Ответы на экзамен по микробиологии 2022 года

o При применении не нарушают нормального биоценоза человека. o Незаменимы при устойчивости возбудителей к антибиотикам.

oМогут применяться в комплексной терапии с другими лекарственными средствами.

oНазначаются взрослым и детям.

19.Действие физических и химических факторов на микроорганизмы. Понятие о стерилизации, дезинфекции, асептике и антисептике. Основные группы дезинфицирующих и антисептических веществ. Механизм их антибактериального действия.

Действие на микроорганизмы физических факторов внешней среды (механизм действия):

1.Высокая температура:

денатурация белков.

2.Низкая температура:

повреждение ЦПМ кристаллами льда,

приостановка метаболических процессов.

3.Неблагоприятная рН:

денатурация ферментов,

нарушение осмотического барьера КС.

4.Высушивание:

обезвоживание цитоплазмы,

повреждение ЦПМ,

повреждение рибосом.

5.Ультразвук:

механическое разрушение клетки и её структур.

Действие химических факторов на микроорганизмы / Основные группы антисептических веществ и механизм их действия:

1.Галогеносодержащие соединения (препараты йода и хлора). Взаимодействуют с микробными белками, что сопровождается их инактивацией и денатурацией.

2.Алкоголи или спирты (этанол, изопропанол и др.) вызывают обезвоживание, денатурацию белков и вымывание липидов из клеточной стенки.

3.Окислители (перекись водорода, калия перманганат) окисляют метаболиты и ферменты микроорганизмов, либо денатурируют белки.

4.Кислоты, щелочи и соли (борная, салициловая кислоты, раствор аммиака) диссоциируют при проникновении через клеточную оболочку и вызывают денатурацию белков цитоплазмы.

5.Соединения фенола (карболовая кислота, трикрезол) денатурируют белки и нарушают структуру клеточной стенки.

6.Альдегиды (формальдегид, лизоформ, цимизоль и т.д.) – за счёт присоединения к аминогруппам белка происходит денатурация белка.

7.Красители (метиленовый синий, бриллиантовый зеленый) – избирательно окрашивают ткани и обладают бактерицидным действием, соединяясь с белком или пептидогликаном бактериальной клетки, приводят к развитию бактериостатического эффекта, а в высоких концентрациях – бактерицидного.

41

8.Производные нитрофурана (фурацилин) тормозят клеточное дыхание микроорганизмов, действуя на дегидрогеназы.

9.Детергенты (циригель, дегмицид) вызывают изменение проницаемости цитоплазматической мембраны.

Микробная деконтаминация – полное или частичное удаление микроорганизмов с объектов внешней среды (стерилизация, дезинфекция) или организма человека (антисептика, химиотерапия) с помощью факторов прямого повреждающего действия.

Стерилизация – полное уничтожение всех микробов.

Виды стерилизации:

Термическая стерилизация:

oАвтоклавирование – стерилизация водяным паром под давлением, температура стерилизации – 110-140о.

oСухой жар (печь Пастера – сухожаровая камера) – стерилизация горячим воздухом при 180о, 1 час.

oТекучий пар – дробная стерилизация (30 минут при температуре 100о, с несколькими перерывами, чтобы дать возможность прорасти спорам).

Лучевая стерилизация:

oГамма-лучи – на заводах при изготовлении одноразового медицинского инструментария.

oУФ – в практической медицине.

Звуковая стерилизация – ультразвуком.

Фильтрование – механическая стерилизация (в том случае, когда раствор нельзя нагревать).

Химическая стерилизация: формальдегид, оксид этилена, хлороформ…

Дезинфекция – уничтожение определённой группы микробов на объектах внешней среды. Для этой цели используются химические вещества – дезинфектанты.

Асептика – это комплекс мер, направленных на предупреждение попадания возбудителя инфекции в рану, в органы больного при операциях, лечебных и диагностических процедурах.

Антисептика – это подавление роста и размножения микробов на интактных и повреждённых поверхностях кожи и слизистой оболочки. С этой целью используют химические вещества антисептики с преимущественным микробостатическим действием.

20. Распространение микробов в природе. Микрофлора почвы, воды, воздуха, методы её изучения. Характеристика санитарно-показательных микроорганизмов.

В природе микроорганизмы заселяют практически любую среду (почва, вода, воздух) и распространены гораздо шире, чем другие живые существа. Благодаря разнообразию механизмов утилизации источников питания и энергии, а также выраженной адаптации к внешним воздействиям, микроорганизмы могут обитать там, где другие формы жизни не выживают. Естественные среды обитания большей части организмов – вода, почва и воздух. Число микроорганизмов, обитающих на растениях и в организмах животных, значительно меньше. Широкое распространение микроорганизмов связано с лёгкостью их

42

распространения по воздуху и воде; в частности, поверхность и дно пресноводных и солёных водоёмов, а также несколько сантиметров верхнего слоя почвы изобилуют микроорганизмами, разрушающими органические вещества. Меньшее количество микроорганизмов колонизирует поверхность и некоторые внутренние полости животных (например, ЖКТ, верхние отделы дыхательных путей) и растений.

Для обнаружения патогенных микроорганизмов в окружающей среде используют косвенные методы, направленные на:

Определение микробной обсеменённости объекта – определение общего микробного числа – общее количество микроорганизмов в единице объёма или массы исследуемой среды.

Обнаружение санитарно-показательных бактерий – косвенный показатель возможного присутствия патогенных микроорганизмов, которые попадают во внешнюю среду из организмов человека, животных и птиц. Для разных объектов внешней среды выбраны определённые виды микроорганизмов.

Санитарно-показательными бактериями являются представители облигатной микробиоты организма человека и теплокровных животных.

Для них характерны следующие свойства:

среда обитания – кишечник или воздушно-дыхательные пути;

постоянно выделяются с калом или капельками слизи из воздушно-дыхательных путей;

не имеют других мест обитания;

способны сохраняться в окружающей среде то же время, что и патогенные бактерии, паразитирующие в кишечнике или воздушно-дыхательных путях;

не способны интенсивно размножаться вне организма хозяина и изменять свои свойства.

СПМ должны удовлетворять следующим характеристикам:

1.постоянно обитать в естественных полостях человека и животных и выделяться в окружающую среду;

2.не должны размножаться вне организма, исключая пищевые продукты;

3.длительность их выживания в окружающей среде должна быть не меньше, и даже несколько больше, чем у патогенов;

4.устойчивость СПМ в окружающей среде должна быть аналогичной или превышать таковую у патогенных микроорганизмов;

5.у СПМ не должно быть в окружающей среде «двойников»;

6.микроб не должен изменяться в окружающей среде;

7.методы индикации и идентификации СПМ должны быть простыми.

Микрофлора воздуха, характеристика:

1.Собственной микробиоты нет – все микробы заносные.

2.Разделяют:

a.атмосферный воздух – пигментообразующие бактерии + споры (грибов, актиномицетов, бацилл);

43

b.воздух жилых помещений – микроорганизмы атмосферного воздуха + микробиота кожи и дыхательных путей человека.

3.Санитарно-показательные бактерии для воздуха жилых помещений: стрептококки и стафилококки.

Воздух не является местом обитания микроорганизмов, но служит местом их повсеместного распространения. Видовой состав микробиоты атмосферы носит случайный характер.

Гемолитические стрептококки и золотистый стафилококк являются обитателями носоглотки и зева, они вызывают инфекции, передаваемые воздушно-капельным путём. Обнаружение их в воздухе помещений служит показателем орально-капельного загрязнения.

Одновременное обнаружение золотистого стафилококка и гемолитических стрептококков свидетельствует о высокой степени загрязнения воздуха!

Методы изучения микрофлоры воздуха / Определение общего микробного числа воздуха:

Седиментационный метод предложен Р. Кохом и заключается в способности микроорганизмов под действием силы тяжести и под влиянием движения воздуха (вместе с частицами пыли и капельками аэрозоля) оседать на поверхность питательной среды в открытые чашки Петри. При определении ОМЧ чашки с МПА оставляют открытыми на 5-10 минут. Для выявления санитарно-показательных микробов применяют специальные среды для обнаружения стрептококков, стафилококков, дрожжей и грибов. В этом случае чашки оставляют открытыми в течение 40-60 мин.

Аспирационный метод – более точный метод оценки. В прибор Кротова помещается чашка Петри с МПА, отбирается проба воздуха со скоростью 20 л/мин в течение 20 минут, чашка помещается в термостат на 48 часов при температуре 37°.

Микрофлора воды, характеристика:

1.В грунтовых водах – единичные микроорганизмы.

2.В пресных водоёмах – сформированные биоценозы имеют разнообразный количественный и качественный состав.

3.Выживаемость болезнетворных микроорганизмов в воде:

o шигеллы, холерный вибрион, бруцеллы – дни, недели;

o энтеровирусы, вирус гепатита А, сальмонеллы, лептоспиры – несколько месяцев;

oспоры бактерий – годы.

4.Показатели санитарно-микробиологической оценки питьевой воды: ОМЧ, коли-индекс, коли-титр.

Аутохтонная биота – это микроорганизмы, живущие и размножающиеся в воде. Микробное население отражает микробный состав почвы, с которой вода соприкасается.

Аллохтонная биота – это микроорганизмы (в том числе и патогенные), попавшие извне при загрязнении водоёмов.

Санитарно-микробиологическое состояние воды оценивается по:

1)общему микробному числу (ОМЧ) – количеству мезофильных хемоорганотрофных бактерий в 1 мл воды;

44

2)общему количеству колиформных бактерий (БГКП, от лат. Escherichia coli - кишечная

палочка) в 100 мл воды. БГКП – бактерии группы кишечной палочки.

Кроме того, в воде определяют наличие энтерококков, сальмонелл, энтеровирусов, колифагов, спор сульфитредуцирующих клостридий и т.п.

ОМЧ определяют глубинным методом. Количество БГКП определяют методом мембранных фильтров и бродильным (титрационным) методом.

Микрофлора почвы

Состав микрофлоры определяется климатическими, почвенно-географическими условиями и зависит от комплекса факторов – содержания источников питания, влажности, рН, аэрации, структуры почвы, способов обработки, взаимоотношений между микроорганизмами и др.

Основную массу почвенных микроорганизмов составляют сапрофитные и лишь незначительное количество приходится на долю патогенных видов. Санитарномикробиологическое состояние почвы оценивается на основании наличия бактерий – показателей фекального загрязнения. Почвы, с преобладанием санитарно-показательных бактерий, расцениваются как санитарно-неблагополучные, загрязнённые фекалиями человека или животных. Присутствие в почве бактерий группы кишечной палочки (БГКП или колиформных) и энтерококков (разновидность Streptococcus faecalis) указывает на свежее фекальное загрязнение. Наличие бактерий родов Citrobacter и Enterobacter – на несвежее, a Clostridium perfringens – на давнее фекальное загрязнение. Более точная оценка проводится с помощью определения индекса БГКП – количество бактерий группы кишечной палочки (БГКП), обнаруженных в 1 г почвы; перфрингенс-титра – масса почвы (в граммах), в которой обнаружена 1 особь Clostridium perfringens; общей численности сапрофитных, термофильных и нитрифицирующих бактерий (ОМЧ) в 1 г почвы.

ОМЧ учитывают на мясопептонном агаре. Образец почвы 10 раз последовательно разводят стерильной водой. Полученный разведённый раствор почвы засевают на МПА. Подсчитывают количество выросших колоний и умножают на степень разведения раствора с почвой.

Для определения количества БГКП почвенный раствор засевают в пробирки со средой Кесслера. Для определения наличия Clostridium perfringens (перфрингенс-титра) – в пробирки со средой Вильсон-Блера.

21. Нормальная микрофлора тела человека, её роль в физиологических процессах и патологии. Понятие о дисбактериозе. Препараты для восстановления нормальной микрофлоры: эубиотики (пробиотики).

Нормальная микробиота (микрофлора) формируется с рождения. На её формирование оказывают влияние микробиота матери, внутрибольничной среды и характер вскармливания.

Факторы, влияющие на состояние нормальной микробиоты:Эндогенные:

o секреторная функция организма, o гормональный фон,

o кислотно-основное равновесие.

45

Экзогенные – условия жизни: o климатические,

o бытовые,

o экологические.

Виды нормальной микробиоты:

Облигатная (постоянная = резидентная = индигенная = аутохтонная). Микроорганизмы максимально приспособлены к существованию в организме хозяина.

Транзиторная (случайная = аллохтонная). Микроорганизмы не способны к длительному существованию в макроорганизме. Их присутствие определяется поступлением микробов из окружающей среды и состоянием иммунной системы.

Ткани и полости макроорганизма, сообщающиеся с внешней средой колонизированы микроорганизмами, не сообщающиеся – стерильны.

Стерильные ткани и полости человека: полость матки, маточные трубы, мочевой пузырь, кровь, лимфа, ликвор, суставная и плевральная жидкости, сердце, паренхима печени и почек, головной мозг.

Биотопы организма человека, заселённые микробами: кожа, верхние дыхательные пути, полость рта, ЖКТ, мочеполовая система.

Резидентная микробиота кожи: микрококки, стафилококки, сарцины, стрептококки, бациллы, дрожжеподобные грибы.

Резидентная микробиота верхних дыхательных путей: стафилококки, стрептококки, нейссерии.

В ротовой полости обнаруживается более 100 видов микробов. В поддержании постоянства нормальной микробиоты полости рта слюна играет важную роль, т.к. обладает антибактериальной активностью. Резидентные бактерии ротовой полости: стрептококки, непатогенные стафилококки, сапрофитные нейссерии, вейлонеллы, дифтероиды, лактобациллы, бактероиды, простейшие, актиномицеты, грибы…

Тонкий кишечник содержит лактобактерии, энтерококки, бифидобактерии.

Резидентная микробиота толстого кишечника: анаэробы (бифидобактерии, лактобактерии, бактероиды, пептострептококки) и аэробы (энтерококки, негемолитическая кишечная палочка).

Нижние отделы уретры заселены коринебактериями, непатогенными нейссериями, стафилококками, бактероидами.

Влагалище заселено лактобактериями, бифидобактериями, коринеформными бактериями, бактероидами.

Роль нормальной микробиоты:

1)Антагонистическая (за счёт колонизации и выделения биологически активных веществ).

2)Иммуногенная.

3)Пищеварительная.

4)Витаминсинтезирующая (витамины группы В, Е, К).

5)Метаболическая.

6)Детоксикация экзо- и эндогенных субстратов.

7)При снижении резистентности организма способна стать причиной эндогенных инфекций (оппортунистических).

46

Нарушение качественного и количественного равновесия между микробами-резидентами и макроорганизмом – дисбиоз.

Частный случай дисбиоза – дисбактериоз (количественное и качественное нарушение состава ассоциаций только бактериальной микробиоты).

Причины дисбактериоза:

Экзогенные:

1.Применение антибактериальных и других лекарственных средств.

2.Иммунодефицитные состояния.

3.Операционное вмешательство.

4.Стрессовые ситуации.

5.Бактериальные и вирусные инфекции.

Эндогенные:

1.Заболевания органов пищеварения неинфекционной природы.

2.Гормональные нарушения, возрастные критические периоды.

Показатели дисбактериоза:

снижение количества бактерий, представителей нормальной микрофлоры;

увеличение числа редко встречающихся в норме микроорганизмов;

появление изменённых вариантов микроорганизмов (атипичные формы микроорганизмов);

ослабление антагонистической активности нормофлоры.

Дисбактериоз проявляется воспалениями слизистой оболочки, нарушением метаболизма жёлчных кислот, нарушением всасывания липидов и витаминов, гиповитаминозом, снижением резистентности к кишечным заболеваниям.

Пробиотики (эубиотики) – это препараты, полученные из живых специально выращенных бактерий нормобиоты организма человека. Для того, чтобы их стабилизировать применяют лиофильную сушку (высушивание из замороженного состояния под глубоким вакуумом).

Представители нормобиоты выделяют экзометаболиты – бактериоцины, подавляющие рост и размножение патогенных микроорганизмов. Пробиотики используют для лечения дисбактериозов и нормализации микробиоты организма человека.

22. Строение генома бактерий. Подвижные генетические элементы, их роль в эволюции бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе. Виды изменчивости: фенотипическая и генотипическая.

Основу наследственного аппарата бактерий составляет ДНК.

Генетический аппарат прокариот:

Нуклеоид (который также называют бактериальной хромосомой).

Внехромосомные (вненуклеоидные) факторы:

o IS-последовательности (вставочные последовательности), o транспозоны,

o плазмиды.

47

Бактериальный геном состоит из генетических элементов, способных к самостоятельной репликации, т.е. репликонов. Репликонами являются бактериальная хромосома (нуклеоид) и плазмиды.

Бактериальная хромосома (нуклеоид) представлена одной двухцепочечной молекулой ДНК кольцевой формы. Бактериальная хромосома имеет гаплоидный набор генов. Она кодирует жизненно важные для бактериальной клетки функции.

Плазмиды бактерий представляют собой двухцепочечные молекулы ДНК. Они кодируют не основные для жизнедеятельности бактериальной клетки функции, но придающие бактерии преимущества при попадании в неблагоприятные условия существования.

Свойства микроорганизмов, как и любых других организмов, определяются их генотипом, т.е. совокупностью генов данной особи.

Фенотип представляет собой результат взаимодействия между генотипом и окружающей средой, т.е. проявление генотипа в конкретных условиях обитания. Фенотип микроорганизмов хотя и зависит от окружающей среды, но контролируется генотипом, так как характер и степень возможных для данной клетки изменений определяются набором генов, каждый из которых представлен определённым участком молекулы ДНК.

В основе изменчивости лежит либо изменение реакции генотипа на факторы окружающей среды, либо изменение самого генотипа в результате мутации генов или их рекомбинации. В связи с этим изменчивость подразделяют на наследственную (генотипическую) и ненаследственную (фенотипическую).

Ненаследственная (средовая, модификационная, фенотипическая) изменчивость обусловлена влиянием внутри- и внеклеточных факторов на проявление генотипа. При устранении фактора, вызвавшего модификацию, данные изменения исчезают.

Наследственная (генотипическая) изменчивость, связанная с мутациями, – мутационная изменчивость. Основу мутации составляют изменения последовательности нуклеотидов в ДНК, полная или частичная их утрата, т.е. происходит структурная перестройка генов, проявляющаяся фенотипически в виде изменённого признака.

Также возможна наследственная (генотипическая) изменчивость, связанная с рекомбинациями, называется рекомбинационной изменчивостью.

Подвижные генетические элементы

В состав бактериального генома, как в бактериальную хромосому, так и в плазмиды, входят подвижные генетические элементы. К подвижным генетическим элементам относятся вставочные последовательности и транспозоны.

Вставочные (инсерционные) последовательности (IS-элементы) – это участки ДНК,

способные как целое перемещаться из одного участка репликона в другой, а также между репликонами. Они содержат лишь те гены, которые необходимы для их собственного перемещения – транспозиции.

48

В отличие от бактериальной хромосомы и плазмид подвижные генетические элементы не являются самостоятельными репликонами, так как их репликация – составной элемент репликации ДНК репликона, в составе которого они находятся.

Транспозоны – это сегменты ДНК, обладающие теми же свойствами, что и IS-элементы, но имеющие структурные гены, т.е. гены, обеспечивающие синтез молекул, обладающих специфическим биологическим свойством, например, токсичностью, или обеспечивающих устойчивость к антибиотикам.

Перемещаясь по репликону или между репликонами, подвижные генетические элементы вызывают:

1.Инактивацию генов тех участков ДНК, куда они, переместившись, встраиваются.

2.Образование повреждений генетического материала.

3.Слияние репликонов, т.е. встраивание плазмиды в хромосому.

4.Распространение генов в популяции бактерий, что может приводить к изменению биологических свойств популяции, смене возбудителей инфекционных заболеваний, а также способствует эволюционным процессам среди микробов.

Важная роль подвижных генетических элементов заключается в том, что они расширяют возможности существования бактериального вида, обеспечивают обмен генетическим материалом и играют определённую роль в эволюции прокариот, действуют как факторы адаптации.

23. Плазмиды бактерий, их функции и свойства. Использование плазмид в генной инженерии.

Плазмиды – внехромосомные мобильные генетические структуры бактерий, представляющие собой замкнутые кольца двунитчатой ДНК. Плазмиды способны автономно копироваться (реплицироваться) и существовать в цитоплазме клетки. Плазмиды могут включаться (интегрировать) в хромосому и реплицироваться вместе с ней. Различают трансмиссивные и нетрансмиссивные плазмиды. Трансмиссивные (конъюгативные) плазмиды могут передаваться из одной бактерии в другую.

Плазмиды несут гены, не обязательные для клетки-хозяина, придают бактериям дополнительные свойства, которые в определённых условиях окружающей среды обеспечивают им временные преимущества по сравнению с бесплазмидными бактериями.

Среди фенотипических признаков, сообщаемых бактериальной клетке плазмидами, можно выделить следующие:

1.устойчивость к антибиотикам;

2.образование бактериоцинов (колицинов);

3.продукция факторов патогенности;

4.расщепление сложных органических веществ.

Конъюгативные плазмиды (трансмиссивные) находятся отдельно от хромосомы. Способны к автономной репликации и к перемещению из одной клетки в другую.

Интегрированные плазмиды (эписомы) способны обратимо встраиваться в бактериальную хромосому. Самостоятельно не перемещаются из клетки в клетку и не реплицируются.

49

Плазмиды локализуются в цитоплазме, среди бактерий распространяются:

По вертикали: от материнской к дочерней клетке в процессе деления.

По горизонтали: между взрослыми особями при трансформации, трансдукции, конъюгации.

Плазмиды содержат структурные гены, наделяющие бактериальную клетку дополнительными для неё свойствами:

R-плазмиды – лекарственной устойчивостью;

Col-плазмиды – способностью синтезировать колицины;

F-плазмиды – передавать генетическую информацию;

Нly-плазмиды – синтезировать гемолизин;

Тох-плазмиды – синтезировать токсин;

плазмиды биодеградации – разрушать тот или иной субстрат и т.д.

R-плазмиды (фактор резистентности). Функции:

Запуск синтеза ферментов, расщепляющих антибиотики.

Торможение переноса антибиотика через клеточные мембраны.

Передача плазмиды выходит за пределы одного вида!

Col-плазмиды:

Контролируют синтез бактериоцинов, которые активны в отношении близкородственных видов бактерий.

Для них характерно автономное состояние, передаются при конъюгации без сцепления с хромосомой.

Плазмиды патогенности – контролируют синтез адгезинов, инвазинов, токсинов.

Плазмиды биодеградации – контролируют утилизацию некоторых органических веществ.

F-плазмиды (фактор фертильности, плодовитости):

Контролируют синтез половых пилей, конъюгацию, перенос генов хромосомы и нетрансмиссивных плазмид от донора реципиенту.

Может находиться как в автономном состоянии, так и в состоянии интеграции с хромосомой.

Бактерии, обладающие F-плазмидой, являются донорами генетической информации.

Плазмиды подвержены рекомбинациям, мутациям, могут быть элиминированы (удалены) из бактерий, что, однако, не влияет на их основные свойства. Плазмиды являются удобной моделью для экспериментов по искусственной реконструкции генетического материала, широко используются в генетической инженерии для получения рекомбинантных штаммов бактерий.

24. Генетические рекомбинации: трансформация, трансдукция, конъюгация.

Генетические рекомбинации – процесс образования геномов, содержащих генетический материал от двух родительских форм: бактерии донора (D) и бактерии реципиента (R).

Трансформация.

50