Основные направления развития современной микробиологии шпора
Категории Микробиология | Под редакцией сообщества: Биология
Микроорганизмы представляют собой самую большую группу живых существ на Земле, и ее члены распространены повсеместно.
Место микробиологии в системе биологических наук определяется спецификой ее объектов, которые, с одной стороны, в большинстве своем представляют собой одну клетку, а с другой – являются полноценным организмом. Как наука об определенном классе объектов и их разнообразии микробиология аналогична таким дисциплинам, как ботаника и зоология. В то же время она относится к физиолого-биохимической ветви биологических дисциплин, так как изучает функциональные возможности микроорганизмов, их взаимодействие с окружающей средой и другими организмами. И наконец, микробиология – это наука, исследующая общие фундаментальные законы существования всего живого, явления на стыке одно- и многоклеточности, развивающая представления об эволюции живых организмов.
- Значение микроорганизмов в природных процессах и человеческой деятельности
- История микробиологии
- Основные направления в современной микробиологии.
- Основные разделы общей микробиологии
- Рекомендуемая литература
↑Значение микроорганизмов в природных процессах и человеческой деятельности
Роль микробиологии определяется значением микроорганизмов в природных процессах и в человеческой деятельности. Именно они обеспечивают протекание глобального круговорота элементов на нашей планете. Такие его стадии, как фиксация молекулярного азота, денитрификация или минерализация сложных органических веществ, были бы невозможны без участия микроорганизмов. На деятельности микроорганизмов основан целый ряд необходимых человеку производств продуктов питания, различных химических веществ, лекарственных препаратов и т.д. Микроорганизмы используются для очистки окружающей среды от различных природных и антропогенных загрязнений. В то же время многие микроорганизмы являются возбудителями заболеваний человека, животных, растений, а также вызывают порчу продуктов питания и различных промышленных материалов. Представители других научных дисциплин часто используют микроорганизмы в качестве инструментов и модельных систем при проведении экспериментов.
↑История микробиологии
Физиологический этап развития микробиологии начался приблизительно с середины 19-го века и связан он с работами французского химика-кристаллографа Луи Пастера (1822-1895) и немецкого сельского врача Роберта Коха (1843-1910). Эти ученые положили начало экспериментальной микробиологии и существенно обогатили методологический арсенал этой науки.
Исследуя другие виды брожения, Пастер показал, что каждое брожение имеет главный конечный продукт и вызывается микроорганизмами определенного типа. Эти исследования привели к открытию неизвестного ранее образа жизни - анаэробного (бескислородного) метаболизма, при котором кислород не только не нужен, но и часто вреден для микроорганизмов. В то же время для значительного числа аэробных микроорганизмов кислород является необходимым условием их существования. Изучая на примере дрожжей возможность переключения с одного типа обмена веществ на другой, Л.Пастер показал, что анаэробный метаболизм энергетически менее выгоден. Микроорганизмы, способные к такому переключению, он назвал факультативными анаэробами.
Роберт Кох, начав с доказательства бактериальной этиологии сибирской язвы, затем выделил возбудителей многих болезней в чистой культуре. В своих экспериментах он использовал мелких подопытных животных, а также наблюдал под микроскопом развитие бактериальных клеток в кусочках тканей зараженных мышей. Кохом были разработаны способы выращивания бактерий вне организма, различные методы окраски препаратов для микроскопии и предложена схема получения чистых культур микроорганизмов на твердых средах в виде отдельных колоний. Эти простые приемы до сих пор используются микробиологами всего мира. Кох окончательно сформулировал и экспериментально подтвердил постулаты, доказывающие микробное происхождение заболевания:
- микроорганизм должен присутствовать в материале больного;
- выделенный в чистой культуре, он должен вызывать ту же болезнь у экспериментально зараженного животного;
- из этого животного возбудитель должен быть опять выделен в чистую культуру, и две эти чистые культуры должны быть одинаковыми.
В 1909 г. за труды по иммунитету русский физиолог Илья Ильич Мечников (1845-1916) и немецкий врач-биохимик Пауль Эрлих (1854—1915) получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
П.Эрлих, занимаясь экспериментальной медициной и биохимией лекарственных соединений, сформулировал гуморальную теорию иммунитета, согласно которой макроорганизм для борьбы с инфекционными агентами производит специальные химические вещества – антитела и антитоксины, нейтрализующие микробные клетки и выделяемые ими агрессивные субстанции. П.Эрлих разработал методы лечения ряда инфекционных заболеваний и участвовал в создании препарата для борьбы с сифилисом (сальварсана). Ученый первым описал феномен приобретения патогенными микроорганизмами устойчивости к лекарственным препаратам.
Русский эпидемиолог Николай Федорович Гамалея (1859-1948) изучал пути передачи и распространения таких серьезных инфекций как бешенство, холера, оспа, туберкулез, сибирская язва и некоторые заболевания животных. Им усовершенствован разработанный Л.Пастером способ профилактических прививок и предложена вакцина против холеры человека. Ученый разработал и внедрил комплекс санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий по борьбе с чумой, холерой, оспой, сыпным и возвратным тифами и другими инфекциями. Н.Ф.Гамалея открыл вещества, растворяющие бактериальные клетки (бактериолизины), описал явление бактериофагии (взаимодействия вирусов и бактериальной клетки) и внес существенный вклад в изучение микробных токсинов.
Признание огромной роли микроорганизмов в биологически важных круговоротах элементов на Земле связано с именами русского ученого Сергея Николаевича Виноградского (1856-1953) и голландского исследователя Мартинуса Бейеринка (1851-1931). Эти ученые изучали группы микроорганизмов, способных осуществлять химические превращения основных элементов и участвовать в биологически важных круговоротах на Земле. С.Н.Виноградский работал с микроорганизмами, использующими неорганические соединения серы, азота, железа и открыл уникальный образ жизни, свойственный только прокариотам, при котором для получения энергии используется восстановленное неорганическое соединение, а для биосинтезов – углерод углекислого газа. Ни животные, ни растения не могут существовать таким способом.
С.Н.Виноградский и М.Бейеринк независимо друг от друга показали способность некоторых прокариот использовать атмосферный азот в своем обмене веществ (фиксировать молекулярный азот). Ими были выделены в виде чистых культур свободноживущие и симбиотические микробы-азотфиксаторы и отмечена глобальная роль таких микроорганизмов в цикле азота. Только прокариотические микроорганизмы могут переводить газообразный азот в связанные формы, используя его для синтеза компонентов клетки. После отмирания азотфиксаторов соединения азота становятся доступными для других организмов. Таким образом, азотфиксирующие микроорганизмы замыкают биологический круговорот азота на Земле.
На рубеже XIX-XX веков русский физиолог растений и микробиолог Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920) открыл вирус табачной мозаики, тем самым обнаружив особую группу биологических объектов, не имеющих клеточного строения. При исследовании инфекционной природы мозаичной болезни табака ученый попытался очистить сок растения от возбудителя, пропуская его через бактериальный фильтр. Однако после этой процедуры сок был способен заражать здоровые растения, т.е. возбудитель оказался гораздо меньше всех известных микроорганизмов. В дальнейшем оказалось, что целый ряд известных заболеваний вызывается подобными возбудителями. Их назвали вирусами. Увидеть вирусы удалось только в электронный микроскоп. Вирусы являются особой группой биологических объектов, не имеющих клеточного строения, изучением которых в настоящее время занимается наука вирусология.
В XX веке микробиология полностью сложилась как самостоятельная наука. Дальнейшее ее развитие происходило с учетом открытий, сделанных в других областях биологии (биохимии, генетике, молекулярной биологии и т.д.). В настоящее время многие микробиологические исследования проводятся совместно специалистами разных биологических дисциплин. Многочисленные достижения микробиологии конца XX – начала XXI веков будут кратко изложены в соответствующих разделах учебника.
↑Основные направления в современной микробиологии.
Уже к концу XIX века микробиология в зависимости от выполняемых задач начинает подразделяться на ряд направлений. Так, исследования основных законов существования микроорганизмов и их разнообразия относят к общей микробиологии, а частная микробиология изучает особенности их разных групп. Задача природоведческой микробиологии – выявление способов жизнедеятельности микроорганизмов в естественных местах обитания и их роли в природных процессах. Особенности болезнетворных микроорганизмов, вызывающих заболевания человека и животных, и их взаимодействие с организмом хозяина изучают медицинская и ветеринарная микробиология, а микробные процессы в земледелии и животноводстве исследует сельскохозяйственная микробиология. Почвенная, морская, космическая и т.д. микробиология – это разделы, посвященные свойствам специфических для этих природных сред микроорганизмам и процессам, с ними связанным. И наконец, промышленная (техническая) микробиология как часть биотехнологии изучает свойства микроорганизмов, используемых для различных производств. В то же время от микробиологии отделяются новые научные дисциплины, занимающиеся изучением определенных более узких групп объектов (вирусология, микология, альгология и др.). В конце XX века усиливается интеграция биологии наук и многие исследования происходят на стыке дисциплин, образуя такие направления, как молекулярная микробиология, генная инженерия и др.
В современной микробиологии можно выделить несколько основных направлений. С развитием и совершенствованием методологического арсенала биологии активизировались фундаментальные микробиологические исследования, посвященные выяснению путей метаболизма и способов их регуляции. Бурно развивается систематика микроорганизмов, ставящая цель создать такую классификацию объектов, которая отражала бы место микроорганизмов в системе всего живого, родственные связи и эволюцию живых существ, т.е. осуществить построение филогенетического древа. Изучение роли микроорганизмов в природных процессах и антропогенных системах (экологическая микробиология) крайне актуально в связи с повышенным интересом к современным экологическим проблемам. Значительное внимание привлекают исследования популяционной микробиологии, занимающейся выяснением природы межклеточных контактов и способов взаимодействия клеток в популяции. Не теряют актуальности те направления микробиологии, которые связаны с применением микроорганизмов в человеческой деятельности.
↑Основные разделы общей микробиологии
Основными разделами общей микробиологии являются:
- Цитология микроорганизмов – наука о строении клеток микроорганизмов
- Морфология микроорганизмов – наука о формах, сочетаниях и размерах клеток микроорганизмов, их дифференциации, а также размножении и развитии.
- Генетика микроорганизмов – наука о наследственности и изменчивости микроорганизмов, в круг вопросов которой также входят диссоциация микроорганизмов и проблема генетически модифицированных микроорганизмов.
- Систематика микроорганизмов – наука о многообразии микроорганизмов и их классификации по степени родства. В настоящее время в основу систематики микроорганизмов положены молекулярно-биологические методы.
- Культивирование микроорганизмов– особый раздел общей микробиологии, занимающийся изучением процессов роста микроорганизмов в экспериментальных условиях (в периодической и непрерывной культуре).
- Биохимия микроорганизмов – наука об обмене веществ (метаболизме) микроорганизмов, включающая способы потребления питательных веществ, их разложение, синтез веществ, а также способы получения микроорганизмами энергии в результате процессов брожения, анаэробного дыхания, аэробного дыхания и фотосинтеза.
- Экология микроорганизмов – наука, изучающая влияние факторов внешней среды на микроорганизмы, взаимоотношения микроорганизмов с другими микроорганизмами и роль микроорганизмов в экосистемах.
- Прикладная микробиология и биотехнология микроорганизмов – наука о практическом применении микроорганизмов, производстве биологически активных веществ (антибиотиков, ферментов, аминокислот, низкомолекулярных регуляторных соединений, органических кислот) и биотоплива (биогазы, спирты) с помощью микроорганизмов, условиях образования и способы регуляции образования данных продуктов.
↑Рекомендуемая литература
Поль де Крюи. Охотники за микробами. Научно-популярное издание.
Гучев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. Учебник для ВУЗов.
Нетрусов А.И., Котова И.Б. Общая микробиология. Учебник для ВУЗов.
Нетрусов А.И., Котова И.Б. Микробиология. Учебник для ВУЗов.
Практикум по микробиологии. Под ред. А.И. Нетрусова. Учебное пособие для ВУЗов.
Экология микроорганизмов. Под ред. А.И. Нетрусова. Учебное пособие для ВУЗов.
Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. Научное издание.
Колотилова Н.Н., Заварзин Г.А. Введение в природоведческую микробиологию. Учебное пособие для ВУЗов.
Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. Учебное пособие для ВУЗов.
Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. Учебник для ВУЗов.
Промышленная микробиология. Под ред. Н.С. Егорова. Учебное пособие для ВУЗов.
Эта статья еще не написана, но вы можете сделать это.
а) от матери к плоду (трансплацентарный);
б) от матери к новорожденному в родовом акте;
3) артифициальные (искусственные).
В зависимости от локализации возбудителя различают:
1) очаговую инфекцию;
2) генерализованную инфекцию. Наиболее тяжелая форма - сепсис.
Выделяют следующие периоды инфекционных болезней:
1) инкубационный; от момента проникновения возбудителя в организм до появления первых признаков заболевания;
2) продромальный; характеризуется появлением первых неясных общих симптомов. Возбудитель интенсивно размножается, колонизирует ткань, начинает продуцировать ферменты и токсины. Продолжительность - от нескольких часов до нескольких дней;
3) разгар болезни; характеризуется появлением специфических симптомов;
а) летальный исход;
б) выздоровление (клиническое и микробиологическое). Клиническое выздоровление: симптомы заболевания угасли, но возбудитель еще находится в организме. Микробиологическое - полное выздоровление;
в) хроническое носительство.
13. Возбудители инфекций и их свойства
Среди бактерий по способности вызывать заболевание выделяют:
1) патогенные виды потенциально способны вызывать инфекционное заболевание;
Патогенность - это способность микроорганизмов, попадая в организм, вызывать в его тканях и органах патологические изменения. Это качественный видовой признак.
2) условно-патогенные бактерии могут вызывать инфекционное заболевание при снижении защитных сил организма;
3) сапрофитные бактерии никогда не вызывают заболевания.
Реализация патогенности идет через вирулентность - это способность микроорганизма проникать в макроорганизм, размножаться в нем и подавлять его защитные свойства.
Это штаммовый признак, он поддается количественной характеристике. Вирулентность - фенотипическое проявление патогенности.
Количественными характеристиками вирулентности являются:
1) DLM (минимальная летальная доза) - это количество бактерий, при введении которых в организм лабораторных животных получают 95-98 % гибели животных в эксперименте;
2) LD 50 - это количество бактерий, вызывающее гибель 50 % животных в эксперименте;
3) DCL (смертельная доза) вызывает 100 %-ную гибель животных в эксперименте.
К факторам вирулентности относят:
1) адгезию - способность бактерий прикрепляться к эпителиальным клеткам;
2) колонизацию - способность размножаться на поверхности клеток, что ведет к накоплению бактерий;
3) пенетрацию - способность проникать в клетки;
4) инвазию - способность проникать в подлежащие ткани. Эта способность связана с продукцией таких ферментов, как гиалуронидаза и нейраминидаза;
5) агрессию - способность противостоять факторам неспецифической и иммунной защиты организма.
К факторам агрессии относят:
1) вещества разной природы, входящие в состав поверхностных структур клетки: капсулы, поверхностные белки и т. д. Многие из них подавляют миграцию лейкоцитов, препятствуя фагоцитозу;
2) ферменты - протеазы, коагулазу, фибринолизин, лецитиназу;
3) токсины, которые делят на экзо- и эндотоксины.
Экзотоксины - высокоядовитые белки. Они термолабильны, являются сильными антигенами, на которые в организме вырабатываются антитела, вступающие в реакции токсинонейтрализации. Этот признак кодируется плазмидами или генами профагов.
Эндотоксины - сложные комплексы липополисахаридной природы. Они термостабильны, являются слабыми антигенами, обладают общетоксическим действием. Кодируются хромосомными генами.
14. Нормальная микрофлора человека
Нормальная микрофлора человека - это совокупность множества микробиоценозов, характеризующихся определенными взаимосвязями и местом обитания.
Виды нормальной микрофлоры:
1) резидентная - постоянная, характерная для данного вида;
2) транзиторная - временно попавшая, нехарактерная для данного биотопа; она активно не размножается.
Факторы, влияющие на состояние нормальной микрофлоры.
1) секреторная функция организма;
2) гормональный фон;
3) кислотно-основное состояние.
2. Экзогенные условия жизни (климатические, бытовые, экологические).
В организме человека стерильными являются кровь, ликвор, суставная жидкость, плевральная жидкость, лимфа грудного протока, внутренние органы: сердце, мозг, паренхима печени, почек, селезенки, матка, мочевой пузырь, альвеолы легких.
Нормальная микрофлора выстилает слизистые оболочки в виде биопленки. Этот каркас состоит из полисахаридов микробных клеток и муцина. Толщина биопленки - 0,1-0,5 мм. В ней содержится от нескольких сотен до нескольких тысяч микроколоний.
Этапы формирования нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ):
1) случайное обсеменение слизистой. В ЖКТ попадают лактобациллы, клостридии, бифидобактерии, микрококки, стафилококки, энтерококки, кишечная палочка и др.;
2) формирование сети из ленточных бактерий на поверхности ворсинок. На ней фиксируются в основном палочковидные бактерии, постоянно идет процесс формирования биопленки.
Нормальная микрофлора рассматривается как самостоятельный экстракорпоральный орган с определенной анатомической структурой и функциями.
Функции нормальной микрофлоры:
1) участвие во всех видах обмена;
2) детоксикация в отношении экзо- и эндопродуктов, трансформация и выделение лекарственных веществ;
3) участие в синтезе витаминов (группы В, Е, Н, К);
а) антагонистическая (связана с продукцией бактериоцинов);
б) колонизационная резистентность слизистых оболочек;
5) иммуногенная функция.
Наибольшей обсемененностью характеризуются:
1) толстый кишечник;
2) ротовая полость;
3) мочевыделительная система;
4) верхние дыхательные пути;
15. Дисбактериоз
Дисбактериоз (дисбиоз) - это любые количественные или качественные изменения типичной для данного биотопа нормальной микрофлоры человека, возникающие в результате воздействия на макро- или микроорганизм различных неблагоприятных факторов.
Микробиологическими показателями дисбиоза служат:
1) снижение численности одного или нескольких постоянных видов;
2) потеря бактериями тех или иных признаков или приобретение новых;
3) повышение численности транзиторных видов;
4) появление новых, несвойственных данному биотопу видов;
5) ослабление антагонистической активности нормальной микрофлоры.
Причинами развития дисбактериоза могут быть:
1) антибиотико- и химиотерапия;
2) тяжелые инфекции;
3) тяжелые соматические заболевания;
5) лучевые воздействия;
6) токсические факторы;
7) дефицит витаминов.
Фазы дисбактериоза:
1) компенсированная, когда дисбактериоз не сопровождается какими-либо клиническими проявлениями;
2) субкомпенсированная, когда в результате дисбаланса нормальной микрофлоры возникают локальные воспалительные изменения;
3) декомпенсированная, при которой происходит генерализация процесса с возникновением метастатических воспалительных очагов.
Лабораторная диагностика дисбактериоза
Основной метод - бактериологическое исследование. При этом в оценке его результатов превалируют количественные показатели.
Дополнительный метод - хроматография спектра жирных кислот в исследуемом материале. Каждому роду соответствует свой спектр жирных кислот.
Коррекция дисбактериоза:
1) устранение причины;
2) использование эубиотиков и пробиотиков.
Эубиотики - это препараты, содержащие живые бактерициногенные штаммы нормальной микрофлоры (колибактерин, бифидумбактерин, бификол и др.).
Пробиотики - это вещества немикробного происхождения и продукты питания, содержащие добавки, стимулирующие собственную нормальную микрофлору. Стимулирующие вещества - олигосахариды, гидролизат казеина, муцин, молочная сыворотка, лактоферин, пищевые волокна.
16. Коассификация химиотерапевтических препаратов
Химиотерапевтические препараты - это лекарственные вещества, используемые для подавления жизнедеятельности и уничтожения микроорганизмов в тканях и средах больного, обладающие избирательным, этиотропным действием.
По химическому строению выделяют несколько групп химиотерапевтических препаратов:
1) сульфаниламидные препараты (сульфаниламиды). Они нарушают процесс получения микробами ростовых факторов - фолиевой кислоты и других веществ. К этой группе относят стрептоцид, норсульфазол, сульфаметизол, сульфометаксазол и др.;
2) производные нитрофурана. Механизм действия состоит в блокировании нескольких ферментных систем микробной клетки. К ним относят фурацилин, фурагин, фуразолидон, нитрофуразон и др.;
3) хинолоны. Нарушают различные этапы синтеза ДНК микробной клетки. К ним относят налидиксовую кислоту, циноксацин, норфлоксацин, ципрофлоксацин;
4) азолы - производные имидазола. Обладают противогрибковой активностью. Ингибируют биосинтез стероидов, что приводит к повреждению наружной клеточной мембраны грибов и повышению ее проницаемости. К ним относят клотримазол, кетоконазол, флуконазол и др.;
5) диаминопиримидины. Нарушают метаболизм микробной клетки. К ним относят триметоприм, пириметамин;
6) антибиотики - это группа соединений природного происхождения или их синтетических аналогов.
Принципы классификации антибиотиков.
1. По механизму действия:
1) нарушающие синтез микробной стенки (b-лактамные антибиотики; циклосерин; ванкомицин, тейкоплакин);
2) нарушающие функции цитоплазматической мембраны (циклические полипептиды, полиеновые антибиотики);
3) нарушающие синтез белков и нуклеиновых кислот (группа левомицетина, тетрациклина, макролиды, линкозамиды, аминогликозиды, фузидин, анзамицины).
2. По типу действия на микроорганизмы:
1) антибиотики с бактерицидным действием (влияющие на клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану);
2) антибиотики с бактериостатическим действием (влияющие на синтез макромолекул).
3. По спектру действия:
1) с преимущественным действием на грамположительные микроорганизмы (линкозамиды, биосинтетические пенициллины, ванкомицин);
2) с преимущественным действием на грамотрицательные микроорганизмы (монобактамы, циклические полипептиды);
3) широкого спектра действия (аминогликозиды, левомицетин, тетрациклины, цефалоспорины).
4. По химическому строению:
1) b-лактамные антибиотики;
2) аминогликозиды (канамицин, неомицин);
3) тетрациклины (тетрациклин, метациклин);
4) макролиды (эритромицин, азитромицин);
5) линкозамины (линкомицин, клиндамицин);
6) полиены (амфотерицин, нистатин);
7) гликопептиды (ванкомицин, тейкоплакин).
17. Основные осложнения химиотерапии
1. Осложнения со стороны макроорганизма:
1) аллергические реакции. Степень выраженности может быть различной - от легких форм до анафилактического шока. Наличие аллергии на один из препаратов группы является противопоказанием для использования и других препаратов этой группы, так как возможна перекрестная чувствительность;
2) прямое токсическое действие. Аминогликозиды обладают ототоксичностью и нефротоксичностью, тетрациклины нарушают формирование костной ткани и зубов. Ципрофлоксацин может оказывать нейротоксическое действие, фторхинолоны - вызывать артропатии;
3) побочные токсические эффекты. Эти осложнения связаны не с прямым, а с опосредованным действием на различные системы организма. Антибиотики, действующие на синтез белка и нуклеиновый обмен, всегда угнетают иммунную систему. Хлорамфеникол может подавлять синтез белков в клетках костного мозга, вызывая лимфопению. Фурагин, проникая через плаценту, может вызывать гемолитическую анемию у плода;
4) реакции обострения. При применении химиотерапевтических средств в первые дни заболевания может происходить массовая гибель возбудителей, сопровождающаяся освобождением большого количества эндотоксина и других продуктов распада. Это может сопровождаться ухудшением состояния вплоть до токсического шока. Такие реакции чаще бывают у детей. Поэтому антибиотикотерапия должна сочетаться с дезинтоксикационными мероприятиями;
5) развитие дисбиоза. Он чаще возникает на фоне применения антибиотиков широкого спектра действия.
2. Осложнения со стороны микроорганизма проявляются развитием лекарственной устойчивости. В ее основе лежат мутации хромосомных генов или приобретение плазмид устойчивости.
Биохимическую основу устойчивости обеспечивают следующие механизмы:
1) энзиматическая инактивация антибиотиков;
2) изменение проницаемости клеточной стенки для антибиотика или подавление его транспорта в бактериальные клетки;
3) изменение структуры компонентов микробной клетки.
Методы борьбы с лекарственной устойчивостью:
1) создание новых химиотерапевтических препаратов;
2) создание комбинированных препаратов, которые включают в себя химиотерапевтические средства различных групп, усиливающих действие друг друга;
3) периодическая смена антибиотиков;
4) соблюдение основных принципов рациональной химиотерапии:
а) антибиотики надо назначать в соответствии с чувствительностью к ним возбудителей заболеваний;
б) лечение следует начинать как можно раньше;
в) химиотерапевтические препараты необходимо назначать в максимальных дозах, не давая микроорганизмам адаптироваться.
18. Предмет иммунологии. Виды иммунитета
Иммунология - это наука, предметом изучения которой является иммунитет.
Инфекционная иммунология изучает закономерности иммунной системы по отношению к микробным агентам, специфические механизмы противомикробной защиты.
Под иммунитетом понимают совокупность биологических явлений, направленных на сохранение постоянства внутренней среды и защиту организма от инфекционных и других генетически чужеродных для него агентов.
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Января 2013 в 18:35, шпаргалка
1. Предмет, задачи и основные этапы развития медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии.
2. Методы диагностики инфекционных заболеваний.
3. Систематика микроорганизмов. Классификация, идентификация и номенклатура. Понятие вида в микробиологии.
4. Гено- и фенотипические характеристики, используемые для изучения микроорганизмов.
микроба шпора.doc
РА – реакция агглютинации
РПГА – реакция прямой гемагглютиннации
РНГА – реакция непрямой гемагглютиннации
РП – реакция преципитации (осаждения)
РТГА – реакция торможения гемагглютинации
РСК – реакция связывания комплимента
ИФА – иммунно-ферментный анализ
РИФ – реакция иммуннофлюорисценции
ПЦР – полимеразная цепная реакция
1. Предмет, задачи и основные этапы развития медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии.
Микробиология (греч. micro – малый, bios – жизнь и logos – учение) – наука о мельчайших организмах, которые по предложению итальянского ученого Седильо принято называть микроорганизмами. Среди микроорганизмов различают: 1) эукариоты – грибы и простейшие; 2) прокариоты – бактерии, риккетсии, микоплазмы и 3) вирусы (см. обложку).
Предмет: изуч. морфологию, физиологию (питание, рост, размножение), иммунологию, генетику и экологию мкÒ, имеющих мед. значение.
Задачи медицинской микробиологии. Медицинская микробиология разрабатывает методы диагностики, способы специфической профилактики и терапии инфекционных болезней. Она тесно связана с клиникой инфекционных болезней, эпидемиологией, гигиеной и рядом других смежных дисциплин.
- Установление этиологической роли различных микроорганизмов в патологии человека. На этом строится диагностика инфекционных заболеваний.
- Разработка методов диагностики и профилактики инфекционных заболеваний.
- Изучение болезнетворных свойств патогенных микроорганизмов с целью определения клинической и эпидемиологической значимости того или иного микроорганизма.
- Контроль за эффективностью лечебных и профилактических мероприятий.
- Изучение асептики, антисептики, дезинфекции, стерилизации.
- Изучение механизмов распространения микроорганизмов во внешней среде, в основном в питьевой воде, пище, воздухе.
- Изучение вопросов охраны внешней среды.
Главная задача медицинской микробиологии – ликвидация инфекционных болезней.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МИКРОБИОЛОГИИ
Становление микробиологии как науки происходило в три этапа. На первом этапе было установлено существование микробов в природе; на втором – дифференцированы виды микробов, на третьем – началось изучение иммунитета и профилактики инфекционных болезней, вызванных патогенными микробами.
1) предполагаемый возбудитель должен с постоянством обнаруживаться при определенной болезни и не встречаться при других заболеваниях и у здоровых людей; 2) патогенный микроб должен быть выделен из организма в чистом виде; 3) должна быть доказана способность микроба вызывать соответствующее заболевание у экспериментальных животных.
В период описательной микробиологии были установлены возбудители фавуса (И. Шенлейн, 1839) и стригущего лишая (И. Груби, 1843), в крови больных животных обнаружены бациллы сибирской язвы (А. Поллендер, 1849; К. Давен, 1850).
Физиологический период развития. Разрозненные факты описательного периода микробиологии были обобщены и приумножены основателем микробиологии и современной медицины французским ученым Луи Пастером (1822–1895), с именем которого связано развитие второго, физиологического периода микробиологии и эпохальные открытия сущности брожения (1857), невозможности самопроизвольного зарождения (1860), причин порчи пива и вина (1865), болезней шелковичных червей (1868), микробной обусловленности и заразности инфекционных болезней (1881), методов изготовления вакцин и способов предохранения от куриной холеры, сибирской язвы и бешенства (1882–1885).
Большую роль в истории развития микробиологии сыграли труды немецкого ученого Р. Коха (1843–1910), который разработал метод выделения чистых культур микроорганизмов на плотных питательных средах, в частности ввел в практику агар–агар, желатину, свернутую сыворотку, кусочки овощей, предложил методы окраски бактерий анилиновыми красителями, усовершенствовал микроскоп, благодаря чему выделил и описал возбудителей сибирской язвы, туберкулеза и холеры, а его ученики и последователи к концу 19 в. открыли почти всех других возбудителей бактериальных инфекций.
Иммунологический этап. Основоположником иммунологического этапа в развитии микробиологии является выдающийся русский ученый И. И. Мечников (1845–1916) – творец фагоцитарной теории иммунитета, за разработку которой ему была присуждена Нобелевская премия. Он положил начало учению об антагонизме микробов, о причинах преждевременного старения и возможности продления жизни человека, внес большой вклад в изучение туберкулеза, холеры, сифилиса. И. И. Мечников является создателем русской школы микробиологов, труды которых легли в основу развития современной медицины. Среди самых удачливых охотников за микробами следует выделить Ф. А. Леша, впервые обнаружившего дизентерийную амебу, и первооткрывателя возбудителя кожного лейшманиоза П. Ф. Боровского, основателей эпидемиологии и паразитологии в России Д. К. Заболотного, В. К. Высоковича и Е. И. Марциновского.
Русские ученые стояли у истоков развития многих новых разделов и научных направлений в микробиологии. В частности, в конце 19 в. А. М Безредка положил начало учению о местном иммунитете. Труды С. Н. Виноградского, открывшего нитрифицирующие и азотфиксирующие бактерии, легли в основу развития сельскохозяйственной микробиологии. Д. И. Ивановский в 1892 г. открыл вирусную природу мозаичной болезни листьев табака и по праву является основоположником вирусологии
2. Методы диагностики инфекционных заболеваний.
А. Бактериоскопический метод (прямая мк/скопия, после окраски, лиминесцентная мк/ск. и проч.)
Б. Биологический метод – заражение моргом чувствительных животных (напр., M.tuberculosis – морские свинки) и наблюдение характерной клиники заболевания
В. Серологический метод – опр. АТ или АГ в биол. жидкостях методом реакций АГ+АТ (РА, РПГА, РНГА, РП, РТГА, РСК; ИФА, РИФ)
Г. Молекулярно-генетич. методы (ПЦР – полимеразная цепная реакция
Д. Бактериологический метод – выделение чистых культур и их идентификация.
Он состоит из след этапов:
0. Обработка первичного материала, способствующая выделению чистого материала:
а) инфиц. лабор. животных (для размножения мк®)
б) кипячение (для выделения спор)
в) обраб. к-той или щелочью
г) посев на среды обогащения
д) мк/ск с окраской по Граму
1. Рассев исход. мат-ла на пластинчатый агар (МПА, электив. или диффер-диагн. среды), механическое разобщение:
а) разведение в пробирках (1:10, 1:100, 1:1000) и высев на пластинч. агар
б) рассев шпателем на пласт. МПА (последовательно в несколько чашек, погрузив шпатель в материал всего один раз)
в) рассев на сетора пластинч. агара
1.Культ-ние посевов в термостате (анаэростате) при 37°С 24-48 часов
2. Пересев полученных культур на др. среды (по 1 на каждую пробирку)
2'.Культ-ние посевов в термостате (анаэростате) при 37°С 24-48 часов
3. Определение чистоты выделенных культур, морфологических и тинкториальных свойств в окр. по Граму
4. Идентификация выделенных чистых культур по фермент. и серологич. свойствам.
3. Систематика микроорганизмов. Классификация, идентификация и номенклатура. Понятие вида в микробиологии.
Систематика – это наука, к/я решает вопросы клсф мкÒ-в. Располагает всех мкÒ по опред группам в соответствии с их сходными ФТ и ГТ пр!! Эти группы, объединяющие отдельных мкÒ, наз ТАКСОНАМИ. Выделяют след таксономические единицы: вид (species) > род (genus) > семейство (familia) > порядок > класс > тип > царство (Procaryotae, Eucaryotae, Vira)
Т.к. внутри вида т/же есть различия м/у мкÒ, то выделяют ещё:
ШТАММ – объединяет мкÒ одного и того же вида, но выделенные из опред источника и в опред время.
КЛОН – это культура мкÒ, полученная из единичной клетки, к/я размножилась и дала начало целой популяции.
Когда образуется большое скопление клеток, то среди них могут быть клетки с отклонениями – биовары (биологические варианты), хемовары, фаговары, серовары (серологические варианты, имеющие разные антигенные свойства) , резистенсвары.
По морфологическим признакам выделяют 3 основных группы:
Внутри группы так же идет деление: в группе кокковидных - микрококки, диплококки, тетракокки, кокки расположенные в виде цепочек, скоплений, пакетов. В группе палочковидных - короткие, длинные, толстые, тонкие, могут выстраиваться друг за другом, в виде частокола, под углом. Коккобактерии - очень мелкие палочки. Среди извитых форм - в виде запятой, в виде латинской С. Эта форма тех или иных микроорганизмов может изменяться в зависимости от способа культивирования, внутри макроорганизма, поэтому часто отмечается полиморфизм.
Номенклатура – список названий разл групп мкÒ. Кажд мкÒ им св назв в осн к/го положена бинарная система, т.е. название мкÒ состоит из названия рода и вида (Staphilococcus aureus). Как правило, родовое название пишется с заглавной буквы, м.б. сокращённым, видовое – полностью.
4. Гено- и фенотипические характеристики, используемые для изучения микроорганизмов.
1. Морфология: размеры, форма, тинкториальные свойства, наличие и кол-во жгутиков, пилей, капсулы.
2. Характер роста на различных средах (помутнение-осадок-пленка – на жидких средах, или: форма, прозрачность, пигмент, размеры, консистенция, структура и край колонии – на плотных средах).
3. Биохимические свойства: расщепление углеводов, желатина, ГАГ и проч.
4. Продуцируемые моргом токсины
5. Антигенные свойства компонентов морга
6. Характер вызываемого им иммунитета
5. Понятие о царствах жизни, основные таксоны микроорганизмов.
По оформленности генетического материала все живое делят на три царства: Procaryotae (прокариоты), Eucaryotae (эукариоты), Vira (вирусы).
Микробы принадлежат всем трем царствам, но б-во патогенных моргов – к прокариотам и вирусам.
6. Понятия штамм, колония, клон, культура микроорганизмов.
ШТАММ – объединяет микроорганизмы одного и того же вида, но выделенные из различных источников или даже из одного и того же источника, но в разное время. Штаммы одного вида могут быть абсолютно идентичными или различаться по отдельным признакам, нпр., по способности ферментировать к.-л. сахар, по устойчивости к к.-л. антибиотику и т.д.
КОЛОНИЯ – изолированные скопления клеток, образующиеся на поверхности плотных пит. сред.
КЛОН – это культура микроорганизмов, полученная из единичной клетки, которая размножилась и дала начало целой популяции.
ЧИСТАЯ КУЛЬТУРА – популяция микробов. состоящая из особей одного вида.
7. Основные отличия прокариотических и эукариотических клеток.
Микроорганизмы относятся к царству прокариот:
1) отсутствие ядерной мембраны,
2) слабо развитая ЭПС,
3) нет митохондрий, хлоропластов,
5) не обладают эндоцитозом.
6) Ядерное вещество представлено 1 хромосомой - двухнитчатая, кольцевидной формы молекулы ДНК.
7) Ядерный материал сосредоточен в центральной части и имеет вид филоментозных образований.
8) Цитоплазма имеет вид зернистого образования, куда входят различные вакуоли, рибосомы, гликоген, крахмал, зерна волютина (питательный запас).
8. Характеристика основных морфологических форм бактерий.
По морфологическим признакам выделяют 3 основных группы:
микрококки, диплококки, тетракокки, стрептококки, стафилококки, сарцины
короткие, длинные, толстые, тонкие, могут выстраиваться друг за другом, в виде частокола, под углом (в виде V ), с закругленными концами, с заостренными концами, коккобациллы (оч. мелкие палочки, их можно спутуть с кокками)
3. Извитые формы:
- в виде запятой (напр., вибрион холеры)
- в виде латинской S (напр., Campillobacter, Helicobacter
Форма тех или иных микроорганизмов может изменяться в зависимости от способа культивирования, внутри макроорганизма, поэтому часто отмечается полиморфизм.
По размеру различают морги:
а) мелкие мк® - Д 4
9. Строение бактериальной клетки. Обязательные и необязательные органоиды.
Микроорганизмы относятся к царству прокариот: отсутствие ядерной мембраны, слабо развитая ЭПС, нет митохондрий, хлоропластов, нет КГ, не обладают эндоцитозом. Ядерное вещество представлено 1 хромосомой. Она двухнитчатая, кольцевидной формы молекулы ДНК. Ядерный материал сосредоточен в центральной части и имеет видфиломентозных образований. Цитоплазма имеет вид зернистого образования, куда входят различные вакуоли, рибосомы, гликоген, крахмал, зерна волютина (питательный запас).
ЦПМ состоит из 3 слоев, выполняет барьерную функцию, поддерживает осмотическое давление в клетке, способствует переходу питательных веществ внутрь клетки и выходу продуктов обмена веществ во внешнюю среду. Клеточная стенка у разных видов микроорганизмов различна по строению. В состав ее входит редкий гетерополимер- пептидогликан- у разных микроорганизмов он имеет различную толщину, на чем основан один из основных методов окраски- по Граму. В соответствии с окрашиванием микроорганизмы делятся на 2 группы: грам положительные и грам отрицательные. У Гр+ микроорганизмов в составе клеточной стенки- большое количество пептидогликана, он многослойный, на его долю приходится 80% от химического состава клеточной стенки. У Гр- пептидогликана всего 10% и он однослойный. Тейхоевые кислоты в стенке Гр+ имеются, у Гр- их нет. За счет этих 2 компонентов микроорганизмы окрашиваытся разно: Гр+- в синий цвет(удерживают генциан виолет). Гр- окрашиваются фуксином в красный цвет. Отношение к окраске - это тинкториальные свойства.
Читайте также:
