Проницаемость клеточных оболочек и резистентность

Проницаемость клеточной стенки грамотрица- тельных бактерий во многом определяется наличием внешней мембраны, защищающей клетку от проник-

к биоцидам. Примером может служить Pseudomonas aeruginosa, которая по своей устойчивости превосхо- дит другие грамотрицательные бактерии. Возможной причиной этого может быть повышенное содержание фосфатных групп в липиде А, характерное для этого микроорганизма.

Важной особенностью грамотрицательных бак- терий, определяющей их устойчивость к биоцидам, является способность к адгезии на поверхностях с образованием биопленок, представляющих органи- зованное сообщество клеток, объединенных массой экзополисахарида (гликокаликс). Верхние слои глико- каликса защищают внутреннюю часть от проникнове- ния биоцида. Клетки, обитающие внутри биопленки, ограничены в доступе питательных веществ и растут медленно. Эти факторы способствуют повышению их резистентности к неблагоприятным условиям среды.

Грамположительные бактерии, как правило, бо- лее чувствительны к биоцидам, хотя и в этой группе появляются резистентные штаммы. Например, устой- чивость Staphylococcus aureus к фенолам и ЧАС зави- сит от присутствия на поверхности клеток липидов, которые защищают микроорганизм от проникновения биоцидов.

Споры выдерживают концентрации биоцидов, в несколько тысяч раз превышающие концентрации эффективные в отношении вегетативных клеток. Со- единения ртути, ЧАС, хлоргексидин, фенолы и спирты практически не обладают спороцидной активностью, хотя могут задерживать прорастание спор. Этилена ок- сид, β -пропиолактон, формальдегид, глутаровый аль- дегид, водорода пероксид и галогены убивают споры, однако их действие достаточно медленное, процесс стерилизации должен продолжаться от 30 мин до не- скольких часов. Резистентность спор обеспечивает их уникальная клеточная оболочка, которая препятствует проникновению биоцидов внутрь клетки и, возмож- но, нейтрализует действие некоторых из них. Споры разных микроорганизмов различаются по своей чув- ствительности к стерилизующим агентам. Помимо ге- нотипической вариабельности существует и феноти- пическая зависимость резистентности спор от условий выращивания микроорганизма.

Микобактерии высокорезистентны к действию дезинфектантов (наиболее эффективны фенолы); при возможности для их уничтожения следует применять тепловую обработку. Защитными свойствами обладает клеточная стенка микобактерий, содержащая большое количество воскоподобных липидов, образующих ги- дрофобные слои. Существенную роль в составе ли- пидов играют миколовые кислоты. Клеточная стенка обеспечивает кислотоустойчивость этих микроорга- низмов, которая служит основой их дифференциаль- ного окрашивания путем обработки карболовым фук- сином при нагревании. При комнатной температуре процесс требует 18-часовой экспозиции. Окрашенные клетки устойчивы к обесцвечиванию спиртом и раз- бавленными кислотами, с чем и связано происхожде- ние термина “кислотоустойчивость”.

Приобретенная резистентность появляет- ся в результате изменений в генетическом аппарате бактерий, в результате отбора устойчивых мутантов

в среде, содержащей биоциды. Большое значение в распространении генов резистентности имеет их горизонтальный транспорт между различными вида- ми и родами бактерий с помощью трансмиссивных плазмид и конъюгативных транспозонов. Плазмиды могут определять множественную резистентность к биоцидам. У Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa описаны плазмиды, обе- спечивающие устойчивость к соединениям ртути. Плазмиды узкого спектра контролируют образование редуктазы, переводящей Hg++ в металлическую ртуть. Плазмиды широкого спектра помимо редуктазы коди- руют одну или несколько гидролаз, которые освобож- дают Hg++ из ртутьорганических соединений, разрывая связь ртуть — углерод. Образующаяся металлическая ртуть испаряется из среды. Существование таких про- цессов трансформации ртутьорганических соедине- ний делает проблематичным их использование в каче- стве консервантов в фармацевтике.

Широкий круг хозяев у генов резистентности способствует их сохранению в природе, причем та- кие гены могут стабильно существовать даже в от- сутствие селективного давления, т. е. в среде, не со- держащей биоцидов. Селективные условия создаются в растворах дезинфектантов с концентрацией, ниже рекомендуемой, и при нарушении сроков их хранения. Например, в растворах хлорсодержащих веществ ча- сто обнаруживается снижение содержания активного хлора.

Помимо концентрации биоцида для развития ре- зистентности популяции имеет значение состав сре- ды (наличие защитных агентов, факторов роста), фаза развития и скорость размножения клеток. Например, Pseudomonas aeruginosa, выращенная на среде с не- достаточным количеством магния, высокоустойчи- ва к бензалкониума хлориду, тогда как выращенная на среде с недостатком углерода — высокочувстви- тельна. Большое значение имеет температура и время культивирования. Медленнорастущие клетки менее чувствительны к биоцидам, чем быстрорастущие. Поэтому необходимо строго соблюдать стандартные условия испытания активности антимикробных аген- тов.

Возможность быстрого развития резистентности в популяции следует учитывать на практике при при- менении биоцидов для дезинфекции. При продолжи- тельном использовании какого-либо антимикробно- го агента микробиота, обитающая в данном объекте (госпиталь, аптека, цех, лаборатория, находящиеся там предметы, стены и пол помещений и т. д.), может приобрести высокую устойчивость к этому препара- ту. Для эффективного проведения всех мероприятий, обеспечивающих асептичные условия работы, осу- ществляют ротацию биоцидов, т. е. используют не- сколько химических веществ, применяя их в опреде- ленном порядке.

Глава 19. ОСНОВЫ ИММУНИТЕТА

 

Иммунитет — это состояние повышенной устой- чивости организма к живым телам и веществам, не- сущим признаки генетической чужеродности. Эти чужеродные субстанции называются антигенами. Ан- тигенами могут быть микроорганизмы, чужеродные клетки, ткани и продукты их жизнедеятельности. Ре- агирование против чужеродных субстанций осущест- вляет иммунная система организма. Помимо иммун- ной системы существуют неспецифические факторы защиты, действие которых не зависит от антигенных особенностей чужеродного агента. Современная им- мунология рассматривает категории специфического иммунитета и неспецифической защиты как единый функциональный комплекс, элементы которого нахо- дятся в постоянной взаимосвязи.

Возможность возникновения заболевания в ре- зультате того или иного вредного воздействия зависит от реактивности организма, т. е. способности обез- вредить фактор, вызывающий заболевания, напри- мер, микроб или его токсин, вывести его из организма и компенсировать полученный ущерб. Реактивность зависит от состояния макроорганизма (пола, возраста, состояния иммунной системы, наличия других заболе- ваний), условий его существования (режима питания, условий труда и быта), а также от качества и интенсив- ности воздействия вредного фактора (например, виру- лентности микроорганизма, инфицирующей дозы, ме- ста внедрения).

Резистентность к действию вредных факторов связана с генетическими и анатомо-физиологически- ми особенностями макроорганизма и зависит от его индивидуального состояния. Снижают резистентность психические травмы, голодание, авитаминозы, радиа- ция, отравление алкоголем, никотином, наркотиками.