28. Вирусы бактерий (бактериофаги). Фазы взаимодействия фага с бактериальной клеткой. Умеренные и вирулентные бактериофаги.

Бактериофаги - вирусы бактерий. Бактериофагия - процесс взаимодействия фагов с бактериями, нередко заканчивающийся разрушением, лизисом бактерий.

Бактериофаги были открыты в 1916 г. канадским ученым Ф.Д.Эррелем. Исследователь выделил из испражнений больных дизентерией фильтрующийся агент, способный разрушать, лизировать дизентерийные бактерии. Последую­щие наблюдения показали, что бактериофаги встречаются повсеместно, где есть бактерии: в почве, сточных водах, кишечном тракте человека и животных, гнойном отделяемом и других субстратах.

Структура сложноустроенного бактериофага

- головка, в которой содержится нуклеиновая кислота;

- воротничковая часть;

- отросток, представляющий собой полый стержень, сверху покрытый со­кратительным чехлом. На конце отростка находятся 6-ти зубая пластинка для адсорбции фага на бактериальной клетке и нити прикрепления.

Оболочечные структуры фага имеют белковую природу.

У слоожноустроенного бактериофага бинарный (двойной) тип симметрии, т.к. головка имеет кубический тип симметрии, а отросток - спиральный.

Кроме сложноустроенного, существуют и другие морфологические формы бактериофагов, содержащие либо ДНК, либо РНК и объединенные А.С.Тихоненко в 5 основных групп

1. Фаги I типа - нитевидной формы. Имеют спиральный тип симметрии, ДНК-содержащие.

2. Фаги II типа - имеют головку и рудимент отростка. Кубический тип симметрии. Большинство из них - РНК-содержащие.

3. Фаги Ш типа - имеют головку с коротким отростком. Бинарный тип

симметрии. ДНК-содержащие.

4. Фаги IV типа - имеют головку и длинный несокращающийся отросток. Бинарный тип симметрии, ДНК-содержащие.

5. Фаги V типа - имеют головку и длинный сокращающийся отросток. Би­нарный тип симметрии. ДНК-содержащие.

Вирулентные и умеренные бактериофаги. Фазы взаимодействия вирулентного бактериофага с клеткой. Практическое применение бактериофагии.

В зависимости от характера взаимодействия с бактериальной клеткой, различают вирулентные и умеренные бактериофаги.

Вирулентные фаги способны вызывать острую продуктивную инфекцию на уровне клетки. Умеренные фаги чаще вызывают ннтегратианую вирусную инфекцию на уровне клетки, реже - продуктивную.

Фазы взаимодействия сложноустроенного вирулентного бактериофага с клеткой:

L Адсорбция (отростковой частью фага) на клеточной стенке бактерий. В эту фазу рецепторы 6-ти зубой пластины и нитей прикрепления специфически взаимодействуют с определенными рецепторами клеточной стенки бактерий. Некоторые фаги в качестве рецепторов используют F-пили. На бактериях, лишенных клеточной стенки (L-формы, мико плазмы), бактериофаги не адсорби­руются.

2. Проникновение нуклеиновой кислоты фага в клетку путем впрыскивания, при этом оболочка фага остается на поверхности бактериальной клетки.

3. Эклипсная фаза. Синтез фаговых частиц, подобно синтезу вирусов в эукариотической клетке. Происходит репликация нуклеиновой кислоты бактериофага с образованием множественных копий, а на рибосомах бактериальной клетки - синтез фаговых белков. В результате образуется вегетативный фаг, т.е.

неоформленный фаговый материал (белковые оболочки и нуклеиновые кисло­ты). 4. Композиция фаговых частиц. Происходит сборка белковых оболочек и нуклеиновых кислот и формируются зрелые бактериофаги.

5. Выход фага из бактериальной клетки путем лизиса клетки изнутри. Он осуществляется за счет свободного лизоцима, выделяемого бактериофагом, что приводит к гибели бактерий.

Таким образом, сложноустроенный бактериофаг отличается от других вирусов по следующим признакам:

а) наличие бинарного типа симметрии;

б) наличие подвижного сократительного чехла на отростке;

в) внедрение нуклеиновой кислоты бактериофага в клетку путем впрыски­вания (инъекцонный механизм).

Репродукция вирулентного фага в популяции бактерий, выращенных на

жидкой питательной среде (МПБ), сопровождается их лизисом и просветлением среды В популяции чувствительных бактерий, выращенных сплошным газоном на плотной питательной среде (МПА), фаги образуют зоны очагового лизиса (рис.5), которые называются негативными колониями или стериль­ными бляшками.

28. Практическое использование бактериофагов в микробиологии и медицине.Практическое применение бактериофагов.

1. Для диагностики инфекционных заболеваний. Используют метод фаго-тшшрования, когда с помощью известного набора фагов определяют фаговар исследуемых бактерий. Метод основан на специфичности фагов, т.е. способности взаимодействовать только с бактериями, имеющими специфические к фагу рецепторы, и вызывать их лизис. Используется для диагностики брюшного тифа, дизентерии, чумы, холеры, стафилококковых инфекций.

Метод фаготипирования имеет важное эпидемиологическое значение, т.к. позволяет установить связи между источником инфекции и отдельными случаями заболеваний.

2. Для лечения:

а) стафилококковый бактериофаг — при гнойно-воспалительных заболеваниях, вызванных S. aureus;

б) бактериофаг P. aeruginosa - при гнойно-воспалительных заболеваниях, вызванных синегнойной палочкой.

Существуют комбинированные многокомпонентные препараты бактериофагов:

- коли-протейный бактериофаг - при колиинфекциях, вызванных диарее-генными эшерихиями и протейных дисбактериозах;

- пиобактериофаг - для лечения стафилококковой, стрептококковой, клеб-сиеллезной, протейной инфекций, а также заболеваний, вызванных диареегенными эшерихиями и синегнойной палочкой;

- интести-бактериофаг - для лечения бактериальной дизентерии, сальмонелл езов, колиинфекций, а также протейной, стафилококковой, энтерококковой и синегнойной инфекций.

Бактериофаги применяют местно путем аппликации на раневую или ожоговую поверхность, введением в полости (брюшную, плевральную, мочевой пузырь), через рот, а также ректально. Соответственно способу применения препараты бактериофагов выпускают в различных лекарственных формах: жидком виде, таблетках, мазях, свечах, аэрозолях. Перед назначением бакте­риофага необходимо поставить пробу на чувствительность к нему выделенной культуры микроорганизмов.

2. Для профилактики в очагах инфекции: брюшнотифозный бактериофаг, поливалентный дизентерийный бактериофаг.