від джерела вуглецю та азоту
1)Аутотрофи (аміноаутотрофи) джерелом є неорганічні сполуки
вуглецю і азоту
2)Гетеротрофи (аміногетеротрофи)
джерелом є органічні сполуки вуглецю та азоту
Гетеротрофи класифікуються:
Сапрофіти – засвоюють органічні речовини відмерлих організмів
Паразити – засвоюють органічні речовини живих організмів
Паразитизм:
Умовний (необлігатний) – бактерії можуть засвоювати органічні речовини зі штучних середовищ
Обов’язковий (облігатний) – бактерії засвоюють органічні речовини живого організму, розвиваються лише внутрішньоклітинно (рикетсії, хламідії)
Класифікація поживних середовищ:
за походженням (природні, синтетичні, напівсинтетичні)
за консистенцією (рідкі,напіврідкі, щільні)
за призначенням:
- універсальні
- спеціальні(селективні, диференційно-діагностичні, транспортні, консервуючі, середовища накопичення
Культуральні властивості бактерій:
На рідких середовищах бактерії утворюють:
-помутніння
-плівку
-осад
-їх комбінації
На твердих середовищах утворюють колонії
Колонія – це видиме неозброєним оком скупчення біомаси бактеріальних клітин на поверхні або в товщі щільного поживного середовища
Характеристика колонії:
Розмір (карликові, малі, середні, великі, гігантські)
Колір (залежить від кольору пігментів бактерій)
Характер краю (рівний, хвилястий, волокнистий тощо)
Форма (кругла, овальна, розеткоподібна тощо)
Консистенція (м’яка, в’язка, крихка)
3.2 Дихання бактерій. Аеробний та анаеробний типи дихання. Ферменти та структури клітини, що беруть участь в процесі дихання. Методи вирощування анаеробних бактерій.
Класифікація бактерій за типом дихання:
1) Аероби – використовують як кінцевий акцептор кисень
облігатні – парціальний тиск кисню 20%
мікроаерофіли – парціальний тиск кисню 5%
2) Анаероби – використовують сульфати, карбонати, нітрати, піруват
факультативні – можуть використовувати кисень
облігатні – гинуть в кисневих умовах
Аеробні бактерії в процесі дихання окислюють різні органічні сполуки. При повному окисленні молекули глюкози вивільнюється певна кількість калорій тепла. При неповному окисленні вивільнюється відповідно ступеню окислення менша кількість енергії.
Інтенсивність процесів аеробного дихання залежить від віку культури, температури і поживних субстратів. Посилене дихання і прискорений обмін речовин пов’язані зі швидкістю поділу клітин, з підвищенням синтезу білка в клітині, що призводить до посилення відновних властивостей середовища, у якому розвиваються мікроби.
Дихання у анаеробів - шляхом ферментації субстрату с утворенням невеликої кількості енергії. До анаеробних процесів належать спиртове бродіння, молочнокисле бродіння, маслянокисле бродіння. Анаероби ферментують здебільшого без азотисті сполуки, викликаючи бродіння. Між аеробним і анаеробними типами дихання немає чіткої межі. Дихання бактерій проходить за участю ферментів оксидаз і дегідраз, яким притаманна виражена специфічність.
Способи створення анаеробних умов:
Анаеростат – апарат, з якого відкачують повітря і заповнюють інертним газом
Хімічний спосіб – культивування в ексикаторі з поглиначами кисню (лужний р-н пірогалолу)
Газовий пакет з регенератором
Біологічний спосіб – одночасне культивування в герметизованій чашці Петрі облігатних аеробів з анаеробами
Культивування в товщі середовища
Методи вирощування анаеробних бактерій
Для культивування анаеробів потрібно створити знижений парціальний вміст кисню в середовищі чи повітрі , з яким воно межує, що досягається декількома способами.
1.Посів анаеробної культури уколом в високий стовпчик цукрового агару. Це найбільш простий спосіб.
2.Додавання в середовище редукуючи речовин. Найчастіше застосовується середовище Кітта-Тароцці: бульйон з 0,5% глюкозою і шматочками свіжих органів тварин(чи з м’ясним фаршем). Шматочки органів, а також глюкоза володіє редукуючи ми властивостями. Середовище зверху заливають шаром масла.
Поживні середовища перед посівом анаеробів «регенерують», кип’ятять для видалення кисню. Після посіву їх заливають зверху шаром парафінового чи вазелінового масла для відокремлення від атмосферного повітря.
3.Видалення повітря. Із середовища механічним шляхом. Для цього використовують анаеростати, з яких повітря викачується насосом.
4.Заміна повітря індиферентним газом. таким газом , наприклад, є водень, який отримують в апараті Кіппа і через приєднану трубку надходить в посудину, де знаходяться посіви анаеробів, витісняючи повітря з киснем.
5.Механічний захист від кисню повітря. Зручний спосіб Віняля-Вейона: беруть скляну трубку довжиною близько 30см і шириною 3-6мм. Один кінець її витягують в капіляр, а з іншого роблять перетяжку і вставляють ватну пробку; засівають в розтоплений агар досліджуваний матеріал, перемішують середовище і потім засипають агар в стерильну трубку. Потім запаюють капіляр і трубку поміщають в термостат. В середовищі виростають видимі ззовні колонії бактерій, які можна дістати, розпилявши трубку.
6.Хімічне поглинання кисню, наприклад основним розчином пірогалолу (10% розчин основи і пірогалолу) в особливих пристроях.
7.Біологічний метод – комбінований посів культури анаеробів і аеробів (способом Фортнера). Посів виконують на чашку з товстим шаром кров’яного агару, розподіленого навпіл вирізаною посередині чашки, прокаленим стерильним скальпелем, невеликою межею. На одній половині агару роблять посів культури аероба, на іншій – посів культури анаероба. Чашку обмащують парафіном і поміщають в термостат. Спочатку відбувається ріст аеробів. Коли вони в достатній мірі вичерпаються з чаші кисень, починається ріст анаеробів.2.2 Морфологія та будова бактерій. Роль окремих структур для життєдіяльності бактерій та у патогенезі інфекційних захворювань. Методи їх виявлення
Морфологічні особливості бактерій і їх ультраструктура є, як правило сталою (постійною) ознакою, що дозволяє використовувати їх в якості ідентифікаційного критерію
Сферичні – коки (гр. кokkos-ягода, зерно) – мають кулясту, овальну, бобовидну, ланцетовидну форму
В залежності від характеру розташування в полі зору, що пов’язано із кількістю площин поділу, виділяють:
•мікрококи (поодинокі коки)
•диплококи (по 2)
•тетракоки (по 4)
•стрептококи (ланцюги)
•сарцини (пакети по 8 - 16 коків)
•стафілококи (грона)
Паличкоподібні або палички – мають циліндричну форму, розрізняються за розмірами, формою кінців клітини, розташуванням і спороутворенням
За розташуванням: поодинокі, диплобактерії (диплобацили), стрептобактерії (стрептобацили)
За спороутворенням:
•Споронеутворюючі- власне бактерії
•Cпороутворюючі
- бацили – діаметр спори не перевищує d бактерії
- клостридії – d спори > d бактерії, тому при спороутворенні клітина деформується (closter-веретено)
Звивисті бактерії – спіралеподібні бактерії, які мають 1 або більше завитків
За кількістю завитків:
•Вібріони (1/4 завитка)
•Спірили (1-2 завитка)
•Спірохети (3-25 завитків)
- борелії (3-8 завитків)
- трепонеми (8-15 завитків)
- лептоспіри (20-25 завитків)
Ниткоподібні – розміри від 50 мкм (актиноміцети)
Ультраструктура бактерій:
Клітинна оболонка бактерій:
- капсула
- клітинна стінка
- цитоплазматична мембрана
Поверхневі структури бактерій:
- джгутики
- мікроворсинки
(пілі або війки, фімбрії)
Внутрішні структури:
- цитоплазма
- нуклеоїд
- рибосоми
- лізосоми, мезосоми
- включення
Капсула – зовнішній шар, розташований поверх клітинної стінки, який не фарбується аніліновими барвниками
За хімічним складом виділяють:
•Полісахаридні капсули
•Поліпептидні капсули
•Змішані капсули
За здатністю утворювати капсулу виділяють:
•Безкапсульні мікроорганізми
•Капсульні мікроорганізми, які утворюють капсулу
- тільки в макроорганізмі
- в макроорганізмі і на спеціальних поживних середовищах
- постійно
В залежності від товщини і щільності зв’язку з стінкою клітини капсули поділяють на:
•макрокапсули (істинні) – видимі в світловий мікроскоп, товщина > 0,2 мкм, виявляють за допомогою спеціального методу забарвлення за Бурі-Гінсом
•мікрокапсули (товщина < 0,2мкм), невидимі в світловий мікроскоп, виявляють за допомогою електронної мікроскопії або за допомогою серологічних реакцій
•Капсулоподібна оболонка або слизовий шар – нещільно зв’язана з поверхнею клітини (ліпідо-полісахарідний шар)
Функції та властивості капсули:
1.Захисна функція:
•Захист від несприятливих факторів навколишнього середовища ( інсоляції, висушування, бактеріофагів)
•Антифагоцитарна роль (обумовлює патогенні властивості капсульних бактерій)
2.Адгезивна функція
•Полісахариди капсули споріднені до певних клітин або тканин організму людини (тропізм)
3.Антигенні властивості
•Полісахариіди або поліпептиди капсул утворюють К-АГ – при потраплянні в організм викликає імунну відповідь
•Використовують для виготовлення вакцин проти капсульних бактерій
Будова клітинної стінки:
Для вивчення будови і хімічного складу клітинної стінки бактерій в умовах звичайної баклабораторії використовують складний метод забарвлення за Грамом.
В залежності від будови і хімічного складу клітинної стінки бактерії поділяють на:
грампозитивні (забарвлюються за методом Грама у синьофіолетовий колір)
грамнегативні – забарвлюються у рожевий колір.
Основним компонентом клітинної стінки гр(+) і гр(-) бактерій є пептидоглікан (син. муреїн,мукопептид протеоглікан) – складний біополімер, побудований із полісахаридних і пептидних ланцюгів і являє собою складну сітчасту макромолекулу (“муреїновий мішок”), який покриває протопласт бактерії.
Особливості будови клітинної стінки гр(+) бактерій:
1. пептидоглікан складає до 90% сухого залишку, який має багатошарову будову (одноманітність)
2. до складу клітинної стінки входять тейхоєві кислоти , які прошнуровують усю товщу клітинної стінки
3. ліпіди, як правило, відсутні; винятком є кислотостійкі бактерії, які містять велику кількість нейтральних жирів, восків,парафінів
4. білки розташовуються назовні від клітинної стінки (наприклад, білок А у Staphylococcus і білок М у Streptococcus)
5. товщина клітинної стінки > 20нм (20-40нм)
Особливості будови клітинної стінки гр(-) бактерій:
•1. складається із трьох шарів, різних за хім. будовою:
•- внутрішній шар ригідний представлений 1 або 2 шарами пептидоглікану,який складає 20% сухого залишку
•середній шар - ліпопротеїновий (зовнішня мембрана) зовнішній шар - ліпополісахаридний пластичний шар
•до складу пластичного шару входять білки, фосфоліпіди, ліпополісахариди
•2. товщина клітинної стінки < 20нм.
•4. менш ригідна,чим клітинна стінка гр(+) бактерій
Функції клітинної стінки :
1. Захисна - від шкідливих факторів зовнішнього середовища
2. Формоутворююча –надає форми за рахунок ригідності
3. Рецепторна (рецептори для бактеріофагів, хімічних речовин, бактеріоцинів)
4. Імуногенна (компоненти клітини стінки є повноцінними АГ і подразнюють імунну систему людини)
5. Транспортна
6. Приймає участь у поділі клітини
7. Токсичні властивості (ендотоксин)
8. Будова та хімічний склад клітинної стінки бактерії обумовлює її тінкторіальні властивості (здатність сприймати барвники)
Поверхневі структури: До поверхневих структур мікроорганізмів відносять органели руху – джгутики, пілі (фімбрії)
Джгутики бактерій – орган руху, побудований із особливого скоротливого білка флагеліну;
Наявність джгутиків, їх кількість і характер розташування є ідентифікаційною ознакою певних мікроорганізмів.
•Джгутики складаються з базального тільця, за допомогою якого вони кріпляться до бактерії, гачка і власне джгутика (білок флагелін).
•Базальне тільце побудоване як система кілець (2 у гр(+) і по 4 (2по2) у гр (-), нанизаних на осьовий циліндр. В базовому тільці утворюється обертовий момент , який передається на джгутик, завдяки руху якого бактерія рухається.
• Направлений рух бактерій називається таксис
•(аеро-, хемофототаксис)
За видом руху виділяють:
•Ковзаючі – рух за рахунок скорочення тіла
•Плаваючі – рух за допомогою жгутиків
•а)монотрихи – один джгутик з одного боку б)лофотрихи – два або декілька з одного боку в)амфітрихи – по одному або декілька з обох полюсів г)перитрихи – джгутики по всій поверхні тіла
До поверхневих структурних елементів відносять також пілі або фімбрії.
Розрізняють пілі двох типів:
1. Пілі загального типу (common-пілі) – забезпечують адгезію бактерій на певних органах або тканинах
2. F – пілі або sex- пілі – слугують для передачі генетичного матеріалу під час кон”югації двох різних клітин.
Джгутики виявляють у плаваючих бактерій, здатних до руху у рідкому або напіврідкому середовищі. Існують як прямі, так і непрямі способи виявлення джгутиків.
Методи виявлення джгутиків:
Прямі (мікроскопічні методи):
а) електронна мікроскопія – дозволяє вивчити будову джгутиків, встановити їх кількість і розташування (монотрихи,амфітрихи, лофотрихи, перитрихи)
б) світлова мікроскопія мазків , забарвлених спеціальними методами (Леффлера, імпрегнація сріблом)
Непрямі методи – базуються на вивченні рухливості бактерій:
а)бактеріоскопічний метод – мікроскопія нативних препаратів ”роздавлена” або висяча крапля – для вивчення монотрихіальної рухливості
б) бактеріологічний метод – посів уколом в стовпчик напіврідкого агару (визначення перитрихів) або посів в конденсаційну воду скошеного агару
Внутрішні структури бактерій:
•Включення – це продукти метаболізму бактерій, які розташовуються в цитоплазмі і використовуються клітиною в якості запасних поживних речовин.
•За хімічним складом це можуть бути як органічні (білки, жири, глікоген, крохмаль), так і неорганічні сполуки (сірка, поліфосфати, залізо).
Ідентифікаційне значення в медичній мікробіології мають тільки зерна волютину (поліфосфати) у Corynebacterium diphtheriaе, які виявляють за методом забарвлення за Нейсером (тіла бактеріальних клітин жовті, зерна – синьо-чорні).
Спори бактерій – округлі або овальні утворення, які формуються всередині бактеріальної клітини за несприятливих умов зовнішнього середовища.
Основна мета спороутворення у бактерій – збереження виду в несприятливих умовах.
Найбільш впливовим фактором для утворення спори є відсутність поживних речовин, наявність кисню в оточуючому середовищі для анаеробних бактерій, висушування.
Процес спороутворення у бактерій проходить у 4 стадії і триває 18-20 годин.
В організмі людини або на поживних середовищах (сприятливі умови) спори проростають і утворюють вегетативну форму.
Процес проростання спори триває 5-6 годин.
Виявляють спори за методами Ожешко або Ціля-Нільсена (спори забарвлюються у червоний колір, вегетативні клітини – у синій).
2.4 Морфологія і класифікація мікроскопічних грибів, патогенних для людини. Методи їх вивчення
Форма клітин у молодих культур може бути кругла, яйцеподібна або витягнута, у зрілих клітин – грушоподібна, веретеноподібна, амебоподібна.
Гриби мають диференційоване ядро (одне або кілька), клітинну стінку, цитоплазматичну мембрану. У молодих культур цитоплазма гомогенна, у дорослих – зерниста; містяться мітохондрії, комплекс Гольджі, вакуолі, включення. Основний структурний компонент – міцелій, який складається з безбарвних ниток гіфів. Спорин’я утворює склєроций у вигляді щільного сплетення гіф міцелію. Морфологія різноманітна, особливо в культурах на різних поживних середовищах, де спостерігається виражений поліморфізм. Тканинні форми патогенних грибів менш поліморфні, вони відрізняються від культуральних, це враховується в діагностиці мікозів.
Найбільше значення для медицини мають ооміцети, аскоміцети, базидіоміцети, дейтероміцети.
Культивують в аеробних умовах при т 22-27С на поживних середовищах, які містять азотисті і вуглецевмісні речовини. Найкраще рН 6,0-6,5, але патогенні гриби можуть рости при рН 3-10. Патогенним грибам потрібні різноманітні фактори росту( вітаміни, амінокислоти) і мікроелементи. Виробляють різнокольорові пігменти, які ділять на розчинні у воді і розчинні у спирті, ацетоні. Деяка кількість грибів здатна продукувати екзотоксини, більшість продукує ендотоксини.
2.3 Морфологія і класифікація найпростіших, патогенних для людини. Методи їх вивчення
Найпростіші – одноклітинні еукаріотні тваринні організми, більше організовані у порівнянні із бактеріями. Мають цитоплазму, диференційоване ядро (деякі представники багатоядерні), різну за своїми оптичними властивостями оболонку, примітивні органоїди. Розмножуються простим і множинним поділом, статевим шляхом, складним способом (статевим і нестатевим). Деякі форми можуть утворювати цисти. Тип Найпростіші має чотири класи: джгутикові, саркодові, споровики, війчасті. Патогенними є збудники лейшманіоза, трипаносомоза, тріхомоніаза, лямбліоза, амебіаза, малярії, токсоплазмоза, балантидіаза.
Найпростіші (Protozoa) – еукаріотичні одноклітинні мікроорганізми, що складають підцарсвто царства тварин (Animalia). Найпростіші включають 7 типів, із яких 3 типи (Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora) мають представників, що викликають захворювання у людини. Розміри найпростіших коливаються в межах від 5 до 30 мкм.
Ззовні найпростіші вкриті мембраною(пеликулою) – аналогом цитоплазматичної мембрани клітин тварин. Деякі представники найпростіших мають опорні фібрили. Цитоплазма і ядро відповідають по будові еукаріотичним клітинам: цитоплазма складається з ендоплазматичного ретикулума, мітохондрій, лізосом, і ін.; ядро має ядерце і ядерну оболонку. Рух найпростіших здійснюється за допомогою джгутиків, війок і шляхом утворення псевдоподій. Найпростіші можуть харчуватися шляхом фагоцитозу чи утворенням особливих структур. Багато найпростіших при неблагоприємних умовах утворюють цисти – стадію спокою, що стійка до змін температури, вологості і т.д.
Тип Sarcomastigophora. Підтип Mastigophora(джгутикові) включає в себе наступних патогенних представників: трипаносому – збудника африканського трипаносомозу (сонної хвороби); лейшманії – збудника шкірної і вісцеральної форм лейшманіозів; трихонади, що передається статевим шляхом і паразитують в товстій кишці людини; лямблії – збудника лямбліозу. Ці найпростіші характеризуються наявністю джгутиків: один у лейшманій, 4 вільних джгутики і ундулююча мембрана у трихомонад.
До підтипу Sarcodina (саркодові) відноситься дизентерійна амеба – збудник амебної дизентерії людини. Морфологічно з нею схожа непатогенна кишкова амеба. Ці найпростіші пересуваються шляхом утворення псевдоподій. Поживні речовини захоплюються і погружаються в цитоплазму клітин. Статевий шлях розмноження у амеб відсутній. При несприятливих умовах вони утворюють цисту.
Тип Apicomplexa. В класі Sporozoa (споровики) патогенними представниками є збудники токсоплазмозів, кокцидіозів, саркоцистозів, малярії і пневоцистозу. Збудник пнемоцистозу умовно віднесений до найпростіших. Життєвий цикл збудника малярії характеризується чергуванням статевого розмноження (в організмі комарів Anopheles)
І безстатевого ( в клітинах тканин і еритроцитів людини вони розмножуються шляхом множинного поділу). Токсоплазми мають півмісяцеву форму. Токсоплазмозом людини заражається від тварин. Токсоплазми можуть передаватися через плаценту і вражати центральну нервову систему і очі плоду.
Тип Ciliophora. Патогенний представник – збудник балантидіазу вражає товстий кишечник людини. Балантидії мають численні війки і тому є рухливі.
Методи вивчення
Морфологія найпростіших вивчається як в живому так і в забарвленому вигляді. Просте забарвлення (фуксином чи синькою) непридатна, так як вона не дозволяє вивявити складну структуру цих мікроорганізмів. Найбільш простим способом, що дозволяє диференціювати окремі елементи клітини, є метод забарвлення за Романовським-Гімзе. При цьому фіксація мазків повинна виконуватись не над полум’ям, а в якому-небуть фіксаторі(наприклад сумішшю спирту з ефіром по Нікіфорову).
3.3
Ферменти бактерій, їх роль в обміні речовин. Ферменти патогенності. Використання для диференціації бактерій.
Для відтворення метаболічних процесів бактерії використовують ферменти. Їх набір – генетично детермінована ознака. Вивчення ферментативної активності збудників проводять з метою ідентифікації.
Класифікація ферментів
За механізмом дії:
оксидоредуктази
трансферази
гідролази
ліази
лігази
ізомерази
За місцем локалізації:
ендоферменти – локалізуються в цитоплазмі, ЦПМ або периплазматичному просторі
екзоферменти – виділяються в зовнішнє середовище
За генетичним контролем:
Конститутивні – постійно синтезуються клітиною
Індуктивні – синтезуються в присутності субстрату
Репресивні – їх синтез пригнічується надмірним накопиченням продуктів метаболізму реакції, яка ними каталізується
За субстратом:
протеолітичні
цукролітичні
- ряд Гісса(глюкоза, лактоза, маніт, мальтоза, сахароза +МПБ+ індикатор);
- довгий ряд Гісса - до 20 вуглеводів;
- СистемиІндикаторніПаперові;
- Тест системи (ентеротести,стафілотести);
- системи мультимікротестів;
- середовища ДСС(Енна, Лєвіна, Плоскірєва).
Лі політичні
Амілолітичні
Пептолітичні
Гемолітичні
Лецитиназна активність
Окрема група - ферменти захисту та агресії
Практичне значення
Ферменти використовують:
з метою ідентифікації збудників інфекційних хвороб
як лікувальні препарати:
- фібринолізин – для попередження тромбоемболій при свіжих інфарктах
- пеніциліназа – для профілактики анафілаксії на пеніцилін
стрептодорназа – для розрідження гною і полегшення дренажування
в промисловості їх використовують у виробництві біологічних препаратів (вітаміни групи В, аскорбінової кислоти, амінокислот, генній інженерії )
Ферменти патогенності:
- Гіалуронідаза – руйнує гіалуронову кислоту сполучної тканини
- Лецитиназа – руйнує лецитин клітинних оболонок
- ДНК-аза та РНК-аза
- Фібринолізин – руйнує фібрин кров´яних згустків
- Плазмокоагулаза – коагулює білки плазми, закриває власні рецептори
- Колагеназа – руйнує колаген
- Гемолізин – руйнує мембрани еритроцитів
3,4
Ріст і розмноження бактерій. Механізм клітинного поділу, фази розмноження культури бактерій у стаціонарних умовах.
Ріст – процес збільшення біомаси клітини внаслідок синтезу нових речовин
Розмноження – процес відтворення подібних собі особин, який забезпечує існування виду
Механізми розмноження(клітинного поділу):
бінарний поділ
дроблення і спороутворення (у актиноміцетів)
брунькування
Фази розмноження бактерій в ізольованому середовищі
Лаг-фаза – адаптація до нових умов
Експоненціальна фаза – інтенсивне розмноження (збільшення кількості особин в геометричній прогресії)
Стаціонарна фаза – кількість відмерлих особин дорівнює кількості живих, що розмножуються
Фаза відмирання – інтенсивне відмирання (кількість відмерлих збільшується в геометричній прогресії)
Крива росту мікроорганізмів в поживному середовищі
3.5
Бактеріологічний метод дослідження. Принципи виділення чистих культур бактерій та їх ідентифікації
| Методы выделения чистых культур. Выделение от¬дельных видов бактерий и получение чис¬той культуры являются основой бактери¬ологической работы, так как на практике чаще всего приходится иметь дело с материалом, содержащим смесь микробов. Установление же вида микроба и изучение всех его свойств возможно только тогда, когда бактерии полу-чены в чистом, изолированном виде, т. е. в чистой культуре. Основной задачей при исследовании материала, содержа¬щего смесь микробов, является получение отдельных коло¬ний (скопление микробов одного вида, выросших из одного зародыша) по возможности всех микробов, находящихся в исследуемом материале. Простейший способ — механичес-кое разобщение микробов на поверхности плотной пита¬тельной среды. Для этой цели наиболее часто применяется агар, разливаемый в так называемые чашки Петри (рис 49).
Выделение чистых культур методом рассева на чашки. Посев шпателем (метод Дригальского). Простейшим спо¬собом разъединения микробов является последовательное
растирание материала стеклянным шпателем (рис. 50) или петлей по поверхности агара на нескольких чашках Петри с питательной средой.
Агар в чашках приготовляют заранее следующим обра¬зом: стерильный агар, находящийся в колбах или флаконах, расплавляют на водяной бане. Колбу с расплавленным ага¬ром берут в правую руку, а левой вынимают пробку. Обжи¬гают горлышко колбы и большим и указательным пальца¬ми левой руки приподнимают крышку чашки лишь настоль¬ко, чтобы в щель могло пройти горлышко колбы со средой. Вводят горлышко под крышку чашки (не касаясь ее краев), наливают в чашку 10—15 мл питательной среды, быстро выводят горлышко колбы из чашки и закрывают ее крыш-ку. Тотчас же обжигают край горлышка колбы и пробку и
закрывают колбу. Если среда не распределилась равномер¬но по дну чашки, то, осторожно покачивая чашку, среду распределяют ровным слоем толщиной приблизительно 0,5 см. Пока среда не застынет, чашки нельзя передвигать или переносить. Застывшую среду подсушивают в термо¬стате или в закрытых чашках в течение 1—2 часов или в от¬крытых чашках в течение 30 минут. В последнем случае от¬крытые чашки помещают дном вверх на полках термостата, покрытых стерильной бумагой.
Первый день: посев исследуемого матери¬ала. Посев производится на трех пронумерованных чаш¬ках Петри (I, II, III) с питательной средой. Для посева за¬ранее заготовляются стеклянные шпатели, завернутые в бумагу и простерилизованные. Можно сделать шпатель из пастеровской пипетки, загнув под углом ее конец в.пламе¬ни горелки.
1. На поверхность питательной среды в чашке I наносят петлей или стерильной пастеровской пипеткой каплю иссле¬дуемого материала и растирают ее стерильным шпателем, двигая его сначала взад и вперед на небольшом участке, а затем круговыми движениями по всей поверхности пита¬тельной среды. При этом крышку чашки приоткрывают ле¬вой рукой лишь настолько, чтобы в щель мог пройти шпа¬тель.
2. Вынимают шпатель из чашки I, закрывают ее и быст¬ро переносят шпатель в чашку II, не прожигая его. Растирают материал по всей поверхности среды, прикаса¬ясь к ней той же стороной шпателя, которой растирался материал в чашке I. Чашку II закрывают.
3. Так же переносят шпатель в чашку III и растирают материал по поверхности питательной среды той же сторо¬ной шпателя. Закрывают чашку. Шпатель прожигают или опускают в дезинфицирующую жидкость.
4. Чашки надписывают (название материала, фамилия больного, дата) и ставят в термостат вверх дном, чтобы об¬разующиеся капельки паров воды, попадающие на крышку, не стекали на поверхность среды и не размывали посева. Чашки находятся в термостате 18—24 часа.
Второй день: изучение колоний и выделе¬ние чистых культур. Через сутки засеянные чашки вынимают из термостата и изучают полученные посевы. На
чашке 1, где было много материала, получился сплошной рост бактерий и отдельных колоний не видно. На чашке II и в особенности на чашке III колонии распределились изо¬лированно, поэтому легко доступны исследованию (рис. 51).
Прежде всего изучают колонии макроскопичес¬ки, невооруженным глазом. Просматривают чашку (не от¬крывая) со стороны дна в проходящем свете, держа ее на уровне глаз на расстоянии 20—30 см. Обнаруживают, что посев смеси микробов дал рост неоднородных колоний. От¬мечают величину колоний (крупная, мелкая, точечная), форму (правильная круглая, неправильная, плоская, воз¬вышающаяся над поверхностью среды), цвет (бесцветная, окрашенная), консистенцию (плотная, крошащаяся, мяг¬кая), характер поверхности (гладкая, морщинистая, блес-тящая, тусклая, влажная, сухая, слизистая и т. д.).
Еще лучше видна разница в структуре колоний при рассмотрении их с увеличением. Для этого пользуются или
лупой, или вынутым из тубуса микроскопа окуляром', или микроскопом со слабой сухой системой при суженной диаф¬рагме или несколько опущенном конденсоре. При изучении под микроскопом чашку помещают на столике вверх дном и, передвигая ее, отмечают на ней карандашом колонии различной формы, очерчивая их кружком.
Под микроскопом резко выявляется строение колоний: характер краев (ровные, фестончатые, зазубренные), характер поверхности (гладкая, шероховатая), структура (гомогенная, зернистая, однородная или различающаяся в центре и по периферии).
Каждому виду микробов свойствен определенный харак¬тер колоний. Нередко характер колоний имеет диагности¬ческое значение для определения возбудителей болезни.
3. Из части каждой из намеченных колоний делают маз-I ки, окрашивают их по Граму.
Намеченные колонии пересеваются в пробирки с косым агаром. Из остатка колонии, находящегося на петле после посева, следует приготовить мазок и чжрасить его, чтобы микроскопией проверить чистоту изучаемой колонии и мор¬фологию микробов в ней.
Пробирки с посевами помещают в термостат на 18—24 часа.
4. Производят подсчет колоний (см. ниже).
Третий день: проверка чистоты культуры и изучение свойств микроба. Через сутки про¬бирки с посевами вынимают из термостата и убеждаются, что в каждой из них получен посев однородной культуры. Проверяется чистота культуры и изучается морфология бактерий в мазках, окрашенных по Граму. Посев петлей. Выделение чистых культур из смеси мик¬робов можно сделать посевом петлей штрихом.
1. Простерилизорованной на пламени горелки и охлажден¬ной петлей берут материал для посева и осторожно вводят петлю в чашку.
2. На поверхности питательной среды распределяют ма¬териал петлей параллельными штрихами на расстоянии 0,5 см один от другого от одного края чашки к другому, держа петлю плашмя (не царапать питательной среды).
3. Вынимают петлю из чашки. Тотчас же, закрыв чашку, обжигают петлю и ставят ее в штатив.
4. Чашку надписывают и помещают в термостат вверх дном на сутки.
Рост на агаре на первом штрихе сплошной, на следую¬щих — изолированными колониями.
Все дальнейшие манипуляции с изолированными коло¬ниями совершенно такие же, как при посеве шпателем.
При достаточном навыке посев петлей исследуемого ма¬териала (взятого в небольшом количестве) производят лишь на одну чашку с агаром, получая в последних штри¬хах рост микробов в виде изолированных колоний.
Метод пластинчатых разводок Коха. Этот метод выделе¬ния чистых культур на плотной среде употребляется в тех случаях, когда нужно произвести количественное оп¬ределение микробов — подсчет микробов в определенном объеме исследуемого материала (вода, гной и т. д.).
1. Расплавляют в кипящей воде в нескольких пробирках по 9 мл агара, а затем охлаждают его до 50—55°, оставляя пробирки на все время работы в горячей воде такой же тем¬пературы.
2. Стерильной пипеткой набирают 1 мл исследуемого ма¬териала, вносят в первую пробирку с агаром и переме¬шивают. Получается разведение 1(Н.
3. Далее последовательно переносят по 1 мл из пробир¬ки в пробирку, получая таким образом соответствующие разведения: 10^2, 10~3 и т. д. Количество пробирок, взятых в опыт, зависит от степени загрязненности исследуемого ма¬териала.
4. Приготовив разведение, приступают к разливке засе¬янного агара в стерильные чашки Петри (для того чтобы агар распределился равномерно, а не застыл комками, ре¬комендуется предварительно согреть чашки в термостате или же слегка нагреть над пламенем горелки): берут про¬бирки по порядку, открывают, обжигают край, выливают содержимое в чашку, открыв крышку лишь настолько, что¬бы в щель вошло устье пробирки.
Опорожненную пробирку и пробку опускают в дезинфи¬цирующий раствор или в специальный бак с крышкой. По¬качиванием чашки распределяют агар равномерно по всей поверхности ее дна.
5. Отмечают на чашках разведения, дают агару застыть и помещают чашки вверх дном в термостат на 18—24 часа.
Счет колоний. Для определения количества выросших колоний, а следовательно, степени загрязненности материала применяют либо прямой их подсчет через лупу, либо в случаях большого количества выросших колоний — при помощи специальных камер. Камеры для подсчета колоний представляют собой стеклянные пластинки, укрепленные на подставках и разделенные на ряд квадратов площадью 1 cmz. Некоторые из этих квад¬ратов в свою очередь разде¬лены на 9 малых квадратов (рис. 52).
Удобен для счета колоний специальный электроприбор с импульсным счетчиком, показания которого увеличивают¬ся при подсчете колоний электропером.
Выделение чистых культур анаэробов
Первый день. 1. Накопление материала. Иссле¬дуемый материал (например, землю, гной) засевают пасте¬ровской пипеткой на среду Китта — Тароцци, прокипячен¬ную в течение 20 минут перед посевом и'остуженную. После посева материала среду нагревают 15 минут при 80° для уничтожения вегетативной флоры; споры анаэробов п.^и этом не гибнут. Пробирки с посевом ставят в термостат. "
Второй день*. Через сутки среда оказывается помутнев¬шей (рост микробов), иногда в ней видны пузырьки газа. Делают мазки, окрашивают их по Граму и обнаруживают крупные споровые и неспоровые грамположительные па¬лочки. Микроскопическая картина дает только ориентиро¬вочное представление о микробной флоре исследуемого ма-териала.
2. Выделение чистой культуры может быть произведено по одному из следующих методов.
а) По Цейсслеру: каплю материала со среды Кит¬та— Тароцци помещают на середину чашки I с кровяным сахадным агаром, и распределяют по ней стеклянным шпа¬телем; этим же шпателем производится посев в чашках II и III. Чашки с посевами помещаются в термостат в анаэ¬робных условиях. На следующий день по форме колоний (при рассматривании через лупу) и микроскопии мазков из них производится ориентировочное определение вида мик-Чоба и пересев отдельных намеченных колоний на среду «дота — Та_2сцци для выделения чистой культуры и точно определения вида микроорганизмаб) По Вейнбергу: несколько капель из посева на треде Китта — Тароцци переносят в пробирку с бульоном, рткуда затем запаянным концом капилляра пастеровской [пипетки переносят их последовательно в несколько узких /Пробирок (или трубок Виньяля) с растопленным, прокипя¬ченным а течение 20 минут и слегка остуженным сахарным агаром. Засеянные пробирки (или трубки) быстро охлаж-дают~Толодной водой дЬ застывания и помещают в термо¬стат На следующий дінь изучают форму выросших коло-
ний и отмечают колонии для пересева, затем производят распил трубки или пробирки у места отмеченной колонии. Колонию высасывают пастеровской пипеткой и засевают на среду Китта — Тароцци.
Методы выделения чистых культур. Выделение от¬дельных видов бактерий и получение чис¬той культуры являются основой бактери-ологической работы, так как на практике чаще всего приходится иметь дело с материалом, содержащим смесь микробов. Установление же вида микроба и изучение всех его свойств возможно только тогда, когда бактерии полу¬чены в чистом, изолированном виде, т. е. в чистой культуре. Основной задачей при исследовании материала, содержа¬щего смесь микробов, является получение отдельных коло¬ний (скопление микробов одного вида, выросших из одного зародыша) по возможности всех микробов, находящихся в
3.6
Систематика та номенклатура мікроорганізмів. Принципи класифікації. Поняття про вид, різновидність, біотип, штам, клон.
Принципи класифікації і систематики мікроорганізмів
Систематика мікроорганізмів – наука, завданням якої є опис і упорядкування різноманітних мікроорганізмів, їх розподіл (класифікація) на певні систематичні групи (таксони)
Застосовують 2 принципи класифікації мікроорганізмів:
•Філогенетичний (природний) принцип, згідно якому належність мікроорганізмів до певної групи визначають, виходячи із будови геному
•Фенотиповий принцип – полягає у об’єднанні мікроорганізмів за подібними властивостями (патогенність, морфологія, фізіологія,ферментативні ознаки,антигенна будова). Цей принцип більш поширений, дозволяє розробити так звані робочі класифікації, які широко використовуються для встановлення збудника.
Принципи класифікації вивчає особливий розділ систематики – таксономія
Таксономія (гр. taxis-розташування, nomos-закон) –теоретична дисципліна, яка досліджує принципи, методи та правила класифікації і номенклатури організмів
Для мікроорганізмів прийняті наступні категорії таксономічної ієрархії (таксони):
Вид (Species)Рід (Genus)
Триба (Tribus)
Родина (Familia)
Порядок (Ordo)
Клас (Classis)
Відділ (Divisio)
Царство (Regnum)
Основна таксономічна одиниця в мікробіології – вид
Вид – еволюційно встановлена сукупність особин, які мають єдиний тип організації і які в стандартних умовах виявляють подібні фенотипові ознаки (морфологічні, фізіологічні, біохімічні, антигенну будову і інше), мають свій генофонд і можуть схрещуватись
Види об’єднуються в роди, до яких відносять близько споріднені, пов’язані спільним походженням мікроорганізми
Для назви мікроорганізмів використовують бінарну (біномінальну) номенклатуру К.Ліннея, згідно якої перше слово вказує на рід і пишеться з великої літери, а друге слово – видова назва (з маленької літери)
Наприклад: Staphylococcus aureus
В межах виду мікроорганізми можуть незначно відрізнятись за певними фенотиповими ознаками або екологічними нішами
Для визначення відмінних за певними ознаками мікроорганізмів використовують термін “варіант” або різновид
Відрізняють морфологічні, біохімічні, серологічні, біологічні варіанти, які називають відповідно морфовари, хемовари, серовари, біовари
В мікробіології використовують також такі нетаксономічні поняття, як «штам», «клон» та «культура»
Штам (нім. Stammen-походити) – це мікроорганізми певного виду, варіанту, виділені із певного джерела (організму людини, тварини чи об'єкту оточуючого середовища) в певний час
Клон (гр. klon-відводок) – сукупність особин, яка утворилась із однієї материнської клітини
Культура – це сукупність особин одного виду або варіанту, що знаходяться в фазі поділу чи спокою, в певному об΄ємі поживного середовища
Біотип, група організмів, що входять до складу місцевої популяції, що мають однаковий генотип і схожих практично по всіх ознаках.
4.1
Матеріальні основи спадковості мікроорганізмів. Генотип і фенотип бактерій. Спадкова мінливість
Матеріальні основи – ДНК і РНК
Особливості генетики бактерій
Геном бактерій складається із хромосоми і позахромосомних елементів
Хромосома бактерій представлена кільцевою молекулою ДНК, що містить від 400 до 4000 генів (виключення –B.burgdorferi, хромосома якої є лінійною)
Хромосома бактерій знаходиться у цитоплазмі у вільному стані, в супер- спіралізованій формі
Бактерії є гаплоїдними організмами, але вміст ДНК в клітині в певних станах може досягати кількості 2,4 або 8 хромосом
Передача генетичної інформації у бактерій здійснюється як по вертикалі (дочірнім клітинам), так і по горизонталі (в процесі генетичних рекомбінацій)
Досить часто бактерії мають позахромосомний плазмідний геном, який надає їм важливих біологічних властивостей
Геном - вся сукупність генів у бактеріальній клітині
Ген – це фрагмент молекули ДНК, що кодує послідовність амінокислот в поліпептидному ланцюзі, яким обумовлюється певна ознака окремої особини
Генотип - індивідуальні спадкові властивості і ознаки мікроорганізму, зумовлені індивідуальним геномом
Фенотип – це зовнішні прояви результату взаємодії бактерії із оточуючим середовищем, які знаходяться під контролем генотипу
Спадкова мінливість
Мутації – зміни в первинній структурі ДНК клітини, які супроводжуються стійкою стрибкоподібною зміною певної біологічної ознаки і стабільно успадковуються наступними поколіннями
Генетичні рекомбінації – зміни в генотипі бактерій, які зумовлені передачею фрагменту геному однієї клітини (донор) до іншої (реципієнт), і супроводжуються появою нових ознак у рекомбінанта
4.2
Мутації та їх різновидності. Мутагени фізичні, хімічні, біологічні
Мутації – зміни в первинній структурі ДНК клітини, які супроводжуються стійкою стрибкоподібною зміною певної біологічної ознаки і стабільно успадковуються наступними поколіннями
Класифікація мутацій
Спонтанні мутації зумовлені дією ендогенних чинників :
•помилки ферментів в процесі реплікації ДНК
•взаємодія хромосомної ДНК з позахромосомними елементами (транспозонами, IS-елементами)
частота виникнення - 10 -7 -10-9
Індуковані мутації виникають під впливом направленої дії на геном бактерій екзогенних чинників або мутагенів
частота виникнення – 10-4 – 10-5
Класифікація мутацій за величиною ділянки ДНК, що зазнала змін:
Точкові мутації виникають в межах одного триплету:
делеція
вставка
модифікація
Лінійні (генні) мутації - це зміни ДНК в межах гену
•Делеція
•дуплікація
•інверсія
•Транслокація
Геномні мутації пов‘язані з змінами одного або декількох генів
Класифікація мутацій за фенотиповими наслідками:
Летальні
Умовно-летальні
Нейтральні
Класифікація мутацій за місцем виникнення:
Хромосомні
Позахромосомні
Класифікація мутагенів
Фізичні мутагени:
•Іонізуюче випромінювання сприяє утворенню димерів пиримідину, що ускладнює процес розподілу ДНК на 2 нитки і призводить до обриву ДНК в процесі реплікації
•Ультрафіолетове випромінювання викликає утворення димерів тиміну, що зумовлює помилки в генетичному коді при реплікації ДНК
Хімічні мутагени:
•Аналоги азотистих основ (напр., бромурацил) включаються в молекулу ДНК замість подібної за структурою азотистої основи і при реплікації зумовлюють вставку невідповідної основи
•Алкілуючі речовини (напр., етілметансульфонат) викликають модифікацію азотистих основ
•Нітрозосполуки і азотиста кислота дезамінують азотисті основи
•Акридинові барвники вбудовуються між азотистими основами, що призводить до втрати нуклеотидів або вставки додаткової пари в процесі реплікації
4.3
Генетичні рекомбінації: трансформація, трансдукція, кон’югація. Плазміди (F,Col,Ent)
Генетичні рекомбінації – це обмін генетичною інформацією між двома спорідненими бактеріальними геномами
Види рекомбінацій:
1.Трансформація
2.Кон'югація
3.Трансдукція
Трансформація це процес включення у геном клітини реципієнту поглинутих фрагментів донорської ДНК (хромосом-ної або плазмідної)
Умови для здійснення:
компетентність реципієнту
гомологічність донорської ДНК (близька генетична спорідненість донора і реципієнта)
наявність двохниткового фрагменту ДНК
велика молекулярна маса фрагменту ДНК
Стадії трансформації
1.Адсорбція ДНК на клітині реципієнта
2.Фрагментація донорської ДНК клітинними ендонуклеазами
3.Проникнення фрагментів ДНК у цитоплазму реципієнта
4.Руйнація одної нитки ДНК
5.Рекомбінація однониткових фрагментів ДНК з ДНК реципієнта
6.Утворення рекомбінанта
Кон’югація – процес обміну генетичним матеріалом при безпосередньому контакті клітини донора (F+ або Hfr+) і реципієнта
Умови для здійснення:
наявність у клітини донора F- плазміди або Hfr-фактора
як правило, спорідненість генотипу донора і реципієнта
наявність позахромосомних генетичних елементів, які передаються від донора до реципієнта
Трансдукція – процес передачі фрагментів ДНК донора до клітини реципієнта за допомогою бактеріофагів
Види :
специфічна
неспецифічна
абортивна
Необхідною умовою для здійснення трансдукції є наявність бактеріофагів, які перед тим, як інфікувати клітину-реципієнт, репродукувались в донорській клітині
Неспецифічна виникає внаслідок передачі будь-якої ділянки ДНК донора, випадково включеної в голівку бактеріофагу
Специфічна зумовлена передачею певних ділянок ДНК донора за допомогою помірних дефектних фагів
Абортивна – варіант специфічної трансдукції, коли ДНК дефектного фагу не вбудовується в ДНК реципієнта, а вільно розташовується в цитоплазмі
Плазміди – кільцеві молекули ДНК, які містять до 40 генів, і стабільно спадкуються клітиною в позахромосомному стані
Класифікація плазмід
В залежності від місця розташування:
•Автономні – не пов’язані з хромосомою кільцеві молекули ДНК, що самостійно реплікуються в цитоплазмі бактерій.
•Інтегровані- вбудовані у хромосому і реплікуються разом з хромосомою.
В залежності від шляхів поширення від однієї клітини до іншої
•Трансмисівні ( R- і F-плазміди )-передаються шляхом кон’югації.
•Нетрансмісивні – знаходяться у великій кількості в клітини (до 30), що забезпечує їх довільний розподіл у дочірних клітинах.
За біологічними властивостями, що кодуються:
•R-плазміди (від англ. resistance – стійкість) – містять r-гени і RTF-фактор, які зумовлюють резистентність бактерій до протимікробних препаратів і здатність до передачі в процесі кон’югації
•F-плазміди і Hfr-фактори (від англ.fertility- родючість, high frequency of recombination- висока частота рекомбінацій) – кодують синтез спеціальних F-пілей, необхідних для кон‘югації, зумовлюють прискорений поділ бактерій.
•Col- плазміди – плазміди, що кодують синтез біологічно активних сполук (бактеріоцинів), відповідальних за явище мікробного антагонізму між спорідненими видами
•Tox- плазміди – плазміди патогенності, які містять tox-гени, що надають бактерії здатності синтезувати токсини
• Ent – плазміди- плазміди патогенності, що зумовлюють синтез ентеротоксину
•Hly– плазміди – містять гени, які кодують синтез мембранотропних токсинів (гемолізинів)
•Плазміди біодеградації – надають бактеріальній клітині властивостей синтезувати ферменти, що розщеплюють природні і синтетичні сполуки, і використовувати їх як джерело енергії або пластичного матеріалу
•Криптогенні плазміди – роль цих плазмід у життєдіяльності бактерій не з‘ясована
Функції плазмід
Регуляторна функція – плазміди компенсують дефекти метаболізму бактерій шляхом вбудовування в ушкоджений геном
Кодуюча функція –внесення в мікробну клітину нової генетичної інформації, яка зумовлює появу нових біологічних властивостей, що сприяє виживанню бактерій у змінених умовах середовища
4.4 роль мутацій і рекомбінацій у виникненні атипових і лікарсько-стійких форм бактерій.
Мутації – зміни в первинній структурі ДНК клітини, які супроводжуються стійкою стрибкоподібною зміною певної біологічної ознаки і стабільно успадковуються наступними поколіннями
Генетичні рекомбінації – зміни в генотипі бактерій, які зумовлені передачею фрагменту геному однієї клітини (донор) до іншої (реципієнт), і супроводжуються появою нових ознак у рекомбінанта
Еволюційні зміни ознак, що детермінуються одним геном, можуть виникнути в результаті поєднання мутаційного процесу і рекомбінації. Це поєднання грає найбільшу роль в еволюції бактерій а ткож у виникненні лікарсько-стійких форм бактерій.
Ці процеси сліпі відносно адаптивної цінності рекомбінантів, що утворюються. Він механічно створює як непридатні, так і корисні в адаптивному сенсі типи.
Існує два типи лікарської стійкості бактерій : природна, або природна, і придбана.
Природна лікарська стійкість є видовою ознакою. Вона властива усім представникам цього виду і не залежить від первинного контакту (контактів) з цим антибіотиком, в її основі немає ніяких специфічних механізмів. Набута лікарська резистентність виникає у окремих представників цього виду бактерій тільки в результаті зміни її генома. Можливі два варіанти генетичних змін. Один з них пов'язаний з мутаціями в тих або інших генах бактерійної хромосоми, внаслідок яких продукт гена, що атакується, перестає бути мішенню для цього антибіотика. Це відбувається або внаслідок зміни структури білку, або тому, що він стає недоступним для антибіотика.
У іншому випадку бактерії стають стійкими до антибіотика або навіть відразу до декількох антибіотиків завдяки придбанню додаткових генів, носіями яких є R -плазмиды. Вирішальну роль в поширенні лікарської стійкості, у тому числі множинною, грають R -плазмиды завдяки здатності їх до самопереносу.
Експериментально було доведено, що мутації викликаються дією чинника середовища (наприклад, антибіотика), до якого вони дозволяють адаптуватися. Для перевірки цієї гіпотези був розроблений флуктуаційний тест і метод реплік.
Флуктуаційний тест полягає в тому, що невеликі порції початкової культури бактерій розсіюють в пробірки з рідким середовищем, а після декількох циклів ділень додають в пробірки антибіотик. Потім (без наступних ділень) на чашки Петрі з твердим середовищем висівають стійких до антибіотика бактерій, що вижили. Тест показав. що число стійких колоній з різних пробірок дуже мінливо - в більшості випадків воно невелике (чи нульове), а в деяких випадках дуже високе. Це означає, що мутації, що викликали стійкість до антибіотика, виникали у випадкові моменти часу як до, так і після його дії.
Метод реплік полягає в тому, що з початкової чашки Петрі, де на твердому середовищі ростуть колонії бактерій, робиться відбиток на ворсисту тканину, а потім з тканини бактерії переносяться на декілька інших чашок, де малюнок їх розташування виявляється тим же, що на початковій чашці. Після дії антибіотиком на усіх чашках виживають колонії, розташовані в одних і тих же точках. Висіваючи такі колонії на нові чашки, можна показати, що усі бактерії усередині колонії мають стійкість.
4.5. Генна інженерія
Генна інженерія – сукупність експериментальних методів перенесення генетичного матеріалу з однієї клітини в іншу з метою конструювання молекул ДНК з заданою комбінацією генів і створення біологічних об'єктів з корисними властивостями
Етапи генно-інженерних досліджень
1.Вибір і вилучення із організму клітин-донорів, що мають корисні властивості, генетичного матеріалу.
2.Фрагментація отриманої ДНК з метою одержання окремих комбінацій генів
3.Введення отриманих фрагментів у вектори (плазміди або бактеріофаги)
4.Введення векторів з рекомбінантною ДНК в клітини мікроорганізмів (трансформація або трансфекція)
5.Аналіз мікробної популяції і виділення штаму рекомбінанта
6.Експлуатація одержаного штаму продуцента:
- мікробіологічний синтез корисних речовин;
- клонуванння рекомбінантних генів для їх наступного закріплення у обраному геномі
Метод генетичної інженерії належить до перспективних при отриманні багатьох білкових біологічних речовин, що являють цінність для медицини. Цим методом отримані: інтерферони, інтерлейкіни, інсулін, гормон росту, тканинний активатор плазміногена, вакцина проти гепатиту В, моноклональні антитіла для попередження відторгнення при пересадки нпрки, діагностичні препарати для виявлення ВІЛ і інші.
За допомогою генної інженерії створюються препарати другого покоління, тобто аналоги природних речовин, що мають більшу ефективність дії.
4.6Коменсалізм - це такий тип взаємозв'язків різних видів, за якого оджин з них (комнсеал) використовує їжу чи житло іншого (хазяїна), не завдвючи помітної шкоди. Прикладом коменсалізму може слугувати оселенням невеликого краба - пінікси в магнітній порожнині гребінця (двостулкового молюстка), де він живиться залишками їжі хазяїна.
Коменсалізм проявляється у формах квартиранства ( використання коменсалом для оселення організму хазяїна) чи нахлібництва (використання залишків їжі хазяїна).
Мутуалізм - це такий тип співіснування різних видів, від якого вони взаємно дістають користь. (одноклітинні джутики мешкають у кишечниках тарганів, термітів)
Характерною особливістю інфекційної хвороби на відміну від неінфекційної є те, що патологічні реакції розвиваються у відповідь на впровадження в організм больного-другого організму, який називають збудником болезни-паразитом.
Паразит визначається як організм, що використовує други організми як джерело їжі і місця існування. Відповідно паразитизм - це форма міжвидових стосунків, що характеризується одностороннім використанням одним живим організмом іншого як джерело їжі і місця існування.
Основні джерела походження збудників інфекційних хвороб наступні:
1. Ряд збудників є продуктом зв'язаної еволюції паразитів, отриманих людиною від своїх мавпоподібних предків. Приклад подібної еволюції - збудник малярії. Найбільш близькими до чотирьох нині існуючих збудників малярії людини є малярійні плазмодії мавп. Таким же шляхом, мабуть, сталися ентеробіоз, стрептококові інфекції, вошивість.
2. Велика група інфекційних хвороб отримана людиною від тварин. За час свого становлення, що зайняло близько 10 тисяч років. в процесі розвитку землеробства, одомашнення худоби, виникнення і розвитку суспільства людина постійно стикалася з багатьма бактеріями, вірусами і іншими паразитичними організмами спочатку диких, а потім і домашніх тварин, частина з яких адаптувалася до людських популяцій. Деякі з цих інфекцій перетворилися на облігатні (черевний тиф. спиною тиф) або факультативні антропонози. Інші залишилися зоонозами, зберігши здатність викликати як епізоотичний, так і епідемічний процес.
3. Значна группа захворювань людини склалася внаслідок адаптації диких, вільноживучих форм до організму людини. Цей процес можна простежити на прикладі холери. Вібріон класичної холери і вібріон :Эль-Тор є членами великої групи водних вібріонів, з якими вони досі зберегли антигенну спорідненість. Прикладами подібної еволюції можуть також служити збудники легеневих мікозів, дерматомікозів.
4. Джерелом походження наступної групи хвороб є непатогенні паразити, що населяють організм людини. До них відносяться збудники дизентерії, амебіаза, эшерихиозов і, ймовірно, збудники кокових інфекцій (стафілококи, менінгококи).
Певний інтерес представляє еволюція клініки антропонозних інфекційних захворювань. У цьому плані можна виділити три групи інфекційних хвороб.
Одна група інфекцій упродовж своєї історії не зазнає істотних змін в клінічній течії. Прикладом відносної постійності клінічної картини є висипний тиф. малярія. Така стабільність клінічних проявів хвороби залежить, ймовірно, від того, що умови існування паразита і реактивність макроорганізму упродовж історії людства мінялися не стільки кількісно, скільки якісно.
Друга група інфекцій упродовж історії людства приймала більше хронічний перебіг. Мабуть, таку еволюцію виконали стригучий лишай, міська форма шкірного лейшманіозу і, ймовірно, сифіліс і проказа. Більше хронічний перебіг і триваліший заразливий період забезпечували, з одного боку, менш досконале вироблення імунітету, а з іншої - велику вірогідність вкорінення інфекції серед людей.
Третя група інфекцій еволюціонувала у напрямі набуття ознак гостріших інфекцій. Ймовірно так розвивалася натуральна віспа - від місцевого запального процесу до генерализованной інфекції. Необхідно відмітити, що з позицій збудника це напрям еволюції є малосприятливим. Гостра течія свідчить про те, що для того, щоб не загинути в організмі цього хворого, збудник повинен в короткі терміни потрапити в новий сприйнятливий організм. Тобто, при гострій течії (короткому періоді перебування збудника в організмі) має бути активний механізм передачі. Інакше збудник як біологічний вид може загинути.
1.Мікроорганізми схильні до постійної дії чинників зовнішнього середовища. Несприятливі дії можуть призводити до загибелі мікроорганізмів, або пригнічувати розмноження мікробів, чинячи статичну дію. Деякі дії роблять вибірковий ефект на окремі види, інші - проявляють широкий спектр активності. На основі цього створені методи пригнічення життєдіяльності мікробів, які використовуються в медицині, побуті, сільському господарстві та ін.
5.1 ВПЛИВ ФІЗИЧНИХ ЧИННИКІВ НА МІКРООРГАНІЗМИ
Температура
По відношенню до температурних умов мікроорганізми розділяють на термофільних, психрофільних і мезофільних.
Термофільні види. Зона оптимального зростання дорівнює 50-60°З, верхня зона затримки зростання - 75°С. Термофилы мешкають в гарячих джерелах, беруть участь в процесах самонагревания гною, зерна, сіна.
Психрофільні види (холодолюбиві) ростуть в діапазоні температур 0-10°З, максимальна зона затримки зростання 20-30°С. До них відносить більшість сапрофітів, що мешкають в грунті, прісній і морській воді.
Мезофільні види краще ростуть в межах 20-40°З; максимальна 43-45°З, мінімальна 15-20°С. В довкіллі можуть переживати, але зазвичай не розмножуються. До них відносяться більшість патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів.
Висока температура викликає коагуляцію структурних білків і ферментів мікроорганізмів. Більшість вегетативних форм гинуть при температурі 60°З протягом 30 мін, а при 80-100°З - через 1 хв. Спори бактерій стійкі до температури 100°С, гинуть при 130°С і тривалішій експозиції (до 2 ч.).
Для збереження життєздатності відносно сприятливі низькі температури (наприклад, нижче 0°С), нешкідливі для більшості мікробів. Бактерії виживають при температурі нижче - 100°З; спори бактерій і віруси роками зберігаються в рідкому азоті (до - 250°С).
Вологість
При відносній вологості довкілля нижче 30% життєдіяльність більшості бактерій припиняється. Час їх відмирання при висушуванні по-різному (наприклад, холерний вібріон - за 2 діб, а мікобактерії - за 90 діб). Тому висушування не використовують як метод елімінації мікробів з субстратів. Особливу стійкість мають спори бактерій.
Широко поширено штучне висушування мікроорганізмів, або ліофілізацію. Метод включає швидке заморожування з наступним висушуванням під низьким (вакуумом) тиском (суха сублімація). Ліофільну сушку застосовують для збереження імунобіологічних препаратів (вакцин, сироваток), а також для консервації і тривалого збереження культур мікроорганізмів.
Вплив концентрації розчинів на зростання мікроорганізмів опосередкований зміною активності води як заходи доступної для організму води. І якщо вміст солей поза клітиною опиниться вище за їх концентрацію в клітині, то вода виходитиме з клітини. Пригноблення патогенних бактерій хлористим натрієм зазвичай починається при його концентрації близько 3%.
Випромінювання
Сонячне світло згубно діє на мікроорганізми, виключенням є фототрофные види. Найбільший микробицидный ефект робить короткохвильові УФ-промені. Енергію випромінювання використовують для дезинфекції, а також для стерилізації термолабільних матеріалів.
УФ-лучи (в першу чергу короткохвильові, тобто з довжиною хвилі 250-270 нм) діють на нуклеїнові кислоти. Микробоцидна дія заснована на розриві водневих зв'язків і освіті в молекулі ДНК димерів тимідину, що призводить до появи нежиттєздатних мутантів. Застосування УФ-излучения для стерилізації обмежене його низькою проникністю і високою поглинювальною активністю води і скла.
Рентгенівське і g -излучение у великих дозах також викликає загибель мікробів. Опромінення викликає освіту вільних радикалів, що руйнують нуклеїнові кислоти і білки з наступною загибеллю мікробних клітин. Застосовують для стерилізації бактеріологічних препаратів, виробів з пластмас.
Мікрохвильове випромінювання застосовують для швидкої повторної стерилізації середовищ, що тривало зберігаються. Стерилізуючий ефект досягається швидким підйомом температури.
Ультразвук
Певні частоти ультразвука при штучній дії здатні викликати деполімеризацію органел мікробних клітин, під дією ультразвука гази, що знаходяться в рідкому середовищі цитоплазми, активуються і усередині клітини виникає високий тиск ( до 10 000 атм). Це призводить до розриву клітинної оболонки і загибелі клітини. Ультразвук використовують для стерилізації харчових продуктів (молока, фруктових соків), питної води.
Тиск
Бактерії відносно мало чутливі до зміни гідростатичного тиску. Підвищення тиску до деякої межі не позначається на швидкості росту звичайних наземних бактерій, але врешті-решт починає перешкоджати нормальному зростанню і діленню. Деякі види бактерій витримують тиск до 3 000 - 5 000 атм, а бактерійні спори - навіть 20 000 атм.
В умовах глибокого вакууму субстрат висихає і життя неможливе.
Фільтрування
Для видалення мікроорганізмів застосовують різні матеріали (дрібнопористе скло, целюлоза, коалин); вони забезпечують ефективну елімінацію мікроорганізмів з рідин і газів. Фільтрацію застосовують для стерилізації рідин, чутливих до температурних дій, розподіли мікробів і їх метаболитов (екзотоксинів, ферментів), а також для виділення вірусів.
ДІЯ ХІМІЧНИХ ЧИННИКІВ НА МІКРООРГАНІЗМИ
Здатність ряду хімічних речовин пригнічувати життєдіяльність мікроорганізмів залежить від концентрації хімічних речовин і часу контакту з мікробом. Дезінфектанти і антисептики дають неспецифічний мікробицидний ефект; хіміотерапевтичні засоби проявляють виборчу протимікробну дію.
По механізму дії протимікробні речовини розділяються на:
а) деполімеризуючі пептидогликан клітинної стінки
б) що підвищують проникність клітинної мембрани
в) блокуючі ті або інші біохімічні реакції
г) денатуруючі ферменти
д) окислюючі метаболиты і ферменти мікроорганізмів
е) розчинювальні ліпопротеїнові структури
ж) ушкоджувальні генетичний апарат або блокуючі його функції.
У мікроорганізмів хімічної деструкції передусім піддаються білки і ліпіди цитоплазматичної мембрани, білкові молекули джгутиків, фімбрій, секс-пілі, поурини клітинної стінки грампозитивних бактерій, зв'язуючі білки периплазми, протеїнові капсули, екзотоксини, ферменти-токсини і ферменти живлення. Деструкція гетерогенних полімерів (білки, поліефіри та ін.) відбувається як при дії окисників, так і при дії гідролізуючих і детергентных антисептиків ( кислоти, луги, солі двух- і полівалентних металів та ін.).
ВПЛИВ БІОЛОГІЧНИХ ЧИННИКІВ НА МІКРООРГАНІЗМИ
До біологічних можуть бути віднесені препарати, що містять живі особини, - бактеріофагів і бактерій, що мають виражену конкурентну активність по відношенню до патогенних і умовно-патогенних для людини і тварин видам мікробів. Вони вводяться в організм в життєздатному стані. Фаги і антагоністи чинять пряму ушкоджувальну дію на патогенні і умовно-патогенні мікроби; виготовлені з них лікарські препарати призначені для місцевого застосування, для них характерна специфічність дії на мікроорганізми і нешкідливість для пацієнта; метою їх внесення в організм людини і тварин є лікування або профілактика інфекційних захворювань. По механізму дії вони близькі до хімічних антисептиків.
Необхідно також пам'ятати і про молочно-кислих бактерій, які викликають процес молочно-кислого бродіння. Деякі молочно-кислі бактерії здатні синтезувати антибіотики і з їх допомогою пригнічувати розвиток хвороботворних мікробів.
Синергізм – додаткові переваги, що утворюються у разі успішного спывжиття двох чи декількох мікроорганізмів. Лактобактерії і нормальна E. Coli – синергісти.
Антагонзм - пригнічення життя й розвиток ін. мікроорганізмів. Зустрічаються переважно серед актиноміцетів і плісеневих грибів та серед бактерій. Їх антагонізм пояснюється головним чином виділенням у навколишнє середовище одним видом мікроорганізмів речовин {антибіотиків), що гальмують розвиток іншого виду.
Методи стерилізації та дезінфекції:
Фізичні методи
Дія високих температур – механізм дії полягає у здатності викликати денатурацію органічних сполук (частіше білків)
- Стерилізація сухим жаром -1600С - 1 год.
- Стерилізація вологою парою під тиском (автоклав) – 1210С, тиск – 1 атм. – 20-30 хв.
- Стерилізація текучою парою - 80-900С 3 доби.
- Тіндалізація (50-600С, 1 год – 5-6 діб.)
- Прожарювання
- Кип’ятіння (1000С, в присутності карбонату натрію – 30-40 хв.
- Пастеризація (повільне нагрівання до 50-650С – 10-30 хв.)
Дія ультразвуку
деполяризує органели клітини, сприяє утворенню кавітаційних порожнин, в яких денатурують білки за рахунок миттєвого місцевого нагрівання
Механічні методи
Фільтрування
-рідин – використовують фільтри з різним діаметром пор
-повітря – використовують системи приточно-витяжної вентиляції (обмін повітря + УФО або фільтри з мікробоцидними речовинами
Хімічні методи
Стериль’янти – речовини, які при певній концентрації і режимі обробки знешкоджують вегетативні та спорові форми мікроорганізмів
Дезінфектанти – речовини для обробки об”єктів зовнішнього середовища
5.2Асептика – це комплекс запобіжних заходів у клінічній, мікробіологічній та виробничій роботі, спрямованих на попередження занесення в зону діяльності сторонніх мікроорганізмів з тіла людини, повітря, інструментів або інших об’єктів зовнішнього середовища та розвитку небажаних процесів
Заходи асептики
- механічне очищення
- хімічне очищення
- стерилізація
- дезінфекція
- герметизація
- ізоляція
Заходи асептики
Стерилізація – це сукупність методів повного видалення усіх життєвих форм мікроорганізмів, включаючи спори, з об’єктів навколишнього середовища
Дезінфекція – це сукупність методів для пригнічення життєдіяльності, зменшення кількості або знищення певних груп мікроорганізмів на об’єктах оточуючого середовища
Ступені дезінфекції
А – знешкодження аспорогенних форм бактерій, мікоплазм, рикетсій, найпростіших
В – знешкодження грибів, мікобактерій
С – знищення збудників особливо-небезпечних інфекцій
D – знищення спор і цист
D (0) – зниження кількості умовно-патогенних мікроорганізмів до субінфекційних доз
Розрізняють:
профілактичну дезінфекцію – використовують для запобігання розповсюдження інфекції без її виявлення (вода, харчові продукти)
вогнищеву дезінфекцію – проводиться у вогнищі інфекції
Антисептика
комплекс лікувально-профілактичних заходів, які направлені на знешкодження мікроорганізмів, здатних викликати інфекційний процес на цілій або ушкодженій шкірі, слизових оболонках, в ранах
Види антисептики
профілактична антисептика – сукупність методів зменшення кількості або повного видалення мікроорганізмів з шкіри, слизових, ран з метою попередження розвитку інфекційних ускладнень
терапевтична антисептика – сукупність методів, направлених на лікування місцевих уражень і попередження розвитку генералізованої інфекції
Методи антисептики
Механічні методи
Первинна хірургічна обробка
Вакуумна обробка рани
Дренування ран
Фізичні методи
Обробка ран ультразвуком
Використання СО2-лазера
для обробки ранових поверхонь
Хімічні методи
Антисептики – це хімічні препарати протимікробної дії, які використовуються для терапевтичної та профілактичної антисептики шкіри, слизових оболонок, ран, порожнин
Вимоги до антисептиків
Висока антимікробна активність;
Нешкідливість для організму;
Хороша розчинність в ліпідах;
Збереження активності в присутності патологічних та фізіологічних субстратів;
Відсутність антигенних властивостей;
Екологічна чистота та економічність.
Класифікація антисептиків за джерелом отримання
Антисептики отримані з хімічних елементів та їх неорганічні похідні (КМnO4, AgN03 та ін)
Антисептики, отримані з органічних сполук абіогенної природи (органічні сполуки йоду, саліцилова кислота, спирти, альдегіди, барвники, поверхнево-активні речовини та ін.)
Біоорганічні сполуки та їх синтетичні аналоги
Антибіотики антисептичного призначення (мікроцид)
Антисептики, рослинного походження (хлорофіліпт, екстракти та олії з часнику, календули, евкаліпту тощо)
Антисептики, тваринного походження (ектерицид, лізоцим)
Основні механізми дії хімічних антисептиків на мікробні клітини
Денатуруючий – денатурація білків
Окислювальний – окислення ферментів
Мембраноатакуючий – підвищення проникності або руйнування оболонок клітин
Антиметаболітний
Класифікація антисептиків
Поверхнево-активні речовини (детергенти) - декаметоксин, хлоргексидину біглюконат, катамін АБ, етоній, декамін, меристоній, бензалконіум-хлорид
Механізм дії: здатні зменшувати поверхневий натяг на межі розподілу двох фаз дифільності. Вимивають фосфоліпіди із складу ЦПМ і клітинної стінки, порушують їх проникність.
Галоїди
Похідні хлору - хлорамін, гіпохлорид натрію, пантоцид, хлоран, хлорантоїн, клорсепт – Механізм дії: пошкоджують сульфгідрильні групи білків-ферментів
Похідні йоду – 5% спиртовий розчин йоду, розчин Люголя, йодинол, йодонат, йодопірон, повідон-йод
Механізм дії: галогенізують білки
Окислювачі
перекис водню, перманганат калію, первомур
Механізм дії: окислюють сульфгідрильні та гідроксильні групи білків та ліпідів
Альдегіди
формальдегід (формідрон, лізоформ), глютаральдегід (деконекс, хеліпур, сайдекс), гексаметилентетраамін (кальцекс), циміналь, цимізоль, ципідол –
Мезанізм дії - коагуляція білків, (алкілують аміногрупи, сульгідрильні та карбоксильні групи)
Кислоти і луги
борна, саліцилова, оцтова, бензойна кислоти (консерванти), надмурашина кислота, надоцтова кислота (дезоксон, вофастеріл, перстеріл)
Механізм дії - коагуляція білків.
Феноли
карболова кислота, гексахлорофен, резорцин, ваготіл, триклозан, триклокарбан –
Механізм дії - денатурація білків
Похідні важких металів
Похідні ртуті – сулема, мертіолят, діоцид
Похідні срібла – срібла нітрат, протаргол, коларгол
Механізм дії: Осаджують (коагулюють) білки та інші органічні сполуки у вигляді альбумінатів
Барвники
діамантовий зелений, метиленовий синій, етакридіну лактат (ріванол) -
Механізм дії: денатурація білків
Спирти
етиловий, пропиловий та ізопропиловий
Механізм дії: зневоднюють мікробні клітини, вимивають ліпіди із оболонок клітин, денатурують білки
5.3Антибіотики – це хіміотерапевтичні препарати, мікробного, напівсинтетичного або синтетичного походження, які в малих концентраціях зумовлюють гальмування розмноження або загибель чутливих до них мікроорганізмів та пухлинних клітин у внутрішньому середовищі організму
Класифікація антибіотиків за механізмом дії на мікробну клітину:
-порушують синтез клітинної стінки
-порушують функцію ЦПМ
-порушують синтез білка
-порушують синтез нуклеїнових кислот
I. Порушують синтез клітинної стінки:
Пеніциліни (природні, напівсинтетичні, потенційовані)
Цефалоспорини (I-IV поколінь)
Монобактами (азтреонам)
Карбапенеми(іміпенем, меріпенем)
Бацитрацин
Ванкоміцин
Циклосерин
II. Антибіотики, які порушують функцію ЦПМ:
Граміцидини
Поліміксини
Полієни (ністатин, леворин, амфотерицин) – протигрибкові антибіотики
III. Антибіотики, які порушують синтез білка:
Аміноглікозиди (гентаміцин, стрептоміцин та ін.)
Лінкозаміди (лінкоміцин, кліндаміцин)
Тетрацикліни
Макроліди
Азаліди (сумамед)
Хлорамфенікол (левоміцетин)
IV. Антибіотики, які порушують синтез нуклеїнових кислот:
Ріфаміцини
Фторхінолони
Протипухлинні (актиноміцин, руброміцин, бруломіцин)
Резистентність – це збереження здатності до розмноження в організмі людини в присутності терапевтичних доз препарату
Розрізняють резистентність:
Природну
Набуту
Природна - обумовлена відсутністю певної анатомічної структури клітини, яка є мішенню для антимікробного засобу або особливостями метаболізму
Набута виникає як результат:
Випадкових мутацій
Індукованих мутацій
Передачі позахромосомних факторів, які містять r-гени (плазміди та ін)
Механізми формування резистентності бактерій до ХТЗ
Продукція бактеріями ферментів, які модифікують ХТЗ і не дозволяють їм включатись в мішені (β-лактамази, ацетилтрансферази, фосфорилази, нуклеотидази)
Зміна проникності клітинної стінки
Прискорення виведення ХТЗ за межі клітини за допомогою транспортних білків
Зміна структури молекул-мішеней
Перехід на нові метаболічні шляхи
Принципи раціональної хіміотерапії
Визначення чутливості виділеного збудника до ХТП. При необхідності термінового призначення, після відбору матеріалу, препарат призначають емпірично (виходять із спектру активності).
Враховують:
Локалізацію процесу
Припущення про можливого збудника
Вік хворого
Наявність патології нирок та печінки
Призначення оптимальної дози.
Оптимальна доза – це доза ХТЗ, при якій концентрація його в крові або в тканинах хворого перевищує його мінімальну пригнічуючу концентрацію in vitro в 2-3 рази.
Оптимальний термін проведення ХТ. Тривалість лікування ХТЗ визначається станом хворого і продовжується не менше ніж на 72 год. після нормалізації температури. (в цілому 5-7, 7-10 діб).
Оптимальний шлях введення (оральний, в/м, в/в). Шлях введення залежить від важкості захворювання.
Передбачення формування резистентності збудника до ХТП
-комбінування ХТП з різними механізмами дії
-контроль чутливості в процесі лікування
-при необхідності зміна ХТП на інший (з іншим механізмом дії)
При тривалій антибіотикотерапії призначення протигрибкових препаратів для профілактики кандидозу
Вибір препарату повинен узгоджуватись із даними про його токсичність та індивідуальну переносимість
5.4Антибіотики – це хіміотерапевтичні препарати, мікробного, напівсинтетичного або синтетичного походження, які в малих концентраціях зумовлюють гальмування розмноження або загибель чутливих до них мікроорганізмів та пухлинних клітин у внутрішньому середовищі організму
Класифікація антибіотиків
- за хімічною структурою:
•біосинтетичні (природні)
•напівсинтетичні
•cинтетичні
-за походженням
•синтезовані бактеріями
•синтезовані актиноміцетами
•синтезовані грибами
•рослинні (фітонциди)
•тваринні (лізоцим, інтерферон)
Активність антибіотиків виражається в міжнародних одиницях (ОД); 1 ОД — це активність 1 мкг чистого препарату антибіотиків. Наприклад, за 1 ОД пеніциліну вважають найменшу кількість препарату, що пригнічує ріст еталонного штаму стафілокока в 50 мл живильного середовища. Одиниця дії (ОД) відповідає активності ; 0,6 мкг хімічно чистої кристалічної натрієвої солі бензилпеніциліну.
Змістовний модуль 5
5.5. Методи визначення чутливості мікробів до антибіотиків. Поняття про бактерицидну та бактеріостатичну дію, їх визначення.
Антибіотики - це речовини мікробного, рослинного або тваринного походження, їх напівсинтетичні та синтетичні аналоги і похідні, що вибірково пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів, вірусів, найпростіших, грибів, а також затримують ріст пухлин. Оцінка чутливості мікробів до антибіотиків та вивчення їх фармакокінетики в організмі хворого є основними лабораторними показниками, які при їх співставленні дозволяють прогнозувати ефективність антибактеріальної терапії. Найрозповсюдженішими методами визначення антибіотико чутливості мікроорганізмів є:
1. диско-дифузійний метод - найпростіший якісний метод, який широко використовується для епідеміологічного контролю резистентності. Чутливість мікроорганізмів до антибіотиків слід визначати тільки у чистій культурі. Бактеріальну суспензію рівномірно розподіляють по поверхні середовища при похитуванні чашки Петрі, надлишок рідини видаляють піпеткою. Чашки висушують при кімнатній Т 20-30 хв , а потім на них на однаковій відстані кладуть диски з антибіотиками. Оцінку результатів проводять за таблицею, яка містить граничні значення діаметрів зон затримки росту для резистентних, помірно резистентних та чутливих штамів, а також значення мінімальної пригнічуючої концентрації антибіотиків для стійких і чутливих штамів. За ступенем чутливості до антибіотиків мікроорганізми поділяють на 3 групи: - чутливі до антибіотиків ( збудники знищуються в організмі при використанні звичайних терапевтичних доз препаратів); - помірно-резистентні ( для них лікувальний ефект може бути досягнутий при використанні максимальних терапевтичних доз препаратів); - резистентні ( бактерицидних концентрацій препаратів в організмі створити неможливо. Тому що вони будуть токсичними); отримують результати через 24 год.
2. метод серійних розведень – його використовують при необхідності одержання кількісних даних для проведення регульованої антибіотико терапії, переважно при тяжкому перебігу інфекційних процесів. Принцип методу полягає у попередньому приготуванні різних концентрацій протимікробного препарату у поживному середовищі, в які надалі вносять стандартну кількість завису мікроорганізмів. Метою дослідження є визначення мінімальних бактерицидних і бактеріостатичних концентрацій протимікробного препарату для конкретного штаму мікроорганізмів, по яким судять про чутливість даного мікроорганізму до даного антимікробного препарату. Отримання результату можливе через 24 -48 год.
3. сучасні прискорені методи, які передбачають отримати результати через 3- 10 год. – еліпс-тест, алямар- тест та ін.
Бактерицидна дія - це концентрації, які викликають інактивацію мікроорганізмів. Бактеріостатична дія – це концентрації, які гальмують розмноження мікроорганізмів. Їх визначають за допомогою методу послідовних двократних розведень, внаслідок якого визначають мінімальну бактеріостатичну і бактерицидну концентрації протимікробного препарату для конкретного штаму мікроорганізмів.
5.6. Хіміотерапевтичні протимікробні засоби. Їх класифікація за хімічною структурою. Хіміотерапевтичний індекс.
Хіміотерапевтичні протимікробні засоби – лікарські засоби, які безпосередньо або після певних перетворень в організмі людини чинять згубну дію на збудників інфекційних захворювань. В основі дії ХТПЗ лежить принцип фізіологічної імітації молекул сполук мікроорганізмів які приймають участь в метаболізмі клітини. ХТПЗ повинен: проникнути в клітину, зв’язатися з відповідною мішенню і модифікувати її, зберегти свою структуру або утворити активний метаболіт, включитись в метаболізм клітини але не відтворити його.
Класифікація за хімічною структурою
1.Похідні важких металів
•Похідні миш’яку(сальварсан, міарсенол ,осарсол )
•Похідні вісмуту(біохінол,бісмоверол)
•Похідні сурми (сурмин, стібозан, солюсурмін)
2.Сульфаламіди (стрептоцид, норсульфазол, салазолірідозан, сульфален)
3.Діамінопіриміди (триметаприм, піритамін)
4.Нітрофурани (фуразолідол, фуразолін, солафур)
5.Імідазоли, триазоли (метронідазоли, тінідазол, міконазол, кетоконазол)
6.Хіноксоліни та 4,8-оксіхінолони (діоксидини,ентеросептол )
7.Похідні ізонікотинової кислоти (ізоніазид, фтивазид, тубазид)
8.Похідні хіноліну (хінгамін, хлорохін, примахін)
9.Фторхінолони (ципрофлоксацин, офлоксацин, спарфлоксацин)
10.Антибіотики
В наш час хіміотерапевтичний індекс використовують для оцінки будь-якого хіміотерапевтичного препарату. Він являється часткою від ділення терапевтичної дози препарату, знищуючої збудника, на максимально переносимо організмом дозу. Якщо індекс менше одиниці препарат може бути практично використаний для подальшого випробування. Якщо індекс менше 1, то введення препарату в організм супроводжується токсичними явищами. Такий препарат не можна використовувати для лікування відповідних інфекцій.
Змістовний модуль 6
6.1.Інфекція та інфекційний процес. Фактори,які обумовлюють виникнення інфекційної хвороби. Поняття патогенезу інфекційної хвороби.
Інфекція (від лат.зараження)-активне проникнення патогенного мікроорганізму в макроорганізм,наслідком чого є розвиток інфекційного процесу.Умови виникнення 1.Наявність чутливого макроорганізму(на поверхні клітин є специфічні рецептори здатні до взаємодії з молекулою мікроорганізму) 2.Наявність вхідних воріт(первинне місце локалізації збудника після проникнення) 3. Наявність потенційно патогенного мікроорганізму.
Інфекційний процес –сукупність фізіологічних,адаптаційно-пристосувальних і потологічних процесів які виникають і розвиваються в організмі при потраплянні в нього патогенних мікробів, які викликають порушення постійності його внутрішнього середовища і фізіологічних функцій. Виникнення,перебіг та кінець і.п. визначають 3 фактори
•Кількість та властивість мікроорганізму
•Ступінь сприйнятливості мікроорганізму
•Фактори зовнішнього середовища.
І.П. може завершитись 1.нейтралізацією збудника в організмі 2.носійством у вхідних воротах 3.інфекційним захворюванням.
Інфекційна хвороба-крайній ступінь прояву і.п.,коли внаслідок переважання патологічних реакцій над компенсаторними,виникає порушення гомеостазу організму людини,що проявляється характерними клінічними ознаками,біохімічними,гістологічними та імунологічними змінами.
Для них характерні:
•Специфічність- кожна І.Х. викликається специфічним збудником.
•Контагіозність-здатне передаватися від хворої особи або носія до чутливого організму
•Періодичність та циклічність
Періоди Інфекційної Хвороби
1.Інкубаційний-від моменту зараження до появи перших клінічних ознак.
2.Продромальний-харакеризується появою симптомів загального типу, які не носять специфічного характеру.
3.Розпалу-характеризується появою специфічних ознак.
4.Розрішення
•Одужання-літичне(повільне),критичне(швидке)
•Носійство –гостре(до 3 міс.),хронічне(до 6 міс.)
•Персистенція(латентна,хронічна,повільна)
•Смерть-виникає внаслідок проникнення високо вірулентних збудників,недостатнього імунітету,інших соматичних захворювань,соціальних факторів
Умови виникнення І.Х.:сприйнятливість макроорганізму,інфекційна доза патогенна,соціальні умови та фактори зов.середовища.
Інфекційна доза- найменша кількість патогенну або його екзотоксину які викликають І.Х.
Патогенез інфекційної хвороби-це комплекс взаємопов’язаних стадійних пошкоджуючих реакцій з боку патогенна,та захисно-пристосувальних з боку макроорганізму,які проявляються ураженням і відновленням функцій органів чи систем, а також в зміні поведінки організму в цілому.
6.2.Патогенність та вірулентність мікробів,кількісне визначення вірулентності:LD50,DLM.
Патогенність- видова полідетермінантна ознака збудника, що позначає його потенційну здатність викликати інфекційний (інвазійний) процес у «хазяїна», тобто проникати в організм хазяїна, розмножуватися в ньому та уражувати його. Поняття П. поширюється на всі види мікроорганізмів (віруси, бактерії, гриби, найпростіші), гельмінти. П. збудника виявляється відносно особин одного виду або групи до чітко визначених хазяїв. П., як правило, контролюється сукупністю генів, які зумовлюють проникнення паразита в організм, адаптацію його там, пригнічення захисних сил організму, ушкодження клітин і тканин і перехід до нового хазяїна. Матеріальні носії П. називаються факторами П. Серед бактерій до них відносять адгезини, інвазини, агресини, екзотоксини, ендотоксини, ферменти-токсини, алергени. По відношенню до людини або інших хазяїв усі мікроорганізми поділяють на три групи: патогенні, непатогенні, умовно-патогенні.
Вірулентність- міра патогенності,яка визначає основні властивості патогенна. Про величину В. судять за тяжкістю захворювань, що викликаються мікробом чи вірусом, в експериментах на тваринах — за смертельною дозою інфекційного агента. В. визначається не тільки здатністю мікроорганізму проникати в сприйнятливий організм, розмножуватися і поширюватися в ньому, але й тим, що мікроб (чи вірус) виробляє отруйні продукти життєдіяльності — токсини. В. — не видова, а штамова ознака мікроба (вірусу) і може коливатися в широких межах у різних штамів. При порівнянні в суворо контрольованих умовах декількох штамів їх В. може мати кількісне вираження. Показниками В. є умовні величини — мінімальна летальна (DLM, dosis letalis minima — найменша кількість мікроорганізмів, що викликає загибель 95% заражених сприйнятливих лабораторних тварин певного виду стандартної маси) та 50% летальна доза (LD50 — мінімальна доза мікроорганізмів, що викликає загибель 50% експериментальних тварин).
6.3.Фактори патогенності мікробів та їх виявлення.
Адгезивність-здатність прикріплюватись до поверхні чутливих клітин.
•пілії адгезії, капсула, пептидоглікан.тейхоєві кислоти,жирні кислоти.
Колонізація-процес розмноження мікроорганізмів на поверхні чутливих клітин до кількості яка здатна викликати розвиток патологічного процесу.
Інвазивність-здатність мікроорганізмів проникати через імунологічні бар’єри,шкіру,слизові оболонки всередину тканин і органів,розмножуватись в них і протистояти імунним силам макроорганізму. Інвазивність зумовлена:джгутиками,ферментами інвазії та агресії(речовини які сприяють руйнуванню структури клітини і поширенню збудника від місця первинної локалізації).
Ферменти патогенності
1.Гіалуронідаза- руйнує гіалуронову кислоту сполучної тканини.
2.Лецитиназа- руйнує лецитин клітинних оболонок.
3.ДНК-аза та РНК-аза.
4.Фібринолізин-руйнує фібрин кров’яних згустків.
5.Плазмокоагулаза- коагулює білки плазми,закриває власні рецептори.
6.Колагеназа- руйнує колаген.
7.Гемолізин- руйнує мембрани еритроцитів.
Токсичність-здатність патогенних мікроорганізмів продукувати екзо- та ендотоксини.
Ендотоксин-компонент клітинної стінки Гр- бактерій,що виділяється після бактеріолізу.Властивості ендотоксину: ліпополісахарид,має специфічну дію,зумовлює пірогенну реакцію,викликає ендотоксичний шок,підвищує проникність капілярів,діє у великих концентраціях,термостабільний,не переходить в анатоксин.
Екзотоксин-продукт життєдіяльності Гр+ та Гр- бактерій, що виділяються клітиною середовище. Саме дія екзотоксину визначає клінічні ознаки інфекційного захворювання. Властивості: представлений білками, має специфічну дію на поверхні клітин,діє в малих концентраціях,переходить в анатоксин, термолабільний.
6.4.Мікробні токсини та їх класифікація. Основні властивості та хімічний склад токсинів. Ферменти агресії та захисту.
Токсичні речовини, які синтезуються бактеріальною клітиною діляться на 2 групи- екзотоксини та ендотоксини. До токсинів білкової природи відносять екзотоксини, повністю чи частково секретовані бактеріями в зовнішнє середовище, а також зв’язані з певними структурами мікробної клітини. Ліпополісахаридними токсинами являються всі ендотоксини. Вони, як правило, локалізуються в ліпополісахаридному шарі клітинної стінки у Гр- бактерій.
В наш час відкрито більш ніж 50 токсинів, які синтезуються різноманітними бактеріями: патогенними клостридіями, стафілококами, стрептококами,кишковою паличкою, холерним вібріоном і др. По своїй хімічній природі токсини даної групи відносяться до білків різної молекулярної маси. Вони мають просту і складну структуру. Простими токсинами являються дифтерійний гістотоксин, Бутуліновий нейротоксин, столбнячий екзотоксин. Складні токсини: бацили сибірської язви, α-токсин CI.perfringens.
Екзотоксини, як правило, термолабільні, вони характеризуються органотропністю, ядовитістю, антигенністю, імуногенністю, має специфічну дію на поверхні клітин,діє в малих концентраціях,переходить в анатоксин,. Саме дія екзотоксину визначає клінічні ознаки інфекційного захворювання.
Ендотоксин-компонент клітинної стінки Гр- бактерій,що виділяється після бактеріолізу. Ендотоксини на відмінну від токсинів білкової природи більш стійкі до високої температури, менш ядовиті і мало специфічні. Різні ендотоксини при введенні в організм піддослідних тварин викликають більш-менш однотипову реакцію незалежно від того з яких бактерій вони виділені. Ендотоксини порівняно слабкі антагенни.
Ферменти агресії
•Гіалуронідаза- руйнує гіалуронову кислоту сполучної тканини.
•Лецитиназа- руйнує лецитин клітинних оболонок.
•ДНК-аза та РНК-аза.
•Фібринолізин-руйнує фібрин кров’яних згустків.
•Плазмокоагулаза- коагулює білки плазми,закриває власні рецептори.
•Колагеназа- руйнує колаген.
•Гемолізин- руйнує мембрани еритроцитів
6.5. Роль макроорганізму, зовнішнього середовища та соціальних умов у розвитку інфекційних захворювань.
У виникненні і розвитку інфекційних захворювань важливе значення має стан організму людини, його індивідуальні властивості, а також умови зовнішнього середовища.
Критична доза і вхідні ворота інфекції. Для виникнення інфекції мікроб повинен проникнути в організм у визначеній критичній дозі. Величина дози неоднакова для різних інфекційних агентів.
Велике значення мають вхідні ворота інфекції, тобто органи і тканини через які мікроб потрапляє в організм. Так, гонокок викликає захворювання тільки в тому випадку, якщо він попадає на слизову оболонку статевих органів або коньюктиву ока.
Реактивність організму. Виникнення інфекційного захворювання і особливості його клінічного прояву залежать від загальної фізіологічної реактивності організму, тобто його здатності вступати у взаємодію з мікроорганізмом і реагувати на нього як на фактор який порушує нормальні фізіологічні функції. Важливе значення при цьому має стан нервової,ендокринної, імунної і других систем організму, вік людини, харчування, умови праці і побуту. Як правило, всі ті фактори які послаблюють захисні функції організму (голодування, переохолодження, перегрівання , радіація, отруєння хімічними речовинами) сприяють інфекції.
На виникнення і характер інфекційного процесу впливає підвищена реактивність тканин. Так при алергічних станах і специфічній сенсибілізації організму спостерігається бурний початок і перебіг інфекційного процесу.
Вплив кліматичних умов на сприйнятливість до різноманітних інфекцій виявляється у коливанні рівня захворюваності. У різних кліматичних зонах півночі і півдня спостерігається різний рівень захворюваності кишечники інфекціями, дифтерією, скарлатиною, респіраторними вірусними інфекціями. На виникнення і перебіг інфекційних захворювань впливають фактори зовнішнього середовища: ультрафіолетові промені, іонізуюча радіація і різні хімічні речовини.
Імунітет.питання1.Види імунітету і форми його прояву
Природжений (видовий або спадковий) імунітет — стійкість організму до
певних патогенних агентів, яка властива даному виду і передається
спадково. Вважають, що цей вид імунітету зв'язаний з особливостями
генотипу даного конкретного виду макроорганізму (несприйнятливість
людини до чуми рогатої худоби, курячої холери, а тварин — до скарлатини,
кору).
Видовий імунітет є наслідком тривалої еволюції взаємовідносин організму і патогена. Він може бути абсолютним і відносним та залежить від тих
біологічних особливостей цих організмів, які сформувалися у процесі адаптації до умов довкілля.
Основу механізмів природженого імунітету до інфекцій становить
відсутність у клітинах макроорганізму рецепторів і субстратів, які
необхідні для адсорбції і розмноження збудника інфекції, наявність
речовин, що блокують його репродукцію, здатність організму-хазяїна
синтезувати різні інгібітори у відповідь на проникнення патогенних
мікроорганізмів.
Під набутим імунітетом розуміють специфічний захист проти генетичне
чужорідних субстанцій (антигенів), який здійснюється імунною системою
організму через вироблення антитіл або нагромадження сенсибілізованих
лімфоцитів. Набутий імунітет виробляється в результаті перенесеного
захворювання або вакцинації здорового організму.
Розрізняють природний і набутий штучний імунітет. Природний буває
активним і пасивним. Природний активний імунітет може виникати після
перенесення інфекції і тривати місяцями, роками або все життя. Природний пасивний імунітет має новонароджений організм, набуваючи його від матерів період внутрішньоутробного розвитку або з молоком.
Набутий штучний імунітет виробляється в результаті активної або пасивної імунізації організму. Штучний активний імунітет формується під впливом вакцин і може тривати від кількох місяців до кількох років. Імунітет, зумовлений введенням в організм готових захисних речовин (антитіл) у вигляді сироваток, дістав назву набутого штучного пасивного імунітету.
Набутий імунітет не успадковується. Він формується щодо конкретного виду патогенного мікроба в результаті контакту з ним, тобто є суворо
специфічним. Цей вид імунітету дуже стійкий; наприклад, після віспи він зберігається все життя, а після кору, висипного тифу — тривалі роки. Профілактичне щеплення відіграє важливу роль у боротьбі з інфекційними
хворобами.
При інфекційних захворюваннях, збудниками яких є патогенні бактерії,
формується антибактеріальний імунітет. У крові і лімфоїдномакрофагальній системі бактерії зазнають дії клітинних і гуморальних факторів. Стан несприйнятливості, при якому організм повністю звільняється від патогена, дістав назву стерильного імунітету. При туберкульозі та інших інфекціях, які мають тривалий перебіг, відносна несприйнятливість збігається на певний проміжок часу з наявністю в організмі збудників інфекції. Такий імунітет називають нестерильним.
Імунітет, який виробляється в організмі у відповідь на виділення
екзотоксинів патогенними мікробами, називається антитоксичним. Отже, в
процесі еволюції захисних реакцій організм виробив здатність
знешкоджувати не тільки мікробів, а й їхні отрути — токсини.
При вірусних інфекціях організм всі свої захисні сили спрямовує на
знешкодження вірусу і нейтралізацію його токсинів. Противірусні захисні реакції організму поділяються на неспецифічні і специфічні. Складовою частиною перших є інтерферон, який діє на внутрішньоклітинні етапи репродукції широкого кола РНК і ДНК-вмісних вірусів, пригнічуючи трансляцію вірусних інформаційних РНК та їхній біосинтез.
Специфічний клітинний захист організму пов'язаний з участю
сенсибілізованих Т-лімфоцитів, які не діють на вірус, а за допомогою
лімфотоксинів руйнують заражені вірусами клітини.
Несприйнятливість організму до патогенних паразитів (малярійні
плазмодії, трипаносоми тощо) дістала назву протипаразитарного
імунітету. Вироблення такого імунітету залежить від локалізації
паразита. Ця форма імунітету зумовлюється захисною дією І§Е і підвищеною активністю фагоцитів.
Крім названих вище форм захисту, існують поняття колективного
(групового) імунітету, трансплантаційного імунітету тощо.
Колективний імунітет – це несприйнятливість, що виникає в результаті перенесення явних чи прихованих захворювань, а також під впливом носійства в певних вогнищах епідемії.В більшості колективний імунітет є постінфекційним. колективний імунітет є також наслідком планомірної імунізації населення.
трансплантаційний імунітет зумовлений клітинною реакцією на пересаджений трансплантат.Лімфоцити володіють цитопатогенетичною дією на клітини, що відрізняються за одним чи декількома генами.Навколо трансплантата і в його судинах накопичуються лімфоцити, судини закупорюються і орган-трансплантант гине внаслідок ішемії.Імунні лімфоцити, руйнуючи клітини трансплантата, самі гинуть.Трансплантаційний імунітет є небажаним явищем в медицині.
Однак слід мати на увазі, що абсолютно автономних форм імунітету не існує, всі вони взаємозв'язані івиявляють свою дію в організмі за участю всіх його систем.
Імунітет.питання 2.СПЕЦИФІЧНИЙ ТА НЕСПЕЦИФІЧНИЙ ІМУНІТЕТ
Під неспецифічним імунітетом розуміють систему захисних факторів організму, притаманних даному виду як спадково обумовлена властивість.. неспецифічні фактори захищають організм від різних екзогенних та ендогенних агресій, вони передаються спадково, їхні захисні функції позбавлені вибірковості і вони не здатні зберігати пам'ять від первинного контакту з чужорідними тілами.
Умовно фактори неспецифічного захисту можна розбити на чотири типи: фізичні (анатомічні); фізіологічні; клітинні, здійснюють ендоцитоз або прямої лізис чужорідних клітин; молекулярні (фактори запалення).
Фізичні (анатомічні) бар'єри
Шкіра. Неушкоджена шкіра представляє собою звичайно непроникний бар'єр для мікроорганізмів.. Здорова неушкоджена шкіра володіє виразною бактерицидну активність відносно тих мікроорганізмів, які не є представниками її нормальної мікрофлори.
Слизові оболонки. На рівні слизових оболонок існує безліч різних механізмів захисту внутрішнього середовища організму, в тому числі від проникнення в неї мікроорганізмів (слиз, війки миготливого епітелію, лізоцим, пероксидази, секреторні антитіла, фагоцитуючі клітини, лімфоцити).
Нормальна мікрофлора організму. Мікроорганізми, які населяють шкіру і слизові оболонки, сполучені із зовнішнім середовищем, складають нормальну мікрофлору організму. Ці мікроорганізми здатні протистояти дії патогенних мікроорганізмів і згубно діяти на них, тим самим беручи участь в захисті організму.
Фізіологічні бар'єри
Цей тип захисту включає температуру тіла, рН і напруженість кисню в районі колонізації мікроорганізмами, а також різні розчинні фактори, запалення.
Клітинні фактори
До клітинних факторів неспецифічного захисту відносяться фагоцитуючі клітини і натуральні кілери.
Фагоцитуючі клітини. Одним із потужних факторів резистентності є фагоцитоз. Фагоцитарним властивостями володіють зернисті лейкоцити крові і лімфи, головним чином нейтрофіли, еозинофіли і базофіли, а також моноцити і макрофаги. В даний час під макрофагами розуміють клітини, які мають високу фагоцитарну активність. За класифікацією ВООЗ всі макрофаги об'єднані в систему мононуклеарних фагоцитів (СМФ).
Фагоцитами притаманні три функції:
• Захисна. Фагоцитозом знищуються чужорідні об'єкти,.
• Секреторна. Взаємодія об'єкта фагоцитозу з фагоцитом стимулює бактерицидні системи останнього.Крім того фагоцити синтезують і секретують біологічно активних речовин, необхідних для підтримки імунної відповіді організму на чужорідну речовину.
• Представляюча. Переробка антигену (процесинг) і подання його імунокомпетентним клітинам, які беруть участь у формуванні імунної
Натуральні кілери.
Натуральні кілери або природні кілери представляють собою популяцію лімфоїдних клітин, позбавлених ознак Т-і В-лімфоцитів. Їх участь у неспецифічному імунній відповіді полягає в здатності надавати пряму цитотоксичну дію на злоякіснотрансформовані і вірусінфіковані клітини, а також клітини, що поглинули деякі внутрішньоклітинні бактеріальні патогени. . У процесі цитолізу розрізняють три основні стадії: розпізнавання, виділення цитотоксинів («летальний удар») і лізис клітини-мішені.
Гуморальні (молекулярні) фактори неспецифічного захисту
У неспецифічному імунітеті проти мікробів беруть участь білки гострої фази запалення: С-реактивний протеїн (білок), , лейкіни(знешкоджують грам позитивні негативні бактерії)інтерферони, система комплементу (комплекс розчинних білків і білків клітинної поверхні, взаємодія яких сприяє лізису бактерій, вібріонів, спірохет, еритроцитів, посилює фагоцитоз), лізоцим (міститься в сльозах, слині, перитонеальній рідині, плазмі та сироватці крові, в лейкоцитах, материнському молоці . Викликає лізис багатьох сапрофітних бактерій), Інтерферон(виробляються багатьма клітинами у відповідь на впровадження вірусу або складних біополімерів,володіє видовою специфічністю).
СПЕЦИФІЧНИЙ ІМУНІТЕТ
Поряд з факторами неспецифічного захисту середовище організму захищена від проникаючих в неї чужорідних макромолекул, у тому числі від патогенних мікробів, механізмами специфічної імунної відповіді. Ці механізми набуваються організмом після контакту з конкретним чужорідною речовиною, що носить назву антиген. Дія цих механізмів строго вибірково і поширюється тільки на конкретний антиген, який індукував імунну відповідь. Реалізація імунної відповіді є функцією високо спеціалізованої імунної системи організму. Основні захисні функції імунної системи - розпізнавання і елімінацію чужорідних макромолекул - здійснюють імунокомпетентні клітини (лімфоцити), а також продукують і секретуються ними макромолекули - антитіла (імуноглобуліни).
Специфічний імунна відповідь є одним з компонентів загальної системи захисту організму, в якій всі перераховані вище клітини і макромолекули взаємопов'язані. Місцем функціональної кооперації всіх перерахованих клітин і макромолекул служать органи і тканини імунної системи організму.
Лімфоцити
Лімфоцити - це єдині клітини організму, здатні специфічно розпізнавати і розрізняти різні антигени і відповідати активацією на контакт з певним антигеном.
Лімфоцити знаходяться в стані рециркуляції, тобто постійно відбувається обмін клітинами між кров'ю, лімфою і лімфоїдними органами. Це необхідно для реалізації специфічної імунної відповіді, тому що імунна система повинна бути готова відповісти на будь-який з безлічі чужорідних антигенів, що потрапляють в будь-яку ділянку тіла. Оскільки кожен окремий антиген розпізнається лише дуже невеликою частиною популяції лімфоцитів, тільки постійна рециркуляція може створити умови для зустрічі кожного антигену з одиничними лімфоцитами, що несуть специфічні для нього антиген-розпізнаючі рецептори.
Зустрівши і розпізнавши цей антиген, лімфоцити розмножуються (проліферація) і диференціюються. Велика частина з них бере безпосередню участь по знищенню антигену, а менша частина залишається у вигляді довгоживучих активованих клітин пам'яті і в даний момент участь у захисті не приймає.
При досить сприятливими морфології малі лімфоцити діляться на дві популяції, що мають різні функції і продукують різні білки. Залежно від місця дозрівання в організмі поділяються на Т-(тимус) і В-(бурса Фабриціуса, кістковий мозок) лімфоцити.
Імунітет.Питання3. Імунна система, оргни. Імунокомпетентні клітини.
1. Імунітет - спосіб захисту сталості внутрішнього середовища організму від речовин або тіл, які несуть на собі чужорідну генетичну інформацію в ньому самому або що потрапляють в нього ззовні. загальнобіологічне значення імунітету полягає в наступному:
• конроль за генетичною сталістю внутрішнього середовища организма;
• розпізнавання "свого і чужого";
• охорона генетичної чистоти виду протягом життя індівідуума.
Для реалізації цієї важливої функції в ході еволюційного розвитку сформувалася спеціалізована система органів і тканин - імунна система, яка передставлена центральними і периферичними органами.
До центральних органів імунної системи відносять:
• червоний кістковий мозок;
• тимус (вилочкової залози);
• лімфоїдний апарат кишечника.
У цих органах відбувається первинна диференціювання імунокомпетентних клітин - Т-і В-лімфоцитів (лімфопоезу). Тимус досягає свого максимального розвитку до 10-12 років, після 30 років починається зворотний розвиток залози. Відповідно при вроджених дефектах розвитку тимусу, його опера тивному видаленні або при старінні спостерігається зниження функціональної ак-тивності імунної системи і продукції тимусом відповідних гормоноподібних речовин, що сприяють дозріванню Т-лімфоцитів.
У червоному кістковому мозку містяться стовбурні клітини, що являються родоначальниками як Т-і В-лімфоцитів, так і макрофагів та інших формених елементів крові.
До периферичних органів імунної системи відносяться:
• селезінка;
• лімфатичні вузли;
• лімфатичні фолікули, розташовані під слизовими оболонками шлунково-кишкового, дихального і сечостатевого тракту;
• лімфатичні і кровоносні судини.
У периферичних органах імунної системи під впливом антигенів відбуваються проліферація і вторинна диференціація лімфоцитів (іммунопоез).
Основні клітини імунної системи - лімфоцити і макрофаги. Специфічною особливістю лімфоцитів, що відрізняє їх від інших клітин крові, є здатність до специфічного розпізнавання чужорідних структур. Вона пов'язана з тим, що на поверхні лімфоцитів є антігенрозпізнаючі рецептори. Кожній популяції лімфоцитів притаманні свої специфічні рецептори.
Лімфоцити - це клітини з подвійною діфференііровкой (дозрівання ¬ ням):
• перший етап відбувається у центральних органах імунної системи і не залежить від антигенного подразнення. Цей про ¬ цес називають лімфопоезу. Він закінчується утворенням основних субпопуляцій лімфоцитів - Т-і В-лімфоцитів і формуванням на їх поверхні антігенрозпізнаючих рецепторов;
• вторинна диференціювання йде в периферичних органах імунної системи. Вона індукується антигеном. Її підсумком є утворення функціонально різних клітин.
Т-лімфоцити в процесі диференціювання і проліферації утворюють субпопуляції, що відрізняються один від одного за своїми функціями: одні виконують регуляторні, а інші - ефекторні функції.
До регуляторам відносять Т-хелпери (Th), серед них розрізняють
такі:
• Th0 впізнають детермінантні групи антигену на мембрані макрофагів, з'єднуються з ними і дають імпульс до проліферації і диференціювання, наслідком якої є про ¬ дукція інтерлейкінів. Через ці регуляторні молекули вони стимулюють або пригнічують утворення Th1, Th2, Тh3;
• Th1 через свої інтерлейкіни забезпечують утворення ефекторних клітин - Т-кілерів {клітинний імунітет);
• Th2 через свої інтерлейкіни стимулюють В-лімфоцити. В-лімфоцити диференціюються в плазматичні клітини, ці клітини-ефектори є продуцентами антитіл {гумо ¬ ральний імунітет);
• Тhз також утворюють лімфокіни, стимулюючі проліфера ¬ цію і диференціювання В-лімфоцитів. Але основною їх функцією є продукція інтерлейкінів, що гальмують про-ліферацію і диференціювання як Т-, так і В-лімфоцитів, тобто пригнічують розвиток як клітинної, так і гуморальної імунної відповіді.Це Т-супресори
Крім ефекторних клітин (Т-кілери і плазматичні клітини) з антігенстимульованних лімфоцитів формуються клітини іммуннологічної пам'яті. Це популяція довгоживучих клітин, які забезпечують більш швидку та виражену відповідь при повторній зустрічі з тим же антигеном – вторинну імунну відповідь.
Описані взаємодії антигенів, макрофагів, Т-і В-лімфоцитів становлять суть імунної відповіді.
Маркери лімфоцитів – специфічні поверхневі білкові молекули, притаманні тим або іншим субпопуляціям лімфоцитів і вказують на їх функційну здатність
Маркери Т-лімфоцитів – CD3, CD4, CD8 (CD - cluster of differentiation), рецептор до еритроцитів барана (Е-рецептор), молекули MHC класів I і II (major hystocompability complex)
Маркери В-лімфоцитів – мембранні Ig певного ідіотипу, рецептор Fc-фрагменту Ig, рецептори C3b, IgD, молекули MHC класів I і II (major hystocompability complex)
Інфекція.питання6.Первинна локалізація збудника, її практичне значення в лабораторній діагностиці.
Джерело інфекції - різні живі і неживі об'єкти зовнішнього середовища, які містять і зберігають патогенні мікроорганізми.
Механізми передачі:
• фекально-оральний - збудник локалізується в кишечнику, передача аліментарним шляхом - з їжею, водою;
• аерогенний (респіраторний, повітряно-крапельний) - збудник локалізується в дихальних шляхах, передається повітряно-краплинним, повітряно-пиловим шляхом;
• кров'яний (трансмісивний) - збудник локалізується у кровоносній системі (малярія, висипний тиф), передається комахами;
• контактний - збудник локалізується на зовнішніх покривах (шкіра та слизові) а) прямий - передача збудника відбувається при безпосередньому доторканню (венеричні хвороби), б) непрямий - через заражені предмети навколишнього оточення;
• вертикальний - передача збудника через плаценту плоду від інфікованої матері (внутрішньоутробне зараження) при таких хворобах, як токсоплазмоз, краснуха, ВІЛ-інфекція, герпетична інфекція та ін
При інфекціях дихальних шляхів немає потреби виявляти фактор, через який передався збудник, тому що він відомий (по¬вітря) У заражених осіб збудники перебувають на слизових обо¬лонках носоглотки, гортані, іноді трахеї та бронхів, звідки під час кашлю, розмови, чхання з крапельками слизу виділяються в дов¬кілля (крапельний механізм передачі) Зараження відбувається при потраплянні цих крапельок або пилу, що утворився при їх підсиханні, у дихальні шляхи сприйнятливої людини До цієї гру¬пи інфекцій відносяться грип, дифтерія, кір, ангіна.При лабораторній діагностиці при первинній локалізації збудника в дихальних шляхах на дослідження беруть мазок з зіву, носоглотки, харкотиння.
При кров'яних інфекціях, збудники перебувають у кровоносній системі хворої людини чи тварини, звідки можуть потрапити в кров іншої особи за допомогою кровосисних комах (воша, комар, блоха, москіт, кліщ) Це так званий трансмісивний механізм передачі До цієї групи належать висипний тиф, малярія, геморагічні гарячки, кліщовий енцефаліт, чума та ін Зрозуміло, що розірвати такий механізм передачі збудника можна шляхом зни¬щення комах-переносників, тобто засобами дезінсекції.При трансмісивному шляху потраплянні збудника, він локалізується в крові, тому при лабораторній діагностиці на дослідження беруть кров.
При інфекціях зовнішніх покривів збудники потрапляють на шкіру та слизові оболонки завдяки прямому (безпосередньому) контакту з джерелом збудника або через різні предмети (непрямий контакт).Тому лабораторна діагностика найчастіше у таких випадках проводиться дослідження зовнішніх покривів та мазків слизу
При фекально-оральному шляху потрапляння збудника, він локалізується в шлунково-кишковому тракті.На лабораторне дослідження найчастіше беруть калові маси.
Інфекційною дозою називається певна кількість патогенних бактерій. Здатних викликати захворювання
Інфекція.питання7 Шляхи розповсюдження мікробів і токсинів у організмі(бактеріємія, септицемія, токсинемія,вірусемія)
Епідеміологія - наука про закономірності поширення інфекційних захворювань у популяції людини.
Епідеміологія вивчає епідемічний процес - складне соціально-біологічне явище.
Будь-який епідемічний процес включає три взаємопов'язані компоненти:
джерело інфекції; механізм, шляхи і чинники передачі збудника; сприйнятливий організм
Вірусемія - циркуляція вірусу в крові. Пов'язана з розмноженням вірусів в клітинах внутрішніх органів і їх виходом із зруйнованих або пошкоджених клітин. При багатьох вірусних інфекціях вірусемія є закономірним процесом, істотною стадією патогенезу вірусної інфекції. вірусемія спостерігається при гепатиті В, вона характерна для більшості інфекцій, що передаються кровососними переносниками, - кліщових і комариних енцефалітів, геморагічних лихоманок, тропічних лихоманок (денге, жовта лихоманка та ін.) Рідше вірусемія виникає при грипі і респіраторних вірусних хворобах, сказі та ін вірусемія може спостерігатися в інкубаційному періоді хвороби
Бактеріємія - циркуляція в крові бактерій. БАКТЕРІЕМІЯ - присутність бактерій в крові.
Проникнення збудника в кров відзначається при багатьох інф. хворобах і є обов'язковим або можливим компонентом їх розвитку. Кількість мікроорганізмів в одиниці об'єму крові залежить від вірулентності збудника та опірності організму хворого. При тривалій і вираженої бактеріємії зазвичай формуються генералізовані і, зокрема, септичні форми інф. процесу.
Найбільш важкою генералізованою формою інфекції є сепсис або септицемія. Цей стан характеризується розмноженням збудника в крові при різкому пригніченні основних механізмів імунітету.
СЕПСИС (Генералізована гнійна інфекція) - загальна важке інфекційне захворювання, що виникає внаслідок поширення інфекції з первинного вогнища у зв'язку з порушенням місцевих і загальних імунологічних механізмів. Первинним септичним вогнищем може бути будь-який нагноительной процес м'яких тканин, кісток, суглобів і внутрішніх органів. Тривале існування місцевого гнійного вогнища а також нерадикальної оперативне втручання з приводу гнійного процесу можуть супрооджуватися розвитком сепсису.
Якщо в патогенезі інфекційного захворювання провідною ланкою служить інтоксикація, викликана циркуляцією екзо-або ендотоксинів збудника в крові, то такі стани визначають терміном токсінемія. . Токсемія виникає тоді, коли в крові накопичуються продукти розпаду від життєдіяльності мікроорганізмів, що локалізуються в організмі людини.
Інфекція.Питання8. Основні періоди розвитку інфекційної хвороби. Носійство збудника.
Інфекцією, або інфекційним процесом, називається взаємодія патогенного мікроорганізму та макроорганізму, яка відбувається під впливом навколишнього середовища. Якщо в результаті взаємодії з патогенним мікроорганізмом порушуються фізіологічні функції і настає розлад життєдіяльності організму, то виникає інфекційна хвороба — одна з форм інфекційного процесу.
Інкубаційний період починається з моменту проникнення інфекційного агента в організм людини до появи перших проявів захворювання. Збудник зазвичай не виділяється з організму в навколишнє середовище.
Продромальний період супроводжується первинними клінічними проявами загальними для багатьох захворювань. У даний період збудник інтенсивно розмножується і колонізує тканину, а також починає продукувати відповідні ферменти і токсини. Тривалість періоду не перевищує 24-48 год. Збудник як правило не виділяється в зовнішнє середовище.
Розпал хвороби характеризується появою специфічних симптомів. Збудник продовжує інтенсивно розмножуватися в організмі. Разом з тим відбувається виділення збудника з організму хворого, внаслідок чого він становить небезпеку для оточуючих. На початку періоду виявляються специфічні антитіла в сироватці крові хворого.
Період розрішення, який може закінчитись видужанням, носійством чи смертю( Через Проникнення високовірулентних збудників,Недостатнього імунітету, Інших соматичних захворюван,Соціальних факторів)
Реконвалесценція (одужання) - період, протягом якого поступово відновлюються фізіологічні функції уражених клітин, тканин і всього організму. Тривалість його залежить від стану організму господаря, реабілітаційних заходів і т.д. Кількість антитіл досягає максимуму. При багатьох інфекційних захворюваннях у період реконвалесценції збудник виділяється з організму людини у великій кількості. одужання може бути літичне (повільне), критичне (швидке)
Однією з форм взаємовідносин між збудником і макроорганізмом без проявів захворювання є носійство патогенних мікроорганізмів.Носійство можливе тільки при низькому рівні імунітету.При одних захворюваннях виробляється тривалий і напружений після інфекційний імунітет, який виключає носійство.При інших захворюваннях виробляється після інфекційний імунітет слабкого напруження,що і обумовлює збереження збудника у вигляді носійства.
Носійство – це особлива форма імунологічної толерантності організму.Воно лікується введенням в організм препаратів, що стимулюють формування імунітету в потрібному напрямку.
Носійство до 3 місяців вважають гострим, а носійство більше 3 міс. – хронічним.Довготривале носійство(роками,десятиліттями) можливе при брючному тифі,паратифах А і В.Носійство можливе і в здорових людей,що контактували з хворими(дифтерією,холерою,черевним тифом,менінгітом).
Розрізняють ранніх носіїв (вони виділяють збудник в інкубаційному періоді), носіїв-реконвалесцентів і так званих здорових носіїв. В інкубаційному періоді збудник з організму виділяється нетривалий час. Тому роль ранніх носіїв невелика. Значно більшу епідеміологічну роль відіграють носії-реконвалесценти. Вони, як і хворі, виділяють звичайно у великій кількості вірулентні штами збудника. У більшості реконвалесцентів виділення збудника триває протягом 1—3 тижнів після клінічного видужання. Але після деяких інфекційних хвороб, наприклад черевного тифу, збудник може виділятися довго: місяцями, навіть роками (хронічні носії).
Інфекції.Питання9.Форми прояву інфекцій
За проявом інфекції поділяються на гострі і хронічн.Гострі характеризуються раптовим початком і порівняно короткочасним перебіго.(грип, скарлатина, висипний і черевний тиф).Тривалість гострої форми захворювання до 3 місяців..Затяжна форма триває до 6 місяців, хронічна ж більше ніж 6 місяців.До хворіб з хронічним чи затяжним характером відносять малярію, туберкульоз, лепру, сифіліс, бруцельоз, токсоплазмоз.
Деякі інфекційні захворювання протікають без клінічних проявів.Такіформи інфекції називаються латентними, при них збудник тривалий час знаходиться в тканинах чи органах і не викликати реакій відповіді макроорганізму.Найчастіше латентну форму має туберкульоз, при якій відсутні клінічні ознаки, але відбувається розмноження збудника.
Особлива форма інфекції – персистуюча,яка характеризується довготривалим збереженням збудника в організмі людини(віруси гепатиу В, герпесу,краснухи, туберкульозу, токсоплазми).Персистуюсі віруси викликають важкої форми захворювання ЦНС,і післявакцинні ускладнення.Персистуюча форма може тривати роки чи навіть десятиліття.
Коли відбувається зараження не одним видом збудника, а кількома, це має назву змішаної інфекції.При багатьох інфекційних захворюваннях одночасно виявляються віруси і бактерії.Часто організм, що переніс одну інфекцію стає сприйнятливішим до інших, що є наслідко ослаблення захисних функцій імунітету.
Реінфекція – це повторне зараження тим же видом мікробів, які викликали захворювання, що завершилось видужанням.
Суперінфекція – повторне зараження організму до його видужання, тим же збудником.Суперінфекції зустрічаються при багатьох інфекційних захворюваннях, що протікають в гострій чи хронічній формах.
Рецедив –повернення симптомів того ж захворюванн.В виникненні рецидивів визначальне значення має низький імунітет .
Імунопатологія.Питання18.Серотерапія та серопрофілактика інфекційних хвороб.
При необхідності терміново попередити розвиток захворювання вводять готові антитіла(імунні сироватки, імуноглобуліни.Введення цих сироваток для профілактики захворювань називається імунопрофілактикою.Імунні сироватки та імуноглобуліни вживають і для лікування інфекційних захворювань.Процес лікування інфекційних хворіб введенням лікувальних сироваток називається серотерапією.Усі лікувально-профілактичні сироватки поділяються на антитоксичні, антимікробні і антивірусні.
Антитоксичні сироватки(протиправцева, протидифтерійна, протибутулінові, протигангренозні) виготовляють шляхом гіперімунізації коней відповідним антитоксином.Після кількох циклів гіперімунізації в коней беруть кров і одержують відповідну антитоксичну сироватку,в якій містяться в великих кількостях специфічні антитіла.Сироватки очищують від баластних речовин, перевіряють на стерильність, нешкідливість, апірогенність і активність.Визначають концентрацію антитіл в антитоксичних одиницях або міжнародних одиницях.1одиниця= найменша кількість сироватки, яка нейтралізує певну кількість відповідного токсину.
Антимікробні сироватки готують шляхом гіперімунізації тварин відповідними вбитими бактеріями або ї антигенами.
Техніка проведень профілактичних щеплень
Для профілактики виникнення анафілактичного шоку перед введенням будь-якої гетеро логічної сироватки, проводять внутрішньошкірну пробу з розведеною 1:100 сироваткою коня.ЇЇ вводять 0,1мл внутрішньшкірно у згинальну поверхню передпліччя.Аналіз реакції проводять через 20хв.Проба негативна, якщо діаметр набряку до 1см, і позитивна, якщо діаметр перевищує1см.Якщо проба негативна сироватку вводять в об”ємі 0,1мл підшкірно у ділянку середньої третини плеча.При відсутності місцевої реакції або загальної через 30-40хв вводиться внутрішньом”язова потрібна доза сироватки, пыдыгрытоъ до 36С.
Якщо ж проба позитивна ы спостерыгаэться розвиток реакії на підшкірну ін”єкцію, препарат вводять тільки за життєвою необхідністю.
Для десенсибілізації сироватку в розведенні 1:100 вводять підшкірно послідовно в об”ємі 0,5мл, 2 і 5мл з інтервалом 15-20хв.Потім підшкірно вводять 0,1 і 1мл з інтервалом 15-20хв.При відсутності реакції вводять потрібну дозу сироватки.З початком десенсибілізації проводять протишокову терапію.
8.1
Антигени (anti-проти, genos-рід) – це хімічні речовини, розчинні або у складі клітин, що мають ознаки генетичної чужерідності, здатні викликати імунну відповідь і призводити до зміни імунної реактивності макроорганізму.
Основні властивості антигену – здатність зумовлювати імунну відповідь та взаємодіяти з продуктами імунної відповіді (з антитілами або рецепторами лімфоцитів)
Види імунної реактивності організму
1.Синтез антитіл
2.Утворення специфічних цитотоксичних клітин
3.Реакції гіперчутливості негайного та сповільненого типу
4.Утворення клітин імунної пам’яті
5.Виникнення імунної толерантності
6.Розвиток ідіотип-антиідіотипової взаємодії
Вид імунної відповіді обумовлені:
Властивостями антигену
Його дозою
Шляхами потрапляння в організм
Станом імунної системи
Види антигенів
Повноцінні антигени – здатні індукувати імунну відповідь і взаємодіяти з її продуктами
Структура повноцінного антигену:
гаптен + шлеппер
Гаптен (детермінанта антигену, епітоп) – це невелика ділянка молекули антигену, яка має сталу стереохімічну структуру, зумовлює специфічність імунної відповіді і специфічну взаємодію антигену з продуктами імунної відповіді
Шлеппер (провідник) – це велика ділянка молекули, яка є носієм епітопу антигену
Види антигенів
Неповноцінні антигени – не здатні самостійно індукувати імунну відповідь, але зберігають можливість реагувати з її продуктами
Структура неповноцінного антигену:
гаптен
напівгаптен
Гаптени – це низькомолекулярні органічні речовини, здатні взаємодіяти з білками організму
Напівгаптени – це прості неорганічні речовини, здатні взаємодіяти з білками організму
Гаптени і напівгаптени здатні викликати імунну відповідь тільки після кон’югації з високомолекулярними білками
Види антигенів
Повноцінні антигени:
складні білки
високомолекулярні полісахариди
глікопротеіди
ліпопротеіди
ліпополісахариди
нуклеопротеїди
Неповноцінні антигени:
Гаптени
олігопептиди
полісахариди
нуклеїнові кислоти
ліпіди
стероїди
лікарські засоби
Неповноцінні антигени:
Напівгаптени
нітрогрупи
Іони галогенів (йод, хлор, бром)
Іони важких металів
амінокислоти
8.1 Антигенна структура бактеріальної клітини.Протективні антигени.
Бактерії-складний комплекс антигенів,до якого входять високомолекулярні сполуки білкової природи,біол. активні специфічні полісахариди та ін. хім. сполуки.До складу спец бакт полісахаридів входять амінопохідні цукрі,залишки моносахаридів,спиртів.
Антигенна будова мікроорганізмів:
•O-Ag (соматичні) – ліпополі-(оліго)сахаридні комплекси Грам(-) бактерій, термостійкі,витримують нагрівання до 80-100С.
•H-Ag (джгутикові) – білки, термолабільні,руйнуються при t 56-80С.
•K-Ag (капсульні) – полісахариди, поліпептиди; термостабільні або термолабільні.
•Vi-Ag (поверхневі соматичні) – полімер N-ацетилгалактоз-аміноуронової кислоти
•Протективні Ag – поверхневі білки, які синтезуються тільки в організмі хазяїна
•Екзоферменти – білки
•Екзотоксини – білки.
8.2 Антигенна структура бактерій визначається за допомогою серологічних реакцій:
•Корпускулярні антигени (О-Аг, К-Аг, Н-Аг) виявляються за допомогою реакції аглютинації
К-Аг також можна визначити за реакцією набухання капсули (свелінг-реакція)
•Розчинні антигени визначають за допомогою реакції преципітації або реакції нейтралізації in vivo.
Протективні антигени спричиняють вироблення специфічних антитіл,що знешкоджують одну з патогенних ф-ій збудника. Їх виявлено в ексудаті карбункула при сибірці.Добувають при культивуванні бацил сибірки на тканинах тварин і спец синтез живльних серед.Протективні антигени належать до атоксичних термолабільних протеїнів,вони мають виражені захисні властивості і можуть бути викор для імунізації проти деяких інф захов,зокрема сибірки і чуми.
8.4 Імуноглобуліни, фіз.-хім.властивості. Класи імуноглобулінів, їх захисні функції. Повні та неповні антитіла, аутоантитіла.
Антитіла – це глікопротеїдна фракція гамма-білків сироватки крові, наділена специфічною здатністю взаємодіяти з антигенними речовинами, що індукують їх синтез.
З точки зору інфекційної імунології – це захисні специфічні білки, продукти гуморальної імунної відповіді
Продуцентами антитіл є плазматичні клітини, що утворюються внаслідок гуморальної імунної відповіді на антиген
Функції антитіл:
•блокують розвиток патологічного процесу
• активують всі системи специфічного захисту і елімінують збудника.
Валентність – кількість паратопів антитіл, що взаємодіють з епітопом антигену
Ig з 2 і більше валентностями називають повними
Ig з 1 валентністю називають неповними (блокуючими)
Класи імуноглобулінів:
•Ig розрізняються за:1)молекулярною масою2) кількістю мономерів3) валентністю 4) функціями5) кількісним вмістом в сироватці крові6) періодом напіврозпаду.
Виділяють 5 класів Ig:
•Ig G(проходять через плаценту,містяться в грудному молоці,приймають участь в реакціях лізису, нейтралізації, опсонізації, аглютинації, преципітації антигену).
•Ig M (не проходять через плаценту,містяться в грудному молоці,
приймають участь в реакціях лізису, нейтралізації, опсонізації, преципітації, аглютинації антигену)
•Ig A( містяться в грудному молоці, слині, сльозах, секреті слизових оболонок,не проходять через плацентарний бар’єр,приймають участь в реакції нейтралізації токсину)
•Ig E(зв’язуються Fc-фрагментом з рецепторами тучних клітин, еозинофілів та клітин шкіри,викликають викид БАР типу гістаміну,запускають реакції гіперчутливості,синтезуються при глистних інвазіях)
•Ig D(не проходять через плацентарний бар’єр,синтезуються при аутоімунних процесах, імунодефіцитах, під час вагітності,регулюють функцію В-лімфоцитів
Аутоантитіла — антитіла, здатні взаємодіяти аутоантигенами, тобто з антигенами власного організму. Можуть утворюватися спонтанно або унаслідок перенесених інфекцій.
8.5 Місце утворення та динаміка продукції антитіл. Клонально-селекційна та імуногенетична теорії імуногенезу.
Динаміка антитіло утворення:
Первинна імунна відповідь (АГ потрапляє вперше):
1.Індуктивна фаза (24-96 годин)
•поглинання та процесінг АГ
•активація Т-хелперів
•активація В-лімфоцитів, їх проліферація
•утворення плазматичних клітин
2.Продуктивна фаза (14 діб)
•синтез Ig M (початок на 4-5 добу, максимум на 7-12)
•синтез Ig G (початок на 7 добу, максимум на 14)
•кількість Ig M i G однакова
•формування Т- і В-лімфоцитів пам’яті
Вторинна імунна відповідь (АГ потрапляє повторно):
1.Індуктивна фаза (5-6 годин)
•кінцева проліферація Т- і В-лімфоцитів пам’яті
2.Продуктивна фаза (14 діб)
•одномоментний синтез Ig M і Ig G
•синтез Ig G в більших титрах (максимум на 3-5 добу)
Теорії антитіло утворення:
1.Клонально-селекційна теорія Бернета
•лімфоїдні клітини організму людини клоновані
•різноманітність клонів формується в ембріогенезі внаслідок соматичних мутацій
•антиген, проникаючи в організм, взаємодіє зі специфічним клоном і сприяє його проліферації
•в процесі ембріогенезу, в період контакту з певними антигенами, до них формується імунологічна толерантність
2.Імуногенетична теорія Тенегави
•гени лімфоцитів, що контролюють синтез антитіл мають фрагментарну будову
•в хромосомі знаходиться велика кількість фрагментів
•при диференціації лімфоцитів фрагменти збираються у функціональний ген, який може кодувати синтез антитіл (до 10 млн різновидів)
•при проникненні в організм певного виду антигену з ним реагують найбільш адекватні лімфоцити
•під дією антигену відбуваються мутації в генних ділянках, які кодують синтез антитіл, внаслідок чого їх специфічність зростає в 100 разів (1 млрд різновидів)
8.6 Механізм імунної відповіді організму. Фази імунної відповіді. Імунологічна пам'ять,ім.. толерантність.
Первинна імунна відповідь (АГ потрапляє вперше):
1.Індуктивна фаза (24-96 годин)
•поглинання та процесінг АГ
•активація Т-хелперів
•активація В-лімфоцитів, їх проліферація
•утворення плазматичних клітин
2.Продуктивна фаза (14 діб)
•синтез Ig M (початок на 4-5 добу, максимум на 7-12)
•синтез Ig G (початок на 7 добу, максимум на 14)
•кількість Ig M i G однакова
•формування Т- і В-лімфоцитів пам’яті
Вторинна імунна відповідь (АГ потрапляє повторно):
1.Індуктивна фаза (5-6 годин)
•кінцева проліферація Т- і В-лімфоцитів пам’яті
2.Продуктивна фаза (14 діб)
•одномоментний синтез Ig M і Ig G
•синтез Ig G в більших титрах (максимум на 3-5 добу)
Імунологічна пам'ять. В імунізованому орг, а також в орг. , що перніс інф затвор,але потім втратив здатність зберігати антитіла, під впливом спец і не спец подразників підвищ титр імунологлобулінів в сироватці крові. Кліт пам’яті – це частина довго живучих В і Т-лімф, стимульованих цим антигеном, які після 2-3 поділів переходять у стан спокою.Перебуваючи в орг ці лімф можуть розпізнавати антиген який сенсибілізував і давати імунну відповідь.
Ім толерантність- це відсутність імунної відповіді орг. на певний антиген.Відносно інших антигенів такий орг. Може виробляти антитіла і відповідати клітинними імунними р-ми.Ім тол виникає в разі контакту орг. З цим антигеном в ембр періоді(період адаптації).Він може тривати і після народження якщо в орг. Є антиген до якого виникла толер.
Види толер:
1)природна-може виникнути як до типових антигенів, так і до ауто антигенів, алергенів, пухл і трансп антигенів.
2)індукована- детермінуєтьсяь деякими лік засобами,які пригнічують вироблення антитіл.
Відповідальні за розвиток ім. толер Т і В-супресори.Антигени,які спричиняють ім. тол,дістали назву толерогенів,ними найчастіше можуть бути сироваткові білки.Толерантний орг. Вважає «своїм» чужорідний матеріал і не відповідає на нього ім. р-ми.
Ім тол може бути втрачена при видаленні АГ, що є в орг., а також при введенні ім. сиров проти антигенів якими була індукована толерантність.
9.1 Противірусний імунітет. Мех-м і особливості противірусного захисту.
Імунітет – цілісна система захисно-адаптаційних механізмів, за допомогою яких організм розпізнає і знищує все чужорідне, що потрапляє або виникає в ньому.
Захисмні реакції орг.-му при вірус.інфек. мають багато спільного з антибактеріальним, але й мають особливості.
Усі противірус. реакції орг.-му поділяють на неспецифічні та специфічні.
Неспецифічні:
– виробництво інтерферону, який виявляється в місцях репродукції вірусів (у легенях при грипі, у мозку при енцефаліті…) звідки надходять у кров, розноситься по всьому орг.-му і запобігає ураженню клітин, які не мали контакту з вірусом.
інгібітори вірусної активності – білкові речовини нормальної сироватки крові і секретів слизових оболонок (термолабільними і термостабільними)Ю, які мають антигемаглютинуючу і віруснейтрализуючу дію.
При взаємодії інгібіторів вірус. Активності з вірусом спочатку утворюється оборотний нейтральний комплекс (вірус + інгібітор), з якого можна реактивувати вірус, а потім настає процес інактиваціі блокованого вірусу.
Важливу роль в інактивації вирусів має підвищення температури тіла, що веде до прямого гальмування репродукції вірусів у клітинах, посилення індукції інгібіторів та інтерферону, а також прискорення обміну речовин.
Один з факторів противірусної активності – фагоцитоз. (багато вірусів репродукуються в лейкоцитах), а також можуть фагоцитуватися уражені вірусами клітини.
У механізмі набутого імунітету важливу роль відіграють антитіла, що виробляються під впливом вірусних антигенів.
Специфічні захисні реакції орг.-му пов’язані з участю сенсибілізованих Т-лімфоцитів, які не мають віруліцидної дії, не диференціюються в клітині, що виробляє відповідні антитіла,а руйнують заражені вірусами клітини за допомогою лімфо токсинів. Вивільнені вібріони надходять у міжклітинний простір, де зазнають прямої дії антитіл, інгібіторів, температурного фактора.
Види імунітету :
-постінфекційний (протягом кількох років – грип) або протягом всього життя (кір, вітряна віспа…)
-поствакцинальний – відтворюється живими і вбитими вакцинами (від кількох міс до кількох років)
-штучний пасивний –при введенні антитіл разом з сироваткою крові або гамаглобуліном (кілька тижнів)
9.2 Трансплантаційний імунітет та шляхи його подолання. Імунодепресанти.
В зв’язку з розвитком трансплантології актуальним є пошук засобів для пригнічення захисних р-ій організму спрямованих на руйнування трансплантатів(шкіра,нирки,печінка,серце)і препаратів крові при гемо трансфузіях.
Трансплантаційний ім. пояснюється тим,що трансплантат генетично відрізняється від тканин і орг. реципієнта,тобто є чужорідним.Імунол несумісність зумовлена кліт і гумор реакц організму.
Синтез трансплантаційних антигенів детермінується генетичними структурами-локусами гістосумісності(HLA). HLA система-головна система тканинної сумісності.
Трансплантаційний імун зумовлюється головним чином клітинною реакцією за типом сповільненої гіперчутливості.Сенсибілізовані лімфоцити діють цитопатогенно на клітини,що різняться одним або кількома генами.Наколо трансплантата і в стінках судин скупчується багато лімфоцитів,макрофагів.. що веде до закупорки судин трансплантат і його загибелі від ішемії.
Успіх трансплантації залежить від біол.(біохім та імунол) сумісності тканин або органів донора і реципієнта,які повинні бути ідентичними у генетичному відношенні. Повна сумсність клітин тканин можлива лише між одно яйцевими близнюками.
Запобігти розвиткові трансплантаційного імунітету можна пригнічуючи активність ім. системи за допомогою:1)антиметаболітів(меркаптоптурин)2)гормонів надниркової залози(кортизон)3)дія рентгенівсього опромінювання. Але ці засоби приводять до тяжких ускладнень.
Для пригнічення трансплантаційної р-ії ефективне використання анти лімфоцитарних цитотоксичних сироваток, циклосерину А.
Основними вимогами при пересаджуванні органів і тканин є повний збіг груп крові донора і реципієнта, максимальна відповідність локусів гістосумісності,запобігання розвитку інфекції та ускладнень від імунодепресантів.
ІМУНОДЕПРЕСАНТИ- лікарські засоби, пригноблюючі імунологічні реакції організму на інфекцію або чужорідні тканини. Використовують для запобігання відторгнення пересаджених органів, лікування АУТОІММУННИХ ЗАХВОРЮВАНЬ і деяких видів раку.
8.3Специфічність антигенів,іх різновидності (мікробні, гістосумісності,груп крові,ембріоспецифічні,пухлинні, ауто антигени).Практичне використання.
Специфічність- це структурні особливості, які відрізняють антигенні речовини одну від одної.
Специфічність визначається
•структурою епітопу
•кількістю епітопів (моновалентні, дівалентні, мультівалентні антигени)
За специфічністю розрізняють:
•Видові антигени
•Групові антигени
•Типові антигени
Усі природні білка характеризуються антигенною специфічністю,яка визначається амінокислотною послідовністю,вторинною і третинною структурою білкової молекули і найбільшою мірою-поверхнево розташованими групами(антигенними детермінантами).Білки,що належать різним видам тварин,рослин,бактерій,вірусів-видові антигени-можуть бути диференційовані за допомог імунол р-їй.
Імунол специф антигенів пов’язана з детермінантною групою,що розташована на поверхні антигену у вигляді 1 або кількох активних ділянок.Її можна відокремити,що дає змогу підвищити ефективність вакцинних препаратів.
Групові антигени дають змогу поділяти людей за групами крові,а бактерії за серогрупами.
Доведена наявність антигенів,спільних для еритроц людини і стафілококів.стрептококів,сальмонел,вірусів віспи, грипу та ін. інф захв(наслідок антигенної мімікрії).
Аутоантигени-речовини,що мають властивість імунізувати орг., з якого їх добуто(кришталик ока,сперма, паращитов залози…)За звичайних умов антитіла до них не утворюються.Однак при ушкодженні цих тканин ауто антигени можуть всмоктуватись у кров і спричиняти утвор антитіл,які ушкоджують відповідні клітини.Під впливом охолодження,опромінювання,ліків,вірусних інф… можуть виникати антигени.
Пухлинні антигени, або неоантігени - це такі антигени, які розташовані на поверхні пухлинних клітин. Такі антигени можуть бути представлені пухлинними клітинами, і ніколи — нормальними .У такому разі вони називаються специфічними для пухлини антигенами і, в загальному випадку, є наслідком специфічної для пухлини мутації.
Ембріоспецифічні антигени-це антигени ,що притаманні організму в період ембріонального розвитку,але іноді виникають при деяких пухлинах.
Антигени гістосумісності – система антигенів лейкоцитів людини, що складається з набору генів і їх продуктів, що грають роль в регуляції імунітету. Основні показання до застосування: вивчення схильності до ряду захворювань, відбір донорів при трансплантації.
Мікробні антигени-антигени,які містяться в мікробах.
9.5 I Реакція аглютинації та її практичне значення. Реакція непрямої гемаглютинації. Аглютинація – це серологічна реакція між антитілами (аглютинінами) і антигенами (аглютиногенами), розміщеними на поверхні бактеріальної клітини. Ця реакція призводить до утв. специфічного комплексу антиген-антитіло (аглютинат). Клітини з приєднаними до них аглютинінами з’єднуються в агрегати, внаслідок чого рівномірна суспензія клітин, спочатку мутна, склеюється в пластівці, які зависають у прозорій рідині або осідають на дно. В аглютинації беруть участь виключно поверхневі антигени, які доступні антитілам. Антигени, розміщені у внутрішній структурі клітини, не беруть участі в реакції. Механізм аглютинації полягає в тому, що під впливом іонів електроліту зменшується негативний поверхневий заряд бактерійних клітин, і вони можуть зблизитись на таку відстань, при якій виникає склеювання бактерій. Реакцію проводять на склі, пластмасових пластинках, у пробірках, лунках полістиролових планшет. Аглютинацію на склі або пластинках найчастіше використовують для ідентифікації бактерій за допомогою відомих сироваток; аглютинація в пробірках і планшетах - з метою виявлення титру аглютинінів у сироватці хворого за допомогою відомих діагностикумів. Найбільше розведення сироватки, при якому ще спостерігається аглютинація бактерій, приймається за її титр. Який характеризує рівень специфічних аглютинінів. Макроскопічний і мікроскопічний вигляд аглютинації бактерій залежить від виду поверхневих антигенів, які беруть участь у реакції. Аглютиніни, які реагують з О-соматичним антигеном, дають дрібнозернисту аглютинацію. Соматична аглютинація в пробірках завершується через 24 години, при цьому виникають компактні зерна. Крупинки, які важно розбити при струшуванні. При мікроскопії видно, що бактерії склеюються полюсами, утворюючи сітку. Існує дві різновидності постановки реакції: орієнтовна аглютинація на склі і розгорнута аглютинація в пробірках:
1. на предметне скло наносять роздільно 2 краплини специфічної сироватки і краплю ізотонічного розчину хлориду натрію. В краплю ізотонічного розчину і 1 з крапель сироватки бактеріологічною петлею вносять досліджувану культуру й ретельно її емульгують. Після внесення в 1 із крапель необхідно простерилізувати петлю, знову набрати культуру і внести її в другу краплю. Крапля сироватки, куди не вносили культури є контролем сироватки. Реакція проходить досить швидко, при кімнатній температурі. Якщо контрольна крапля сироватки залишається прозорою, в краплі ізотонічного розчину – рівномірне помутніння, а в краплі, де культура змішана з сироваткою, зявляються зернистість або пластівці, реакція вважається позитивною. Проте орієнтовна реакція аглютинації дозволяє зробити попередній висновок про виділену культуру, тому що багато бактерій мають спільні антигени.
2. розгорнуту реакцію аглютинації ставлять і при серологічній діагностиці захворювання. Тільки в цьому випадку роблять ряд послідовних розведень сироватки хворого і до кожного розведення додають 2-3 краплі діагностикуму. При деяких інфекційних захворюваннях реакції аглютинації. Що вживаються з діагностичною метою. Мають свої назви: при черевному тифі- реакція Віддаля, висипному тифі - реакція Вейгеля, при бруцельозі - реакція Райта.
Реакція непрямої гемаглютинації - це реакція, якщо антигени адсорбовані на еритроцитах. Навантажені антигеном еритроцити склеюються в присутності специфічних антитіл і випадають у вигляді пухкого осаду з нерівним фестончастим краєм на дні пробірок або лунок. За допомогою еритроцитарних діагностикумів можна виявити в сироватці хворих антитіла до будь-якого збудника.РНГА можна використовувати і для серологічної ідентифікації збудника. У цьому випадку як індикатор використовують еритроцити, навантажені відповідними антитілами. При додаванні до них культури збудника виникає феномен гемаглютинації, навідміно від попередньої реакції її називають реакцією оберненої непрямої гемаглютинації. Недоліком РНГА є те, що антитіла, які знаходяться на поверхні еритроцитів. Можуть викликати їх склеювання. Частково це можна пояснити тим. Що поверхня еритроцитів має негативний електричний заряд, який заставляє їх триматися на відстані. РНГА широко використовується у діагностиці вірусних, бактеріальних, грибкових і паразитарних інфекціях. методика постановки: у ряд лунок планшети наливають по 0,5 мл ізотонічного розчину, потім в 1-шу лунку вносять стільки ж мл сироватки хворого і одержують розведення сироватки 1:100. З першої лунки переносять 0,5мл у другу, одержують розведення у 2 рази більше, з другої в третю і т.д., крім останньої. У всі лунки вносять по 0,25мл еритроцитарного діагностикуму. Планшети поміщають у термостат при Т=37 на 2-3 год. Результат реакції оцінюють за виглядом осаду еритроцитів, починаючи з контролю, де вони повинні осісти на дно у вигляді круглого компактного осаду з рівними краями. У лунках із сироваткою при позитивній реакції осад буде мати нерівні краї і покриватиме майже всю лунку.
9.6 II Реакція преципітації та її використання в медичній практиці. Реакція преципітації в гелі та імуноелектрофорезу. В основі її механізму лежить утворення і випадання в осад комплексів антиген - антитіло. Проте вона відрізняється за характером антигенів: в реакції аглютинації вони корпускулярні, а в цій реакції - молекулярні, в розчинному стані. Антигенами можуть бути екстракти мікроорганізмів. Тканин, органів, хімічні речовини. Феномен преципітації полягає в тому. Що антитіла з’єднуючись з розчинними антигенами зумовлюють утворення осаду або помутніння розчину. За титр реакції приймають найбільше розведення антигена, яке дає позитивний результат. Реакція відбувається при змішуванні розчинів антигена і антитіла або нашаруванні одного компонента на інший. В останньому випадку. На межі двох реагентів утворюється преципітат у вигляді кільця. Тому така реакція називається кільцепреципітація. Методика постановки: для цього в пробірку вносять діагностичну преципітуючу сироватку і нашаровують досліджуваний матеріал. РП позитивна за умови появи кільця на межі преципітину і преципітиногену.
Для аналізу складу антигенів широкого поширення набула реакція преципітації в гелі. Розрізняють просту і подвійну дифузію в гелі. Проста імунодифузія - агаровий гель, який містить приципітуючу сироватку, поміщають у вузькі пробірки і зверху нашаровують розчин антигена; дифундуючи в гель, антиген зв’язується з відповідними антитілами, утворюючи мутні лінії преципітації; розміщення ліній в агарі визначається концентрацією відповідного антигену. Подвійна імунодифузія - на відміну від попереднього методу у цій реакції реагенти розділені шаром нейтрального гелю, який не містить реагентів; на поверхню гелю, змішаного з специфічною сироваткою. Вносять шар нейтрального гелю, після застигання якого нашаровують антиген, дифундуючи на зустріч один одному. Антиген і антитіла зустрічаються в шарі нейтрального гелю і утворюють лінії преципітації.
Феномен преципітації широко використовується в мікробіологічній практиці. Зокрема, в судово-медичній експертизі його застосовують для визначення видової належності крові. За допомогою специфічних преципітуючих сироваток проти білка людини, різних тварин і птахів можна встановити, якому виду належить виявлена кров. Таким чином визначають можливу фальсифікацію продуктів. Ця реакція застосовується для діагностики епідемічного цереброспінального менінгіту, чуми, дизентерії. Особливе значення має реакція термопреципітації Асколі, яку використовують для визначення інфікованості збудником сибірки продуктів і матеріалів тваринного походження.
При діагностиці різноманітних бактеріальних і вірусних інфекцій досить часто використовують метод зустрічного електрофорезу, результат якого можна одержати через 1-2 год. Імуноелектрофорез є поєднанням 2 методів – електрофорезу в гелі і наступної після нього подвійної імунодифузії. Для проведення реакції використовують скляні пластинки, предметні скельця, на які наносять тонкий шар агару. Спочатку антигени розміщують у центрі пластинки і розділяють їх в електричному колі. Потів у канавку, зроблену в агарі паралельно до лінії розділу антигенів, вносять специфічну сироватку. Дифундуючи назустріч один одному. Антигени і антитіла у місці контакту утворюють дуги преципітації.
9.7 III Реакція зв’язування комплементу, її використання в діагностиці інфекційних хвороб. Методика постановки. Характерною відмінністю РЗК є участь в ній, крім антигену і антитіла, інгредієнтів реакції гемолізу, яка виступає у вигляді індикаторної системи. Взаємодія антигену з антитілом не завжди зумовлює візуальні зміни, які дозволяють визначити результат реакції. Відомо, що при утворенні комплексу антиген – антитіло до нього завжди приєднується комплемент. Якщо антиген і антитіло не відповідають один одному, комплемент не зв’язується, залишається вільним у системі. При додаванні комплексу еритроцити барана – гемолізини вільний комплемент, зв’язуючись з ним, викликає гемоліз еритроцитів. Цей принцип і покладено в основу РЗК. При відповідності антигену антитілу з ним зв’язується комплемент. Класичну постановку методу РЗК запропонували Борде і Жангу для діагностики хронічної гонореї. При постановці реакції компоненти вносять у певній послідовності. Спочатку в пробірки, у яких міститься розведена сироватка хворого, додають рівні об’єми антигену і комплементу в робочій дозі. Пробірки ретельно струшують і ставлять у термостат при Т=37 на 1 год. За цей час з’єднується антиген з антитілом, і на цьому комплексі фіксується комплемент. Одночасно в термостаті інкубують гемолітичну систему. Через годину в усі пробірки основного досліду додають по 1мл гемолітичної системи і знову ставлять у термостат. Через 30-45 хв. проводять облік реакції при умові повного гемолізу в контролях сироватки, антигену і комплементу. РЗК оцінюють за чотири плюсовою системою : різко позитивна реакція (++++,+++) – повна затримка гемолізу, рідина безколірна або блідо-рожевого кольору, еритроцити осідають на дно; позитивна реакція (++) – часткова затримка гемолізу, рідина рожевого кольору, компактний осад еритроцитів; сумнівна реакція(+) – незначна затримка гемолізу, на дні ледь помітний осад, рідина рожевого кольору; негативна реакція (-) – повний гемоліз, осад відсутній, рідина червона і прозора. РЗК набула широкого розповсюдження для діагностики багатьох інфекційних захворювань, алергічних станів. Вона використовується для серологічної діагностики захворювань бактерійної етіології (сифілісу, лептоспірозу, бруцельозу, туляремії, лістеріозу, озени, орнітозу), вірусного походження (грипу, паротиту, цитомегалії, поліомієліту, лімфоцитарного менінгіту), грибкових (кандидозу, асперігельозу). А також токсоплазмозу, пневмоцистозу.
9.3 IV Протипухлинний імунітет, його особливості Він представляє собою систему, яка включає в себе 2 лінії захисту з різними характеристиками і функціями. Перша з них - природний імунітет - реагує на присутність в організмі чужорідного тіла, у тому числі мутованих клітин, які можуть бути джерелами розвитку пухлин. Друга - адаптивний імунітет – служить для реалізації імунної відповіді шляхом формування популяції лімфоїдних клітин, які ведуть боротьбу з пухлиною, яка розвивається. Для цього адоптивний імунітет, на відміну від природного, має характерні якості - імунологічну пам’ять по відношенню до конкретного пухлинного фактора і здатністю розпізнавати цей фактор, в результаті чого формується і підтримується імунна відповідь, а наприкінці руйнуються атипові для організму пухлинні клітини. Саме на основі специфічності та імунологічної пам’яті створюються різні вакцини. Природний імунітет реалізується за рахунок декількох типів клітин: великих гранулярних лімфоцитів - природних кілерів, мононуклеарних клітин, нейтрофільних гранулоцитів. Функція природного імунітету полягає у розпізнаванні і руйнуванні мікробних інфікованих вірусом, злоякісних клітин шляхом фагоцитозу або цитотоксичного ефекту. Друга функція полягає у представленні чужорідного матеріалу системі адоптивного імунітету. Природний і адоптивний імунітет - це ланки єдиного механізму імунологічного захисту, реалізація якого направлена на підтримку постійності внутрішнього середовища організму і знешкодження чужорідних субстанцій, у тому числі і трансформованих клітин. Існує комплекс, який розпізнає пухлинний антиген і може викликати розвиток ефективної імунної реакції. Цей комплекс об’єднує декілька факторів. Пухлинний антиген, який може бути фагоцитований і перероблений клітинами природного імунітету. Представляє собою пептидну молекулу, яка зв’язана з різними молекулами гістосумісності, представленими на моноцитах або тканинних макрофагах. В такому вигляді антиген взаємодіє з відповідними рецепторами лімфоцитів, які є попередниками цитотоксичних клітин. Система протипухлинного імунітету працює по типу замка і ключа, при цьому механізм розпізнавання від макрофагів до лімфоцитів пов’язаний з ізоантигенами. Це означає, що всі клітини, які беруть участь у реалізації адоптивного імунітету, повинні належати одному організму. Дійсність цього механізму доведена у багатьох експериментах, які можна одержати різними методами молекулярної біології та генної інженерії.
9.9 V Реакції імунної сироватки при вірусних захворюваннях (нейтралізації, зв’язування комплементу) Реакцію нейтралізації в лабораторній практиці використовують для нейтралізації вірусів. В основі цієї реакції лежить здатність специфічних антитіл міцно зв’язуватись з вірусами. В результаті віруси не можуть адсорбуватись на чутливих клітинах і розмножуватись в них. Для постановки реакції необхідна наявність вірусу, сироватки, яка містить антитіла, і біологічного об’єкта, який виступає індикатором нейтралізації. Залежно від виду вірусу такими об’єктами можуть бути лабораторні тварини, курячі ембріони, тканинні культури. У реакції в якості антигену використовують культуральні рідини, алантоїсну і амніотичну рідини курячих ембріонів, суспензії органів лабораторних тварин, в яких репродукувались віруси. Залежно від мети дослідження в якості антитіла використовують або сироватки хворого - для встановлення концентрації противірусних антитіл, або стандартні противірусні сироватки - для ідентифікації збудника. В першому випадку використовують сироватки, які були узяті у хворого на початку хвороби і в період реконвалесценції. Перед постановкою РН вірус попередньо титрують, визначаючи найменшу концентрацію, яка викликає цитопатичну дію або зараження експериментальних тварин чи курячих ембріонів. За титр вірусу приймають 50% дозу. Для розведення вірусної суспензії при проведенні РН на курячих ембріонах використовують фосфатно-буферний розчин. Методика постановки: до послідовних розведень досліджуваних сироваток вносять по 100 ЦПД вірусу і обидва реагенти інкубують при Т+37 протягом 1-2 год. Після чого до суміші вірусу і сироватки додають суспензію клітин або суміш вводять в організм лабораторних тварин. При наявності у сироватці хворого вірус нейтралізуючих антитіл свідчить відсутність цитопатичної дії вірусу у культурі клітин або проявів інфікування лабораторних тварин. Досить часто для діагностики вірусних інфекцій вживається модифікація реакції нейтралізації - кольорова проба. В основі ї лежить те, що в процесі життєдіяльності культури клітин у поживному середовищі накопичується кислі продукти метаболізму, які зумовлюють зміну ph середовища і появу жовтого забарвлення.
9.4 VI Антитоксини, застосування антитоксичних сироваток в медицині Антитоксини - специфічні антитіла, що утворюються в організмі людини і тварин під впливом токсинів мікроорганізмів, отрут рослин і тварин і мають здатність нейтралізувати їх отруйні властивості. Антитоксини являють собою гамма глобуліни, здатні специфічно взаємодіяти з токсинами. Кожен А. знешкоджує лише той токсин, під впливом якого утворився. А. – одні із чинників імунітету, виконують головну захисну роль у разі токсинемічної інфекції (дифтерії, правця, ботулізмі. Анаеробній газовій і стафілококовій інфекції). В організмі у природних умовах А. утв. у результаті перенесеної токсинемічної інфекції чи носійства токсигенних мікроорганізмів, виявляються в сироватці крові і можуть забезпечувати несприйнятливість до токсинемічних інфекцій. Антитоксичний імунітет можна створити і штучно - активною імунізацією антитоксином або введенням антитоксичної сироватки . антитоксичні сироватки отримують у результаті імунізації коней і великої рогатої худоби анатоксинами у зростаючих дозах, а потім і відповідними токсинами. У практичній медицині антитоксичні сироватки застосовують для профілактики і лікування дифтерії, правця, ботулізму, стафілококового сепсису. Для досягнення лікувальної дії важливим є своєчасне введення антитоксину, здатного знешкодити токсин, що циркулює в крові. Введення людям антитоксичних сироваток може супроводжуватись ускладненнями, що проявляються анафілактичним шоком, сироватковою хворобою. Щоб уникнути цього, препарати вводять за методом Безредки.
9.8 VII Опсоніни та їх роль в імунітеті. Реакція фагоцитозу. Опсонофагоцитарний індекс.
Опсонінами називаються антитіла, які сприяють фагоцитозу. Опсоніни виявляються як в імунній , так і в нормальній сироватці крові, в останньому випадку в дуже малій кількості. Наявність опсонінів безумовно має певне захисне значення, особливо при інфекціях, в яких фагоцитоз визначає стан імунітету. Опсонізація являється яскравою ілюстрацією дії різних факторів імунітету.
Мечніков і Борде всиановили, що фагоцитоз значно посилюється, якщо до суміші фагоцитів і бактерій добавити імунну сироватку проти фагоцитованого мікроба. Вони припускали, що в імунній сироватці є особлива речовина – стимулін, який активізує лейкоцити. В подальшому Райтом і Савченком було показано, що ці антитіла діють не на лейкоцити, а на бактерії, підготовлюючи їх до поглинання фагоцитами. Вони були названі Райтом опсонінами.
Реакція фагоцитозу
Фагоцитарну активність лейкоцитів оцінюють по інтенсивності захвату ними тест-бактерії, в якості яких використовують стандартну культуру стафілококу або збудника конкретної інфекції. Для кількісної оцінки фагоцитарної активності розраховують фагоцитарний показник – середню кількість захоплених бактерій на один лейкоцит і процент фагоцитованих клітин. Про наявність антитіл опсонінів в сироватці крові судять по підвищенню його фагоцитарної активності , про що свідчить опсонофагоцитарний індекс – відношення фагоцитарного числа імунної сироватки до фагоцитарного числа нормальної сироватки.
Підготовка питань з мікробіології.
9.10.Реакції з міченими антитілами або антигенами. Реакції імунофлюоресценції,імуноферментного та радіоімунного аналізів. Практичне використання.
а)Ріф - полісистемна,непряма, гетерологічна .У діагностиці застосовують пряму і непряму Ріф. Використовують антитіла,мічені флуоресцентним барвником - ізоціанатом флюороесцеїну. З'єднуючись з антигеном вони утв. комплекс,який при дії У-ф випромінювання дає яскраво-жовте світіння. Пряма Ріф: взаємодія між антигеном і специф. антитілами обробленими флюор. барвниками. Непряма Ріф:спочатку зв’язують антиген з неміченим антитілом,потім комплекс обробляють міченим анти-γ-глобуліном .Комплекс антиген-антитіло-антиглоб. легко виявляють у люмінесцентному мікроскопі.
б)Іфа- взаємодія антигену з антитілом ,хімічно зв’язаним з ферментом. Комплекс набуває ферментативної активності і розщеплює відповідний субстрат з появою забарвлення і люмінесцентним ефектом. Прямий Іфа- визначає наявність антигену, непрямий антитіл.(до комплексу антиген-антитіло проти якого-небудь антигену добавляють мічений ферментом антиглобулін проти 1-ої імунної сироватки і хромогенний субстрат). Ефект позитивної реакції: темно-коричневе забарвлення рез-таті з'єднання анти глоб. сироватки, що несе імунофермент. комплекс, з імуноглоб. досліджуваної сироватки.
Простий і доступний метод для виявлення антитіл і антигенів при різних захворюваннях.
в)Ріа- використовують стандартні к-сті антисироватки проти дослідж. антигену і к-сть цього антигену, міченого радіонуклідом. Для мічення найчастіше використовують 2 нукліди:тритій 3Н і 125І йод. Радіоактивність заміряють лічильниками γ-проміння . Чим більша к-сть дослід. антигена, тим менше міченого антигену зв’язується з антитілами. Ріа найчутливіший імунологічний метод ,дозволяє виявляти слідові к-сті білка(нано-, пікограми).
9.11.Гіперчутливість негайного та уповільненого типів. Практичне використання алергічних проб в діагностиці інфек. хвороб.
Змінену під впливом патогенних макроорганізмів, токсинів,лік. Засобів та інш. Речовин реактивність організму називають алергією . Алергія:
а)Гіпер. нег. типу пов’язана з β-системою імунітету. Проявляється незабаром після введення антигену. У розвитку бере участь реакція антиген-антитіло в тканинах і рідких тканинних середовищах, може передаватись від однієї тварини до іншої введенням імунної сироватки сенсибілізованих тварин. Відносять до г. н. типу анафілаксію,сироваткову хворобу, атопії та інш.
б)Гіпер. упов. типу пов’язана з Т-системою імунітету. Може передаватись ввденням лімфоїдних клітин сенсибілізованого орг-му. Сенсибілізовані Т-лімфоцити несуть на своїй поверхні рецептори, специфічні до кожного антигену, завдяки яким вони зв’язуються з чужорідним антигеном і руйнують його за допомогою ферментів, лімфокінів. До гіп. упов. типу належать інфекційна і контагіозна алергія,ауто алергічні реакції, реакції при трансплантації.
Алерг. реакції широко використовують у діагностиці інф. Захворювань у вигляді шкірних проб, реакцій бласттрансформації лімфоцитів, специфічного розетко утворення, ушкодження нейтрофільних гранулоцитів та ін. Визначення к-сті лімфокінів та їх активності – діагностика сепсису і визначення ефективності протипухлинної терапії.
9.12.Вакцинопрофілактика, типи вакцин. Методи введення .Побічна дія вакцинних препаратів .Вакцини-препарати, одержані з бактерій,вірусів та інших мікроорганізмів, їх хім. компонентів, продуктів життєдіяльності або виготовленні штучним шляхом , які застосовують для активної імунізації людей і тварин з метою профілактики лікув. інф. хвороб. За способом одержання і характером антигенів поділяють на : живі, вбиті, хімічні, субклітинні, субодиничні, анатоксини, штучні, анти ідіотипові. Вакцини вводять в організм нашкірно, підшкірно, внутрішньошкірно, через рот, на слизову оболонку носа, зіва.
Побічна дія:інфекційні, запальні, алергічні реакції, слабкість, підвищення Т°, сенсибілізуюча дія.
9.13.Живі вакцини, принципи одержання. Практичне використання та оцінка ефективності. Біологічні препарати виготовленні з живих бактерій або вірусів з пониженою вірулентністю, але вираженими імуногенними в-ми .Індукують довготривалий і напружений поствакцинальний імунітет, є найбільш ефективними.
Для виготовлення використовують «атенуацію» - зниження вірулентності, шляхом несприятливих умов культивування, селекцію найменш вірулентних штамів.
Їх важко зберігати, стандартизувати ,контролювати активність. У людей зі слабким імунітетом живі вакцини можуть викликати зах-ня. Відносяться : вакцини проти тубер.(БЦЖ),кору, жовтої гарячки,поліомієліту, сказу, віспи та інш.
9.14.Корпускулярні вбиті вакцини . Принципи одержання .Практичне використання та оцінка ефективності.
Належать: Черевнотифозна, паратифозна, холерна, коклюшна, вакцини грипу, лептоспірозів та інш. Виготовлення:1)підбір штаму з вірулентними і імуногенними в-ми.2)засівають на спеціальні поживні середовища для одержання значної к-сті біомаси.3)готують маточні суспензії для інактивації(гріють при 56-60°С протягом 1-2 год. або діють формаліном, спиртом, ацетоном та інш).4)стандартизують. Перевіряють на стерильність, антигенність , імуногенність , реактивність. Переваги:можливість використання к-ох антигенів , стабільність, безпечність та швидкість виготовлення.
9.15)Хімічні вакцини, принципи одержання. Практичне використання та оцінка ефективності.
З бактерій чи вірусів за допомогою хімічних методів або У-З вилучають окремі антигенні компоненти, які складають основу хім. вакцини. Такі очищені антигени можна концентрувати й адсорбувати на різних основах, збільшуючи імуногенну активність. Належать: черевнотифозна, пневмококова, менінгококова. Ці вакцини довго зберігаються ,вони менш реактогенні , не мають побічних дій і забезпечують тривалу імуностимулюючу дію.
9.16)Анатоксини, їх одержання та використання.
Препарати, які одержують з бактеріальних білкових токсинів при дії на них формаліну(0.3-0.5%) протягом 3-4 тижнів при 39-40 °С. Не має отруйних властивостей, але має антигенні. Одержані анатоксини очищують, концентрують й адсорбують на гідроокисі алюмінію. Належать: правцевий, дифтерійний, ботулінові, гангренозні, стафілококові анатоксини.
Силу анатоксину визначають у реакції флокуляції і виражають в Одиницях Флокуляції, активність визначають за здатністю вступати у реакцію зі спец. антитоксичною сироваткою і виражають в Од. Зв'язування .
9.17)Вакцинотерапія, показання. Види лікувальних вакцин, принципи виготовлення.
Для лікування хворих з тривалим перебігом інфекційних захворювань застосовують вакцини з убитих мікроорганізмів ,анатоксини, екстракти із стафілококів. Ефективне лікування стафілококовим анатоксином, полівалентною стафілококовою і стрептококовою, гонококовою, проти бруцельозною і проти дизентерійною вакцинами і вакцинами проти розсіяного енцефаломієліту і розсіяного склерозу.
У деяких випадках застосовують аутовакцини. Для підвищення реактивності організму ,активації функції органів і систем як засіб неспецифічної терапії при запальних зах-ях очей ,стат. Органів у жінок , сифілісі нерв. системи, екземі, хронічній стрептодермії, мікозах, різних формах туберкульозу рекомендується застосування бактеріального полісахариду – пірогеналу.

Приложенные файлы

  • docx 496213
    Размер файла: 155 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий