2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Mikrobiologia_
.pdf33. Патогенность, вирулентность бактерий, факторы вирулентности. Экзо- и эндотоксины
Известно, что подавляющее большинство микроорганизмов не может вызвать инфекцию. По способности вызывать инфекцию микроорганизмы делят на 3 группы:
—сапрофиты – это те, которые не способны вызывать инфекцию;
—патогенные микроорганизмы — это те, которые всегда вызывают инфекцию;
—условно патогенные микроорганизмы – это те, которые способны вызывать инфекцию, но только при определенных условиях, и, в первую очередь, при снижении антимикробной резистентности макроорганизма.
Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы в отличие от сапрофитов обладают патогенностью, т.е. потенциальной, генетически обусловленной способностью проникать в макроорганизм, размножаться в нем и вызывать ответную реакцию организма.
*Патогенность — это видовой признак, т.е. признак, присущий всем бактериям данного вида. Это качественная характеристика, стойкий признак.
Для того, чтобы патогенный микроорганизм мог вызвать инфекционную болезнь он должен обладать еще одной характеристикой − вирулентностью − способностью не только проникать в макроорганизм, размножаться в нем, но и подавлять его защитные механизмы, следствием чего и является развитие инфекционной болезни.
*Вирулентность − признак не видовой, как патогенность, а штаммовый, т.е. присущ не всему виду, а конкретным штаммам.
Вирулентность можно также определить, как фенотипическое проявление патогенного генотипа микроорганизмов. Как количественный признак вирулентность, в отличие от качественного − патогенности, имеет единицы измерения. Она измеряется количеством, т.е. дозой микроорганизмов, вызывающих определенный биологический эффект. Это могут быть:
DCL (dosis certae letalis) — это абсолютно летальная доза − минимальное количество возбудителя, которое вызывает гибель 100% взятых в опыт лабораторных животных
DLM (dosis letalis minima) — это минимальная летальная доза − минимальное количество возбудителя, вызывающее гибель 95% взятых в опыт лабораторных животных
LD 50 − это минимальное количество возбудителя, вызывающее гибель 50% взятых в опыт лабораторных животных (используется для измерения вирулентности наиболее часто)
Вирулентность является лабильным признаком. Она может изменяться как в сторону повышения, так и снижения, как in vitro, так и in vivo. При максимальном снижении вирулентности патогенные микроорганизмы могут стать авирулентными, т.е. невирулентными, но вирулентные микроорганизмы − всегда патогенны.
*Вирулентность реализуется через ряд последовательных процессов взаимодействия микробных клеток с клетками и тканями макроорганизма. Это:
адгезия − способность прикрепляться к клеткам;
колонизация − способность размножаться на их поверхности;
инвазия − способность проникать в клетки и подлежащие ткани; и образование биологически активных продуктов, в том числе токсинов
Для осуществления колонизации и инвазии, многие бактерии выделяют ферменты агрессии и защиты:
1)нуклеазы;
2)протеазы – разрушение антител;
3)лецитовителлаза - лецитиназа, разрушает клеточные мембраны;
4)плазмокоагулаза - способствует образованию фибриновых барьеров;
5)антифагин - липополисахарид, оказывающий токсическое действие на фагоциты;
6)фибринолизин (стрептокиназа) - протеолитический фермент, растворяющий коагулированную плазму;
7)гиалуронидаза - фермент, гидролизующий гиалур. кислоту (основной компонент соединительной ткани)
8) нейраминидаза - отщепляет от различных гликопротеидов, гликолипидов, полисахаридов сиаловую (нейраминовую) кислоту, повышая проницаемость различных тканей
******Кроме ферментов агрессии и защиты, микроорганизмы, размножаясь, могут вырабатывать специфические биологически активные вещества, повреждающие клетки и ткани макроорганизма - ТОКСИНЫ
По своим свойствам токсины условно делятся на 2 группы:
1.Эндотоксины – ЛПС, термостабильны, продуцируются Гр (-) бактериями, обладают общетоксическим действием, слабые АГ, не переходят в анатоксин
2.Экзотоксины – белки, термолабильны, продуцируются Гр (+) бактериями, обладают специфичностью действия, сильные АГ, при спец. обработке переходят в анатоксины.
Взависимости от прочности их связи с микробной клеткой подразделяют на:
Полностью секретируемые в окр. среду – собственно экзотоксины
Частично секретируемые (несекретируемые)
Наиболее значимыми для медицинской практики продуцентами экзотоксинов являются возбудители дифтерии, ботулизма, столбняка, газовой гангрены, некоторые виды стафилококков и стрептококков среди грамположительных бактерий, а среди грамотрицательных - холерный вибрион, некоторые виды псевдомонад (Ps.aeruginosa), шигелл (Григорьева-Шига).
34. МБД инфекционных заболеваний, их характеристика
Основной задачей микробиологической диагностики инфекционных заболеваний является установление их этиологической природы. Эта задача решается:
либо путем выделения из исследуемого материала микроба-возбудителя, или обнаружения его антигенов или нуклеотидных последовательностей в материале;
либо выявлением образующихся в ходе развития инфекционного заболевания иммунологических изменений или антител, или сенсибилизированных Т-лимфоцитов.
Результаты многих диагностических исследований по обнаружению возбудителей в исследуемом материале в значительной степени зависят от их вида, времени и способа взятия патологического материала. Характер этого материала определяется клиническими особенностями заболевания. Это должны быть те субстраты или биологические жидкости, в которых на данной стадии заболевания наиболее вероятно присутствие возбудителей. Собранный материал следует как можно быстрее доставить в лабораторию или сохранять его в таких условиях, которые в максимальной степени обеспечивали бы сохранение жизнеспособности возбудителей. При исследовании биологических субстратов, которые в норме не содержат микробов (кровь, спинномозговая, плевральная или синовиальная жидкости), обнаружение в них при первичной микроскопии нативных и окрашенных препаратов бактерий имеет большое диагностическое значение и порой играет решающую роль для предварительного диагноза, назначения и проведения адекватной терапии, следовательно, для более корректного лечения заболевания.
Несколько общих требований, касающихся любого вида исследуемого материала:
Его забирают в достаточном количестве, которое обеспечивало бы необходимый объем исследования;
Материал должен соответствовать заболеванию и взят из очага поражения (мазок со слизистой глубины носовых ходов, а не ноздрей; средняя, а не начальная порция мочи; мокрота, а не слюна; гной из расположенного в глубине тканей очага поражения, а не из отверстия свища (фистулы); отделяемое из глубины раны, а не с ее поверхности)
Его забирают, используя только стерильные инструменты и посуду, но не содержащую дезинфицирующие вещества, с соблюдением правил асептики, чтобы предупредить загрязнение исследуемого материала посторонней микрофлорой
Собранный материал доставляют в лабораторию и исследуют в максимально сжатые сроки. Если хранение и транспортировка длятся более 24 часов и в тех случаях, когда микроорганизмы не стабильны вне организма, для сохранения их жизнеспособности используют поддерживающие (транспортные) среды
Материал для исследования берут по возможности до начала лечения противомикробными препаратами.
Если взятие, хранение и транспортировка материала выполнены медперсоналом правильно, микроорганизмы в нем сохраняются, а их численность снижается незначительно.
Обнаружение возбудителя в исследуемом материале можно осуществить тремя группами методов
1.БАК-исследование
2.Серодиагностика
3.Аллергическая диагностика
КЛАССИЧЕСКОЕ БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОЕ (ВИРУСОЛОГИЧЕСКОЕ, МИКОЛОГИЧЕСКОЕ) ИССЛЕДОВАНИЕ
Это так называемый “золотой стандарт” микробиологической диагностики.
Алгоритм бактериологического (вирусологического, микологического) исследования складывается из следующих основных этапов:
первичная микроскопия (необязательный);
первичный посев для выделения чистой культуры;
накопление чистой культуры;
изучение комплекса биологических свойств выделенной культуры и ее идентификация.
Целью БАК исследования является выделение чистой культуры возбудителя и ее идентификация
1 ДЕНЬ БАК ИССЛЕДОВАНИЯ:
2 ДЕНЬ БАК ИССЛЕДОВАНИЯ:
1.Проводят учет роста на питательных средах (рост однородный; рост неоднородный);
2.Проводят описание культуральных свойств
Микроскопически:
–край (ровный, неровный);
–структура (гомогенная, негомогенная).
Изучение колоний заканчивается приготовлением мазка, окраской его по методу Грама и микроскопией. При взятии материала из колонии для приготовления мазка оценивается ее консистенция (мягкая, слизистая, сухая).
Если при микроскопии культура оказалась чистая, то ее пересевают на скошенный агар для накопления.
3 ДЕНЬ БАК ИССЛЕДОВАНИЯ:
4 ДЕНЬ БАК ИССЛЕДОВАНИЯ:
ПЦР (МЕТОД ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ)
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) являющаяся одним из методов ДНК-диагностики, позволяет увеличить число копий детектируемого участка генома (ДНК) бактерий или вирусов в миллионы раз с использованием фермента ДНК-полимеразы.
Тестируемый специфический для данного генома отрезок нуклеиновой кислоты многократно умножается (амплифицируется), что позволяет его идентифицировать.
Сначала молекула ДНК бактерий или вирусов нагреванием разделяется на 2 цепи, затем в присутствии синтезированных ДНК-праймеров (последовательность нуклеотидов специфична для определяемого генома) происходит связывание их с комплементарными участками ДНК, синтезируется вторая цепь нуклеиновой кислоты вслед за каждым праймером в присутствии термостабильной ДНК-полимеразы. Получается две молекулы ДНК. Процесс многократно повторяется.
Для диагностики достаточно одной молекулы ДНК, то есть одной бактерии или вирусной частицы. Введение в реакцию дополнительного этапа - синтеза ДНК на молекуле РНК при помощи фермента обратной транскриптазы - позволило тестировать РНК-вирусы, например, вирус гепатита С.
ПЦР - это трехступенчатый процесс, повторяющийся циклично: денатурация, отжиг праймеров, синтез ДНК (полимеризация). Синтезированное количество ДНК идентифицируют методом иммуноферментного анализа или электрофореза.
ВПЦР может быть использован различный биологический материал - сыворотка или плазма крови, соскоб из уретры, биоптат, плевральная или спинномозговая жидкость и т.д.
Впервую очередь ЦПР применяют для диагностики инфекционных болезней, таких как вирусные гепатиты В, С, D, цитомегаловирусная инфекция, инфекционные заболевания, передающиеся половым путем (гонорея, хламидийная, микоплазменная, уреаплазменная инфекции), туберкулез, ВИЧ-инфекция и т.д.
Преимущество ПЦР в диагностике инфекционных заболеваний перед другими методами исследований заключается в следующем:
возбудитель инфекции может быть обнаружен в любой биологической среде организма, в т.ч. и материале, получаемом при биопсии;
возможна диагностика инфекционных болезней на самых ранних стадиях заболевания;
возможность количественной оценки результатов исследований (сколько вирусов или бактерий содержится в исследуемом материале);
высокая чувствительность метода; например, чувствительность ПЦР для выявления ДНК вируса гепатита В в крови составляет 0,001 пг/мл (приблизительно 4,0.102 копий/мл), в то время как метода
гибридизации ДНК с использованием разветвленных зондов - 2,1 пг/мл (приблизительно 7,0.105 копий/мл).
СЕРОДИАГНОСТИКА
ИЗ ШУБА (НИЖЕ)!!!
Это метод диагностики, целью которого является обнаружение в сыворотке обследуемого антител и нарастания их титра (количества).
Для его реализации используют различные реакции иммунитета как простые (агглютинация и ее разновидности), так и сложные (РСК, ИФА и др.).
Нарастание титра антител, т.е. их инфекционная природа, устанавливается при исследовании парных сывороток.
* Так называют сыворотки, взятые от одного больного в разные сроки болезни с интервалом 5-7 дней.
При исследовании сыворотки любого человека в ней можно обнаружить антитела различного происхождения
- инфекционные, постинфекционные, нормальные, поствакцинальные.
Концентрации трех последних различны, но на протяжении достаточно длительных промежутков времени титр их находится на одном и том же уровне или постепенно снижается. При инфекционных заболеваниях в связи с размножением возбудителей нарастает антигенное раздражение. В ответ на это в сыворотке возрастает количество инфекционных, связанных с заболеванием, антител. Таким образом, титр инфекционных антител нарастает в динамике заболевания, при этом абсолютно не важно, в каком количестве обнаруживаются специфические антитела при первом исследовании.
Серологический метод диагностики применяют с конца первой, начала второй недели заболевания. Для осуществления серологических реакций, т.е. взаимодействия антител с антигеном, при серодиагностике для обнаружения искомого антитела к сыворотке прибавляют известный антиген - или микроорганизмы, вызвавшие их образование, или их компоненты, обладающие иммуногенностью. В качестве известного антигена для серодиагностики используются разнообразные антигенные диагностикумы.
обычные диагностикумы – п.с. взвесь убитых микроорганизмов или их отдельных АГ
эритроцитарные диагностикумы – взвесь эритроцитов, на которых адсорбированы МО или их АГ.
Вдиагностическом варианте можно использовать почти все указанные для иммуноиндикации реакции иммунитета, но меченными радиоизотопами, флюорохромами должны быть антигены, а не антитела.
Отличие диагностического варианта ИФА будет также заключаться в использовании не антимикробной иммунной меченной ферментом сыворотки, а меченной ферментом антиглобулиновой сыворотки, воспринимающей человеческие антитела в исследуемой сыворотке как антигены.
Кроме того, для оценки напряженности антитоксического иммунитета при дифтерии и скарлатине раньше использовали реакция токсиннейтрализации in vivo (в организме здорового человека). Отсутствие гиперемии (местного действия токсина) через 24 часа после введения (в/к 1/40 DLM) токсина Шика (дифтерийный) или Дика (скарлатинозный) говорит о нейтрализации их антитоксинами, т.е. антителами против бактерийных и некоторых других токсинов, и в конечном счете о наличии антитоксического иммунитета. В настоящее время эти реакции не применяются, а для оценки напряженности антитоксического иммунитета и отбора контингента для ревакцинации при дифтерии используется РПГА с дифтерийным антигенным анатоксическим диагностикумом.
АЛЛЕРГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА
При многих инфекционных заболеваниях развивается состояние повышенной чувствительности к повторному введению возбудителя или продуктов его жизнедеятельности. Такое состояние называется инфекционной аллергией.
Инфекционная аллергия развивается при туберкулезе, туляремии, бруцеллезе, сапе, сифилисе, сибирской язве, токсоплазмозе, паротите, простом герпесе и ряде других инфекций.
Она может длительно (годами) сохраняться и после выздоровления.
Для выявления инфекционной аллергии применяют аллергические диагностические пробы. При их постановке строго в/к вводят соответствующий аллерген. Наличие гиперемии и инфильтрата указывает на положительный результат реакции, т.е. наличии инфекционной аллергии.
Аллергические диагностические пробы используют для диагностики туберкулеза (реакция Манту), бруцеллеза (проба Бюрне), туляремии (проба с тулярином), сибирской язвы (проба с антраксином), мягкого шанкра (реакция Дюкрея), проказы (реакция Мицуды). Последняя позволяет даже дифференцировать туберкулоидную (лепромин-положительную) форму проказы от лепроматозной (лепромин-отрицательной).
Положительная кожная аллергическая проба указывает, что введение аллергена при постановке пробы является повторным, т.е. индивидуум в прошлом имел контакт с микробным агентом.
Здесь сказывается основной недостаток диагностической ценности кожно-аллергических проб, т.к. они могут быть положительными не только у инфицированных, но и у привитых против этих болезней, а также у лиц, переболевших много лет назад, в том числе и у носителей, т.е. положительный тест у здоровых лиц указывает только на контакт, осуществленный в прошлом, с микробным антигеном.
Истинное диагностическое значение при определении природы заболевания имеет только переход от отрицательной кожной пробы к положительной, который происходит в течение болезни. Кроме того, вираж реакции, т.е. увеличение выраженности ее проявления при повторном исследовании, также служит основанием для более детального обследования на инфицированность данным возбудителем.
При приеме кортикостероидных гормонов, иммунодепрессантов, саркоидозе, болезни Ходжкина и других опухолях учет результатов постановки аллергических проб затруднен, потому что в этих случаях наблюдается явление называемое анергия, т.е. значительное снижение общей кожной реактивности.
* Более того, при появлении сыпи у детей, когда ребенок переносит одно из таких заболеваний как корь, ветряная оспа, также может наблюдаться состояние анергии, и при постановке в этот период пробы Манту туберкулиноположительный ребенок может стать временно туберкулиноотрицательным, т.е. получается
ложноотрицательный результат.
Наиболее широко используются в скрининг - обследовании широких слоев населения на инфицированность этими возбудителями следующие аллергические диагностические пробы.
Проба Манту с туберкулином при туберкулезе (положительна - 5 ТЕ ≥10мм)
Проба Бюрне с бруцеллином - появляется к концу 1 месяца и сохраняется годами
Проба с антраксином при сибирской язве - появляется с первых дней болезни и положительна в течение многих лет после выздоровления
Проба с тулярином при туляремии - появляется с 3-5 дня после инфицирования и сохраняется годами
Положительная реакция Дюкрея при мягком шанкре появляется с 8 дня заболевания и может сохраняться годами
35. Острые кишечные заболевания (ОКЗ). Характеристика. Классификация
Острые кишечные инфекции (ОКИ) – группа острых инфекционных заболеваний, которые характеризуются различными этиологическими факторами (вирусы, бактерии и т.д.), имеют сходный путь и механизм передачи, а также характеризуются общностью клинико-морфологических проявлений.
Острые кишечные инфекции имеют широкое распространение.
путь передачи в основном фекально-оральный или контактно-бытовой.
Они локализуются в основном в кишечнике.
Это группа этиологически полиморфных заболеваний, возбудители которых принадлежат к различным группам микроорганизмов: бактериям, вирусам, простейшим.
Все бактериальные и вирусные инфекции имеют сходные клинические формы в виде гастроэнтероколитов, но их специфика различна.
Патогенные микроорганизмы дают отдельные характерные нозологические формы кишечных инфекций: холера, брюшной тиф. Условно-патогенные микроорганизмы обладают общей симптоматикой, и сходны по клиническим проявлениям.
1.Протозойные кишечные инфекции: лямблиоз, амебиаз, криптоспоридоз.
2.Вирусные кишечные инфекции: ротавирусы, вирус Норволка, некоторые серо-вары аденовирусов, энтеровирусы (семейства пикорнавирусов), в том числе вирус гепатита А и вирус гепатита Е
3.Бактериальные кишечные инфекции:
Представители семейства Enterobacteriaceae – прямые, Гр (-), оксидазо (-), неспорообразующие палочки, факультативные анаэробы.
Род Shigella – антропонозное заболевание дизентерия
Род Salmonella – антропонозное заболевание тифы и паратифы, и зооантропонозное заболевание сальмонеллез.
Серогруппа Escherichia coli – эшерихиоз
Род Yersinia – иерсиниоз.
Условно-патогенные бактерии Род Klebsiella, Proteus, Enterobacter, Citrobacter – вызывают пищевые токсикоинфекции
Представители семейства Vibrionaceae – род Vibrio – слегка изогнутые Гр (-), оксидазоположительные палочки, неспорообразующие, аэробы.
Вид V.cholerae серогруппы О1, 0139 – возбудители холеры, другие условно-па-тогенные представители вызывают – диарею
Представители семейства Campylobacteraceae – род Campylobacter – извитые Грам «-»,
оксидазоположительные палочки, неспорообразующие, микроаэрофилы.
Вид Campylobacter jejuni, Campylobacter coli – зооантропонозное заболевание кампилобакетриоз.
Представители семейства Bacillaceae – род Bacillus – Грам «+», спорообразую-щие анаэробные палочки.
Вид B.cereus – вызывают диарею
Представители семейства Clostridiaceae – род Clostridium - Грам «+», спорооб-разующие анаэробные палочки.
Вид Clostridium botulinum – вызывает ботулизм
Условно-патогенный вид Clostridium difficile – антибиотикоиндуцированный эн-догенный псевдомембранозный колит.
Представители семейства Staphylococcaceae – род Staphylococcus – Грам «+»
S. aureus – стафилококковый пищевой токсикоз.
АНТИБИОТИКАССОЦИИРОВАННЫЕ ДИАРЕИ
АБ-ассоциирующее поражение кишечника – один или более эпизодов неоформленного стула, развившихся на фоне применения АБ, т.е. ААПК можно рассматривать как проявление дисбактериоза , когда на фоне резкого уменьшения представителей НМ идет усиленные размножение других м\о.