История микробиологии. Роль пастера и коха в развитии микробиологии

ИСТОРИЯ МИКРОБИОЛОГИИ. РОЛЬ ПАСТЕРА И КОХА В РАЗВИТИИ МИКРОБИОЛОГИИ

Идентификация.

Основные фено- и генотипические характеристики, используемые для классификации микроорганизмов, используются и для идентификации, т.е. установления их таксономического положения и прежде всего видовой принадлежности- наиболее важного аспекта микробиологической диагностики инфекционных заболеваний. Идентификация осуществляется на основе изучения фено- и генотипических характеристик изучаемого инфекционного агента и сравнения их с характеристиками известных видов. При этой работе часто применяют эталонные штаммы микроорганизмов, стандартные антигены и иммунные сыворотки к известным прототипным микроорганизмам. У патогенных микроорганизмов чаще изучают морфологические, тинкториальные, культуральные, биохимические и антигенные свойства.

Номенклатура- название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Для обозначения видов бактерий используют бинарную латинскую номенклатуру род/вид, состоящую из названия рода (пишется с заглавной буквы) и вида (со строчной буквы). Примеры- Shigella flexneri, Rickettsia sibirica.

В микробиологии часто используется и ряд других терминов для характеристики микроорганизмов.

Штамм - любой конкретный образец (изолят) данного вида. Штаммы одного вида, различающиеся по антигенным характеристикам, называют серотипами (серовариантами- сокращенно сероварами), по чувствительности к специфическим фагам- фаготипами, биохимическим свойствам- хемоварами, по биологическим свойствам- биоварами и т.д.

Колония - видимая изолированная структура при размножении бактерий на плотных питательных средах, может развиваться из одной или нескольких родительских клеток. Если колония развилась из одной родительской клетки, то потомство называется клон.

Культура - вся совокупность микроорганизмов одного вида, выросших на плотной или жидкой питательной среде.

Основной принцип бактериологической работы- выделение и изучение свойств только чистых (однородных, без примеси посторонней микрофлоры) культур.

Морфология бактерий.

Прокариоты отличаются от эукариот по ряду основных признаков.

1.Отсутствие истинного дифференцированного ядра (ядерной мембраны).

2.Отсутствие развитой эндоплазматической сети, аппарата Гольджи.

3.Отсутствие митохондрий, хлоропластов, лизосом.

4.Неспособность к эндоцитозу (захвату частиц пищи).

5.Клеточное деление не связано с циклическими изменениями строения клетки.

6. Значительно меньшие размеры (как правило). Большая часть бактерий имеет размеры 0,5- 0,8 микрометров (мкм) х 2- 3 мкм.

По форме выделяют следующие основные группы микроорганизмов.

1.Шаровидные или кокки (с греч.- зерно).

2.Палочковидные.

3.Извитые.

4.Нитевидные.

Кокковидные бактерии (кокки) по характеру взаиморасположения после деления подразделяются на ряд вариантов.

1. Микрококки. Клетки расположены в одиночку. Входят в состав нормальной микрофлоры, находятся во внешней среде. Заболеваний у людей не вызывают.

2. Диплококки. Деление этих микроорганизмов происходит в одной плоскости, образуются пары клеток. Среди диплококков много патогенных микроорганизмов- гонококк, менингококк, пневмококк.

3. Стрептококки. Деление осуществляется в одной плоскости, размножающиеся клетки сохраняют связь (не расходятся), образуя цепочки. Много патогенных микроорганизмов- возбудители ангин, скарлатины, гнойных воспалительных процессов.

4. Тетракокки. Деление в двух взаимоперпендикулярных плоскостях с образованием тетрад (т.е. по четыре клетки). Медицинского значения не имеют.

5. Сарцины. Деление в трех взаимоперпендикулярных плоскостях, образуя тюки (пакеты) из 8, 16 и большего количества клеток. Часто обнаруживают в воздухе.

6. Стафилококки (от лат.- гроздь винограда). Делятся беспорядочно в различных плоскостях, образуя скопления, напоминающие грозди винограда. Вызывают многочисленные болезни, прежде всего гнойно- воспалительные.

Палочковидные формы микроорганизмов.

1.Бактерии- палочки, не образующие спор.

2.Бациллы- аэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры обычно не превышает размера (“ширины”) клетки (эндоспоры).

3.Клостридии- анаэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры больше поперечника (диаметра) вегетативной клетки, в связи с чем клетка напоминает веретено или теннисную ракетку.

Необходимо иметь в виду, что термин “бактерия” часто используют для обозначения всех микробов- прокариот. В более узком (морфологическом) значении бактерии- палочковидные формы прокариот, не имеющих спор.

Извитые формы микроорганизмов.

1.Вибрионы и кампилобактерии- имеют один изгиб, могут быть в форме запятой, короткого завитка.

2.Спириллы- имеют 2- 3 завитка.

3.Спирохеты- имеют различное число завитков, аксостиль- совокупность фибрилл, специфический для различных представителей характер движения и особенности строения (особенно концевых участков). Из большого числа спирохет наибольшее медицинское значение имеют представители трех родов- Borrelia, Treponema, Leptospira.

Характеристика морфологии риккетсий, хламидий, микоплазм, более подробная характеристика вибрионов и спирохет будет дана в соответствующих разделах частной микробиологии.

.

Ферменты бактерий.

В соответствии с механизмами генетического контроля у бактерий выделяют три группы ферментов:

- конститутивные, синтез которых происходит постоянно;

- индуцибельные, синтез которых индуцируется наличием субстрата;

- репрессибельные, синтез которых подавляется избытком продукта реакции.

Ферменты бактерий делят на экзо- и эндоферменты. Экзоферменты выделяются во внешнюю среду, осуществляют процессы расщепления высокомолекулярных органических соединений. Способность к образованию экзоферментов во многом определяет инвазивность бактерий- способность проникать через слизистые, соединительнотканные и другие тканевые барьеры.

Примеры: гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, что повышает проницаемость тканей (клостридии, стрептококки, стафилококки и многие другие микроорганизмы); нейраминидаза облегчает преодоление слоя слизи, проникновение внутрь клеток и распространение в межклеточном пространстве (холерный вибрион, дифтерийная палочка, вирус гриппа и многие другие). К этой же группе относятся энзимы, разлагающие антибиотики.

В бактериологии для дифференциации микроорганизмов по биохимическим свойствам основное значение часто имеют конечные продукты и результаты действия ферментов. В соответствии с этим существует микробиологическая (рабочая) классификация ферментов.

1.Сахаролитические.

2.Протеолитические.

3.Аутолитические.

4.Окислительно- восстановительные.

5.Ферменты патогенности (вирулентности).

Ферментный состав клетки определяется геномом и является достаточно постоянным признаком. Знание биохимических свойств микроорганизмов позволяет идентифицировать их по набору ферментов. Основные продукты ферментирования углеводов и белков- кислота, газ, индол, сероводород, хотя реальный спектр для различных микроорганизмов намного более обширный.

Основные ферменты вирулентности- гиалуронидаза, плазмокоагулаза, лецитиназа, нейраминидаза, ДНК-аза. Определение ферментов патогенности имеет значение при идентификации ряда микроорганизмов и выявления их роли в патологии.

Ряд ферментов микроорганизмов широко используется в медицине и биологии для получения различных веществ (аутолитические, протеолитические), в генной инженерии (рестриктазы, лигазы).

Дыхание бактерий.

Путем дыхания микроорганизмы добывают энергию. Дыхание- биологический процесс переноса электронов через дыхательную цепь от доноров к акцепторам с образованием АТФ. В зависимости от того, что является конечным акцептором электронов, выделяют аэробное и анаэробное дыхание. При аэробном дыхании конечным акцептором электронов является молекулярный кислород (О₂), при анаэробном- связанный кислород (-NO₃, =SO₄, =SO₃).

Примеры.

О₂

Аэробное дыхание донор водорода H₂O

Анаэробное дыхание

нитратное окисление NO₃

(факультативные анаэробы) донор водорода N₂

сульфатное окисление SO₄

(облигатные анаэробы) донор водорода H₂S

По типу дыхания выделяют четыре группы микроорганизмов.

1. Облигатные (строгие) аэробы. Им необходим молекулярный (атмосферный) кислород для дыхания.

2. Микроаэрофилы нуждаются в уменьшенной концентрации (низком парциальном давлении) свободного кислорода. Для создания этих условий в газовую смесь для культивирования обычно добавляют CO₂, например до 10- процентной концентрации.

3. Факультативные анаэробы могут потреблять глюкозу и размножаться в аэробных и анаэробных условиях. Среди них имеются микроорганизмы, толерантные к относительно высоким (близких к атмосферным) концентрациям молекулярного кислорода - т.е. аэротолерантные, а также микроорганизмы которые способны в определенных условиях переключаться с анаэробного на аэробное дыхание.

4. Строгие анаэробы размножаются только в анаэробных условиях т.е. при очень низких концентрациях молекулярного кислорода, который в больших концентрациях для них губителен. Биохимически анаэробное дыхание протекает по типу бродильных процессов, молекулярный кислород при этом не используется.

Аэробное дыхание энергетически более эффективно (синтезируется большее количество АТФ).

В процессе аэробного дыхания образуются токсические продукты окисления (H₂O₂- перекись водорода, -О₂ - свободные кислородные радикалы), от которых защищают специфические ферменты, прежде всего каталаза, пероксидаза, пероксиддисмутаза. У анаэробов эти ферменты отсутствуют, также как и система регуляции окислительно- восстановительного потенциала (rH₂).

Основные методы создания анаэробных условий для культивирования микроорганизмов.

1.Физический- откачивание воздуха, введение специальной газовой безкислородной смеси (чаще- N₂- 85%, CO₂- 10%, H₂- 5%).

2.Химический- применяют химические поглотители кислорода.

3.Биологический- совместное культивирование строгих аэробов и анаэробов (аэробы поглощают кислород и создают условия для размножения анаэробов).

4.Смешанный- используют несколько разных подходов.

Необходимо отметить, что создание оптимальных условий для строгих анаэробов- очень сложная задача. Очень непросто обеспечить постоянное поддержание безкислородных условий культивирования, необходимы специальные среды без содержания растворенного кислорода, поддержание необходимого окислительно- восстановительного потенциала питательных сред, взятие и доставка, посев материала в анаэробных условиях.

Существует ряд приемов, обеспечивающих более подходящие условия для анаэробов- предварительное кипячение питательных сред, посев в глубокий столбик агара, заливка сред вазелиновым маслом для сокращения доступа кислорода, использование герметически закрывающихся флаконов и пробирок, шприцев и лабораторной посуды с инертным газом, использование плотно закрывающихся эксикаторов с горящей свечой. Используются специальные приборы для создания анаэробных условий- анаэростаты. Однако в настоящее время наиболее простым и эффективным оборудованием для создания анаэробных и микроаэрофильных условий является система “Газпак” со специальными газорегенерирующими пакетами, действующими по принципу вытеснения атмосферного воздуха газовыми смесями в герметически закрытых емкостях.

 

Генетическая рекомбинация

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ у эукариот совершаются в процессе полового размножения путем взаимного обмена фрагментами хромосом, при этом из двух родительских хромосом образуются две рекомбинантные, т.е. возникают две рекомбинантные особи.

У прокариотов нет полового размножения Þ в результате внутригеномных перестроек: изменение локализации генов в пределах хро­мосомы, или при проникновении в # реципиента части ДНК донора → формирование мерозиготы, т.е. образу­ется только ОДИН РЕКОМБИНАТ.

ГенР происходят при участии ферментов в пределах отдельных генов или групп сцеплений ге­нов. Существуют специальные REC–ГЕНЫ, определяющие способность бактерий к рекомбинациям. Передача генетического ма­териала от Б! к Б! про­исходит путем трансформации, трансдукции и конъюгации, а плазмидных генов — путем трансдукции и конъюгации.

ТРАНСФОРМАЦИЯ – непосредственная передача генетического материала (фрагмента ДНК) донора Рец#. (Впер­вые Гриффитс – опыт с живым авирулентным бескапсульным штаммом пневмококка, к/й стал вирулентным при обработке экстрактом убитых капсульных пневмококков.)

С донорной ДНК в реципиентную клетку обыч­но передается только один ген, т.к. фрагмент ДНК, который может проник­нуть в Рец# очень маленький. Трансформации поддаётся только часть клеток Б!! популяции – КОМПЕ­ТЕНТНЫМИ. Состояние компетентности (когда стенка Б! проницаема для высокополимерных (Мг=0,5–1 млн) фрагментов ДНК) возникает обычно в конце LOG–ФА­ЗЫ.

Фазы про­цесса трансформации:

1) адсорбция ДНК-донора на Рец#;

2) про­никновение ДНК внутрь Рец# и деспирализация ДНК.

3) соединение лю­бой из двух нитей ДНК донора с гомологичным участком хромосомы реципиента и последующая рекомбинацией.

Эффективность зависит от СТЕПЕНИ ГОМОЛОГИЧНОСТИ ДНК донора и реципиента, что определяет конечный результат, т. е. количество формирую­щихся рекомбинантов (трансформантов) Þ межвидовая трансформация происходит гораздо реже, чем внутривидовая.

ТРАНСДУКЦИЯ – передача генетического материала с помощью фагов. Различают три типа трансдукции:

Неспецифическая (общая). В момент сборки фаговых частиц в их головку может проникнуть ЛЮБОЙ фрагмент ДНК Б!–донора. Вместе с фаговой ДНК пере­носятся любые гены донора и включаются в гомологичную область ДНК Рец# путем рекомбинации. Фаги только пере­носят генетического материала

Специфическая – фаг переносит ОПРЕДЕЛЕННЫЕ гены при выщеплении профага из Б! хромосомы вместе с рядом расположенными генами, при этом фаг становится дефектным. При взаимодействии фага с Рец# происходит включение гена донора и дефектного фага в хромосому РецБ!, а Б!! становятся не­восприимчивыми к последующему заражению вирулентным фагом.

Абортивная – фрагмент ДНК бактерии-донора не включается в хромосому РецБ!, а располагается в цитоплазме и в таком виде функционирует. Во время деления этот фрагмент ДНК передаётся только одной дочерней #, и в конечном итоге утрачиваться в потомстве.

КОНЪЮГАЦИЯ – перенос генетического материала из клетки-донора в клетку реципиента при их СКРЕЩИВАНИИ. Доноры – ## с F-плазмидой (половой фактор). При скрещивании F+ с F– # половой фактор пере­дается независимо от хромосомы донора, при этом почти все Рец# становятся F+.

F-плазмида может интегрировать в Б! хромосому. В некоторых случаях она освобождается, захватывая при этом сцепленные с ней Б! гены (обозначаются с указанием включенного гена: F-lac).

ЭТАПЫ:

1) прикрепление клетки-донора к Рец# с помощью SEX-ПИЛЕЙ

2) образование конъюгационного МОСТИКА, через который передаётся F-фактор и другие плазмиды, находящиеся в цитоплазме донора.

3) разрыв одной из цепей ДНК (в месте включения F-плазмиды) при участии эндонуклеазы. Один конец ДНК проникает в Рец# и сразу же достраивается до 2-нитевой структуры. При переносе захватывается часть ДНК Б!-донора – Hfr-штаммы (HIGH FREQUENCY OF RECOMBINATION). При скрещивании Hfr-штамма с F–# F-фактор, не передается (т.к. конъюгационный мостик разрывается, а F-фактор расположен в дистальной части хромосомы). Передаются только гены Б! хромосомы, расположенные вблизи начала переноса (О–точка (origin)).

На ОСТАВШЕЙСЯ в # нити ДНК синтезируется 2 цепочка

Плазмиды бактерий

В цтпл Б! м.б. доп АВТОНОМНЫЕ уч-ки ДНК, имеющие 2-хцепочечную структуру и пальцевидную форму, но в сотни раз < основной ДНК. Это ПЛАЗМИДЫ, в 1# их м.б. до 20 штук. Они не обязательны для жизни #, но и без них # нормально функционировать не может. Плазмиды обладают след св!!:

4) Контролируют отдельные пр!! Б#

5) Способны интегрировать с хромосомой # и выходить из её состава.

6) Способны к транслокации, т.е. к самостоятельному перемещению из 1 # в др (ТРАНСМИССИВНЫЕ или КОНЪЮГАТИВНЫЕ плазмиды) или в составе хромосомы.

Существует множество ВИДОВ плазмид, например:

R–плазимда – резистивные, состоят из 2 основных генов. Один отвечает за конъюгативные св!! плазмиды, др – за устойчивость к лек-вам (антибиотикам), чем больше генов, тем к большему числу препаратов устойчив мкÒ.

F–плазимда – фертильность (плодовитость). Она определяет пол Б#. Если она есть в #, то это F+ клетка (♂), если нет, то F– (♀). Эта плазимда может перемещаться из # в #, при этом если в F–, то она становится F+. F–плазимда контролирует образование на поверхности бактерии особых СЕКС–ПИЛЕЙ – полый трубочки, через которые при размножении перемещается генетический материал. Часто встраивается в основную хромосому клетки.

Col–плазимда – получила название от E.coli, у к/й они впервые были обнаружены. Контролирует выработку токсических белков – БАКТЕРИОЦИНОВ, применительно к разным видам бактерий имеют свои названия, например, E.coli – колицины. Бактериоцины губительно д-ют на др Б!! особенно в пределах семейства, что даёт селективное преимущество и позволяет расширять своё жизненное пространство.

Плазимды, контролирующие образование адгезинов – спец выростов, с пом к/х Б! крепится к поверхности # (особенно важно при колонизации слизистых оболочек), это м.б. ПИЛИ АДГЕЗИИ млм др структуры.

Ent–плазимда – содержит информацию об ЭНТЕРОТОКСИНАХ, вызывающих диаррейные состояния, т.к. токсичны для ## слизистой ЖКТ.

Hly–плазимда – информация о синтезе ГЕМОЛИЗИНОВ – это токсины, способные разрушать мембрану эритроцитов и вызывать гемолиз. С их помощью мкÒ получает Fe, необходимое для жизнедеятельности.

Vir–плазимда – ВИРУЛЕНТНОСТЬ.

В качестве плазмид рассматривается и геном бактериофага, если он располагается автономно в цитоплазме, а не встроен в хромосому.

Бактериофаги

По греч. phagein – пожирать, выражается в лизисе (растворении) бактериальных клеток. Бактериофаг имеет головку, в которой заключены ДНК или РНК и хвост с отростками.

Известны вирулентные и умеренные фаги. Вирулентные бактериофаги могут лизировать бактерии с образованием новых фаговых частиц. ДНК умеренных фагов включаются в хромосому бактериальной клетки и передаются по наследству, придавая клетке-хозяину новые свойства. Такое взаимодействие фага с клеткой называют лизогенией, а бактерии, несущие умеренные фаги, называют - лизогенными.

Действие фага строго специфично. Феномен действия вирулентных фагов проявляется просветлением взвеси бактерий в жидкой среде или отсутствием роста бактерий при посеве их на плотную среду газоном.

Большинство фагов проявляет видоспецифичность в отношении бактерий, хотя имеются и вариантные фаги, для определения фаговаров внутри вида бактерий.

На практике фаги применяют для:

1. маркировки культур при эпидемиологическом расследовании, определение фаговара,

2. диффренцировки бактериальных культур, установление видовой принадлежности,

3. фагодиагностики - выделение фага из фекалий больного,

4. фаготерапии - в отдельных случаях фаги применяют для лечения инфекционных заболеваний.

Грибы

Грибы и простейшие имеют четко ограниченное ядро и относятся к эукариотам. Грибы крупнее бактерий, в эволюционном плане близки к растениям (наличие клеточной стенки, содержащей хитин или целлюлозу, вакуолей с клеточным соком, неспособность к перемещению, видимое движение цитоплазмы). Ядерный материал грибов отделен от цитоплазмы ядерной мембраной. Дрожжевые грибы образуют отдельные овальные клетки. Плесневые грибы формируют клеточные нитеподобные структуры- гифы. Мицелий - переплетение гифов- основная морфологическая структура. У низших грибов мицелий одноклеточный, не имеет внутренних перегородок (септ). Грибы размножаются половым и бесполым (вегетативным) способом. При вегетативном размножении образуются специализированные репродуктивные структуры- споры- конидии. Они могут располагаться в специализированных вместилищах- спорангиях (эндоспоры) или отшнуровываться от плодоносящих гиф (экзоспоры). Реже наблюдают образование спор внутри клеток (оидии), являющихся сегментами гиф. Дрожжевые клетки размножаются почкованием, мицелий не образуют. Половое размножение включает взаимодействие специализированных клеток, имеющих существенные различия в морфологии у различных грибов и часто используемых как дифференциально- диагностический признак.

Для большинства видов грибов, имеющих медицинское значение, характерно наличие конидий (или экзоспор), являющихся формами неполового размножения. Их классификация во многом основывается на морфологических формах конидий. Их наиболее частые формы- бластопоры, хламидоспоры, артроспоры, конидиоспоры.

Бластоспоры- простые структуры, котрые образуются в результате почкования, с последующим отделением почки от родительской клетки, например у дрожжевых грибов.

Хламидоспоры образуются в результате увеличения гифальных клеток с образованием толстой оболочки, защищающей споры от неблагоприятных условий окружающей среды.

Артроспоры- споры, образующиеся путем фрагментации гиф на отдельные клетки. Они встречаются у дрожжеподобных грибов, возбудителя кокцидиоидоза, тканевых форм дерматофитов в волосе, кожных чешуйках и в ногтях.

Конидиоспоры- зрелые наружные споры, возникающие на дифференцированных конидиофорах (конидионосцах), отличающихся от других нитей мицелия по форме и размерам (у аспергилл, пеницилл) или располагающиеся по бокам и на концах любой ветви мицелия, прикрепляясь к ней непосредственно или тонкой ножкой.

К эндоспорам совершенных грибов относятся спорангиоспоры мукоровых грибов, развивающихся в специальных органах (спорангиях), располагающихся на вершине спорангиеносца. Споры освобождаются при разрыве стенки спорангия.

Эндоспоры обнаруживают также у тканевых форм возбудителей кокцидиоидоза. Они развиваются в круглых образованиях - сферулах, при разрыве стенки зрелой сферулы попадают во внешнюю среду.

Основное функциональное отличие спор у бактерий и грибов: у бактерий споры обеспечивают переживание в неблагоприятных условиях окружающей среды, у грибов образование спор- способ размножения.

Стерилизация

Стерилизация – полное уничтожение всех микроорганизмов. Стери­лизуют посуду, инструменты, питательные среды, лекарственные препа­раты, перевязочные средства, медицинское белье, эндоскопические аппа­раты и другие объекты. Для их стерилизации применяются в основном физические и механические методы.

Стерилизация в пламени проводится для обеззараживания бактери­альных петель, игл, предметных и покровных стекол, пинцетов.

Стерилизация горячим воздухом проводится в электрических сухожаровых шкафах, имеющих различную форму и размеры, снабженных хорошей тепловой изоляцией. Необходимая температура ав­томатически поддерживается терморегулятором. Cтери­лизуют лабораторную посуду и шприцы при температуре 180°С в течение 1 ч. Чашки Петри, пастеровские и градуированные пипетки помещают в специальные металлические пеналы или заворачивают в бумагу по несколько штук. Пробирки и колбы закрывают ватными пробками.

Стерилизация паром проводится двумя способами: насыщенным паром под давлением и текучим паром.

СТЕРИЛИЗАЦИЮ ПАРОМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ осуществляют в автоклаве, ко­торый представляет собой толстостенный котел цилиндрической формы, покрытый снаружи кожухом и герметически закрывающийся крышкой, бывают горизонтальные и вертикальные. Пар пос­тупает в рабочую камеру из маленького котла, воду в котором нагревают электротоком. Давление измеряют манометром.

Не изменяющиеся под действием высокой температуры и давления пи­тательные среды (МПА, МПБ), рас­творы или посуду с заразным мате­риалом стерилизуют при 1 атм (121°С) 15–20 мин; среды с углеводами и нативными белками – при 0,5 атм (110°С) 5–10 мин; материал и по­суду, содержащие бациллы сибир­ской язвы, обеззараживают при 1 атм в течение 2ч.

Контроль за соблюдением режимных параметров работы автоклава проводится с помощью максимального термометра. В отдельных случаях в автоклав помещают бензойную кислоту или бензонафтол с точками плавления 120°С и 110°С.

СТЕРИЛИЗАЦИЯ ТЕКУЧИМ ПАРОМ проводится троекратно (дробно) в те­чение трех дней по 30–60 мин в автоклаве при незавинченной крышке и открытом выпускном кране или в спец аппарате, который представляет собой металлический цилиндр, покрытый теплоизоляционным материалом с отверстием в конической крышке для выхода пара, краном и указательной трубкой в донной части. Внутри аппарата имеется подставка для стерилизуемых материалов. Залитую в него воду подогревают любым источником тепла. В текучепаровом аппа­рате стерилизуют питательные среды, изменяющие свои свойства при температуре выше 100°С: молоко, желатину, картофель и среды с уг­леводами. Вегетативные формы микроорганизмов при такой стерилизации погибают, а споры сохраняются. Спустя сутки при комнатной температуре часть из них прорастает и повторное воздействие пара их уничтожает. Прогреванием на третьи сутки полностью обезвреживают всю споронос­ную микрофлору, которая к этому времени завершает вегетацию.

Свертывание (уплотнение) сыворотки и яичных сред производят в двустенном свертывателе с электрическим нагревом. Аппарат покрыт теплоизоляционным материалом и имеет стеклянную и металли­ческую крышки. Воду в свертыватель наливают через имеющееся в его верхней части отверстие, которое закрывается пробкой с вмонтированным термометром. Пробир­ки со средами укладывают на дно свертывателя в наклонном поло­жении. Прогревают среды одно­кратно или дробно при темпера­туре 80–90°С в течение 1 ч.

Фильтрование как механи­ческий способ стерилизации мо­жет быть использовано для обес­пложивания жидких веществ, которые нежелательно подвер­гать действию высокой темпера­туры, например сывороток, ан­тибиотиков. Для этого изготов­ляют мелкопористые фильтры с точно градуированными порами, которые задерживают микроор­ганизмы.

В быту используется стерилизация кипячением для об­работки игл и шприцев. Кипятят их в стерилизаторах 30–45 мин. Для повышения точки кипения и устранения жесткости воды добавляют 1 % соды. Этот метод не обеспечивает полного уничтожения микробов, так как споры бактерий и некоторые вирусы выдерживают кипячение в те­чение нескольких часов.

Противомикробным действием обладают:

1) галогены и их соединения (йод, йодо­форм, хлорамин Б, пантоцид),

2) окислители (Н₂О₂,, KMnO₄),

3) кислоты, щелочи их соли (бензойная, аммиак и его соли),

4) спирты (70–80% этанол),

5) альдеги­ды (формальдегид, уротропин,.уросал),

6) соли тяжелых Ме (Hg, Ag, Au, Cu, Pb, Zn),

7) фенол и его производные (резорцин, хлорофен),

8) производные нитрофурана (фурацилин, фурагин фуразолидон),

9) поверхностно-активные вещества (хлоргексидин, грамицидин),

10) длинноцепочечные жирные кислоты,

11) фитонциды, антибиотики, красители (метиленовый синий, бриллиан­товый зеленый).

По МЕХАНИЗМУ ДЕЙСТВИЯ разделя­ются на:

а) деполимеризующие пептидогликан клеточной стенки,

б) ↑ проницаемость # мембраны,

в) блокирующие БХ реакции,

г) денату­рирующие ферменты,

д) окисляющие метаболиты и ферменты мкÒ,

е) растворяющие липопротеиновые структуры,

ж) повреждающие генетический аппарат или блокирующие его функции.

АНТИМИКРОБНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ. В основе методов профилактики и борьбы лежат прямые, косвенные и комплексные методы уничтожения или подавления жизнедеятельности условно-пато­генных микроорганизмов.

Прямые методы называются МИКРОБНОЙ ДЕКОНТАМИНАЦИЕЙ – полное или частичное удале­ние мкÒ с объектов внеш среды и биотопов чело­века с помощью факторов прямого повреждающего действия. Существует 2 различных типа деконтаминации: микробная деконтаминация ОБЪЕКТОВ ВНЕШ СРЕДЫ (стерилизация и дезинфекция) и ЖИВЫХ Ò (антисептика и химиотерапия).

Деконтаминация объектов внеш среды: Дезинфекция – совокупность хим, физ и механических способов ПОЛНОГО УНИЧТОЖЕНИЯ вегетативных и споровых форм определенных групп мкÒ. ЦЕЛЬ – предупреждение передачи возбу­дителей ч/з объекты внеш среды. Для этого чаще используют хим вещества с широким спектром микробоцидного дейст­вия (дезинфектанты), реже сочетают дезинфектант с t°С обработкой (пароформалиновая дезинфекция), с поверхностно-активными веществами.

Деконтаминация живых Ò: Антисептика – совокупность способов ПОДАВЛЕНИЯ РОСТА И РАЗМНОЖЕНИЯ мкÒ на интактных или поврежденных поверхностях кожи и сли­зистых оболочках тела. Основной метод – обработка биотопов хим веществами преимущественно с микробостатическим действием (антисептиками) с учетом спектра их активности и чувствительности возбудителей. ЦЕЛЬ – подавление патогенных и условно-патогенных мкÒ при сохранения аутохтонных видов. Исключение составляет антисепти­ческая ОБРАБОТКА РУК хирурга и операционного поля пациента, ран и слизистых оболочек иммунодефицитных лиц (необходимо полное освобождение от всех мкÒ).

Асептика – использует прямые (стерилизацию, дезинфекцию, антисептику) и косвенные (разделительные меры) методы воз­действия на мкÒ. ЦЕЛЬ – создание безмикробной (гнотобиотической) зоны или зоны с резко снижен­ной численностью мкÒ в местах нахождения больных (инфекционные боксы, при трансплантации органов, кювет для недоношенного ребенка и др.) или проведения медицинских вмешательств (опе­рационная, родильный зал) и лабораторных исследований.

Вирусы

Классификация. Основополагающим принципом в разработке совре­менной классификации вирусов явилось то, что их вирионы содержат только один тип нуклеиновой кислоты. По этому признаку их разделяют на две группы: ДНК– и РНК–содержащие. В свою очередь группы под­разделяют на семейства, а последние – на роды.

К ДНК–содержащим вирусам относят шесть семейств. Три из них передаются респираторным путем: поксвирусы вызывают у человека на­туральную оспу, которая сопровождается образованием на коже высы­паний (греч. pox – пузырек); герпесвирусы – вирусы простого герпеса (греч. herpo – ползти), ветряной оспы и опоясывающего лишая, поражающие кожные покровы подобно поксвирусам; аденовирусы, выделенные из аденоидов носоглотки (греч adenos – железа). Два семейства –онкогенные вирусы: парвовирусы, или крошечные вирусы, и паповавирусы, названные так по первым слогам двух болезней (папилома,полиома) и вакуолизирующего вируса SV–40. Шестое семейство, включающее вирус сывороточного гепатита В, называется гепаднавирусы (от слова hepatitis – воспаление печени).

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) вирусов неоднотипна. Чаще всего вирусы содержат двухцепочечную циркулярно замкнутую ДНК, у вируса натуральной оспы она двухспиральная линейная, а у парвовирусов тоже линейная, но односпиральная

Группа РНК–содержащих вирусов состоит из десяти семейств. Два из них обладают биологическим сродством мукопротеидным субстанциям клеток – миксовирусы (греч. myxa – слизь): ортомиксовирусы, вклю­чающие вирусы гриппа человека, и парамиксовирусы – вирусы парагриппа, паротита и кори. Пять семейств составляют группу арбовирусов (arthropodes – членистоногие и born – рожденный). Они циркулируют в природе среди животных, передаются членистоногими и вызывают у человека клещевой и японский энце­фалиты, желтую, москитную лихо­радки и многие другие заболевания Среди них различают тогавирусы, имеющие внешнюю оболочку (греч toga – мантия); аренавирусы, со­держащие особые гранулы–песчинки (греч. arena.– песок); буньявирусы, выделенные в Буньямвера (Афри­ка); реовирусы, вызывающие инфек­ции дыхательных путей (respiratory) и кишечника (enteric) – вирусы–си­ротки (orphans); онкогенные ретровирусы, обладающие обратной (реверсной) транскриптазой, которая участвует в образовании ДНК на РНК–матрице. Остальные три семей­ства РНК–содержащих вирусов – это рабдовирусы, вызывающие бе­шенство (rabies); пикорнавирусы, отличающиеся небольшими размера­ми (греч. pico – малый) и простотой строения (rna–РНК), в состав ко­торых входят вирусы полиомиелита и полиомиелитоподобных инфек­ций; коронавирусы, обрамленные в корону булавовидных утолщений, вызывают в основном зоонозные ин­фекции, но изредка могут поражать и человека.

Как и ДНК, РНК вирусов представлена разными вариантами строения. Обычно РНК – одноцепочечная цельная структура; у вируса гриппа она фрагментирована, а семейство реовирусов имеет двухцепочечную РНК

Формы существования. Для вирусов характерны две формы сущес­твования: внеклеточная (покоящаяся) и внутриклеточная (вегетативная). Внеклеточный вирус имеет специфическую корпускулярную форму, ко­торая называется элементарным тельцем, вирусной частицой или вирионом. Вирионы имеют полигональную, сферическую и нитевидную фор­мы (рис. 40). Их размеры колеблются от 20–30 до 150–250 нм. Ад­сорбция вириона на клетке–хозяине сопровождается разрушением капсида клеточными ферментами. В цитоплазму клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса или, правильнее, его геном, который всту­пает с генетическим аппаратом клетки в определенные отношения. По этому признаку выделяют две большие группы вирусов: 1) с автономной репликацией генов (инфекционные вирусы) и 2) вирусы, способные интегрироваться в геном клетки (интеграционные вирусы). Первые ви­русы вызывают лизис клеток, вторые, при дерепрессии их генома, – злокачественную трансформацию тканей. Характер взаимодействия ви­рионов с клеткой позволяет называть их генетическими паразитами, а вызываемые ими инфекции – молекулярными.

Структура и химический состав. Различают простые и сложные вирионы, ДНК– и РНК–содержащие. Простые вирионы состоят из нукле­иновой кислоты, окруженной снаружи белковой оболочкой, которую называют капсидом; сложные имеют суперкапсид, или внешнюю обо­лочку, содержащую, кроме белка, глико–, липопротеиды и даже неко­торые ферменты. Таким образом, по химическому составу вирусы – нуклеопротеиды, а по структуре – нуклеокапсиды.

Хламидии и рикетсии

Представители семейства Chlamydiaceae (хламидии) являются патогенными облигатными внутриклеточными бактериями, паразитирующими в чувствительных клетках теплокровных (млекопитающих, птиц, человека и др.).

Они близки по структуре и химическому составу к классическим бактериям. Для них характерно сохранение морфологической сущности на протяжении всего жизненного цикла, деление вегетативных форм, наличие клеточной стенки, содержание ДНК и РНК, энзиматическая активность, чувствительность к антибиотикам широкого спектра, наличие общего родоспецифического антигена.