Курс лекций (Доркина) - микробиология

Свойства химиопрепаратов.

Химиопрепараты должны обладать:

1)специфичностью действия;

2)максимальной терапевтической активностью;

3)минимальной токсичностью для организма человека.

Для оценки качества лечебного химиопрепарата П. Эрлих ввел понятие

химиотерапевтический индекс. Химиотерапевтический индекс - это соотношение минимальной терапевтической дозы (DC – dosis curativa) к максимальной переносимой дозе (Dt – dosis toleranta). Химиотерапевтический индекс, т.е. DC/Dt должен быть ниже 1. Этот индекс характеризует степень безвредности препарата для организма. При индексе 1 препарат может быть использован для лечения заболевания, т.к. его лечебная доза меньше переносимой.

Антибиотики.

К химиотерапевтическим препаратам относятся антибиотики. Антибиотики – это вещества природного происхождения, обладающие противомикробной активностью. Антибиотики – это продукты метаболизма любых живых организмов (микробов, растений, животных). Они способны избирательно подавлять рост бактерий

(бактериостатическое действие) или убивать их (бактерицидное действие).

Открытию антибиотиков способствовали наблюдения за антагонистическими отношениями в мире микробов. Особенно известны работы Пастера, Мечникова. В 1928 году Токин открыл фитонциды – антимикробные вещества, образуемые растениями.

Начало учения об антибиотиках было положено в 1929 году, когда английский ученый А. Флеминг открыл пенициллин. Это вещество было выделено из зеленой плесени (плесневого гриба Penicillium notatum), поэтому было названо пенициллином. В 1940 г. американские ученые Флори и Чейн выделили пенициллин в чистом виде. В 1941 году пенициллин был испытан на 1-ом больном. Для получения пенициллина в больших количествах Флори и Хитли предложили метод глубинного культивирования гриба с добавлением кукурузного экстракта, что значительно ускоряло рост. В 1945 г. Флеминг, Флори и Чейн стали нобелевскими лауреатами.

В России 1-ый отечественный пенициллин получила З.В. Ермольева из плесени P. сrustosum. Он был испытан на раненых в Великую Отечественную войну и спас жизни сотням тысяч раненых. Особенно помогал пенициллин при лечении газовой гангрены, при черепно-мозговых травмах, после операций.

Успехи применения пенициллина послужили толчком к поиску новых антибиотиков. В 1943 г. американский ученый Ваксман выделил из Actinomyces globisporus антибиотик стрептомицин. Он был использован для лечения туберкулеза, туберкулезного менингита, считавшегося до этого неизлечимой болезнью.

Классификация антибиотиков.

В настоящее время получено более 10 000 различных антибиотиков. Существует несколько классификаций антибиотиков. Главной считается классификация по химической структуре.

По химической структуре антибиотики делят на 8 групп: 1) - лактамиды – пенициллин, цефалоспорины и др.;

2)макролиды – эритромицин, олеандомицин;

3)аминогликозиды – стрептомицин, канамицин, гентамицин;

4)тетрациклины – окситетрациклин, доксициклин;

5)полипептиды – полимиксины, бацитрины;

6)полиены – нистатин, амфотерицин В;

7)анзимицины – рифампицин;

8)дополнительный класс – левомицетин, линкомицин, гризеофульвин. По происхождению антибиотики делят 5 классов:

1)из грибов – пенициллин;

2)из бактерий – субтилин, грамицидин;

3)из актиномицетов – стрептомицин;

4)из тканей животных – лизоцим, интерферон;

5)из растений – хлорофилипт из эвкалипта, аллилчеп – из лука, аллилсат – из чеснока, из лишайников – усниновая кислота.

Антибиотики могут быть получены и путем химического синтеза. По спектру действия антибиотики делят на 4 группы:

1) антибактериальные широкого (тетрациклины, левомицетин) и узкого (полимиксин, бензилпенициллин) спектра действия;

2)противогрибковые широкого (амфотерицин В) и узкого (нистатин) спектра действия;

3)противопротозойные – против простейших ( фумагиллин – антибиотик узкого спектра действия – против амеб);

4)противоопухолевые – препараты, обладающие цитотоксическим действием (рубомицин).

Антибиотики широкого спектра действия – оказывают влияние на все виды бактерий, грибов или простейших.

Антибиотики узкого спектра действия – оказывают влияние на небольшую группу бактерий или других микроорганизмов.

По механизму действия антибиотики делят на 4 группы:

1)угнетают синтез белков клеточной стенки (-лактамы – пенициллины, цефалоспорины);

2)нарушают синтез клеточной мембраны (полиены – нистатин; полимиксины)

3)ингибируют синтез белков (тетрациклины, левомицетин, аминогликозиды - – стрептомицин, мономицин, неомицин, канамицин, гентамицин);

4)ингибируют синтез нуклеиновых кислот ( протитвоопухолевые антибиотики: актиномицин подавляет синтез РНК, рубомицин – синтез ДНК).

Бактерицидным действием обладают стрептомицин, пенициллины, неомицин, канамицин, полимиксин, цефалоспорины.

Бактериостатическим действием обладают тетрациклины, макролиды,

левомицетин. Бактериостатические препараты необходимо использовать длительно. Их можно применять после бактерицидных препаратов для долечивания.

Существует 3 способа получения антибиотиков:

1.Биологический синтез. Для получения антибиотиков используют высокопродуктивные штаммы грибов, актиномицетов, бактерий. Штаммы-продуценты выращивают в оптимальной жидкой питательной среде. При их выращивании антибиотики выделяются микробными клетками в окружающую среду. Из среды их извлекают различными химическими методами (экстракция, ионообменные процессы). Антибиотики очищают, концентрируют, проверяют на безвредность и активность. Так получают, например, пенициллин.

2.Химический синтез. Путем химического синтеза получают антибиотики, для которых известна их химическая структура. Таким образом получают, например, левомицетин.

3.Комбинированный метод – это сочетание биологического и химического синтеза. Сначала получают антибиотик биологическим путем, а затем химическим путем изменяют структуру молекулы антибиотика для создания нужных свойств. Антибиотики, полученные таким способом, называются полусинтетическими. К ним относятся производные пенициллина – оксациллин, метициллин, ампоциллин. К ним чувствительны те микробы, которые устойчивы к природным антибиотикам.

Побочное действие антибиотиков и меры профилактики.

Многие антибиотики обладают побочным действием на организм человек.

Различают несколько видов побочного действия на организм:

1) токсическое действие; 2) дисбактериозы; 3) отрицательное влияние на систему иммунитета; 4) реакция обострения; 5) отрицательное влияние на плод (тератогенное действие).

1. Токсическое действие на различные органы и ткани зависит от самого препарата, его свойств, дозы, способа введения. Антибиотики вызывают:

а) поражение печени (тетрациклины); б) поражение почек (аминогликозиды, тетрациклины, цефалоспорины);

в) поражение слухового нерва (аминогликозиды); г) угнетение кроветворения (левомицетин);

д) поражение ЦНС (длительное применение пенициллина); е) нарушение желудочно-кишечного тракта (тетрациклины, противоопухолевые

антибиотики).

Для предупреждения токсического действия нужно назначать больному человеку наиболее безвредные для его состояния антибиотики. Например, если у человека больны почки, то нельзя применять препараты, обладающие нефротоксическим действием. Нужно использовать комбинации антибиотиков с другими лекарственными средствами. Это позволит снизить дозу антибиотика, а, следовательно, и его токсичность.

2.Дисбактериозы бывают при длительном лечении антибиотиками широкого спектра действия. Гибнут не только патогенные микробы, но и представители нормальной микрофлоры. Освобождается место для антибиотикоустойчивых микробов, которые могут стать причиной различных заболеваний. Дисбактериоз может не только усиливать уже имеющееся заболевание, но делает организм более восприимчивым к другим заболеваниям.

Для предупреждения дисбактериоза нужно использовать антибиотики узкого спектра действия, сочетать антибиотики с противогрибковыми препаратами для уничтожения грибов и с эубиотиками для восстановление нормальной микрофлоры.

3.Отрицательное действие на иммунную систему:

а) развитие аллергических реакций (10% случаев); наиболее сильными аллергенами являются пенициллины, цефалоспорины; при аллергических реакциях на антибиотики появляется сыпь, зуд, иногда даже анафилактический шок; для предупреждения аллергических реакций нужно знать индивидуальную чувствительность людей, для предупреждения анафилактического шока – делать кожно-аллергические пробы;

б) подавление иммунитета (иммунодепрессия): левомицетин подавляет образование антител, циклоспорин А – функцию Т-лимфоцитов; для профилактики – строгий подход к назначению антибиотиков;

в) нарушение формирования полноценного иммунитета после перенесения инфекционного заболевания; это связано с недостаточным антигенным действием микробов, которые погибают от антибиотиков раньше, чем успеют выполнить антигенную функцию; в результате возникают повторные инфекции (реинфекции) и рецидивы; для предупреждения нужно сочетать антибиотики с вакциной (антибиотики вызывают гибель возбудителей, а вакцина формирует иммунитет);

4.Реакция обострения – развитие интоксикации в результате выделения из микробных клеток эндотоксинов при массовой их гибели (разрушение клеток) под действием антибиотиков.

5.Отрицательное влияние антибиотиков на развитие плода. Это происходит в результате повреждения организма матери, сперматозоидов, плаценты и нарушения метаболизма самого плода. Например, тетрациклин оказывает прямое токсическое действие на плод. Известны случаи появления детей-уродов. В 1961 г. из-за применения препарата талидомида рождались дети-калеки без рук, без ног и наблюдались случаи детской смертности.

Чтобы не причинить вреда организму человека, антибиотики должны обладать

специфической тропностью. Trope – направляю, т.е. их действие должно быть целенаправленно на подавление (уничтожение) патогенных микробов. Антибиотики также должны обладать органотропностью – свойство антибиотика избирательно действовать на определенные органы. Например, энтеросептол применяют для лечения кишечных инфекций, т.к. он практически не всасывается из ЖКТ.

Под влиянием антибиотиков могут измениться и сами микроорганизмы. Могут образоваться дефектные формы микробов – L-формы. Могут измениться не только морфологические свойства, но и биохимические, вирулентность и т.д. Это затрудняют диагностику заболеваний.

ЛЕКЦИЯ № 12

Лекарственная устойчивость. Определение активности антибиотиков и чувствительности бактериальных культур к антибиотикам.

Механизмы развития устойчивости микробов к антибиотикам.

Помимо побочного действия антибиотиков на макроорганизм человека, антибиотики оказывают нежелательное воздействие и на микроорганизмы: 1) изменяются свойства микробов, что затрудняет их распознавание и диагностику заболеваний; 2) формируется

приобретенная антибиотикоустойчивость (резистентность). Различают также врожденную или видовую устойчивость к антибиотикам. Она обусловлена видовыми свойствами, которые определяются геномом клетки (пенициллин не действует на микроорганизмы, у которых отсутствует пептидогликан в клеточной стенке). Циркуляция в природе антибиотикорезистентных бактерий создает трудности в лечении инфекционных заболеваний.

Для того, чтобы антибиотик оказал свое действие на микроорганизм необходимо следующее:

1)антибиотик должен проникнуть в клетку;

2)антибиотик должен вступить во взаимодействие с «мишенью» (структура, на которую должен действовать антибиотик, например, молекула ДНК или рибосомы клетки);

3)антибиотик должен сохранять свою активную структуру.

Если какое-либо из этих условий не будет выполнено, антибиотик не сможет оказать свое воздействие и у бактерий или других микробов развивается устойчивость к данному антибиотику.

Развитие устойчивости объясняется генетическими процессами, что затем проявляется через определенные биохимические механизмы. Например, устойчивость грибов р. Candida к нистатину связана с мутацией генов, которые отвечают за строение клеточной мембраны, которая является «мишенью» для действия нистатина.

Генетические процессы связаны с изменениями в геноме бактерий в результате мутаций и с наличием R-плазмид. В связи с этим различают:

1) хромосомную устойчивость - возникает в результате мутаций в геноме (хромосоме) и обычно бывает к одному антибиотику; такая устойчивость может передаваться по наследству при всех видах генетического обмена;

2) внехромосомную устойчивость (наблюдается значительно чаще) - связана с наличием в цитоплазме бактерий R–плазмиды, которая определяет множественную лекарственную устойчивостью (к нескольким антибиотикам); она может передаваться другим бактериям при конъюгации и трансформации.

Биохимические механизмы:

1)изменение проницаемости мембраны для антибиотика; например, снижение проницаемости наружной мембраны у грамотрицательных бактерий обеспечивает их устойчивость к ампициллину;

2)изменение «мишени»; например, устойчивость к стрептомицину связана с

изменением рибосомального белка, с которым взаимодействует стрептомицин;

3)нарушение специфического транспорта антибиотика в бактериальную клетку;

например, устойчивость к тетрациклину может быть связана с подавлением транспорта этого антибиотика в клетку;

4)превращение активной формы антибиотика в неактивную (основной биохимический механизм) при помощи ферментов; образование таких ферментов связано

сR-плазмидами и транспозонами (отрезками ДНК). Важное значение имеют ферменты пептидазы, которые вызывают гидролиз антибиотиков. Например, ферменты лактамазы,

разрушающие –лактамное кольцо. К этим ферментам относится индуцибельный фермент пенициллиназа. 98% стафилококков образуют пенициллиназу, разрушающую пенициллин, поэтому они обладают устойчивостью к пенициллину. У E.coli и протея пенициллиназа является конститутивным ферментом, чем и объясняется их естественная резистентность к пенициллину. E. сoli образует фермент стрептомициназу, которая разрушает стрептомицин. Имеются бактерии, образующие ферменты, которые вызывают ацетилирование, фосфорилирование и другие изменения структуры антибиотиков, что приводит к потере их активности;

5) возникновение у микробов другого пути метаболизма вместо того пути, который нарушен антибиотиком.

Распространению антибиотикорезистентности способствуют следующие условия:

1)широкое бесконтрольное применение антибиотиков для лечения (самолечение) и профилактики заболеваний, что способствует отбору резистентных форм, возникших в результате генетических процессов;

2)применение одних и тех же антибиотиков для лечения человека и животных (или

вкачестве консервантов пищевых продуктов).

Для предупреждения развития устойчивости к антибиотикам и для правильного лечения необходимо соблюдать следующие принципы.

1.Микробиологический: антибиотики применять по показаниям, предварительно определять антибиотикограмму.

2.Фармакологический: при назначении антибиотика необходимо определить правильную дозировку препарата, схему лечения, по возможности сочетать различные средства, чтобы предупреждать формирование резистентных форм.

3.Клинический: учитывать общее состояние больных, возраст, пол, состояние иммунной системы, сопутствующие заболевания, наличие беременности.

4.Эпидемиологический: знать, к каким антибиотикам устойчивы микроорганизмы

всреде, окружающей больного (отделение, больница, географический регион).

5.Фармацевтический: необходимо учитывать срок годности, условия хранения препарата, так как при длительном и неправильном хранении образуются токсические продукты деградации антибиотика.

Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам.

Так как одним из важнейших принципов правильного лечения инфекционных заболеваний является выбор антибиотика, к которому возбудитель наиболее чувствителен, перед назначением антибиотиков проводится определение чувствительности возбудителя заболевания к антибиотикам, т.е. устанавливается антибиотикограмма.

Наиболее известны 3 метода:

1. Метод бумажных дисков на питательном агаре. В чашку Петри на питательный агар делают посев микробной взвеси. Избыток жидкости удаляют пипеткой. После впитывания взвеси в агар на засеянную поверхность пинцетом наносят 5-6 разных бумажных дисков с антибиотиками, диски отличаются по цвету. Чашки с дисками ставят в термостат при 37С на 18-20 часов. Антибиотики из дисков диффундируют в агар. По диаметру зон задержки роста исследуемой культуры судят о ее чувствительности к антибиотикам. Этот метод нельзя применять, если антибиотики плохо диффундируют в агар. Преимущество метода – можно определить чувствительность исследуемой

бактериальной культуры сразу к нескольким антибиотикам.

2.Метод серийных разведений в МПБ. Готовят основной раствор антибиотика в соответствующем растворителе. Из основного раствора готовят последующие 2-хкратные разведения в бульоне. Обычно берут 12 пробирок по 1 мл МПБ в пробирке. После последовательных разведений антибиотика в МПБ, в каждую пробирку добавляют 0,1 мл взвеси клеток испытуемой бактериальной культуры, содержащей 106-107 клеток. Посевы инкубируют в термостате 18-24 ч. Результаты отмечают по наличию роста. Если есть

рост бактерий – среда мутная. Если нет роста бактерий – среда прозрачная. Если среда в пробирке мутная, то в данной концентрации антибиотик не действует, если прозрачная– антибиотик действует. По последней пробирке с прозрачной средой определяют минимальную ингибирующую дозу антибиотика. Одновременно ставят

контрольные пробы: 1-ый контроль (контроль бактериальной культуры) - 1 мл МПБ + взвесь бактерий без антибиотика, 2-ой контроль (контроль антибиотика) - 1 мл МПБ + антибиотик, но без взвеси бактерий. В контрольных пробирках должны быть следующие результаты: 1-ый контроль – помутнение среды (есть рост); 2-ой контроль – среда прозрачная (нет роста). Для того, чтобы узнать какое действие оказал антибиотик (бактерицидное или бактериостатическое), петлей делают посевы из пробирок на сектора ПА. Роста нет – бактерицидное действие, рост есть – бактериостатическое действие. Преимущество метода – определение минимальной концентрации антибиотика, которая ингибирует (подавляет) рост бактериальной культуры.

3.Метод «канавки» (предложен А. Флемингом). Берут чашку Петри с питательным агаром. В центре по диаметру вырезают полоску агара шириной 1 см. Затем канавку заполняют агаром, смешанным с антибиотиком. После застывания канавки перпендикулярно делают посев исследуемых культур (4-5). После инкубации в термостате чувствительность определяют по длине зоны задержки роста, чем она больше, тем культура чувствительнее и наоборот. Преимущество метода – можно определить чувствительность сразу нескольких культур к данному антибиотику.

Биологическая активность антибиотиков.

Биологическая активность антибиотика – это его способность убивать или тормозить рост и развитие микроорганизмов. Активность выражают в единицах действия

(ЕД). 1 ЕД - минимальное количество антибиотика, которое задерживает рост

стандартного штамма тест-микроба в определенных условиях. Так, для пенициллина 1 ЕД является минимальное количество, способное задержать рост золотистого стафилококка штамма 209-р в 50 мл МПБ. Для стрептомицина 1 ЕД должна задерживать рост E.coli в 1 мл МПБ.

В настоящее время активность большинства антибиотиков измеряется в мкг.

Обычно 1мкг химически чистого препарата соответствует 1 ЕД. Для бензилпенициллина 1мг содержит 1670 ЕД, в 1 мг нистатина содержится 4000 ЕД.

Методы определения активности антибиотиков.

Активность антибиотиков определяют:

1)методом серийных разведений;

2)методом диффузии в агар.

Для определения активности антибиотиков в качестве тест - культуры используют непатогенные или условно-патогенные микробы, проявляющие наибольшую чувствительность к данному веществу. Так, для определения активности пенициллина используют S. аureus 209-р.

1. Определение активности антибиотиков методом серийных разведений. Берут ряд пробирок с одинаковым объемом МПБ (1-10 мл). Количество пробирок определяется количеством разведений (степенью разведения) антибиотика. В первую пробирку вносят определенное количество антибиотика, перемешивают, определенный объем раствора переносят из первой пробирки во вторую, перемешивают, из второй пробирки – в третью

и т.д. Из последней пробирки такой же объем выливают, чтобы во всех пробирках содержался одинаковых объем жидкости. Контроль – пробирка без антибиотика. Во все пробирки с разведениями антибиотика и контрольную пробирку вносят 0,1 мл взвеси тест культуры (2,5 106 клеток в 1 мл). На следующий день определяют разведение антибиотика, при котором в пробирке нет роста - среда осталась прозрачной (если нет роста, следовательно антибиотик подействовал). Эта наименьшая концентрация и есть

минимальная активная доза антибиотика.

Можно использовать этот метод с применением плотной среды, в том случае, если микробы не растут на жидких средах (для туберкулезных палочек – свернутую сыворотку). Разведения антибиотика в среде готовят следующим образом. Вначале готовят различные разведения антибиотика в растворителе, а затем по 1 мл каждого разведения вносят в пробирку с 4 мл расплавленного и охлажденного до 45-50С МПА. Пробирки скашивают для застывания агара, а на поверхность среды петлей засевают тесткультуру.

2. Определение активности антибиотика методом диффузии в агар.

Питательный агар (ПА) по 15 мл разливают в чашки Петри. После застывания и подсушивания агара в каждую чашку наливают по 5 мл ПА, смешанного с тест культурой (20 млн. клеток на 1 мл среды). После застывания второго слоя агара на его поверхность наносят по трафарету 6 цилиндров и делают 6 лунок. В 3 лунки вносят по 0,1 мл испытуемого раствора антибиотика, в другие 3 лунки – по 0,1 мл стандартного раствора. Через 16-18 часов термостатирования при 37С цилиндры удаляют и измеряют диаметр зон задержки роста. Активность антибиотика устанавливается с помощью расчетной таблицы ГФК или по стандартной кривой на основе диаметра задержки роста.

ЛЕКЦИЯ № 13

Учение об инфекции.

Понятие инфекция, инфекционный процесс, инфекционная болезнь.

Инфекция (infectio – заражение) – процесс проникновения микроорганизма в макроорганизм и его размножение в нем.

Инфекционный процесс – процесс взаимодействия микроорганизма и организма человека.

С биологической точки зрения инфекционный процесс – это разновидность паразитизма, когда один вид (паразит) использует другой вид (хозяин) как источник питания и место обитания, нанося ему вред.

Инфекционный процесс имеет различные проявления: от бессимптомного носительства до инфекционного заболевания (с выздоровлением или летальным исходом).

Инфекционная болезнь - это крайняя форма инфекционного процесса. Для инфекционной болезни характерно:

1)наличие определенного живого возбудителя;

2)заразность, т.е. возбудители могут передаваться от больного человека здоровым, что приводит к широкому распространению заболевания;

3)наличие определенного инкубационного периода и характерная последовательная смена периодов в течение болезни (инкубационный, продромальный, манифестный (разгар болезни), рековалесценции (выздоровление));

4)развитие характерных для данного заболевания клинических симптомов;

5)наличие иммунного ответа (более или менее продолжительный иммунитет после перенесения заболевания, развитие аллергических реакций при наличии возбудителя в организме и др.)

Названия инфекционных болезней формируются от названия возбудителя (вида, рода, семейства) с добавлением суффиксов "оз" или "аз" (сальмонеллез, риккетсиоз,

амебиаз и пр.).

Развитие инфекционного процесса зависит:

1)от свойств возбудителя;

2)от состояния макроорганизма;

3)от условий окружающей среды, которые могут влиять как на состояние возбудителя, так и на состояние макроорганизма.

Свойства возбудителей.

Возбудителями являются вирусы, бактерии, грибы, простейшие, гельминты (их проникновение – инвазия).

Микроорганизмы, способные вызывать инфекционные болезни, называются патогенными, т.е. болезнетворными (pathos – страдание, genos – рождение).

Имеются также условно-патогенные микроорганизмы, которые вызывают заболевания при резком снижении местного и общего иммунитета.

Возбудители инфекционных заболеваний обладают свойствами патогенности и вирулентности.

Патогенность и вирулентность.

Патогенность – это способность микроорганизмов проникать в макроорганизм (инфективность), приживаться в организме, размножаться и вызывать комплекс патологических изменений (нарушений) у чувствительных к ним организмов (патогенность – способность вызывать инфекционный процесс). Патогенность – это видовой, генетически обусловленный признак или генотипический признак.

Степень патогенности определяется понятием вирулентность. Вирулентность – количественное выражение или патогенности. Вирулентность является

фенотипическим признаком. Это свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма).

Количественные показатели вирулентности:

1) DLM (Dosis letalis minima) – минимальная летальная доза – минимальное количество микробных клеток, которое вызывает гибель 95% восприимчивых животных при данных конкретных условиях опыта (вид животного, вес, возраст, способ заражения, время гибели).

2) LD50 – то количество, которое вызывает гибель 50% экспериментальных животных.

Поскольку вирулентность – это фенотипический признак, то она изменяется под влиянием естественных причин. Ее можно также искусственно изменить (повысить или понизить). Повышение проводят путем многократного пассирования через организм восприимчивых животных. Понижение - в результате воздействия неблагоприятных факторов: а) высокая температура; б) антимикробные и дезинфицирующие вещества; в) выращивание на неблагоприятных питательных средах; г) защитные силы организма – пассирование через организм мало восприимчивых или невосприимчивых животных. Микроорганизмы с ослабленной вирулентностью используются для получения живых

органотропностью и токсичностью.

Специфичность – способность вызывать определенную инфекционную болезнь. Холерный вибрион вызывает холеру, микобактерии туберкулеза – туберкулез и пр.

Органотропность – способность поражать определенные органы или ткани (возбудитель дизентерии – слизистую оболочку толстого кишечника, вирус гриппа – слизистую оболочку верхних дыхательных путей, вирус бешенства – нервные клетки аммонова рога). Встречаются микроорганизмы, способные поражать любую ткань, любой орган (стафилококки).

Токсичность – способность образовывать токсические вещества. Токсические и

вирулентные свойства тесно связаны между собой.

Факторы вирулентности.

Признаки, которые определяют патогенность и вирулентность, называются факторами вирулентности. К ним относятся определенные морфологические (наличие определенных структур – капсул, клеточной стенки), физиологические и биохимические признаки (выработка ферментов, метаболитов, токсинов, оказывающих неблагоприятное влияние на макроорганизм) и др. По наличию факторов вирулентности патогенные микроорганизмы можно отличить от непатогенных.

Кфакторам вирулентности относятся:

1)адгезины (обеспечивают адгезию) – специфические химические группировки на поверхности микробов, которые как "ключ к замку" соответствуют рецепторам чувствительных клеток и отвечают за специфическое прилипание возбудителя к клеткам макроорганизма;

2)капсула – защита против фагоцитоза и антител; бактерии, окруженные капсулой, более устойчивы к действию защитных сил макроорганизма и вызывают более тяжелое течение инфекции (возбудители сибирской язвы, чумы, пневмококки);

3)поверхностонорасположенные вещества капсулы или клеточной стенки различной природы (поверхностные антигены): протеин А стафилококка, протеин М стрептококка, Vi-антиген брюшнотифозных палочек, липопротеиды грам «-» бактерий; они выполняют функции подавления иммунитета и неспецифических защитных факторов;

4)ферменты агрессии: протеазы, разрушающие антитела; коагулаза, свертывающая плазму крови; фибринолизин, растворяющий сгустки фибрина; лецитиназа, разрушающая лецетин мембран; коллагеназа, разрушающая коллаген; гиалуронидаза, разрушающая гиалуроновую кислоту межклеточного вещества соединительной ткани; нейраминидаза, разрушающая нейраминовую кислоту. Гиалуронидаза, расщепляя гиалуроновую кислоту, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани;

токсины –микробные яды - мощные факторы агрессии.

Факторы вирулентности обеспечивают:

1) адгезию – прикрепление или прилипание микробных клеток к поверхности чувствительных клеток макроорганизма (к поверхности эпителия);

2) колонизацию – размножение на поверхности чувствительных клеток;

3)пенетрацию – способность некоторых возбудителей проникать (пенетрировать) внутрь клеток - эпительальных, лейкоцитов, лимфоцитов (все вирусы, некоторые виды бактерий: шигеллы, эшерихии); клетки при этом погибают, и может нарушаться целостность эпителиального покрова;

4)инвазию – способность проникать через слизистые и соединительнотканные барьеры в подлежащие ткани (благодаря выработке ферментов гиалуронидазы, нейраминидазы);

5)агрессию - способность возбудителей подавлять неспецифическую и иммунную защиту организма хозяина и вызывать развитие повреждений.

Токсины.

Токсины – яды микробного, растительного или животного происхождения. Они обладают высоким молекулярным весом и вызывают образование антител.

Токсины делят на 2 группы: эндотоксины и экзотоксины.

Экзотоксины выделяются в окружающую среду в процессе жизнедеятельности микроорганизма. Эндотоксины прочно связаны с бактериальной клеткой и выделяются в окружающую среду после гибели клетки.

Свойства эндо и экзотоксинов.

Экзотоксины образуют возбудители так называемых токсинемических инфекций, к которым относятся дифтерия, столбняк, газовая гангрена, ботулизм, некоторые формы стафилококковых и стрептококковых инфекций.

Некоторые бактерии одновременно образуют как экзо-,так и эндотоксины (кишечная палочка, холерный вибрион).

Получение экзотоксинов.

1) выращивание токсигенной (образующей экзотоксин) культуры в жидкой питательной среде;

2)фильтрование через бактериальные фильтры (отделение экзотоксина от бактериальных клеток); можно использовать другие способы очистки.

Экзотоксины используют затем для получения анатоксинов.

Получение анатоксинов.

1)к раствору экзотоксина (фильтрату бульонной культуры токсигенных бактерий) добавляют 0,4% формалин и выдерживают в термостате при 39-40С 3-4 недели; происходит потеря токсичности, но антигенные и иммуногенные свойства сохраняются;

2)добавляют консервант и адъювант.

Анатоксины – это молекулярные вакцины. Они используются для специфической профилактики токсинемических инфекций, а также для получения лечебнопрофилактических антитоксических сывороток, также используемых при токсинемических инфекциях.

Получение эндотоксинов.

Используются различные методы разрушения микробной клетки, а затем проводят очистку, т.е. отделение эндотоксина от других компонентов клетки.

Так как эндотоксины – это липополисахариды, их можно извлечь из микробной клетки путем ее разрушения ТХУ (трихлоруксусная кислота) с последующим диализом для очистки от белков.

Свойства макроорганизма, влияющие на течение инфекционного процесса.

Основной фактор – восприимчивость к тому или иному возбудителю.

Восприимчивость может быть видовая и индивидуальная.

Видовая восприимчивость присуща данному виду животного или человека. Она обусловлена генетически. Определенный вид микроба находит оптимальную среду для своего существования в тканях определенного вида хозяина.

Индивидуальная восприимчивость определяется состоянием каждого конкретного организма. Она зависит от многих факторов:

1) качество и количество возбудителя; качество - выраженность инвазивных и агрессивных свойств возбудителя, количество - инфицирующая доза – определенная критическая доза, ниже которой болезнь может не развиться (для заболевания холерой необходимо введение холерных вибрионов в дозе 1010-1011 пероральным путем);

2) входные ворота – ткань или орган, через которые возбудитель проникает в макроорганизм; для большинства возбудителей необходимо проникновение через определенные входные ворота для развития заболевания (для гонококка – только через