- •Общая медицинская микробиология
- •Общая медицинская микробиология
- •Список сокращений
- •Этапы развития микробиологии
- •Особенности микроорганизмов
- •Систематика бактерий
- •4. Смешанный подход.
- •Отличия прокариотов и эукариротов
- •Таксоны, применяемые в бактериологии:
- •Подвидовые таксоны:
- •Клон (греч. Klon — росток) — генетически однородная чистая культура микроорганизмов, полученная из одной материнской клетки.
- •Номенклатура бактерий
- •Морфология бактерий
- •Мелкие и средние длиной 2–5 мкм, толщиной 0,4–0,8 мкм; — энтеробактерии;
- •Длинные палочки длиной до 10 мкм, толщиной 0,5–2 мкм — бациллы;
- •Бактерии — не образуют спор; необходимо иметь в виду, что термин «бактерия» часто используют для обозначения всех микроорганизмов-прокариот;
- •Бациллы — спорообразующие аэробы; диаметр эндоспоры обычно не превышает ширины клетки;
- •Клостридии — спорообразующие анаэробы; диаметр споры больше поперечника вегетативной клетки, в связи с этим клетка напоминает веретено или теннисную ракетку.
- •Структура бактериальной клетки
- •Обязательными органеллами бактериальной клетки являются нуклеоид, цпм, мезосомы, цп, рибосомы.
- •Политрихи — много жгутиков:
- •Клеточная стенка (кс)
- •Формы бактерий с дефектом кс
- •Запасные вещества прокариот
- •7.12. Эндоспоры
- •Терморезистентность эндоспор обусловлена:
- •Практически полным отсутствием свободной воды;
- •Большим содержанием кальциевой соли дипиколиновой кислоты, которая не встречается у вегетативных клеток;
- •Особым строением белка;
- •Стадии спорообразования (споруляции):
- •Стадии прорастания споры:
- •Систематическое положение спирохет
- •Морфология спирохет.
- •Отличительные признаки патогенных спирохет
- •Характеристика трепонематозов
- •Боррелии
- •Фиксированные препараты окрашивают по Романовскому-Гимзе или фуксином. Боррелии при окраске по Романовскому-Гимзе —фиолетовые, фуксином — розовые (рис. 45б).
- •Лептоспиры
- •Актиномицеты
- •Систематическое положение актиномицетов
- •5) Актиномикоз цнс.
- •Риккетсии
- •Риккетсии названы в честь американского микробиолога х. Риккетса, открывшего возбудителя одного из риккетсиозов — пятнистой лихорадки скалистых гор и погибшего от этой инфекции (1909).
- •Систематическое положение риккетсий
- •Характеристика риккетсиозов
- •Хламидии
- •Систематическое положение хламидий
- •Хламидии — мелкие коккобактерии, диаметром 250-300 нм, имеющие маленький геном — кольцевую днк, кодирующую синтез 500 белков.
- •Хламидии сохраняют жизнеспособность во внешней среде при низких температурах, быстро погибают при воздействии высоких температур, при действии дезинфектантов.
- •Тропны к цилиндрическому эпителию;
- •Дифференциация родов семейства Chlamydiaceae
- •Роль хламидий в патологии
- •Микоплазмы
- •Систематическое положение микоплазм
- •Отличия микоплазм от других прокариот:
- •Малый размер генома, наименьший у прокариотов (1/16 генома e. Coli, 1/10 генома риккетсий);
- •Роль микоплазм в патологии
- •Сравнительная характеристика спирохет, актиномицетов, риккетсий, хламидий, микоплазм
- •Обмен веществ и энергии (метаболизм) у прокариотов
- •Химическая структура и питательные потребности бактерий
- •Питание микроорганизмов
- •Конструктивный метаболизм
- •Пути получения энергии у прокариотов
- •Классификация бактерий по особенностям энергетического метаболизма
- •Сравнительная эффективность различных способов получения энергии у гетеротрофов
- •Энергетический метаболизм
- •Классификация бактерий по отношению к кислороду воздуха
- •Метаболическое направление эволюции микроорганизмов
- •Рост и размножение микроорганизмов Рост микроорганизмов
- •Размножение микроорганизмов
- •Способы размножения микроорганизмов
- •II. Бесполые способы размножения.
- •Покоящиеся формы микроорганизмов
- •Противомиробные мероприятия
- •Стерилизация
- •Резистентность эндоспор и вегетативных клеток
- •Способы стерилизации
- •Наиболее часто используемые режимы стерилизации паром под давлением
- •Режимы стерилизации сухим жаром
- •Стерилизации инструментов и изделий медицинского назначения
- •Факторы, определяющие эффективность стерилизации
- •Виды контроля стерилизации в лпу
- •Максимальные сроки сохранения стерильности объектов в зависимости от вида упаковки
- •Дезинфекция
- •Способы дезинфекции
- •Спектр антимикробной активности веществ, входящих в состав дезинфектантов
- •Корреляция классификации медицинских инструментов с уровнем дезинфекции
- •Характеристика дезинфектантов
- •Условия химической инактивации некоторых микроорганизмов
- •Антисептика
- •Способы антисептики
- •Препараты нпо «БелАсептика», зарегистрированные мз рб и рекомендованные к применению
- •Асептика
- •Методы асептики
- •Противомикробный режим
- •Генетика бактерий
- •Наследственность бактерий
- •Генетический аппарат бактерий
- •Нуклеоид
- •3. Эволюция организмов происходит благодаря мутациям и генетическим рекомбинациям.
- •Плазмиды
- •Мобильные (мигрирующие) генетические элементы
- •Сравнительная характеристика внехромосомных факторов наследственности
- •Характеристики геномов некоторых бактерий
- •Изменчивость бактерий
- •Сравнительная характеристика изменчивости
- •Мутации
- •Классификации мутаций
- •I. По происхождению.
- •II. По проявлению мутации в фенотипе.
- •1. Проявленные (доминантные).
- •III. По направленности действия.
- •IV. По фенотипическим последствиям для мутировавшей клетки.
- •V. По характеру изменений в первичной структуре днк.
- •I. Репарации.
- •Генетические рекомбинации
- •Фенотипическая изменчивость
- •Практическое использование изменчивости
- •Медицинская биотехнология и генная инженерия
- •Геномика
- •Учение об инфекционном процессе Инфекционные заболевания в патологии человека
- •Инфекционный процесс и факторы, влияющие на него
- •III. Условия (факторы) внешней среды, в которых взаимодействуют макро- и микроорганизм.
- •Классификации инфекционных заболеваний
- •Кровяные инфекции: вирусные гепатиты в и с;
- •Респираторные инфекции: дифтерия, корь, коклюш, менингококковая инфекция, скарлатина;
- •Инфекции наружных покровов: сифилис, гонорея, хламидиоз;
- •«Вертикальные» инфекции: вирусный гепатит в, вич–инфекция;
- •Характеристика механизмов и путей передачи инфекции
- •Генерализованная (общая) — микроорганизм распространяется (диссеминирует) из ворот инфекции лимфогенным, гематогенным путем или по отросткам нейронов:
- •Спорадическая заболеваемость — отдельные случаи одной нозологической формы, эпидемически не связанные между собой;
- •Эпидемии: лавинообразное нарастание заболеваемости, случаи эпидемически связаны между собой;
- •Пандемии: эпидемия, охватывающая несколько стран, целый континент, всю человеческую популяцию;
- •Периоды инфекционного заболевания
- •Характеристика периодов инфекционного заболевания
- •Патогенность
- •Потенциальность — может реализоваться при определенных условиях:
- •Вирулентность
- •Определение вирулентности Качественное определение вирулентности проводится прямым (биопроба) или косвенным (наличие ферментов вирулентности) способами.
- •Факторы патогенности
- •Колонизацию — размножение бактерий на поверхности клеток макроорганизма;
- •Инвазию — проникновение бактерий через слизистые и соединительнотканные барьеры макроорганизма в подлежащие ткани;
- •Переход возбудителя к другому хозяину.
- •У Грам- бактерий — пили I и общего типов;
- •Капсульные полисахариды клебсиелл, поверхностные белки, липополисахариды;
- •Гемагглютинины вирусов.
- •Фибринолизины (стрептокиназа и стафилококкокиназа) растворяют сгусток фибрина, ограничивающий местный очаг воспаления, что позволяет бактериям быстро распространяться в органы и ткани;
- •Ферменты агрессии микрорганизмов:
- •ДнКаза — деполимеризует днк;
- •6. Другие:
- •Характеристика бактериальных токсинов
- •Сравнительная характеристика бактериальных экзотоксинов и эндотоксинов
- •Активация комплемента по альтернативному пути;
- •Поликлональная стимуляция и пролиферация в–лимфоцитов, синтез Ig m;
- •Системы секреции факторов патогенности у Грам- бактерий
- •Генетический контроль факторов патогенности
- •Синдром системного воспалительного ответа
- •Химиотерапия инфекционных заболеваний Этапы становления химиотерапии
- •Классификация антимикробных средств
- •Группы химиопрепаратов
- •1. По антимикробному спектру действия:
- •2. По происхождению:
- •3. По типу действия:
- •4. По направленности действия:
- •5. По химическому строению:
- •Классификация и спектр активности пенициллинов
- •Классификация и спектр активности цефалоспоринов
- •Классификация и спектр активности аминогликозидов
- •Классификация макролидов
- •Классификация фторхинолонов
- •Классификация антибиотиков по механизму действия
- •Антибиотикорезистентность, ассоциированная с модификацией мишени
- •5. Снижение физиологической роли мишени и формирование метаболического «шунта».
- •7. Модификация структуры молекулы антибиотика, приводящая к утрате биологической активности.
- •Наиболее частые механизмы резистентности бактерий к антибиотикам
- •Побочные действия антибиотиков
- •5. Влияние на иммунный ответ.
- •6. Возникновение антибиотикорезистентных форм микроорганизмов:
- •Операции и состояния, при которых целесообразна антибиотикопрофилактика
- •Бактерии, проявляющие резистентность к антибиотикам
- •Экологическая микробиология Экология микроорганизмов
- •Время возникновения живых существ
- •Экологическое направление эволюции микроорганизмов
- •Экологические понятия
- •Концепция микробной доминанты
- •Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе
- •Микробиологические аспекты охраны окружающей среды
- •Экологические связи
- •Экологические факторы абиотической среды
- •Действие на микроорганизмы физических факторов внешней среды
- •Действие на микроорганизмы химических факторов внешней среды
- •Экологические среды микроорганизмов
- •Бактериологические показатели, рекомендуемые для санитарно-гигиенической оценки воздуха лпу
- •Эумикробиоз и дисбиоз
- •Наличие/отсутствие микроорганизмов в биотопах тела человека
- •Биотопы, имеющие постоянную микрофлору
- •Значение нормальной микрофлоры
- •Эубиоз различных биотопов организма человека
- •Показатели, характеризующие эубиоз кишечника
- •Показатели, характеризующие степень чистоты влагалища
- •Дисбиоз (дисмикробиоз)
- •Причины дисбиоза:
- •Классификации дисбиозов:
- •Дисбиоз полости рта
- •Дисбиоз кишечника
- •Принципы коррекции дисбиоза
- •1. Устранение причины, вызвавшей дисбиоз.
- •Основные группы пробиотиков на основе компонентов микроорганизмных клеток или метаболитов
- •Бактериофаги, используемые для коррекции дисбиоза кишечника
- •Профилактика дисбиоза
- •Методы изучения нормальной микрофлоры
- •Литература
- •Оглавление
Значение нормальной микрофлоры
Положительное значение нормальной микрофлоры
Неспецифическая защитная функция. Нормальная микрофлора является одним из факторов неспецифической резистентности организма: аутохтонные микроорганизмы обладают выраженными антагонистическими свойствами по отношению к патогенным микроорганизмам и заносным видам и обеспечивают колонизационную резистентность.
Антагонистические свойства нормальной микрофлоры связаны с:
выработкой бактериоцинов и лизоцима, высокой биохимической активностью и образованием кислот (молочной, уксусной, муравьиной, пропионовой) и спиртов, ингибирующих размножение патогенных микроорганизмов. Антибактериальный эффект метаболитов может реализовываться в другом биотопе: оральные факультативные анаэробы восстанавливают нитраты до нитритов, которые в желудке при подкислении образуют оксид и диоксид азота, обладающие бактерицидным эффектом по отношению к патогенным штаммам Е. соli и C. albicans в кишечнике;
экранированием слизистых оболочек, что препятствует адгезии патогенных микроорганизмов.
Колонизационная резистентность — способность микрофлоры и макроорганизма, кооперативно взаимодействуя, защищать слизистые оболочки от патогенной микрофлоры. Колонизационная резистентность обеспечивается многофакторной неспецифической системой защиты: физико-химическими (рН, вязкостью, ферментативной активностью секретов), химическими (лизоцимом, низкомолекулярными метаболитами микрофлоры) и специализированными подсистемами защиты (нейтрофилами, эпителиоцитами, sIgА, содержанием комплемента, интерферонов). Именно слизистый барьер является первым, иногда непреодолимым препятствием для патогенных микроорганизмов, препятствующим их адгезии к поверхности клеток-мишеней.
Гнотобионты (безмикроорганизмные животные) используются для изучения роли микроорганизмов для функционирования физиологических систем. Гнотобиологические технологии используют при лечении иммунодефицитов, ожогов, лейкозов.
Иммунизаторная функция: нормальная микрофлора вызывает постоянное антигенное раздражение системы иммунитета, в т. ч. местного, поддерживая ее в физиологически активном состоянии. Эта активация стимулирует фагоцитарную активность нейтрофилов и макрофагов, синтез секреторных и сывороточных иммуноглобулинов, продукцию цитокинов и интерферона, способствует выведению из кишечника поступающих с пищей аллергенов.
При нарушении состава нормальной микрофлоры у гнотобионтов (безмикроорганизмных животных) наблюдается гипоплазия лимфоидной ткани, снижение клеточных и гуморальных факторов иммунитета. Попадая в микроорганизмное окружение, гнотобионты погибают от инфекционных процессов, вызываемых такими видами микроорганизмов, к которым животные, выросшие в обычных условиях, не восприимчивы вовсе.
Синтетическая функция: нормальная микрофлора участвует в синтезе:
- витаминов группы В (тиамина, рибофлавина, никотиновой кислоты, фолиевой кислоты, пиридоксина, цианокобаламина), витамина К, пантотеновой кислоты,
- ферментов: протеаз, липаз, амилаз,
- аминокислот: аланина, аминомасляной и глутаминовой кислот,
- антибиотических веществ (бактериоцинов) и лизоцима.
Пищеварительная функция: усиление физиологической активности ЖКТ.
Микрофлора ЖКТ участвует в процессах пищеварения в восходящем отделе толстой кишки, разлагая непереваренные в верхних отделах ЖКТ остатки пищи. Высокой эффективности симбионтного пищеварения способствует наличие в толстом кишечнике поперечных складок (гаустр), образующих «карманы», где задерживаются субстраты микрофлоры.
Микрофлора способствует усвоению из кишечника минеральных и биологически активных веществ:
- ионов кальция и витамина D, предотвращая тем самым развитие рахита в детском возрасте;
- участвует в рецикле некоторых макро- (железо) и микроэлементов (цинк, кобальт).
Кислоты и газы, образующиеся при микроорганизмной ферментации углеводов, активируют моторную активность толстой кишки (стимулируют перистальтику и образование кала).
Метаболическая функция: микрофлора кишечника участвует в обменных процессах:
- в обмене белков, разлагая белки до конечных продуктов, образующиеся при этом индол, скатол, фенол способствуют перистальтике;
- в обмене липидов, нейтральных жиров и жирных кислот, абсорбции желчных кислот, разложении желчных кислот и холестерина;
- в метаболизме билирубина, образовании стеркобилиногена, копростерина и дезоксихолевой кислоты;
- в рециркуляции стероидных гормонов в результате экскреции метаболитов из печени в кишечник и последующего возврата в нее;
- в брожении полисахаридов, негидролизуемых собственными пищеварительными ферментами организма. При этом образуются низкомолекулярные метаболиты: газы (Н2, СО2, СН4, NН3), монокарбоновые кислоты (их часто называют летучими жирными кислотами — ЛЖК), янтарная и молочная кислоты. ЛЖК восполняют энергетические потребности колоноцитов: они всасываются в слизистую оболочку и утилизируются в цикле Кребса. Снижение энергообеспечения эпителия толстой кишки ЛЖК является одним из звеньев патогенеза аутоиммунного язвенного колита и функциональных болезней (синдром раздраженной толстой кишки).
Большая часть ЛЖК (>98 %) утилизируется эпителием толстого кишечника, поэтому их концентрация в портальном кровотоке примерно в 500 раз, а в периферической крови в 1000 раз меньше, чем в содержимом кишечника. При заболеваниях ЖКТ на фоне повышенной проницаемости слизистой эпителия толстой кишки наблюдается синдром гепатической энцефалопатии, когда рост концентрации ЛЖК в центральном кровотоке делает ГЭБ проницаемым для токсичных метаболитов (фенолов, аммиака, меркаптанов).
Участвуя в разнообразных метаболических процессах, микроорганизмы способствуют согласованной работе различных органов и систем макроорганизма.
Энергетическая функция: благодаря активному метаболизму, нормальная микрофлора кишечника является генератором тепла.
При расщеплении полисахаридов и гликопротеидов микроорганизмными гликозидазами образуются моносахариды, при окислении которых в окружающую среду выделяется энергия в виде тепла. При дальнейшем расщеплении моносахаридов образуются монокарбоновые кислоты, их дальнейшее окисление эпителием и микроорганизмами также дает некоторое количество тепла. Скорости расщепления и утилизации сахаров велики, поэтому скорость тепловыделения высокая.
Высокая скорость и мощность толстокишечного кровотока, играющего роль теплоносителя, обеспечивает эффективную теплопередачу прилегающим органам — печени, поджелудочной железе, селезенке.
Гомеостатическая функция: микроорганизмы участвуют вводно-электролитном обмене, поддерживают водный и ионный гомеостаз организма.
Детоксикационная функция: микроорганизмы кишечника принимают участие в детоксикации попадающих из внешней среды в организм ксенобиотиков, в т. ч. лекарственных препаратов, и образующихся токсичных продуктов метаболизма путем их биосорбции или трансформации в нетоксичные продукты.
Микрофлора совместно с неперевариваемыми полисахаридами представляют собой энтеросорбент с огромной адсорбционной емкостью, поэтому большая часть ядов выводится из организма вместе с кишечным содержимым, даже не вступая в непосредственный контакт со слизистой.
Другая часть токсичных метаболитов вовлекается в дальнейший метаболизм и утилизируется микрофлорой для ее нужд. Микроорганизмы могут осуществлять гидролиз, деацилирование, дезаминирование, декарбоксилирование, дегидрогенирование, деметилирование, расщепление гетероциклических соединений. Меркаптаны и дисульфиды используются для синтеза окислительно-восстановительных ферментов анаэробов. Аммиак включается в цикл орнитин–мочевина, используется для синтеза глутамина и нейромедиаторов.
Благодаря нормальной микрофлоре кишечника лишь небольшая доля ядов оказывается в кровяном русле, а затем детоксицируется печенью.
Антимутагенная функция: выведение из кишечника или разрушение в кишечнике канцерогенных вещества: аммиака, некоторых аминов, фенолов, меркаптанов, стероидов. Высокое содержание бифидумбактерий и лактобактерий в кишечнике в определенной мере препятствует развитию канцерогенеза.
Санитарно-показательная роль: представителей нормальной микрофлоры используют в качестве санитарно-показательных микроорганизмов, свидетельствующих о загрязнении окружающей среды (воды, почвы, воздуха, продуктов питания) выделениями человека и, следовательно, об их эпидемической опасности.
Отрицательное значение нормальной микрофлоры
Потенциальный источник инфекции для окружающих.
Наряду с тем, что для каждого биотопа организма человека характерны определенные виды микроорганизмов, существуют индивидуальные различия в составе микроорганизмиоценозов. Эти различия могут быть качественными и (или) количественными. Поэтому при формировании новых коллективов (групп детских дошкольных учреждений, классов школ, групп других учебных заведений, а также в общежитиях, казармах, больницах, тюрьмах, семьях) происходит обмен микрофлорой между участниками коллектива. Период физиологической адаптации продолжается один месяц с момента устойчивого формирования коллектива. При этом обычно имеет место повышение уровня заболеваемости до формирования иммунитета.
Однако при нетяжелом течении заболеваний и отсутствии осложнений этот факт можно рассматривать как положительный: стимуляцию иммунной системы, что важно для поддержания ее нормального работоспособного состояния.
Потенциальный источник инфекции для организма хозяина.
В неблагоприятных условиях, вызванных различными воздействиями на организм (см. причины дисбиоза) или на микрофлору (массивная антибиотикотерапия), а также при транслокации симбионтов в непривычные места обитания, мутуализм может превращаться в антагонизм и возникает дисбиоз или эндогенная инфекция. УП бактерии иногда могут вызывать гнойно-воспалительные заболевания: инфекции кожи и мягких тканей, ангину, пиелонефрит, пневмонию, перитонит, остеомиелит, эндокардит, сепсис.
Мутагенная функция: некоторые бактерии могут продуцировать сильные мутагены, способствуя возникновению и развитию опухолей.
Сенсибилизирующее действие и возможное развитие аллергических проявлений при нарушении иммунной регуляции.
Нормальная микрофлора содержит банк плазмидных генов, который может способствовать формированию патогенных клонов.
Онтогенез нормальной микрофлоры:
- в утробе матери плод стерилен;
- первичное заселение микроорганизмами организма ребенка происходит в процессе родов бактериями влагалища, где в норме преобладают лактобактерии и присутствует значительное количество бифидобактерий; при кесаревом сечении формирование микрофлоры отодвигается во времени и микроорганизмный пейзаж может изменяться;
в послеродовом периоде микрофлора формируется под влиянием окружающей среды (микрофлора матери, воздух, руки медперсонала); в формировании микрофлоры детей первого года жизни существенную роль имеет естественное вскармливание;
- количество и видовой состав микрофлоры расширяется и изменяется в зависимости от условий жизни и от особенностей функционирования иммунной системы ребенка. В течение ряда лет после рождения формируются микроорганизмиоценозы, наиболее сложные и многочисленные на коже, в полости рта, в носоглотке, в толстом кишечнике.
Нормальная микрофлора в количественном и качественном отношении представлена в различных биотопах организма человека неодинаково.