Тема 12. Учение об инфекции. Факторы патогенности бактерий. Роль макроорганизма, внешней среды и социальных условий в развитии инфекции. Формы инфекции

Перечень конкретных учебно-целевых вопросов

1. Понятия «инфекция, «инфекционный процесс», «инфекционная болезнь». Их основные характеристики.

2. Роль микроорганизма в инфекционном процессе. Происхождение патогенных микробов.

3. Патогенность и вирулентность бактерий. Свойства патогенных микроорга­низмов. Факторы патогенности бактерий.

4. Токсины микробов и их характеристика. Механизмы действия токсинов. Ферменты патогенности. Генетический контроль патогенности бактерий.

5. Роль макроорганизма, внешней среды и социальных условий в возникновении инфекционного процесса.

6. Механизмы и пути передачи инфекции.

7. Характеристика инфекционного заболевания и фазы его развития. Формы инфекции.

8. Биологический метод диагностики в микробиологических исследованиях и его практическое применение.

9. Особенности инфекционного процесса в различные возрастные пе­риоды.

ИНФОРМАЦИЯ К ЗАНЯТИЮ

Патогенность микроорганизмов. Экспериментальное воспроизведение инфекции

Возбудителями инфекционных заболеваний человека и животных являются патогенные (болезнетворные) микробы. Существуют условно-патогенные микробы, вызывающие инфекции только при определенных условиях, в частности, при снижении защитных сил организма или при попадании в организм очень большого количества микробов и т. д. Патогенность является видовым признаком микроба. Вирулентность – это количественное выражение патогенности. Факторами патогенности бактерий являются яды - экзо- и эндотоксины, капсулы, обладающие антифагоцитарным действием, ферменты (гиалуронидаза, фибринолизин, коагулаза и др.), способствующие проникновению микроорганизмов в ткани. Экзотоксины, выделяемые бактериальной клеткой при жизни в окружающую среду, являются термолабильными высокоядовитыми белками, обладающими избирательностью действия на определенные органы и ткани (гемотоксины, нейротоксины и др.). Микробы, продуцирующие экзотоксин (возбудители столбняка, дифтерии, ботулизма и др.), называются токсигенными. Получают экзотоксины путем фильтрования бульонной культуры через бактериальные фильтры. Эндотоксины являются термостабильными липополисахаридами оболочки бактерий, вызывающими неспецифическую интоксикацию организма в виде повышения температуры тела, головных и мышечных болей и т.д.

Вирулентность может снижаться при длительном культивировании на искусственных питательных средах, пассажах через организм маловосприимчивых или невосприимчивых животных, под влиянием различных веществ и неблагоприятных факторов внешней среды. Повышения вирулентности можно достигнуть при пассажах микробов на высоковосприимчивых животных.

Степень вирулентности микроорганизмов оценивается обычно по ве­личине минимальной смертельной дозы (Dosis letalis mi­nima- Dlm) –количеству микробных клеток, вызывающих гибель около 95% лабораторных животных определенного вида. DL50 вызывает гибель 50% лабораторных животных.

Инфекционный процесс может быть воспроизведен на лабораторных животных, что используется для выделения чистой культуры возбудителя из различного материала (метод биопробы), изучения патогенности и вирулентности микроба, воспроизведения экспериментальной инфекции, а также испытания химиотерапевтических и иммунобиологических препаратов. Для этих целей наиболее часто используют белых мышей, морских свинок, кроликов, белых крыс. В некоторых случаях исследования проводят на обезьянах, кошках, собаках, лошадях, крупном и мелком рогатом скоте, диких животных (хомяки, суслики, дикие крысы, полевки), птицах (куры, голуби и т. д.), а также куриных эмбрионах. Животных заражают подкожно, внутрикожно, накожно, внутримышечно, внутрибрюшинно, внутривенно, перорально (через рот), интраназально (через нос в дыхательный тракт), в глаз, в мозг и т. д. Погибших животных вскрывают и подвергают микробиологическому исследованию.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

1. Освоение основных способов заражения лабораторных животных:

а). Подкожное введение. Двумя пальцами левой руки поднимают кожу в области спины и в образовавшуюся складку правой рукой вкалывают иглу шприца, отклоняют ее в сторону и медленно вводят материал в объеме 0,5 мл. Складку кожи отпускают, на место инъекции накладывают ватный тампон, смоченный дезинфицирующим раствором, быстро вынимают иглу шприца.

б). Внутримышечное введение. Иглу шприца вводят в толщу мышщ задней лапки, направляют под тупым углом к поверхности мышцы. Вводят 0,2 мл исследуемого материала.

в). Внутрибрюшинное введение. Мышей держат головой вниз, чтобы ки­шечник сместился книзу от места инъекции. Производится прокол брюшной стенки в подвздошой области, при этом ощущают провал иглы в брюшную по­лость. Медленно вводят 0,5 мл заразного материала.

2. Изучение факторов патогенности микробов на примере St.aureus.

а). Гемолизин. Произведен посев культуры стафилококка на кровяной МПА. Гемолизин определяют по образованию зон разрушения эритроцитов вок­руг колоний.

б). Плазмокоагулаза. Чистая культура стафилококка внесена в 1 мл стерильной плазмы крови. Реакция учитывается после инкубации при 37⁰ С в течение 2 часов. При наличии у штамма стафилококка плазмокоагулазы наблюдается коагуляция плазмы.

в). Дермонекротоксин. Кролику внутрикожно вводят 0,2 мл 2х-миллиардной взвеси стафилококка. При наличии некротоксина на месте инъекции образуется инфильтрат с последующим некрозом ткани.

3. Освоение биологического метода диагностики. Выполнить биопробу с целью диагностики инфекционного заболевания. Исследуемый материал введен белой мыши внутрибрюшинно в объеме 0,5 мл. Провести вскрытие и бактериологическое исследование трупа белой мыши, павшей от экспериментальной инфекции.

 

Способы введения исследуемого материала животным могут быть следующими: подкожный, внутрикожный, накожный, внутримышеч­ный, внутрибрюшинный, внутривенный, пероральный (через рот), иптраназальный (через нос), интрацеребральный (в мозг) и др.

Подкожный способ введения. Кроликам материал вводят под кожу спины или другой части тела, морским свинкам - под кожу живота или бока, мышам и крысам - под кожу спины или затылка.

Для подкожного введения кожу в месте введения предварительно освобождают ножницами от волос и смазывают дезинфицирующим раствором, затем захватывают двумя пальцами руки и у основания образовавшейся складки вкалывают иглу шприца, медленно вводят ее до половины, чуть отклоняя в сторону, чтобы не вылился вводи­мый материал. Затем складку кожи отпускают накладывают на иглу вату, смоченную спиртом или йодной настойкой, и быстро вынима­ют иглу.

Впутржожный способ введения. Инъекцию делают тонкой иглой (№18-20). Удобно использовать туберкулиновый шприц. Кожу, осво­божденную от шерсти, растягивают большим и указательным паль­цами; иглу вводят под острым углом срезом вверх. Правильно введен­ная игла просвечивает сквозь эпидермис. Исследуемый материал вво­дят медленно (обычно в объеме 0,1 мл); на месте введения образуется пузырек с поверхностью, напоминающей лимонную корочку.

Внутримышечное введение. Кроликам и морским свинкам материал вводят чаще всего в мышцу задней лапы, птицам - в мышцы груди.

Виутрибрюшинное введение. Животное удерживают в вертикаль­ном положении головой вниз, чтобы внутренние органы перемести­лись к диафрагме. Иглу вводят в нижнюю часть живота. Для инъек­ций применяют короткие иглы. Момент проникновения иглы в брюшную полость воспринимается как "провал". Предельные дозы введения: мышам - 1; свинкам - 5; кроликам - 10 мл.

Внутривенное введение. Кроликам материал вводят в краевую вену уха, мышам - в вену хвоста, морским свинкам - в сердце, птицам (ку­рам, голубям) - в вену, расположенную на внутренней поверхности крыла, которая хорошо видна после выщипывания перьев. Участок кожи, вокруг расположения вены для лучшего ее наполнения следу­ет предварительно протереть ватой, смоченной ксилолом или теп­лой водой. Нельзя допускать попадания пузырьков воздуха в шприц, т.к. это может стать причиной газовой эмболии.

Введение через рот. Исследуемый материал примешивают к кор му либо вводят через гибкий резиновый катетер или зонд. Есть и другие способы, когда материал вводят в пищевод с помощью шприца с иглой, имеющей на конце оливу, или закапыванием в рот, причем каждую следующую каплю вводят только после того, как животное проглотило предыдущую.

Введение через нос. Животному дают легкий наркоз, при этом ин­фекционный материал глубоко проникает в легкие. При глубоком нар­козе дыхание поверхностное, материал плохо втягивается. Предельные дозы: для мышей - 0,03-0,05; крыс - 0,05-0,1; свинок и кроликов - до 2 мл.

Введение в мозг. Мелким животным (крысам и мышам) материал вводят туберкулиновым шприцем с тонкой иглой, ограниченной ме­таллической муфтой, на глубину 1,5 - 2 мм в количестве 0,01 - 0,02 мл. Мышь удерживают рукой так, чтобы большим и указательным паль­цами можно было оттягивать кожу головы к затылку, а мизинцем и безымянным пальцами фиксировать хвост. Место инъекции смазыва­ют йодом, укол делают на уровне средней трети линии, соединяющей внутренний угол глаза с основанием уха. Материал вводят медленно, чтобы не вызвать резкого повышения внутричерепного давления. Предельная доза для морских свинок - 0,1 мл; кроликов - 0,3 мл; более крупных животных - 0,5-0,8 мл.

Вскрытие лабораторных животных и взятие материала для бактериологического исследования

Павшие или заболевшие животные должны быть вскрыты. Боль­ных свинок и мышей усыпляют с помощью эфирного наркоза. Кро­ликов умерщвляют путем введения 5 см³ воздуха в ушную вену. Вскры­тие делают на специальном столе, соблюдая правила асептики. Пе­ред работой надевают халат и резиновые перчатки. На столе долж­ны быть: доска мягкого дерева, два скальпеля, два пинцета (хирур­гический и анатомический), ножницы прямые и купферовские, бак­териологическая петля, банка с ватой, стекла предметные, горелка, стакан со спиртом и ватой па дне для инструментов, 2% и 5% ра­створ лизола, а также стерильные пробирки, чашки Петри, ватные тампоны, пипетки пастеровские, физиологический раствор и набор готовых питательных сред в чашках и пробирках.

Перед вскрытием шерсть животного обмывают ватным тампо­ном, смоченным 2% раствором лизола, труп укладывают на доску, покрытую стерильной бумагой, животом вверх. Лапки широко раз­двигают и прикалывают к доске иглами или привязывают к крюч кам по углам доски. После фиксации животного осматривают на­ружные покровы и разрезают кожу от лобка до нижней челюсти. По направлению передних и задних лапок кожу рассекают боковыми надрезами. Скальпелем отсепаровывают кожу от подкожной клет­чатки, осматривают паховые и подмышечные лимфатические узлы. Из измененных лимфатических узлов готовят четыре мазка-отпечатка и производят посев на питательные среды. После этого приступают к вскрытию грудной и брюшной полостей, остерегаясь попадания дезинфицирующего раствора внутрь.

Грудную полость вскрывают, подняв мечевидный отросток пин­цетом, ножницами перерезают ребра в области хрящей. Осматрива­ют грудную полость и при наличии изменений в органах из части их делают мазки-отпечатки и посевы на питательные среды. Из легких готовят три мазка-отпечатка. Обязательно исследуют кровь из серд­ца, для чего верхушку его прижигают раскаленным скальпелем и в этом месте, проколов мышцу стерильной пастеровской пипеткой, набирают кровь, готовят мазок и высевают на питательные среды.

Брюшную полость вскрывают, придерживая пинцетом переднюю брюшную стенку, и ножницами рассекают ткани от лобка до диаф­рагмы, а боковыми надрезами к паху и у диафрагмы широко откры­вают брюшную полость, сохраняя неповрежденным кишечник.

При осмотре органов брюшной полости особое внимание обращают на слизистую и печень. Из этих органов готовят мазки-отпечатки (из селезенки - 2, а из печени -1) и делают посевы в соответствующие среды.

Черепную коробку после удаления кожного покрова головы, вскрывают. Череп смазывают йодом и мелкой пилкой распиливают на уровне верхнего края глазницы, боковых затылочных костей и по наружному краю лобных костей.

Крышку черепной коробки удаляют и производят посев из моз­га. Головной мозг извлекают после пересечения спинного мозга на уровне большого затылочного отверстия.

После вскрытия труп животного сжигают или автоклавируют, а при невозможности это сделать заливают на сутки 5% лизолом или 5% карболовой кислотой. Инструменты тщательно очищают от кро­ви и стерилизуют кипячением в течение 40 мин, а доску для вскрытия заливают дезинфицирующим раствором.

Мазки-отпечатки на предметных стеклах фиксируют в смеси Ни­кифорова 10-15 мин, окрашивают и изучают. Посевы помещают в термостат.

 

 

С этой целью после осмотра трупа животное прикрепляют к препаровальной доске, располагая его при этом брюшной стенкой вверх; кожу обрабатывают дезинфицирующим раствором. Н рабочем столе должны находиться доска или кювета, залитая парафином, спиртовка, сосуд со спиртом, инструментами (ножницы, скальпель, пинцеты и др.) и ватой на дне, стерильные ватные тампоны, бактериологическая петля, стерильные пастеровские пипетки, предметные стекла, необходимые питательные среды.

Во избежание загрязнения содержимым кишечника сначала вскрывают кожу, тупо отсепаровывая ее от подкожной жировой клетчатки. Рассматривают место инъекции и регионарные лимфатические узлы. Пинцетом захватывают мечевидный отросток грудины, подтягивая его вверх. Вырезают грудину вместе с прилегающими отрезками ребер и ключицы. После вскрытия грудной полости раскаленным скальпелем прижигают верхушку сердца и стерильной пастеровской пипеткой прокалывают миокард. При этом в капилляр пипетки поступает кровь из сердца. Проводят посев крови на МПБ. Затем вскрывают брюшную полость, рассматривают внутренние органы, производят посевы-отпечатки из органов на сектора чашки Петри с МПА: прижигают поверхность органа раскаленным скальпелем, отрезают кусочек и делают посев-отпечаток на пластинчатый МПА из печени, почек, легких и селезенки. Параллельно готовят мазки-отпечатки, для чего кусочком органа прикасаются поверхностью разреза к предметному стеклу. Мазки фиксируют в пламени спиртовки, окрашивают по Граму, микроскопируют; посевы отправляют в термостат.

Во время вскрытия необходимо следить за тем, чтобы заразный материал не попадал на стол. Категорически запрещается класть на стол инструменты, применяющиеся для вскрытия трупа. После вскрытия рабочее место убирают и дезинфицируют. Труп животного помещают в дезинфицирующий раствор, сжигают или автоклавируют. Доску или кювету протирают спиртом и прожигают или заливают на сутки дезинфицирующим раствором. Инструменты стерилизуют кипячением или автоклавированием. Ход исследования оформляется протоколом.

Самостоятельная работа студентов.

1. Освоение биологического метода диагностики.

Биологический метод диагностики инфекционных болезней состоит в заражении материалом от больного чувствительных лабораторных животных с целью воспроизведения у них типичной картины заболе­вания и выделения чистой культуры бактерий. Биологический ме­тод диагностики применяется при диагностике туляремии, чумы, бруцеллеза, ботулизма и других инфекционных болезней.

Основные способы заражения лабораторных жи­вотных.

Перед заражением животного шерсть в области инъекции патогенного материала выстригают ножницами и дезинфицируют кожу спиртом.

Подкожное заражение. Двумя пальцами левой руки поднимают кожу в области спины и в образовавшуюся складку правой рукой вкалывают иглу шприца, отклоняют ее в сторону и медленно вводят материал в объеме 0,5 мл. Складку кожи от­пускают, на место инъекции накладывают ватный тампон, смочен­ный дезинфицирующим раствором, быстро вынимают иглу шприца.

Внутримышечное заражение. Иглу шприца вводят в толщу мышц задней лапки, направляют под тупым углом к поверхности мышцы. Вводят 0,2 мл исследуемого материала,

Внутрибрюшинное заражение. Мышей держат головой вниз так, чтобы кишечник сместился книзу от места инъекции. Производится прокол брюшной стенки в подвздошной области, при этом ощущают провал иглы в брюш­ную полость. Медленно вводят 0,5 мл заразного материала.

Внутривенное заражение (в краевую ушную вену кролика). Выщипывают шерсть вдоль края уха, протирают место инъекции спиртом, захватывают левой рукой ухо, располагая большой па­лец около места укола. Иглу вкалывают в вену по направлению тока крови параллельно поверхности уха. Надавливают на пор­шень шприца. Если поршень идет свободно и кожа вокруг вены не набухает, материал поступает в вену. После введения 0,5 мл исследуемого материала вену прижимают дистальнее места инъек­ции, извлекают иглу и прижимают к месту укола кусочек стерильной ваты во избежание кровотечения.

Заражение через рот. Исследуемый материал смешивают с кормом или вводят через специальный резиновый или металлический зонд.

Кроме того, животных можно заражать путем внутрикожного втирания материала, введением исследуемого интраназально, на конъюнктиву глаза или в мозг.

2. Изучение некоторых факторов патогенности бактерий.

Гемолизин. Произведен посев культуры стафилококка на кровяной МПА. Гемолизин определяют по образованию зон разру­шения эритроцитов вокруг колоний в виде просветления питательной среды.

Плазмокоагулаза. Чистая культура стафилококка внесена в I мл стерильной цитратной плазмы крови кролика, разведенной 1:5. Реакция учитывается после инку­бации при 37⁰ С в течение 1,2, 4, 18 часов. При наличии у штамма ста­филококка плазмокоагулазы наблюдается коагуляция плазмы с образованием студнеобразного сгустка.

Гиалуронидаза гидролизует гиалуроновую кис­лоту, которая перестает образовывать сгусток при добавлении уксусной кислоты. Для определения этого фермента в пробир­ку с гиалуроновой кислотой вносят суточную культуру бактерий или фильтрат бульонной культуры и инку­бируют в течение 15 мин при 37⁰ С. Затем добавляют 2—3 капли концентрированной уксусной кислоты. В пробах, где содержится гиалуронидаза, образования сгустка не происходит.

Лецитиназа выявляется при посеве золотистого стафилококка на желточно-солевой агар, содержащий лецитин. Вокруг колоний, выделяющих фермент, образуется зона помутнения с перламутровым блеском в виде радужного венчика.

Дермонекротоксин. Кролику внутрикожно вводят 0,2 мл двухмиллиардной взвеси стафилококка. При наличии у культуры дермонекротоксина на месте инъекции образуется инфильтрат с по­следующим некрозом ткани.

Постановка биопробы с целью диагностики ботулизма. Ис­следуемый материал (фильтрат, полученный из консервов домашнего приготовления – грибы), послуживший причиной отрав­ления больного вводят белой мыши внутрибрюшинно в объеме 0,5 мл. Мышь погибает с явлениями параличей.

3. Вскрытие и бактериологическое исследование трупа белой мыши, павшей в результате биопробы. Мышь заражают per os материалом (кусочки мяса), послужившим причиной пищевой токсикоинфекции. Исследуемые кусочки мяса растирают в ступке со стерильным песком в небольшом количестве физиологического раствора, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 20 минут для осаждения грубых кусочков материала и песка. Прозрачную надосадочную жидкость набирают шприцом со специальной изогнутой инъекционной иглой, конец которой затуплен с помощью напильника или надфиля, вводят через рот внутрижелудочно.

После осмотра трупа животного прикрепляют к препаровальной доске, располагая его брюшной стенкой вверх; ко­жу обрабатывают дезинфицирующим раствором или спиртом. Во избежание за­грязнения содержимым кишечника сначала вскрывают кожу, тупо отсепаровывая её от подкожной жировой клетчатки. Осматривают место инъекции и регионарные лимфатические узлы. Пинцетом захватывают мечевидный отросток грудины, подтягивая его вверх. Вырезают грудину вместе с прилегающими отрезками ребер и клю­чицы. После вскрытия грудной полости раскаленным скальпелем прижигают верхушку сердца и стерильной пастеровской пипеткой прокалывают миокард. При этом в капилляр пипетки поступает кровь из сердца. Проводят посев крови на МПА. Затем вскрывают брюшную полость, осматривают внутренние органы, производят посевы-отпечатки из органов на сектора чашки Петри с МПА. С этой целью при­жигают поверхность органа раскаленным скальпелем, отрезают кусочек и делают посев-отпечаток на пластинчатый МПА. Параллельно готовят маэки-отпечатки из пече­ни, почек, легких и селезенки, для чего кусочком органа прикасаются поверхностью разреза к предметному стеклу. Мазки фиксируют в пламени спиртовки, окрашивают по Граму, микроскопируют; посевы помещают в термостат.

Во время вскрытия необходимо следить за тем, чтобы зараз­ный материал не попадал на стол. Запрещается класть на стол инструменты, применяющиеся при вскрытии трупа. После вскрытия рабочее место убирают и дезинфицируют. Труп животного помещают в дезинфицирующий раствор. Ход исследова­ния оформляется протоколом по следующему образцу:

 

Протокол № 3

Бактериологическое исследование трупа белой мыши, павшей в результате биопробы.

 

День исследования

Ход исследования

Результат исследования

 

Педиатрические аспекты темы

1. Внутриутробная инфекция, пути заражения плода.

2. Особенности инфекционного процесса в организме плода, у новорожденных и детей раннего возраста.