Предмет, задачи разделы микробиологии

Предмет, задачи разделы микробиологии

Микробиология - наука, предметом изучения которой являются микроскопические существа, называемые микроорганизмами, их биологические признаки, систематика, экология, взаимоотношения с другими организмами.

Задачи микробиологии: изучение свойств, роста и развития м/о; выявление приспособительных механизмов к условиям жизни; разработка мер, направленных на предотвращение роста и развития патогенных м/о; изучение особенностей жизнедеятельности м/о с целью профилактики и лечения многих инфекционных заболеваний человека, животных и растений; выделение и освоение культивирования новых видов м/о, изучение их биологических свойств и способностей к синтезу биологически активных веществ; изучение особенностей использования м/о для получения редких цветных металлов; использование м/о для получения энергетического сырья (биогаза метана); повышения прочности строительных материалов (бетона); решение проблемы обеспечения человечества продуктами питания, возобновления энергетических ресурсов, охраны окружающей среды

Основные разделы микробиологии: Общая микробиология изучает общие закономерности, свойственные каждой группе м/о; техническая микробиология занимается разработкой биотехнологии синтеза микроорганизмами биологически активных веществ (спирт, вино, пиво, антибиотики, дрожжи, кисломолочная продукция и др.); сельско-хозяйственная микробиология занимается изучением возбудителей заболеваний растений, м/о, используемых для получения удобрений; ветеринарная микробиология занимается изучением возбудителей заболеваний животных для осуществления профилактики и лечения; медицинская микробиология изучает патогенные и условно-патогенные м/о, общая мед. микробиология изучает общие свойства возбудителей инфекционных заболеваний, частная медицинская микробиология: вирусология, протозоология, микология, бактериология, иммунология (защитная свойства макроорганизмов), санитарная микробиология (м/о во внешней среде, показатели чистоты), космическая микробиология изучает влияние космических условий на м/о изменение микрофлоры человека в космосе.

Классификация м/о

Доклеточные микробы – вирусы (царство Virae) - мельчайшие м/о, не имеющего клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержат один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Способны размножаться только внутри живых клеток хозяина, куда и стремятся проникнуть (цитомегаловирус, гепатиты, ВИЧ, грипп, корь, менингит).

Клеточные микробы (микроорганизмы): прокариоты (бактерии, архебактерии) - не имеют оформленного ядра и организованных органелл; эукариоты (грибы, простейшие) – их клетки имеют ядро с ядерной оболочкой и ядрышком, а цитоплазма состоит из высокоорганизованных органелл (митохондрии, аппарат Гольджи и др.)

По степени биологической опасности все м/о делятся на 4 группы:

I группа – возбудители особо опасных инфекций: чума, натуральная оспа, желтая лихорадка.

II группа – возбудители высококонтагиозных эпидемических заболеваний человека: сибирская язва, бруцеллеза, туляремия, холера, малярия, сыпной тиф.  

III группа – возбудители инфекционных болезней, выделяемых в самостоятельные нозологические группы: коклюш, ботулизм, дифтерия, менингит, гонорея, брюшной тиф, шигеллез.

IV группа – условно-патогенные организмы, возбудители оппортунистических инфекций: кампилобактерии, стафилококк, клебсиеллы, протей.

Морфология бактерий

Отличия бактерий от других клеток:

1. Бактерии относятся к прокариотам, т. е. не имеют обособленного ядра.

2. В клеточной стенке бактерий содержится особый пептидогликан — муреин.

3. В бактериальной клетке отсутствуют аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, митохондрии.

4. Роль митохондрий выполняют мезосомы — инвагинации цитоплазматической мембраны.

5. В бактериальной клетке много рибосом.

6. У бактерий могут быть специальные органеллы движения — жгутики.

7. Размеры бактерий колеблются от 0,3—0,5 до 5—10 мкм.

Формы бактерий: Шаровидные (кокки); Цилиндрические (палочки, бациллы); Извитые микроорганизмы.

Расположение друг относительно друга для кокков: Микрококки; Диплококки; Стрептококки; Стафилококки; Сарцины.

Расположение друг относительно друга для палочковидных бактерий: Беспорядочное; Парами; Под углом; Цепочкой стрептобациллы).

Извитые формы: Вибрионы; Спириллы; Спирохеты.

Компоненты бактериальной клетки:

1) основные органеллы: а) нуклеоид; б) цитоплазма; в) рибосомы;

г) цитоплазматическую мембрана; д) клеточную стенка; е) мезосомы;

ж) включения;

2) дополнительные органеллы: а) споры; б) капсулы; в) ворсинки;

г) жгутики.

 

Ультраструктура бактерий

Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и нуклеоида. Имеются дополнительные структуры: капсула, микрокапсула, слизь, жгутики, пили. Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях способны образовывать споры. Нуклеоид – это ядерное вещество, не имеет ядерной мембраны и ядрышка. В нем локализуется ДНК, представленная 2хцепочной спиралью, замкнутое в кольцо, прикреплено к цитоплазматической мембране. В нуклеоиде закодирована основная генетическая информация, т.е. геном бактериальной клетки. Цитоплазма — это коллоидная система, состоящая из воды (75%), минеральных соединений, белков РНК и ДНК. Рибосомы. – это нуклеопротеиновые частицы размером 20 нм. Формируют белки. Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) имеют 2 слоя фосфолипидов и белки: 1) структурные; 2) пермеазы – белки транспортной системы; 3) энзимы – ферменты, выделяются м/о и катализируют химические ракции. Функции: Доставка в клеточную среду из внешней среды соединений, обеспечивающих общий метаболизм в организме бактерии (дыхание); Снабжение бактериальной клетки питательными веществами для извлечения необходимой энергии; Вывод отходов во внешнюю среду. Мезосомы – это производная ЦПМ в виде пузырьков, трубочек, петель. Участвуют в делении бактериальной клетки и спорообразовании. Клеточная стенка имеет 2 слоя, наружный – пластичный, внутренний – ригидный, состоящий из муреина. В зависимости от содержания муреина различают Грам+ и Грам-. Защищает бактерии от внешних воздействий, придаёт им характерную форму, поддерживает постоянство внутренней среды и участвует в делении. Через клеточную стенку бактерий осуществляется транспорт питательных веществ; Капсула – поверхностная оболочка, чаще всего утолщение верхних слоев клеточной стенки, появляется при росте на питательных средах и при попадании в макроорганизм. Функции – защитная, антигенная. Включения. Придают клеткам и тканям определенную окраску; запасают питательные вещества.Жгутики – это выросты на поверхности клетки, служат для движения бактерии. Пили. Прикрепление бактерий к другим клеткам организма. Споры. Сохранение бактерии в неблагоприятных условиях; расселение бактерии.

8. Питание бактерий - процессы поступления и выведения питательных веществ, в клетку и из клетки. Питание в первую очередь обеспечивает размножение и метаболизм клетки.

Среди необходимых питательных веществ выделяют органогены – это восемь химических элементов: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, магний, кальций.

Кроме органогенов, необходимы микроэлементы. Они обеспечивают активность ферментов. Это цинк, марганец, молибден, кобальт, медь, никель, вольфрам, натрий, хлор.

Для бактерий характерно многообразие источников получения питательных веществ.

В зависимости от источника получения углерода бактерии делят на:

1) аутотрофы (используют неорганические вещества – СО2);

2) гетеротрофы;

-Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами

-Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или животных, относят к патогенным и условно-патогенным. Среди патогенных микроорганизмов встречаются облигатные и факультативные паразиты (от греч. parasitos— нахлебник).

Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие.

3) метатрофы (используют органические вещества неживой природы);

4) паратрофы (используют органические вещества живой природы).

Процессы питания должны обеспечивать энергетические потребности бактериальной клетки.

Факторы роста бактерий: аминокислоты, витамины, азотистые основания, жирные кислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, присутствие которых ускоряет рост.

Прототрофы – способны сами синтезировать необходимые вещества.

Ауксотрофы – нуждаются в факторах роста.

Механизмы питания.

1. Пассивный транспорт (без энергетических затрат):

1) простая диффузия;

2) облегченная диффузия (по градиенту концентрации, с помощью белков-переносчиков).

2. Активный транспорт (с затратой энергии, против градиента концентрации; при этом происходит взаимодействие субстрата с белком-переносчиком на поверхности цитоплазматической мембраны).

Встречаются модифицированные варианты активного транспорта – перенос химических групп. В роли белков-переносчиков выступают фосфорилированные ферменты, поэтому субстрат переносится в фосфорилированной форме. Такой перенос химической группы называется транслокацией.

 

9. Классификация бактерий по источнику получения энергии.

1) фототрофы (способны использовать солнечную энергию) (например, сине-зеленые во­доросли, использующие энергию света);

2) хемотрофы (получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций);

3) хемолитотрофы (используют неорганические соединения);

4) хемоорганотрофы (используют органические вещества).

Механизмы аэробного и анаэробного дыхания. Дыхание, или биологическое окисление, основано на окисли­тельно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии (АТФ расшифровывается, как аденозинтрифосфат. АТФ является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке). Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности. При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление — отдача донорами (молекулами или атомами) водорода или электронов; восстановление — присоединение водорода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть молекулярный кислород (такое дыхание называется аэробным) или нитрат, сульфат, фумарат (такое дыхание называется анаэробным — нитратным, сульфатным, фумаратным).

Физические методы.

К физическим методам создания анаэробных условий относится культивирование в микроанаэростате - вакуумном аппарате для выращивания микроорганизмов, в котором воздух замещен газовой смесью. Наиболее часто используемая смесь имеет следующий состав: азот с 5% СО2 и 10% Н2.

Основаны на выращивании микроорганизмов в безвоздушной среде, что достигается:

1) посевом в среды, содержащие редуцирующие и легко окисляемые вещества;

2) посевом микроорганизмов в глубину плотных питательных сред;

3) механическим удалением воздуха из сосудов, в которых выращиваются анаэробные микроорганизмы;

4) заменой воздуха в сосудах каким-либо индифферентным газом.

В качестве редуцирующих веществ обычно используют кусочки (около 0,5 г) животных или растительных тканей (печень, мозг, почки, селезенка, кровь, картофель, вата). Эти ткани связывают растворенный в среде кислород и адсорбируют бактерии.

В качестве легко окисляемых веществ используют глюкозу, лактозу и муравьинокислый натрий.

Лучшей жидкой питательной средой с редуцирующими веществами является среда Китта-Тароцци,

Посев микроорганизмов в глубину плотных сред производят по способу Виньяль-Вейона, который состоит в механической защите посевов анаэробов от кислорода воздуха.

Удаление воздуха производят путем его механического откачивания из специальных приборов — анаэростатов, в которые помещают чашки с посевом анаэробов. Переносный анаэростат представляет собой толстостенный металлический цилиндр с хорошо притертой крышкой (с резиновой прокладкой), снабженный отводящим краном и вакуумметром. После размещения засеянных чашек или пробирок воздух из анаэростата удаляют с помощью вакуумного насоса.

Замену воздуха индифферентным газом (азотом, водородом, аргоном, углекислым газом) можно производить в тех же анаэростатах путем вытеснения его газом из баллона.

Химические методы.

Основаны на поглощении кислорода воздуха в герметически закрытом сосуде (анаэростате, эксикаторе) такими веществами, как пирогаллол или гидросульфит натрия Na₂S20₄.

Биологические методы.

Основаны на совместном выращивании анаэробов со строгими аэробами. При наличии подходящих условий в чашке начнут размножаться аэробы. После того, как весь кислород в пространстве чашки будет ими использован, начнется рост анаэробов (через 3-4 сут).

Комбинированные методы.

Основаны на сочетании физических, химических и биологических методов создания анаэробиоза.

 

 

Рост и размножение бактерий

Рост бактерий – увеличение бактериальной клетки в размерах без увеличения числа особей в популяции.

Размножение бактерий – процесс, обеспечивающий увеличение числа особей в популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью размножения.

Рост всегда предшествует размножению. Бактерии размножаются поперечным бинарным делением, при котором из одной материнской клетки образуются две одинаковые дочерние.

Процесс деления бактериальной клетки начинается с репликации хромосомной ДНК. В точке прикрепления хромосомы к цитоплазматической мембране (точке-репликаторе) действует белок-инициатор, который вызывает разрыв кольца хромосомы, и далее идет деспирализация ее нитей. Нити раскручиваются, и вторая нить прикрепляется к цитоплазматической мембране в точке-прорепликаторе, которая диаметрально противоположна точке-репликатору. За счет ДНК-полимераз по матрице каждой нити достраивается точная ее копия. Удвоение генетического материала – сигнал для удвоения числа органелл. В септальных мезосомах идет построение перегородки, делящей клетку пополам.

Двухнитевая ДНК спирализуется, скручивается в кольцо в точке прикрепления к цитоплазматической мембране. Это является сигналом для расхождения клеток по септе. Образуются две дочерние особи.

На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток – колонии, различные по размерам, форме, поверхности, окраске и т.д. На жидких средах рост бактерий характеризуется образованием пленки на поверхности питательной среды, равномерного помутнения или осадка.

Размножение бактерий определяется временем генерации. Это период, в течение которого осуществляется деление клетки. Продолжительность генерации зависит от вида бактерий, возраста, состава питательной среды, температуры и др.

Фазы размножение бактериальной клетки на жидкой питательной среде:

1) начальная стационарная фаза; то количество бактерий, которое попало в питательную среду и в ней находится;

2) лаг-фаза (фаза покоя); продолжительность – 3–4ч, происходит адаптация бактерий к питательной среде, начинается активный рост клеток, но активного размножения еще нет; в это время увеличивается количество белка, РНК;

3) фаза логарифмического размножения; активно идут процессы размножения клеток в популяции, размножение преобладает над гибелью;

4) максимальная стационарная фаза; бактерии достигают максимальной концентрации, т.е. максимального количества жизнеспособных особей в популяции; количество погибших бактерий равно количеству образующихся; дальнейшего увеличения числа особей не происходит;

5) фаза ускоренной гибели; процессы гибели преобладают над процессом размножения, так как истощаются питательные субстраты в среде. Накапливаются токсические продукты, продукты метаболизма. Этой фазы можно избежать, если использовать метод проточного культивирования: из питательной среды постоянно удаляются продукты метаболизма и восполняются питательные вещества.

 

Генетика микроорганизмов

Генетика – наука о наследственности и изменчивости, которая изучает механизмы передачи наследственных признаков от материнской клетки к дочерней из поколения в поколение.

Носителями генетической информации являются нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК. ДНК локализуется в нуклеоиде у прокариот и в ядре у эукариот. Нуклеоид бактерий называют условной бактериальной хромосомой. Вдоль хромосомы в линейном порядке располагаются неоднородные генетические участки - гены. Каждый ген контролирует развитие определенных свойств организма. Совокупность генов, которыми обладает организм, составляет генотип, т.е. наследственные признаки, полученные им от материнской клетки. Сумма признаков, которые имеет генотип, реализованных в конкретных условиях, составляет его фенотип. В зависимости от условий организмы одного генотипа могут образовывать особи с разными фенотипами. Кроме хромосом, в некоторых бактериальных клетках содержатся внехромосомные генетические структуры – плазмиды. Это тоже молекулы ДНК.

Сохранение определенных свойств организма на протяжении ряда поколений называется наследственностью. Под влиянием экологических факторов наследственные признаки могут изменяться. Различают фенотипическую и генотипическую изменчивость.

При фенотипической изменчивости бактерии, образовавшиеся из одной материнской клетки, могут различаться между собой по ферментативной активности, морфологическим признакам, потребности в источниках питания. Фенотип не наследуется. Фенотипические изменения не затрагивают генотипа и могут носить временный характер. К фенотипической изменчивости относятся: физиологическая адаптация – изменение, связанное с приспособлением микроорганизмов к развитию в новых условиях жизни; диссоциация – культуральная изменчивость, модификация – обратимые изменения, легко исчезающие при устранении условий, их вызвавших.

Генотип передается по наследству. Он подвержен изменениям в связи с тем, что генетическая информация, закодированная в ДНК, не стабильна и образуется в результате структурных изменений генов, приводящих к появлению нового признака. Это так называемая генотипическая изменчивость.

Мутация – внезапные, случайные наследственные изменения у микроорганизмов. Эти изменения стойкие, необратимые, передаются по наследству (воздействие лучистой энергии (рентгеновскими, ультрафиолетовыми лучами химических веществ (азотистой кислотой и др.). Кроме мутаций к изменению наследственности приводят рекомбинации – изменение комбинации генов. Рекомбинациипредставляют собой процесс обмена фрагмента ДНК клетки-донора (клетки, передающей свойственный ей признак) с подобным фрагментом ДНК клетки-реципиента (клетки, воспринимающей новое для нее свойство). Рекомбинации осуществляются путем трансформации, конъюгации, трансдукции и фаговой конверсии.

Трансформация – перестройка генотипа клетки-реципиента под влиянием поглощенной из среды свободной ДНК, выделенной из микроорганизма-донора. Ее источником могут быть свежеубитые микроорганизмы.

Конъюгация (спаривание) – передача генетического материала от клетки-донора к клетке-реципиенту путем их непосредственного контакта через цитоплазму.

Трансдукция – перенос генетического материала из одной клетки в другую бактериофагом.

Фаговая конверсия – это изменение свойств клетки (фенотипа), обусловленное заражением клетки фагом.

Экология микроорганизмов

Экология (от греч. oikos — дом, место обитания) микроорганизмов изучает их взаимоотношения друг с другом и с окружающей средой.

Микроорганизмы обитают во всех природных средах и являются обязательными компонентами любой экологической системы и биосферы в целом (в почве, воде, воздухе, на растениях, в организме человека и животных).

Выяснение экологии микроорганизмов служит основой для понимания явлений паразитизма, природно-очаговых и зоонозных заболеваний, а также для разработки противопаразитических мероприятий в борьбе с различными инфекционными болезнями.

Основным положением экологии м/о является концепция о Доминировании микробов:

u м/о – единственные живые обитатели земли в период между 4-5 млрд лет назад

u м/о повсеместно распространены в биосферы

u биомасса м/о преобладает над биомассой Ж и Р

u м/о способны трансформировать любые органические и неорганические вещества и включать химические элементы и энергию в циклы круговорота веществ и энергии

u м/о способны самостоятельно накапливать новую биомассу и осуществлять полные циклы некоторых химических веществ (азот, углерод и т.д.)

Отрасли экологической микробиологии:

u  Аэромикробиология изучает воздушный состав м/о, аэрозоли

u Агромикробиология – удобрения, кругооборот веществ в природе, биологический контроль их деятельности

u Биогеохимия – циклы (кругообороты) веществ в биосфере Земли при учатии живых организмов

u Биоремедиация – лечение объектов окружающей среды при помощи м/о (напр. очистка сточных вод)

u Биотехнология – технологические разработки за счет деятельности м/о

u Качество продуктов питания

u Восстановление ресурсов

Основные понятия:

u Популяция м/о – совокупность особей одного вида, относительно длительно обитающих на определенной территории

u Биотоп – место обитания популяции, характеризующееся относительно однородными условиями

u Биоценоз – совокупность популяций, обитающих в том или ином биотопе

u Биогеоценоз (экосистема) - биоценоз, обитающий в том или ином биотопе

u Биосфера – совокупность всех биогеоценозов

 

  14. Действие физических и химических факторов на микроорганизмы. Дезинфекция, стерилизация, асептика и антисептика

Микроорганизмы находятся в тесной зависимости от условий окружающей среды. Выделяют физические, химические и биологические факторы внешней среды, влияющие на микроорганизмы.

u Физические: температура, влажность, осмотическое давление, гидростатическое давление, лучистая энергия, электричество, ультразвук

u Химические: реакция среды, окислительно-восстановительные условия, питательные и токсические вещества

Температура. По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют

u Психрофилы (от –10 до +20° С и выше)

u Мезофилы (25 и 40 °С)

u Термофилы:

• Термотолерантные термофилы (35-40 °С)

• Факультативные термофилы (50-65 °С)

• Облигатные термофилы (около 70 °С)

• Экстремальные термофилы (от 60 °С до 110 °С).

Влажность. Важнейшим фактором поддержания жизнеспособности микробной клетки является вода, поскольку именно в растворах протекают все биологические процессы. Вода находится в клетке в свободном или связанном состоянии.

Иммунитет, виды иммунитета

  Иммунитет – защита организма от генетически чужеродных агентов экзогенного и эндогенного происхождения в целях сохранения и поддержания его структур и функциональной целостности, биологической индивидуальности и видовых различий.

Врожденный иммунитет - присущая данному виду животных или человеку генетически закрепленная невосприимчивость к определенным возбудителям или другим чужеродным возбудителям. Врожденный видовой иммунитет – активный (табачный); врожденный индивидуальный – пассивный, пассивная передача антител от матери к плоду через плаценту при внутриутробном развитии.

Приобретенный иммунитет формируется в процессе жизни.

Приобретенный естественный пассивный иммунитет обеспечивается введением извне уже готовых специфически настроенных к определенному антигену факторов иммунитета (Ig) от матери при грудном вскармливании. Искусственный пассивный иммунитет - иммунных сывороток, сенсибилизированных лимфоцитов

Приобретенный естественный активный иммунитет – формируется в результате активного вовлечения в процесс иммунной системы под влиянием конкретного агента при инфекции (выработка механизма защиты). И скусственный активный иммунитет – при вакцинации, введении анатоксина, серотерапии.

Иммунитеты: противовирусный, антибактериальный, антипротозойный, противогрибковый, антитоксический.

Специфический иммунитет – против конкретного возбудителя, неспецифический иммунитет – против любого чужеродного агента.

Стерильный (постинфекционный) иммунитет - возбудителя нет (ветрянка, корь), защита есть, нестерильный иммунитет – возбудитель есть, к нему выработался механизм защиты (герпес, ВПЧ).

Органы иммунной системы

Центральные органы иммунной системы (первичные) – красный костный мозг и вилочковая железа, или тимус. Это органы воспроизведения клеток иммунной системы – рождения, размножения, дифференцировки и «обучения». В костном мозге происходит дифференцировка и размножение лейкоцитов (базофилов, нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов, лимфоцитов), предшественников Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, которые затем разносятся по всему организму кровотоком. В-лимфоциты синтезируют антитела. Фагоциты и их предшественники также образуются в костном мозге. Предшественники Т-лимфоцитов, образовавшиеся в костном мозге, поступают в тимус, проходят «обучение», активно размножаются и превращаются в зрелые клетки Т-лимфоциты, способные распознавать чужеродные агенты. Т-хелперы активизируют иммунный ответ, Т-киллеры убивают чужеродные антигены, Т-супрессоры ингибируют, угнетают. Зрелые формы Т-лимфоцитов мигрируют с кровотоком в периферические органы иммунной системы: лимфоузлы фильтруют лимфу, задерживают и уничтожают антигены; аппендикс, миндалины, лимфатические скопления по дыхательной и ЖКТ системы обеспечивают местный иммунитет (куда попал возбудитель, там и будет уничтожен); селезенка участвует в фильтрации крови, задерживает и уничтожает антигены.

Клетки иммунной системы

Основные клетки иммунной системы – лимфоциты, макрофаги т дендритные клетки. Лимфоциты - подвижные мононуклеарные клетки, распознают генетически чужеродные молекулы и участвуют в регуляции иммунного ответа, формировании гуморального и клеточного иммунитета, иммунологической толерантности и памяти. В-лимфоциты – эффекторные иммунокомпетентные клетки, ответственные за синтез Ig, участвуют в формировании гуморального иммунитета, иммунологической памяти, гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ). Т-лимфоциты - Т-хелперы активизируют иммунный ответ, Т-киллеры убивают чужеродные антигены, Т-супрессоры ингибируют, угнетают; обеспечивают клеточный иммунный ответ (гиперчувствительность замедленного типа ГЗТ, трансплантационный, противовирусный, противоопухолевый иммунитет), определяют силу и продолжительность иммунной реакции.

Макрофаги – самая многочисленная часть иммунокомпетентных клеток, гетерогенная по морфологическим свойства. Обладают регуляторной и эффекторной активностью, вырабатывают иммуноцитокины, ферменты и другие биологически активные вещества, обеспечивают вне- и внутриклеточное разрушение чужеродного агента, фагоцитоз, переработку и предоставление его фрагментов Т-хелперам.

Дендритные клетки – клетки костномозгового происхождения, захватывают, перерабатывают (переваривают) и предоставляют фрагменты чужеродного агента Т-хелперам для распознавания «свой-чужой».

  23. Формы иммунного ответа

Иммунный ответ – это цепь сложных последовательных кооперативных процессов, происходящих в иммунной системе в ответ на действие антигена.

При появлении в организме чужеродного агента действует фактор неспецифической защиты – фагоцитоз. Фагоциты захватывают, перерабатывают (переваривают) и предоставляют фрагменты чужеродного агента Т-хелперам для распознавания «свой-чужой». В случае распознавания чужеродности обеспечивают клеточный иммунный ответ - Т-хелперы активизируют иммунный ответ, Т-киллеры убивают чужеродные антигены, Т-супрессоры ингибируют, угнетают. В В-лимфоцитах запускаются пролиферативные и дифференцировочные процессы (гуморальный иммунный ответ), в результате чего формируется плазмоциты, продуцирующие антитела в организме человека, высокоспецифичные к данному агенту. Формируются клетки памяти – клон клеток иммунологической памяти из активированных В-лимфоцитов в организме переболевших или вакцинированных людей. Это часть долгоживущих В-лимфоцитов, переходящих в состояние покоя после 2-3 делений. При низкой дозе возбудителя наблюдается иммунологическая толерантность – явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти, отсутствие ответа на АГ.

Свойства антигенов

Антигены - чужеродные агенты, полимеры биоорганической природы, генетически чужеродные для макроорганизма, вызывающие в нем иммунные реакции, направленные на их устранение.

Антигенность – потенциальная способность молекулы АГ взаимодействовать с факторами иммунитета (АТ, эффекторными лимфоцитами).

  Специфичность – способность небольшого участка молекулы АГ («Антигенная детерминанта» или «эпитоп») реагировать со строго определенными АТ или клонами лимфоцитов.

Иммуногенность – способность АГ вызывать иммунную защиту макроорганизма. Степень иммуногенности зависит от самого АГ (чужеродности, природы, химического состава, молекулярной массы, структуры, растворимости), реактивности макроорганизма и условий среды обитания. Наиболее выраженными иммуногенными свойствами обладают белки, чистые полисахариды, нуклеиновые кислоты и липиды менее иммуногенны. 

 

Антигены микроорганизмов

Жгутиковый АГ (Н) локализован в локомоторном аппарате бактерий – жгутиках. Он состоит из белка флагеллина, который термолабилен (при нагревании быстро разрушается и теряет свою специфичность). Соматический АГ (О) связан с клеточной стенкой бактерии. Его основу составляют ЛПС (липосахариды), что придает ему термостабильность, и он не разрушается при кипячении. Капсульные АГ (К) расположены на поверхности клеточной стенки, встречаются у бактерий, образующих капсулу. Некоторые их них термостабильны, другие – термолабильны. Вариантом капсульного АГ является Vi -антиген (антиген вирулентности). Его можно обнаружить на поверхности возбудителя брюшного тифа и некоторых других энтеробактерий, которые обладают высокой вирулентностью. Протективные АГ – группа АГ с сильно выраженной иммуногенностью.

В структуре вирусной частицы различают несколько групп АГ: ядерные (коровые); капсидны е (оболочечные) и суперкапсидные. На поверхности некоторых вирусных частиц встречаются особые V -антигены - гемагглютинин и NA (нейраминидаза), которые выявляются в реакции гемагглютинации. Антигенная специфичность простоорганизованных вирусов связана с нуклеопротеидами, которые хорошо растворяются в воде и обозначаются как S-антигены (от лат. Solutio – «раствор»). АГ многих вирусов отличаются высокой степенью изменчивостью (мутации) – вирус гриппа, ВИЧ и др.

26.

 

 

ч/к – чистая культура, РА- реакции агглютинации, РСК – реакции связывания комплемента, РТГА – реакция торможения гемагглютинации, РН- реакция нейтрализации, РПГА – реакция пассивной гемагглютинации, РИФ – реакция иммунофлюоресценции, ИФА – реакция иммуноферментного анализа, РИА – радиоиммунный анализ

31.

Аллергические пробы - биологические реакции для диагностики ряда заболеваний, основанные на повышенной чувствительности организма, вызванной аллергеном.

При многих инфекционных заболеваниях за счет активации кле­точного иммунитета развивается повышенная чувствительность организма к возбудителям и продуктам их жизнедеятельности. На этом основаны аллергические пробы, используемые для диагно­стики бактериальных, вирусных, протозойных инфекций, мико­зов и гельминтозов. Аллергические пробы обладают специфично­стью, но нередко они бывают положительными у переболевших и привитых.

Все аллергические пробы подразделяют на две группы — про­бы in vivo и in vitro.

К первой группе {in vivo) относятся кожные пробы, осуществ­ляемые непосредственно на пациенте и выявляющие аллергию немедленного (через 20 мин) и замедленного (через 24 — 48 ч) типов.

Аллергические пробы in vitro основаны на выявлении сенсиби­лизации вне организма больного. Их применяют тогда, когда по тем или иным причинам нельзя произвести кожные пробы, либо в тех случаях, когда кожные реакции дают неясные результаты.

Для проведения аллергических проб используют аллергены — диагностические препараты, предназначенные для выявления специфической сенсибилизации организма. Инфекционные ал­лергены, используемые в диагностике инфекционных заболева­ний, представляют собой очищенные фильтраты бульонных куль­тур, реже взвеси убитых микроорганизмов или АГ, выделенные из них.

Кожные пробы. Инфекционные аллергены вводят, как правило, внутрикожно или накожно, путем втирания в скарифицированные участки кожи. При внутрикожном способе в среднюю треть передней поверхно­сти предплечья специальной тонкой иглой вводят 0,1 мл аллерге­на. Через 28 — 48 ч оценивают результаты реакции ГЗТ, определяя на месте введения размеры папулы.

Неинфекционные аллергены (пыльца растений, бытовая пыль, пищевые продукты, лекарственные и химические препараты) вводят в кожу уколом (прик-тест), накожно путем скарификации и втирания или внутрикожной инъекцией разведенного раствора аллергена. В качестве отрицательного контроля используют ИХН, в качестве положительного — раствор гистамина. Результаты учи­тывают в течение 20 мин (ГНТ) по величине папулы (иногда до 20 мм в диаметре), наличию отека и зуда. Внутрикожные пробы ставят в случае отрицательного или сомнительного результата прик-теста. По сравнению с последним, дозу аллергена уменьшают в 100-5000 раз.

Кожные пробы на наличие ГЗТ широко применяют для выяв­ления инфицированности людей микобактериями туберкулеза (проба Манту), возбудителями бруцеллеза (проба Бюрне), лепры (реакция Митсуды), туляремии, сапа, актиномикоза, дерматомикозов, токсоплазмоза, некоторых гельминтозов и др.

 

Методы микроскопии

Для микроскопических исследований (изучение бактерий под микроскопом) используют несколько типов микроскопов: 1. биологический, 2. люминисцентный, 3. электронный.

С помощью этих исследований определяют: подвижность (метод «висячей капли»), морфологию, наличие капсул и спор (приготовление фиксированных мазков с последующей окраско