Инфекция и инфекционный процесс. Патогенные свойства микроорганизмов. Биологический метод исследования

Актуальность темы.

Раздел «Инфекция» изучает сложные процессы взаимодействия микроба-паразита с организмом хозяина, характер которых опре­деляется биологическими свойствами возбудителя, состоянием и реактивностью микроорганизма и той средой, в которой происходит контакт между ними. Знание инфекционных свойств микробов и механизмов повреждающего действия их на ткани и органы облегчит изучение частного раздела микробиологии и клинических дисциплин (инфекционные болезни, эпидемиологию и др.) на старших курсах.

Учебные цели:

Изучить методы исследования инфицированных лабораторных животных и методы выявления факторов вирулентности.

Для формирования профессиональных компетенцийобучающиеся должны знать:

ü определение понятий «инфекция», «инфекционном процесс» и «инфекционное заболевание»;

ü факторы, участвующие в формировании инфекционного процесса;

ü патогенность и вирулентность микроорганизмов;

ü токсины бактерий, классификация токсинов по механизму действия и их биологические свойства;

ü роль реактивности макроорганизма в возникновении и развитии инфекционного процесса;

ü биологический метод микробиологической диагностики, назначение и принцип метода;

ü методы выявления факторов вирулентности.

 

Для формирования профессиональных компетенций студент должен уметь:

ü идентифицировать бактерий по вирулентности, токсигенности и гемолитической активности;

ü определять персистентные свойства бактерий;

ü заражать лабораторных животных исследуемым материалом с последующим выделением чистой культуры патогена, установлением факта присутствия микробного токсина и его природы.

 

В результате освоения темы обучающийся должен владеть методикой:

ü идентификации бактерий по вирулентности, токсигенности и гемолитической активности;

ü определения персистентных свойств бактерий;

ü заражения лабораторных животных исследуемым материалом с последующим выделением чистой культуры патогена, установлением факта присутствия микробного токсина и его природы.

ü компетенциями: ОК-1, ОПК-7, ПК-1, ПК-3, ПК-13, ПК-18 и трудовыми функциями А/04.7, А/05.7, А/06.7.

 

4. Вопросы для самоподготовки к освоению данной темы

1) Определение понятий «инфекция», «инфекционном процесс» и «инфекционное заболевание». Факторы, участвующие в формировании инфекционного процесса.

2) Роль микроба в инфекционном процессе. Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Факторы вирулентности (адгезивность, колонизация, пенетрация, инвазивность, ферменты агрессии, факторы персистенции и др.).

3) Экзотоксины, классификация по механизму действия (цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксофолиатины и эритрогенины). Примеры.

4) Эндотоксины бактерий и их биологические свойства.

5) Способы повышения и снижения вирулентности бактерий. Практическое применение. 

6) Роль реактивности макроорганизма в возникновении и развитии инфекционного процесса.

7) Биологический метод микробиологической диагностики, назначение и принцип метода.

8) Методы выявления факторов вирулентности (адгезивности, капсулообразования, антигенов-ингибиторов фагоцитоза, токсигенности, α-, β-, γ, энтеро -и тиолзависимых гемолизинов, ферментов агрессии: плазмокоагулазы, лизоцима, гиалуронидазы, лецитовителлазы и др.).

4. Вид занятия: практическое занятие.

5. Продолжительность занятия: 3 часа (180 мин)

6. Оснащение:

6.1. Таблицы, предметные стекла, пинцет, шприцы, бактериологическая петля, спиртовка, культура стафилококка, лабораторные животные для заражения (белые мыши).

6.2. Мультимедийные атласы, ситуационные задачи, таблицы (электронный вариант), видеофильмы.

6.3. Технические средства обучения: световые микроскопы, компьютеры, мультимедийный проектор.

 

7. Содержание занятия.

7.1. Контроль исходного уровня знаний и умений.

Выполнение тестовых заданий, собеседование.

7.2. Разбор с преподавателем узловых вопросов, необходимых для освоения темы занятия.

 

Инфекция – это совокупность биологических реакций, которыми макроорганизм отвечает на внедрение возбудителя.

Инфекционный процесс – это совокупность явлений, возникающих и развивающихся в макроорганизме при внедрении и размножении в нем болезнетворных микроорганизмов.

Инфекционный процесс является патогенетической основой инфекционного заболевания.

Инфекционный процесс возникает при наличии трех компонентов:

­ возбудитель

­ фактор передачи инфекции от заражённого организма к здоровому

­ восприимчивый макроорганизм (пациент).

 

Основные звенья патогенеза инфекционного процесса

1. Адгезия и колонизация – это заселение зоны первичного инфицирования, т.е. входных ворот.

2. Инвазия и агрессия – это выход за пределы зоны первичного инфицирования, противостояние защитным силам макроорганизма и размножение в нем.

3. Токсигенность (экзотоксины) и токсичность (эндотоксины)

4. Персистенция – длительное проживание микроба в макроорганизме.

 

Патогенность – это способность микроорганизма вызывать патологические изменения в макроорганизме. Мерой патогенности микробов является вирулентность. Факторы вирулентности определяют способность микробов адсорбироваться на чувствительных клетках (адгезия), размножаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (пенетрация), противостоять факторам неспецифической резистентности и иммунной защиты организма (агрессия). 

Адгезия создает предпосылки для размножения микробов. Чтобы добиться этого, они должны преодолеть защитных механизмов организма человека, особенно во входных воротах инфекции.

Бактерии синтезируют протеазы, разрушающие IgA, ингибируют лизоцим, H. pylori нейтрализует кислую среду желудка благодаря высокой уреазной активности.

Микроорганизмы могут размножаться как на поверхности, так и внутри эпителиальные клеток (шигеллы, иерсении, гонококки) или субэпителиальной ткани (во внутренней среде). Многие бактерии, особенно условно-патогенные, неспособны к колонизации и пенетрации слизистых оболочек и кожи. Для этого они пользуются повреждениями эпителия, пользуются кровососущими насекомыми. Например, вторичные бактериальные инфекции респираторного тракта, которые развиваются на фоне репродукции вируса гриппа в эпителиальных клетках. 

Во внутренней среде микробы сталкиваются с еще более сложными иммунными механизмами (воспалительная реакция, системой фагоцитов, естественные киллеры и др.).

Вероятность выживания возбудителей определяется набором механизмов, ингибирующих данных защитных факторов: капсула, фибриновая пленка золотистого стафилококка, экзотоксины – лейкоцидины и др.

В генерилизации инфекционного процесса огромную роль играют ферменты вирулентности (гиалуронидаза, эластаза, коллагеназа), способствующие прохождению через соединительную ткань; фибрин, растворящий сгусток фибрина; протеиназы и ДНК-аза, разжижающие гнойный экссудат и т.п.

Возбудители, попав в кровь, должны противостоять гуморальным факторам иммунитета (антитела, система комплемента, пропердиновая система, интерфероны и др.). В этих условиях могут выжить только капсулообразующие бактерии.

Сальмонеллы, бруцеллы, микобактерии, легионеллы, риккетсии и многие другие микробы размножатся внутри самих фагоцитов, избегая действия бактерицидных механизмов крови и наоборот, фагоцитарные клетки сами способствуют генерализации инфекционного процесса. Золотистый стафилококк, обладающий плазмокоогулазной активностью, циркулирует внутри микротромбов.

В расширении зоны повреждения определенное значение имеют апоптоз инфицированных клеток и секретируемые ими вещества, поддерживающие процесс повреждения. Ведущими факторами вирулентности являются экзо- и эндотоксины. 

По механизму действия экзотоксины делятся на четыре типа:

1) цитотоксины – блокируют синтез белка в рибосоме клетки (дифтерийный гистотоксин);

2) мембранотоксины – повышают проницаемость мембраны эритроцитов (гемолизин) и лейкоцитов (лейкоцидины);

3) функциональные блокаторы – ингибируют функции определенных клеток и систем; энтеротоксины холерного вибриона и энтеротоксигенных кишечных палочек повышают уровень цАМФ энтероцитов, что является причиной диареи. Нейротоксины (столбнячный тетаноспазмин) и другие блокируют передачу нервных импульсов в клетках спинного мозга;

4) эксофолиатины золотистого стафилококка и эритрогенин скарлатинозного стрептококка – ингибируют межклеточные контакты эпидермиса и эндотелия.