1. Значение медицинской микробиологии в деятельности врача. Достижения микробиологии, вирусологии и иммунологии в развитии медицины и задачи в современных условиях
Скачать 3.44 Mb.
|
| 34. Микрофлора воды, почвы, воздуха. Санитарно-показательные микроорганизмы. Выживаемость патогенных микробов во внешней среде. Некультивируемые формы бактерий. Значение для медицинской практики. Характеризуя микрофлору почвы, воды и воздуха, целесообразно придерживаться определенного плана: 1) постоянная микрофлора данной среды; 2) значение данной среды как фактора передачи возбудителей заболеваний; 3) определение микробной флоры. При исследовании объектов внешней среды методами санитарной микробиологии определяются количественные показатели - общее количество микроорганизмов в определенном объеме. Важной задачей исследования является обнаружение патогенных микробов и их токсинов. Однако непосредственное их выявление представляет значительные трудности. Причина в том, что патогенные микроорганизмы встречаются во внешней среде непостоянно, обычно в небольших количествах, их трудно культивировать на питательных средах, некоторые из них вообще не культивируются на искусственных средах. Поэтому возможное загрязнение внешней среды патогенными микробами определяют по косвенному показателю - обнаружению санитарно-показательного микроорганизма. В качестве санитарно-показательных выбирают те микробы, которые постоянно и в больших количествах содержатся в тех выделениях человека, которые для данной среды наиболее опасны. Сроки их выживания во внешней среде должны совпадать примерно со сроками выживания патогенных микробов. Санитарно-показательные микроорганизмы не должны интенсивно размножаться во внешней среде и должны легко обнаруживаться при лабораторном исследовании. Микрофлора почвы Почва является основной средой обитания многих микроорганизмов, которые вместе с растениями и животными составляют разнообразные биогеоценозы. Состав микробиоценозов почвы зависит от многих внешних факторов, в том числе от агротехнических мероприятий, таких как вспашка, внесение удобрений, ядохимикатов. Самый поверхностный тонкий слой почвы содержит мало микроорганизмов, так как они погибают под влиянием солнечных лучей и высушивания. Наиболее обильна микрофлора почвы на глубине 10-20 см, а в более глубоких слоях количество микробов уменьшается. Видовой состав почвенной микрофлоры весьма разнообразен: анаэробные и аэробные бактерии, грибы, простейшие, вирусы. Значение микрофлоры почвы велико для круговорота веществ в природе. Микробы осуществляют разложение и минерализацию органических животных и растительных остатков, попадающих в почву, процесс очищения ее от нечистот и отбросов. Среди патогенных микробов имеются такие, для которых почва является постоянным местом обитания. Это возбудители ботулизма, ак-тиномицеты и грибы - возбудители микозов. Вторая группа - это спо-рообразующие бациллы и клостридии, которые попадают в почву с выделениями человека и животных и могут длительно здесь сохраняться в виде спор. Это бациллы сибирской язвы, клостридии столбняка и газовой анаэробной инфекции. К третьей группе относятся неспорообразующие бактерии и вирусы, которые попадают в почву с выделениями человека и животных, сохраняются здесь в течение нескольких дней и месяцев. Это бактерии - возбудители брюшного тифа и дизентерии, палочки туберкулеза, лептоспиры, вирусы. Значение почвы как фактора передачи при этих инфекциях относительно невелико. Микробиологическое исследование почвы имеет значение при строительстве жилищ, детских учреждений, водохранилищ. Пробы почвы берут из глубины. Определяют микробное число - общее количество микроорганизмов в 1 г почвы и наличие санитарно-показательных микроорганизмов. Присутствие в почве Escherichia coli и Streptococcus faecalis указывает на свежее фекальное загрязнение, бактерий рода Citrobacter и Enterobacter - на несвежее, a Clostridium perfringens - на давнее. Микрофлора воды Вода открытых водоемов, подобно почве, является естественной средой обитания многих видов бактерий, грибов, вирусов, простейших. В воде обитают также различные виды микробов, принимающих участие в круговороте веществ в природе и способствующих самоочищению воды благодаря разложению органических соединений. Характер микрофлоры воды зависит от многих причин, и в особенности от загрязнения стоками ливневых, фекальных и промышленных нечистот. По мере удаления от населенных пунктов число микробов постепенно уменьшается. Наиболее чистыми являются воды глубоких артезианских скважин и родников. Вода имеет эпидемиологическое значение как фактор передачи инфекций. Наблюдались водные эпидемии холеры, брюшного тифа, леп-тоспирозов и других инфекционных болезней. Санитарно-показательными микроорганизмами для воды являются бактерии группы кишечной палочки (БГКП), принадлежащие к разным родам семейства энтеробактерий. Санитарно-микробиологическое состояние воды оценивается по следующим показателям: 1) микробное число - общее количество бактерий в 1 мл воды; 2) коли-титр - наименьший объем воды в миллилитрах, в котором обнаруживаются БГКП; 3) коли-индекс - количество БГКП в 1 литре воды; 4) кроме того, в воде определяют наличие патогенных и условнопатогенных микроорганизмов: энтерококков, сальмонелл, холерного вибриона, энтеровирусов. В соответствии с ГОСТом на питьевую водопроводную воду, микробное число ее должно быть не более 100, коли-титр должен быть не ниже 300, коли-индекс - не более 3. Микрофлора воздуха В воздух микробы попадают из почвы с поверхностей растений и животных, а также с промышленными отходами некоторых предприятий. В отличие от воды и почвы, где микробы могут размножаться, в воздухе они только сохраняются в течение некоторого времени, а затем гибнут вследствие высыхания и влияния солнечных лучей. Устойчивые к таким воздействиям микроорганизмы могут долго сохраняться в воздухе. Это споры грибов, споры бактерий, сарцины и другие кокки, образующие пигменты. Больше всего микробов в воздухе промышленных городов, меньше всего - в воздухе лесов и гор. В открытом воздухе количество микробов летом больше, чем зимой, в воздухе закрытых помещений - наоборот. Воздух может служить фактором передачи патогенных микробов: стафилококков, стрептококков, палочек дифтерии, коклюша, туберкулеза, а также вирусов кори, гриппа. Передача воздушно-капельным и воздушно-пылевым путем почти всегда происходит в закрытых помещениях и редко - на открытом воздухе. Показатели санитарно-микробиологического состояния воздуха закрытых помещений: - микробное число - количество микробов, обнаруженных в 1 м3 воздуха; - наличие санитарно-показательных бактерий: Streptococcus haeraolyticus и Staphylococcus aureus. Чистота воздуха зависит от своевременного проветривания помещения и влажной уборки. Применяется обработка воздуха бактерицидными УФ-лампами. Для уменьшения контаминации воздуха применяют марлевые и ватно-марлевые маски. 35. Бактериологическое исследование воды: показатели, методы их определения и оценка. Санитарно-гюказательными микроорганизмами для воды являются бактерии группы кишечной палочки (БГКП), принадлежащие к разным родам семейства энтеробактерий. Санитарно-микробиологическое состояние воды оценивается по следующим показателям: 1) микробное число - общее количество бактерий в 1 мл воды; 2) коли-титр - наименьший объем воды в миллилитрах, в котором обнаруживаются БГКП; 3) коли-индекс - количество БГКП в 1 литре воды; 4) кроме того, в воде определяют наличие патогенных и условнопатогенных микроорганизмов: энтерококков, сальмонелл, холерного вибриона, энтеровирусов. В соответствии с ГОСТом на питьевую водопроводную воду, микробное число ее должно быть не более 100, коли-титр должен быть не ниже 300, коли-индекс - не более 3. Определение микробного числа воды Водопроводную воду засевают в объеме 1 мл, воду открытых водоемов —в объемах 1,0; 0,1; 0,01 мл. Все пробы вносят в стерильные чашки Петри, после чего их заливают 10—12 мл расплавленным и остуженным до 45—50° С питательным агаром, который тщательно перемешивают с водой. Посевы инкубируют при 37°С в течение 24—48 ч. Воду из открытых водоемов засевают параллельно на две серии чашек, одну из которых инкубируют при 37°С в течение суток, а другую —2 сут при 20° С. Затем подсчитывают количество выросших на поверхности и в глубине среды колоний и вычисляют микробное число воды — количество микробов в 1 мл. Определение коли-титра и коли-индекса воды Коли-титр воды измеряется минимальным количеством воды (в мл), в котором обнаруживаются БГКП, кол и - индеке— количеством БГКП, содержащихся в 1 л исследуемой воды. Коли-титр воды определяют бродильным методом и методом мембранных фильтров. Бродильный метод. Воду открытых водоемов в объемах 100; 10; 1 и 0,1 мл засевают в глюкозопептонную среду, причем для посевов больших количеств воды (100 и 10 мл) используют концентрированную среду, содержащую десятикратные количества указанных веществ. Состав глюкозопептонной среды: 1% пептонная вода, 0,5% глюкозы, 0,5% хлорида натрия, индикатор Андреде и поплавок. Для исследования водопроводной воды делают посев 4 проб по 100 мл и Ю проб по 10 мл или 3 проб по 100 мл и 3 проб по 10 мл в концентрированную среду и 3 проб по 1 мл в обычную глюкозопептонную среду. Посевы инкубируют в течение суток при 37° С. О брожении судят по наличию пузырьков газа в поплавке. Из забродивших или помутневших проб производят посевы на среду Эндо. Из выросших колоний делают мазки, окрашивают по Граму и ставят оксидазный тест, позволяющий дифференцировать бактерии родов Esherichia, Citrobacter и Enterobacter от грамотрицательных бактерий семейства Pseudomonadacae и других оксидазаположительных бактерий, обитающих в воде, С этой целью стеклянной палочкой снимают 2—3 изолированные колонии с поверхности среды и наносят штрихом на фильтровальную бумагу, смоченную диметил-п-фенилендиамином. При отрицательном оксидазном тесте цвет бумаги не изменяется, при положительном — она окрашивается в синий цвет в течение 1 мин. Грамотрицательные палочки, не образующие оксидазу, вновь исследуют в бродильном тесте —вносят в полужидкий питательный агар с 0,5% глюкозы и инкубируют при 37°С в течение суток. При положительном результате определяют коли-титр и коли-индекс по таблицам ГОСТа 18963-73. ^ . Мембранный фильтр № 3 помещают в воронку Зейтца, вмонтированную в колбу Бунзена, которая присоединяется к вакуум-насосу. Мембранные фильтры предварительно стерилизуют кипячением в дистиллированной воде. Воду из водопроводной сети Москвы и Ленинграда и воду артезианских скважин фильтруют в объеме 500 мл, воду других городов — в объеме 333 мл. Чистую воду открытого водоема фильтруют в объеме 100; 10; 1 и 0,1 мл, более загрязненную перед фильтрацией разводят стерильной водой. Затем фильтры помешают на поверхность среды Эндо в чашку Петри и после инкубации при 37°С в течение суток подсчитывают количество выросших колоний, типичных для БГКП. Из 2—3 колоний красного цвета готовят мазки, окрашивают по Граму и ставят оксидазный тест. Для этого фильтр с выросшими на нем колониями бактерий переносят пинцетом, не переворачивая, на кружок фильтровальной бумаги, смоченной диметил-п-фенилендиамином. При наличии оксидазы индикатор окрашивает колонию в синий цвет. Две —три колонии, не изменившие первоначальную окраску, засевают в полужидкую среду с 0,5% глюкозы. Посевы инкубируют в течение суток при 37°С. При наличии газообразования подсчитывают количество красных колоний на фильтре и определяют коли-индекс, из значения которого вычисляют коли-титр. Например, если коли-индекс равен 5. то коли-титр составит 200 (1000:5 =200). Общее количество бактерий в 1 мл неразделенной волы, не более 100. Количество БГКП 3. При использовании жидких сред накопления коли – титр, не менее 333. Для определения титра Staph. faecalis готовят десятикратные разведения воды. Цельную воду и ее разведения в объеме 1 мл засевают в одну из жидких элективных сред (КФ, полимик-синовая и др.), инкубируют при 37°С в течение 2 сут, а затем через 24 и 48 ч производят высевы на чашки с плотными элективно-дифференциальными средами: агар КФ, агар ТТХ (среда с трифенилтетразолхлоридом), полимиксинотеллуритный агар. Идентифицируют фекальные стрептококки по виду коло-ний, морфологии клеток и окраске по Граму. На среде с ТТХ Staph. faecalis образует колонии темно-красного цвета, на агаре с теллуритом — черного цвета. Состав cред. Среда КФ: 2% питательный агар с 1% дрожжевого экстракта, 2% мальтоны, 0.1% лактозы, 0,4% анида натрия, 0,06% кацбоната натрия, индикатор бромкрезоловый красный. Полимиксиновая среда: питательный агар, 1% дрожжевого экстракта, 1% глюкозы, полимнксин М 200 ЕД/мл, индикатор бромтимоловый синий. Полимиксинотеллуритный агар: питательный агар, дрожжевой экстракт, 1% глюкозы, кристаллический фиолетовый 1:800 000, полимиксин М 200 ЕД/мл, 0.01% теллурита калия, агар ТТХ: питательный агар, 1% дрожжевого экстракта, 1% глюкозы, кристаллический фиолетовый 1 : 800000, 0,01% ТТХ. При определении индекса Staph. faecalis пользуются статистическими таблицами, применяемыми при установлении коли-индекса. Кроме того, с этой целью используют метод мембранных фильтров. Для обнаружения патогенных бактерий максимальные объемы воды пропускают через мембранные фильтры, которые затем помещают в жидкие элективные среды или на поверхность плотных дифференциально-диагностических сред. 42. Генетический аппарат бактерий и его особенности у вирусов. Понятие о генотипе и фенотипе микроорганизмов. Символические обозначения генотипических и фенотиических признаков. Материальной основой наследственности бактерий является ДНК. По сравнению с геном ом эукариотов геном бактерий устроен более просто - это молекула ДНК, замкнутая в кольцо, которое прикреплено к одной из мезосом. В отличие от парных хромосом эукариотов, у бактерий одна хромосома, то есть гаплоидный набор генов, поэтому у них нет явления доминантности. Кроме хромосомы, у бактерий имеются внехромосомные генетические элементы - плазмиды. Это молекулы ДНК, которые или находятся вне хромосомы, в автономном состоянии, в виде колец, прикрепленных к мезосомам, или встроены в хромосому (интегрированное состояние). Плазмиды придают бактерии дополнительные наследственные признаки, но не являются обязательными для нее. Плазмида может быть элиминирована (удалена) из бактерии, что не влияет на ее жизнеспособность. В настоящее время известно свыше 20 типов плазмид у бактерий. Назовем некоторые из них : F-плазмида, фактор фертильности (лат. fertilis - плодовитый), или половой фактор, определяет способность бактерий к образованию половых ворсинок и к конъюгации. R-плазмиды определяют резистентность бактерий к лекарственным средствам. Передача R-плазмид от одних бактерий к другим приводит к быстрому распространению лекарственноустойчивых бактерий. Col-плазмиды кодируют синтез бактериоцинов - антибактериальных веществ, вызывающих гибель других бактерий того же илиродственных видов. Впервые они были обнаружены у Escherichia соН,отсюда и их название - колицины. Известны бактериоцины стафилококков (стафилоцины), палочек чумы (пестицины) и других бактерий. Наличие плазмиды бактериоциногенности придает бактериям селективные преимущества в биоценозах. Это может иметь для организма человека положительное значение, если колицины кишечной палочки губительно действуют на патогенные энтеробактерии, и отрицательное, если бактериоцины продуцируются патогенными микробами. Ent-плазмиды определяют продукцию энтеротоксина. Н1у-плаз-мида - гемолитическую активность. Дополнительными генетическими элементами являются также профаги - геномы умеренных фагов, которые, встраиваясь в хромосому бактерии, могут придавать ей определенные свойства. Например, tox-гены, кодирующие образование экзотоксинов коринебактерий дифтерии, клостридий ботулизма и др. Особенности вирусов, отличающие их от всех других живых существ 1) наличие только одного типа нуклеиновой кислоты - ДНК или РНК, в то время как клетки всех остальных живых существ содержат ДНК и РНК, взаимодействие которых необходимо для биосинтеза белков, 2) отсутствие собственных белоксинтезирующих систем и клеточного строения; 3) внутриклеточный паразитизм на молекулярном (генетическом) уровне. Внеклеточная форма вируса - вириои и вирус, находящийся внутри клетки хозяина - это две разные формы вируса. Вирионы разных вирусов имеют размеры от 15 до 400 нанометров. Нанометр - это 10-9 метра (рис. 6). Наиболее мелкие вирусы - вирусы полиомиелита - имеют вирион размером 17-25 им, средние - вирус гриппа - 80-120 нм, крупные - вирус оспы - 300-400 им. В центре вириона располагается его геном. Это нуклеиновая кислота - ДНК или РНК (однонитевая или двунитевая). Плюс-однонитевая РНК несет две функции: наследственную и информационную, например у вируса полиомиелита. Минус-однонитевая РНК, как, например, у вируса гриппа, несет только наследственную функцию, и только в процессе репродукции вируса к ней достраивается плюс-нить иРНК. Вокруг нуклеиновой кислоты симметрично располагаются белковые молекулы - капсомеры, составляющие капсид (лат. capsa - коробка). Различают спиральный тип симметрии, когда капсомеры уложены по всей длине молекулы нуклеиновой кислоты, и кубический, когда капсомеры располагаются в виде двадцатигранника (икосаэдра). Вирионы, содержащие только нуклеиновую кислоту и белок, составляют нуклеокапсид. Это простые вирусы, например, ВТМ, вирус полиомиелита. У вирионов сложноорга-низованных вирусов имеется еще поверхностная оболочка - суперкапсид, содержащий, кроме белков, также углеводы, липиды, компоненты клетки хозяина. Строение вириона лежит в основе классификации вирусов. По типу нуклеиновой кислоты их делят на: рибовирусы и дезоксири-бовирусы, далее по структуре вирионов, по месту размножения и по другим признакам проводится деление на семейства и роды. Генотип - это общая сумма генов микроба. В отношении микроорганизмов "генотип" означает то же, что "геном". Фенотип - это весь комплекс свойств микроба, проявление генотипа в определенных, конкретных условиях существования. Генотип - это возможные способности клетки, а фенотип - видимое их проявление. Гены, ответственные за синтез какого-то соединения, обозначают строчными буквами латинского алфавита по названию соединения, например, при наличии гена, кодирующего синтез лейцина, - ieu+, при отсутствии - leu-. Гены, ответственные за резистентность к лекарственным средствам, бактериофагам, ядам, обозначают буквой г (лат. resistentia), а чувствительные - буквой s (лат. sensitiv - чувствительный). Например, чувствительность к стрептомицину обозначают str5, резистентность strr. Фенотип бактерий обозначается теми же знаками, но с прописной буквы: соотвественно Leu+, Leir, Str1, Str8. 43. Виды изменчивости (наследственная и ненаследственная). Начертить схему. Мутации, их разновидности. Мутагены физические, химические и биологические. Наследственность - способность сохранения постоянства специфических свойств организма на протяжении ряда поколений, то есть способность воспроизводить себе подобных. Изменчивость - различие в свойствах между особями одного вида. Различают изменчивость наследственную и ненаследственную. Ненаследственная или фенотипическая изменчивость (модификации) не затрагивает геном микроба, не передается по наследству. Модификации возникают в ответ на изменяющиеся условия окружающей среды. При устранении фактора, вызвавшего модификацию, изменение исчезает. Например, кишечная палочка только в присутствии лактозы продуцирует ферменты, разлагающие этот углевод. Стафилококки образуют фермент, разрушающий пенициллин, только в присутствии этого антибиотика. Примером модификаций является также образование L-форм бактерий под действием пенициллина и возврат к исходной форме после прекращения его действия. Наследственная или генотипическая изменчивость возникает в результате изменения самого генома. Изменение генома может наступить в результате мутаций или рекомбинаций. Мутации (лат. mutatio - изменение) - изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК, в результате которого происходит появление или потеря признака. Таким признаком может быть способность синтезировать какую-либо аминокислоту или резистентность к антибиотику. По происхождению мутации могут быть спонтанными или индуцированными. Индуцированные мутации получают в эксперименте под влиянием мутагенов: радиации, некоторых химических веществ. Спонтанные мутации возникают под влиянием естественных факторов. Частота спонтанных мутаций невелика, в среднем 1 на 10 млн. Образовавшиеся микробы называют мутантами. Если возникшая мутация выгодна для микроба и создает для него преимущества в определенных условиях среды, то мутанты выживают и дают многочисленное потомство. Если же мутация не создает преимуществ, мутанты погибают. Мутации микроорганизмов могут иметь важное практическое значение. Получены штаммы-мутанты грибов и актиномицетов, являющиеся продуцентами антибиотиков во много раз более активных, чем исходные культуры. Из мутантов с ослабленной вирулентностью могут быть получены вакцинные штаммы для получения живых вакцин. ^ (лат. dissociatio - расщепление) - одно из проявлений мутаций. В популяции микроорганизмов появляются особи, вырастающие при посеве на плотную питательную среду в виде гладких S-форм и шероховатых R-форм колоний (англ, smooth - гладкий, rough - шероховатый). S-формы колоний - круглые, влажные, с гладкой блестящей поверхностью, с ровными краями. R-формы колоний неправильной формы, сухие, с изрезанными краями и шероховатой поверхностью. Процесс диссоциации, то есть расщепления особей в популяции, обычно протекает в одном направлении: от S- к R-форме, иногда через промежуточные формы. У большинства видов бактерий вирулентными являются S-формы. Исключение составляют возбудители,чумы, сибирской язвы, туберкулеза. Мутации у вирусов: спонтанные мутации возникают в результате ошибок при репликации генома вируса. Индуцированные мутации происходят под действием мутагенов. Одни из них (азотистая кислота) влияют на внеклеточный вирион, другие (акридин, аналоги азотистых оснований) - на процесс репликации вирусной нуклеиновой кислоты в клетке. Мутанты отличаются от исходных вирусов по строению и величине бляшек, которые они образуют в культуре клеток, по антигенам, по чувствительности к температуре. По происхождению мутагены можно разделить на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды. По природе возникновения мутагены классифицирует на физические, химические и биологические: ^ : ионизирующее излучение; радиоактивный распад; ультрафиолетовое излучение; чрезмерно высокая или низкая температура. Химические мутагены: окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода); алкилирующие агенты (например, иодацетамид); пестициды (например гербициды, фунгициды); некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); продукты переработки нефти; органические растворители; лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты). Биологические мутагены: специфические последовательности ДНК — транспозоны; некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа); продукты обмена веществ (продукты окисления липидов); антигены некоторых микроорганизмов. 44. Генетический обмен у микроорганизмов (рекомбинации): виды рекомбинаций и их характеристика; плазмиды-определение понятия, основные виды и их характеристика. Генетические рекомбинации - (лат. recombinatio - перестановка) у бактерий - это передача генетического материала (ДНК) от клетки-донора к клетке-реципиенту, в результате появляются рекомбинанты с новыми свойствами. Известны три типа генетических рекомбинаций: трансформация, трансдукция, конъюгация (рис.11, табл. 2). Трансформация (лат. transforma-tio - превращение) - передача ДНК в виде свободного растворимого вещества, выделенного из клетки донора, в клетку реципиента. При этом рекомбинация происходит, если ДНК донора и реципиента родственны друг другу, и может произойти обмен гомологичных участков своей и проникшей извне ДНК. Впервые явление трансформации открыл Ф. Гриффите в 1928 г. Он ввел мышам живой невирулентный бескап- сульный штамм пневмококка и одновременно убитый вирулентный кап-сульный штамм пневмококка Мыши погибли, из их крови была выделена живая культура вирулентного капсульного пневмококка Сам Гриффите считал, что трансформация произошла путем поглощения невирулентным пневмококком капсульного вещества вирулентного штамма Позже, в 1944 г О Эвери, К Мак Леод и М Мак-Карти доказали, что трансформирующее вещество - это ДНК, которая является носителем генетической информации Гак впервые была доказана роль ДНК как материального субстрата наследственности Трансдукция (лат transductio - перенос) - передача ДНК от бактерии-донора к бактерии-реципиенту с помощью бактериофага Различают неспецифическую трансдукцию, специфическую и абортивную При неспецифической трансдукции может быть перенесен любой фрагмент ДНК донора При этом ДНК донора попадает в головку бактериофага, не включаясь в его геном Принесенный бактериофагом фрагмент ДНК донора может включиться в хромосому реципиента Таким образом, бактериофаг в этом случае является только переносчиком ДНК, сама фаговая ДНК не участвует в образовании рекомбинанта При специфической трансдукции гены хромосомы донора замещают собою некторые гены бактериофага В клетке реципиента фаговая ДНК вместе с фрагментом хромосомы донора включается в строго определенные участки хромосомы реципиента в виде профага Реципиент становится лизогенным и приобретает новые свойства Трансдукция называется абортивной, если фрагмент ДНК, принесенный бактериофагом, не вступает в рекомбинацию с хромосомой реципиента, а остается в цитоплазме и может кодировать синтез какого-то вещества, но не реплцируется при делении, передается только одной из двух дочерних клеток и затем утрачивается. Конъюгация (лат. conjugatio - соединение) - это переход ДНК из клетки-донора ("мужской") в клетку-реципиент ("женскую") через половые пили при контакте клеток между собой. Донором является "мужская" клетка (F+-клетка), она содержит F-фактор - половой фактор, который кодирует образование половых пилей. Клетки, не содержащие F-фактора (F--клетки), являются женскими. При конъюгации клетки-доноры соединяются с клетками-реципиентами с помощью F-пилей, через которые происходит переход ДНК. Если клетка-реципиент получает F-фактор, она становится "мужской" F+-клеткой. Если F-фактор включен в хромосому, то бактерии способны передавать фрагменты хромосомы и называются Hfr-клетками (англ, high frequency of recombination - высокая частота рекомбинации). При конъюгации хромосома разрывается в месте нахождения F-фактора и реплицируется, причем одна нить ДНК передается в клетку реципиента, а копия остается в клетке донора. F-фактор включается в хромосому в определенном ее участке, поэтому перенос отдельных генов хромосомы совершается в строго определенное время. Таким образом, прерывая процесс конъюгации через разные промежутки времени путем встряхивания взвеси бактерий, можно выяснить, какие признаки передаются за это время. Это позволяет построить карту хромосомы, то есть последовательность расположения генов в хромосоме. Перенос всей хромосомы может длиться до 100 минут. F-фактор при этом переносится последним. !!!Плазмиды: СКАНЕР. 45. Роль мутаций, рекомбинаций и селекции в эволюции микроорганизмов. Генная инженерия и аспекты ее практического использования. Мутации микроорганизмов могут иметь важное практическое значение. Получены штаммы-мутанты грибов и актиномицетов, являющиеся продуцентами антибиотиков во много раз более активных, чем исходные культуры. Из мутантов с ослабленной вирулентностью могут быть получены вакцинные штаммы для получения живых вакцин. При микробиологической диагностике инфекционных заболеваний возникают затруднения в определении вида атипичных микробов, например, бактерий дизентерии, не агглютинирующихся сыворотками. Для их идентификации приходится применять другие методы. В процессе лечения больных инфекционными болезнями создаются препятствия в виде устойчивости возбудителей к антибиотикам, и требуются специальные методы для преодоления лекарственной устойчивости. Селекция в условиях стационаров штаммов микроорганизмов, обладающих множественной лекарственной устойчивостью и высокой вирулентностью для человека, привело к формированию так называемых «госпитальных» штаммов, вызывающих внутрибольничныс инфекции. Такие штаммы известны среди стафилококков, а также среди сальмонелл и других грамотрицательных палочек. Методами направленной мутации и селекции получены живые вакцины, с успехом применяющиеся для профилактики инфекционных болезней. Достижения молекулярной генетики используются для современных методов идентификации микробов: методы индикации нуклеиновых кислот, полимеразная цепная реакция (ПЦР). Полимеразная цепная реакция является высокочувствительной реакцией, т.к. позволяет увеличить число копий исследуемой цепи ДНК в сотни тысяч раз за несколько часов. ПЦР может быть использована особенно тогда, когда в исследуемом материале имеется очень малые концентрации возбудителя или трудно выделить чистую культуру, а также при его высокой антигенной изменчивости. Генетическая инженерия основана на создании рекомбинантных организмов, содержащих встроенные в их хромосому гены, кодирующие продукцию необходимых для производства соединений. Последовательные этапы рекомбинации: 1) получение ДНК. Участки ДНК, то есть гены, кодирующие синтез необходимого вещества, выделяют из хромосомы путем разрезания ферментами (рестриктазами). В некоторых случаях удается получить методом химического синтеза небольшие гены, аналогичные природным; 2) полученный ген (отрезок ДНК) с помощью ферментов (лигаз) соединяют ("сшивают") с другим отрезком ДНК, который будет служить вектором для встраивания гибридного гена в клетку. В качестве вектора можно использовать плазмиды, бактериофаги, вирусы; 3) вектор, несущий встроенный в него ген, встраивается в бактериальную или животную клетку, которая приобретает способность продуцировать не свойственное этой клетке вещество. В качестве таких реципиентов используют клетки Е. coli, P. aeruginosa, дрожжи, вирус осповакцины. Подбирая подходящего реципиента, учитывают выраженность синтеза необходимого вещества. Некоторые штаммы бактерий, получивших чужой ген, способны переключать половину своего потенциала на синтез соединения, кодируемого этим геном. Учитывается также возможность секреции вещества в окружающую среду, возможность культивирования в промышленных масштабах, экологическая безопасность. ^ : интерфероны, интерлейкины, инсулин, гормон роста, вакцина против гепатита В, антигены ВИЧ для диагностики и другие препараты. Методы генетической инженерии перспективны: - для получения антигенов с целью диагностики заболеваний, возбудители которых или не культивируются на питательных средах (сифилис, малярия) или опасны для культивирования; - для получения препаратов, сырье для которых дорогостоящее или дефицитное: интерфероны, инсулин, гормон роста, интерлейкины и другие цитокины, регулирующие иммунитет, а также антитела. 46. Изменчивость микробов и значение ее в диагностике, терапии и профилактике инфекционных заболеваний. Изменчивость у микроорганизмов. У микроорганизмов, как и у других организмов, различают ненаследственную и наследственную И. Изменению могут подвергаться любые морфологические и физиологические признаки: величина и форма микроорганизмов, вид и окраска их колоний, способность усваивать или синтезировать различные органические вещества, болезнетворность и др. Наследственная И. микроорганизмов — результат мутаций, возникающих спонтанно или вызываемых физическими или химическими мутагенами (ультрафиолетовые лучи, ионизирующая радиация, этиленимин и др.). У мутантов могут резко усиливаться или снижаться такие количественные признаки, как способность к биосинтезу аминокислот, антибиотиков, ферментов, витаминов и т. п. Возникают так называемые дефицитные мутанты, способные расти только при добавлении к среде определённых аминокислот, пуринов, пиримидинов и др. Микроорганизмы размножаются очень быстро. Поэтому на них легче изучать все формы И., а также осуществлять искусственный отбор полезных мутантов. Так, при непрерывном культивировании соответствующих микроорганизмов (проточные культуры) в питательной среде, содержащей, например, антибиотик, фенол или сулему, легко могут быть получены формы, устойчивые к данному веществу (адаптивная И.). Наблюдаются у микроорганизмов и взаимосвязанные изменения (коррелятивная И.). Так, возникновение у болезнетворных микробов складчатых колоний сопровождается снижением их иммуногенности. У микроорганизмов, имеющих истинный половой процесс (некоторые плесневые грибы, спорогенные дрожжи), возможно скрещивание, сопровождающееся перекомбинированием генов и получением гибридов. У несовершенных грибов и бактерий, лишённых истинного полового процесса, такие гибриды не могут быть получены. 47. Микрофлора в организме человека, ее роль в норме (полезная) и патологии. Характеристика микрофлоры кожи и слизистых дыхательных путей и полости рта. Возрастные изменения микрофлоры организма человека. Взаимоотношения микробов и макроорганизма В отличие от свободноживущих микробов, которые адаптировались к условиям существования на неживых объектах внешней среды, микробы-симбионты в процессе эволюции приспособились к условиям симбиоза (греч. simbiosis - сожительство) с организмом хозяина. Различают формы симбиоза: мутуализм, комменсализм, паразитизм. Мутуализм (лат. mutuus - взаимный) - взаимно полезное сожительство. Например, для человека полезными симбионтами являются молочнокислые бактерии - антагонисты гнилостной микрофлоры кишечника. Комменсализм (фр. commensal - сотрапезник) - сожительство, односторонне полезное для одного из симбионтов, не причиняющее вреда другому. Например, комменсалом человека является непатогенная кишечная амеба, питающаяся остатками пищи и не причиняющая человеку вреда. Эти две формы симбиоза характерны для нормальной микрофлоры организма здорового человека. Паразитизм (греч. parasites - нахлебник) - взаимоотношения, при которых микроорганизм, питаясь за счет хозяина, причиняет ему вред. К паразитам относятся микробы - возбудители инфекционных заболеваний. Характеристика микрофлоры организма человека Микрофлора организма человека является результатом взаимного приспособления в процессе взаимодействия микроорганизмов и хозяина. Все многообразие микробов, встречающихся в организме человека, можно условно разделить на три группы: ^ - микробы, случайно попавшие в организм, не имеющие приспособлений для выживания в нем. Резидентная микрофлора - микробы постоянно живущие, приспособившиеся к существованию в определенных областях организма, преимущественно полезные для него. Условно-патогенные, способные вызвать заболевание при ослаблении сопротивляемости организма, при нарушении нормальной микрофлоры. Организм ребенка при рождении свободен от микробов, но уже в процессе родов и в первые дни жизни микробы заселяют поверхность тела, ротовую полость, дыхательные пути, кишечник. В дальнейшем при взаимодействии микробов с организмом ребенка, в результате взаимной адаптации одни микробы будут удалены, другие приживутся. При этом для каждой области организма характерны определенные виды. Свободны от микрофлоры кровь и внутренние органы, не сообщающиеся с внешней средой, такие как мозг, сердце, печень, селезенка и другие. В норме не имеют резидентной микробной флоры такие органы, как матка, мочевой пузырь, легкие. Значение микрофлоры организма человека И.И. Мечников еще в 1907-1908 годах высказал предположение, что микрофлора организма может быть для человека полезной, вредной или безразличной. Как правило, при физиологических условиях, в местах обычного своего обитания, микроорганизмы оказывают положительное действие. Они обладают антагонистическими свойствами по отношению к патогенным микробам; способствуют созреванию иммунной системы; способствуют пищеварению; синтезируют некоторые витамины. В то же время при попадании микробов в необычное место обитания возможно развитие воспалительного процесса, например, перитонита при ранении в живот и повреждении кишечника. Кроме того, кишечные микроорганизмы продуцируют вредные для человека продукты гниения. И, наконец, в процессе эволюционного развития происходит отщепление патогенных вариантов бактерий, например, Е. coli. Микрофлора кожи. На поверхности кожи обитают, главным образом, транзиторные микробы: сарцины, стафилококки, коринебактерии; в глубоких слоях кожи постоянным обитателем является эпидермальный стафилококк. Кожа, в особенности чистая, обладает бактерицидностью благодаря действию выделений потовых и сальных желез. Полость рта наиболее богата по разнообразию видов бактерий, грибов, простейших, вирусов. Постоянные обитатели способны к адгезии - прикреплению к поверхности зубов или слизистой оболочки. Состав микрофлоры зависит от состояния организма, от состава пищи, от гигиены полости рта. Микрофлора дыхательных путей. Микроорганизмы, содержащиеся во вдыхаемом воздухе, большей частью погибают в полости носа. Постоянными обитателями здесь являются микрококки, стафилококки, дифтероиды, нейссерии. Трахея и бронхи свободны от постоянной микрофлоры. 48. Микрофлора толстого кишечника. Основные представители аэробной и анаэробной микрофлоры, их соотношение. Дисбактериоз: определение понятия, факторы его вызывающие, способы предупреждения, препараты для восстановления микрофлоры кишечника. Микрофлора толстой кишки наиболее обильна по количеству микробов. Состав ее формируется в течение первых месяцев жизни и зависит от способа вскармливания. Вскоре после рождения у грудных детей, питающихся молоком матери, формируется стабильная кишечная микрофлора, состоящая, в основном, из анаэробных неспоровых грам-положительных Bacterium bifidum и факультативно-анаэробных молочнокислых грамположительных Bacterium acidophilum. Эта бифидум-флора является основой микрофлоры толстой кишки здоровых детей первых месяцев жизни. В этом возрасте такие обычные для взрослых бактерии, как кишечная палочка, могут вызвать патологический процесс. Поэтому даже лечебные препараты, содержащие живые кишечные палочки (колибактерин, бифпкол) назначаются только после 6-месячного возраста. У детей, вскармливаемых искусственно, в кишечной флоре, кроме молочнокислых бактерий, встречаются кишечные палочки, стафилококки, энтерококки, другие микробы, и у таких детей чаще возникают кишечные заболевания. У более старших детей и у взрослых в кишечной микрофлоре также преобладают анаэробы: грамположительные бифидумбактерии и грамотрицательные анаэробные бактероиды. На них приходится 96-99% всей микрофлоры. От 1 до 4% составляют факультативные анаэробы - кишечные палочки, энтерококки, лактобактерии; на долю остаточной микрофлоры - стафилококков, протея, дрожжей, клостридий -приходится менее 1%. Микрофлора толстой кишки, в основном, является полезной для человека. Бактерии, тесно связанные со слизистой оболочкой благодаря адгезии (главным образом, бифидо- и лактобактерии), образуют на ее поверхности биологическую пленку, препятствующую размножению и проникновению патогенных микробов. Кроме того, микробная флора является антагонистом гнилостной микрофлоры, а также играет роль в водно-солевом обмене, в превращении пищеварительных ферментов, в продукции витаминов. И.И. Мечников еще в 1907-1908 годах высказал предположение, что микрофлора организма может быть для человека полезной, вредной или безразличной. Как правило, при физиологических условиях, в местах обычного своего обитания, микроорганизмы оказывают положительное действие. Они обладают антагонистическими свойствами по отношению к патогенным микробам; способствуют созреванию иммунной системы; способствуют пищеварению; синтезируют некоторые витамины. В то же время при попадании микробов в необычное место обитания возможно развитие воспалительного процесса, например, перитонита при ранении в живот и повреждении кишечника. Кроме того, кишечные микроорганизмы продуцируют вредные для человека продукты гниения. И, наконец, в процессе эволюционного развития происходит отщепление патогенных вариантов бактерий, например, Е. coli. Дисбактериоз - это нарушение количественного и качественного состава нормальной микрофлоры. Причинами дисбактериоза могут быть: - кишечные заболевания, например дизентерия; - заболевания иной локализации; - длительное применение антибиотиков и антисептиков, которые угнетают развитие одних видов микробов и не влияют на другие; в результате наступает бесконкурентное размножение стафилококков, протея, грибов Candida; - снижение иммунитета, вызванное облучением, лечением иммунодепрессантами. Чаще всего в клинической практике сталкиваются с дисбактериозом кишечника. Диагноз дисбактериоза устанавливается бактериологическими исследованиями, путем посевов на питательные среды и определения количественных соотношений разных видов микробов. Дисбактериоз проявляется клинически примерно в половине случаев, в виде кишечных расстройств Нормальная микрофлора кишечника, нарушенная из-за лечения антибиотиками, восстанавливается обычно в течение месяца после прекращения лечения. Для предотвращения и устранения дисбактериоза применяется бак-териотерапия с помощью биологических бактериальных препаратов (ББП), в отношении которых применяются также термины: пробио-тики, эубиотики. ББП содержат живые культуры бактерий: кишечной палочки, бифидобактерий, лактобактерий. |
Похожие:
 | Рабочая тетрадь по микробиологии, вирусологии, иммунологии. Методические материалы для самостоятельной работы студентов по микробиологии,... | | Значение медицинской микробиологии и иммунологии в практической деятельности врача-стоматолога |
| Рудаков Н. В. Краткий курс лекций по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. Часть Частная микробиология и вирусология:... | | Предмет, задачи и основные этапы развития медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии |
| Место микробиологии и иммунологии в современной медицине. Роль микробиологии и иммунологии в подготовке врачей-клиницистов и врачей... | | |
| Вы можете воспользоваться: атласом по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии и тетрадями для практических занятий | | Основные этапы развития микробиологии(М) и иммунологии(И). Работы Пастера, Коха и их значение в развитии М. и И |
| Место микробиологии и иммунологии в современной медицине. Роль микробиологии и иммунологии в подготовке врачей-клиницистов и врачей... | | Место микробиологии и иммунологии в современной медицине. Роль микробиологии и иммунологии в подготовке врачей-клиницистов и врачей... |