Вопросы для устной части экзамена

2. История развития микробиологии. Кто и когда впервые увидел и описал микробы, назовите основные этапы развития микробиологии, работы Луи Пастера, работы Роберта Коха, открытие Д.И. Ивановского. Назовите основные этапы развития микробиологии.

Исторические этапы развития микробиологии.

Выделяют 5 исторических периода развития и становления микробиологии как науки.

1. Эвристический период.

Многие тысячелетия человечество пользовалось плодами жизнедеятельности микроорганизмов, не подозревая об их существовании. Хотя мысль о наличии в природе невидимых живых существ возникала у многих исследователей. Гиппократ, Парацельс (VI век до н.э.) высказывали предположение о том, что «миазмы», обитающие в болотах, вызывают различные болезни у человека, попадая в его организм через рот. В наиболее законченной форме идею сформулировал Джироламо Фракосторо: заражение человека может происходить тремя путями – при непосредственном соприкосновении, опосредованно (через предмет) и на расстоянии, но при обязательном участии контагий («зародышей болезней»). Однако это были гипотезы, доказательств которых у них не было.

2. Описательный период (морфологический) – охватывает вторую половину XVIII века и продолжается до середины XIX века. Связан с созданием микроскопа и открытием микроскопических существ, невидимых глазом человека. Первый микроскоп был создан в 1590 г. Гансом и Захарием Янсенами, но у него было увеличение всего лишь в 32 раза. Голландский натуралист Антоний Левенгук (1632-1723 гг.) сконструировал микроскоп с увеличением в 160-300 раз, при помощи которого ему удалось обнаружить мельчайших «живых зверьков» (анималькусов) в дождевой воде, зубном налете и других материалах. Зарисованные им формы микроорганизмов были удивительно правдивы.

В этот же период в 1771 г. выдающийся русский врач Данило Самойлович (1744-1805 гг.) в опыте самозаражения гноем больных чумой доказал роль микроорганизмов в этиологии чумы и возможность предохранения людей от чумы с помощью прививок. Д.С. Самойлович был убежденным сторонником живой природы возбудителя чумы и за 100 с лишним лет до открытия этого микроба пытался обнаружить его. Лишь несовершенство микроскопов того времени помешало ему сделать это. Он предположил возможность искусственного создания невосприимчивости к инфекционному агенту и даже предпринял попытку создания противочумной вакцины. Эти исследования предшествовали работам Э. Дженнера. Работы Д.С. Самойловича внесли большой вклад в разработку мероприятий по борьбе с чумой.

В 1796 г. Эдвард Дженнер (1749-1823 гг.) создал и успешно применил вакцину для профилактики натуральной оспы, взяв материал от доярки, больной коровьей оспой.

3. Физиологический период (Пастеровский) (вторая половина XIX века) – «золотой век» микробиологии. С момента обнаружения микроорганизмов, возник вопрос не только об их роли в патологии человека, но и об их устройстве, биологических свойствах, процессах жизнедеятельности, экологии и т.д. Поэтому с середины XIX века началось интенсивное изучение физиологии бактерий.

Л. Пастер (1822-1895 гг.) – основатель французской школы микробиологии (химик по образованию, талантливый экспериментатор, сделал ряд фундаментальных открытий во многих областях науки, в том числе и в микробиологии), его основные достижения:

• открытие бактериальной природы брожения и гниения при изучение болезней вина и

пива;

• предложение мягкого метода стерилизации – пастеризации;

• доказательство невозможности самопроизвольного зарождения жизни (если

стерильный бульон оставить в открытой колбе, то он прорастет, но если стерильный бульон поместить в колбу, сообщающуюся с воздухом через спиральную трубку, то бульон не прорастет, т.к бактерии осядут на изогнутых частях трубки);

• создание основ вакцинного дела;

• разработка и получение вакцины против бешенства, сибирской язвы у животных и куриной холеры;

• открытие возбудителей сибирской язвы (Bacillus anthracis), родовой горячки (стрептококки), фурункулеза (стафилококки).

Р. Кох (1843-1910 гг.) – основатель школы немецких микробиологов, его достижения:

• внедрение в практику микробиологии анилиновых красителей, иммерсионной системы, плотных питательных сред;

• открытие возбудителей туберкулеза и холеры у человека;

• сформулирована триаду критериев, по которым можно было установить связь инфекционного заболевания с определенным микроорганизмом (триада Генле-Коха – эти принципы до Коха выдвигал Генле, а Кох сформулировал и развил):

1. микроб, предполагаемый в качестве возбудителя болезни, всегда должен обнаруживаться только при данном заболевании, не выделяясь при других болезнях и от здоровых людей;

2. данный микроб должен быть выделен в чистой культуре;

3. чистая культура этого микроба должна вызывать у экспериментального животного заболевание с клинической и паталогоанатомической картиной, свойственной заболеванию человека.

Сейчас эта триада имеет относительное значение, установление роли микроорганизма в развитии инфекционного заболевания не всегда укладывается в рамки триады.

4. Иммунологический период (конец XIX – начало XX веков), связан с работами И.И. Мечникова и П. Эрлиха.

И.И. Мечников (1845-1916 гг.) – один из основоположников иммунологии, описал явление фагоцитоза (клеточная теория иммунитета).

Пауль Эрлих (1854-1915 гг.) сформулировал теорию гуморального иммунитета, объяснив происхождение антител и их взаимодействие с антигенами.

В 1908 г. И.И. Мечникову и П. Эрлиху была присуждена Нобелевская премия за работы в области иммунологии.

Конец XIX ознаменовался эпохальным открытием царства вирусов.

Д.И. Ивановский (1864-1920 гг.) – первооткрыватель вирусов. Будучи сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета в 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака пришел он к выводу, что заболевание вызвано фильтрующимся агентом, впоследствии названным вирусом.

24. Влияние температуры на рост и размножение микробов. Характеристика групп: психрофилы, мезофилы, термофилы. Действие высоких температур на микроорганизмы.

Температура среды – один из основных факторов, определяющих интенсивность развития микроорганизмов. Каждый микроорганизм может расти и размножаться только в определенных пределах температуры (выделяют минимальную/ максимальную температуру – за их пределами рост микроорганизмов прекращается и оптимальную температуру – наиболее благоприятную для роста и размножения).

По отношению к температуре выделяют три группы микроорганизмов:

1. Термофилы (от греч. thermos – тепло, phileo – любить, т.е. теплолюбивые) – живут при температуре от 40 до 1000С (оптимум 50-600С) – например, бактерии горячих источников и вулканов;

2. Мезофилы (от греч. mesos – средний) – от 20 до 400С (оптимум 35-370С) – большинство патогенных микрорганизмов;

3. Психрофилы (от греч. psichros – холод, т.е. холодолюбивые) – от -6 до 200С (оптимум 10-150С) – например, иерсинии, клебсиеллы, псевдомонады могут размножаться в пищевых продуктах при температуре бытового хоодильника.

Механизм повреждающего действия высокой температуры – необратимая денатурация ферментов микроорганизмов. Большинство вегетативных форм бактерий погибают при 60-800С в течение 15-30 минут, а при 1000С – от нескольких секунд (мгновенно) до 2 минут. Споры бактерий наиболее устойчивы к повышенной температуре – выдерживают температуру кипячения воды в течение нескольких часов, при 1300С гибнут через 20-30 минут и более.

Механизм повреждающего действия низкой температуры – разрыв клеточной мембраны кристаллами льда и приостановка метаболических процессов.

46. Антитела (иммуноглобулины): состав и строение, классы иммуноглобулинов.

Антитела (термин предложил в 1890 г. Бейли) – белки сыворотки крови, образующиеся в ответ на введение антигена и обладающие способностью специфически взаимодействовать с антигенами, которые вызвали их образование

Функции антител:

• Распознавание и связывание антигена с целью его нейтрализации и последующей элиминации.

• Антитоксический эффект(связывают и инактивируют бактериальные токсины).

• Цитотоксический эффект(стимулируют разрушение антигенов цитотоксическими клетками).

• Активация комплемента.

• Опсонизация фагоцитоза.

• Участие в развитии аллергических реакций.

• Обеспечение иммунологической памяти и толерантности.

• Обеспечение кооперации иммунокомпетентных клеток.

• Иммунорегулирующие свойства.

Свойства антител:

1. Валентность – количество активных (антигенсвязывающих) центров антител.

• полные антитела – как минимум 2-валентны, вызывают агрегацию антигенов, видимую невооруженным глазом;

• неполные антитела – содержат один антиген-связывающий центр, функционально дефектны, могут связывать эпитопы антигенов, препятствуя контакту с ними полных антител, поэтому их также называют блокирующими антителами.

2. Аффинность – сродство антигенной детерминанты с активным центром антитела, определяется физико-химическими свойствами взаимодействующих молекул и зависит от степени комплементарности структуры антигенсвязывающего центра и антигенной детерминанты.

3. Авидность – скорость и прочность связывания антитела с соответствующим антигеном, зависит от валентности и аффинности. Иммуноглобулины сами обладают антигенными свойствами, что определяет их разнообразие.

Антигенная специфичность антител (молекулы Ig имеют 3 типа антигенных детерминант, по которым они делятся на изо-, алло- и идиотипы):

• Изотипические детерминанты (изотипы) – структуры характерные для антител индивидуумов одного вида (по изотипам Ig делятся на 5 классов: μ-мю, γ- гамма, α-альфа, δ-дельта, ε-эпсилон).

• Аллотипические детерминанты (аллотипы) – структуры, характерные для антител некоторых индивидуумов внутри вида, для других индивидуумов вида эта структура иммуногенна.

• Идиотипические детерминанты (идиотипы) – структуры, характерные только для определенных Ig одного индивидуума, определяют специфичность взаимодействия данного иммуноглобулина с определенным антигеном.

В зависимости от структуры и свойств все Ig разделены на 5 классов. Ig G, E, D, сывороточный Ig A – мономеры, Ig M – пентамер (5 мономеров соединены J-цепью, joining – связанный), секреторный Ig A – димер.