Рациональная фармакотерапия. Том 02. Антимикробная терапия. Яковлев В.П

C. parapsilosis	— Candida parapsilosis
C. parvum	— Cryptosporidium parvum
C. perfringens	— Clostridium perfringens
C. pneumoniae	— Chlamydophila (Chlamydia) pneumoniae
C. psittaci	— Chlamydophila (Chlamydia) psittaci
C. rectus	— Campylobacter rectus
C. rugosa	— Candida rugosa
C. tetani	— Clostridium tetani
C. trachomatis	— Chlamydia trachomatis
C. tropicalis	— Candida tropicalis
D. latum	— Diphyllobothrium latum
E. aerogenes	— Enterobacter aerogenes
E. casseliflavus	— Enterococcus casseliflavus
E. cloacae	— Enterobacter cloacae
E. coli	— Escherichia coli
E. corrodens	— Eikenella corrodens
E. faecalis	— Enterococcus faecalis
E. faecium	— Enterococcus faecium
E. flavesens	— Enterococcus flavesens
E. floccosum	— Epidermophyton floccosum
E. gallinarum	— Enterococcus gallinarum
E. histolytica	— Entamoeba histolytica
E. multilocularis	— Echinococcus multilocularis
E. rhusiopathiae	— Erysipelothrix rhusiopathiae
F. meningosepticum	— Flavobacterium meningosepticum
F. moliniforme	— Fusarium moliniforme
F. nucleatum	— Fusobactirium nucleatum
F. oxysporum	— Fusarium oxysporum
F. solani	— Fusarium solani
F. tularensis	— Francisella tularensis
G. lamblia	— Giardia lamblia
G. vaginalis	— Gardnerella vaginalis
H. aphrophilus	— Haemophilus aphrophilus
H. capsulatum	— Histoplasma capsulatum
H. ducreyi	— Haemophilus ducreyi
H. heilmannii	— Helicobacter heilmannii
H. influenzae	— Haemophilus influenzae
H. pylori	— Helicobacter pylori
H. simplex	— Herpes simplex
K. pneumoniae	— Klebsiella pneumoniae
L. aethiopica	— Leishmania aethiopica
L. buccalis	— Leptotrichia buccalis
L. brazilliensis	— Leishmania brazilliensis
L. donovani	— Leishmania donovani
L. interrogans	— Leptospira interrogans
L. intestinalis	— Lamblia intestinalis
L. mexicana	— Leishmania mexicana
L. monocytogenes	— Listeria monocytogenes
L. peruviana	— Leishmania peruviana
L. pneumophila	— Legionella pneumophila
L. tropica major	— Leishmania tropica major

35

L. tropica minor	— Leishmania tropica minor
M. avium	— Mycobacterium avium
M. canis	— Microsporum canis
M. catarrhalis	— Moraxella catarrhalis
M. fortuitum	— Mycobacterium fortuitum
M. furfur	— Malassezia furfur
M. globosa	— Malassezia globosa
M. hominis	— Mycoplasma hominis
M. kansasii	— Mycobacterium kansasii
M. leprae	— Mycobacterium leprae
M. marinum	— Mycobacterium marinum
M. morganii	— Morganella morganii
M. obtusa	— Malassezia obtusa
M. pneumoniae	— Mycoplasma pneumoniae
M. restricta	— Malassezia restricta
M. slooffia	— Malassezia slooffia
M. sympodialis	— Malassezia sympodialis
M. tuberculosis	— Mycobacterium tuberculosis
N. asteroides	— Nocardia asteroides
N. fowleri	— Naegleria fowleri
N. gonorrhoeae	— Neisseria gonorrhoeae
N. meningitidis	— Neisseria meningitidis
O. canadensis	— Onychocola canadensis
O. tsutsugamushi	— Orientia tsutsugamushi
O. volvulus	— Onchocerca volvulus
P. acnes	— Propionibacterium acnes
P. aeruginosa	— Pseudomonas aeruginosa
P. boydii	— Pseudoallescheria boydii
P. brasiliensis	— Paracoccidioides brasiliensis
P. carinii	— Pneumocystis carinii
P. falciparum	— Plasmodium falciparum
P. gingivalis	— Porphyromonas gingivalis
P. intermedia	— Prevotella intermedia
P. malariae	— Plasmodium malariae
P. marneffei	— Penicillium marneffei
P. melaninogenica	— Prevotella melaninogenica
P. mirabilis	— Proteus mirabilis
P. multocida	— Pasteurella multocida
P. niger	— Peptococcus niger
P. ovale	— Plasmodium ovale
P. rettgeri	— Providencia rettgeri
P. skrjabini	— Paragonimus skrjabini
P. stuartii	— Providencia stuartii
P. vivax	— Plasmodium vivax
P. vulgaris	— Proteus vulgaris
R. akari	— Rickettsia akari
R. canada	— Rickettsia canada
R. prowazekii	— Rickettsia prowazekii
R. rickettsii	— Rickettsia rickettsii
R. sibirica	— Rickettsia sibirica
R. typhi	— Rickettsia typhi

36

S. agalactiae	— Streptococcus agalactiae
S. anginosus	— Streptococcus anginosus
S. aureus	— Staphylococcus aureus
S. bovis	— Streptococcus bovis
S. brevicaulis	— Scopulariopsis brevicaulis
S. constellatus	— Streptococcus constellatus
S. dimidiatum	— Scytalidium dimidiatum
S. enteritidis	— Salmonella enteritidis
S. epidermidis	— Staphylococcus epidermidis
S. haematobium	— Schistosoma haematobium
S. haemolyticus	— Staphylococcus haemolyticus
S. intercalatum	— Schistosoma intercalatum
S. intermedius	— Streptococcus intermedius
S. japonicum	— Schistosoma japonicum
S. maltophilia	— Stenotrophomonas maltophilia
S. mansoni	— Schistosoma mansoni
S. marcescens	— Serratia marcescens
S. mekongi	— Schistosoma mekongi
S. milleri	— Streptococcus milleri
S. mitis	— Streptococcus mitis
S. moniliformis	— Streptobacillus moniliformis
S. mutans	— Streptococcus mutans
S. oralis	— Streptococcus oralis
S. paratyphi	— Salmonella paratyphi
S. pneumoniae	— Streptococcus pneumoniae
S. pyogenes	— Streptococcus pyogenes
S. sanguis	— Streptococcus sanguis
S. saprophyticus	— Staphylococcus saprophyticus
S. schenckii	— Sporothrix schenckii
S. typhi	— Salmonella typhi
S. typhimurium	— Salmonella typhimurium
T. asahii	— Trichosporon asahii
T. cati	— Toxocara cati
T. denticola	— Treponema denticola
T. gondii	— Toxoplasma gondii
T. mentagrophytes	— Trichophyton mentagrophytes
T. mucoides	— Trichoporon mucoides
T. pallidum	— Treponema pallidum
T. rubrum	— Trichophyton rubrum
T. tonsurans	— Trichophyton tonsurans
T. vaginalis	— Trichomonas vaginalis
T. vinsentii	— Treponema vinsentii
U. urealyticum	— Ureaplasma urealyticum
V. cholerae	— Vibro cholerae
V. parahaemolyticus	— Vibro parahaemolyticus
V. vulnificus	— Vibro vulnificus
V. zoster	— Varicella zoster
W. bancrofti	— Wuchereria bancrofti
Y. enterocolitica	— Yersinia enterocolitica
Y. pestis	— Yersinia pestis
Y. pseudotuberculosis	— Yersinia pseudotuberculosis

37

Список условных обозначений

* — лекарственные средства, не зарегистрированные в РФ

**— лекарственные средства, регистрация которых в РФ аннул ирована

***— лекарственные средства находятся в процессе перереги страции

Обозначение материалов, представленных производителями ЛС и согласован-

ных с редакторами Руководства

Обозначение оригинальных материалов производителей ЛС

38

ВВЕДЕНИЕ

Патогенные и условно-патогенные

микроорганизмы и их роль в инфекционном процессе

Микробиологическая

диагностика

инфекционных

заболеваний

39

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Патогенные и условно-патогенные

микроорганизмы и их роль в инфекционном процессе

Все микроорганизмы подразделяются на клеточно-ор- ганизованные и не имеющие клеточного строения. Среди микроорганизмов с клеточной организацией выделяют простейшие, грибы и бактерии. К не имеющим клеточного строения относят вирусы. По строению микроорганизмы делятся на прокариоты и эукариоты. Основные различия в организации эукариотической и прокариотической клеток представлены в таблице 1.

Таблица 1. Некоторые дифференцирующие признаки эукариот и прокариот

	Характеристика	Эукариоты	Прокариоты
	Представители	Водоросли, грибы,	Bacteria (Eubacteria —
		простейшие, расте-	истинные бактерии),
		ния, животные	Archaea (Archaebacte-
			ria — архебактерии)
	Типичные размеры	> 5	< 5
	клеток, мкм
	Структура ядра	Окружено ядерной	Нет мембраны
		мембраной
	Структура хромо-	Более одной нити	Одна замкнутая нить
	ñîìû	ÄÍÊ	ÄÍÊ
	Цитоплазматические структуры
	Митохондрии	+	-
	Аппарат Гольджи	+	-
	Эндоплазматиче-	+	-
	ский ретикулум
	Рибосомы	80S	70S
	Строение цито-	В состав входят сте-	Нет стеролов
	плазматической	ðîëû
	мембраны
	Строение клеточ-	Нет или на основе хи-	Комплекс пептидогли-
	ной стенки	тина или целлюлозы	кана или псевдопепти-
			догликана
	Способ размноже-	Половое или беспо-	Бинарное деление
	íèÿ	ëîå

В данной главе представлена информация о бактериях и рассматриваются:

элементы строения и функции бактерий, необходимые для понимания механизмов действия антибактериальных препаратов;

принципы систематики бактерий;

общие закономерности инфекционного процесса, патогенность микроорганизмов.

40

Глава 1. Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы и их роль в инфекционном процессе

Элементы строения и функции

Морфология бактерий

Различают следующие основные формы бактерий:

кокковидные, имеющие форму шара или слегка вытянутую, эллипсоидную форму. По характеру взаиморасположения клеток кокковидные формы патогенных бактерий подразделяют на:

—микрококки, которые делятся в одной плоскости и образуют скопления из отдельных единичных клеток;

—диплококки. Они образуют характерные пары кокков и делятся в одной плоскости;

—стрептококки, делящиеся также в одной плоскости, но клетки их не отделяются друг от друга и образуют цепочки различной длины;

—стафилококки, которые делятся в нескольких перпендикулярных плоскостях и образуют характерные скопления, напоминающие по форме гроздь винограда. Кокки обычно неподвижны и, как правило, не образуют спор;

палочковидные, имеющие цилиндриче- скую форму. Их длина в среднем составляет 2—5 мкм, иногда достигает 10—15 мкм. Длина клеток бактерий одного вида может варьировать в зависимости от возраста культуры и условий культивирования (состава питательной среды, значения рН, аэрации, температуры и других факторов). Возможно соединение палочек попарно или в цепочки различной длины. Среди палоч- ковидных бактерий отмечаются подвижные и неподвижные формы. Большинство этих бактерий не образует спор, но имеется группа и спорообразующих бактерий (аэробных и анаэробных).

Строение бактерий

Схематическое внутреннее строение условной бактериальной клетки представлено на рисунке 1. Бактерии относятся к организмам с прокариотическим типом организации клетки (òàáë. 1). Дифференцируют внутреннее строение бактерий, пограничные и поверхностные структуры.

Рисунок 1. Общее строение бактерий

41

42

Рибосомы являются мишенью действия многих антибиотиков, угнетающих биосинтез белка. С большой субъединицей рибосом связываются макролидные и линкозамидные антибиотики, а также хлорамфеникол; с малой субъединицей —аминогликозидные и тетрациклиновые антибиотики.

Кроме нуклеиновых кислот и рибосом, в цитоплазме бактерий можно обнаружить гранулы, содержащие запасы питательных веществ: полисахариды, липиды, полифосфат и другие.

Пограничные структуры бактерий

В составе пограничных структур бактерий, отделяющих цитоплазму от окружающей

Плазмиды представляют собой внехромосомные кольцевые молекулы ДНК, однако их размеры намного меньше, чем у хромосомы, и относятся к подвижным генетиче- ским элементам, т.е. они способны передаваться от одной бактериальной клетки к другой (в отличие от хромосомы). Этот процесс — один из основных путей генетиче- ского обмена у бактерий. Плазмиды не являются обязательным компонентом микробной клетки. В их состав могут входить гены, определяющие устойчивость бактерий к факторам внешней среды, в том числе и к антибиотикам, вирулентность и другие свойства, не являющиеся жизненно важными, но дающие их обладателям определенные преимущества в процессе эволюции.

Основной нуклеиновой кислотой, несущей генетическую информацию, является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Бактериальная ДНК существует в виде хромосомы и плазмид.

Внутреннее строение бактерий

Рибосомы представляют собой органелПо внутреннему строению бактерии праклы, синтезирующие белок. Они представтически не различаются. В цитоплазме лены большой (50S) и малой (30S) субъедивсех бактерий имеются нуклеиновые кисницами, в свою очередь, состоящими из лоты (ДНК и РНК), рибосомы и гранулы с рибосомальных РНК (рРНК) и белков. питательными веществами. Синтез белка в рибосомах — это сложный,

многоэтапный процесс. В результате транскрипции синтезируется молекула одноцепочечной информационной РНК (иРНК), являющейся точной копией ДНК, кодирующей определенный ген. Собствен-

Бактериальная хромосома представляет но синтез белка происходит в процессе собой кольцевую молекулу ДНК, вклю- трансляции — считывания информации с чающую жизненно важные гены, опредемолекулы иРНК на бактериальных риболяющие уникальность данного вида миксомах. Рибосомы присоединяются к молероорганизма. Хромосома не окружена спекуле иРНК и двигаются вдоль нее. Необхоциальной мембраной, т.е. истинное ядро у димые для построения белка аминокислобактерий отсутствует. Длина бактериальты доставляют к рибосомам транспортной ной хромосомы приблизительно в тысячу РНК (тРНК) и включаются в растущую пораз превосходит длину клетки, но занималипептидную цепь. Специфичность вклюет лишь незначительную часть объема ци- чения в полипептидную цепь необходимой топлазмы. Это становится возможным за аминокислоты определяется комплимен- счет компактной пространственной оргатарностью кодона (единицы генетического низации хромосомной ДНК, которую осукода, представляющей собой группу из ществляет сложный аппарат. Важную трех азотистых оснований, кодирующую роль в его функционировании играют фервключение определенной аминокислоты в менты топоизомеразы, наиболее значимые полипептидную цепь) в составе иРНК и аниз них ДНК-гираза и топоизомераза IV. тикодона (участок молекулы — триплет — Топоизомеразы являются мишенью дейсттранспортной РНК, посредством которого вия хиноловых антибактериальных препаосуществляется ее взаимодействие с кодоратов. Подавляя активность топоизомераз, ном). Вдоль одной молекулы иРНК обычно хинолоны нарушают пространственную выстраивается несколько рибосом, обраорганизацию бактериальной ДНК и тормозующих полисому. При росте бактерий в зят рост и размножение бактерий. период интенсивного синтеза белка до 80—

90% рибосом входит в состав полисом.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы и их роль в инфекционном процессе

Рисунок 2. Внешние структуры грамположительных и грамотри цательных микроорганизмов

среды, выделяют цитоплазматическую мембрану (ЦПМ), клеточную стенку, пептидогликан (муреин).

Цитоплазматическая мембрана. ЦПМ у всех бактерий имеет принципиально одинаковую структуру. Для бактерий характерна ЦПМ, которая отделяет содержимое клетки (цитоплазму) от внеклеточной среды. ЦПМ представляет собой двойной слой из молекул фосфолипидов, состоящих из фосфата и двух жирных кислот (фосфолипидный бислой).

В состав ЦПМ бактериальных клеток входит также значительное количество белков (около 200), к мембранным белкам, в частности, относятся бактериальные цитохромы. Белки выполняют различные функции:

генерацию энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ);

активную транспортировку через ЦПМ, которая является непроницаемым осмотическим барьером. Внутрь бактериальной клетки активно транспортируются аминокислоты, органические кислоты, неорганические соли, а из нее выводятся

продукты метаболизма, токсины и другие факторы вирулентности белковой природы.

Благодаря тому, что значительная часть мембранных белков не фиксирована в определенных точках, а способна к перемещению, ЦПМ представляет собой динамич- ную, постоянно меняющуюся структуру.

Клеточная стенка. У бактерий, не имеющих капсулы или слизистого слоя, клеточ- ная стенка непосредственно контактирует с внешней средой и служит механическим барьером между протопластом и внешней средой, придавая клеткам определенную форму и механически защищая их от проникновения избытка воды.

Строение клеточной стенки у различных бактерий различно (ðèñ. 2). Это приводит к определенному окрашиванию бактерий по методу Грама. В клеточных стенках прокариотических микроорганизмов, обработанных сначала кристаллическим фиолетовым, а затем йодом, образуется окрашенный комплекс. При последующей обработке спиртом в зависимости от строения клеточ-

43

ВВЕДЕНИЕ

ной стенки данный комплекс либо удерживается, и клетка сохраняет цвет, либо вымывается, клетка обесцвечивается, а при дополнительной окраске приобретает другой цвет. Это свойство послужило основанием для разделения микроорганизмов на две большие группы: грамположительные (окрашивающиеся в сине-фиолетовый цвет) и грамотрицательные (окрашивающиеся в красный цвет). Различия в характере окраски по Граму коррелируют с фундаментальными особенностями строения внешних структур бактериальной клетки.

На практике в некоторых случаях характер окраски по Граму зависит от тщательности выполнения методики (длительности стадии обесцвечивания) и фазы роста микробной культуры. Известны случаи, когда грамположительные по своей структуре микроорганизмы окрашиваются как грамотрицательные и наоборот.

Пептидогликан. Снаружи цитоплазмати- ческой мембраны у всех бактерий находится слой пептидогликана, ответственный за поддержание специфической формы бактерии и выдерживающий внутриклеточное давление, достигающее нескольких атмосфер.

Пептидогликан состоит из параллельных полисахаридных цепей, образующих вокруг микробной клетки каркас, жесткость которого обеспечивается поперечными сшивками между полисахаридными цепями. Полисахаридные цепи пептидогликана состоят из чередующихся молекул N-ацетилмурамовой кислоты и N-ацетилг- люкозамина, соединенных между собой посредством бета-1,4-гликозидных связей.

Поперечные сшивки формируются за счет замыкания ковалентных связей между короткими боковыми цепями аминокислотной природы, отходящими под прямым углом от основных полисахаридных цепей. Замыкание поперечных сшивок осуществляет группа специализированных ферментов. Специфически подавляют функцию этих ферментов бета-лактамные антибиотики, в чем и заключается механизм действия данных препаратов. Благодаря способности связываться с пенициллином, ферменты получили название пенициллинсвязывающие белки (ПСБ).

Несмотря на принципиальное сходство в строении пептидогликана, у грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов имеются и определенные различия. По химическому составу пептидогликан грамотрицательных бактерий несколько отличается от пептидогликана грамположительных бактерий.

У грамположительных бактерий молекулы пептидогликана образуют сложную и многослойную пространственную структуру. Муреиновый слой у многих видов ковалентно связан с тейхоевыми и тейхуроновыми кислотами, которые могут входить в состав рецепторов для некоторых бактериофагов. В составе клеточной стенки некоторых грамположительных бактерий возможно наличие небольшого количества полисахаридов, белков и липидов. У большинства видов грамотрицательных бактерий пептидогликановый слой образует одноили двухслойную структуру, сшитую редкими поперечными связями между гетерополисахаридными цепями.

Более важным различием в структуре клеточной стенки является наличие у грамотрицательных бактерий дополнительной внешней (наружной) мембраны, располагающейся снаружи от пептидогликанового слоя. Внешняя мембрана грамотрицательных микроорганизмов, в отличие от цитоплазматической мембраны, асимметрична. Ее внутренний слой составляют молекулы фосфолипидов, структура внешнего слоя более сложная. В его состав, кроме фосфолипидов, в значительном количестве входят молекулы липополисахарида (ЛПС).

Молекула ЛПС состоит из трех фрагментов:

1.консервативной структуры — липида А (практически одинакового у всех грамотрицательных бактерий);

2.относительно консервативной олигосахаридной структуры: 2-кето-3-деокси- октоновой кислоты (KDO — коровой зоны, или ядра);

3.высоковариабельных полисахаридных цепей (О-специфические цепи), имеющих уникальное строение у каждого вида микроорганизмов.

Липидный фрагмент молекулы ЛПС обладает гидрофобными свойствами, а поли-

44