Микроб билеты / Билет 18

Билет 18

1. 1. Белковый обмен у бактерий: - процесс синтеза собственных аминокислот и белков путем ассимиляции необходимых компонентов из внешней среды; - внеклеточное расщепление белков под воздействием различных ферментов. Если расщепление белков происходит в анаэробных условиях, то процесс называется гниением. Если в аэробных условиях — тлением. При наличии у бактерий протеаз белки расщепляются ими до промежуточных продуктов распада — пептонов. При наличии пептидаз пептоны расщепляются ими до аминокислот и продуктов их распада (аммиака, сероводорода, индола). Протеолитические (способность расщеплять белки) и пептоли-тические (способность расщеплять пептоны) свойства выражены далеко не у всех бактерий, поэтому их изучение в совокупности с другими ферментативными свойствами помогает идентифицировать бактерии. 2. Углеводный обмен у бактерий также носит двоякий характер — это процесс синтеза и распада углеводов. Расщепление углеводов бактериями (сахаролитические свойства) в аэробных условиях с образованием углекислого газа и воды называется горением, а расщепление ими углеводов в анаэробных условиях — брожением. В зависимости от характера конечных продуктов разложения углеводов в анаэробных условиях различают брожение: • спиртовое; • молочнокислое; • пропионовокислое; • муравьинокислое; • маслянокислое; • уксуснокислое. Молекулярный кислород в процессах брожения не участвует. Большинство бактерий, осуществляющих брожение, — облигатные анаэробы. Однако некоторые из них — факультативные анаэробы — способны осуществлять процесс брожения в присутствии кислорода, но без его участия. Более того, кислород подавляет процесс брожения, и оно сменяется горением (дыханием — конечный акцептор водорода — кислород). Этот эффект был назван эффектом Пастера и является одним из классических примеров смены метаболизма у бактерий в зависимости от условий среды. 3. Синтез биополимеров бактериальной клетки требует энергии. Она образуется в ходе биологического окисления и запасается в виде молекул макроэргов — АТФ и АДФ. Органеллами дыхания у большинства бактерий являются производные цитоплазматической мембраны — мезосомы, на которых локализуются специальные дыхательные ферменты типа цитохромоксидаз. Тип биологического окисления является одним из ключевых признаков, позволяющих дифференцировать различные микроорганизмы. По этому признаку выделяют 3 группы бактерий: • 1-я группа — облигатные аэробы, которые способны получать энергию только путем дыхания и нуждаются в молекулярном кислороде как конечном акцепторе электронов. Для них как тип окислительно-восстановительных процессов характерно окисление, при котором конечным акцептором электронов является кислород; • 2-я группа — облигатные анаэробы — бактерии, способные расти только в среде, лишенной кислорода. Для них как тип окислительно-восстановительных процессов характерна ферментация, при которой происходит перенос электронов от субстрата-донора к субстрату-акцептору; • 3-я группа — факультативные анаэробы — бактерии, способные расти как в присутствии, так и в отсутствие кислорода и использовать в качестве терминальных акцепторов электронов как молекулярный кислород, так и органические соединения. Среди них могут быть: • факультативно-анаэробные бактерии, способные переключаться с окисления на ферментацию (энтеробактерии); • аэротолерантные факультативно-анаэробные бактерии, которые могут расти в присутствии атмосферного кислорода, но не используют его, а получают энергию исключительно с помощью брожения (молочнокислые бактерии).

2 Для объяснения сложных и зачастую загадочных механизмов и проявлений иммунитета учеными

было высказано множество гипотез и теорий. Однако только немногие из них получили

принципиальное подтверждение или были обоснованы теоретически, большинство же имеют

только историческое значение.

Первой принципиально важной теорией была теориія бо- . ковых'це^тей, выдвинутая П.

Эрлихом (1898). Согласно это.й теории клетки органов и тканей имеют на своей поверхности

рецепторы, способные в силу химического сродства с антигеном связывать последний. Взамен

связанных антигеном рецепторов клетка вырабатывает новые рецепторы. Избыток их поступает

в кровь и обеспечивает иммунитет к антигену. Эта теория хотя и наивна в своей основе, но

привнесла в иммунологию принцип образования антител, способных связывать антиген, т.е.

заложила основы представления о гуморальном иммунитете.

Второй основополагающей теорией, блестяще подтвержденной практикой, была фагоцитарная

теория иммунитета И. И. Мечникова, разработанная в 1882.1890 гг. Суть учения о

фагоцитозе и фагоцитах изложена ранее. Здесь уместно лишь подчеркнуть, что она явилась

фундаментом для изучения клеточного иммунитета и по существу создала предпосылки для

формирования представления о клеточно-гуморальных механизмах

иммунитета.

Достойны упоминания также так называемые инструктивные теории, объяснявшие механизмы

образования специфических антител инструктивным действием антигенов. Согласно этим

теориям [Брейнль Ф., Гауровитц Ф., 1930; Полинг Л., 1940], из-прптииїм тяюке как

матоичные теории образования антител,

антитела формируются в присутствии антигена, т.е. антиген является как бы матрицей, на

которой штампуется молекула антитела.

Ряд теорий [Ерне Н., 1955; Вернет Ф., 1959] исходили из предположения о

предсуществовании антител в организме практически ко всем возможным антигенам. Особенно

глубоко и всесторонне эту теорию обосновал Ф. Вернет в 60.70-е годы нашего столетия. Эта

теория получила название клонально-се-лекционной и является одной из наиболее

обоснованных теорий в иммунологии.

Согласно теории Ф. Бернета лимфоидная ткань состоит из огромного числа клонов клеток,

специализировавшихся на выработке антител к разнообразным антигенам. Клоны возникли в

результате мутаций, клонирования под влиянием антигенов. Следовательно, согласно теории,

в организме предсуществуют клоны клеток, которые способны вырабатывать антитела на любые

антигены. Попавший в организм антиген вызывает активацию Ісвоего⌡ клона лимфоцитов,

который избирательно размножается и начинает вырабатывать специфические антитела. Если

же доза антигена, воздействующего на организм, велика, то клон Ісвоих⌡ лимфоидных клеток

элиминируется, устраняется из общей популяции, и тогда организм теряет способность

реагировать на свой антиген, т.е. он становится к нему толерантным. Так, по Ф. Бернету,

формируется в эмбриональном периоде толерантность к собственным антигенам.

Теория Ф. Бернета объясняет многие иммунологические реакции (антителообразование,

гетерогенность антител, толерантность, иммунологическую память), однако не объясняет

пред-существования клонов лимфоцитов, способных отвечать на разнообразные антигены. По

Ф. Бернету, существует около 10 000 таких клонов. Однако мир антигенов намного больше и

организм способен отвечать на любой из них. На эти вопросы теория не отвечает. Некоторую

ясность в это представление внес американский ученый С. Тонегава, который в 1988 г.

обосновал с генетической точки зрения возможность образования специфических

иммуноглобулинов практически ко всем мыслимым антигенам. Эта теория исходит из того, что

в организме человека и животных происходит перетасовка генов, в результате чего

образуются миллионы новых генов. Этот процесс сопровождается интенсивным мутационным

процессом. Отсюда из V- и С-генов, генов Н- и L-цепей может возникнуть огромное число

генов, кодирующих разнообразные по специфичности иммуноглобулины, т.е. практически

специфичные к любому антигену.

Следует упомянуть также теорию сетей регуляции (иммунной сети), основной стержневой

идеей которой является ^выдвинутая американским ученым Н. Ерне в 1974 г. идиотип-

антиидио-

типическая регуляция. Согласно этой теории иммунная система представляет собой цепь

взаимодействующих идиотипов и анти-идиотипов, т. е. специфических структур активного

центра антител, сформированных под влиянием антигена. Введение антигена вызывает

каскадную цепную реакцию образования антител 1-го, 2-го, 3-го и т.д. порядков. В этом

каскаде антитело 1-го порядка вызывает образование к себе антитела 2-го порядка,

последнее вызывает образование антитела 3-го порядка и т.д. При этом антитело каждого

порядка несет Івнутренний образ⌡ антигена, который передается эстафетно в цепи

образования анти-идиотипических антител.

Доказательствами этой теории являются существование анти-идиотипических антител,

несущих Іобраз⌡ антигена и способных вызвать иммунитет к этому антигену, а также

существование сенсибилизированных к антиидиотипическим антителам Т-лимфо-цитов, несущих

на своей поверхности рецепторы этих антител.

С помощью теории Н. Ерне можно объяснить формирование Іиммунологической памяти⌡ и

возникновение аутоиммунных реакций. Однако эта теория не объясняет многих явлений

иммунитета, например, как отличает организм Ісвое⌡ от Ічужого⌡, почему пассивный

иммунитет не переходит в активный, когда и почему затихает каскад антиидиотипических

реакций и т.д.

В 60-е годы выдающийся советский иммунолог П. Ф. Здродов-ский сформулировал

физиологическую концепцию иммуногенеза . гипоталамо-гипофизадреналовую теорию регуляции

иммунитета. Основная идея теории сводилась к тому, что регулирующую роль в образовании

антител играют гормоны и нервная система, а продукция антител подчиняется общим

физиологическим закономерностям. Однако теория не касается клеточных и молекулярных

механизмов иммуногенеза

3 Род Streptococcus, семейство Streptococcaceae включает 21 вид. Чаще всего вызывают заболевания: S.pyogenes, agalacticae, faecalis, зеленящие (pneumoniae).

Пиогенные стрептококки

Морфология. Гр+, шаровидной или овальной формы. В мазках располагаются парами или короткими, 6–8 клеточными, цепочками. Имеют капсулу, но входящая в ее состав гиалуроновая кислота не антигенна. Неподвижны, спор не образуют.

Стрептококки КУЛЬТИВИРУЮТСЯ на питательных средах с добавлением глюкозы, сыворотки или крови. На поверхности плотных сред образуют мелкие (до 1 мм) бесцветные колонии, в жидких средах – придонный, пристеночный рост, при этом среда прозрачная. По характеру роста на кровяном агаре различают: бета-гемолитические – вокруг колоний образуется прозрачная зона гемолиза; альфа-гемолитические – неширокая, зеленоватая зона; негемолитические – среда не изменяется.

Продуцируют ряд ферментов, дифференциально-диагностическое значение имеет лактаза и сахараза.

АГ. По АГ составу полисахоридной клеточной стенки (субстанция С) стрептококки разделяют на 20 серогрупп (обозначают заглавными буквами латинского алфавита А–V). Внутри серогрупп стрептококки разделяют на серовары (обозначают цифрами). Большинство возбудителей стептококковых инфекций относится к серогруппе А.

АГ свойствами обладают Ig-новые Fc-рецепторы клеточной стенки, липотейхоевые кислоты, а также токсины и ферменты, секретируемые в окружающую среду при размножении микроорганизмами. Патогенность для человека определяется образованием токсинов, внеклеточных ферментов и свойствами самих бактериальных клеток. Перечень заболеваний, вызываемых стрептококками, довольно большой: ангины, хронический тонзиллит, скарлатина, гнойные поражения кожи, флегмоны, сепсис, нефрит, ревматизм, отит и др. Попытки найти дифференциальные признаки стрептококков, вызывающих столь разнообразные по клиническим проявлениям болезни, оказались безуспешными. Только в отношении скарлатинозного стрептококка установлено, что они могут выделять эритрогенный токсин, другие признаки одинаковы с другими стрептококками СЕРОЛОГИЧЕСКОЙ ГРУППЫ А. Нефритогенными считаются стрептококки серовара 12, продуцирующие цитотоксин.

Стрептококки серогруппы В (S. agalactia) могут вызывать послеродовые инфекции и сепсис новорожденных, эрозивный стоматит, урогенитальные инфекции у женщин, сепсис, менингит.

С – возбудители респираторных инфекций, заболеваний МПС.

Н и К – выделены при эндокардитах.

D (энтерококки) – обитают в кишечнике здорового человека, вызывают поражения желчевыводящих путей, могут вызвать эндокардит, попадая в раны гнойно-воспалительную инфекцию. При генерализации – сепсис.

Некоторые (S.mutans, S.salivarius и др.), не содержащие группового Аг, обитают в полости рта. S.mutans участвует в развитии кариеса зубов и пародонтоза.

Стрептококки других серогрупп редко обнаруживаются у человека.

Факторы патогенности. Адгезины – это липидный компонент комплекса липотейхоевой кислоты с белками клеточной стенки, обеспечивают взаимодействие с мембраной эпителия и колонизацию. Защиту от фагоцитоза обеспечивают:

1) антихемотаксический фактор;

2) Ig-новый Fc-рецептор (к IgG) – подавляет фагоцитоз, разрушает комплемент, вызывает дисбаланс иммуноглобулинов;

3) капсула (у серогрупп А и В) – защищает от фагоцитов;

4) М-белок, позволяет расти и размножаться в крови человека, лишенные М-белка клетки фагоцитируются без участия антител. М-белок обеспечивает т/же способность проникать в клетки микроорганизмов и размножаться в них.

ФЕРМЕНТЫ: гиалуронидаза (фактор распространения) и стрептокиназа (фибринолизин) – разрушает фибрин, ограничивающий местный очаг воспаления, способствуя генерализации процесса.

Стрептококки СЕРОГРУППЫ А образуют ряд ТОКСИНОВ:

О-стрептолизин (термолабильный белок) – выделяется при размножении, вызывает лизис эритроцитов, разрушает мембраны других клеток, а также мембраны лизосом, обладает кардиотоксическим действием. Этот токсин является АГ и стимулирует синтез анти-О-стрептолизин.

S-стрептолизин (нуклеопротеид), антигенными свойствами не обладает, вызывает лизис эритроцитов, разрушает лизосомы, мембраны митохондрий клеток человека.

Лейкоцидин лизирует полиморфноядерные лейкоциты, выключает фагоцитоз.

Цитотоксины (пептиды) – повреждают клетки. Один из этих токсинов способен повреждать почечную ткань, он выделяется нефритогенными штаммами стрептококков серовара 12.

Эритрогенный токсин (скарлатинозный). Информация об образовании данного токсина поступает в клетку с геномом умеренного фага. Термостабильная фракция эритрогенного токсина стимулирует реакцию ГЗТ.

Экология и распространение. Выделяют возбудителей заболеваний только человека, человека и животных и условно-патогенные для человека. Обитают в полости рта, на слизистых оболочках верхних дыхательных путей, на коже, в кишечнике. Источник – больные и бактерионосители. Путь распространения – воздушно-капельный. Значительная часть заболеваний – эндогенные инфекции, возникают у лиц с иммунодефицитными состояниями.

В окружающей среде (на предметах обихода, в пыли) могут сохраняться в течение нескольких дней, хорошо выдерживают высушивание (сохраняют жизнеспособность, но теряют вирулентность). Чувствительны к нагреванию и дезинфектантам.

Иммунитет. На развитие стрептококковых инфекций влияет состояние микроорганизмов. Часто заболевание развертывается на фоне предварительно возникшей сенсибилизации (повторные ангины, рожистые воспаления, хронические инфекции – тонзиллит, нефрит, ревматизм). Возможно участие аутоиммунных процессов (ревматизм). Имеют АГ, перекрестно реагирующий с сарколеммой мышечных волоконсердца.

Антитела вырабатываются на все БАВ стрептококка (токсины, ферменты). Иммунитет после перенесенных инфекций (кроме скарлатины) малонапряженный и носит типовой антимикробный характер (к М-антигену). Антитела к ферментам, токсинам стрептококков протективными свойствами практически не обладают. Уровень напряженности сенсибилизации проверяют в аллергических пробах.

Лабораторная диагностика. Материалом для БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО исследования служат слизь из зева, гной, отделяемое ран, кровь и др. Выделенные чистые культуры идентифицируют, определяют основные их свойства: морфологию, гемолитическую активность, чувствительность к антимикробным препаратам.

СЕРОЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА – выявление антител к токсинам и ферментам. При ревматизме – нарастание титров анти-О-стрептолизинов, анти-ДНКазы, антигиалуронидазы в парных сыворотках.

Профилактика и лечение. Специфическая профилактика не разработана. Для предупреждения хронических стрептококковых инфекций, связанных с персистенцией возбудителя и образованием L-форм, используют антибиотикотерапию. За детьми, перенесшими повторные ангины, скарлатину, устанавливается диспансерное наблюдение (профилактика ревматизма). Стрептококки серогруппы А высокочувствительны к пенициллину (бактерицидное действие), устойчивость к пенициллину не приобретается. Сульфаниламиды оказывают бактериостатическое действие на стрептококки. К ним микроорганизмы легко приобретают резистентность.

Особое место занимает СКАРЛАТИНА – острое инфекционное заболевание, возбудитель – гемолитический стрептококк группы А любого серовара, способный продуцировать эритрогенный токсин.

Патогенез. Скарлатина – острозаразное заболевание, протекает циклически со сменой симптомов. На 1 этапе проявляется действие эритрогенного токсина (интоксикация, ангина, мелкоточечная сыпь на гиперемированном фоне).

2 период сопровождается осложнениями в рез действия самих стрептококков (гнойные лимфаденит, мастоидит, отит), т.к. антимикробный иммунитет не выражен, и заражение стрептококками других сероваров, к которым нет соответствующих антител.

Иммунитет. В отличие от других стрептококковых инфекций остается прочный антитоксический иммунитет, т.к. эритрогенный токсин стрептококков всех сероваров АГ-но идентичен. Антимикробный иммунитет типоспецифичен и не защищает от возникновения других стрептококковых заболеваний.

Напряженность антитоксического иммунитета к эритрогенному токсину проверяется внутрикожными пробами. При отсутствии иммунитета самая малая доза токсина дает покраснение и припухлость кожи. Если же в крови есть антитоксины, реакции на введение токсина не возникает

4 Внеклеточная форма существования вирусов называется вирионом. Вирионы имеют различную форму - круглую, нитевидную, палочковидную, многогранника - и величину. Самые мелкие вирусы близки к размерам крупных белковых молекул. Самые крупные - мельчайшим бактериям. Вирионы имеют единую схему организации. В центре вириона располагается нуклеиновая кислота вируса (какая-либо одна - или ДНК, или РНК). По своему составу вирусные нуклеиновые кислоты не отличаются от нуклеиновых кислот прокариотов и эукариотов, а вот их строение может быть различным. Это могут быть одно- или двунитевые, линейные или кольцевые, цельные или фрагментированные молекулы или ДНК, или РНК. Тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и ее строение - важнейший таксономический признак вирионов.

Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, которую называют капсидной. Капсидная оболочка состоит из отдельных субъединиц - капсомеров, их количество может быть различным. Белки капсидной оболочки обычно простые и способны к самосборке.

Пространственная организация белков капсидной оболочки, их взаиморасположение определяют тип симметрии нуклеокапсида:

• спиральный, 

• кубический, 

• смешанный (сложный). 

Тип симметрии нуклеокапсида - еще один важный таксономический критерий, позволяющий дифференцировать вирусы.

Простейшие вирусы представляют собой нуклеокапсид. Вирионы многих вирусов поверх капсидной покрыты суперкапсидной оболочкой. Суперкапсид - это сложноорганизованная структура, включающая белковый, углеводный и липидный компоненты, наличие липидов делает вирусы, имеющие суперкапсидную оболочку, чувствительными к эфиру. Белки суперкапсидной оболочки - это сложные белки. В состав суперкапсидной оболочки могут входить элементы клетки хозяина. Наличие или отсутствие в строении вириона суперкапсидной оболочки - еще один из важнейших таксономических признаков вирусов.