Задачі медичної мікробіології, етапи розвитку. Вдосконалення методів лабораторної діагностики інфекційних захворювань.

Задачі медичної мікробіології, етапи розвитку. Вдосконалення методів лабораторної діагностики інфекційних захворювань.

Завдання медичної мікробіології.
До них можна віднести наступні:
1.Установлення ролі мікроорганізмів в нормі і патології.
2.Розробка методів діагностики, специфічної профілактики та лікування інфекційних захворювань,виявлення та визначення збудників.
3. Бактеріологічний і вірусологічний контроль навколишнього середовища, продуктів харчування, дотримання режиму стерилізації та нагляд за джерелами інфекції в лікувальних і дитячих установах.
4.Контроль за чутливістю мікроорганізмів до антибіотиків та інших лікувальних препаратів.

2. Основні етапи розвитку мікробіології
1. Емпіріческіх знань (до винаходу мікроскопів і їх застосування для вивчення мікросвіту).
Дж.Фракасторо (1546г.) припустив живу природу агентів інфекційних захворювань, збудник інфекції vivum.

2. Морфологіческій період Антоні ван Левенгук в 1675г. вперше описав найпростіших, в 1683г -. основні форми бактерій

3. Фізіологіческій період (з 1875р.) - Епоха Л. Пастера і Р. Коха.
Л.Пастер-вивчення мікробіологічних основ процесів бродіння і гниття, розвиток промислової мікробіології, з'ясування ролі мікроорганізмів у кругообігу речовин у природі, відкриття анаеробних мікроорганізмів, розробка принципів асептики, методів стерилізації, ослаблення (аттенуаціі) вірулентності і отримання вакцин (вакцинних штамів).
Р.Кох-метод виділення чистих культур на твердих поживних середовищах, способи забарвлення бактерій аніліновими барвниками, відкриття збудників сибірської виразки, холери (коми Коха), туберкульозу (палички Коха)

4. Іммунологіческій період.
И.И.Мечников"поет мікробіології". Він створив нову епоху в мікробіології - розробивши теорію фагоцитозу і обґрунтувавши клітинну теорію імунітету.

Методи лабораторної діагностики
1. Мікроскопічний визначають форму, розміри, взаєморозташування мікроорганізмів
До основних способів мікроскопії можна віднести світлову мікроскопію
2.Мікробіологіческій - виділення чистої культури та її ідентифікація.
3.Біологіческій - зараження лабораторних тварин з відтворенням інфекційного процесу на чутливих моделях (біопроба).
4.Іммунологіческій (варіанти - серологічний, алергологічний) - використовується для виявлення антигенів збудника або антитіл до них.
5.Молекулярно-генетичний - ДНК-і РНК- зонди. Досягнення цих наук дозволили вивчити фундаментальні процеси життєдіяльності на молекулярно-генетичному рівні. Вони обумовлюють сучасне розуміння сутності механізмів розвитку багатьох захворювань і напрямки їх більш ефективного попередження і лікування.

Відкриття Л.Пастера та їх роль в розвитку медичної науки. Роботи Р.Коха та їх вплив на прогрес мікробіології.

Епоха Пастера і Коха. Середина XIX століття стала поворотним етапом у розвитку мікробіології. Луї Пастер є основоположником мікробіології як науки. Його піонерські дослідження про бродінні, з'ясуванні ролі мікробів у кругообігу речовин у природі і мимовільне зародження склали теоретичну базу сучасної мікробіології. Пастер встановив, що в певних умовах культивування патогенні мікроби втрачають свою вірулентність. На основі цього відкриття він створює вакцини. Успіхи медичної мікробіології в області етіології інфекційних хвороб зумовили необхідність вивчення механізмів захисних реакцій організму від інфекційних агентів. Першим вченим, який показав, що багато клітини організму здатні захоплювати і перетравлювати чужорідні різні елементи, в тому числі і бактерії, був И.И.Мечников. Такі клітини він назвав «фагоцитами», а відкрите явище «фагоцитозом».
Поруч з ім'ям Пастера встало ім'я Роберта Коха, видатного майстра прикладних досліджень, він відкрив збудника сибірки, холери, туберкульозу та інших мікроорганізмів.

 

І. Мечніков і його внесок у вчення про несприйнятливість до інфекційних хвороб. П.Ерліх, Ж.Борде як основоположники вчення про гуморальний імунітет

После работ Л. Пастера появилось множество исследований, в которых пытались объяснить причины и механизмы формиро­вания иммунитета после вакцинации. Выдающуюся роль в этом сыграли работы И. И. Мечникова и П. Эрлиха.

Исследования И. И. Мечни­кова (1845—1916) показали, что большую роль в формировании иммунитета играют особые клетки — макро- и микрофаги. Эти клетки поглощают и переваривают чужеродные частицы, в том числе бактерии. Исследования И. И. Мечникова по фагоцитозу убедительно доказали, что, помимо гуморального, существует клеточный иммунитет. И. И. Мечников, ближайший помощник и последователь Л. Пастера, заслуженно считается одним из ос­новоположников иммунологии. Его работы положили начало изу­чению иммунокомпетентных клеток как морфологической основы иммунной системы, ее единства и биологической сущности.

Дослідження Д.І.Івановського - важливий етап становлення вірусології. Українська мікробіологічна школа. Праці Д.К.Заболотного, В.Д.Дроботько, С.С.Дяченко, К.Д.Пяткіна та ін.

Д.И.Ивановский (1864— 1920) открыл вирусы — представителей царства vira. Один из основоположников вирусологии. Впервые открыл проходящий через бактериологические фильтры возбудитель табачной мозаики, названный впоследствии вирусом. Труды по фитопатологии и физиологии растений.

Гамалея - выдающийся микробиолог. Вместе с И. И. Мечниковым в 1886 году организовал в Одессе первую в России бактериологическую станцию. Автор многих работ по микробиологии и иммунологии (по профилактике холеры, чумы, оспы, паразитарных тифов, бешенства). Открыл бактериолизины, возбудители холеры птиц. Обосновал значение дезинсекции для ликвидации сыпного и возвратного тифов. В 1888 году ученый издал книгу "О прививках против сибирской язвы".

Здровский (1890-1976 года), российский микробиолог, иммунолог и эпидемиолог, академик АМН. Исследования по проблемам тропических болезней, бруцеллеза и др. Под руководством Здродовского разработаны методы вакцинации против столбняка, дифтерии и др. инфекций. Автор книги "Учение о риккетсиях и риккетсиозах"

Смородинцев, российский вирусолог и иммунолог. Труды по этиологии и профилактике гриппа, энцефалитов и др. вирусных инфекций. Совместно с М. П. Чумаковым разработал и внедрил вакцину против полиомиелита.

Ермольева, российский микробиолог. Получила первые отечественные образцы антибиотиков - пенициллина, стрептомицина и др.; интерферона.

Жданов, российский вирусолог. Труды по вирусным инфекциям, молекулярной биологии и классификации вирусов, эволюции инфекционных болезней.

Мікроскопічний метод діагностики інфекційних хвороб. Принципи мікроскопічного дослідження з використанням імерсійного, люмінесцентного, електронного мікроскопів. Принципи організації, апаратура, режим роботи в бактеріологічній лабораторії.

Мікроскопічний метод дає змогу виявити збудника безпосередньо в матеріалі від хворого, користуючись світловим мікроскопом. На підставі аналізу морфологічних особливостей мікроба часом можна досить точно визначити його вид. Матеріалом для дослідження можуть бути кров, кістковий мозок, мазки чизмиви зі слизових оболонок порожнини рота і носа,,,,,,,Люминесцентная (или флюоресцентная) микроскопия. Осно­вана на явлении фотолюминесценции. Люминесценция — свечение веществ, возникающее после воз­действия на них каких-либо источников энергии: световых, элек­тронных лучей, ионизирующего излучения. Фотолюминесцен­ция — люминесценция объекта под влиянием света. Если осве­щать люминесцирующий объект синим светом, то он испускает лучи красного, оранжевого, желтого или зеленого цвета. В ре­зультате возникает цветное изображение объекта. Электронный микроскоп применяется для изучения вирусов, тонкого строения различных микроорганизмов, макромолекулярных структур и других субмик­роскопических объектов.

6.Морфологія та будова бактерій. Роль окремих структур для життєдіяльності бактерій та у патогенезі інфекційних захворювань. Методи їх виявлення.

За формою виділяють такі основні групи мікроорганізмів: Шаровидні або коки; Палочковидні; Звивисті; Нитковидні.
Коковидні бактерії (коки) за характером взаєморозташування після розподілу поділяються на ряд варіантів: Мікрококи; Диплококи; Стрептококи; Тетракоккі; Сарцини; Стафілококи.
Паличкоподібні форми бактерій: Бактеріі-палички, не утворюють спор; Бацілли-аеробні спороутворюючі мікроби. Діаметр суперечки зазвичай не перевищує розміру клітини (ендоспори); Клострідіі-анаеробні спороутворюючі мікроби. Діаметр суперечки більше поперечника (діаметра) вегетативної клітини, у зв'язку з чим клітина нагадує веретено або тенісну ракетку.
Звиті форми мікроорганізмів: Вібріони і кампілобактерії-мають один згин, можуть бути у формі коми, короткого завитка; Спірілли-мають 2 - 3 завитка; Спірохети-мають різну кількість завитків, аксостіль-сукупність фібрил, специфічний для різних представників характер руху і особливості будови.

Спори бактерій – ендоспори – внутрішньоклітинні утворення круглої або овальної форми. При забарвленні бактерій за Грамом клітина – синя, а спора прозора. Продукція спор – стадія циклу розвитку паличкоподібних грам позитивних Bacillus та Clostridium (виняток Lactobacillus), яка виробилась в процесі еволюції в боротьбі за збереження виду. Функція спор бактерій – захист. Спори знаходяться в стані анабіозу – не розвиваються, не розмножуються, але зберігають життєздатність. При попаданні в благо приємні умови одна спора проростає в одну вегетативну клітину.

Спори утворюються в несприятливих умовах, під впливом фізичних та хімічних факторів: низька вологість, температура, висока концентрація речовин, радіація, УФ промені. Властивості спор: - термостійкість. В той час, коли вегетативні клітини гинуть при 80 °С за 10 хвилин, спори гинуть при автоклаву ванні протягом 24 хвилин при температурі 120°С при тиску 1 атм. У висушеному стані вони гинуть при нагріванні до 150-160°С протягом декількох годин. В ґрунтах, багатих гумусом, при 25-40 °С спори можуть проростати у вегетативні форми. При температурах вище 43 °С і нижче 15 °С спороутворення припиняється.

 

7. Типи і механізми живлення бактерій. Поживні середовища, які використовують в мікробіології, вимоги до них, класифікація.

 

для характеристики їх типів живлення, використовують 3 критерія: джерело вуглецю, джерело енергії і донор електронів водню.

1) По відношенню до джерел вуглецю прокаріоти поділяються на дві групи:

- автотрофи – використовують для біосинтезу речовин клітини вуглекислоти;

- гетеротрофи – потребують готових органічних вуглевмістних сполук для синтезу речовин клітини.

2) За джерелом енергії прокаріоти діляться на:

- фототрофи – використовують енергію сонячного світла. (фотосинтез);

- хемотрофи – отримують енергію за рахунок окислювально-відновних реакцій (хімічним шляхом - хемосинтез). Для побудови органічних речовин свого тіла із вуглекислоти використовують хімічну енергію (хемосинтез).

3) По донору електронів прокаріоти діляться на:

- літотрофи – використовують неорганічні донори електронів (H2, NH3, H2 S, CO);

- органотрофи – використовують в якості донора електронів органічні сполуки (білки, спирти, кислоти).

За трьома вищевказаними критеріями виділяють 4 основних

типу живлення прокаріотів:

- фотолітотрофи;

- фотоорганотрофи;

- хемолітотрофи;

- хемоорганогетеротрофи

Крім вуглецю прокаріотам необхідний і азот.

По відношенню до джерела азоту мікроорганізми поділяються на:

- аміноавтотрофи - засвоюють азот із мінеральних сполук;

- азотфіксатори – засвоюють молекулярний азот повітря та будувати із нього необхідні компоненти клітини.

- аміногетеротрофи - потребують азот готових органічних азотовмістних сполук.

 

12.

Колонія (визначення): Видиме скупчення клітин на щільному поживному середовищі.

Штамм (от нем. Stamm, буквально — «ствол», «основа») — чистая культура вирусов, бактерий, других микроорганизмов или культура клеток, изолированная в определённое время и в определённом месте

Разновидность - группа особей, отличающихся от типичных для вида особей какими-либо второстепенными признаками(характером роста, окраски).

Биоти́п — группа особей вида, входящих в местную популяцию и сходных практически по всем признакам, в том числе и генетически.

 

 

 

Генотип, фенотип бактерій

Спадкова інформація у бактерій зберігається у вигляді послідовності нуклеотидів ДНК, які визначають послідовність амінокислотних залишків в молекулі білка. Кожному білку відповідає свій ген, так звана дискретна ділянка ДНК. Сукупність всіх цих генів називається геном(генотип). Зовнішнє виявлення генома називається фенотип.

Спадкова мінливість

Спадкова мінливість обумовлена ​​виникненням різних типів мутацій і їх комбінацій в подальших схрещуваннях. У кожній досить тривало існуючої сукупності особин спонтанно і ненаправлено виникають різні мутації, які надалі комбінуються більш-менш випадково з різними вже наявними в сукупності спадковими властивостями.

Мінливість, обумовлену виникненням мутацій називають мутаційної, а обумовлену подальшим перекомбінуванням генів в результаті схрещування - комбінаційною

Комбінативна мінливість

Комбінативна мінливість - мінливість, яка виникає внаслідок рекомбінації генів під час злиття гамет.

Основні причини:

• незалежна розбіжність хромосом під час мейозу;
• випадкова зустріч статевих гамет, а внаслідок цього і поєднання хромосом під час запліднення;
• рекомбінація генів внаслідок кроссинговера.

Мутаційна мінливість

Мутаційна мінливість - мінливість, викликана дією на організм мутагенів, внаслідок чого виникають мутації.

Основні положення мутаційної теорії розроблені Гуго де Фріз у 1901-1903 рр.. і зводяться до наступного:

1. Мутації виникають раптово, стрибкоподібно, як дискретні зміни ознак.
2. На відміну від неспадкових змін мутації являють собою якісні зміни, які передаються з покоління в покоління.
3. Мутації виявляються по-різному і можуть бути як корисними, так і шкідливими, як домінантними, так і рецесивними.
4. Ймовірність виявлення мутацій залежить від числа досліджених особин.
5. Подібні мутації можуть виникати повторно.
6. Мутації ненаправлений (спонтанні), тобто мутувати може будь-яка ділянка хромосоми, викликаючи зміни як незначних, так і життєво важливих ознак.

Майже будь-яка зміна в структурі або кількості хромосом, при якому клітина зберігає здатність до самовідтворення, обумовлює спадкове зміна ознак організму. За характером зміни геному, тобто сукупності генів, укладених в гаплоїдному наборі хромосом, розрізняють генні, хромосомні і геномні мутації.

Мутації та їх різновидності

Мутації – це зміни в послідовності окремих нуклеотидів ДНК, які призводять до появи дефектних, не притаманних мікробу білків чи відсутності їх синтезу.

Фенотипічні прояви мутацій:

T Морфологічні зміни бактеріальної клітини;

T Потреба у факторах росту (наприклад, вітамінах);

T Стійкість до антибіотиків;

T Зміни чуттєвості до температури;

T Зниження вірулентності;

Мутації можуть бути спонтанними (виникають раптово) та индуцированными (не знаю як перекласти на українську)

Спонтанні проявляються в результаті помилок реплікації ДНК.

Индуцированные під впливом зовнішніх факторів – мутагенів.

Мутагени бувають:

N Фізичні (УФ – промені, гамма – радіація);

N Хімічні (аналоги пуринових і піраміди нових основ);

N Біологічні (транспозони).

За ступенем пошкодження мутації бувають:

¯ Точкові (пошкодження однієї пари нуклеотидів)

¯ Генні (випадіння декількох пар нуклеотидів - делеція, чи добавлення нуклеїнових пар – дуплікація).

Плазміди

Плазміда - молекула ДНК, окрема від хромосомної ДНК та здатна до автономної реплікації. Плазміди являють собою двохниткові молекули ДНК.

Часто перебувають за межами організму і потрапляючи в середину прокаріотичних клітин, можуть вбудовуватися в їхнє ДНК.

Ent плазміда, яка визначає синтез ентеротоксина. Розвиток інфекційного процесу пов`язане з функціонуванням плазмід патогенності.

F плазміда або F фактор - Клітинний елемент, необхідний для одного з типів статевого процесу бактерій — кон'югації. Потрапляючи в F ⁻-клітини (клітини, що не мали F-плазміди до цього), ця плазміда змінює їх фенотипічні властивості. Клітини формуютьстатеві пілі (вирости мембрани для кон'югації).

Col-плазміди, які містять гени для виробництва коліцина, білка, який може вбивати інших бактерій.

 

Физические методы

1. Перед посевом бактерий на питательную среду его обязательно регенерируют для удаления избытка растворенного кислорода. С этой целью среду кипятят в течение 15-20 мин на водяной бане, а затем быстро охлаждают к необходимой температуре.

2. Для предупреждения проникненя кислорода в среду его заливают слоем стерильного вазелинового масла или парафином.

3. Столбик питательной среды в пробирках должен быть достаточно высоким (10-12 см). Кислород, как правило, дифундирует в толщу столбика на глубину до2 см, потому ниже создаются благоприятные условия для культивирования анаэробных микробов.

4. Эвакуационно заместительный метод заключается в использовании анаэростатов. Они представляют собой герметические металлические или пластмассовые банки, из которых можно выкачать кислород и заменить его инертным газом (гелий, азот, аргон).

Химические методы. 1. Использование веществ, способных поглощать кислород. С этой целью допустимым является применение щелочного раствора пирогаллола. При этом учитывают поглощающую активность вещества: на 100 мл емкости герметического сосуда, в котором находятся чашки Петри, используют1 г пирогаллола и 10 мл 2,5 N раствора гидроксида натрия.

Кислородосвязывающий эффект имеет также гидросульфит натрия (Na2S2O4). Для связывания кислорода в 1 л воздуха используют смесь, которая состоит из 100 мл свежего 20 % раствору Na₂S₂O₄ и 16 мл 50 % гидроксида калия.

2. Применение веществ-редуцентов. Учитывая, что рост облигатно-анаэробных бактерий происходит в средах с низким уровнем окислительно восстановительного потенциала, к ним добавляются специальные восстановители: цистеин (0,03-0,0,5 %), тиогликолевую кислоту или тиогликолат натрия (0,01-0,02 %), сульфид натрия, аскорбиновую кислоту (0,1 %), разнообразные сахара.

3. Использование специальных газогенерирующих систем, которые позволяют создать бескислородные условия в микроанаеростатах, транспортных пластиковых пакетах и тому подобное. Одной из самых распространенных есть система “Gas Generating Box”.

Биологические методы. 1. Метод Фортнера. Метод заключается в совместном культивировании на одной среде аэробних и анаэробных микроорганизмов.

2. Метод Хеннеля (“часовых стекол”). Он является своеобразной модификацией предыдущего. Материал, который содержит анаэробные возбудители, засевается на поверхность питательной среды диаметром 2-2,5 см. Сверху он покрывается “часовым стеклом”, заполненным слоем МПА и засеяным Serratia marcescens.

ПИТАННЯ З РОЗДІЛУ «ІНФЕКЦІЯ. НОРМАЛЬНА МІКРОФЛОРА ТІЛА ЛЮДИНИ. ПРАКТИЧНА ІМУНОЛОГІЯ»

 

Сприйнятливий мікроорганізм

Задачі медичної мікробіології, етапи розвитку. Вдосконалення методів лабораторної діагностики інфекційних захворювань.

Завдання медичної мікробіології.
До них можна віднести наступні:
1.Установлення ролі мікроорганізмів в нормі і патології.
2.Розробка методів діагностики, специфічної профілактики та лікування інфекційних захворювань,виявлення та визначення збудників.
3. Бактеріологічний і вірусологічний контроль навколишнього середовища, продуктів харчування, дотримання режиму стерилізації та нагляд за джерелами інфекції в лікувальних і дитячих установах.
4.Контроль за чутливістю мікроорганізмів до антибіотиків та інших лікувальних препаратів.

2. Основні етапи розвитку мікробіології
1. Емпіріческіх знань (до винаходу мікроскопів і їх застосування для вивчення мікросвіту).
Дж.Фракасторо (1546г.) припустив живу природу агентів інфекційних захворювань, збудник інфекції vivum.

2. Морфологіческій період Антоні ван Левенгук в 1675г. вперше описав найпростіших, в 1683г -. основні форми бактерій

3. Фізіологіческій період (з 1875р.) - Епоха Л. Пастера і Р. Коха.
Л.Пастер-вивчення мікробіологічних основ процесів бродіння і гниття, розвиток промислової мікробіології, з'ясування ролі мікроорганізмів у кругообігу речовин у природі, відкриття анаеробних мікроорганізмів, розробка принципів асептики, методів стерилізації, ослаблення (аттенуаціі) вірулентності і отримання вакцин (вакцинних штамів).
Р.Кох-метод виділення чистих культур на твердих поживних середовищах, способи забарвлення бактерій аніліновими барвниками, відкриття збудників сибірської виразки, холери (коми Коха), туберкульозу (палички Коха)

4. Іммунологіческій період.
И.И.Мечников"поет мікробіології". Він створив нову епоху в мікробіології - розробивши теорію фагоцитозу і обґрунтувавши клітинну теорію імунітету.

Методи лабораторної діагностики
1. Мікроскопічний визначають форму, розміри, взаєморозташування мікроорганізмів
До основних способів мікроскопії можна віднести світлову мікроскопію
2.Мікробіологіческій - виділення чистої культури та її ідентифікація.
3.Біологіческій - зараження лабораторних тварин з відтворенням інфекційного процесу на чутливих моделях (біопроба).
4.Іммунологіческій (варіанти - серологічний, алергологічний) - використовується для виявлення антигенів збудника або антитіл до них.
5.Молекулярно-генетичний - ДНК-і РНК- зонди. Досягнення цих наук дозволили вивчити фундаментальні процеси життєдіяльності на молекулярно-генетичному рівні. Вони обумовлюють сучасне розуміння сутності механізмів розвитку багатьох захворювань і напрямки їх більш ефективного попередження і лікування.