Микроб билеты / Билет 19

Билет 19

1 Аэробные бактерии имеют цитохромную систему, включающую фермент цитохромоксидазу и цитохромные пигменты. Наличие этой системы позволяет аэробам использовать кислород в качестве конечного акцептора водорода. Цитохромы ― это группа желтых пигментов, содержащихся в аэробных клетках (микобактерии, сенная палочка, холерный вибрион и др.). Они содержат железо, которое под действием ферментов быстро окисляется и восстанавливается. Поэтому в нем нуждаются живые клетки. Наиболее доступными продуктами для окисления аэробными бактериями являются углеводы, спирты, органические кислоты.

В аэробных условиях чаще происходит"полное биологическое окисление глюкозы. В этом случае конечными продуктами окисления являются Н20 и СОг. При полном окислении одной граммоле-кулы виноградного сахара освобождается 674 калории тепла: СбН1206 + 602 = 6С02 + 6Н20 + 674 кал.

В окислительном процессе закономерно то, что окисление одного вещества происходит за счет восстановления другого, т. е. окисляемое вещество теряет электроны, а восстанавливаемое приобретает их.

Неполное биологическое окисление также происходит в аэробных условиях. Однако освобождается несколько меньше энергии, чем при полном окислении.

СН3СН2ОН + О2 ― СН3СООН + Н2О+118 кал. тепла.

Молодые бактериальные клетки потребляют за час 2500― 5000 мм3 кислорода на 1 мг сухого вещества клетки, растущие клетки значительно больше вырабатывают тепловой энергии. При активном размножении ускоряется не только обмен веществ, но и окислительно-восстановительные процессы.

Анаэробные бактерии не имеют цитохромной системы. Поэтому не могут использовать молекулярный кислород в качестве конечного акцептора водорода. В условиях брожения одной граммолекулы виноградного сахара образуется небольшое количество тепла, составляющее 27 калорий:

С6Н12О6 + 2С2Н5ОН +2С02 + 27 кал. тепла.

Факультативные анаэробы (кишечные палочки, брюшнотифозные и дизентерийные бактерии) имеют 2 набора ферментных систем. В результате этого они содержат только один или два цито-хрома и могут расти в аэробных и анаэробных условиях.

О механизме биологического окисления при дыхании существовало несколько теорий. Одни авторы придавали большое значение дыхательным ферментам, в которых содержится железо, играющее основную роль в переносе электронов на кислород (О. Варбург). Другие считали, что дыхание осуществляется при помощи дыхательных пигментов, действующих как в присутствии, так и отсутствии молекулярного кислорода (А. В. Палладии и др.).

В настоящее время сложилась единая теория биоэнергетических процессов, которая объединяет существующие точки зрения о механизме окислительного процесса. Согласно этой теории, первичное окисление углеводов и других органических веществ осуществляется путем отщепления водорода, передающегося по цепи ферментов и могущего соединиться с молекулярным кислородом с последующим образованием воды. За счет имеющихся в воде водорода и кислорода происходят окислительно-восстановительные реакции между атомами углерода (И. Д. Иерусалимский, 1963).

По типу дыхания микроорганизмы подразделяются на аэробные, анаэробные и промежуточные между ними формы.

1. Облигатные аэробы растут при наличии молекулярного кислорода. К типичным аэробам относятся холерный вибрион, микобактерии туберкулеза, сенная палочка и др.

2. Микроаэрофилы растут при ограниченном доступе кислорода (молочнокислые бактерии).

3. Факультативные аэробы размножаются и при отсутствии молекулярного кислорода. Они содержат все дыхательные ферменты, поэтому вызывают полное окисление субстрата.

4. Капнеические бактерии развиваются в условиях пониженного содержания кислорода и повышенного количества угольной кисло--ты (бруцеллы бычьего типа и др.).

5. Облигатные анаэробы неспособны развиваться при наличии кислорода,  который угнетает их жизнедеятельность,  нарушает

функции и задерживает рост (возбудители газовой гангрены, столбняка, ботулизма и др.).

Пигментные бактерии. Многие микробы бесцветны, однако существует небольшая группа пигментных бактерий, которые при выращивании на плотных питательных средах выделяют красящее вещество (пигмент), придающее культурам разнообразный цвет и оттенки.

В 1881 г. Бейеринк установил, что существуют три группы пигментных бактерий, и определил место расположения пигмента: первая группа ― хромофорные бактерии, имеющие пигмент внутри клеток; вторая ― хромопарные, способные выделять пигмент во внешнюю среду; третья ― парохромные, которые откладывают пигмент в оболочке.

Установлено, что пигмент бактерий может быть красного, синего, желтого, коричневого, белого и фиолетового цвета.

Красный пигмент образует группа пурпурных бактерий, он встречается в различных цветах ― от розового до фиолетового. Этот пигмент называется бактериопурпурином. Энгельманн считает возможным участие бактериопурпурина в процессе питания пурпурной группы бактерий, что он имеет для них такое же значение, как хлорофилл для зеленых растений.

Красный пигмент образуется в культурах дрожжей, грибов, актиномицетов и некоторых других бактерий. Особенно ярко этот пигмент выделяет чудесная палочка. Он не растворяется в воде, поэтому среда не окрашивается. Чудесная палочка нередко появляется на поверхности белого хлеба, картофеля и на других субстратах, богатых крахмалом. Она образует на них ярко-красные пятна, похожие на капли свежей крови. ,

Желтые пигменты образуются в культурах стафилококков, сарцин и флюоресцирующих бактерий, обитающих в воздухе и в воде. Золотистый стафилококк выделяет золотисто-желтый пигмент, а желтый стафилококк ― лимонно-желтый. Некоторые виды сарцин также выделяют желтый пигмент, который не растворяется в воде, но растворим в спирте.

Синие пигменты образуются синегнойной палочкой (патогенный вид), обитающей в воде и воздухе.

Фиолетовый пигмент выделяет неподвижная и неспоро-образующая палочка ― chromobactermm violaceum.

Черные и коричневые пигменты образуются в культурах грибов (Dematium hormodentron), некоторых дрожжей и почвенных бактерий.

Основные факторы, влияющие на пигментообразование:

1) прямой солнечный свет прекращает появление пигмента, но рассеянный солнечный свет не оказывает действия на процессы пигментообразования;

2) температура в пределах 20―25° благоприятствует выделению пигмента сапрофитными бактериями, но высокая температура прекращает пигментообразование, например Bad:, prodigiosum при 37―39° не выделяет пигмента;

3) аэрация культуры способствует образованию пигмента, но недостаток кислорода воздуха у многих бактерий задерживает пигментообразование;

4) качественный состав питательной среды и ее кислотность. Например, Bact. prodigiosum интенсивно выделяет пигмент в среде, богатой углеводами и крахмалом. Bact. pyocyaneum выделяет пигмент при наличии в среде белковых соединений;

5) возраст культуры. При старении культуры биохимические процессы изменяются.

Минеральные соединения, особенно фосфорнокислые, сернокислые и хлористые соли, влияют на окраску пигмента: в присутствии незначительного количества фосфорнокислых солей Bact. pyocyaneum образует синий пигмент, при некотором увеличении его количества появляется сине-зеленый, а при значительных количествах ― ярко-зеленый пигмент.

Пигментообразование является стойким признаком при определении вида бактерий с учетом тех конкретных условий, при которых появляются пигменты, и используется при классификации микробов. Красящие вещества ряда микробов оказывают губительное действие на патогенные бактерии.

Светящиеся микробы, или фотобактерии, являются строгими аэробами, свечение которых без доступа кислорода прекращается. Интенсивное свечение фотобактерий происходит в такой питательной среде, в которой содержатся пептон и углеводы. В кислой среде свечение проявляется больше, чем в щелочной. Продукты обмена веществ, особенно аммиак, накапливающиеся в питательной среде, могут задерживать развитие свечения.

Свечение возникает в результате внутриклеточных окислительных реакций, появляющихся в организме фотобактерий. Установлено, что убитые ультрафиолетовыми лучами фотобактерии продолжают светиться. Большинство из них развивается при низкой температуре. Свечение сохраняется при 5―10° и исчезает при 20°.

Фотобактерии являются антагонистами гнилостных микробов. Поэтому обнаружение светящихся бактерий на мясо-рыбных продуктах не может служить показателем их недоброкачественности.

Свечение фотобактерий бывает различным: белым, голубым и зеленым. Наблюдения показывают, что световые лучи бывают желтыми, зелеными и синими. Световая сила зависит от величины скопления фотобактерий. При большой их концентрации свет позволяет фотографировать колонии или другие более крупные предметы. При свете одной пробирки фотобактерий в темной комнате можно видеть стрелки на циферблате часов.

2 Это реакции между антигеном и антителом, которые происходят в живом организме, а также могут быть воспроизведены в лабораторных условиях. Реакции антитела и антигена называются серологическими, или гуморальными. В процессе взаимодействия с антигеном участвует не вся молекула иммуноглобулина, а лишь ее ограниченный участок — антигенсвязывающий центр. Антитело взаимодействует не со всей молекулой антигена сразу, а только с ее антигенной детерминантой. Антитела обладают специфичностью взаимодействия, т. е. связываются со строго определенной антигенной детерминантой.

К особенностям антител относится их аффинность и авид-ность.

Аффинность — это сила специфического взаимодействия антитела с антигеном (энергия их связи). Эта характеристика зависит от степени соответствия структуры антигенсвя-зывающего центра и антигенной детерминанты. Чем больше они подходят друг другу, тем больше образуется межмолекулярных связей и тем выше будет устойчивость образовавшегося иммунного комплекса.

В макроорганизме с одной и той же антигенной детерминантой способно одновременно прореагировать и образовать иммунный комплекс около 100 различных клонов антител. Все они будут отличаться структурой антигенсвязы-вающего центра и аффинностью.

Авидность — это прочность связывания антигена с антителом. Она определяется аффинностью и числом антиген-связывающих центров. При равной аффинности наибольшей авидностью обладают антитела класса М, так как они не имеют 10 антигенсвязывающих центров.

Эффективность взаимодействия антитела с антигеном зависит от различных условий: рН среды, температуры, осмотической плотности, солевого состава среды и т.д. Наиболее приемлемыми для реакции антиген—антитело являются физиологические условия внутренней среды макроорганизма.

Иммунные реакции используются в практической медицине при диагностических и иммунологических исследованиях у больных и здоровых людей. С этой целью применяются серологические методы исследования (от лат. Serum — сыворотка и logos — учение) с помощью реакции антиген-антитело. Обнаружение в сыворотке крови больного антител против того или иного возбудителя или его антигена позволяет поставить диагноз болезни. Серологические исследования применяют также для идентификации антигенов микробов, определения групп крови, тканевых и опухолевых антигенов и т. д.

При выделении микроорганизмов от больного в бактериологических лабораториях проводят идентификацию возбудителей путем изучения их антигенных свойств с помощью иммунных диагностических сывороток, содержащих специфические антитела.

В микробиологической практике широко применяются реакции агглютинации, преципитации, нейтрализации и т. д. Эти реакции различаются по технике постановки, хотя все они основаны на реакции взаимодействия антигена с антителом и применяются для выявления как антител, так и антигенов.

Реакция агглютинации (РА)

Эта реакция основана на взаимодействии антител с целыми микробными клетками. Протекает она в две фазы: 1) соединение антигена с антителом; 2) выпадение осадка, в присутствии электролитов, например хлорида Na. Применяются различные варианты постановки этой реакции: развернутая (ставится в пробирках), ориентировочная (на стекле). Характер и скорость агглютинации зависят от вида антигена и антител. Примером являются особенности взаимодействия О - и Н-антигенов со специфическими антителами: реакция с О-диагностикумом (бактерии, убитые нагреванием) происходит в виде мелкозернистой агглютинации; реакция с Н-диагностикумом (бактерии, убитые формалином) крупнохлопчатая и протекает быстрее.

Разные родственные микроорганизмы могут агглютинироваться одной и той же диагностической агглютинирующей сывороткой, что затрудняет их идентификацию. Поэтому используются адсорбированные агглютинирующие сыворотки, из которых удалены перекрестно реагирующие антитела путем адсорбции их родственными бактериями. В таких сыворотках сохраняются антитела, специфичные только к данному виду микроорганизма.

Реакция гемагглютинации (РГА)

Различают прямую и непрямую РГА. При прямой гемагглютинации происходит подавление вирусов антителами иммунной сыворотки, в результате чего вирусы теряют свойство агглютинировать эритроциты. Эту реакцию широко используют для диагностики некоторых вирусных инфекций, например гриппа.

При реакции непрямой гемагглютинации (РИГА) происходит склеивание эритроцитов при адсорбции на них определенных антигенов. При этом эритроциты оседают на дно пробирки в виде фестончатого осадка. РИГА применяют для диагностики различных инфекционных заболеваний, для выявления чувствительности к лекарственным препаратам и гормонам. Для определения групп крови применяется реакция агглютинации эритроцитов, при этом используются антите-: ла к группам крови А(П), В(Ш). Контролем служит сыворотка, не содержащая антител, т. е. AB(IV) группы крови, антигены, содержащиеся в эритроцитах групп А(П), В(Ш). О-отрицательный контроль не содержит антигенов, т. е. используют эритроциты группы О(1).

Реакция преципитации

Эта реакция основана на выпадении в осадок комплекса растворимого антигена со специфическими антителами. Этот' осадок комплекса антиген—антитело называется «преципитатом». Эту реакцию проводят в пробирках или в полужидком агаре. Если реакцию ставят в пробирке, то растворимый антиген постепенно наслаивают на иммунную сыворотку. При оптимальном соотношении антигена и антитела на границе этих двух растворов образуется непрозрачное кольцо преципитата. При постановке реакции преципитации в полужидком агаре используют стеклянные пластинки, на которые тонким слоем наносится растопленный агаровый гель. После его затвердевания в нем вырезают небольшие лунки, в которые раздельно помещают антигены и иммунные сыворотки, которые, диффундируя в агар, образуют в месте соединения преципитат в виде белой полосы.

Реакция нейтрализации

Эта реакция основана на том, что антитела иммунной сыворотки способны нейтрализовать повреждающее действие микроорганизмов или их токсинов на чувствительные клетки и ткани, что связано с блокадой микробных антигенов антителами, т. е. их нейтрализацией. В основном эту реакцию используют при вирусных заболеваниях как для определения антител в крови больного, так и для идентификации вирусов. Принцип реакции заключается в том, что исследуемые сыворотки смешивают с вирусосодержащим материалом и выдерживают некоторое время. Затем эту смесь вводят чувствительным лабораторным животным. О результатах этой реакции судят по гибели животных. При отсутствии у животных повреждающего действия микроорганизмов или их антигенов и токсинов говорят о нейтрализующем действии иммунной сыворотки.

3 гонококки: Вызывает гонорею и бленорею (поражение эпителия роговицы). Морфологич хар-ка: Гр , бобовидной диплококк, окружены микрокапсулой, жгутиков не имеют, спор не образуют. Для гонококков хар-но наличие пили. Культуральные св-ва: требователен к культивированию. Он аэроб и требует наличие человеческого белка (чел сыворотка, асцитическая жидкость), лучше растут при содержании 5-10% СО₂, из углеводов ферментируют только глюкозу. Антигенные св-ва: неоднородные, антигенная структура гонококков изменчива. Факторы вирулентности: капсула, пили, s-IgA-протеаза, гиалуронидаза, эндотоксин, в кл стенки имеется белок I и II с которым связывают явление незавершенного фагоцитоза. Источник – больной с острой хронической формой. Путь передачи – половой. Иммунитет – антимикробный, типоспецифический, не стойкий. Профилактика – всем новорожденным закапывают в глаза 1% азотнокислое серебро или сульфацил натрия. Взвесь убитых гонококков используют для вакцинотерапии хронической гонореи. Методы диагностики. Острая гонорея, ведущий метод – микроскопический. Из исследуемого материала делают два мазка, один окрашивают по Граму, другой – метиленовым синим. При наличии в мазке гонококков видны грам диплококки, расположенные внутри лейкоцитов (незавершенный фагоцитоз). При хронической гонорее гонококки нах вне клеток, и имеют атипичную форму в виде шаров или мелких образований. Поэтому для диагностики хронической гонореи применяют серологический метод (РСК, РПГА), бактериологический метод. Бактериологическое исследование. Материал засевают на чашки Петри со специальными питательными средами — КДС, сывороточным агаром и др. Среда КДС содержит питательный агар с добавлением казеина, дрожжевого экстракта и сыворот­ки крови. Посевы инкубируют при 37 "С в атмосфере с повы­шенным содержанием СО2 (не менее 3 %) в течение 24—72 ч. Гонококки образуют круглые прозрачные колонии, напоми­нающие капли росы. Подозрительные ко­лонии пересевают в пробирки на соответствующие среды для получения чистых культур, которые идентифицируют по сахаролитическим свойствам на средах "пестрого" ряда (полужид­кий агар с сывороткой и углеводом) или с помощью микро­тест-систем. Гонококки ферментируют только глюкозу с обра­зованием кислоты. Серологический диагноз ставят с помощью РСК. Реакция ставится для обнаружения Ат в сыворотке крови больного, с помощью известного Аг, которое представляет собой взвесь убитых гонококков.Учет результата реакции начинают с контрольных пробирок. При наличии гемолиза в контрольных пробирках, о результатах опыта судят по опытной пробирке.

4 Лямблиоз (син.: гиардиоз) - протозойная инфекционная болезнь, характеризующаяся поражением верхнего отдела тонкой кишки (дуоденит) и желчного пузыря (холецистит). У большинства людей лямблиозных инвазия имеет бессимптомное течение или сопровождается лишь дисфункцией кишечника. Возбудителем заболевания является Lamblia intestinalis (Giardia intestinalis) из семейства Hexamitidae, класса Zoomastigophora. Источником заражения являются больные люди или паразитоносителей. В организме человека лямблии размножаются в огромном количестве. В течение суток один человек может выделить с испражнениями до 18 млрд цист этого возбудителя. Лямблиоз встречается повсеместно. L. intestinalis обнаруживают у 10-12% взрослых людей и у 50-80% детей дошкольного возраста. Механизм инвазии-фекально-оральный, факторами передачи являются вода, еда, игрушки, предметы обихода, загрязненные руки. Инвазивные только цисты лямблий, которые достаточно устойчивы во внешней среде. Материалом для проведения лабораторной диагностики является стул и дуоденальное содержимое, полученный при зондировании, кровь для серологических реакций.

Микроскопическое исследование

С доставленных проб производится нативные препараты надавленные капли и мазки для окраски. Диагноз ставится при обнаружении вегетативных форм лямблий в дуоденальном содержимом или жидких испражнениях, а также цист в оформленных фекалиях. В нативных препаратах вегетативная форма лямблий выглядит плоской, грушевидной, с передним закругленным и задним узким, заостренным краем, загнутым в сторону дорзальной поверхности. Паразит имеет билатеральную симметрию, его размеры в длину 18-28 мкм, ширина в верхней части тела - 8-12 мкм. Спереди на брюшной стороне находится света, округлая углубление - посасывая диск. Это своеобразный присосок, с помощью которого лямблия присасывается к энтероцитов слизистой оболочки кишечника. В надавленные капли можно наблюдать весьма характерный колебательный или танцевальное движение. напоминающий полет листка, падает. Кроме вегетативных форм лямблий в препаратах и мазках обнаруживают также цисты. Они имеют правильную овальную форму. Размеры цист составляют 8-17 мкм в длину и 4-8 мкм в ширину. При окраске мазков железным гематоксилином по Гайденгайном у лямблий легко обнаружить два округлых ядра и четыре пары жгутиков: одна пара отходит от заднего конца тела, остальные - спереди, с боков и снизу. От базальных телец, расположенных вблизи ядер, отходят две параллельные нитки - аксостиль. На границе между передней и средней частью лямблий расположены одно-два парабазальных тела, которые имеют треугольную или серпообразную форму Цисты лямблий, окрашенные раствором Люголя, имеют желто-коричневый цвет, правильную овальную форму, гладкую тонкую двухконтурную оболочку. У переднего конца цист расположены слабоконтуровани ядра-два в незрелых и четыре - в зрелых цистах. Внутри цитоплазмы можно обнаружить скрученные жгутики. Более демонстративно выглядят цисты в мазках, окрашенных железным гематоксилином. Ядра имеют вид очков с темными центральными кариосома, окруженными светлыми неокрашенным ободком. Лямблии можно вырастить на искусственных питательных средах, в состав которых добавляют экстракты дрожжеподобных грибов, но культуральный метод диагностики заболевания не проводят. Очень редко с диагностической целью используют серологические исследования. в основном, реакции непрямой гемагглютинации и непрямой иммунофлюоресценции. Титры противолямблиозных антител выпадают больше при клинически хорошо выраженном течении заболевания. Были также предложены аллергические внутрикожные пробы, но они не получили широкого применения. Итак, основным методом лабораторной диагностики лямблиоза и паразитоносительства этих простейших является микроскопическое исследование дуоденального содержимого и испражнений.