Экзаменационные вопросы для фармацевтов 2013год

Общая микробиология. Иммунология и иммунологические реакции.

1. Основные этапы развития микробиологии, вирусологии, иммунологии. Работы Л.Пастера, Р.Коха, Д.И.Ивановского, И.И.Мечников и их значение для микробиологии, вирусологии, иммунологии. Микробиология (от греч. mikros – малый, bios – жизнь, logos - учение) – наука, изучающая организмы, неразличимые невооруженной оптикой глазом, которые за свои микроскопические размеры названы микроорганизмами.  Предмет изучения: строение, жизнедеятельность, закономерности и условия развития микроорганизмов, использование их полезных свойств и устранение вредных.  Различают:  - общую (изучает основные закономерности развития и жизнедеятельности микробов и их роль в природе; является основой для других направлений),  - медицинскую (изучает патогенные для человека микробы, разрабатывает методы профилактики, диагностики и лечения болезней),  - ветеринарную, сельскохозяйственную (изучает роль микробов в почвообразовательных процессах, увеличение плодородия почвы и т.д.),  - техническую (изучает научные основы использования действия микробов в промышленности с целью создания полезных продуктов, разрабатывание методов предохранения различного сырья от порчи) - водную (изучает микрофлору различных водоемов, питьевой воды, роль микробов при очистке сточных вод),  - экологическую и др. микробиологии.  ^ Объектами исследования являются - бактерии (бактериология),  - вирусы (вирусология) - грибы (микология)и т. д. Основные этапы развития микробиологии. 5 периодов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический, молекулярно-генетический

1. Эвристический: IV-III тыс. до н.э. – эмпирические знания. Гиппократ: предполагал о природе заразности заболеваний. Факасторо: идея о живом контагии, вызывающем болезни; рекомендовал изолировать больных и надевать маски

2. Морфологический: 

Открытие в 1676г. ^ Антонием ван Левенгуком; изготовление линз, увеличивающих в 200-300 раз. Описал и зарисовал многие микроорганизмы, обнаруженные в различных настоях, в колодезной воде, на мясе и др. объектах. Назвал микробы «анималькулюсами».  3) Физиологический:  ^ Луи Пастер (1822-1895) французский ученый-химик; основоположник микробиологии, иммунологии, биотехнологии; опроверг теорию самосарождения, заложил основы дезинфекции, асептики и антисептики; открыл возбудителей сибирской язвы, родильной горячки, фурункулёза; разработал вакцины против сибирской язвы, бешенства, куриной холеры; показал, что микробы различаются не только внешним видом, но и характером жизнедеятельности; они вызывают разнообразные химические превращения в субстратах, на которых развиваются; он изучал различные виды брожения (спиртовое, маслянокислое), доказал существование анаэробных организмов  Значительным вкладом в микробиологию явились исследования немецкого ученого ^ Роберта Коха (1843-1910). Им были введены в практику плотные питательные среды для выращивания микробов; это позволило разработать методы выделения (изолирования) микробов в «чистые культуры», т. е. культуры каждого вида в отдельности, развившиеся в одной клетке. Ввел окраску анилиновыми красителями. Микрофотографии. Изучал возбудителей сибирской язвы, туберкулеза, холеры и др. заразных болезней; Сформулировал триаду Коха-Генле: найди, докажи, уничтожь. В 1905 – нобелевская премия. Д.И.Ивановский: русский ботаник. Открыл вирус «табачной мозаики». Является основоположником вирусологии. 4) Иммунологический: Многочисленные открытия в области микробиологии во второй половине XIX в. способствовали началу бурного развития иммунологии. ^ И. И. Мечников (1845-1916) разработал фагоцитарную теорию иммунитета - невосприимчивости организма к заразным болезням. Ему принадлежит идея использования антагонистических отношений между микробами, что легло в основу современного учения об антибиотиках; с ним связано развитие микробиологии в России; он организовал первую в России бактериологическую лабораторию (в Одессе). В 1903 – нобелевская премия. ^ Пауль Эрлих: немецкий химик. Разработал теорию гуморальной защиты организма антителами. Получил Нобелевскую премию в 1908г.  5) Молекулярно-генетический:  ^ Стенли Прузинер: американский биолог. Открыл прионы-эндогенные клеточные образование, связанные с ошибками биосинтеза белка, которые обусловлены мутацией генов, ошибвами трансляции, процессами протеолиза ^ Н. Ф. Гамалея (1859 - 1949) изучал вопросы медицинской микробиологии; открыл станцию по прививкам против бешенства; описал явление бактериофагов.

Основные этапы развития микробиологии и иммунологии.

Историю развития микробиологии можно разделить на пять этапов: эвристический, морфологический, физиологический, им­мунологический и молекулярно-генетический.

Пастер сделал ряд выдающихся от­крытий. За короткий период с 1857 по 1885 г. он доказал, что брожение (молочнокислое, спиртовое, уксуснокислое) не явля­ется химическим процессом, а его вызывают микроорганизмы; опроверг теорию самозарождения; открыл явление анаэробио­за, т.е. возможность жизни микроорганизмов в отсутствие кис­лорода; заложил основы дезинфекции, асептики и антисепти­ки; открыл способ предохранения от инфекционных болезней с помощью вакцинации.

Многие открытия Л. Пастера принесли человечеству огром­ную практическую пользу. Путем прогревания (пастеризации) были побеждены болезни пива и вина, молочнокислых продук­тов, вызываемые микроорганизмами; для предупреждения гной­ных осложнений ран введена антисептика; на основе принципов Л. Пастера разработаны многие вакцины для борьбы с инфекционными болезнями.

Однако значение трудов Л. Пастера выходит далеко за рамки только этих практических достижений. Л. Пастер вывел микро­биологию и иммунологию на принципиально новые позиции, показал роль микроорганизмов в жизни людей, экономике, про­мышленности, инфекционной патологии, заложил принципы, по которым развиваются микробиология и иммунология и в наше время.

Л. Пастер был, кроме того, выдающимся учителем и органи­затором науки.

Работы Л. Пастера по вакцинации открыли новый этап в раз­витии микробиологии, по праву получивший название имму­нологического.

Принцип аттенуации (ослабления) микроорганизмов с помо­щью пассажей через восприимчивое животное или при выдерживании микроорганизмов в неблагоприятных условиях (темпе­ратура, высушивание) позволил Л. Пастеру получить вакцины против бешенства, сибирской язвы, куриной холеры; этот прин­цип до настоящего времени используется при приготовлении вакцин. Следовательно, Л. Пастер является основоположником научной иммунологии, хотя и до него был известен метод пре­дупреждения оспы путем заражения людей коровьей оспой, разработанный английским врачом Э. Дженнером. Однако этот метод не был распространен на профилактику других болезней.

Роберт Кох. Физиологический период в развитии микробиологии связан также с именем немецкого ученого Роберта Коха, которому при­надлежит разработка методов получения чистых культур бактерий, окраски бактерий при микроскопии, микрофотографии. Известна также сформулированная Р. Кохом триада Коха, которой до сих пор пользуются при установлении возбудителя болезни.

После работ Л. Пастера появилось множество исследований, в которых пытались объяснить причины и механизмы формиро­вания иммунитета после вакцинации. Выдающуюся роль в этом сыграли работы И. И. Мечникова и П. Эрлиха.

Д.И.Ивановский (1864— 1920) открыл вирусы — представителей царства Vira. Один из основоположников вирусологии. Впервые открыл проходящий через бактериологические фильтры возбудитель табачной мозаики, названный впоследствии вирусом. Труды по фитопатологии и физиологии растений.

Исследования И. И. Мечни­кова (1845—1916) показали, что большую роль в формировании иммунитета играют особые клетки — макро- и микрофаги. Эти клетки поглощают и переваривают чужеродные частицы, в томчисле бактерии. Исследования И. И. Мечникова по фагоцитозу убедительно доказали, что, помимо гуморального, существует клеточный иммунитет. И. И. Мечников, ближайший помощник и последователь Л. Пастера, заслуженно считается одним из ос­новоположников иммунологии. Его работы положили начало изу­чению иммунокомпетентных клеток как морфологической основы иммунной системы, ее единства и биологической сущности.

2. Понятие об инфекции. Условия возникновения инфекционного процесса. Термин инфекция или синоним инфек­ционный процесс обозначает совокупность физиологических и патологических восста­новительно-приспособительных реакций, возникающих в восприимчивом макроор­ганизме при определенных условиях окру­жающей внешней среды в результате его взаимодействия с проникшими и размно­жающимися в нем патогенными или ус­ловно-патогенными бактериями, грибами и вирусами и направленных на поддержание постоянства внутренней среды макроорга­низма (гомеостаза). Сходный процесс, но вызванный простейшими, гельминтами и насекомыми — представителями царства Animalia, носит название инвазия.

В основе инфекционного процесса лежит феномен паразитизма, т. е. такой формы взаи­моотношений между двумя организмами раз­ных видов, при которой один из них, называ­емый паразитом, использует другого, называ­емого хозяином, в качестве источника питания и как место постоянного или временного обитания, причем оба организма находятся между собой в антагонистических отноше­ниях. В отличие от сапрофитического обра­за существования паразитизм — это жизнь в живой среде. Неотъемлемым критерием па­разитизма является патогенное воздействие паразита на организм хозяина и ответная, защитная реакция со стороны организма хо­зяина. Паразитизм — свойство, закрепленное за видом и передающееся по наследству. Все возбудители инфекционных и инвазионных болезней человека, животных и растений от­носятся к паразитам, т. е. способны к парази­тической форме существования в живой сис­теме.

Возникновение, течение и исход инфекци­онного процесса определяются тремя группа­ми факторов: 1) количественные и качествен­ные характеристики микроба — возбудителя инфекционного процесса; 2) состояние макроорганизма, степень его восприимчивости к микробу; 3) действие физических, химичес­ких и биологических факторов окружающей микроб и макроорганизм внешней среды, которая и обуславливает возможность уста­новления контактов между представителями разных видов, общность территории обита­ния разных видов, пищевые связи, плотность и численность популяций, особенности пере­дачи генетической информации, особенности миграции и т. д. При этом по отношению к человеку под условиями внешней среды прежде всего следует понимать социальные условия его жизнедеятельности. Первые два биологических фактора являются непос­редственными участниками инфекционного процесса, развивающегося в макроорганизме под действием микроба. При этом микроб определяет специфичность инфекционного процесса, а решающий интегральный вклад в форму проявления инфекционного процесса, его длительность, степень тяжести проявлений и исход вносит состояние макроорганизма, пре­жде всего факторы его неспецифической ре­зистентности, на помощь которым приходят факторы специфического приобретенного иммунитета. Третий, экологический, фактор оказывает на инфекционный процесс опос­редованное воздействие, снижая или повы­шая восприимчивость макроорганизма, либо снижая и повышая инфицирующую дозу и вирулентность возбудителя, активируя меха­низмы заражения и соответствующие им пути передачи инфекции, и т. д.

3. Место микробиологии иммунологии в современной медицине. Микробиология — наука, изучающая строение, жизнедеятельность и экологию микроорганизмов — мельчайших форм жизни растительного или животного происхождения, не видимых невооруженным глазом. Микробиология изучает всех представителей микромира (бактерии, грибы, простейшие, вирусы). По своей сути микробиология является биологической фундаментальной наукой.

Для изучения микроорганизмов она использует методы других наук, прежде всего физики, биологии, биоорганической химии, молекулярной биологии, генетики, цитологии, иммунологии. Как и всякая наука, микробиология подразделяется на общую и частную.

Общая микробиология изучает закономерности строения и жизнедеятельности микроорганизмов на всех уровнях — молекулярном, клеточном, популяционном; генетику и взаимоотношения их с окружающей средой.

Предметом изучения частной микробиологии являются отдельные представители микромира в зависимости от проявления и влияния их на окружающую среду, живую природу, в том числе человека. К частным разделам микробиологии относятся: медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая (раздел биотехнологии), морская, космическая микробиология. Многочисленные открытия в области микробиологии, изучение взаимоотношений между макро- и микроорганизмами во второй половине XIX в. способствовали началу бурного развития иммунологии.

Вначале иммунология рассматривалась как наука о невосприимчивости организма к инфекционным болезням. В настоящее время она стала общемедицинской и общебиологической наукой. Доказано, что иммунная система служит для защиты организма не только от микробных агентов, но и от любых генетически чужеродных организму веществ с целью сохранения постоянства внутренней среды организма, т.е. гомеостаза. Иммунология является основой для разработки лабораторных методов диагностики, профилактики и лечения инфекционных и многих неинфекционных болезней, а также разработки иммунобиологических препаратов (вакцин, иммуноглобулинов, иммуномодуляторов, аллергенов, диагностических препаратов). Разработкой и производством иммунобиологических препаратов занимается иммунобиотехнология — самостоятельный раздел иммунологии.  Современная медицинская микробиология и иммунология достигли больших успехов и играют огромную роль в диагностике, профилактике и лечении инфекционных и многих не инфекционных болезней, связанных с нарушением иммунной системы (онкологические, аутоиммунные болезни, трансплантация органов и тканей и др.).

4. Формы инфекционного процесса. Инфекции различают экзогенные и эндогенные.

Экзогенные инфекции возникают в результате поступления возбудителя в организм из окружающей среды.

Причиной возникновения инфекционного заболевания при эндогенной инфекции становятся возбудители, находящиеся в организме в составе нормальной или транзиторной микрофлоры и проявляющие патогенные свойства при ослаблении защитных факторов макроорганизма в силу каких то обстоятельств (голодание, стрессовая ситуация, переутомление, авитаминоз и пр.)

По продолжительности течения заболевания различают острые и хронические инфекции.

Острые инфекции характеризуются сравнительно кратковременным (от одной недели до одного месяца) течением. К остро протекающим инфекциям относят грипп, корь, холера, сальмонеллезы, дифтерия, брюшной тиф и др.

Хронические инфекции характеризуются затяжным течением (от нескольких месяцев до нескольких лет). К хроническим инфекциям относятся малярия, сифилис, лепра, туберкулез, лепра и др.

Если инфекция вызвана одним возбудителем, то ее называют моноинфекцией. При заражении организма одновременно двумя – тремя различными возбудителями говорят о смешанной инфекции (например, грипп и гепатит, бруцеллез и пневмония и др.).

От смешанных инфекций следует отличать вторичную инфекцию, когда к основному заболеванию присоединяется инфекция, вызванная другим возбудителем (например, к гриппу присоединяется пневмония).

Реинфекцией называют такое состояние, когда возникло повторное заболевание в результате нового заражения тем же видом возбудителя. Если заболевание возобновилось до выздоровления в результате инфицирования тем же возбудителем, говорят о суперинфекции. Такие инфекции наблюдаются при гонорее, сифилисе.

Рецидив – возврат симптомов заболевания, которое возникает без повторного инфицирования за счет оставшихся в организме возбудителей.

Некоторые инфекции могут протекать скрытно, без клинических проявлений. Такие инфекции называют латентными (бессимптомно может протекать туберкулез).

Одной из форм инфекции, протекающей без признаков болезни, является микробоносительство. Он формируется чаще после перенесенного заболевания, когда наступает клиническое выздоровление, но возбудители продолжают оставаться в организме переболевшего и продолжают выделяться в окружающую среду (например, носительство стафилококков, холерного вибриона, возбудителей брюшного тифа, дизентерии и т.д.). В некоторых случаях микробоносительство может развиться у здоровых лиц, не болевших, но контактировавших с больными или с носителями микробов.

В зависимости от локализации возбудителей в организме больного различают очаговую инфекцию, при которой микробы находятся в местном очаге, не распространяются за его пределы (ангина, фурункулез), и генерализованную, когда факторы агрессии микроорганизмов превышают силу защитных механизмов макроорганизма и возбудители из местного очага распространяются по всему организму.

Состояние, при котором возбудители инфекции циркулируют в течение определенного времени в крови, но не размножаются в ней (например, возбудители брюшного тифа), называется бактериемией.

В том случае, когда возбудители длительно находятся в крови, накапливаются там и даже размножаются, возникает сепсис или септицемия. Такое наполнение крови микроорганизмами бывает при чуме, сибирской язве. Сепсис вызывают также и гноеродные кокки.

Особой чертой сепсиса является то, что клиническая картине не зависит от вида возбудителя. Образование в результате сепсиса гнойных очагов в различных органах называется септикопиемией.

Циркуляция в крови токсина называется токсинемией. Циркуляция в крови вирусов называется вирусемией.

5. Структура и химический состав бактериальной клетки. Особенности строения грамотрицательных и грамположительных бактерий.   Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и ядерного аппарата, называемого нуклеоидом. Имеются другие структуры: мезосома, хроматофоры, тилакоиды, вакуоли, включения полисахаридов, жировые капельки, капсула (микрокапсула, слизь), жгутики, пили. Некоторые бактерии способны образовывать споры. Структуру и морфологию бактерий изучают с помощью различных методов микроскопии: световой, фазово-контрастной, интерференционной, темнопольной, люминесцентной и электронной.

Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и ядерного аппарата, называемого нуклеоидом. Имеются другие структуры: мезосома, хроматофоры, тилакоиды, вакуоли, включения полисахаридов, жировые капельки, капсула (микрокапсула, слизь), жгутики, пили. Некоторые бактерии способны образовывать споры. Структуру и морфологию бактерий изучают с помощью различных методов микроскопии: световой, фазово-контрастной, интерференционной, темнопольной, люминесцентной и электронной.

Обозначения: 1-гранулы поли-β-оксимасляной кислоты;  2-жировые капельки; 3-включения серы; 4-трубчатые тилакоиды; 5-пластинчатые тилакоиды; 6-пузырьки; 7-хроматофоры; 8-нуклеоид; 9-рибосомы; 10-цитоплазма; 11-клеточная стенка; 12-цитоплазматическая мембрана; 13-мезосома; 14-вакуоли; 15ламелярные структуры; 16гранулы полисахарида; 17гранулы полифосфата.

Клеточная стенка

В клеточной стенки грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липидов, белков. Основным компонентом клеточной стенки этих бактерий является многослойный пептидогликан (муреин, мукопептид), составляющий 40—90% массы клеточной стенки. С пептидогликаном клеточной стенки грамположительных бактерий ковалентно связаны тейхоевые кислоты (от греч. teichos — стенка). В состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий входит наружная мембрана, связанная посредством липопротеина с подлежащим слоем пептидогликана. На ультратонких срезах бактерий наружная мембрана имеет вид волнообразной трехслойной структуры, сходной с внутренней мембраной, которую называют цитоплазматической. Основным компонентом этих мембран является бимолекулярный (двойной) слой липидов. Внутренний слой наружной мембраны представлен фосфолипидами, а в наружном слое расположен липополисахарид (ЛПС). Липополисахарид наружной мембраны состоит из трех фрагментов: липида А - консервативной структуры, практически одинаковой у грамотрицательных бактерий; ядра, или стержневой, коровой части (лат. core — ядро), относительно консервативной олигосахаридной структуры (наиболее постоянной частью ядра ЛПС является кетодезоксиоктоновая кислота); высоковариабельнои О-специфической цепи полисахарида, образованной повторяющимися идентичными олигосахаридными последовательностями (О-антиген). Белки матрикса наружной мембраны пронизывают ее таким образом, что молекулы белка, называемые поринами, окаймляют гидрофильные поры, через которые проходят вода и мелкие гидрофильные молекулы. При нарушении синтеза клеточной стенки бактерий под влиянием лизоцима,  пенициллина, защитных факторов организма образуются клетки с измененной (часто шаровидной) формой: протопласты — бактерии, полностью лишенные клеточной стенки; сферопласты - бактерии с частично сохранившейся клеточной стенкой. Бактерии сферо- или протопластного типа, утратившие способность к синтезу пептидогликана под влиянием антибиотиков или других факторов и способные размножаться, называются L-формами. Они представляют собой осмотически чувствительные, шаровидные, колбовидные клетки различной величины, в том числе и проходящие через бактериальные фильтры. Некоторые L-формы (нестабильные) при удалении фактора, приведшего к изменениям бактерий, могут реверсировать, «возвращаясь» в исходную бактериальную клетку. Между наружной и цитоплазматической мембранами находится периплазматическое пространство, или периплазма, содержащая ферменты (протеазы, липазы, фосфатазы, нуклеазы, бета-лактомазы) и компоненты транспортных систем.

Цитоплазматическая мембрана

Цитоплазматическая мембрана при электронной микроскопии ультратонких срезов представляет собой трехслойную мембрану (2 темных слоя толщиной по 2,5 нм разделены светлым - промежуточным). По структуре она похожа на плазмалемму клеток животных и состоит из двойного слоя фосфолипидов с внедренными поверхностными, а также интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны. При избыточном росте (по сравнению с ростом клеточной стенки) цитоплазматическая мембрана образует инвагинаты — впячивания в виде сложно закрученных мембранных структур, называемые мезосомами. Менее сложно закрученные структуры называются внутрицитоплазматическими мембранами.