ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Введение в микробиологию. Систематика и морфология бактерий. Ультраструктура бактериальной клетки.» Микробиология как наука. Предмет и задачи микробиологии. Микробиология (от греч. micros – малый, bios – жизнь, logos – учение) – наука о мельчайших невидимых невооруженным взглядом живых объектах – микроорганизмах, закономерностях их развития и тех изменениях, которые они вызывают в среде обитания и в окружающей среде. Термин «микроорганизмы» ввел французский ученый Седдило в конце XIX века. Микроорганизмы – наиболее древняя форма организации жизни на Земле, они появились задолго до возникновения растений и животных – примерно 3-4 млрд. лет тому назад. В настоящее время они представляют собой по количеству самую значительную и самую разнообразную часть организмов, населяющих биосферу Земли. Они находятся в воздухе, воде, почве, пище, на окружающих нас предметах, на поверхности и внутри нашего тела и других организмов животного и растительного мира, и даже в космосе. Все микроорганизмы подразделяются на: патогенные (от греч. patos – болезнь) – болезнетворные, т.е. способные вызвать инфекционное заболевание; условно-патогенные – вызывают заболевания при определенных условиях; сапрофитные (от греч. sapros – гнилой и phyton – растения) – непатогенные/неболезнетворные, не вызывают заболевания у человека. Название «микробиология» предложено французским ученым Дюкло. Микробиология зародилась в пределах биологии. Затем она постепенно дифференцировалась на самостоятельные научные дисциплины: общая; частная; медицинская; клиническая (изучает микроорганизмы, вызывающие заболевания в ЛПУ); санитарная; ветеринарная (изучает микроорганизмы, патогенные для животных); сельскохозяйственная (изучает микроорганизмы – вредителей растений); морская (изучает микроорганизмы – обитателей морей и океанов); космическая (изучает микроорганизмы, населяющих космическое пространство); техническая микробиология (использует микроорганизмы для получения разнообразных продуктов, необходимых для жизнедеятельности людей – вакцины, диагностикумы, ферменты и т.д.). Предмет изучении общей микробиологии – общие закономерности, биологические свойства микроорганизмов вне зависимости от их видовой принадлежности: морфологию, физиологию, биохимию, генетику, экологию, эволюцию и другие признаки микроорганизмов. Предмет изучении частной микробиологии – особенности биологических свойств микроорганизмов, характерных определенному виду. Предмет изучения медицинской микробиологии – патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, процессы их взаимодействия с макроорганизмом. Задачи медицинской микробиологии: микробиологическая диагностика инфекционных заболеваний; разработка методов специфической профилактики; разработка этиотропного лечения инфекционных болезней. В составе медицинской микробиологии выделяю следующие разделы: бактериология (объект изучения – бактерии); вирусология (объект изучения – вирусы); микология (объект изучения – грибы); прототозоология (объект изучения – простейшие); альгология (объект изучения – микроскопичские водоросли); иммунология (объект изучения – защитных реакции организма) и др. Предмет изучения санитарной микробиологии, тесно связанной с медицинской микробиологией, – санитарно-микробиологическое состояние объектов окружающей среды и пищевых продуктов, разработка санитарно-микробиологических нормативов и методов индикации патогенных микроорганизмов в различных объектах окружающей среды. Исторические этапы развития микробиологии. Выделяют 5 исторических периода развития и становления микробиологии как науки. I. Эвристический период. Многие тысячелетия человечество пользовалось плодами жизнедеятельности микроорганизмов, не подозревая об их существовании. Хотя мысль о наличии в природе невидимых живых существ возникала у многих исследователей. Гиппократ, Парацельс (VI век до н.э.) высказывали предположение о том, что «миазмы», обитающие в болотах, вызывают различные болезни у человека, попадая в его организм через рот. В наиболее законченной форме идею сформулировал Джироламо Фракосторо в труде «О контагиях, контагиозных болезнях и лечении» (1546 г.): заражение человека может происходить тремя путями – при непосредственном соприкосновении, опосредованно (через предмет) и на расстоянии, но при обязательном участии контагий («зародышей болезней»). Однако это были гипотезы, доказательств которых у них не было. II. Описательный период (морфологический) – охватывает вторую половину XVIII века и продолжается до середины XIX века. Связан с созданием микроскопа и открытием микроскопических существ, невидимых глазом человека. Первый микроскоп был создан в 1590 г. Гансом и Захарием Янсенами, но у него было увеличение всего лишь в 32 раза. Голландский натуралист Антоний Левенгук (1632-1723 гг.) сконструировал микроскоп с увеличением в 160-300 раз, при помощи которого ему удалось обнаружить мельчайших «живых зверьков» (анималькусов) в дождевой воде, зубном налете и других материалах. Зарисованные им формы микроорганизмов были удивительно правдивы. В этот же период в 1771 г. выдающийся русский врач Данило Самойлович (1744-1805 гг.) в опыте самозаражения гноем больных чумой доказал роль микроорганизмов в этиологии чумы и возможность предохранения людей от чумы с помощью прививок. Д.С. Самойлович был убежденным сторонником живой природы возбудителя чумы и за 100 с лишним лет до открытия этого микроба пытался обнаружить его. Лишь несовершенство микроскопов того времени помешало ему сделать это. Он предположил возможность искусственного создания невосприимчивости к инфекционному агенту и даже предпринял попытку создания противочумной вакцины. Эти исследования предшествовали работам Э. Дженнера. Работы Д.С. Самойловича внесли большой вклад в разработку мероприятий по борьбе с чумой. В 1796 г. Эдвард Дженнер (1749-1823 гг.) создал и успешно применил вакцину для профилактики натуральной оспы, взяв материал от доярки, больной коровьей оспой. III. Физиологический период (Пастеровский) (вторая половина XIX века) – «золотой век» микробиологии. С момента обнаружения микроорганизмов, возник вопрос не только об их роли в патологии человека, но и об их устройстве, биологических свойствах, процессах жизнедеятельности, экологии и т.д. Поэтому с середины XIX века началось интенсивное изучение физиологии бактерий. Л. Пастер (1822-1895 гг.) – основатель французской школы микробиологии (химик по образованию, талантливый экспериментатор, сделал ряд фундаментальных открытий во многих областях науки, в том числе и в микробиологии), его основные достижения: открытие бактериальной природы брожения и гниения при изучение болезней вина и пива; предложение мягкого метода стерилизации – пастеризации; доказательство невозможности самопроизвольного зарождения жизни (если стерильный бульон оставить в открытой колбе, то он прорастет, но если стерильный бульон поместить в колбу, сообщающуюся с воздухом через спиральную трубку, то бульон не прорастет, т.к бактерии осядут на изогнутых частях трубки); создание основ вакцинного дела; разработка и получение вакцины против бешенства, сибирской язвы у животных и куриной холеры; открытие возбудителей сибирской язвы (Bacillus anthracis), родовой горячки (стрептококки), фурункулеза (стафилококки). Р. Кох (1843-1910 гг.) – основатель школы немецких микробиологов, его достижения: внедрение в практику микробиологии анилиновых красителей, иммерсионной системы, плотных питательных сред; открытие возбудителей туберкулеза и холеры у человека; сформулирована триаду критериев, по которым можно было установить связь инфекционного заболевания с определенным микроорганизмом (триада Генле-Коха – эти принципы до Коха выдвигал Генле, а Кох сформулировал и развил): 1) микроб, предполагаемый в качестве возбудителя болезни, всегда должен обнаруживаться только при данном заболевании, не выделяясь при других болезнях и от здоровых людей; 2) данный микроб должен быть выделен в чистой культуре; 3) чистая культура этого микроба должна вызывать у экспериментального животного заболевание с клинической и паталогоанатомической картиной, свойственной заболеванию человека. Сейчас эта триада имеет относительное значение, установление роли микроорганизма в развитии инфекционного заболевания не всегда укладывается в рамки триады. IV. Иммунологический период (конец XIX – начало XX веков), связан с работами И.И. Мечникова и П. Эрлиха. И.И. Мечников (1845-1916 гг.) – один из основоположников иммунологии, описал явление фагоцитоза (клеточная теория иммунитета). Пауль Эрлих (1854-1915 гг.) сформулировал теорию гуморального иммунитета, объяснив происхождение антител и их взаимодействие с антигенами. В 1908 г. И.И. Мечникову и П. Эрлиху была присуждена Нобелевская премия за работы в области иммунологии. Конец XIX ознаменовался эпохальным открытием царства вирусов. Д.И. Ивановский (1864-1920 гг.) – первооткрыватель вирусов. Будучи сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета в 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака пришел он к выводу, что заболевание вызвано фильтрующимся агентом, впоследствии названным вирусом. 1928 г. – А. Флеминг, изучая явления микробного антагонизма, получил нестабильный пенициллин. А в 1940 г. – Г. Флори и Э. Чейн получили стабильную форму пенициллина. Отечественный пенициллин был разработан в 40-е годы прошлого столетия ленинградским микробиологом З.В. Ермольевой. V. Современный период (начался в середине XX века) связан с научно-технической революцией в естествознании. 1944 г. – О. Эвери, К. Мак-Леод, К. Мак-Карти доказали роль ДНК в передаче наследственной информации. 1953 г. – Д. Уотсон и Ф. Крик расшифровали структуру ДНК. В 60-70 гг. появились работы по генетике бактерий, становление генной инженерии. 1958 г. – П. Медавар и Гашек описали явление иммунологической толерантности. 1959 г. – Р. Портер и Д. Эдельман смоделировали молекулу иммуноглобулина. 1982 г. – Р. Галло, 1883 г. Л. Монтанье открыли ВИЧ. Роль отечественных ученых в развитии микробиологии. Отечественным ученым принадлежит немало крупных достижений и открытий, внесших существенный вклад в развитие микробиологии. В ранний период развития микробиологии большое значение имели работы русских исследователей М.М. Тереховского (1740-1796 гг.) и Д.С. Самойловича. Работы М.М. Тереховского были посвящены изучению влияния на микроорганизмы различных физических и химических воздействий, первым разработал подходы к термическому обеззараживанию различных объектов. К сожалению, его работы были мало известны в то время. Русский ботаник Л.С. Ценковский (1822-1887 гг.), отнесший бактерии к растениям, разработал вакцину против сибирской язвы, которую успешно применял для вакцинации скота; описал 43 новых вида микроорганизмов; начал читать лекции о бактериях в Петербургском университете в середине 50-х годов XIX века. Г.Н. Минх (1836-1896 гг.) и О.О. Мочутковский (1845-1903 гг.) в опытах самозаражения доказали инфекционную природу возбудителя возвратного сыпного тифа. Д.К. Заболотный (1866-1929 гг.) – крупнейший организатор борьбы с чумой, доказал природную очаговость чумы, установил пути передачи инфекции от животных, тем самым заложив основы отечественной эпидемиологии. В 1898 г. создал 1-ю кафедру микробиологии в Петербургском женском медицинском институте. Г.Н. Габричевский (1860-1907 гг.) – первый русский бактериолог, открыл на частной основе Бактериологический институт при Московском университете в 1896 г., автор «Руководства к клинической бактериологии для врачей и студентов» и учебника «Медицинская бактериология». Имеет много работ по лечению и профилактике скарлатины, малярии и возвратного тифа. В 1894 г. получил первую противочумную сыворотку, которую сначала испытывал на себе. Н.Ф. Гамалея (1859-1949 гг.) – выдающийся русский микробиолог, ученик Пастера, автор многих работ, посвященных проблемам бешенства, холеры и др., разработал основы получения химических вакцин, в 1886 г. организовал и открыл в Одессе первую в России и вторую в мире Пастеровскую станцию, где проводились прививки против бешенства. Л.А. Зильбер (1894-1966 гг.) выделил вирус клещевого энцефалита и исследовал эпидемиологию этого заболевания, получил первую вакцину для специфической профилактики клещевого энцефалита. Является автором вирусно-генетической теории происхождения опухолей. П.Ф. Здродовский – иммунолог и микробиолог, известный фундаментальными работами по физиологии иммунитета и риккетсиологии. В.М. Жданов – крупнейший вирусолог, один из организаторов ликвидации натуральной оспы на Земле, основоположник молекулярной вирусологии и генной инженерии. В.Д. Тимаков – известен трудами по L-формам бактерий. М.П. Чумаков – вирусолог, организатор Института полиомиелита и вирусных энцефалитов (сейчас носит его имя), автор многих противовирусных вакцин, в том числе полиомиелитной пероральной вакцины. А.А. Смородинцев – автор гриппозной, коревой и полиомиелитной вакцин. Современные подходы к систематике и номенклатуре микроорганизмов. Систематика (от греч. systematicos – упорядоченный) – наука, занимающаяся изучением многообразия организмов, выявлением их сходства, различий, группировкой и классификацией. Классификация (от греч. classic – разряд, группа) – это распределение единиц по группам более высокого порядка (служит для упорядочения многообразных микроорганизмов, для определения видов). Таксономия (греч. taxis – порядок, расположение, nomos – закон) – это особый раздел систематики, изучающий принципы классификации. Признаки, используемые для таксономической классификации микроорганизмов: 1) Морфологические – форма, размеры, взаиморасположение, наличие спор, капсулы, жгутиков, особенности ультраструктуры; 2) Тинкториальные – способность окрашиваться; 3) Культуральные – особенности роста на жидких и плотных питательных средах: скорость, характер роста, условия культивирования; 4) Особенности питания; 5) Тип дыхания – аэробы, анаэробы, факультативные анаэробы, микроаэрофилы; 6) Биохимические свойства – способность ферментировать углеводы, белки, жиры; 7) Антигенные свойства – родо-, видо-, вариантоспецифичность; 8) Чувствительность к бактериофагам; 9) Химический состав – содержание основных сахаров, аминокислот, белков, жиров, микроэлементов; 10) Свойства генома – величина, молекулярная масса генома, наличие внехромосомных факторов наследственности и т.д. Таксон – любая таксономическая группа, имеющая научное название. Основная таксономическая категория в микробиологии – вид. Вид – эволюционно сложившаяся совокупность микроорганизмов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по строению и физиологическим свойствам. Для обозначения вида применяется бинарное название, предложенное К. Линнеем. Схема формирования биноминального названия микроорганизмов: Фамилия автора Клинические признаки РО ВИ Морфология колоний Д Д Морфология бактерий Место обитания Географическое место выявления Escherichia Эшерих – автор Salmonella Сальмон – автор Staphylococcus гроздья винограда, шар Clostridium веретено coli кишка typhi туман, бред aureus золотистый цвет колоний tetanus судороги Виды, связанные генетическим родством, объединены в роды, роды – в трибы, трибы – в семейства, семейства – в порядки, порядки – в классы, классы – в отделы, а отделы – в царства. Высшей таксономической категорией является царство. Признаки у особей одного и того же вида могут варьировать, поэтому внутри вида выделяют варианты: серологические (сероварианты/серовары), морфологические (морфовары), по отношению к специфическим бактериофагам (фаговары), биохимические (хемовары), экологические (эковары), бактериоциновары, резистовары (отличие по устойчивости к антибиотикам) и т.д. Помимо вида в микробиологии применяются специальные термины: штамм, клон, чистая культура, смешанная культура. Штамм – это культура клеток одного вида, выделенная из разных источников, или из одного источника, но в разное время. Клон – генетически однородная культура микроорганизмов, полученных из одной клетки. Чистая культура – популяция микробов одного вида, выращенных на питательной среде. Смешанная культура – культура клеток нескольких видов. Особенности систематики микроорганизмов. Выделяют мир микроорганизмов, который подразделяют на 3 царства: 1. Эукариоты (Eucaryotae): отделы – грибы (Fungi или Mycota) и простейшие (Protozoa). 2. Прокариоты (Procaryotae) : отделы – цианобактерии (сине-зеленые водоросли) и бактерии (35 групп по Берджи, в том числе бактерии, актиномицеты, спирохеты, риккетсии, хламидии и микоплазмы). 3. Вирусы (Vira) – ДНК- и РНК-содержащие. Существуют две неклассифицированные формы микроорганизмов – вироиды (инфекционные ДНК/РНК) и прионы (инфекционные белки). Особенности систематики бактерий. Среди трудов по систематике бактерий международное признание получили работы Берджи с авторами. Первое издание «Определителя бактерий» Берджи вышло в 1923 году; с тех пор руководство неоднократно переиздавалось. Последнее издание, дополненное и переработанное, опубликовано в 2001 г. По Берджи, царство прокариот делится на 4 отдела в зависимости от наличия у бактерий клеточной стенки и от ее состава. 1. Gracillicutes (тонкокожие) – имеют тонкую клеточную стенку (например, Грам- бактерии). 2. Firmicutes (толстокожие) – объединяют Грам+ бактерии с толстой клеточной стенкой. 3. Tenericutes (нежнокожие) – отдел представлен организмами, не имеющими клеточной стенки (микоплазмы). 4. Mendosicutes (mendosis – неправильный) – сюда вошли бактерии, имеющие клеточную стенку, но она не содержит пептидогликана (археобактерии). Описание бактерий в определителе даются по группам, которые делятся на семейства, роды. Всего выделено 35 групп, из них 30 содержат патогенные для человека виды. Морфология бактерий. Морфология бактерий – это раздел микробиологии, изучающий форму, размеры, строение бактерий и их взаимное расположение относительно друг друга. Размеры бактерий измеряются в мкм и колеблются от 0,1 до 10 мкм; размеры отдельных клеточных структур – в нм. Существуют 4 основные формы бактерий – шаровидные, палочковидные, извитые, ветвящиеся. Шаровидные бактерии – кокки (coccus – зерно) имеют правильно сферическую или эллипсовидную форму, по расположению в мазке различают: микрококки (от греч. micros – малый) распределяются в мазке беспорядочно, по одному; диплококки (от греч. diplos – двойной ) – попарно; тетракокки – по 4; сарцины (от греч. sarcina – связка, тюк) – «пакетами» по 8, 16, 32 и более; стафилококки (от греч. staphyle – гроздь винограда) – в виде гроздьев винограда; стрептококки (от греч. streptos – цепочка) – в виде цепочки кокков. Характер расположения в мазках зависит от особенностей деления бактериальных клеток в процессе размножения и наличием капсулы. Палочковидные формы подразделяются на: бактерии (не образуют спор); бациллы (аэробные спорообразующие микроорганизмы); клостридии (спорообразующие анаэробы). Палочки бывают короткими, длинными с закругленными и заостренными концами. По расположению в мазках выделяют: диплобактерии; стрептобактерии; располагающиеся беспорядочно. Извитые бактерии делятся на: вибрионы – изогнутость тела не превышает четверти оборота спирали (холерный вибрион); спириллы и спирохеты – имеют по одному или несколько оборотов (например, возбудитель сифилиса), спирохеты отличаются от спирилл подвижностью. Нитевидные формы (ветвящиеся) – это палочки с разветвлениями на одном или обоих концах (например, актиномицета). Но размеры и форма бактерий могут изменяться под влиянием окружающей среды (состав питательной среды, ее pH, температура, лекарственные препараты и др.), а также в зависимости от возраста культуры. Ультраструктура бактериальной клетки. Бактерии относятся к прокариотам, устроенным более примитивно, чем эукариоты (растительные и животные клетки). Сходства в строении клеток эукариот и прокариот: Клеточное строение; Наличие цитоплазматической мембраны; Наличие цитоплазмы; Единая форма наследственности – ДНК. Различия в строении клеток эукариот и прокариот: Эукариоты Прокариоты Дифференцированное ядро (ядерная Недифференцированное ядро мембрана, ядрышки, гистонные белки) (нуклеоид, неотделенный от цитоплазмы мембраной, не содержат гистоны) Диплоидный набор хромосом Гаплоидный набор хромосом Линейная ДНК Циркулярная ДНК Размножение путем митоза Бинарное деление Мембранные органеллы (ЭПС, Не имеют мембранных органелл аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии) Рибосомы 2-х видов: 80S – в Только 70S рибосомы цитоплазме и 70S – в органеллах Клеточная стенка не содержит Клеточная стенка содержит пептидогликан пептидогликан Внехромосомные факторы Внехромосомные факторы наследственности (ДНК) содержатся в наследственности (плазмиды) содержатся в митохондриях и хлоропластах цитоплазме Ультраструктуру бактериальной клетки удалось изучить с помощью электронного микроскопа, а также благодаря биохимическим, цитохимическим и иммунологическим методам. Различают обязательные компоненты бактериальной клетки (имеющиеся у всех бактерий и постоянно) и необязательные (встречаются лишь у некоторых микроорганизмов и непостоянно). К обязательным элементам относятся: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, нуклеоид, рибосомы, мезосомы, пили 1-го порядка. К необязательным – капсула, споры, жгутики, плазмиды, пили 2-го порядка, включения. Компоненты бактериальной клетки Клеточная стенка О Б Я З А Цитоплазматическая Т мембрана Е Л Цитоплазма Ь Н Ы Нуклеоид Е Рибосомы Мезосомы Пили I типа Основные функции Формообразующая; Защитная; Участие в обменных процессах; Участие в процессах деления и спорообразования; Рецепторная; Антигенная Регуляция осмотического давления; Транспортная; Участие в процессах дыхания, питания и деления Интегративная; Транспортная; Место локализации органоидов и включений Хранение, воспроизведение и передача наследственной информации Синтез белка Энергетический метаболизм; Место локализации окислительно-восстановительных ферментов; Участие в процессах деления и спорообразования Адгезивная Оболочка бактериальной клетки состоит из 3-х основных слоев: слизистый, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана. Слизистый слой представляет собой аморфное слизистое образование. Некоторые бактерии имеют помимо этого легко отделяемого слизистого слоя, капсулу, отличающуюся упорядоченным фибриллярным строением. Образование капсулы зависит от среды, в которой находятся бактерии. Некоторые из них (пневмококки), образуют капсулу только в организме человека или животного, другие – в организме и на питательных средах с добавлением крови (возбудитель чумы). Функцией капсул является защита микроорганизмов от фагоцитоза, от действия антител и других барьерных факторов организма. Н Защитная; Капсула Е Антигенная О Сохранение наследственной информации при Споры Б неблагоприятных условиях внешней среды Я Двигательная Жгутики З Участие в процессе конъюгации – переносе генетического Пили II типа А материала от клетки-донора к клетке-акцептору Т Внехромосомное хранение генетической информации Плазмиды Е Запас питательных веществ и продуктов метаболизма Включения Л Ь Н Ы Е Клеточная стенка – прочная эластичная стенка, окружающая бактериальную клетку снаружи. Клеточная стенка имеет сложную структуру, ее химический состав и строение постоянны, что используется для определения вида микроорганизмов. В состав клеточной стенки почти всех прокариот обязательно входит пептидогликан (или муреин), обеспечивающий эластичность и ригидность. Это полисахарид, состоящий из чередующихся звеньев N-ацетилглюкозамина и Nацетилмураловой кислоты. С каждым остатком данной кислоты ковалентно связан тетрапептид, в состав которого входят 4 аминокислоты: аланин, глутамин, лизин и диаминопимелиновая кислота, встречающаяся только у бактерий. В 1885 г. датский врач Христан Грам предложил метод окраски бактерий, при котором одни бактерии окрашивались в фиолетовый цвет (их назвали грамположительными); другие – в красный (грамотрицательные). Сам автор не смог объяснить механизм такого окрашивания. Позже было установлено, что характер окраски бактерий зависит от особенностей строения клеточной стенки. Ее структура и химический состав различны у грам+ и грам- бактерий. Грамположительные бактерии имеют сравнительно просто построенную, но мощную клеточную стенку. Она состоит преимущественно из множества слоев пептидогликана, составляющего до 95% его сухой массы. Часто вместо диаминопимелиновой кислоты содержится лизин, тейхоевые и липотейхоевые кислоты – на них приходится до 50% сухого веса клеточной стенки. Стенка эта не содержит липополисахаридов, но может включать различные белки, содержание которых вариабельно. Грамотрицательные бактерии имеют сравнительно тонкую клеточную стенку, в ней выделяют 2 слоя – пластичный и ригидный. Последний образован одним слоем пептидогликана, составляющего не более 10% сухой массы клеточной стенки. На пептидогликановом каркасе расположены фосфолипиды, липополисахариды и белки, образующие пластичный слой. Толщина пластичного слоя значительно превышает размеры монослоя пептидогликана. Различия в строении клеточной стенки Грам+ и Грам- бактерий. Признаки Грам+ Грам− Толщина клеточной 10-25 9-10 стенки (нм) Структура клеточной однородная неоднородная стенки Компоненты клеточной стенки: пептидогликан 95% многослойный 5-10% однослойный тейхоевые + − кислоты белки небольшое количество много липиды 2,5% 25% липополисахар − много иды рибонуклеат + − магния Грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы. Грам+ Грам Все кокки, за исключением Из кокков – гонококки и гонококков и менингококков менингококки Все бациллы и клостридии Большинство палочковидных, не Палочки, не образующих споры: образующих спор дифтерийная, туберкулезная и молочно-кислые Все извитые формы бактерии Цитоплазматическая мембрана расположена под клеточной стенкой и отделяет ее от цитоплазмы, представляет собой эластичный фосфолипидный бислой, в который погружены молекулы белков, толщина – 8-10 нм. Цитоплазма – коллоидная система, состоящая из воды (7080%), протеинов, жиров, углеводов, минеральных веществ, содержит органеллы (нуклеоид, рибосомы, мезосомы) и включения (гранулы, содержащие крахмал, гликоген, серу, волютин и т.д.). Нуклеоид представляет собой кольцевую двунитевую молекулу ДНК и в отличие от ядер эукариот, не имеет мембраны и гистонных белков. Рибосомы представляют собой одноцепочечные молекулы РНК (40%), связанные с белком (60%), разбросанные по цитоплазме (от 500 до 5000 на одну бактериальную клетку). Мезосомы – производные ЦПМ, образуются путем инвагинации в цитоплазму, могут быть пластинчатыми (ламинарными), трубчатыми (тубулярными), везикулярными (пузырными), смешанными. Пили 1-го порядка (фимбрии, ворсинки, реснички) покрывают поверхность бактериальной клетки в количестве от нескольких сотен до нескольких тысяч, размеры – 0,3-12 нм длиной и 3-10 нм шириной. Пили 2-го порядка (коньюгативные, половые) участвуют в коньюгации бактерий, имеются только у бактерий-доноров 1-4 на клетку. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Вирусы. Бактериофаги.» Вирусология ( от лат. virus – яд, logos – учение) – наука, изучающая вирусы, вироиды и прионы. Вирусы – это неклеточные формы жизни, обладающие собственным геномом и способные к воспроизведению только в клетках более высокоорганизованных существ (растений, грибов, животных и человека). Вирусы существуют в двух формах: внеклеточная, корпускулярная, покоящаяся – вирион; внутриклеточная (представлена лишь НК), репродуцирующаяся, вегетативная – собственно вирус. Бактериофаги – это вирусы бактерий (пожиратели бактерий). Вироиды – это субвирусные агенты с неполными для вирусов свойствами – ультрамелкие ковалентнозамкнутые кольцевые молекулы РНК, не содержащие белка и с нарушенной функцией репликации (вызывают заболевания у растений, вирус гепатита D?). Прионы – термин образован от английских слов «PROtein INfectious agent» – белковый инфекционный агент – гидрофобные специфические белки с молекулярной массой 30 кД, вызывающие медленные летальные инфекции (губчатые энцефалопатии – скрепи у овец, куру, болезнь Крейтцфельда-Якоба и другие у человека). Этапы развития вирусологии: 0. Донаучный период. Наиболее ранние упоминания о вирусных заболеваниях человека и животных в трудах Гиппократа (460-377 гг. до н.э.), Галена (131-211 гг. до н.э.), Авиценны (980-1037 гг. н.э.) – полиомиелите, бешенстве, натуральной оспе. В 1796 г. Эдвард Дженнер (1749-1823 гг.) создал и успешно применил вакцину для профилактики натуральной оспы. В 1885 г. Л. Пастер (1822-1895 гг.) получил антирабическую вакцину. I. Начальный период (1892 – 1930 гг.). Д.И. Ивановский (1864-1920 гг.) – первооткрыватель вирусов. Будучи сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета в 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака пришел к выводу, что заболевание вызвано фильтрующимся агентом, впоследствии названным вирусом. В своей диссертации «О двух болезнях табака» Д.И. Ивановский гениально предположил, что обнаруженный мельчайший агент состоит из телец. В 1899 г. голландский микробиолог Мартин Бейеринк повторил опыт Д.И. Ивановского и назвал причину болезни табака «жидким живым началом». В 1935 г. американский ученый-биохимик, лауреат Нобелевской премии по вирусологии Уинделл Стенли получил данный вирус в чистом виде. В 1898 г. Ф. Лефлер и П. Фрош открыли вирус ящура. В 1917 г. Д’Эрелль и в 1915 г. Ф. Туорт независимо друг от друга открыли, что бактерии чувствительны к фильтрующимся агентам, которые были названы бактериофагами. Вскоре Д’Эрелль показал, что между бактериофагами и вирусами существует фундаментальное сходство. II. Органный период (1930 – 1949 гг.). Основной экспериментальной моделью для изучения вирусов на первом этапе становления вирусологии являлись лабораторные животные (белые мыши, крысы, кролики, хомяки и т.д.). В 1940 г. Э. Гудпасчур предложил метод овокультур – выращивание вирусов в курином эмбрионе. В 1937 г. Л.А. Зильбер, М.П. Чумаков, Е.Н. Левкович открыли вирус клещевого энцефалита. В 1941 г. Херст открыл феномен гемагглютинации – способность вирусов склеивать эритроциты различных животных и птиц. III. Клеточный период (1949 – 1960 гг.). В 1949 г. Д. Эндерс, Ф. Роббинс и Т. Уэллер разработали метод выращивания вирусов в культуре клеток (Нобелевская премия). В этом же году М. Бориес и Н. Руск сконструировали электронный микроскоп. В 1953 г. У. Роу открыл аденовирусы. В 1956 г. Г. Долдорф и Г. Сикл – Коксаки-вирусы, Д. Эндерс и Дж. Мельник – ЕСНО-вирусы, Р. Чанок – вирусы парагриппа, Д. Моррис – РС-вирус, в 1957 г. С. Стюарт и Б. Эдди – вирус полиомы. IV. Молекулярный период (1960 – 1970 гг.). В 1960 г. французский вирусолог А. Львов описал строение вириона. В 1963 г. М.П. Чумаков и А.А. Смородинцев разработали и внедрили в практику живую пероральную полиомиелитную вакцину, Д. Эндерс и А.А. Смородинцев – живую коревую вакцину. В 1965 г. Б. Блюмберг из крови австралийского аборигена выделил поверхностный антиген вируса гепатита В – HBs-Ag (Нобелевская премия). В 1969 г. С. Бакли и Д. Казалс открыли вирус Ласса. V. Субмолекулярный период (1970 г. – начало XXI века). В 1970 г. американские ученые Г. Темин и С. Мицутани и независимо от них Д. Балтимор доказали возможность передачи генетической информации от РНК к ДНК, открыв фермент, осуществляющий перенос информации от вирусной РНК к ДНК, – РНК-зависимую ДНК-полимеразу. Этот фермент получил название обратной транскриптазы. Т.е., была доказана возможность образования на матрице вирусной РНК ее ДНК-копии. Г. Темину удалось доказать что ДНК-копии могут встраиваться в геном клеток. В 1972 г. американский исследователь П. Берг создал рекомбинантную молекулу ДНК, что послужило основой для развития генной инженерии. В 1970 г. Д. Дейн с соавт. обнаружил вирус гепатита В. В 1973 г. С. Фейстоун в фекалиях больных с помощью иммунной электронной микроскопии выделил вирус гепатита А. В 1982 г. американский биохимик С. Прузинер открыл прионы, возбудителей медленных инфекций. Стенли Прузинер за открытие прионов в 1997 г. был удостоен Нобелевской премии. В 1982 г. американский ученый Р. Галло и независимо от него в 1883 г. французский ученый Л. Монтанье открыли ВИЧ. Отличия вирусов от бактерий: ультрамелкие размеры (15-400 нм); неклеточное строение; наличие в геноме одного вида нуклеиновых кислот (РНК/ДНК); отсутствие собственного белок-синтезирующего аппарата; размножение путем – дизъюнктивной (разобщенной) репродукции; способность к интеграции (встраиванию) в геном клеток-хозяина и синхронной с ним репликации; являются облигатными паразитами; способность к кристаллизации. Принципы таксономии и классификации вирусов. Классификацию вирусов впервые предложил в 1962 г. А. Львов. Вирусы составляют царство Vira, которое делится на два подцарства (отдела) – РНК- и ДНКсодержащие, которые в свою очередь подразделяются на семейства (название + окончание viridae), семейства – на подсемейства (название + virinae), подсемейства – на роды (название + virus), роды – на виды (биноминальное название не применяется), виды – на типы. По современной классификации имеется более 55 семейств, 19 из них включают вирусы – возбудители заболеваний у человека и животных. Классификация вирусов: A. По типу нуклеиновой кислоты: ДНК-содержащие: РНК-содержащие: Herpesviridae; Picornaviridae; Adenoviridae; Caliciviridae; Hepadnaviridae; Orthomyxoviridae; Papovaviridae; Paramyxoviridae; Poxviridae; Coronaviridae; Iridoviridae; Togaviridae; Parvoviridae; Flaviviridae; Arenoviridae; Bunyaviridae; Retroviridae; Rhabdoviridae; Reoviridae B. По размерам: мелкие – 15-50 нм (например, пикорнавирусы); средние – 50-200 нм (например, вирусы гриппа); крупные – 200-400 нм (например, вирус натуральной оспы). C. По форме: сферические (например, герпесвирусы, ВИЧ); нитевидные (например, вирус гриппа); палочковидные/пулевидные (например, вирус бешенства); сперматозоидные (например, бактериофаги). D. По организации: простые («голые» – отсутствует внешняя оболочка); сложные (наличие внешней липопротеидной оболочки – суперкапсида). E. По типу симметрии нуклеокапсида (способу укладки белковых субъединиц – капсомеров вокруг нуклеиновой кислоты): кубический (например, ВИЧ, вирус клещевого энцефалита); спиральный (например, вирусы гриппа и бешенства); смешанный (например, бактериофаги). F. По хозяину: вирусы позвоночных; вирусы беспозвоночных; вирусы растений; вирусы бактерий. Морфология и химический состав вирионов. Геном вируса может быть представлен: двунитевой ДНК; однонитевой ДНК (только у парвовирусов); однонитевой РНК; двунитевой РНК (только у реовирусов). ДНК или РНК могут быть: непрервными; фрагментированными/сегментированными (например, у вируса гриппа РНК состоит из 8 фрагментов); линейной; кольцевой. РНК может быть: позитивной (+РНК) – выполняет функцию иРНК; негативной (-РНК) – не может выполнять функцию иРНК, а служит матрицей для ее образования. Простоорганизованные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида, построенной из отдельных белковых субъединиц (одна/несколько молекул белка) – капсомеров. Функции капсида – защитная, рецепторная и антигенная. Сложноорганизованные вирусы имеют еще и внешнюю липопротеидную оболочку – суперкапсид/пеплос (включает компоненты клеточной мембраны), на поверхности которого находятся гликопротеиновые шипики, способствующие адсорбции вируса на клетке и проникновению внутрь нее. Суперкапсид и капсид связывает белок М (матриксный). На долю нуклеиновой кислоты приходится до 30% у простоорганизованных вирусов и до 6% – у сложноорганизованных. Каждая вирусная частица содержит до 60-70% белков. Особенности вирусных белков – устойчивы к протеолитическим ферментам и способны к самосборке. Различают две группы вирусных белков: 1. Структурные белки: внутренние (рибо-/дезоксирибонуклеопротеиды) – гистоноподобные белки, связанные с нуклеиновой кислотой и удерживающие ее в суперсжатом состоянии; капсидные – образуют оболочку, защищающую нуклеиновую кислоту; суперкапсидные – входят в состав гликопротеиновых шипиков суперкапсида. 2. Функциональные белки – ферменты, участвующие в процессах репродукции вируса и его проникновения в клетку: По происхождению: вирионные (ферменты транскрипции и репликации – обратная транскриптаза, эндо- и экзонуклеазы, ДНК- и РНК-полимеразы, АТФ-аза, нейраминидаза); вирусиндуцированные (структура закодирована в вирусном геноме, но синтезируются в клетке-хозяина – РНК-полимераза пикорна-, тога, орто- и парамиксовирусов, ДНК-полимераза покс- и герпесвирусов); клеточномодифицированные (ферменты клетки-хозяина, активированные геномом вируса). По функции: ферменты транскрипции и репликации; ферменты, участвующие в проникновении вируса в клетку-хозяина (АТФ-аза, нейраминидаза, лизоцим). Углеводы и липиды содержат только сложноорганизованные вирусы и имеют клеточное происхождение. На долю углеводов приходится до 10% общей массы вириона, углеводы входят в состав гликопротеиновых шипиков суперкапсида в виде сахарных остатков – сахарозы, фруктозы, маннозы, галактозы, нейраминовой кислоты; обеспечивают сохранение конформации белка и его устойчивость к протеазам. Липиды (фосфолипиды, холестерин) входят в состав суперкапсида и составляют 15-35% сухой массы вириона; выполняют роль стабилизаторов, обеспечивая целостность структуры вириона. Взаимодействие вируса с чувствительной клеткой. Типы взаимодействия вируса с клеткой (формы инфекции): продуктивный – репродукция вируса с образованием новых вирионов и гибелью клетки; абортивный – нарушение репродукции вируса на одном из этапов; интегративный (вирогения) – встраивание вирусной нуклеиновой кислоты в клеточный геном в виде провируса. Клетка может быть поражена только одним вирусом – это явление получило название феномена интерференции. Стадии взаимодействия вируса с клеткой: 1. Адсорбция вируса на рецепторах чувствительной клетки с помощью прикрепительных белков капсида/гликопротеиновых шипиков суперкапсида – происходит в две фазы: неспецифическая – электростатическое межмолекулярное притяжение (обратима); специфическая – комплементарное связывание рецепторов чувствительной клетки и вируса, обусловленное структурной гомологией (необратима). 2. Проникновение вируса в клетку – может происходить несколькими путями: рецепторный эндоцитоз (виропексис) – впячивание ЦПМ внутрь клетки с захватом вируса и образованием эндосомы с последующим слиянием оболочек вируса и вакуоли; слияние ЦПМ клетки и оболочки вируса (только сложноустроенные вирусы); впрыскиванием нуклеиновой кислоты (бактериофаги). 3. Раздевание (депротеинизация) вириона – освобождение нуклеиновой кислоты вируса, начинается сразу же после прикрепления вируса к рецептору клетки и продолжается в эндосоме, а также в цитоплазме клетки. 4. Эклипс-фаза (фаза затемнения) – репликация нуклеиновой кислоты и синтез вирусных белков, протекает в три стадии: синтез «ранних» белков – ферментов репликации; транскрипция, трансляция и репликация нуклеиновой кислоты; синтез «поздних» белков (капсидных). Репликация нуклеиновой кислоты, как правило, происходит в ядре, а синтез белков – на рибосомах в цитоплазме, поэтому репродукцию вирусов называют дизъюнктивной/разобщенной. 5. Сборка вириона – вирусные белки и нуклеиновая кислота узнают друг друга и самопроизвольно соединяются, происходит сборка нуклеокапсида на мембранах эндоплазматической сети и аппарате Гольджи. 6. Выход вируса из клетки следующими путями: лизиса (взрыва) клетки (простоустроенные вирусы); почкованием (экзоцитозом) с захватом части ЦПМ, из которой образуется суперкапсид сложноорганизованных вирусов; просачиванием через поры ЦПМ клетки без ее гибели (только очень мелкие вирусы). Наряду с полноценными вирионами в процессе репродукции формируются необычные по структуре и функции вирусные частицы: Псевдовирионы – это вирионы, содержащие помимо собственной нуклеиновой кислоты и фрагменты нуклеиновой кислоты клетки-хозяина/другого вируса. Вирусы-мутанты – это вирионы, по структуре и фенотипу отличающиеся от родительского (дикого штамма), но имеющие его генетическую основу. Известно 4 класса вирусов-мутантов: вирусы с условно-дефектными геномами – имеют мутантные геномы, дефектные при определенных условиях (изменение температуры, смена хозяина и др.); дефектные интерферирующие частицы (ДИ-частицы) – вирионы, у которых отсутствует часть геномной РНК/ДНК, но сохранены структурные белки; интеграционные вирусы с дефектным геномом – мутантные вирионы, геномы которых встроены в хромосому клетки-хозяина, потерявшие способность превращаться в полноценный вирус. вирусы-спутники (сателлиты) – для репродукции необходим вирус-помощник (например, вирус гепатита D репродуцируется только в присутствии вируса гепатита В). Вирусы-рекомбинанты – это вирусы с геномом, частично замещенным или добавленным участком ДНК другого вируса (обогащают генетический фонд вирусов). Классификация и морфология бактериофагов. Бактериофаги – это вирусы бактерий. Номенклатура бактериофагов основана на видовом наименовании хозяина (стафилококковый, стрептококковый, сальмонеллезный, дизентерийный бактериофаги, коли-бактериофаг и т.п.). Классификация бактериофагов: A. По типу нуклеиновой кислоты: ДНК-содержащие; РНК-содержащие. B. По характеру взаимодействия с бактериями: вирулентные; умеренные (с полноценным/дефектным геномами). C. По специфичности взаимодействия: видовые (моновалентные) – лизируют бактерии одного вида; поливалентные – лизируют бактерии разных видов; типовые (Т-фаги) – лизируют бактерий разных типов/вариантов (делят бактерии в пределах вида на фаговары). D. По морфологии: однонитевые РНК/ДНК-содержащие с аналогом отростка; Т-нечетные фаги (двунитевые ДНК-содержащие): с коротким отростком; с длинным отростком, но несокращающимся чехлом; Т-четные фаги (двунитевые ДНК-содержащие) с длинны отростком и сокращающимся чехлом; без отростков. Строение бактериофага на примере Т-четного фага: Состоит из головки с кубическим типом симметрии размером 65-100 нм и хвоста длиной более 100 нм – полого стержня со спиральным типом симметрии, покрытым сокращающимся чехлом. Место соединения головки с хвостом называется воротничком. Хвост заканчивается базальной пластинкой с 6 шипиками и 6 фибриллами, о также ферментом лизоцимом (участвует в проникновении бактериофага в клетку). Репродукция бактериофагов. По характеру взаимодействия с бактериальной клеткой выделяют: Вирулентные бактериофаги – взаимодействие с бактериальной клеткой заканчивается образованием фагового потомства и лизисом бактерий – продуктивный тип взаимодействия, который осуществляется по схеме: адсорбция бактериофага на бактериальной клетке с помощью шипиков базальной мембраны; проникновение в клетку (через дефект в клеточной стенке, образовавшийся с помощью лизоцима, сокращением чехла стержень проникает в клетку, нуклеиновая кислота деспирализируется и в виде нити впрыскивается в цитоплазму клетки); стадия депротеинизации отсутствует; эклипс-фаза; сборка фаговых частиц; лизис клетки. Умеренные бактериофаги – это фаги, нуклеиновая кислота которых после проникновения в бактериальную клетку интегрируется в геном хозяина и реплицируется синхронно с ним – интегративный тип взаимодействия. Дефектные бактериофаги – умеренные бактериофаги, утратившие часть своего генома и неспособные к образованию зрелых частиц, осуществляют перенос генов (трансдукцию). Профаг – фаговая ДНК, интегрированная в геномом хозяина. Бактериальные клетки, содержащие бактериофаг в виде профага, называются лизогенными. Иногда профаг спонтанно или под воздействием мутагенов переходит в состояние вирулентного фага, и начинается продуктивный тип взаимодействия. Лизогения – процесс встраивания умеренного бактериофага в геном клетки-хозяина в виде профага. Лизогенная (фаговая) конверсия – это приобретение бактериями новых свойств в результате внедрения в их геном ДНК умеренного бактериофага (например, у дифтерийной палочки синтез токсина детерминируется умеренным бактериофагом). Практическое применение бактериофагов: 1. Фагодиагностика (фагоиндикация) – выделение бактериофагов из организма больного и объектов внешней среды (косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих бактерий). 2. Фагоидентификация – установления вида (фагодифференцировка) и типа (фаготипирование) бактерий (важно для эпидемиологического анализа заболевания – установление источника и путей распространения заболевания). 3. Фагопрофилактика – применения бактериофагов с целью предупреждения заболеваний в эпидемическом очаге (например, дизентерийный, сальмонеллезный и стафилококковый бактериофаги). 4. Фаготерапия – применение бактериофагов с целью лечения инфекционных заболеваний (например, пиобактериофаг, брюшнотифозный и холерный бактериофаги). 5. Научные исследования. 6. Генная инженерия – использование бактериофагов в качестве векторов. Методы лабораторной диагностики вирусных инфекций. С целью диагностики вирусных инфекций применяются следующие методы: Вирусоскопический – обнаружение в исследуемом материале вирусов с помощью световой (крупные вирусы, внутриклеточные включения вирусов), люминесцентной и электронной микроскопии; Вирусологический – выделение вирусов из исследуемого материала с последующей их идентификацией (установление вида и типа вируса посредством серологических реакций); Серологический – обнаружение в исследуемом материале антигенов вирусов или вирусоспецифических антител; Биологический – заражение вируссодержащим материалом лабораторных животных; Молекулярно-биологический – выявление в исследуемом материале нуклеиновых кислот вирусов (ПЦР, ДНК-зонды); Экспресс-методы – выявление антигенов вирусов в короткие сроки (РИФ); Аллергологический – выявление ГЗТ к вирусу. Этапы вирусологического метода исследования: 1. Взятие материала (выбор материала определяется клиническими признаками заболевания, местом размножения вируса в организме и путями его выделения), транспортировка в лабораторию и подготовка к исследованию (для подавления сопутствующей бактериальной флоры обрабатывают антибиотиками). 2. Заражение исследуемым материалом чувствительной модели. Вирусы в отличии от бактерий не растут на питательных средах, т.к. являются абсолютными (облигатными) паразитами, поэтому для их культивирования применяются особые модели: в организме восприимчивых животных; в куриных эмбрионах (овокультуры); в культуре клеток. 3. Культивирование вируса в зараженной модели при стандартных условиях (оптимальная температура, продолжительность культивирования). 4. Индикация (обнаружение) вируса в зараженной модели. 5. Идентификация выделенного вируса в серологических реакциях. Достоинство вирусологического метода – 100% достоверность. Культивирование вирусов в организме чувствительных животных – на первом этапе развития вирусологии был единственным методом, доказывающим наличие фильтрующихся агентов в исследуемом материале. Требования, предъявляемые к лабораторным животным: животное должно быть чувствительным к данному вирусу; использование новорожденных/молодых особей; использование инбридных (беспородных) животных/гнотобионтов (выращены в безмикробной среде); использование здоровых животных одной линии (одного пола, возраста, веса, содержащихся в одинаковых условиях). Способ заражения животных определяется тропизмом вируса (способностью репродуцироваться в определенных типах клеток): нейротропен (например, вирус бешенства) – вводится интрацеребрально; пневмотропен (например, РС-вирусы) – интраназально; дерматропен (например, вирус натуральной оспы) – внутрикожно; пантропен – внутривенно/внутрибрюшинно. Методы индикации вируса в организме лабораторного животного: 1) клинические симптомы заболевания; 2) гибель животного; 3) патоморфологические изменения органов при вскрытии. Достоинства – выделение тех вирусов, которые не культивируются в куриных эмбрионах и культурах клеток. Недостатки – контаминация животных посторонними микроорганизмами. Культивирование вирусов методом овокультур – заражение вирусами куриных эмбрионов. Требования, предъявляемые к куриным эмбрионам: должны быть из эпидемиологически благополучных хозяйств; скорлупа должна быть чистой, непигментированной, без механических повреждений; возраст – 5-12 дней (недостаточно противовирусных ингибиторов). Способы заражения куриных эмбрионов: закрытый (прокол иглой под контролем овоскопа); открытый (с удалением части скорлупы). Исследуемый материал вводят в аллантоисную и амниотические полости, хорионаллантоисную оболочку и желточный мешок. Перед заражением скорлупу над воздушной камерой обрабатывают 70% этиловым спиртом и фломбируют (обжигают на пламени). После заражения отверстие в скорлупе заливают расплавленным парафином. Инкубируют при 35-370С ≈ 48 часов. Методы индикации вируса в куриных эмбрионах: 1) результаты овоскопии – отсутствие подвижности эмбриона, слабая инъецированность сосудов кровью и отсутствие их пульсации; 2) паталогоанатомические изменения на хорион-аллантоисной оболочке – отечность, кровоизлияния, наличие оспинок (узелков); 3) отставание эмбриона в росте и развитии, пороки развития, гибель; 4) положительная реакция гемагглютинации (РГА) – через 5-10 минут при смешивании аллантоисной жидкости и суспензии эритроцитов (кур, гусей, уток, морских свинок и других животных) на дне лунки полистеролового планшета образуется осадок в виде «перевернутого зонтика» вследствие склеивания эритроцитов под действием вируса (отрицательная РГА – эритроциты не склеиваются и выпадают в осадок в виде «пуговки»). Достоинства – высокая чувствительность к большому спектру вирусов. Недостатки – обнаружение вируса только после вскрытия эмбриона. Культивирование вирусов в культурах клеток. Культура клеток – это клетки многоклеточных организмов (человека, животных), живущие и размножающиеся in vitro. Подразделяются на: первичные (неперевиваемые); полуперевиваемые; перевиваемые. Первичные (неперевиваемые) культуры клеток – клетки, полученные непосредственно из органов и тканей организма (почек, легких, кожи, тимуса, тестикул эмбриона человека или молодых животных). Этапы приготовления первичных культур клеток: выделение органа/ткани; измельчение и гомогенизация ткани до частиц размером 2-4 мм; разъединение клеток путем трипсинизации; внесение в пробирку (флакон, матрас) с питательной средой (среда 199, Игла); инкубирование в термостате – клетки начинают делиться до покрытия поверхности стекла в один слой и прекращают размножаться (контактное торможение). Первичные культуры клеток живут ≈ 7-21 день, при пересевах меняют форму и гибнут. Полуперевиваемые культуры клеток – диплоидные клетки человека, выдерживающие до 50100 пассажей (после перевивания в новую пробирку со свежей питательной средой вновь начинают размножаться до образования монослоя). Перевиваемые культуры клеток – это клетки, способные к размножению вне организма неопределенно длительное время (злокачественные/опухолевые клетки с гаплоидным набором хромосом, выдерживающие бесконечное количество пассажей): например, HeLa – клетки рака шейки матки (получены от женщины, умершей в 1956 г.), Нep-2 – клетки карциномы гортани и др. Методы индикации вируса в культуре клеток: 1) цитопатическое действие (ЦПД) вируса на клетки – дегенеративные морфологические изменения клеток (мелкозернистое перерождение, округление, фрагментация, образование симпластов); 2) образование вирусом специфических внутриклеточных включений; 3) бляшкообразование (феномен Дальбекко) – образование в монослое клеток «стерильных пятен» (бляшек – деструктивные клетки, разрушенные вирусом и неспособные окрашиваться красителем нейтральным красным (количество бляшек соответствует количеству вирусных частиц); 4) цветная проба Солка – сохранение первоначального цвета среды (красного) при наличии вируса, тогда как активные незараженные вирусом клетки метаболизируют и изменяют цвет среды (желтый); 5) РГА с культуральной жидкостью; 6) реакция гемадсорбции (РГадс) – адсорбция эритроцитов на поверхности пораженной вирусом клетки; 7) феномен интерференции (используется для обнаружения вирусов, не оказывающих ЦПД и не вызывающих гемагглютинацию) – в зараженную материалом культуру клеток вносят индикаторный вирус (ВВС – вирус везикулярного стоматита) с известным ЦПД (симпластобразование) – при наличии в культуре клеток исследуемого вируса индикаторный вирус ЦПД не окажет (клетка может поражаться только одним вирусом). Достоинства – получение максимальной концентрации вируса. Недостатки – не все вирусы культивируются в культуре клеток. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Биохимия и физиология бактерий.» Физиология бактерий – раздел микробиологии, изучающий процессы роста, размножения и питания бактерий, способы получения энергии для осуществления этих процессов, а также происходящие при этом превращения веществ в клетке. Химический состав бактериальной клетки. Микроорганизмы возникли в процессе эволюции из элементов, широко представленных на Земле. Химический состав бактериальной клетки принципиально не отличается от химического состава клеток животных и растений. Соотношение отдельных химических элементов колеблется в зависимости от вида микроорганизма и условий его роста. Вода – 75-85% (составляет основную массу микробной клетки, биохимические функции воды аналогичны таковым у эукариотов: часть воды находится в связанном состоянии с белками, углеводами и другими веществами, входя в состав клеточных структур; остальная вода находится в свободном состоянии – служит дисперсной средой для коллоидов и растворителем различных органических и минеральных соединений, с водой все вещества поступают в клетку и выводятся из нее). Сухое вещество – 15-25%, состоит из органических веществ и минеральных элементов: органические вещества: белки – 50-80% (основные компоненты клетки, в бактериальной клетке насчитывается более 2 тыс. различных белков, представлены в виде простых (протеины) и сложных (протеиды) соединений, функции их аналогичны белкам эукариот – входят в состав различных структур клетки, являются строительным материалом и выполняют ферментативные функции); нуклеиновые кислоты – 10-30% (представлены в виде РНК и ДНК – ДНК обеспечивает наследственность и изменчивость бактерий, а РНК ответственны за биосинтез клеточных белков); углеводы – 12-28% (содержатся в виде моно-, ди- и полисахаридов, а также связаны с белками и липидами, входят в состав клеточных структур, используются для синтеза различных веществ и в качестве энергетического материала, часто откладываются в виде запасных питательных веществ); липиды – 3-10%, у некоторых бактерий, например, микобактерий – возбудителей туберкулеза и лепры, содержание липидов достигает до 30-40% (представлены в трех фракциях – фосфолипиды, воски и жирные кислоты, являются необходимыми компонентами клеточной стенки и ЦПМ, также используются для синтеза различных веществ). минеральные вещества – 5-15%, по количественному содержанию у бактерий можно разделить на 4 группы: макробиогенные элементы (2-60%): азот, водород, кислород, углерод – составляют основу органических веществ, поэтому называются органогенными; олигобиогенные элементы (0,02-0,1%): калий, натрий, хлор, сера, магний, железо, кальций, фосфор; микробиогенные элементы (0,01%): цинк, марганец, кобальт, медь, фтор, бром, йод; ультрамикробиогенные элементы (<0,01%): бор, ванадий, кремний, литий, алюминий, олово, мышьяк, молибден. Олиго, микро- и ультрамикробные элементы рассматривают как зольные. Минеральные (зольные) вещества играют большую роль в регулировании внутриклеточного осмотического давления и коллоидного состояния цитоплазмы, влияют на скорость и направление биохимических реакций (активаторы ферментов/ко-ферменты), являются стимуляторами роста. Все перечисленные химические вещества образуют малые и большие молекулы: малые молекулы: молекулы-предшественники, поступающие в клетку извне: H2O, CO2, N2, ионы Mg2+, 2+ + Ca , K , Cl , NO3-, SO42-, PO42- и другие; промежуточные молекулы органических кислот; молекулы строительных блоков: аминокислоты, мононуклеотиды, простые сахара, глицерин, жирные кислоты. большие молекулы (макромолекулы): белки; нуклеиновые кислоты; полисахариды; липиды. У прокариотов имеются новые соединения, не встречающиеся в клетках эукариот: пептидогликан, корд-фактор, дипиколиновая кислота, тейхоевые и липотейхоевые кислоты и т.д. Пигменты бактерий. Пигменты бактерий – это специфические фоторецепторные молекулы, вторичные метаболиты, образующиеся на свету и придающие бактериям окраску. (Наличие у бактерий пигментов обычно связано с их способностью существовать за счет энергии света. Некоторые микроорганизмы утратили способность к фотосинтезу, но сохранили пигменты. Способность образовывать пигменты детерминирована генетически и используется в качестве диагностического признака. Образование пигментов зависит от состава среды и условий культивирования. У многих микроорганизмов образование пигмента происходит только на свету. Пигменты различают по химическому составу и цвету.) Классификация пигментов по химическому составу и цвету: Химический Цвет Пигментообразующие состав микроорганизмы Хиноновые Желтый Микобактерии Азахиноновые Синий Коринеактерии, псевдомоны, (индигоидин) артробактерии Каротиноиды Красный, оранжевый, Сарцины, актиномицеты, стафилококки, желтый, белый микрококки, коринебактерии, дрожжи Меланиновые Черный, коричневый Бактероиды, порфиромоны Пирроловые Ярко-красный Серрации (продигиозин) Сине-зеленый (щелочная Фенозиновые среда) или красный (кислая Синегнойная палочка (пиоцианин) среда) Пиразиновые Темно-красный (пульхеррими Кандида н) Классификация пигментов по растворимости: жирорастворимые (каротиноидные, хиноновые, азахиноновые); водорастворимые (фенозиновые, пиразиновые) – хромопарные (способны диффундировать в окружающую среду и окрашивать не только колонии, но и питательные среды); спирторастворимые (каротиноидные, пирроловые); нерастворимые ни в воде, ни в сильных кислотах (меланиновые). Значение пигментов: защита от действия видимого света и УФ-лучей; ассимилируют углекислый газ; обезвреживают токсичные кислородные радикалы; участвуют в синтезе витаминов; обладают антибиотическим действием и свойствами биологически активных веществ; цвет пигмента используют в идентификации бактерий. Типы питания бактерий. Особенности питания бактерий: экзогенный тип питания (выделяя гидролитические ферменты в окружающую среду, расщепляют макромолекулы до более простых соединений, которые поступают внутрь клетки); голофитный тип питания (поступление веществ из вне только в растворенном состоянии); поступление веществ происходит через всю поверхность бактериальной клетки; потребление веществ в сутки в 20-30 раз больше своей массы; интенсивность метаболизма у прокариотов выше, чем у эукариотов на 50-60% (в 100 раз); очень высокая адаптивность к различным условиям существования. Для микроорганизмов характерно многообразие способов питания. Классификация микроорганизмов по типам питания: 1. По источнику углерода: автотрофы=«сами себя питающие» (от греч. autos – сам, trophe – пища) способны получать весь углерод в результате фиксации CO2 (единственный источник углерода – СО2 воздуха); гетеротрофы=«питающиеся за счет других» (от греч. heteros – другой) получают углерод из различных органических соединений, эта группа наиболее многочисленна по своему составу, включает паразитов и сапрофитов: паразиты (паратрофы, от греч. parasitos – нахлебник) используют для своего питания органические соединения живых организмов, обитают на поверхности или внутри макроорганизма, нанося ему вред, подразделяются на: облигатные паразиты – полностью лишены способности жить вне клеток макроорганизма; факультативные паразиты – могут существовать и вне макроорганизма; сапрофиты (метатрофы, от греч. sapros – гнилой, phyton – растение) нуждаются в готовых органических соединениях, поэтому питаются мертвой тканью животных и растений. 2. По источнику энергии: фототрофы (фотосинтезирующие) используют энергию солнечного света; хемотрофы (хемосинтезирующие) получают энергию за счет окислительновосстановительных реакций. 3. По донору электронов: литотрофы (от греч. lithos – камень) в качестве источника электронов используют неорганические соединения (H2, NH3, H2S, S и т.д.); органотрофы используют органические соединения в качестве доноров электронов. Можно использовать все критерии сразу для характеристики микроорганизмов или только два. Например, фотоавтолитотрофы – микроскопические водоросли; хемоорганогетеротрофы – стафилококки, кишечная палочка. Однако, такая классификация не полностью отражает способности микроорганизмов. Многие микроорганизмы обладают «гибким» метаболизмом и могут переключаться в определенных условиях с одного способа питания на другой. Поэтому выделяют термины облигатный и факультативный, так например, облигатному фотоавтотрофу обязательно нужен свет и CO2 как источник углерода, а факультативные фотоавтотрофы могут расти и на органических кислотах. 4. По источнику азота: аминоавтотрофы используют атмосферный азот и минеральные соединения азота для построения органических соединений (почвенные бактерии); аминогетеротрофы получают азот для синтеза белков из органических соединений (патогенные бактерии). 5. По способности синтезировать необходимые питательные вещества: прототрофы – это микроорганизмы, способные синтезировать все необходимые им органические соединения из глюкозы и солей аммония; ауксотрофы не способны синтезировать некоторые органические соединения, ассимилируя их в готовом виде из окружающей среды или организма хозяина. Факторы роста – это вещества, необходимые микроорганизмам, не продуцирующим какоелибо вещество, в готовом виде для их роста и размножения: аминокислоты (стептококки); пуриновые и пиримидиновые основания (стрептококки, микоплазмы, лактобациллы); витамины (никотиновая, пантотеновая и фолиевая кислоты, флавин, тиамин, биотин, В6 и В12 – микобактерии туберкулеза); железопорфирины; липиды (микоплазмы); соли. Механизм поступления веществ в клетку (сложный физико-химический процесс, в котором большую роль играют концентрация веществ, их строение, растворимость, размеры молекул, проницаемость ЦПМ, наличие ферментов, pH среды, изоэлектрическая точка вещества цитоплазмы): пассивная диффузия – питательные вещества в клетку перемещаются по градиенту концентрации без затрат энергии (когда концентрация вещества снаружи значительно превышает концентрацию внутри); этим путем в бактериальную клетку поступает ограниченное количество веществ – H2O, O2, CO2 и NH3; облегченная диффузия осуществляется тоже по градиенту концентрации без затрат энергии, но с помощью особых белков-пермеаз, которые находятся в цитоплазматической мембране; активный транспорт осуществляется пермеазами против градиента концентрации (концентрация вещества в клетке может быть значительно больше, чем в питательной среде), сопровождается затратой энергии; транслокация (фосфорилирование) – химическая модификация вещества при переносе через ЦПМ с помощью белков-транслоказ; так, например, поступает в клетки глюкоза; обменная адсорбция – способность электрически заряженной поверхности микробной клетки притягивать вещества с противоположным зарядом. Выход продуктов метаболизма из микробной клетки: диффузия (пассивная, облегченная, активная); экзоцитоз – путем почкования мембраны – выделяемое вещество упаковано в мембранный пузырек и отшнуровывается в окружающую среду; например, токсин холерного вибриона; фосфотранспорт – химическая модификация вещества при переносе через ЦПМ. контрансляционная секреция – внутри клеточной стенки и ЦПМ формируется белковый канал, через который молекулы вещества выделяются наружу, например, токсины возбудителей столбняка и дифтерии. Ферменты бактерий. Ферменты – это высокоспециализированные белки, специфически катализирующие многочисленные химические реакции, происходящие в микробной клетке. Классификация бактериальных ферментов: По механизму действия: оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции (перенос электронов); трансферазы катализируют реакции, идущие с переносом молекул или атомных группировок от одних соединений к другим; лиазы катализируют реакции негидролитического расщепления органических веществ, сопровождаемые отщеплением от них H2O, CO2 и NH3; гидролазы катализируют реакции гидролитического расщепления и синтеза органических веществ, идущие с участием H2O; изомеразы осуществляют внутримолекулярные перемещения радикалов и атомов, превращая органические соединения в их изомеры; лигазы (синтетазы) катализируют реакции синтеза сложных органических соединений из простых. По локализации: экзоферменты – ферменты, выделяемые наружу, в окружающую среду; расщепляют сложные органические вещества до более простых молекул, которые способны проходить через ЦПМ; эндоферменты функционируют внутри клетки, осуществляя дальнейшее расщепление питательных веществ, а также участвуют в синтезе структур бактериальной клетки. По субстрату воздействия: сахаролитические; протеолитические; липолитические. По концентрации в окружающей среде: конститутивные – это ферменты микроорганизов, всегда синтезирующиеся с постоянной скоростью и присутствующие в клетке в постоянных концентрациях (синтез их запрограммирован), например, ферменты гликолитического пути; индуцибельные (адаптивные) – это ферменты, концентрация которых резко изменяется в зависимости от наличия или отсутствия в среде субстрата; репрессибельные – это ферменты, синтез которых подавляется в результате избыточного накопления продукта реакции, катализируемой данным ферментом. Ферменты патогенности – это ферменты, субстратами для которых являются вещества, входящие в состав клеток и тканей макроорганизма, способствующие проникновению, распространению и размножению микроорганизмов, т.е. проявлению патогенных свойств (нейраминидаза, гиалуронидаза, коагулаза). Методы изучения ферментативной активности. В бактериологической практике для идентификации бактерий определяют сахаролитическую и протеолитическую активность ферментов. Для определения сахаролитических ферментов используют среды с сахарами: среды Гисса (пестрый ряд): жидкие – пептонная вода, индикатор Андреде (кислый фуксин), углеводы, спирты; полужидкие – пептонная вода, 0,5% агар-агар, индикатор бромкрезол, углеводы, спирты; короткие – содержащие моносахара и дисахара (глюкоза, мальтоза, лактоза, сахароза, маннит); длинные – короткий ряд + моносахара (арабиноза, ксилоза, рамноза, галактоза и др.), полисахариды (инулин, крахмал и др.), спирты (глицерин, дульцит, инозит и др.). среда Ресселя – двухсахарный агар (лактоза, глюкоза) и индикатор бромтимоловый синий, Олькеницкого – трехсахарный агар (лактоза, сахароза, глюкоза), индикатор нейтральный красный и соль Мора для выявления H2S. Под действием сахаролитических ферментов бактерий углеводы и многоатомные спирты расщепляются до кислоты/кислоты и газа. Для обнаружения газа в жидкие среды помещают поплавки, которые при образовании газа всплывают, а в полужидких – заметно появление пузырьков. Для обнаружения кислоты добавляют индикатор, который под ее действием изменяет цвет. среды Эндо, Левина, Плоскирева – МПА с лактозой и индикаторами – фуксином, метиленовым синим и нейтральным красным соответственно. У бактерий, ферментирующих лактозу (лактоза+), колонии окрашиваются в цвет индикатора и приобретают металлический блеск, у лактоза– бактерий колонии остаются бесцветными. Для определения протеолитических ферментов используют: определение конечных продуктов распада белков (индол, H2S, аммиак); Сероводород, индол и аммиак определяют, помещая под пробку пробирки с растущей на МПБ культурой индикаторные бумажки: индол (выделяется при разложении триптофана), окрашивает в розовый цвет индикаторную бумажку, пропитанную щавелевой кислотой; H2S (продукт распада серосодержащих аминокислот – цистеина, метионина), реагируя с ацетатом свинца на индикаторной бумажке, превращается в сульфат свинца и окрашивает бумажку в черный цвет; о наличии аммиака свидетельствует посинение лакмусовой бумажки. способность разжижать желатин (в виде воронки, перевернутой елочки); способность свертывать или пептонизировать плазму крови и молоко. Понятие метаболизма бактерий. Метаболизм (обмен веществ) – это совокупность всех протекающих в клетке химических превращений, обеспечивающих воспроизводство ее биомассы и жизнеспособность. Метаболизм складывается из 2-х взаимосвязанных, но противоположных процессов: катаболизма и анаболизма. Катаболизм (энергетический метаболизм / диссимиляция) – это процессы расщепления сложных молекулярных соединений до более простых, идущие с выделением энергии и запасанием ее в молекулах АТФ и других макроэргических соединений. Анаболизм (конструктивный / пластический метаболизм / ассимиляция / биосинтез) – это реакции, в результате которых синтезируются сложные соединения и структурные компоненты клетки за счет поступающих извне простых веществ, идущие с потреблением энергии, полученной в процессе энергетического метаболизма. Необходимо отметить, что на определенных этапах анаболизма и катаболизма образуются одинаковые промежуточные продукты (амфиболиты), которые используются в обоих процессах. Энергетический метаболизм. Механизм биологического окисления. В процессе жизнедеятельности бактерии постоянно нуждаются в энергии, она используется для переноса в клетку питательных веществ, необходимых для воспроизводства клеточных структур, для синтеза многих соединений, расходуется при движении и размножении бактерий. Большинство бактерий получает энергию путем биологического окисления. Биологические окисление – окисление органических или неорганических веществ живыми организмами, происходит путем дегидрирования, т.е. отнятия атомов водорода (электронов) от окисляемого вещества (донора) с последующим переносом на другое вещество (акцептор), которое при этом восстанавливается. В результате высвобождается энергия, которая накапливается в виде макроэргических соединений: АТФ (аденозинтрифосфат), ГТФ (гуанозинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат), ФЕП (фосфоенолпируват), УТФ (уридинтрифосфат), дТТФ (дезокситимидинтрифосфат), ацетилфосфат, креатинфосфат, ацетилкоэнзим А (ацетил-КоА). Среди них наиболее важен АТФ, т.к. это – термодинамически неустойчивая молекула и последовательно отщепляет фосфат с образованием аденозиндифосфата (АДФ) или аденозинмонофосфата (АМФ). Это позволяет АТФ выполнять функции переносчика химической энергии, необходимой для обеспечения энергетических потребностей бактериальных клеток. При образовании фосфатных связей АТФ требуется энергия, но при их разрыве она выделяется в еще больших количествах. Схема биологического окисления: Донор Н+ АДФ АТФ Акцептор Н+ электроны Образование АТФ происходит в процессе фосфорилирования. Фосфорилирование – это процесс переноса фосфатной группы с образованием макроэргических связей. Виды фосфорилирования: фотофосфорилирование (фотосинтез); субстратное фосфорилирование (брожение); окислительное фосфорилирование (дыхание). Фотосинтез – это процесс преобразования световой энергии в клетках фототрофных бактерий в биохимическую доступную энергию (протонный градиент, который с помощью фермента АТФсинтетазы консервируется в виде АТФ). У бактерий аналог хлоропластов растительных клеток – хроматофоры, содержащие хлорофилл и каротиноидные пигменты. Субстратное фосфорилирование (брожение) – это способ получения энергии, при котором происходит сопряженное окисление-востановление субстрата без участия кислорода (в строго анаэробных условиях). Это наиболее примитивный способ получения энергии, т.к. из субстрата извлекается лишь незначительная часть содержащейся в нем энергии. Брожение было известно человеку давно, однако биологическая сущность доказана в работах Л. Пастера, который установил, что изменения в органическом субстрате – результат жизнедеятельности микроорганизмов. Процесс брожения протекает в две фазы: 1. Начальная (окисление) – расщепление углеводов до пировиноградной кислоты (пирувата) тремя путями: гликолитический (гликолиз, путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса, фруктозо-1,6дисфосфатный путь) – 2 АТФ и 2 НАДН2; пентозофосфатный (путь Варбурга-Диккенса-Хорекера-Рэкера, фосфоглюконатный путь) – 2 АТФ, 2 НАДФН, пентозофосфат и СО2; 2-кето-3дезокси-6-фосфоглюконатный (путь Энтнера-Дудорова, отличается тем, что глюкоза без фосфорилирования окисляется в глюконовую кислоту, последняя превращается в 2-кетоЗ-фосфоглюконовую кислоту, которая расщепляется на два C3-фрагмента: ПВК и глицериновый альдегид) – наблюдается только у бактерий рода Pseudomonas, Alcaligenes, у высших организмов отсутствует – 1 АТФ, 1 НАДФ и 1 НАДН2; 2. Конечная (восстановление) – происходит присоединение атомов водорода для восстановления пировиноградной кислоты, при этом образуются разные продукты, в зависимости от которых выделяют разные типы брожения. Схема субстратного фосфорилирования (брожения): дегидразы Питательный субстрат ПВК конечный продукт (глюкоза) Типы брожения: Тип брожения Конечный продукт Микроорганизмы Молочно-кислое гомоферментативн ое гетероферментати вное Спиртовое Масляно-кислое Муравьино-кислое Пропионово-кислое Ацетонобутиловое молочная кислота лактобактерии, стрептококки бифидумбактерии молочная кислота + этиловый спирт, СО2, уксусная кислота, ацетоин, диацетил этанол масляная кислота муравьиная кислота пропионовая кислота бутиловый спирт и ацетон дрожжи клостридии энтеробактерии пропионибактерии Clostridium acetobutylicum Процесс субстратного фосфорилирования (брожения) имеет свои достоинства и недостатки. Достоинства брожения: освобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности бактерий; образование веществ, необходимых для жизнедеятельности человека; Недостатки брожения: неполное окисление субстрата; при расщеплении 1 молекулы глюкозы образуется только 2 молекулы АТФ; в качестве донора и акцептора электронов служат только органические вещества; происходит в строго анаэробных условиях. Окислительное фосфорилирование (дыхание) – это процесс образования АТФ при переносе электронов от донора к акцептору через дыхательную цепь. Схема окислительного фосфорилирования (дыхания): белки полипептиды глюкоза гликолиз пируват дезаминирование аминокислоты β-окисление ацетил-КоА 8H+ НАД ФАД НАДФ жиры 2НАДН2 → ФАДН2 НАДФН2 ЦТ К убихинон → система цитохромов O2 + 2H+ --- H2O аэробы NO3- --- NH3 SO42- --- H2S анаэробы Донором электронов могут служить органические (углеводы, жирные кислоты, аминокислоты) и неорганические вещества: H2S, Fe3+ («сероводородное дыхание», «железное дыхание»). Акцептором электронов – только неорганические вещества, которые восстанавливаются. В зависимости от конечного акцептора электронов различают аэробное и анаэробное дыхание. При аэробном дыхании конечным акцептором электронов служит молекулярный кислород, который преобразуется в высокотоксичные для клетки соединения: перекись водорода и супероксидный радикал. Аэробные и аэротолерантные (устойчивые к кислороду) прокариоты обладают специальными ферментами, супероксид-дисмутазой и каталазой, катализирующими превращение токсических форм кислорода в воду. В клетках облигатных анаэробов эти ферменты отсутствуют, поэтому кислород губительно действует на данные бактерии. При анаэробном дыхании конечным акцептором электронов служат неорганические вещества, содержащие «связанный кислород» (нитраты, нитриты, сульфаты, карбонаты): нитраты восстанавливаются до молекулярного азота или аммиака («нитратное дыхание»), а сульфаты восстанавливаются до сероводорода («сульфатное дыхание»). Процесс переноса электронов от донора к акцептору при дыхании включает следующие этапы: 1. Окисление субстрата с переносом электронов на внутренний акцептор клетки (НАД, ФАД, НАДФ) через ЦТК (в результате одного оборота цикла происходит 2 декарбоксилирования, 4 дегидрирования и 1 субстратное фосфорилирование); 2. Перенос электронов по дыхательной цепи с образованием АТФ; 3. Перенос электронов на внешний акцептор и возвращение дыхательной цепи в исходное состояние. Отличия дыхания от брожения: полное окисление субстрата; освобождение энергии и запасание ее в больших количествах (окисление 1 молекулы глюкозы дает клетке 38 молекул АТФ); в качестве донора электронов служат органические и неорганические вещества; акцептором электронов являются только неорганические вещества; идет с участием электронно-транспортной сети (дыхательной цепи); происходит в аэробных и анаэробных условиях; процесс дыхания происходит на отсеках ЦПМ и мезосом, а брожение – в растворе. Классификация микроорганизмов по конечному акцептору электронов: строгие (облигатные) аэробы – микроорганизмы, у которых акцептором электронов является свободный кислород, а способ получения энергии – аэробное дыхание (пример: дифтерийная палочка, холерный вибрион); строгие (облигатные) анаэробы – микроорганизмы, у которых конечным акцептором электронов служат: органические кислоты, способ получения энергии – брожение, (пример: клостридии); неорганические вещества, содержащие «связанный кислород» (сульфаты, нитраты), способ получения энергии – анаэробное дыхание (пример: десульфатирующие и денитрифицирующие бактерии); факультативные анаэробы (аэробы) – микроорганизмы, у которых в присутствии O2 происходит аэробное дыхание (конечный акцептор электронов – кислород), при отсутствии O2 – брожение (конечный акцептор – органические кислоты) (большинство патогенных микроорганизмов); микроаэрофиллы – конечным акцептором электронов является небольшое количество O2 (2%), энергию получают путем аэробного дыхания (пример: спирохеты, актиномицеты), некоторые микроаэрофилы лучше растут при повышенном содержании СО2 – «капнофилы» (пример: нейссерии, бруцеллы); аэротолерантные – не погибают под действием O2, но и не используют для получения энергии, конечным акцептором являются органические кислоты, способ получения энергии – брожение (пример: молочнокислые бактерии). Название Конечный Способ Примеры микроорганизмов акцептор еполучения энергии Строгие O2 аэробное дифтерийная палочка, аэробы дыхание холерный вибрион Строгие органические брожение клостридии анаэробы кислоты сульфаты, анаэробное десульфатирующие, нитраты дыхание денитрифицирующие бактерии Факультативны O2 аэробное е анаэробы дыхание большинство патогенных органические брожение микроорганизмов кислоты Микронебольшое аэробное спирохеты, актиномицеты аэрофиллы количество O2 дыхание Аэроорганические брожение молочнокислые бактерии толерантные кислоты (O2 негубителен) Конструктивный метаболизм. Анаболизм (конструктивный/пластический метаболизм/ассимиляция) – это реакции, в результате которых синтезируются сложные соединения и структурные компоненты клеток за счет поступающих извне простых веществ, идущие с потреблением энергии, полученной в процессе энергетического метаболизма. Биосинтез аминокислот осуществляется из пирувата (образуется в гликолитическом цикле), α-кетоглурата и фумарата (из ЦТК), при образовании аминокислот азот вводится в молекулу предшественника на последних этапах биосинтеза при помощи реакций аминирования и переаминирования. Биосинтез нуклеиновых кислот – строительными блоками являются пуриновых и пиримидиновых нуклеотиды. Биосинтез углеводов: автотрофы, для которых единственным источником углерода является СО2, усваивают его в реакциях цикла Кальвина; гетеротрофы синтезируют углеводы из С2-С3 соединений путем гликолиза в обратном направлении. Биосинтезе жирных кислот происходит путем карбоксилирования ацетил-КоА. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Влияние факторов внешней Химиотерапевтические препараты. Антибиотики.» среды на микроорганизмы. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы. Жизнедеятельность микроорганизмов находится в зависимости от факторов окружающей среды. Влияние этих факторов может быть благоприятным и неблагоприятным. Неблагоприятное действие факторов окружающей среды на микроорганизмы: бактериоцидное – уничтожающее действие на клетки; бактериостатическое – подавляющее размножение; мутагенное – приводящее к изменению наследственных свойств. Повреждающее действие на микроорганизмы могут оказывать биотические (от греч. bios – жизнь) и абиотические (от греч. abios – отрицание жизни) факторы. Абиотические факторы внешней среды: Физические факторы: температура; рН среды; влажность (высушивание); различные виды излучения (УФ, инфракрасное, рентгеновское, лазерное, радиактивное – α, δ, γ-излучение); ультразвук; электромагнитные поля; осмотическое давление; сотрясение; невесомость. Температура среды – один из основных факторов, определяющих интенсивность развития микроорганизмов. Каждый микроорганизм может расти и размножаться только в определенных пределах температуры (выделяют минимальную/ максимальную температуру – за их пределами рост микроорганизмов прекращается и оптимальную температуру – наиболее благоприятную для роста и размножения). По отношению к температуре выделяют три группы микроорганизмов: термофилы (от греч. thermos – тепло, phileo – любить, т.е. теплолюбивые) – живут при температуре от 40 до 1000С (оптимум 50-600С) – например, бактерии горячих источников и вулканов; мезофиллы (от греч. mesos – средний) – от 20 до 400С (оптимум 35-370С) – большинство патогенных микрорганизмов; психрофилы (от греч. psichros – холод, т.е. холодолюбивые) – от -6 до 200С 0 (оптимум 10-15 С) – например, иерсинии, клебсиеллы, псевдомонады могут размножаться в пищевых продуктах при температуре бытового хоодильника. Механизм повреждающего действия высокой температуры – необратимая денатурация ферментов микроорганизмов. Большинство вегетативных форм бактерий погибают при 60-800С в течение 15-30 минут, а при 1000С – от нескольких секунд (мгновенно) до 2 минут. Споры бактерий наиболее устойчивы к повышенной температуре – выдерживают температуру кипячения воды в течение нескольких часов, при 1300С гибнут через 20-30 минут и более. Механизм повреждающего действия низкой температуры – разрыв клеточной мембраны кристаллами льда и приостановка метаболических процессов. Влажность среды также оказывает большое влияние на развитие микроорганизмов, т.к. вода составляет основную массу микробной клетки (75-85%), вода служит растворителем различных органических и минеральных соединений, с водой все вещества поступают в клетку и выводятся из нее. Потребность во влаге у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. По потребности во влаге различают следующие группы микроорганизмов: гидрофиты – влаголюбивые (большинство); мезофиты – среднелюбивые; ксерофиты – сухолюбивые. При высушивании жизненные процессы замедляются, клетка переходит в анабиотическое состояние или погибает. В высушенном состоянии многие микроорганизмы сохраняют жизнеспособность в течение продолжительного времени, что используется для их длительного хранения. Высушивание микроорганизмов осуществляется методом лиофильной сушки – обезвоживание в замороженном состоянии под высоким вакуумом. Химические факторы (противомикробным действием обладают следующие классы химических веществ): галогены и их соединения (йод, йодинол, йодоформ, хлорамин, пантацид…); окислители (пероксид водорода, перманганат калия, гидроперит…); кислоты и их соли (оксолиновая, бензойная, салициловая, борная, сорбиновая…); щелочи (аммиак и его соли); спирты (этанол, протанол); альдегиды (формальдегид, уротропин, уросал…); соли тяжелых металлов (ртути, серебра, меди, свинца, цинка, олова…); фенол и его производные (резорцин, хлорофен…); производные 8-оксихинолина (хинозол, интестопан, нитроксолин…); производные нитрофуранов (фуразолидон, фурацилин, фурагин...); поверхностно-активные вещества/детергенты (хлоргексидин, полимиксины, грамицидин С, твины…); триклозан; длинноцепочечные жирные кислоты; фитонциды; антибиотики; красители (метеленовый синий, бриллиантовый зеленый…). Эти средства могут по-разному оказывать противомикробное действие. Механизм действия химических веществ на микроорганизмы: деполимеризация пептидогликана клеточной стенки (например, щелочи); повышение проницаемости ЦПМ бактериальной клетки; блокирование биохимических реакций (например, фенолы); денатурация белков/ферментов бактерий (например, кислоты и формалин); окисление метаболитов и ферментов (например, фенолы); растворение липопротеиновых структур; повреждение генетического аппарата. Биотические (биологические) факторы внешней среды – воздействие других живых существ или продуктов их жизнедеятельности. Микроорганизмы находятся друг с другом в различных взаимоотношениях – от взаимовыгодных (симбиоза) до антагонистических: бактерии (например, молочно-кислые и гнилостные бактерии ЖКТ); простейшие; плесневые грибы; бактериофаги. Физические, химические и биологические факторы внешней среды используют для подавления роста и уничтожения патогенных микроорганизмов. Этапы открытия и изучения ХТП. 0 – эвристический период: Еще до открытия микроорганизмов химические вещества эмпирически использовались в народной медицине: кора дерева Кина-Кина (хинин) для лечения малярии; корень ипекакуаны для лечения амебной дизентерии; препараты ртути для лечения сифилиса. Парацельс (VI век до н.э.) применял соли ртути и мышьяка, К. Гален (III в. до н.э.) – настои из растительного сырья. I – научный (эмпирический) период: После открытия микроорганизмов, возбудителей инфекционных заболеваний, было показано, что целый ряд химических веществ оказывают губительное действие на бактерии. Л. Пастер в 1850 г. описал антагонизм микробов на примере угнетения роста возбудителя сибирской язвы под действием гнилостной микрофлоры. Микробный антагонизм – это одна из форм межвидовых взаимоотношений, при которой один вид микроорганизмов подавляет рост и размножение другого с целью конкуренции за питательный субстрат. Антагонистическое действие микробов может быть связано с образованием токсических продуктов метаболизма, понижением pH, с выделением протеолитических и липолитических факторов, выделением микотоксинов, фитонцидов и антибиотиков, бактериоцинов. Примером микробов, обладающим мощным антагонистическими свойствами, могут служить плесневые грибы, почвенные актиномицеты, молочно-кислые бактерии и др. П.Г. Полотебнов и В.А. Маннасеин в 1871-1872 гг. использовали плесень гриба Penicillium qlacucum для лечения гнойных ран. И.И. Мечников в 1884 г. описал антагонизм молочно-кислых бактерий и гнилостных микроорганизмов ЖКТ. Д.Л. Романовский в 1890-1891 гг. доказал избирательное действие хинина на плазмодий малярии без повреждения клеток макроорганизма. Он выдвигает теорию “большой стерилизующей терапии” и призывает искать средства, способные специфически поражать возбудителей заразных болезней. П. Эрлих в 1889-1890 гг. выделил из синегнойной палочки пиоциназу, подавляющую рост возбудителей раневой инфекции. II – химический период: В 1906 г. П. Эрлих испытал более 500 красителей и определил средство против трипанем (возбудители сифилиса) – «трипановый красный». Р. Кох выделил атоксил – органическое производное мышьяка. П. Эрлих испытал производные атоксила и получил соединение № 606, которое угнетающе действовало на бактерии, назвав его сальварсаном (спасающий) (Нобелевская премия). П. Эрлих сформулировал постулат ХТП: «вещество с минимальной органотропностью и максимальной паразитотропностью». Гельмо получил сульфаниламид из каменноугольной смолы. А. Флеминг в 1928 г. открыл пенициллин из гриба Penicillum notatum. Г. Домагк в 1932 г. разработал красный стрептоцид – пронтозил (Нобелевская премия), связав его антибактериальную активность не со всей молекулой, а только с сульфаниламидной группировкой, что послужило основанием для создания большой группы так называемых сульфаниамидных препаратов (сульфазин, дисульфан, сульфапиридазин и др.), обладающих активностью в отношении кишечных бактерий и пиогенных кокков. Х. Флори, Э. Чейн в 1940 г. получили чистый пенициллин (Нобелевская премия). З. В. Ермольева в 1942 г. составила процесс получения первого отечественного пенициллина – крустозина из плесени Penicillium crustosum. Э. Ваксман в 1942-1943 гг. – стрептомицин, предложил определение антибиотикам: «Это химические вещества, получаемые от микроорганизмов, способные подавлять рост и вызывать гибель определённых бактерий». III – современный этап: Изучение активных комплексов – экзогенных метаболитов, определяющих антагонизм бактерий: протеолитические и липолитические факторы, микотоксины, фитонциды, биологическиактивные вещества, бактериоцины. Химиотерапевтические препараты. ХИМИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ – химические вещества природного или синтетического происхождения, в низких концентрациях оказывающие избирательное бактериостатическое или бактерицидное действие на возбудителей инфекции или инвазии в организме хозяина, не повреждая его. Требования предъявляемые к химиотерапевтическим препаратам: Основные: максимальное антимикробное действие на возбудителя в минимальных концентрациях; специфичность антимикробного действия; безвредность для организма хозяина в терапевтических дозах; сохранение активности в биологическом организме; медленное привыкание; сохранение активности при длительном хранении. Дополнительные: хорошая растворимость и выводимость; сохранение активности в выделениях организма; выведение из организма определенными путями. ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ХТП: 1. Соли тяжелых металлов и акридиновые красители (ртуть, мышьяк, висмут...). 2. Алкалоиды (хинин, ипекакуана). 3. Сульфаниламиды (норсульфазол, сульфадимезин, сульфапиридазин, сульфазин, котримаксазол/бисептол...). 4. Аналоги изоникотиновой кислоты (фтивазид, метазид, тубазид, изониазид...). 5. Нитрофураны (фуразолидон, фурацилин, фурагин...). 6. Хинолоны/фторхинолоны (налидиксовая кислота/палин, нитроксолин/5-НОК, норфлоксацин, офлоксацин, пефлоксацин, ципрофлоксацин/ципробай …). 7. Производные оксихолина (фарингосепт…). 8. Имидазолы (метранидазол/трихопол, тенидазол…). 9. Антибиотики (пенициллин, левомицетин, тетрациклин…). СТРУКТУРА ХТП: гептофоры – химическая группа, отвечающая за избирательную адсорбцию; таксофоры – химическая группа, отвечающая за фармакологический эффект. ХТП могут оказывать терапевтическое и токсическое (адсорбируются на клетки макроорганизма) действие. Химиотерапевтический индекс: Для характеристики качества химиопрепаратов П. Эрлих ввел термин – химиотерапевтический индекс (ХТИ): ХТИ ДС( минимальная терапевтическая доза) ДТ ( максимально переносимая доза) При ХТИ меньше единицы, препарат может быть использован для лечения соответствующей инфекции. Чем меньше индекс, тем больше разница между переносимой и лечебной дозой – тем препарат эффективней. ХИМИОТЕРАПИЯ – лечение инфекционных и паразитарных инфекций химиотерапевтическими препаратами. Принципы рациональной химиотерапии: точная этиологическая диагностика, что позволяет использовать препараты узкого спектра действия; определение чувствительности возбудителя к ХТП; определение концентрации используемого препарата в биологических жидкостях (крови и моче); контроль за чувствительностью возбудителя в процессе лечения; контроль за необычными (побочными) эффектами; определение индивидуальной переносимости препарата. ХИМИОСАНАЦИЯ – лечение ХТП бактерионосителей. ХИМИОПРОФИЛАКТИКА – предупреждение инфекционных и паразитарных заболеваний и их рецидивов с помощью ХТП. Проводят ограничено, по строгим показаниям (ревматизм, туберкулез, ООИ). Антибиотики. В настоящее время описано примерно 6 тысяч антибиотиков, из числа которых лишь относительно небольшая часть соответствует требованиям и используется в практике. АНТИБИОТИКИ (от греч. anti – против, bios – жизнь) – биологически активные вещества, выделяемые микроорганизмами, растениями, тканями живого организма, их производные и полученные синтетическим путем их аналоги, способные в низких концентрациях in vitro и in vivo избирательно подавлять рост и размножение микроорганизмов и некоторых опухолевых клеток. Классификация антибиотиков: Принципы классификации Примеры I. По продуценту 1. Бактерии 2. Актиномицеты Полимиксины, грамицидин, пиоционин Тетрациклины, левомицетин, стептомицин, новобиоцин, неомицин 3. Различного рода грибы Пенициллины, цефалоспорины, гризеофульвин 4. Низшие растения, водоросли, Хлореллин, усниновая кислота, термофилин лишайники 5. Высшие растения Новоиманин, имманин, хлорофилипт 6. Животные Интерфероны, лизоцим, эритрин II. По химической структуре 1. Бета-лактамные (азотсодержащие гетероцикличные соединения с β-лактамным кольцом) 2. Тетрациклины (четыре конденсирующих бензольных кольца) 3. Макролиды (макроциклическое лактамное кольцо) 4. Линкозамиды 5. Аминогликозиды (содержат аминосахара) Пенициллины VI поколений, цефалоспорины IV поколений, монобактамы, карбапенемы Хлоротетрациклин, вибромицин, оксицилин Олеандомицин, эритромицин, рокситромицин, спирамицин Линкомицин, клиндамицин Канамицин, неомицин, амикацин, гентамицин, стрептомицин 6. Гликопептиды Ванкомицин, тейкопланин 7. Полипептиды Полимиксин, грамицидин 8. Полиеновые Леворин, нистатин, амфотерицин В 9. Рифамицины Рифамицин, рифампицин 10. Левомицетины (нитробензеновое ядро) Левомицетин, хлорамфинекол III. По механизму действия 1. Ингибиторы синтеза клеточной Пенициллины, цефалоспорины стенки 2. Нарушающие функции ЦПМ Полимиксин, леворин, нистатин 3. Ингибиторы синтеза белков на Тетрациклины, аминогликозиды, рибосомах макролиды, левомицетины 4. Ингибиторы дыхания Усниновая кислота, грамицидин, пиоционин 5. Ингибиторы синтеза Саркомицин, изосерин пуриновых и примидиновых оснований 6. Ингибиторы синтеза: РНК (ДНК-зависимой РНК-полимеразы) Рифампицины, новобиоцин, актиномицин ДНК Саркомицин, митомицин IV. По спектру действия 1. Узкого спектра действия Пенициллины, полиены 2. Широкого спектра действия Тетрациклины, аминогликозиды, левомицетины V. По конечному действию на бактериальную клетку 1. Бактериостатические Макролиды, тетрациклин, левомицетины Пенициллины, аминогликозиды, 2. Бактерицидное рифампицины VI. По возбудителю 1. Антибактериальные Пенициллины, цефалоспорины 2. Противогрибковые Нистатин, леворин З. Противовирусные Оксолин, тетрофеин, метисазон, ремантадин, ацикловир 4. Противопротозойные Фурамид, метронидазол, акрихин 5. Противоопухолевые Актиномицины, митомицины, родомицин, олиевомицин VII. По способу получения 1. Биосинтетические (естественные)микробы-продуценты Пенициллины, выделяют АБ в процессе своей жзнедеятельности стрептомицин 2. Полусинтетические – видоизменяют первоначальную молекулу природного АБ путем химической модификации Ампициллин, З. Синтетические – аналоги природных АБ, синтезированные ампиокс химически Хлорамфеникол, левомицетины ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ АНТИБИОТИКОВ: для этиотропной терапии и профилактики (реже) бактериальных, грибковых, протозойных инфекций и некоторых опухолей; антибиотики входят в состав ряда элективных и накопительных питательных сред; используются при консервировании пищевых продуктов и в виде добавок в корм крупного рогатого скота, свиней, птиц; в научных исследованиях как специфические ингибиторы определенных путей метаболизма. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОБНЫХ АНТИБИОТИКОВ: подбор и изучение продуцента; засев на оптимальную питательную среду; культивирование; грубая очистка – фильтрация (удаление взвешенных частиц); тонкая очистка – удаление всех веществ, кроме антибиотиков; определение биологической активности антибиотика. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ АНТИБИОТИКОВ: Раньше активность антибиотиков измеряли в единицах действия (ЕД). Одна ЕД соответствовала действию определенной весовой части химически чистого препарата на тестмикроб. Сейчас антибактериальную активность чаще выражают в весовых единицах химически чистого препарата (если химический состав известен, то в весовых единицах, если не известен – то в Ед). За единицу измерения биологической активности антибиотиков принимается минимальное количество антибиотика, способного подавлять развитие стандартного штамма тест-микроба в определенном объеме питательной среды. ПРИЧИНЫ ОШИБОК ПРИ АНТИБИОТИКОТЕРАПИИ: Причины со стороны врача: назначение антибиотиков без достаточных клинических и лабораторных показаний; неправильный выбор антибиотиков (например, при сепсисе назначают бактериостатические препараты); назначение антибиотика без определения чувствительности к ним выделенных микроорганизмов; назначение недостаточных доз антибиотиков и др. Причины со стороны больного: самолечение; несоблюдение режима приема (дозировки, времени, длительности). ОСЛОЖНЕНИЯ И ПОБОЧНЫЕ ДЕЙСТВИЯ АНТИБИОТИКОВ: На макроорганизм: аллергические реакции (зуд, покраснение, сыпь), для их предупреждения проводят кожные и сублингвальные пробы; токсическое действие: прямое органотоксическое: стрептомицин обладает ото- и нефротоксическим действием, тетрациклин – гепатотоксическим действием; опосредованное: левомицетин подавляет синтез белка в клетках костного мозга; иммунодепрессивное действие: нарушение формирования иммунитета, снижение антителообразования и т.д.; тератогенное действие: на ткани эмбриона (тетрациклин – уродство плода и т.д.); феномен Герца-Геймера (реакция обострения) – интоксикация, вызванная эндотоксином, выделяющимся при массовой гибели грамотрицательных бактерий, особенно у детей с несовершенными механизмами детоксикации; дисбактериоз. На микроорганизм: формирование антибиотикорезистентных штаммов микроорганизмов; формирование антибиотикозависимых бактерий. ЛЕКАРСТВЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ. С самого начала применения ХТП, в том числе и антибиотиков, стали наблюдаться случаи появления микроорганизмов, нечувствительных к терапевтическим дозам этих препаратов. В настоящее время продолжает повсеместно отмечаться возрастающее число лекарственно- устойчивых форм бактерий. Так частота выявления пенициллинустойчивых штаммов стафилококка составляет до 90-95 %, стрептомицинрезистентных 60-70%, резистентность к тетрациклинам и стрептомицину у шигелл 54% и т.д. Устойчивость к антибиотикам чаще возникает у бактерий, реже 12 сиспирохет, риккетсий, хламидий, микоплазм, дрожжеподобных грибов. Причины лекарственной устойчивости: массовое, бесконтрольное применение антибиотиков; неоправданное назначение антибиотиков; назначение антибиотиков без определения чувствительности к ним; миграция в микробных популяциях R-плазмид; использование антибиотиков в качестве продуктов питания; высокая адаптивность микробов к изменяющимся условиям среды обитания. Виды антибиотикоустойчивости: Первичная/естественная/видовая (характерна для всех представителей этого вида) – обусловлена отсутствием мишени для действия антибиотика. Например, у микоплазм к пенициллинам, вследствие отсутствия у них клеточной стенки (пептидогликана). Приобретенная/штаммовая (характерна для отдельных представителей вида) — обусловлена изменением в процессе жизнедеятельности микроорганизма под действием факторов окружающей среды. Она реализуется за счет модификаций, мутаций и рекомбинаций (чаще всего при передаче r-генов с участием плазмид и транспозонов). Механизмы приобретенной устойчивости антибиотикам: Генетические: мутации в генетическом аппарате микробной клетки; рекомбинации – миграция генов лекарственной устойчивости (r-генов с плазмидами, транспозонами, бактериофагами). Биохимические: инактивирование антибиотика ферментами микроорганизма, т.е. превращение активной формы антибиотика в неактивную – ацетилирование или фосфорилирование (аминогликозиды); изменениение мишени для антибиотика – нарушение синтеза компонентов клеточной стенки (синтез β-лактамаз пенициллинрезистентными штаммами S. aureus) изменение проницаемости ЦПМ микроба для антибиотика (тетрациклины); утрата проницаемости клеточной стенки для определенного антибиотика; возникновение у микроорганизмов альтернативного пути образования жизненно важного метаболита, заменяющего основной путь, блокированный препаратом. Пути преодоления антибиотикореистентности: систематическое получение новых антибиотиков; периодическая замена широко применяемых антибиотиков новыми; химическая модификация известных антибиотиков с защищенными активными группами, устойчивыми к бактериальным ферментам; разработка ингибиторов, подавляющих активность бактериальных ферментов, а также препаратов, препятствующих адгезии бактерий на клетках макроорганизма; использование препаратов, избирательно блокирующих репликацию R-плазмид; мероприятия по ограничению распространения лекрственноустойчивых бактерий: своевременная информация практических врачей о циркулирующих в данном регионе лекарственноустойчивых бактериях; определение чувствительности выделенных бактерий к антибиотикам; ограничение применения антибиотиков без достаточных показаний; запрещение использования антибиотиков в качестве консервантов пищевых продуктов и кормовых добавок; эпидемиологический надзор за заражением окружающей среды лекарственноустойчивыми бактериями; выявление носителей лекарственноустойчивых бактерий; соблюдение дозировок, интервалов введения; одновременное назначение препаратов, различных по механизмам действия. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ БАКТЕРИЙ К АНТИБИОТИКАМ. Определение чувствительности выделенных культур возбудителя к антибиотикам, является необходимым элементом бактериологического исследования и обязательным условием антибиотикотерапии. Это относится, прежде всего, к следующим группам заболеваний: 1. Сепсис, эндокардит, менингит, остеомиелит. 2. Хронические инфекции ВДП, ЖКТ, МПС. З. Внутрибольничные инфекции, раневые, гнойные. А. Метод стандартных бумажных дисков. Величины зон задержки роста: диаметр от 0 мм до 6 мм – устойчивые; диаметр от 7 до 15мм – слабочувствительные; диаметр от 16 мм до 24 мм – чувствительные; диаметр от 25 мм и более – высокочувствительные. Метод дает только качественную характеристику, однако прост и доступен в исполнении. Б. Метод серийных стандартных разведений – позволяет определять минимальную подавляющую (ингибирующую) концентрацию антибиотика. В. Экспрессный рэдокс-метод – основан на улавливании изменения ОВП питательной среды микроорганизмами по изменению цвета индикатора, добавленного в питательную среду (подолжительность определения 3-5 часов). Д. ПЦР – выявление у микроорганизма генов устойчивости. Г. Е-тест – применяют бумажные полоски, пропитанные рядом убывающих концентраций определённого антибиотика (128, 64, 32, 16, 8... мкг/мл), после инкубирования вокруг полоски образуется эллипсовидная зона задержки роста. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АНТИБИОТИКОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ. Для определения концентрации антибиотиков в моче, крови и других биологических жидкостях используют метод, основанный на способности антибиотиков диффундировать в агар, зараженный тест-микробом и подавлять рост последнего. Зона подавления роста тест-микроба зависит от концентрации антибиотика в изучаемом субстрате. Диаметры полученных зон сравнивают с величиной зон, образующихся при нанесении на агар известных количеств стандартного препарата (стандартами служат специально приготовленные очищенные образцы антибиотиков, активность которых установлена по международным стандартам). ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Генетика бактерий» Генетика – это наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости живых организмов, в том числе и микроорганизмов. Наследственность – это свойство живого организма (в том числе и микроорганизма) передавать потомству признаки и особенности развития родителей (видовые признаки). Изменчивость – это свойство живого организма (в том числе и микроорганизма) изменяться (изменять видовые признаки), обеспечивая разнообразие живого как на уровне одной отдельной клетки, так и на уровне вида. Исторические этапы становления генетики микроорганизмов. 0. Эвристический (донаучный) период. Судя по археологическим данным, 6000 лет назад надписи на глиняных табличках гласили: «физические признаки могут передаваться от одного поколения другому»; в частности, вавилонские глиняные таблички указывают на возможные признаки при скрещивании лошадей, улучшение породы других животных и сортов растений. I. Эмпирический (научный) период (середина XIX века). Исходной точкой становления генетики как науки послужили труды Г. Менделя. В 1865 г. австрийский монах Грегор Мендель обнародовал труды по скрещиванию сортов гороха: «наследственные признаки не смешиваются, а передаются от родителей к потомкам в виде обособленных (дискретных) единиц». Однако эти работы настолько опередили развитие биологии того времени, что оказались невостребованными. Однако корни генетики бактерий берут свое начало от первых попыток систематики бактерий. Работы Л. Пастера и Р. Коха побудили открытие новых микроорганизмов, необходимо было их систематизировать, то есть сопоставить сходные признаки и различия. И здесь мнения ученых разделились. Существовало мнение полиморфистов (плеоморфисты), которые считали, что все свойства бактерий изменяются, и мономорфистов, которые утверждали, что свойства микроорганизмов неизменны. После длительной дискуссии победу одержали плеоморфисты, а результаты почти векового спора двух направлений послужили основой для генетики бактерий. II. Классический период (начало XX века). В 1900 г. К. Корренс, Э. фон Чермак, Г. Де Фриз в работах по гибридизации бактерий переоткрывают законы Менделя, которые к тому времени были забыты. С этого момента начинается бурное развитие генетики высших организмов (растений, животных). В 1903 г. Иогансен предложил термин «ген». В 1906 г. Бетсон дал определение «генетики». В 1925 г. Надсон, Филипов изучили действие рентгеновских лучей на дрожжи, в 1927 г. изучены термические мутации. В 1928 г. Фредерик Гриффитс обнаружил молекулу наследственности, которая передается от бактерии к бактерии. III. Период молекулярной генетики (с середины XX века). Основные открытия в генетике бактерий приходятся на середину XIX века, когда у ученых появилась возможность не просто систематизировать сведения об изменчивости и наследственности, но и расшифровать их «тонкие» механизмы. В этот период была проведены расшифровка структуры ДНК, триплетного кода, описание механизмов синтеза белка, обнаружение рестриктаз и секвенирование ДНК. В 1944 г. О. Эвери, К. Мак Леод, М. Мак Карти изолируют ДНК, осуществив трансформацию бескапсульных пневмококков в капсульные in vitro, тем самым доказав, что материальной единицей наследственности (генетическим материалом) у бактерий является ДНК. В 1952 г. Чейз доказывает, что генетическая информация бактериофагов содержится также в ДНК. В 1953 г. Ф. Крик, Д. Уотсон смоделировали структуру и репликацию ДНК, обосновали приложимость этой модели к наследственности и изменчивости микроорганизмов. В 40-50 гг. – были выявлены системы рекомбинации у бактерий: трансдукция, трансформация и конъюгация. Затем открыты внехромосомные факторы наследственности: плазмиды, транспозоны, Is-элементы и т.д. В 1958 г. Шталь доказал, что удвоение ДНК у бактерий носит полуконсервативный характер. В 1961 г. Ф. Крик, Бернет и Д. Уотсон сформулировали общие принципы организации генетического кода на примере генетического кода E. coli (код является триплетным, вырожденным и неперекрывающимся). В 1970 г. у бактерий палочки инфлюэнцы обнаружены ферменты рестриктазы. В 1977 г. лаборатория Зангера полностью секвенировала геном бактериофага. В 1983 г. Кэри Мелис открывает ПЦР для простой и быстрой амплификации ДНК. В 1995 г. полностью секвенирован геном организма невирусной природы – бактерии Haemophylus influenzae. В 1996 г. впервые секвенирован геном пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae). В 1998 г. секвенирован геном многоклеточного организма – нематоды. В 2001 г. сделаны первые «наброски» полной последовательности генома человека. В 2003 г. секвенировано 99% генома человека. В настоящее время развивается биотехнология, инженерная энзимология – использование микробных ферментов на носителе (разработан препарат иммобилизованная стрептокиназа – «стрептодеказа», который вводят в сосуд для растворения тромба; растворимая в воде полисахаридная матрица с привязанной стрептокиназой повышает устойчивость фермента, снижает его токсичность, аллергическое действие, повышает способность растворять тромбы). Бурными темпами развивается клеточная инженерия (гибридомы), тканевая инженерия (способ получения кератоноцитов), генная инженерия (получен промышленный штамм микроорганизмасверхпродуцента, синтезирующего аминокислоту «треонин» для добавления в корм животным с целью наращивания мышечной ткани). Недостатки высших организмов как моделей для генетических исследований: длительность эксперимента (продолжительный срок жизни экспериментального животного); ограниченное число особей, используемое в эксперименте; диплоидный набор хромосом; требования ухода и специального содержания животных; экономические затраты. Преимущества бактерий как моделей для генетических экспериментов: сходная с высшими организмами структура наследственности – ДНК; относительная простота культивирования; возможность получения популяций, содержащих миллиарды микробных клеток, в короткие сроки; гаплоидный набор хромосом (исключает явление доминантности и позволяет выявлять мутации с высокой частотой); наличие автономных и интегрированных фрагментов ДНК (плазмиды, транспозоны, Is-элементы и др.); половая дифференциация в виде донорских и реципиентных клеток. Организация генетического аппарата бактериальной клетки. Материальной единицей наследственности, определяющей генетические свойства всех живых организмов, в том числе бактерий и вирусов (исключение РНК-содержащие вирусы), является ДНК. Хромосома бактериальной клетки представляет собой кольцевую двухцепочечную молекулу ДНК, организованную в нуклеоид. Молекула ДНК бактерий, как и других организмов, представляет собой длинные двойные цепи мономеров – нуклеотиды. Каждый мононуклеотид содержит одно из азотистых оснований (аденин/гуанин, цитозин/тимин), одну молекулу сахара (дезоксирибозу) и остаток фосфорной кислоты. Нуклеотиды в ДНК соединены между собой фосфодиэфирными связями. Мононуклеотиды формируют полинуклеотиды, а те цепочки ДНК. Две полинуклеотидные цепи, закрученные правильными ветками вокруг общей оси, соединены между собой водородными связями, которые устанавливаются между пуриновым основанием одной цепи и пиримидиновым основанием другой (аденин из одной цепи связывается с тимином другой, а гуанин с цитозином). При этом, суммарное отношение А+Т/Г+Ц является величиной постоянной для каждого вида микроорганизмов (правило Чаргафа) и колеблется от 0,45 до 2,73. Информация о видовых признаках и свойствах бактерий заключена в генах. Ген – это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре полипептида белка или РНК. Гены, несущие информацию о синтезируемых микроорганизмами ферментах или структурных белках, называются структурными. Гены, регулирующие функционирование (транскрипцию) структурных генов, называются регуляторными (регуляторные элементы – операторы, промоторы, регуляторы). До недавнего времени считалось, что последовательность гена непрерывна. Однако исследования показали, что она может прерываться вкрапленными в нее нетранслируемыми участками (интронами). Соответственно, ген может состоять из отдельных фрагментов, соединяющихся воедино во время генной экспрессии. Таким образом, структура гена сложнее, чем ранее предполагалось. Отличие генома прокариот от генома эукариот. Прокариоты Эукариоты ДНК не ограничена ядерной мембраной (располагается ДНК ограничена ядерной в цитоплазме свободно) мембраной ДНК суперспирализована ДНК не суперспирализована Циркулярная ДНК (замкнута в кольцо) Линейная ДНК Не содержат гистонные белки Содержат гистонные белки Гаплоидный набор хромосом Диплоидный набор хромосом Бинарное деление Делятся митозом Наличие обособленных фрагментов ДНК (плазмиды, Отсутствие обособленных транспозоны, Is-элементы и др.) фрагментов ДНК Передача генетической информации как по вертикали Передача генетической (от материнской клетки – дочерним), так и по горизонтали информации только по вертикали (от (от клетки-донора к клетке-реципиенту) родителей – детям) Особенности репликации бактериальной ДНК. Репликация – это воспроизведение ДНК путем самоудвоения. Репликация ДНК у бактерий начинается в строго определенной точке хромосомы (локусе – oriC), носит полуконсервативный характер, идет одновременно в двух противоположных направлениях и заканчивается также в строго фиксированной точке (terminus). Стадии репликации ДНК: 1. Разрезание молекулы ДНК с помощью фермента рестриктазы. 2. Раскручивание цепей ДНК с участием изомеразы и их разделение хеликазами с образованием репликаторной вилки. 3. Стабилизация однонитевых участков ДНК ДНК-связывающим белком. 4. Каждая из спиралей становиться матрицей, на которой достраивается молекула ДНК по закону комплементарности пар оснований: особенность репликации ДНК является необходимость в затравке – коротких фрагментов РНК, которые синтезируются с помощью ДНК-праймазы; репликация ДНК осуществляется с помощью фермента ДНК-полимеразы, которая осуществляет синтез ДНК только в направлении 5' → 3', а поскольку цепи ДНК антипараллельны репликация происходит своеобразно: на одной из матричной цепи («ведущей») синтез ДНК идет непрерывно, а на другой («отстающей») цепи ДНК-полимераза должна возвращаться, чтобы наращивать нить тоже в направлении 5' → 3', поэтому репликация идет прерывисто, короткими фрагментами (≈1-2 тыс. пар нуклеотидов, названные по имени открывшего их ученого фрагментами Оказаки) – участок РНК-затравки вырезается с помощью эндонуклеазы и заменяется сегментами Оказаки, сшивании их с матричной ДНК присходит с помощью лигаз. 5. Суперспирализация вновь синтезированных нитей ДНК с участием топоизомеразы. 6. Ревизия ДНК-полимеразой вновь синтезированных фрагментов ДНК (для исключения ошибочного включения нуклеотидов). Внехромосомные факторы наследственности. Внехромосомные факторы наследственности входят в состав многих микроорганизмов, особенно бактерий. Они представлены плазмидами и мигрирующими элементами – Isпоследовательностями, транспозонами (Tn), конъюгативными транспозонами (CTn), интегронами (In), генными островами (ГО) и бактериофагами, которые являются молекулами ДНК, отличающиеся друг от друга молекулярной массой, объемом закодированной в них информации, способностью к самостоятельной репликации и другими признаками. Они не являются жизненно важными для бактериальной клетки элементами, поскольку не несут информации о синтезе ферментов, участвующих в пластическом или энергетическом метаболизме, но они могут передавать бактериям определенные селективные преимущества, например резистентность к антибиотикам. Плазмиды – это автономные кольцевые молекулы двунитевой ДНК с молекулярной массой меньше, чем у нуклеоида (размеры варьируют от 1,5 до 200 mD=103-106 пар нуклеотидов), способные к саморепликации. Спонтанная/индуцированная утрата плазмид называется элиминацией. Особенности: саморегулируемая репликация; явление поверхностного исключения (не позволяют проникать в клетку, уже содержащую плазмиду, другой родственной ей плазмиде); явление несовместимости (две близкородственные плазмиды не могут стабильно сосуществовать в одной клетке); контроль числа копий плазмиды на хромосому клетки (реализуется собственными плазмидными генами репликации); контроль стабильного сохранения плазмид в клетке; контроль равномерного распределения дочерних плазмид в дочерние бактериальные клетки; способность к самопереносу у конъюгативных плазмид; способность к мобилизации на перенос у неконъюгативных плазмид (способность к передаче только в присутствии трансмиссивных плазмид, используя их аппарат конъюгации); способность наделять клетку дополнительными важными для нее биологическими свойствами, способствующими выживанию бактерий. Функции: регуляторная (компенсируют нарушения метаболизма ДНК бактериальной клетки, регулируют саморепликацию, контролируют самоперенос или мобилизацию на самоперенос и другие функции самой плазмиды); кодирующая (внесение в бактериальную клетку новой информации, наделяя ее дополнительными свойствами). Классификация плазмид: По молекулярной массе: крупные (1-2 на клетку); мелкие (до 30). По способности передаваться от одной клетки к другой: конъюгативные (трансмиссивные); неконъюгативные (мобилизуемые). По совместимости в одной клетке: совместимые; несовместимые (близкородственные). По фенотипическому проявлению признака: криптические (скрытые); некриптические. По детерминированному признаку: R-плазмиды (от англ. resistance – противодействие, содержат гены – r-гены, ответственные за устойчивость к лекарственным препаратам). Обусловленная R-плазмидами лекарственная устойчивость связана: с изменением проницаемости поверхностных структур бактериальной клетки для антибиотиков; с синтезом ферментов, разрушающих или модифицирующих антибиотики (βлактамазы, ацетилирование хлорамфеникола). Плазмиды патогенности – Ent и Hly (содержат tox-гены, ответственные за синтез токсинов – энтеротоксинов и гемолизинов соответственно); Бактериоциногенные плазмиды (например, Col-плазмида у E. coli содержат гены, ответственные за синтез бактериоцинов). Бактериоцины – антибиотические вещества белковой природы, синтезируемые бактериями и подавляющие рост и размножение близкородственных микроорганизмов, не лизирую последних. Синтез бактерицинов является для клетки-продуцента летальным, но потенциальные бактериипродуценты, не продуцирующие их в данный момент, устойчивы к воздействию бактериоцинов. Обозначение бактериоцина определяется видовым название микроорганизма-продуцента: Бактерия-продуцент Бактериоцин E. coli колицин St. aureus стафилоцин Y. pestis пестицин Kl. pneumoniae пневмоцин В отличии от других плазмид, факторы бактериоциногенности реже интегрируются в хромосому, редко элиминируются, многие не обладают конъюгативностью. F-плазмида (половой фактор/фактор фертильности, содержит гены, контролирующие конъюгацию). Варианты F-плазмид: Состояние F-плазмиды в клетке Обозначение бактериалной клетки в автономном состоянии F+-донор в интегрированном в хромосому Hfr-донор в автономном состоянии с фрагментами F'-донор хромосомной ДНК отсутствует в клетке F–-реципиент Плазмиды биодеградации (несут информацию об утилизации некоторых органических соединений, которые бактерии используют в качестве источников углеводов и энергии, например урологические штаммы E. coli содержат плазмиду гидролизации мочевины). Мигрирующие генетические элементы – отдельные участки ДНК, способные осуществлять собственный перенос (транспозицию) внутри генома. Их транспозиция связана со способностью кодировать специфический фермент рекомбинации – транспозазу. В настоящее время к мигрирующим элементам относят: Is-элементы, транспозоны (Tn), конъюгативные транспозоны (CTn), интегроны (In), генные острова (ГО) и бактериофаги. Транспозоны (Tn-элементы) – нуклеотидные посдедовательности, включающие 2000-20500 пар нуклеотидов. Состав – фрагмент ДНК (специфический, несущий гены) и два концевых Isэлемента. Могут находиться в свободном состоянии в виде кольцевой молекулы. Особенности: не способны к самостоятельной репликации (воспроизведению), только в составе хромосом; несут генетическую информацию, необходимую для транспозиции (перемещение); каждый транспозон содержит гены, привносящие важные для бактерий характеристики (устойчивость к антибиотикам, токсинообразование и т.д.); содержат гены, определяющие фенотипические признаки (легче выявить). Функции: способны к перемещению с одного репликона (хромосомная ДНК) на другой (плазмиды, хромосома другой бактерии, бактериофаг) и наоборот: при включении в ДНК вызывают дупликации, а при перемещении – делеции и инверсии; регуляторная; кодирующая. Is-элементы (от англ. insertion – вставка, sequenc – последовательность) – вставочные (инсерционные) последовательности, величиной до 1500 (800-1400) пар оснований. Особенности: самостоятельно не реплицируются; не кодируют распознаваемых фенотипических признаков; содержат гены, обеспечивающие их перемещение из одного участка ДНК в другой (транспозицию). Функции: регуляция активности генов бактериальной клетки; индукция мутаций типа делеции (выпадение нуклеотидов) или инверсии (поворот участка ДНК на 1800) при перемещении и дупликации (повтор участка ДНК) при встраивании в хромосому; координация взаимодействий плазмид, транспозонов и профагов (между собой и бактериальной хромосомой). Бактериофаги (умеренные и дефектные) – мигрирующие генетические элементы, могут захватывать участки ДНК и переносить от одной бактериальной клетки к другой, вызывая ее лизогенизацию (приобретение новых свойств). Понятие о генотипе и фенотипе, видах изменчивости. Генотип – это совокупность генов, определяющих способность микроорганизмов к фенотипическому проявлению любого их признака. Различают истинный генотип и плазмотип. Истинный генотип – совокупность генов, сосредоточенных в бактериальной хромосоме и отвечающих за проявление жизненно важных признаков и свойств. Плазмотип – совокупность внехромосомных генов, локализованных в плазмидах и транспозонах и отвечающих за нежизненно важные признаки и свойства, но придающие определенные преимущества перед другими особями популяции (устойчивость к антибиотикам). Фенотип – это совокупность всех внешних и внутренних признаков микроорганизмов, которые проявляются в данных условиях и данный момент. Ненаследственная (модификационная, фенотипическая) изменчивость – это временные ненаследуемые изменения признаков или свойств, не затрагивающие генотипа (не сопровождаются изменениями в первичной структуре ДНК) и возникающие под действием факторов окружающей среды. Модификационная изменчивость не играет существенной роли в эволюции бактерий, так как не приводит к появлению новых видов. По существу это адаптивная (приспособительная) реакция бактерий на изменение условий окружающей среды, позволяющая быстро приспосабливаться и сохранять численность популяции. Внешне модификации чаще всего проявляются изменениями морфологических и биохимических свойств. При устранении фактора, вызвавшего изменения, бактерия возвращается к исходному фенотипу. Например: Способность патогенных бактерий под действием пенициллина или лизоцима образовывать Lформы, у которых отсутствует клеточная стенка, являющаяся мишенью для пенициллина. После устранения пенициллина L-формы переходят в исходный фенотип – начинают синтезировать клеточную стенку. Ряд ученых к стандартным проявлениям модификационной изменчивости относят диссоциации. Диссоциации (от англ. dissociation – расщепление) – это своеобразная форма модификационной изменчивости, проявляющаяся в образовании разных типов колоний на плотных питательных средах под воздействии неблагоприятных факторов (неоптимальная температура, рН, старении культуры, действие сывороток и бактериофагов и т.д.). Это явление характерно прежде всего для энтеробактерий и в основе диссоциаций лежат мутации, приводящие к утрате генов, контролирующих синтез боковых цепей ЛПС клеточной стенки грамотрицательных бактерий. S-колонии (от англ. smooth – гладкий, ровный) – выпуклые, правильной круглой формы с ровным краем и гладкой поверхностью; M-колонии (от лат. mucoid – слизистый) – слизистые, вязкой консистенции, часто с концентрическими кольцами на поверхности; D-колонии (от англ. dwarf – карлик) – карликовые, мелкие дочерни колонии вокруг основной; L-колонии (названы в честь Листера) – микроскопические колонии с нежным кружевным краем и втянутым в среду центром, нередко коричнево-желтого цвета; R-колонии (от англ. rough – грубый, неровный, шероховатый) – неправильной формы с неровным изрезанным краем и шероховатой, изрезанной, морщинистой поверперхностью, сухие, крошащиеся. Большинство патогенных бактерий изначально существуют в S-форме (исключение возбудители чумы, сибирской язвы и туберкулеза, у которых исходная R-форма), поэтому диссоциации, обычно, протекают в направлении от S к R (при полной утрате способности синтезировать боковые цепи ЛПС клеточной стенки возникают R-формы, при частичной – промежуточные). Обратный переход от R- к S-форме наблюдается крайне редко. Значение диссоциаций: R-формы более устойчивы к действию факторов окружающей среды. Наследственная (генотипическая) изменчивость – это изменения фенотипа, сопровождающиеся изменениями в структуре генотипа (первичной структуре ДНК) и передающиеся по наследству. Генотипическая изменчивость не реверсирует к исходному фенотипу после устранения воздействующего фактора и играет важную роль в эволюции бактерий (появление новых видов). В основе генотипической изменчивости лежат мутации и рекомбинации. Мутации (от лат. mutation – перемена) – изменения первичной структуры ДНК, проявляющиеся наследственно закрепленной утратой или изменением какого-либо признака или свойства. Мутации приводят к гибели 90-95% клеток популяции, однако выжившие клетки приобретают преимущества перед другими клетками популяции. Факторы, приводящие к мутациям, получили название мутагенов. Виды мутагенов: физические (УФЛ, температура, магнитные поля, УЗ, ионизирующее излучение); химические (акридиновые и анилиновые красители, аналоги азотистых оснований – азотная кислота, нитрофураны, нитрозосоединения – нитрозогуанидин, нитромочевина и др.); биологические (бактериофаги, фитонциды, антибиотики – саркомицин). Классификация мутаций: По происхождению: спонтанные – возникают без видимых вмешательств из вне, т.е. мутагенный фактор остается не установленным (частота ≈ 1:106-109); индуцированные – возникают под действием различных известных мутагенов. По локализации: нуклеоидные (ядерные); цитоплазматические (плазмидные). По количеству мутировавших генов и характеру изменений в первичной структуре ДНК: генные (точковые) – затрагивают только один ген и обусловлены заменой, выпадением или вставкой дополнительных оснований: простая замена (транзиция) – замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин; сложная замена (трансверсия) – замена пурина на пиримидин или наоборот; замена одного кодона (аминокислоты) на другой; сдвиг рамки считывания, что приводит к изменению всех последующих кодонов (нонсенс мутации); возникновение бессмысленных кодонов, что приводит к прекращению трансляции в данной точке; хромосомные – затрагивают несколько генов: делеции – выпадение фрагмента ДНК; инверсии – поворот фрагмента ДНК на 1800; дупликации – повторение фрагмента ДНК; транслокации – перемещение фрагмента ДНК из одной позиции в другую. По направленности: прямые – первичные мутации; обратные – вторичные мутации, возникающие в этом же гене под действием другого мутагена, в результате чего может произойти восстановление исходного фенотипа (если восстанавливается фенотип без восстановления генотипа, мутация называется супрессорной). По последствия для мутировавших клеток: нейтральная – мутация произошла, а фенотипически не проявляется; условно-летальные – частичная утрата признака или свойства; летальные – полная утрата признака или свойства, если признак жизненно важный, то клетка погибает. По фенотипическому проявлению: морфологические – утрата или изменение морфологических структур клетки (форма, капсула, жгутики и др.); биохимические – утрата или изменение способности синтезировать ферменты, аминокислоты и т.д. Механизм мутаций – известно большое количество мутагенов, что обуславливает многообразие механизмов мутаций, например: УФЛ приводят к образованию тиминовых димеров в ДНК (прочных связей между соседними тиминами в одной и той же цепи), которые препятствую работе ДНК-полимеразы, нарушая тем самым репликацию ДНК; ионизирующее излучение вызывает одноцепочечные разрывы ДНК; акридиновые красители вызывают выпадения или вставки оснований; азотистая кислота приводит к дезаминированию азотистых оснований с заменой гуанин+цитозин на аденин+тимин (транзиция) и т.д. Мутации, приводящие к повреждению исходной структуры ДНК, теоретически, должны привести к вымиранию бактериальной популяции. Однако на практике этого не происходит. Почему? Оказывается, иммунитет существует не только на уровне целостного организма, но и на уровне клетки. Здесь он направлен на защиту (восстановление) самого ценного, что имеется в клетке – ее генома. Процесс восстановления поврежденной ДНК получил название – репарация. Репарация – это процесс восстановления поврежденной в результате мутации ДНК с помощью специальных ферментативных систем. В настоящее время известно три основных направления восстановления поврежденной ДНК: непосредственная прямая реверсия от поврежденной ДНК к исходной структуре (фотореактивация); выпадение (эксцизия) повреждений с последующим восстановлением исходной структуры ДНК (эксцизионная темновая репарация и эксцизионная репарация, опосредованная ДНКгликозилазой); активация механизмов, обеспечивающих устойчивость к повреждениям (пострепликативная рекомбинационная репарация – обеспечивает репарации в процессе рекомбинаций, SOS-репарация – склонная к ошибкам: восполнение дефекта наугад, хаотично, поэтому характерны ошибки, mismatch-репарация – корригирует ошибочные пары оснований). На сегодняшний момент наиболее изучены фотореактивация и темновая репарация. Фотореактивация (световая, пострепликативная репарация) – открыта Келнером в 1949 г., представляет собой наиболее простой механизм, действие которого может распространяться даже на одноцепочечную ДНК. Протекает в одну стадию на свету: при облучении видимым светом происходит активация фермента – фотолиазы, которая расщепляет пиримидиновые димеры до мономеров. Фотореактивация характеризуется высокой специфичностью и полным восстановлением исходной структуры ДНК без дополнительных ее изменений. Эксцизионная темновая (дорепликативная) репарация – протекает в несколько стадий без участия света, т.е. в темноте: 1. Вырезание и удаление (расщепление) поврежденного участка ДНК с помощью эндо- и экзонуклеазы. 2. Зачистка прилегающих участков и восстановление удаленного участка по матрице второй нити ДНК с помощью ДНК-полимеразы I. 3. Сшивание вновь синтезированного участка с исходной цепью ДНК с помощью лигазы. Микроорганизмам, как и клеткам высших организмов свойственны генетические рекомбинации, но у прокариот они имеют свои особенности, зависящие от способа размножения и закономерностей передачи генетического материала. Рекомбинационная изменчивость – это генотипическая изменчивость, возникающая при встраивании чужеродной ДНК в генном клетки-хозяина (суть – это односторонний обмен генетическим материалом между донором и реципиентом, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признаком, для создания нового индивидуума – рекомбинанта, наделенного свойствами и донора и реципиента). Если генетические рекомбинации у эукариот совершаются в ходе полового размножения с образованием двух рекомбинантных особей, то прокариотам не свойственно половое размножение и рекомбинации у них приводят к образованию только одной рекомбинантной особи, геном которой представлен геномом реципиента с включенным в него фрагментом ДНК донора. Передача генетического материала от одной бактерии другим происходит путем трансформации, трансдукции и конъюгации. Трансформация (впервые открыта Ф. Гриффитсом в 1928 г. в опытах с живыми авирулентными (бескапсульными) и убитыми вирулентными (капсульными) пневмококками на белых мышах) – это непосредственная передача генетического материала (предварительно выделенной и очищенной ДНК) от одной бактерии (донор) другой (реципиент) / изменение свойств одной бактериальной клетки под влиянием ДНК, выделенной из другой бактериальной клетки. Трансформация происходит только в опытах с бактериями одного и того же вида, имеющих разный генотип. Условия трансформации: клетка реципиента должна быть компетентной (иметь на поверхности клеточной стенки рецепторы для адсорбции и проникновения донорской ДНК); донорская ДНК должна иметь молекулярную массу не менее 106 D; наличие двойной спирали ДНК; наличие в ДНК донора и реципиента гомологичных участков. Фазы трансформации: 1. Адсорбция двуцепочечной ДНК донора на рецепторах компетентной клеткиреципиента и ферментное расщепление связавшейся ДНК с образованием фрагментов с молекулярной массой 4-5×106 D. 2. Проникновение фрагментов ДНК донора в клетку-реципиента с разрушением одной из цепей. 3. Соединение ДНК донора с гомологичным участком хромосомы реципиента. Трансдукция (открыта Н. Циндером и Д. Ледербергом в 1951 г.) – это передача генетического материала от одной бактерии (донор) другой (реципиент) с помощью дефектных бактериофагов (умеренный бактериофаг, у которого в процессе репродукции в момент сборки фаговых частиц в головку вместе с фаговой ДНК проникает какой-либо фрагмент донорской ДНК и при этом утративший часть своего генома). Различают три типа трансдукции: специфическая – бактериофаги переносят от бактерии-донора к бактерииреципиенту строго определенные гены (гены, расположенные на хромосоме клетки-донора рядом с профагом) и могут встраиваться только в строго определенный локус хромосомы бактерииреципиента; неспецифическая (генерализованная) – вместе с фаговой ДНК в клеткуреципиент могут быть перенесены любые гены донора, способные встраиваться в любую точку ДНК; абортивная – принесенный фагом фрагмент ДНК бактерии-донора не включается в хромосому бактерии-реципиента, а располагается в ее цитоплазме и может в таком виде функционировать (при делении бактериальной клетки фрагмент ДНК донора передается только одной из двух дочерних клеток и в конечном итоге утрачивается). Конъюгация (1946 г. Д. Ледерберг и Э. Тейтмут) – это непосредственная передача генетического материала от донора к реципиенту через конъюгативные мостики (пили II типа). Клетке-донору необходимо наличие F-плазмиды (полового фактора). Бактерии, не имеющие Fплазмиды, являются реципиентами. Этапы конъюгации автономных плазмид: 1. Прикрепление клетки-донора к клетке-реципиенту при помощи половых ворсинок. 2. Образование между клетками конъюгативного мостика. 3. Передача через конъюгативный мостик от донора к реципиенту F-плазмиды и других плазмид, находящихся в цитоплазме бактерии-донора в автономном состоянии. При переносе F-плазмиды в состоянии Hfr (интегрированном в хромосому) сначала происходит разрыв одной из цепей ДНК при помощи эндонуклеаз, дистальный конец которой проникает в клетку-реципиента через конъюгативный мостик и достраивается до двунитевой. Оставшаяся в клетке донора неповрежденная нить ДНК служит матрицей для восстановления поврежденной нити. В этом случае частота переноса полового фактора очень низкая, а частота образования рекомбинантов – высокая, т.к. реципиенту передаются только гены бактериальной хромосомы. ТЕМА ЛЕКЦИИ: Дисбактериозы.» «Экология микроорганизмов. Микрофлора организма человека. Экология микроорганизмов. Экология (от греч. oikos – дом, место обитания) – наука, занимающаяся изучением структуры и функции особей в природе, их взаимоотношений с окружающей средой и друг с другом. Экология микроорганизмов – раздел общей экологии, изучающий взаимоотношения организма человека с обитающими в нем микроорганизмами, а также взаимоотношения микроорганизмов, совместно обитающих в одном биотопе, между собой. Биотоп – место обитания популяции, характеризующееся относительно однородными условиями. [Биотопы организма человека значительно отличаются между собой по составу микрофлоры, по спектру вырабатываемых ими ферментов, газовому составу, по продуктам метаболизма, уровню рН среды и по другим факторам.] Популяция – совокупность особей одного вида, совместно обитающих в пределах одного биотопа. Микробиоценоз (микробное сообщество) – совокупность популяций разных видов микроорганизмов, обитающих в одном биотопе. Экологическая система – система, состоящая из биотопа и микробиоценоза. Эковар – вариант микроорганизмов, приспособленных к обитанию в пределах определенной экосистемы. Везде, где есть микроорганизмы, между ними складываются определенные взаимоотношения. Экологические связи – взаимоотношения между биогенными и абиогенными факторами, входящими в состав экосистемы. Применительно к микроорганизмам различают внутри- и межвидовые экологические связи. Внутривидовые связи направлены на сохранение вида. Основными видами межвидовых отношений являются: нейтрализм, симбиоз, конкуренция. Нейтрализм – форма межвидовых отношений, при которых популяции не оказывают друг на друга ни стимулирующего, ни подавляющего действия. В таком случае плотность популяций при совместном и раздельном обитании будет одинаковой (нейтрализм встречается крайне редко). Симбиоз (от греч. simbiosis – жизнь вместе) – совместное сосуществование или форма межвидовых отношений, в процессе которых из сожительства извлекают пользу обе популяции. В таком случае плотность популяций при их совместном обитании выше, чем при раздельном. Выделяют следующие типы симбиоза: Мутуализм – взаимовыгодные взаимоотношения симбионтов, выполняющих разные, но дополняющие друг друга жизненно важные функции (например, одна популяция синтезирует продукт, который является основой питания для другой популяции – так получая от клеток синезеленых водорослей органические вещества, грибы поставляют им минеральные соли и защищает от высыхания). Комменсализм (от лат. commensalis – сотрапезник) – форма симбиоза, при которой одна из совместно обитающих популяций извлекает для себя пользу, не нанося вред другой (например, комменсалы человека – собственные бактерии и грибы, питающиеся слущенным эпителием или остатками органических веществ). В таких случаях плотность одной популяции при совместном обитании выше, чем при раздельном, а плотность другой – не изменена. Синергизм (взаимопомощь) – форма симбиоза, при которой происходит усиление функций симбионтов (например, совместное выращивание дрожжей и молочно-кислых бактерий сопровождается активацией молочно-кислого брожения). Саттелизм (саттелит – спутник) – форма симбиоза, при которой рост одного микроорганизма стимулируется продуктами метаболизма другого (например, дрожжи, стафилококки и сарцины, выделяя в питательную среду метаболиты, стимулируют рост возбудителей чумы, бруцелл, лептоспир и др.) Метабиоз – форма симбиотических взаимоотношений, при которых происходит последовательная смена видов в одном и том же биотопе, когда один микроорганизм использует продукты жизнедеятельности другого (например, при брожении виноградного сока вначале размножаются дрожжи, переводящие глюкозу в спирт, затем уксусно-кислые бактерии окисляют спирт до уксусной кислоты, далее плесневые грибы разлагают эту кислоту и т.д.; почвенные нитрифицирующие бактерии используют для своего метаболизма аммиак – продукт жизнедеятельности аммонифицирующих бактерий). Явление метабиоза имеет громадное значение в процессах круговорота веществ в природе. Антагонизм – форма межвидовых отношений, когда одна из обитающих в биотопе популяций угнетает или полностью подавляет жизнедеятельность другой. Плотность обеих популяций при совместном обитании – ниже, чем при раздельном. Выделяют следующие формы антагонистических взаимоотношений: Антибиоз – форма антагонизма, при которой один вид микроорганизмов способен выделять токсические вещества (антибиотики, бактериоцины, кислоты, спирты, щелочи, токсины и др.), угнетающие жизнедеятельность других видов. Конкуренция – форма антагонизма, при которой популяции микроорганизмов имеют сходные потребности в питательных веществах, поэтому конкурируют за источники питания (интенсивно развиваясь и истощая питательную среду, микроорганизм-антагонист подавляет рост других микроорганизмов). Хищничество – форма антагонизма, при которой один вид захватывает, поглощает и переваривает другой (например, кишечная амеба питается бактериями и грибами кишечника). Паразитизм – крайнее проявление антагонизма – это такой тип межвидовых связей, при котором одна из популяций (паразит) наносит вред другой (хозяину), извлекая для себя пользу (например, патогенные бактерии и организм человека, вирулентный бактериофаг и бактериальная клетка). Нормальная микрофлора организма человека. Организм человека в норме содержит более 500 видов микроорганизмов с общей численностью – 1014 клеток (вес – 2-4 кг); среди них преобладают бактерии; вирусы, грибы и простейшие представлены значительно меньшим числом видов. Микробные биоценозы человека сформировались в процессе эволюции в результате селекции (отбора) особей, наиболее приспособленных к существованию в его организме. Нормальная микрофлора организма человека (эумикробиоз) – это совокупность микроорганизмов всех биотопов тела человека. Биотопы организма человека заселены микрофлорой в различной степени. Наибольшее количество микроорганизмов находится на поверхности тела и в полостях, связанных с внешней средой. Основные отделы, заселяемые бактериями, – это кожные покровы, воздухоносные пути, желудочно-кишечный тракт, мочеполовая система. Полости, не сообщающиеся со внешней средой, – стерильны. В легких, мочевом пузыре, в полости матки нет микроорганизмов, и обнаружение их с большой долей вероятности свидетельствует о наличии инфекции. Выделение микроорганизмов из обычно стерильных тканей (кровь, спинномозговая или синовиальная жидкость) имеет диагностическое значение. Естественную микрофлору любых биотопов подразделяют по происхождению на постоянную (резидентную, аутохтонную) и случайную (транзиторную, аллохтонную). Аутохтонная (постоянная, резидентная) флора – совокупность микроорганизмов, для которых данный объект является основной средой обитания. Среди постоянной микрофлоры различают 2 фракции: облигатную и факультативную. Облигатная (обязательная) микрофлора – совокупность аутохтонных микроорганизмов, которые встречаются у всех особей и постоянно; она составляет большинство в любом биотопе и противодействует заселению биотопа случайными микробами. Факультативная (необязательная) микрофлора – совокупность аутохтонных микроорганизмов, которые встречаются у части особей и временно; она составляет меньшинство. Аллохтонная (случайная, транзиторная, заносная) флора – это микроорганизмыэмигранты из других биотопов хозяина или биотопов окружающей среды. Количество и качественный состав микрофлоры человека меняется в течение жизни и зависит от пола, возраста, характера питания и т.д. Колебания в составе микрофлоры могут быть обусловлены возникновением заболеваний и применением лекарственных препаратов, прежде всего, антибиотиков. Роль нормальной микрофлоры в физиологических процессах организма. Нормальная микрофлора организма человека играет важную роль в его жизнедеятельности. Сложившиеся в процессе эволюции микробные биоценозы в разных системах организма поддерживают его нормальные физиологические функции. Положительная роль нормальной микрофлоры определяется следующими ее функциями: 1. Защитная функция – нормальная микрофлора защищает макроорганизм от патогенных микробов, при этом механизмы подавления их роста достаточно разнообразны: колонизационная резистентность – представители нормальной микрофлоры избирательно связывают поверхностные рецепторы клеток, особенно эпителиальных, препятствуя адгезии на них патогенных микроорганизмов; нормальная микрофлора продуцирует вещества (бактериоцины, антибиотики, лизоцим и др.), обеспечивающие антагонистическое воздействие на постороннюю микрофлору; кишечная палочка и молочнокислые бактерии ингибируют развитие патогенных микробов, закисляя среду продуктами метаболизма. 2. Иммуностимулирующая роль нормальной микрофлоры не менее важна: микроорганизмы стимулируют образование иммуноглобулинов класса А, выделяющиеся на поверхности слизистых оболочек (обеспечивают местную невосприимчивость к проникающим возбудителям); усиливают фагоцитарную активность макрофагов; активизируют цитотоксическую функцию естественных киллеров; повышают синтез интерферона. 3. Синтетическая функция – нормальная микрофлора участвует в синтезе витаминов: К, Д, витаминов группы В (В1, В2, В6, В12), рибофлавина, фолиевой, пантатеновой и аскорбиновой кислот; кроме того, анаэробные микроорганизмы продуцируют жирные кислоты, участвуют в синтезе незаменимых аминокислот, гормоноподобных веществ и ферментов. 4. Пищеварительная функция – нормальная микрофлора принимает активное участие в пищеварении: усиливает перистальтику кишечника; способствует расщеплению белков, жиров (в том числе и холестерина), углеводов в тонком кишечнике и клетчатки – в толстом; обеспечивает процессы всасывания желчных кислот и некоторых гормонов. 5. Детоксикационная деятельность нормальной микрофлоры заключается в том, что кишечные бактерии принимают участие в инактивации токсических продуктов как экзогенного происхождения (например, микробные токсины ), так и экзогенного (например, такие продукты белкового распада, как индол, скатол). 6. Нормальная микрофлора участвует в поддержание водно-солевого баланса организма. 7. Способствует нормальному морфогенезу слизистых оболочек. 8. Антиканцерогенное действие (антимутагенное действие путем разрушения канцерогенных веществ в кишечнике). Нормальная микрофлора принимает непосредственное участие в регуляции многих жизненноважных функциях организма. Однако она может оказывать и вредное воздействие на макроорганизм. Важную роль в развитии подобных поражений играет не вирулентность самого возбудителя, а состояние защитных сил макроорганизма. В частности, у лиц с иммунодефицитами слабовирулентные или невирулентные микроорганизмы (кандиды, пневмококки, пневмоцисты) могут стать причиной возникновения тяжелых, даже фатальных инфекционных поражений. В некоторых случаях нормальная микрофлора может оказывать сенсибилизирующее действие, обусловливая развитие аллергии. Установлено также, что продукты жизнедеятельности некоторых представителей нормальной микрофлоры оказывают мутагенное и канцерогенное действие. Микрофлора желудочно-кишечного тракта. Микрофлора ротовой полости. Данный биотоп характеризуется большим разнообразием видов микроорганизмов и плотной заселенностью слизистых оболочек. В ротовой полости обитает около 300 видов бактерий, их концентрация достигает 108-1011 жизнеспособных клеток в 1 мл слюны. Здесь имеются благоприятные условия для роста и размножения микроорганизмов с самыми разнообразными потребностями: богатство пищевых ресурсов, постоянная влажность, оптимальные значения рН и температуры, наличие как аэробных, так и анаэробныех условий. Местами постоянного обитания микроорганизмов являются – зубной налет, зубные бляшки и десневые карманы. С другой стороны, в ротовой полости имеются многочисленные факторы, сдерживающие чрезмерное размножение микробов: слюна (механически смывает бактерии, обладает выраженной антибактериальной активностью за счет наличия в ней лизоцима, лактоферрина, пероксидазы и секреторного иммуноглобулина класса А, вырабатываемого железами слизистой оболочки и обеспечивающие местный иммунитет). В состав микрофлоры ротовой полости входят различные микробы как аутохтонные, так и аллохтонные. Аутохтонную флору составляют стрептококки (Streptococcus mutans, S. sanguinis, S. mitis, S. salivarium) – на них приходится 30-60% всей микрофлоры данного биотопа. Они синтезируют из сахарозы полисахариды. Глюкозная часть молекулы превращается в глюкан (декстран), а фруктозная – в леван (фруктан). Нерастворимый декстран ведет к образованию зубных бляшек, а растворимые глюкан, леван могут служить источниками кислотообразования даже при отсутствии поступления углеводов извне. К постоянным обитателям биотопа относятся и пептококки (грамположительные кокки), грамотрицательные анаэробные кокки вейлонеллы (разлагают лактат, ацетат, пируват до СО 2 и Н2О, которые могут подавлять рост других микроорганизмов, повышая рН среды; за счет катаболизма образованной стрептококками молочной кислоты вейлонеллы могут оказывать противокариозное действие), лактобациллы – грамотрицательные палочки (чаще встречаются L. сasei), грамотрицательные анаэробные и микроаэрофильные микроорганизмы, например, представители семейства Bacteroidеs (роды: Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichia), представители семейства Propionibacteriaceae, из семейства Actinomycetaceae чаще встречаются роды Actinomyces и Bifidobacterium, коринебактерии снижают окислительно-востановительный потенциал, создавая условия для роста анаэробов, встречаются здесь и извитые формы бактерий – спирохеты (Treponema, Borrelia, Leptospira). Аутохтонная микрофлора ротовой полости. Микрофлора Аэробы/факультативные Анаэробы/микроаэрофилы анаэробы Стрептококки Пептококки, диплококки, Кокки Г тетракокки рам+ Нейсеррии Вейлонеллы Г рамКоринобактерии Пропионобактерии Палоч Г ки рам+ Лактобациллы Бактероиды, фузобактерии, Г лептотрихи, порфиромоны рамАктиномицеты Бифидумбактерии Нитев Г идные рам+ Лептоспиры Трепонемы, борелии Извит Г ые рамМикоплазмы (M. orale, M. salivarium), клебсиеллы, кишечные палочки, протей, синегнойная палочка – представляют транзиторную микрофлору. Микрофлора желудка. В желудке условия для развития большинства микроорганизмов – неблагоприятные из-за кислой среды (pH желудочного сока – 2,0) и высокой активности протеолитических ферментов. Содержание микробов в здоровом желудке не превышает 102-103 КОЕ/г. Микрофлора скудна и по видовому составу. Аутохтонная микрофлора представлена, в основном, кислотоустойчивыми микроорганизмами (лактобактерии, дрожжи), адаптированными к обитанию на слизистой желудка, а также Helicobacter pylori. Микрофлора тонкого кишечника. К особенностям биотопа 12-перстной кишки относится: повышенная кислотность сока, постоянное поступление в биотоп секретов поджелудочной железы и желчи, перистальтика кишечника, обеспечивающая быстрое удаление микроорганизмов в дистальные отделы кишечника. Эти факторы препятствуют размножению микроорганизмов. Поэтому микрофлора 12-перстной кишки небогатая, концентрация микроорганизмов не превышает 103-104 КОЕ/мл кишечного содержимого. Постоянная микрофлора – лакто- и бифидобактерии, фекальные стрептококки, кандида. В подвздошной кишке плотность заселения биотопа несколько выше – 106 КОЕ/г. Расширен и видовой состав постоянной микрофлоры: кишечные палочки, энтерококки, анаэробные бактерии, кандида. По мере удаления от желудка численность микрофлоры и ее видовой состав все больше приближается к таковому толстой кишки. К транзитороной микрофлоре тонкого кишечника относятся: протей, клебсиеллы, синегнойная палочка, дрожжеподобные грибы. Микрофлора толстой кишки Толстый кишечник является биотопом организма человека, наиболее густо заселенным различными микробами: около 500 видов микроорганизмов, концентрация их достигает 109-1012 КОЕ/г фекалий. Это объясняется тем, что здесь имеются условия для существования микроорганизмов с самыми разнообразными питательными и энергетическими потребностями (аэробы и анаэробы, споровые и бесспоровые): достаточная влажность, оптимальная температура и рН, обилие питательных веществ, выраженная складчатость слизистой кишечника создает анаэробные условия. Подавляющее большинство обитателей толстого кишечника (96-98%) составляют анаэробые микроорганизмы, на долю аэробов и факультативных анаэробов приходится не более 2-4%. К постоянной анаэробной микрофлоре относятся: бифидобактерии (B. longum, B. bifidum, В. breve, B. infantis), лактобактерии (Lactobacillus acidophillus, L. lactis, L. casei, L. delbruеcrkii), бактероиды, клостридии, вейлонеллы и пептококки. Постоянными аэробными и факультативно- анаэробными обитателями являются: кишечные палочки, энтерококки, дрожжеподобные грибы, протей, синегнойная палочка, клебсиеллы и стафилококки. Аутохтонная микрофлора толстого кишечника. Микрофло Анаэробы Аэробы ра Бифидои Энтерококки, кишечная палочка Облигатна лактобактерии, бактероиды я Клостридии, Кандида, протей, синегнойная палочка, Факультат вейлонеллы, пептококки клебсиеллы, золотистый стафилококк ивная Различают мукозную микрофлору – плотным газоном покрывает поверхность слизистой оболочки (образует слой так называемого «бактериального дерна», который защищает стенку кишечника от прикрепления к ней других микроорганизмов, представлен, в основном, бифидо- и лактобактериями) и просветную микрофлору, обитающую в просвете кишечника. Фазы развития микрофлоры кишечника у ребенка. 1. Асептическая фаза (первые часы после рождения) – ЖКТ и меконий стерильны. 2. Фаза возрастающей обсемененности (первые 3 дня жизни) – появление Грам+ и Грамбактерии (кишечная палочка, лактобациллы, протей, бактероиды, клостридии, стафилококки и другие гнилостные микроорганизмы). 3. Фаза трансформации (к концу первой недели) – вытеснение гнилостной микрофлоры молочнокислыми бактериями: бифидо- и лакто бактерии (L. casei, L. acidophilus). У здоровых детей, находящихся на грудном вскармливании, бифидумфлора становится основой нормальной микрофлоры. У детей же, искусственно вскармливаемых, формирование бифидумфлоры отодвигается во времени. 4. При переходе на смешанное вскармливание появляются кишечные палочки и энтерококки. При правильно сформировавшемся микробиоценозе кишечника ребенка преобладают бифидо- и лактобактерии. Понятие о дисбактериозе. У здорового человека состав нормальной микрофлоры достаточно стабилен. Микрофлора относительно устойчива к воздействию факторов внешней среды, однако, под влиянием неблагоприятных условий, особенно действующих длительное время, происходит нарушение ее состава. Нормальная микрофлора выполняет важные функции в организме, поэтому изменение ее численности и качественного состава может повлечь за собой развитие патологического процесса. Дисбактериоз (дисбиоз, дисмикробиоценоз) – качественное и количественное изменение нормальной микрофлоры в сторону уменьшения числа микроорганизмов – нормальных обитателей биотопов организма и увеличения количества микроорганизмов, не присутствующих у здоровых людей или встречающихся в незначительных количествах; при этом происходит перемещение микроорганизмов из одного биотопа в другие, срыв адаптационных, защитных и компенсаторных механизмов. Дисбактериозы могут развиваться во всех биотопах, но чаще дисбиотические проявления возникают в желудочно-кишечном тракте. Необходимо отметить, что дисбактериоз не является клиническим диагозом, это сугубо бактериологическое понятие, микробиологический синдром, осложняющий течение того или иного заболевания. От дисбактериоза кишечника следует отличать дисбактериальные реакции – преходящие изменения микрофлоры кишечника, возникающие при кратковременном неблагоприятном воздействии и самопроизвольно исчезающие после устранения неблагоприятного фактора через 510 дней. Основные причины дисбактериоза: интенсивная антибиотикотерапия, химиотерапия, гормонотерапия, иммунодепрессанты, лучевая терапия; острые и хронические кишечные инфекции (дизентерия, сальмонеллез и др.); хронические соматические заболевания желудка, кишечника, печени; гельминтозы; хирургические операции, особенно на органах ЖКТ; нерациональное (неполноценное или несбалансированное) питание, голодание, переедание; авитаминоз; резкое изменение привычного образа жизни; иммунодефициты; аллергические заболевания; стрессовые ситуации; резкая смена климата; неблагоприятная экологическая обстановка. Классификация дисбактериоза кишечника. Предложено достаточно много различных классификаций дисбактериозов. Рассмотрим некоторые из них. По клиническому течению: латентный (субклинический) – отсутствие клинических признаков; местный (локальный) – развитие локального воспалительного процесса в кишечнике (энтерит, колит); генерализованный (распространенный) – протекает с генерализацией инфекции, бактериемией, сепсисом, септикопиемией. По виду возбудителя (в зависимости от вида микроорганизмов, преимущественно размножающихся в кишечнике и обусловливающих патологический процесс): стафилококковый; колийный; протейный; дрожжевой; ассоциированный и др. По степени компенсации: компенсированный – нарушения состава кишечной микрофлоры не проявляются патологическими процессами; субкомпенсированный – развитие локального воспалительного процесса в кишечнике; декомпенсированный – генерализация инфекционного процесса с очагами воспаления в различных органах, развитием интоксикации и даже сепсиса. По степени тяжести единая классификация дисбактериозов отсутствует. Патогенез дисбактериоза кишечника. Патогенетические нарушения дисбиоза обусловливаются следующими основными факторами: 1. Патологический микробиоценоз – по мере развития дисбиоза сначала происходит уменьшение, а затем и исчезновение полезной микрофлоры с соответствующим снижением, а затем и выпадением ее функций; экологическую нишу заполняют условно-патогенными микроорганизмами, в норме в кишечнике не встречающимися или обнаруживающимися в небольших количествах. 2. Общетоксическое действие – развитие синдрома интоксикации обусловлено снижением детоксикационной функции нормальной микрофлоры и накоплением токсинов, выделяемых дисбиотической микрофлорой. 3. Развитие инфекций, выходящих за зону микробиоценоза вплоть до сепсиса. Фазы развития дисбактериоза кишечника (А.Ф. Билибин, 1970 г.): I (начальная) – значительное увеличение числа нормальных симбионтов в естественных местах обитания, преобладание аэробной микрофлоры над анаэробной; II – резкое уменьшение количества некоторых симбионтов за счет увеличения численности других микробов, которые в норме встречаются в небольших количествах или совсем отсутствуют. Например: на фоне уменьшение количества бифидо- и лактобактерий увеличивается число стафилококков, протея или кишечной палочки с гемолитическими свойствами; III – миграция нормальной микрофлоры из мест обычной локализации в биотопы, где они в норме отсутствуют, проникновение симбионтов через защитные барьеры в лимфу, кровь, внутренние органы; IV – повышение токсигенности и вирулентности отдельных представителей микрофлоры на фоне выраженной аллергизации и аутосенсибилизации макроорганизма, снижение его резистентности к бактериальным агентам. Клинические проявления дисбактериоза кишечника. Клиническая картина кишечного дисбактериоза может варьировать от отсутствия видимых симптомов до признаков тяжелых нарушений обменных процессов. Выраженность клинических проявлений зависит от характера патологических изменений, вызвавших нарушением микрофлоры, от степени сенсибилизации макроорганизма, от возраста больного, от вида микробов, вызвавших дисбактериоз и множества других факторов. Наиболее частые клинические синдромы: диспептический синдром – проявляется диареей или запорами, иногда чередованием поносов с запорами, отрыжкой, неприятным вкусом во рту, болями в животе; интоксикационный синдром – общие недомогание, отсутствие аппетита, головные боли. Довольно часто аллергические проявления: кожный зуд, крапивница, отек Квинке. В результате недостаточности кишечного всасывания появляются признаки дефицита белков, витаминов, развитие анемии, гипокальцемии. Возможно возникновение иммунологических нарушений. Лабораторная диагностики дисбактериоза кишечника. Диагностика дисбактериоза представляет собой довольно сложную задачу. В медицинской практике с целью диагностики дисбактериоза кишечника используется чаще всего бактериологический метод, хотя это дорогостоящее и трудоемкое исследование. Диагностика дисбактериоза кишечника осуществляется на основании оценки качественных и количественных сдвигов в составе микрофлоры кишечника. Метод заключается в посеве исследуемого материала (фекалий) на питательные среды с целью определение качественного и количественного состава микрофлоры кишечника. Полученные результаты сравниваются с соответствующими показателями практически здоровых людей. Критерии нормы кишечной микрофлоры Виды микроорганизмов Количество микроорганизмов (КОЕ/г) Возбудители кишечных отсутствуют инфекций Бифидумбактерии не менее 108-1010 Лактобактерии не менее 107 Типичные кишечные палочки не менее 107-108 Лактозонегативные не более 106-107 энтеробактерии Энтерококки не более 105-107 Стафилококки не более 104 Протей не более 104 Гемолитические формы не более 104 Грибы рода Кандида не более 103 Реже для диагностики дисбактериоза кишечника используется изучение копрограммы, газовая хроматография, биохимическио исследование кала. Лечение и профилактика дисбактериоза кишечника. Учитывая, что дисбактериоз кишечника, как правило, является вторичным состоянием, лечение дисбактериоза, в первую очередь, должно быть направлено на коррекцию основной патологии и устранение причин, вызвавших развитие дисбактериоза. Лечение дисбактериоза должно быть комплексным с использованием как медикаментозной терапии, так и диетических методов коррекции. Медикаментозное лечение дисбактериоза включает в себя следующие мероприятия: I этап – микробная деконтаминация (устранение избыточного бактериального обсеменения, т.е. показана при наличии избыточного бактериального роста в тонкой кишке) – предпочтение отдается препаратам местного действия, не влияющие на облигатную микрофлору: Бактериофаги; Нитруфураны (эрцефурил, фурадонин, фуразолидон); Гидроксихинолы (интетрикс); Энтерол (препарат, содержащий дрожжеподобные грибы рода Saccharomyces, обладающие антагонистическим действием на аэробную и анаэробную флору, грибы); Редко антибиотики. Лечение проводится с учетом характера высеваемой флоры. II этап – восстановление нормальной микрофлоры кишечника – достигается назначением пробиотиков и пребиотиков. Пробиотики – это препараты, содержащие живых представителей нормальной микрофлоры кишечника. Классификация пробиотиков. Группы препаратов Препараты Бифидумбактерин сухой Бифидумсодержащие Бифидумбактерин форте Бифилиз Состав препарата B. bifidum B. bifidum, адсорбированные на угле B. bifidum и лизоцим Бифилонг B. bifidum B. longum Нормофлорин Б-2 Лактобактерин Биобактон сухой Ацилакт сухой L. plantarum L. acidophilus L. acidophilus Лактосодержащие L. acidophilus и Аципол полисахарид кефирного грибка Нормофлорин-Л L. bulgaricum Колисодержащие Колибактерин E.coli штамм M-17 Бактисубтил B. cereus Из бактерий рода Бактиспорин B. subtilis Bacillus B. subtilis Биоспорин B. licheniform Споробактерин B. subtilis 2335 B. bifidum Бификол сухой Е.coli, B. bifidum, E. coli М-17, Бификол форте адсорбированные на угле Комбинированные B. longum Бифиформ Enterococcus faecium B. infantis Линекс L. acidophilus Enterococcus faecium E. coli Str. Faecalis Хилак форте L. acidophilus L. helveticum Пребиотики – это препараты или биологически активные добавки немикробного происхождения (олигосахариды – инулин, олигофруктоза, лактулоза), обеспечивающие функциональное питание микрофлоры и тем самым стимулирующие рост нормальной микрофлоры кишечника. На этом же этапе применяются препараты, улучшающие кишечное пищеварение и всасывание (панкреатические ферменты – креон, панкреатин, мезим-форте, энзистал, фестал), снижающие газообразование (эспумизан, панкреофлат), восстанавливающие моторику кишечника (имодиум) и стимулирующие реактивность организма (иммуностимуляторы). ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Учение об инфекции» Определение понятия инфекция, инфекционное заболевание. Условия возникновения инфекционного процесса. Инфекция (от лат. infectio – заражение, загрязнение) или инфекционный процесс – это совокупность физиологических и патологических адаптационных и репарационных реакций, которые возникают в макроорганизме в процессе взаимодействия с патогенными микроорганизмами, вызывающими нарушения его внутренней среды и физиологических функций. [– это эволюционно сложившиеся взаимодействие восприимчивого макроорганизма и патогенных микроорганизмов в определенных условиях внешней среды.] Инфекционное заболевание – это крайняя степень развития инфекционного процесса, проявляющегося различными клиническими признаками и лабораторными изменениями. Условия возникновения инфекционного процесса: наличие патогенного микроорганизма; наличие восприимчивого макроорганизма; определенные условия внешней среды. Роль микроорганизма в развитии инфекционного процесса. Вероятность развития инфекционного заболевания в значительной степени определяют: Видовые свойства возбудителя. Количество возбудителя – при попадании в организм незначительного числа патогенных микроорганизмов их обычно эффективно элиминируют защитные силы макроорганизма, для развития заболевания необходима инфицирующая доза возбудителя. Инфицирующая доза возбудителя (Di) – это минимальное количество микробных клеток, способных вызвать инфекционный процесс. Не менее значимы пути и место проникновения возбудителя в организм. Входные ворота инфекции – ткани, лишенные физиологической защиты против конкретного вида микроорганизма, служат местом его проникновения в макроорганизм. Например, слизистая оболочка трахеи и бронхов являются входными воротами пневмококков, вирусов гриппа, кори и др; слизистая оболочка кишечного тракта – для шигелл, сальмонелл, холерного вибриона; цилиндрический эпителий мочеполового тракта – для гонококков, уретральных микоплазм, хламидий. Ряд возбудителей проникает в организм несколькими путями (стафилококки, протеи, чума и др.) – для них характерен пантропизм. На развитие инфекционного процесса и его тяжесть существенно влияет и скорость размножения возбудителя. Роль макроорганизма в развитии инфекционного процесса. Возникновение инфекционного заболевания и особенности его клинического проявления зависят от общей физиологической реактивности организма (т.е. его способности вступать во взаимодействие с микроорганизмом и реагировать на него как на фактор, нарушающий нормальные физиологические функции), которая обусловлена: Состоянием нервной, эндокринной, иммунной и других систем организма. Полом и возрастом. Например, во время менструации, беременности и родов женский организм становиться более чувствительным, в частности к стафилококковым и стрептококковым заболеваниям. Устойчивость ко многим инфекционным заболеваниям детей в возрасте до 6 месяцев связана с наличием материнского иммунитета. Лица преклонного возраста больше подвержены инфекционным заболеваниям вследствие инволюции органов иммунной системы. Наличие соматических заболеваний (болезни сердечно-сосудистой системы, почек, хронические отравления алкоголем, никотином и др.). Наличие вредных привычек (курение, алкоголизм и др.). Характером питания. Известно, что при недостаточном, неполноценном и нерациональном питании люди чаще подвержены инфекционным заболеваниям. Физическим и умственным переутомлением, которые связаны с неравномерным распределением рабочего времени и нарушением режима жизни. Роль факторов внешней среды в развитии инфекционного процесса. Окружающая среда как третий компонент инфекционного процесса влияет на его возникновение и характер течения, оказывая воздействие как на микро-, так и на макроорганизм. Климатические условия. В различных климатических зонах юга и севера наблюдается разный уровень заболеваемости кишечными инфекциями, дифтерией, скарлатиной, респираторными вирусными инфекциями. Температура – охлаждение, перегрев снижает резистентность макроорганизма к инфекции. Солнечный свет благоприятно влияет на организм и в значительной степени повышает резистентность к инфекционным заболеваниям. Однако в ряде случаев длительное и интенсивное облучение сопровождается понижением устойчивости человеческого организма к ряду патогенных микроорганизмов. Ионизирующая радиация. Повышенные дозы радиации ослабляют защитно-барьерные функции организма и значительно повышают восприимчивость к различным инфекциям. Экологическая обстановка – загрязнение воды, воздуха, почвы, особенно в крупных городах, приводит к увеличению частоты инфекционных заболеваний. Санитарно-гигиенические условия труда и быта. Чрезвычайно важны и социальные факторы внешней среды: стрессовые ситуации в связи с социально-экономическими и военными конфликтами, состояние здравоохранения, доступность квалифицированной медицинской помощи. Механизмы, факторы и пути передачи инфекционного агента. Механизм передачи возбудителя – это эволюционно сложившийся способ перемещения возбудителя от источника инфекции к восприимчивому организму человека или животного. Механизм передачи возбудителя реализуется через 3 стадии: Выделение из зараженного организма; Циркуляция во внешней среде; Внедрение в очередной восприимчивый организм. Факторы передачи – элементы внешней среды, обеспечивающие перенос возбудителя от одного организма к другому (6 основных факторов – воздух, вода, почва, пища, предметы обихода и живые переносчики). Пути передачи – это способ проникновения возбудителя в восприимчивый макоорганизм. Механизм Пути Факторы Примеры ы Фекальноводный вода Холера оральный пищевой пищевые продукты Брюшной тиф, контактногрязные руки, предметы паратифы бытовой быта, игрушки, мухи Дизентерия Аэрогенный воздушновоздух со взвешенными Менингит, корь, капельный каплями жидкости грипп, ветряная оспа, дифтерия, скарлатина воздух с частицами Туберкулез воздушнопыли пылевой Трансмисси трансмиссивн вши, комары, блохи, Чума, клещевой вный ый клещи и др. энцефалит (через укус) контаминацио Сыпной тиф, нный (при втирании) Контактный прямой непосредственный Гонорея, сифилис, контакт контакт ВИЧ-инфекция и другие ЗППП. непрямой предметы больного, Столбняк, гепатиты, (контактный, кровь, медицинские ВИЧ-инфекция трансфузионный, инструменты артифициальный) Вертикальн трансплацента через плаценту Краснуха, ый рный врожденный сифилис, ВИЧ-инфекция Формы инфекции и их характеристика. Признак Наименование форм инфекций По виду возбудителя бактериальная вирусная грибковая протозойная смешанная По происхождению экзогенная эндогенная (аутоинфекция – как разновидность) По локализации местная (очаговая) возбудителя общая (генерализованная): бактериемия, вирусемия, токсинемия, сепсис, септицемия, септикопиемия, токсикосептический шок По длительности острая пребывания в организме подострая хроническая носительство: транзиторное, реконвалесцентное По числу видов моноинфекция возбудителей смешанная (микст) инфекция По наличию симптомов бессимптомная манифестная: типичная, атипичная (стертая, молниеносная, абортивная) персистирующая По механизму передачи кишечные инфекции (фекально-оральный механизм) инфекции дыхательных путей (аэрогенный механизм) кровяные инфекции (трансмиссивный механизм) заболевания, передающиеся половым путем (контактный механизм) раневая инфекция (контактный механизм) По источнику инфекции антропонозы зоонозы антропозоонозы сапронозы По степени спородическая заболеваемость распространенности эпидемическая вспышка эпидемия пандемия эндемические заболевания экзотическая заболеваемость Повторные заболевания вторичная инфекция реинфекция суперинфекция рецидив Экзогенная инфекция – инфекция, возникающая в результате заражения человека патогенными микроорганизмами, поступающими из окружающей среды с пищей, водой, воздухом, почвой, выделениями больного. Эндогенная инфекция – инфекция, вызываемая представителями нормальной микрофлоры – условно-патогенными микроорганизмами самого индивидуума. Аутоинфекция – разновидность эндогенной инфекции, которая возникает в результате самозаражения путем переноса возбудителя из одного биотопа в другой. Местная (очаговая) инфекция – микроорганизмы локализуются в местном очаге. Генерализованная инфекция – инфекция, при которой возбудитель распространяется по организму лимфогенным или гематогенным путем. Бактериемия/вирусемия – распространение возбудителя гематогенным путем, при этом кровь является механическим переносчиком возбудителя, т.к. микроорганизмы в ней не размножаются. Токсинемия – наличие микробных токсинов в крови. Сепсис (от греч. sepsis – гниение) – генерализованная форма инфекции, характеризующаяся размножением возбудителя в крови. Выделяют 2 формы сепсиса: Септицемия (первичный сепсис) – возбудитель сразу из входных ворот попадает в кровь и размножается в ней. Септикопиемия (вторичный метастатический сепсис) развивается в результате генерализации локального инфекционного процесса и характеризуется возникновением вторичных гнойных очагов во внутренних органах. Токсико-септический шок (бактериальный) – возникает при массивном поступлении бактерий и их токсинов в кровь. Моноинфекция вызывается одним видом возбудителя, смешанная – двумя или несколькими. Острая инфекция протекает в короткие сроки (до 1-3 мес.). Подострая инфекция протекает в сроки от 4 до 6 месяцев. Хроническая инфекция характеризуется длительным пребыванием микроорганизмов в организме (более 6 мес.). Микробоносительство – своеобразная форма инфекционного процесса, при котором макроорганизм не способен полностью элиминировать микроорганизмы, а микроорганизмы не в состоянии больше поддерживать активность инфекционного заболевания. Выделяют носительство транзиторное (случайное, продолжительностью несколько дней) и реконвалесцентное (после перенесенного заболевания). В зависимости от длительности реконвалесцентное носительство разделяют на: острое (до 3 месяцев после клинического выздоровления) и хроническое (свыше 3 месяцев вплоть до пожизненного, как например, при брюшном и сыпном тифе). Бессимптомная инфекция (инаппарантная) характеризуется отсутствием клинических проявлений болезни. Манифестная инфекция (от лат. manifestus – явный) характеризуется наличием клинических проявлений. Выделяют типичные, при которых отмечается характерный данной болезни симптомокомплекс, и атипичные формы (стертые, молниеносные и абортивные). При стертых формах отсутствует один или несколько характерных симптомов, остальные – слабовыраженны. Молниеносные (фульминантные, от лат. fulminare – убивать молнией) формы характеризуются очень тяжелым течением с быстрым развитием всех клинических симптомов (в большинстве случаев заканчиваются летально). При абортивных формах инфекционное заболевание начинается типично, но внезапно обрывается. Персистирующая инфекция (от лат. persistentia – упорство, постоянство) характеризуется чередованием бессимптомных периодов (ремиссии) с периодами клинических проявлений (обострений, рецидивов). Раневая инфекция (инфекция наружных покровов) – возбудитель попадает в организм человека или животного через порезы, ссадины и другие травматические повреждения целостности кожных покровов (столбняк, газовая гангрена). Антропонозы – болезни, при которых только человек является источником инфекции (дифтерия, коклюш, лепра). Зоонозы – болезни, при которых источником инфекции являются животные (бешенство, туляремия, бруцеллез). Антропозоонозы – источником инфекции могут быть как животные, так и человек. Сапронозы – инфекционные болезни, возбудители которых являются свободно-живущими в окружающей среде организмами (легионеллез). Спородическая заболеваемость – единичные, не связанные между собой заболевания. Эпидемическая вспышка – групповые заболевания, связанные одним источником инфекции и не выходящие за пределы семьи, коллектива, населенных пунктов. Эпидемия – широкое распространение инфекционной болезни, охватывающее население региона, страны или нескольких стран. Пандемия – распространяется во многих странах или даже во всех частях света. Эндемия (природно-очаговое заболевание) – постоянно регистрируемая на определенной территории заболеваемость, обусловленная социальными и природными условиями. Экзотическая заболеваемость – заболеваемость, несвойственная данной местности, развивается в результате заноса или завоза возбудителя с других территорий. Вторичная инфекция – к первоначальной болезни присоединяется другая, вызванная новым возбудителем. Реинфекция – заболевание, возникающее после перенесенной инфекции в случае повторного заражения тем же возбудителем. Суперинфекция – инфицирование макроорганизма тем же возбудителем еще до выздоровления. Рецидив – возврат клинических проявлений болезни без повторного заражения за счет оставшихся в организме возбудителей. Карантинные заболевания – особо опасные инфекции, система информации и меры профилактики которых обусловлена международным соглашением (конвенцией – 01.10.1952 г. Международные медико-санитарные правила). К ООИ относятся чума, холера, раньше натуральная оспа, желтая лихорадка, вирусные геморрагические лихорадки Ласа, Марбург и Эбола, малярия и другие инфекции, передаваемые комарами (лихорадки денге, Чинкунгунья, Рифт-валли, Западного Нила, западный, восточный и венесуэльский энцефаломиелиты, японский, калифорнийский, Сан-Луи и долины Муррей энцефалиты.) Периоды инфекционного заболевания. Каждая манифестная инфекция характеризуется определенным симптомокомплексом и циклическим течением болезни, т.е. последовательной сменой отдельных ее периодов, отличающихся продолжительностью, клиническими симптомами, микробиологическими, иммунологическими и эпидемиологическими особенностями. I. Инкубационный период (от лат. incubation – скрытый) – промежуток времени от проникновения возбудителя в организм и появления первых клинических симптомов заболевания. Характеризуется адгезией возбудителя на чувствительных клетках и адаптацией к внутренней среде макроорганизма. Длительность инкубационного периода различна при разных инфекциях (от нескольких часов до нескольких лет) и даже у отдельных больных, страдающих одним и тем же заболеванием. Она зависит от вирулентности возбудителя и его инфицирующей дозы, локализации входных ворот, состояния организма человека перед заболеванием, его иммунного статуса. Больной не представляет опасности для окружающих, поскольку возбудитель обычно не выделяется из организма человека в окружающую среду. II. Продромальный (начальный) период (от лат. prodromos – предвестник) – появление неспецифических симптомов заболевания. В данный период возбудитель интенсивно размножается и колонизирует ткань в месте его локализации, а также начинает продуцировать соответствующие ферменты и токсины. Клинические признаки заболевания в этот период не имеют четких специфических проявлений и зачастую одинаковы при разных заболеваниях: повышение температуры тела, головная боль, миалгии и артралгии, недомогание, разбитость, снижение аппетита и т.д. Обычно продолжается от нескольких часов до нескольких дней. При многих инфекционных заболеваниях возбудители в период продромы не выделяются во внешнюю среду (исключение, корь, коклюш и др.). III. Разгар болезни – появление и нарастанием наиболее характерных, специфичных для конкретного инфекционного заболевания клинических и лабораторных признаков. В начале данного периода обнаруживаются специфические антитела (IgM) в сыворотке крови больного, титр которых в дальнейшем увеличивается и в конце периода синтез IgM заменяется на синтез IgG и IgА. Возбудитель продолжает интенсивно размножаться в организме, накапливаются значительные количества токсинов и ферментов. Вместе с тем, происходит выделение возбудителя из организма больного, вследствие чего он представляет опасность для окружающих. IV. Исход заболевания: выздоровление (реконвалесценция); микробоносительство; переход в хроническую форму; летальный. Реконвалесценция развивается после угасания основных клинических симптомов. При полном выздоровлении восстанавливаются все функции, нарушенные вследствие инфекционного заболевания. Титр антител достигает максимума. При многих заболеваниях в период реконвалесценции возбудитель выделяется из организма человека в большом количестве. Происхождение патогенных микроорганизмов. Паразитизм развивался и совершенствовался в процессе эволюции. Свободноживущие сапрофиты появились свыше 350 млрд. лет назад во время зарождения жизни на нашей планете, микроорганизмы-паразиты – по мере формирования растительного и животного мира, т.е. эукариот. В основе паразитизма лежит расширение и обновление экологических возможностей сапрофитов вследствие неоднократных мутаций и постоянного отбора микроорганизмов, наиболее приспособлены к новым условиям. Вначале возникли факультативные паразиты, сохранившие способность к самостоятельному существованию во внешней среде. Затем появились облигатные паразиты, размножающиеся только в организме хозяина. Одни из них удовлетворяли свои пищевые потребности в условиях внеклеточного существования, другие освоили новую экологическую нишу – клетку хозяина. Таким образом, эволюция патогенных микроорганизмов обусловлена изменениями в пищевых потребностях в направлении возрастания зависимости от клеток хозяина. Патогенность, вирулентность, единицы измерения. Патогенность (от греч. pathos – страдание, genos – происхождение) – потенциальная способность микроорганизмов вызывать инфекционный процесс (генетически детерминированный, видовой признак, являющийся качественной характеристикой). Вирулентность (от лат. virulentus – ядовитый, заразный) – фенотипическое выражение патогенности, т.е. каким образом реализуется патогенность в зависимости от условий (количественная характеристика, индивидуальный признак). Условия, влияющие на вирулентность: условия культивирования (благоприятные или неблагоприятные); действие различных физических и химических фаторов (NaCl, желчь, фенол, Н2О2 и др.); наличие или отсутствие сывороток в питательной среде; возраст культуры; пассаж через организм восприимчивого животного. Единицы измерения вирулентности: Dlm (Dosis letalis minima) – наименьшее количество микроорганизмов, вызывающих не менее 95% гибели лабораторных животных. Dl50 – летальная доза, вызывающая гибель 50% животных (наиболее объективный критерий). Dc (Dosis cerata letalis) – смертельная доза 100% гибели животных. Di (ID) – инфицирующая доза возбудителя. ID50 – эффективная доза, вызывающая симптомы заболевания у 50% животных. ID100 – симптомы у 100% животных. Факторы патогенности микроорганизмов. Факторы патогенности – факторы инфекционного агента (возбудителя), вызывающие серьезные нарушения в клетках или органах макроорганизма, тем самым способствующие становления инфекционного процесса. В зависимости от наличия факторов патогенности все микроорганизмы подразделяются на: патогенные (от греч. patos – болезнь) – болезнетворные, т.е. способные вызвать инфекционное заболевание; условно-патогенные – вызывают заболевания при определенных условиях; сапрофитные (от греч. sapros – гнилой и phyton – растения) – непатогенные/неболезнетворные, не вызывают заболевания у человека. Структурные и химические компоненты клетки Капсула Пили I, II типа Жгутики Антигены, белки клеточной стенки Ферменты Токсины Плазмокоагулаза Фибринолизин Гиалуронидаза Лецитиназа Нейраминидаза и др. Экзотоксины Эндотоксины Структурные и химические компоненты клетки: Капсула защищает от фагоцитоза. Пили I типа принимают участие в адгезии, пили II типа (конъюгативные) участвуют в передаче генетического материала, в частности в передаче R-плазмиды, отвечающей за множественную лекарственную устойчивость. Жгутики способствуют быстрому перемещению возбудителя в организме. Антигены и белки клеточной стенки обладают антифагоцитарным действием (например, белок А у стафилококков, белок М у стрептококков, Vi-антиген у возбудителя брюшного тифа). Ферменты патогенности: Плазмокоагулаза – способствует выпадению нитей фибрина из плазмы и на поверхности микроорганизма образуется фибриновая пленка, защищающая от фагоцитоза (например, St. aureus). Фибринолизин – превращает плазминоген крови в фермент, растворяющий сгустки фибрина, что способствует распространению возбудителя из местного ограниченного очага. Гилуронидаза – расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества и тем самым повышается проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Лецитиназа – разрушает лецитин, содержащийся в оболочках клеток человека. Нейраминидаза – расщепляет сиаловую (нейраминовую) кислоту, повышая проницаемость различных тканей. Коллагеназа – разрушает коллагеновые структуры мышечной ткани, вызывая ее расплавление. Протеаза – разрушает белки. Уреаза – гидролизует мочевину с образованием аммиака и СО2 и др. ДНК-аза – деполимеризирует ДНК. Токсины: Бактериальные токсины – продукты метаболизма, оказывающие непосредственное токсическое действие на клетки макроорганизма или опосредованное, вызывающее развитие симптомов интоксикации. Бактериальные токсины делятся на экзо- и эндотоксины. Сравнительная характеристика экзо- и эндотоксинов. Свойства Экзотоксины Эндотоксины Основные особенности Продуцент Химическая структура Чувствительност ь к температуре Токсичность Антигенность Органотропност ь Действие на организм Выделяются во внешнюю среду Преимущественно бактерии Белки Гр Прочно связаны со структурами бактериальной клетки, высвобождается при гибели (+) Гр (−) бактерии Термолабильны Высокая Высокая Высокая Специфическое, избирательное Липополисахариды клеточной стенки Термостабильны Умеренная Умеренная Отсутствует Неспецифическое: повышение температуры, интоксикация, сосудистые нарушения Легко получить при обработке Большинство не переводится Возможность получения анатоксина формалином 0,3-0,4%, при 37-400С в в анатоксины течении 30-40 дней (Рамон,1923) Молекулярная организация бактериальных токсинов: По строению бактериальные токсины белковой природы делятся на простые и сложные. Простые токсины образуются в виде единой неактивной полипептидной цепи (протоксина), которая под действием протеаз (самого микроорганизма, представителей нормальной микрофлоры, тканей макроорганизма) превращается в активную двухкомпонентную структуру: компонент В (от англ. binding – связывать) выполняет рецепторсвязывающую (а также образует канал в ЦПМ клетки, обуславливая проникновение компонента А), а компонент А (от англ. active – активный) – энзиматическую функцию. Сложные токсины представляют собой уже готовую бифункциональную (В-А) структуру. Классификация экзотоксинов по механизму действия: 1. Цитотоксины блокируют синтез белка на рибосомах (например, дерматонекротоксин дифтерийной палочки, энтеротоксин золотистого стафилококка, антиэлонгаторы синегнойной палочки). 2. Мембранотоксины повышают проницаемость мембраны эритроцитов (гемолизины) и лейкоцитов (лейкоцидины), вызывая гемолиз первых и разрушение вторых (например, α-токсин золотистого стафилококка, О-стрептолизин Str. рyogenes). 3. Токсины, активирующие пути метаболизма вторичных мессенджеров активируют клеточную аденилатциклазу, что приводит к повышению проницаемости стенки тонкой кишки и увеличению выхода жидкости в ее просвет – диарее (холероген холерного вибриона, энтеротоксин E. coli). 4. Функциональные блокаторы – нейротоксины возбудителей столбняка и ботулизма блокируют передачу нервного импульса. 5. Активаторы иммунного ответа (эксфолиатины и эритрогенины) влияют на процесс взаимодействия клеток между собой (например, продуцируются St. aureus и Str. рyogenes). Разные токсины взаимодействуют с неодинаковыми клеточными рецепторами (ганглиозидные, гликопротеидные, гликолипидные или холинсодержащие). Так, на холинсодержащих рецепторах фиксируются тетанолизин, О-стрептолизин, пневмолизин и др., на ганглиозидах определенного типа – тетаноспазмин, холероген, энтеротоксины кишечных бактерий и др. Перечисленные факторы патогенности обуславливают: Адгезию – процесс прикрепления на клетках хозяина. Механизм адгезии включает две фазы: 1. Обратимая – неспецифические физико-химические механизмы, связанные с гидрофобным взаимодействием и электростатическим притяжением. 2. Необратимое специфическое химическое связывание, обусловленное комплементарностью строения молекулы адгезина, находящиеся на поверхности микроорганизма, и рецептора клеток, которые должны соответствовать как «ключ-замок». Адгезины очень разнообразны, их уникальное строение обеспечивает высокую специфичность. Этим объясняется способность одних микроорганизмов прикрепляться и колонизировать преимущественно эпителий в дыхательных путей, других – кишечного тракта, третьих – мочевыделительной системы и т. д. Рецепторы клеток тканей человека также неоднородны. Их подразделяют на: нативные (располагаются на эпителиальных клетках, участвуя в адгезии соответствующих бактерий); индуцированные (образуются только после адсорбции вирусов на чувствительных клетках, после чего на них могут адгезироваться стафилококки и другие бактерии; это объясняется тем, что рецептором для этих бактерий служит вирусный гемагглютинин, который встраивается в цитоплазматическую мембрану эпителиальных клеток; данное явление имеет важное значение для понимания механизмов возникновения вторичной бактериальной инфекции); приобретенные (появляются при определенных условиях, представляют собой «мостики», состоящие из иммуноглобулинов разных классов, альбуминов, фибронектина и других соединений, способных взаимодействовать с комплементарными бактериальными адгезинами). Колонизацию – процесс размножения микроорганизмов в месте адгезии, обеспечивает накопление микроорганизмов до такой критической концентрации, которая способна вызвать патологическое действие. Пенетрацию – проникновение внутрь эпителиальных и других клеток, при этом клетки разрушаются, что сопровождается нарушением целостности эпителиального покрова соответствующего органа и возникновением патологического процесса. Инвазию – способность проникать через слизистые и соединительнотканные барьеры в подлежащие ткани. Агрессию – способность противостоять защитным силам макроорганизма и оказывать патогенное токсическое действие. Генетический контроль патогенности. Осуществляется хромосомными и внехромосомными генами (плазмиды, траспозоны – «островки патогенности»): Хромосомные гены Внехромосомные гены – «островки» патогенности структурные компоненты клетки – пили, капсульные биологически активные полисахариды, протеин А у St. aureus и М у Str. pyogenes вещества, участвующие в пенетрации ферменты, участвующие в инвазии (гиалуронидаза, резистентность к нейраминидаза и др.) антибиотикам холероген, эксфолиатин St. aureus, энтеротоксин Cl. токсинои perfringens и др. бактериоцинообразование протеазы для активации протоксинов протоксины Инфекционные свойства вирусов. У вирусов на применяют понятия патогенность и вирулентность, а вместо этих понятий используют термин инфекционность. Инфекционность вирусов обусловлена: ДНК или РНК вируса. Внутриклеточным паразитированием вирусов. Белками капсида, которые могут обладать токсичностью; Способностью образовывать внутриклеточные включения (например, тельца БабешаНегри при бешенстве – в цитоплазме клеток ЦНС, тельца Гварниери при оспе – в цитоплазме эпителиальных клеток); Антигенами суперкапсида: гемагглютинином, нейраминидазой, F-белком слияния. Особенности вирусных инфекций. Способность вирусов (большинство ДНК-содержащие) встраивать свою нуклеиновую кислоту в хромосому клетки хозяина при отсутствии стадии репродукции, сборки и выхода вируса из клетки, вызывая интегративную инфекцию (вирогению). Наличие стадии вирусемии, во время которой вирус циркулирует в крови. Исключение – вирусы, распространяющиеся нейрогенным путем (вирусы бешенства, простого герпеса и др.) Поражение вирусами лимфоцитов (вирусы гриппа, герпеса, полиомиелита и др.), что приводит к возникновению иммунодефицитных и других иммунопатологических состояний. Образование внутриядерных или внутрицитоплазматических включений, представляющих собой внутриклеточные скопления вируса (имеют диагностическое значение). Формы вирусных инфекций. Форма Характеристика Острая (продуктивная): Быстрое внедрение, репродукция и освобождение организма от возбудителя. Например, грипп. Очаговая Проявляются в месте локальной репродукции вируса. Генерализованная Когда из первичного очага вирус распространяется по организму, формируя вторичные очаги инфекции Персистенция: Длительное, иногда пожизненное носительство вируса. Например, герпес. Латентная Длительная, бессимптомная инфекция, вирус не (бессимптомная) выделяется в окружающую среду. В периоды обострения возбудитель выделяется из Хроническая организма. (периоды ремиссии и обострения) Медленная Длительный инкубационный период (месяцы, годы), постепенное нарастание симптомов и гибель. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Учение об иммунитете.» Иммунология как наука. Этапы становления и развития иммунологии. Иммунология – наука о защитных реакциях организма на внедрение любых чужеродных веществ и структур. Исторические этапы становления и развития иммунологии как науки: I этап – защита от инфекции при помощи эмпирической иммунизации. С древних времен применялась эмпирическая вакцинация (вариоляция – от греч. variola – оспа) для профилактики оспы (введение высушенных и измельченных корочек, формирующихся на местах оспенных пустул у больных, в носовую полость путем вдувания или втирания в надрезы на коже здоровых людей). Применение вариоляции практиковалось в Древнем Китае, Персии, Сирии и даже в России. В 1796 году Эдвард Дженнер успешно применил прививку против натуральной оспы, положив начало вакцинации – метода профилактики инфекционных заболеваний. II этап – экспериментальной иммунология (XIX век). Создание Луи Пастером вакцины против бешенства у человека, для профилактики куриной холеры и сибирской язвы у животных; разработка общего принципа стимуляции иммунитета с помощью вакцин (заложил теоретические основы вакцинологии). III этап – создание научного фундамента иммунологии (конец XIX – начало XX веков): 1883-84 гг. – И.И. Мечников создал теорию клеточного иммунитета (в работе «О защитных силах организма» описал фагоцитоз), а П. Эрлих – теорию гуморального иммунитета. В 1908 г. после 15-летних споров и взаимных опровержений обоим ученым одновременно была присуждена Нобелевская премия. IV зтап – возникновение неинфекционной иммунологии: 1899 г. – Ф.Я. Чистович показал, что не только микроорганизмы вызывают выработку антител, но и другие субстанции. 1900 г. – К. Ландштейнер открыл два антигены (А и В) эритроцитов человека, по которым человеческая популяция была разделена на 4 группы. 1906 г. – К. Пирке опубликовал работы, посвященные проблеме аллергии. 1958 г. – П. Медавар и Гашек описали явление иммунологической толерантности; Жан Доссе описал систему антигенов гистосовместимости человека (первый лейкоцитраный антиген HLA-A2, в 1980 г. присуждена Нобелевская премия). 1959 г. – Р. Портер и Д. Эдельман смоделировали молекулу иммуноглобулина. Основные достижения иммунологии на современном этапе: Созданы и успешно применяются вакцины, предназначенные для профилактики многих инфекционных заболеваний (натуральной оспы, бешенства, туберкулеза, дифтерии, столбняка, коклюша, полиомиелита и других), что привело к значительному снижению заболеваемости этими инфекциями. На земном шаре ликвидирована натуральная оспа! Решена проблема переливания крови. Решена проблема болезни новорожденных, обусловленной иммунологической несовместимостью по резус-фактору в системе мать- плод. Решены многие проблемы в трансплантологии в связи с изучением вопросов гистосовместимости тканей. Разработаны и внедрены в практику многочисленные иммунологические методы диагностики, профилактики и лечения различных заболеваний. Получены эффективные лечебные сывороточные препараты. За последние годы возникли новые направления в иммунологии: иммуногенетика, иммунохимия, иммунобиология, трансплантационная иммунология, клиническая иммунология. Невосприимчивость организма человека к возбудителям инфекционных заболеваний. Иммунитет. Виды иммунитета. Иммунитет (от лат. immunitas – освобождение) – это наследственно закрепленная или индивидуально приобретенная способность организма защищаться от живых тел или веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродности. Задачи иммунитета: распознать; обезвредить; элиминировать; запомнить чужеродный агент. Невосприимчивость к возбудителям инфекционных заболеваний (иммунитет) Врожденный (видовой) иммунитет Видо вая невосприи м-чивость Не специфическа я резистентност ь Приобретенный (адаптивный) иммунитет Естественный Искусственный Активный (постинфекционный) антимикробный стер ильный нестер ильный ан титоксически й Пас сивный (пла центарный) Активный (поствакцин альный) ан ан тимиктитокро сически бный й Пас сивный Существует врожденный и приобретенный иммунитет к возбудителям инфекционных заболеваний. Врожденная невосприимчивость (врожденный/видовой иммунитет) генетически детерминирована, передается по наследству и включает в себя видовую невосприимчивость и неспецифическую резистентность. Видовая невосприимчивость – это генетически закрепленную невосприимчивость одного вида животных к возбудителю, вызывающему инфекционное заболевание у другого вида (например, человек не болеет чумкой собак и кошек, а крысы не болеют дифтерией, гонореей, дизентерией). Причины видовой невосприимчивости: различия в температуре тела у животных разных видов; отсутствие факторов роста в инфицируемых тканях; отсутствие рецепторов для адгезии. Видовая невосприимчивость бывает абсолютной (ни при каких обстоятельствах нельзя воспроизвести инфекционное заболевание) и относительной (при определенных условиях можно привить болезнь, так, например, Л. Пастеру показал, что у кур, обладающих невосприимчивостью к сибирской язве, можно вызвать данное заболевание путем понижения температуры тела). Неспецифическая резистентность (от лат. resistentia – сопротивление) – это способность организма противостоять действию чужеродных агентов стереотипными механизмами, выработанными в процессе многовековой эволюции. Приобретенная невосприимчивость (приобретенный/адаптивный иммунитет) вырабатывается индивидуально каждым организмом в процессе его жизнедеятельности. Приобретенный иммунитет может быть естественным и искусственным. Приобретенный естественный иммунитет приобретается само собой (естественными путями) и подразделяется на: Приобретенный естественный активный иммунитет (постинфекционный) вырабатывается после перенесенного заболевания, формируется со второй недели заболевания и предохраняет от повторного заболевания в течение нескольких лет (иногда – пожизненно). Различают антимикробный и антитоксический естественный активный иммунитет. Антимикробный естественный активный иммунитет бывает стерильным (возбудитель обезвреживается и выводится из организма, например, при гриппе) и нестерильным (возбудитель или его фрагменты длительное время циркулируют в организме, предохраняя его от повторного заражения, как, например, при туберкулезе, сифилисе). Приобретенный естественный пассивный иммунитет (плацентарный/ материнский) передается от матери ребенку, обеспечивается материнскими антителами, которые циркулируют в крови новорожденных, в среднем, 6-8 месяцев, при грудном вскармливании – несколько дольше (к 12 годам материнские антитела окончательно выводятся из организма ребенка, а свои еще не выработались, поэтому в возрасте от 10 месяцев до 2 лет дети наиболее восприимчивы к различным инфекциям). Приобретенный искусственный приобретенный иммунитет приобретается вследствие целенаправленного воздействия на иммунную систему и подразделяется на: Приобретенный искусственный активный иммунитет (поствакцинальный) формируется в результате введения в организм веществ антигенной природы (вакцин и анатоксинов) на 10-12 день и сохраняется несколько лет. Выделяют антимикробный и антитоксический искусственный активный иммунитет. Приобретенный искусственный пассивный иммунитет образуется в результате введения в организм готовых антител, полученных от другого организма в виде иммунных сывороток или иммуноглобулиновых препаратов, получаемых от здоровых людей или животных, иммунизированных соответствующими антигенными препаратами, держится непродолжительное время (около 1 месяца). Местный иммунитет – это иммунитет определенных органов и тканей (на слизистых оболочках обусловлен, в основном, Jg А). Факторы неспецифической резистентности. Множественные факторы неспецифической резистентности условно можно разделить на группы (но действуют сообща): общефизиологические (функциональные), клеточные (тканевые) и гуморальные (наиболее ранние в эволюционном отношении факторы невосприимчивости). 1. Общефизиологические (функциональные) признаки обеспечивают удаление патологических агентов из организма. К ним относятся: выделительная система (мочевыдление, потоотделение); реснитчатый эпителий слизистой верхних дыхательных путей; защитные физиологические и патологические акты (насморк, кашель, чихание, рвота, слущивание поверхностного слоя кожи – эпидермиса). 2. Клеточные (тканевые) факторы: клеточная ареактивность (неспособность тканей поддерживать размножение возбудителя); кожные покровы и слизистые оболочки (механический барьер, секреты потовых, сальных и слюнных желез, оказывающие губительное антимикробное действие на возбудителей – высокое содержание жирных кислот и кислая рН); желудочный сок (кислая рН, выдерживают только кислотоустойчивые микроорганизмы); нормальная микрофлора (антагонистическое действие); естественные/нормальные киллеры (ЕК/NК) – не имеют основных маркеров Т- и Влимфоцитов, поэтому их также называют нулевыми лимфоцитами (большими зернистыми лимфоцитами), способны самостоятельно распознавать «свое-чужое» на поверхности клеткимишени, уничтожают клетки, инфицированные вирусами, опухолевые клетки и клетки трансплантанта посредством выработки белков-«перфоринов» (гранзимов); воспаление; фагоцитоз. Фагоцитоз (от греч. phago – пожираю, cytos – клетки) – процесс активного поглощения специализированными клетками организма попадающих в него живых или убитых микроорганизмов и различных инородных частиц с последующим их перевариванием при помощи внутриклеточных ферментов. Клетки, участвующие в фагоцитозе (фагоциты): 1. Макрофаги: моноциты периферической крови; тканевые макрофаги/клетки РЭС – купферовские клетки печени, мезангиальные клетки почек, гистиоциты соединительной ткани, клетки микроглии нервной ткани, альвеолярные и перитониальные макрофаги, гигантские эпителиоидные клетки воспалительных очагов и др.); 2. Микрофаги (полиморфно-ядерные лейкоциты=гранулоциты): нейтрофилы; базофилы; эозинофилы. Функции фагоцитоза: защита от инородных частиц; рассасывание гематом; поглощение нежизнеспособных клеток самого организма и продуктов клеточного распада. Стадии фагоцитоза: 1. Хемотаксис – целенаправленное движение фагоцитов в сторону фагоцитируемого объекта. К хемоатрактантам (субстанциям стимулирующим хемотаксис фагоцитов) относятся продукты деградации тканей организма, лимфокины, бактериальные компоненты, комплемент (С3в, С5а, С5в, С6, С7). 2. Адгезия (аттракция) – прикрепление/абсорбция на мембране фагоцита. 3. Поглощение путем эндоцитоза с образованием вакуоли (фагосомы) с заключенными в ней поглощенными частицами. 4. Образование фаголизосомы (пищеварительной вакуоли) – к фагосоме устремляются лизосомы, выстраиваются по ее периметру, затем мембраны фагосомы и лизосом сливаются, лизосомальные ферменты изливаются в образовавшуюся фаголизосому. 5. Переваривание поглощенных объектов внутри фаголизосом с помощью суперактивных кислородных радикалов (Н2О2, атомарный кислород, образующиеся при анаэробном гликолизе), лизосомальных катионных белков и гистонов, клеточных протеаз, пептидаз и прочих ферментов. 6. Экзоцитоз. Фагоцитоз может быть как завершенным, так и незавершенным. Завершенный фагоцитоз – это фагоцитоз, при котором поглощенные фагоцитами бактерии погибают и разрушаются, т.е. полностью перевариваются. Незавершенный фагоцитоз – это фагоцитоз, при котором не происходит переваривания поглощенных частиц или оно происходит не до конца. Причины незавершенности фагоцитоза: резистентность к лизосомальным ферментам за счет наличия капсулы или плотной гидрофобной клеточной стенки (например, гонококки и сатафилококки); способность блокировать слияние фагосом и лизосом (например, микобактерии). Многие внутриклеточные паразиты не только сохраняют жизнеспособность внутри фагоцитов, но и способны там размножаться. Факторы, стимулирующие (опсонизирующие) процесс фагоцитоза: специфических антитела (Ig G и M); комплемент (С3, С3b, С4b); лизоцим; интерлейкины (ИЛ-5); белки острой фазы. На практике фагоцитарная активность лейкоцитов периферической крови определяется с целью оценки иммунного статуса человека. Показатели активности фагоцитоза: Фагоц итарный индекс (фагоцитарная активность) – процент лейкоцитов, участвующих в фагоцитозе (N=79%). Фагоц итарный число (фагоцитарный индекс) – среднее количество частиц, поглощенных одним фагоцитом (N=1,3-3,0, для частиц латекса=10,2). Завер шенность фагоцитоза – процент частиц, переваренных за определенное время одним фагоцитом. НСТтест – способность фагоцитирующих клеток восстанавливать бесцветный реактив нитросиний тетразоль в краситель, окрашивающий их в синий цвет (N=48-80%). Опсон о-фагоцитарный индекс – отношение ФИ иммунной сыворотки (сыворотки, содержащей опсонины) к ФИ нормальной (неиммунной) сыворотки. 3. Гуморальные факторы: система комплемента; лизоцим; интерферон; β-лизины; белки острой фазы; цитокины. Система комплемента (от лат. complementum – пополнение, дополнение; открыта Бухнером в 1889 г.) – это многокомпонентная самособирающаяся система термолабильных (разрушаются при 560С в течении 30 минут) сывороточных белков, играющих важную роль в поддержании гомеостаза организма (вырабатывают макрофаги, лейкоциты и могут гепатоциты). Система комплемента состоит из 30 отдельных белков, объединенных в 9 фракций (компонентов) – обозначаются С с соответствующими номерами (С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8, С9), некоторые из компонентов состоят из отдельных субкомпонентов – обозначаются добавлением к малой буквы латинского алфавита (С1q, С1r, С3s, С3а, С3в…). В норме система комплемента находится в неактивном состоянии, при попадании в организм, например, микробных продуктов, система комплемента активируется. Активация комплемента может осуществляться тремя путями: классическим, альтернативным и лектиновым. Пути активации комплемента: Классический путь запускается после взаимодействия с комплексом АГ+АТ и включает поочередную активацию всех 9 компонентов комплемента: с комплексом АГ-АТ (Fc-фрагментом) взаимодействует С1 компонент и все его субкомпоненты (C1q, C1r, C1s); С1 компонент выделяет протеазу, под действием которой активируются «ранние» компоненты С4, С2 и С3; под действием С3-конвертазы активируется С5, который прикрепляется к мембране клетки-мишени; это приводит к образованию литического (мембраноатакующего) комплекса – С5b, С6, С7, С8 и С9. Альтернатитвный путь активации комплемента происходит без участия АТ и АТ, задолго до их появления и запускается микробными продуктами, такими как эндотоксины или липополисахариды клеточной стенки Грам– бактерий, а также некоторыми вирусами, грибами, простейшими и опухолевыми клетками: связы вание с антигенами С3b компонента; при участии ряда ферментов – факторов В и D, белка пропердина (Р) С3b образует С3-конвертазу, активирующую С5 и соответственно мембраноатакующий комплекс. Лектиновый путь активации комплемента начинается со связывания с углеводами (остатками маннозы) на поверхности микробных клеток белка сыворотки крови – маннонсвязывающего лектина (МСЛ), который и активирует систему комплемента: МСЛ (аналогичен C1q) связывает остатки маннозы на поверхности микробных клеток, что приводит к активации МСЛ-ассоциированной сериновой протеазы; под действием протеазы расщепляются компоненты С4, С2 и С3 с высвобождением С3-конвертазы, а это запускает процесс формирования мембраноатакующего комплекса. Таким образом, независимо от пути активация комплемента заканчивается образованием мембраноатакующего комплекса (С5b, С6, С7, С8, С9), который приводит к появления каналов в мембране клетки-мишени, через которые в клетку поступает вода, и в результате клетка погибает. В процессе расщепления С3 и С5 компонентов образуются С3а и С5а субкомпоненты (анафилатоксины) – служат медиаторами воспаления и развития анафилатоксических реакций с участием тучных клеток, нейтрофилов и моноцитов. Основными функции комплемента: лизис микроорганизмов; спосо бность адсорбироваться на комплексе АГ+АТ; опсон изация (стимуляция) фагоцитоза; участ ие в аллергических реакциях; участие в процессах свертывания крови; участие в процессе воспаления. Лизоцим (открыт Лащенко в 1909г. ) – это низкомолекулярный термостабильный белок, синтезирующийся тканевыми макрофагами и моноцитами периферической крови (содержится в сыворотке крови, слюне, слезной и перитонеальной жидкости, материнском молоке). Свойства лизоцима: антиб актериальная активность против многих Грам+ микроорганизмов (стафилококков, стрептококков, возбудителей столбняка, сибирской язвы и др.) за счет разрушения пептидогликана и мукополисахаридов клеточной стенки; опсон изация фагоцитоза. Интерферон (открыт Айзексом, Линдеманом в 1957 г.) – система сывороточных гликопротеидов, обладающих противовирусной и противоопухолевой активностью. Известны 3 типа интерферона: α-интерферон (лейкацитарный) – синтезируется лейкоцитами периферической крови; β-интерферон (фибробластный) – синтезируемый фибробластами; γ-интерферон (иммунный) – синтезируется Т-лимфоцитами и NК. Механизм противовирусного и противоопухолевого действия – блокирует процесс трансляции и-РНК и белка на рибосомах. Но активен только в гомологичных системах, поэтому для лечения человека можно использовать только интерферон человеческого происхождения. β-лизины (открыты Петерсоном в 1887 г.) – термостабильные сывороточные белки, синтезируемые тромбоцитами в процессе свертывания крови и обладающие бактерицидной активностью в отношении Грам+ бактерий (нарушают проницаемость цитоплазматической мембраны). Белки острой фазы содержатся в сыворотке крови, синтезируются в печени в аварийном режиме и появляются в крови в течение первых 2 дней развития острых воспалительных процессов, когда специфических антител еще нет. К белкам острой фазы относятся С-реактивный белок и МСЛ, способные опсонизировать фагоцитоз и запускать активацию комплемента. Цитокины (от греч. cyto – клетка, kinos – движение) – это регуляторы межклеточных взаимодействий белковой природы, вырабатываемые различными клетками иммунной системы (стимулируют деление и дифференцировку клеток). Молекулы, секретируемые клетками во внеклеточную среду с целью воздействовать на другие клетки или на себя же, подать сигнал к запуску тех или иных процессов в клетках-мишенях. К цитокинам относятся: Гемопоэтины – факторы роста клеток (интерлейкины, КСФ); Интерфероны α, β, γ; Фактор некроза опухолей (ФНО) α, β; Хемокины – привлекают в очаг воспаления лейкоциты и макрофаги. Особенности противовирусной защиты организма. Защитные силы против вирусных инфекций отличаются от антибактериальной резистентности, т.к. вирусы могут вызывать заболевания только тогда, когда они проникают в клетку и размножаются в ней (или персистируют). К факторам противовирусной защиты организма относятся: Система интерферона; Повышение температуры тела (для вирусов температурный оптимум – 34-360С, тогда как при температуре 380С полностью прекращается репродукция вирусов); α- и β- ингибиторы – это термостабильные и термолабильные липопротеиды сыворотки крови, входящие в состав α- и β –глобулинов соответственно, обладающие способностью связывать вирусы; NK, обладающие способностью разрушать любые клетки, инфицированные вирусами; Фагоцитоз, который при вирусных инфекциях бывает незавершенным; Клеточная ареактивность – неспособность тканей поддерживать размножение вирусов; Интерференция – способность одного вируса подавлять репродукцию другого в клетке организма хозяина. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Антигены. Антитела.» Антигены (от греч. anti – против, genos – создавать; термин предложил в 1899 г. Дойч) – вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и при введении в организм вызывающие развитие специфических иммунологических реакций. Основные функции антигенов: Индуцируют иммунологический ответ (синтез антител и запуск реакций клеточного иммунитета). Специфически взаимодействуют с образовавшимися антителами (in vivo и in vitro). Обеспечивают иммунологическую память – способность организма отвечать на повторное введение антигена иммунологической реакцией, характеризующейся большей силой и более быстрым развитием. Обуславливают развитие иммунологической толерантности – отсутствие иммунного ответа на конкретный антиген при сохранении способности к иммунному ответу на другие антигены. Строение антигенов: Антигены состоят из 2 частей: 1. Высокомолекулярный носитель (шлеппер) – высокополимерный белок, определяющий антигенность и иммуногенность антигена. 2. Детерминантные группы (эпитопы) – поверхностные структуры антигена, комплементарные активному центру антител или рецептору Т-лимфоцита и определяющие специфичность антигена. На одном носителе может быть несколько разных эпитопов, состоящих из пептидов или липополисахаридов и располагающихся в разных частях молекулы антигена. Их разнообразие достигается за счет мозаики аминокислотных или липополисахаридных остатков, располагающихся на поверхности белка. Количество детерминантных групп или эпитопов определяет валентность антигена. Валентность антигена – количество одинаковых эпитопов на молекуле антигена, равное числу молекул антител, которые могут к ней присоединяться. Основные свойства антигенов: 1. Иммуногенность – способность вызывать иммунитет, невосприимчивость к инфекции (применяется для характеристики инфекционных агентов). 2. Антигенность – способность вызывать образование специфических антител (частный вариант иммуногенности). 3. Специфичность – свойство, по которому антигены различаются между собой и определяющее способность избирательно реагировать со специфическими антителами или сенсибилизированными лимфоцитами. Иммуногенность, антигенность и специфичность зависят от многих факторов. Факторы, определяющие антигенность: Чужеродность (гетерогенность) – генетически обусловленное свойство антигенов одних видов животных отличаться от антигенов других видов животных (чем дальше друг от друга в фенотипическом отношении находятся животные, тем большей антигенностью по отношению друг к другу они обладают). Молекулярный вес должен быть не менее 10000 дальтон, с увеличением молекулярного веса антигенность возрастает. Химическая природа и химическая однородность: наибольшей антигенностью обладают белки, их комплексы с липидами (липопротеиды), с углеводами (гликопротеиды), с нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды), а также сложные полисахариды (при массе более 100000 D), липополисахариды; сами по себе нуклеиновые кислоты, липиды вследствие недостаточной жесткости структуры неиммуногенны. Жесткость структуры (помимо определенной химической природы антигены должны обладать определенной жесткостью структуры, например, денатурированные белки не обладают антигенностью). Растворимость (нерастворимые белки не могут находиться в коллоидной фазе и не вызывают развитие иммунных реакций). Факторы, определяющие иммуногенность: Свойства антигенов. Способ введения антигена (перорально, внутрикожно, внутримышечно…). Доза антигена. Интервал между введением. Состояние иммунизированного макроорганизма. Скорость разрушения антигена в организме и выведения его из организма. Иммуногенность и антигенность могут не совпадать! Например, дизентерийная палочка обладает высокой антигенностью, но выраженного иммунитета против дизентерии не вырабатывается. Факторы, определяющие специфичность: Химическая природа антигенной детерминанты. Строение антигенной детеминанты (вид и последовательность аминокислот в первичной полипептидной цепи). Пространственная конфигурация антигенных детерминант. Виды антигенов по строению: 1. Гаптены (неполноценные антигены) – это чистая детерминантная группа (имеют небольшую молекулярную массу, не распознаются иммунокомпетентными клетками, обладают только специфичностью, т.е. не способны вызывать образование антител, но вступают с ними в специфическую реакцию): простые – взаимодействуют с антителами в организме, но не способны реагировать с ними in vitro; сложные – взаимодействуют с антителами in vivo и in vitro. 2. Полноценные (конъюгированные) антигены – образуются при связывании гаптена с высокомолекулярным носителем, обладающим иммуногенностью. 3. Полугаптены – это неорганические радикалы (J-, Cr-, Br-, + N ), связанные молекулами белка. 4. Проантигены – гаптены, способные присоединяться к белкам организма и сенсибилизировать их как аутоантигены. 5. Толерогены – антигены, способные подавлять иммунологические реакции с развитием специфической неспособности отвечать на них. Виды антигенов по степени чужеродности: 1. Видовые антигены – антигены определенного вида организмов. 2. Групповые антигены (аллоантигены) – антигены, обусловливающие внутривидовые различия у особей одного вида, разделяющие их на группы (серогруппы у микроорганизмов, группы крови у человека). 3. Индивидуальные антигены (изоантигены) – антигены конкретного индивидуума. 4. Гетерогенные (перекрестнореагирующие, ксеноантигены) антигены – антигены, общие для организмов разных видов, далеко отстоящих друг от друга: антигенная мимикрия – длительное отсутствие иммунологической реакции на антигены из-за схожести с антигенами хозяина (микроорганизмы не распознаются как чужеродные); перекрестные реакции – образовавшиеся на антигены микроорганизмов антитела вступают в контакт с антигенами хозяина и могут вызывать иммунологический процесс (например: гемолитический стрептококк обладает перекрестнореагирующими антигенами с антигенами миокарда и почечных клубочков; вирус кори имеет перекрестнореагирующие антигены к белку миелину, поэтому иммунная реакция способствует демиелинизации нервных волокон и развитию рассеянного склероза). Антигены микроорганизмов в зависимости от систематического положения: 1. Видоспецифические – антигены одного вида микроорганизмов. 2. Группоспецифические – антигены одной группы в пределах вида (подразделяют микроорганизмы на серогруппы). 3. Типоспецифические – антигены одного типа (варианта) в пределах вида (подразделяют микроорганизмы на серовары/серотипы). Антигены бактериальной клетки. 1. Н-антиген (жгутиковый) – белок флагеллин, термолабилен (разрушается при 56-600С), устойчив к формалину, изолируют этот антиген действием на живую жгутиковую культуру микроорганизмов трихлоруксусной кислотой, типоспецифический. 2. О-антиген (соматический) – липополисахарид клеточной стенки грамотрицательных бактерий, термостабилен (выдерживает кипячение в течение 1 часа), устойчив к действию формалина и спирта, группоспецифический (полноценный О-антиген бывает у бактерий в S-форме, при переходе в R-форму может утрачиваться). 3. К-антиген (капсульный) – кислые полисахариды, типоспецифический. По чувствительности к нагреванию различают 3 типа К-антигена: А (термостабильный – выдерживает кипячение в течение 2-х часов); В (промежуточный, выдерживает нагревание до 600С в течение часа, но при кипячении разрушается); L (термолабильный – разрушается при нагревании до 600С). 4. Vi-антиген (вирулентный) – вариант капсульного антигена, является термолабильным белком, обнаружен у высоковирулентных бактерий, например, у сальмонелл брюшного тифа. 5. М-антигены – имеются у бактерий, образующих слизь. 6. Белковые токсины. 7. Ферменты, в том числе ферменты патогенности. 8. Протективные антигены – антигены патогенных микроорганизмов, при попадании в макроорганизм вызывающие продукцию защитных антител (развивается эффект приобретенного иммунитета, поэтому применяют для изготовления вакцин). Впервые были обнаружены такие антигены у сибиреязвенной палочки, сейчас также описаны у возбудителей коклюша, чумы, риккетсиоза, бруцеллеза, туляремии. Антигены вирусов. 1. Структурные – антигены собственных структур вируса: S- антигены – нуклеопротеиды капсида; V-антигены – поверхностные антигены сложноустроенных вирусов, представленные гемагглютининами, нейроминидазой и F-белком суперкапсида. 2. Неструктурные – антигены, не входящие в состав вируса, а образующиеся в инфицированных клетках на различных этапах репродукции вируса. Антигены человека и животных. Органы, ткани, клетки организма человека и животных содержат большое количество различных антигенов. 1. Аллоантигены и изоантигены – в эритроцитах, лейкоцитах, тромбоцитах, а также в плазме крови людей открыто несколько десятков алло- и изоантигенов. Антигены главного комплекса гистосовместимости (Major Histocompatibiliti Complex – МНС-антигены), МНС-антигены впервые были обнаружены на лейкоцитах и поэтому имеют другое название HLA (Human leukocyte antigens) – обуславливают внутривидовые различия клеток и тканей, причем каждый организм обладает уникальным набором антигенов, свойственных только ему (по химической природе – это гликопротеиды клеточных мембран). Антигены гистосовместимости МНС (HLA) I класс II класс HLA – A,B,C (классические) HLA – DR, DQ, DP Экспрессия на любых ядерных Экспрессия на АГ-представляющих клетках клетках (моноциты, тканевые макрофаги, В-лимфоциты, дендритные клетки, клетки Лангерганса и др.) Выступают в качестве рецепторов для Выступают в качестве рецепторов для антигенов вирусных, опухолевых и бактерий и прочих молекулярных антигенов и трансплантационных антигенов гаптенов Представляют антигены CD8+ Представляют антигены CD4+ Индуцируют клеточный иммунитет Индуцируют гуморальный иммунитет В третий класс МНС-антигенов входят компоненты комплемента (С2 и С4), ФНО, белки теплового шока. Антигены эритроцитов человека – на сегодняшний день известно более 250 различных эритроцитарных антигенов: антигены системы АВ0 (впервые в 1900 г. К. Ландштейнер описал изоантигены АВ на поверхности наружной мембраны эритроцитов у человека, выделив соответственно этому IV группы крови); резус-антигены (Rh); кроме антигенов АВ и Rh эритроциты человека могут обладать и другими изоантигенами (М¹, М², N¹, N², Даффи, Кел-Келана) и др. 2. Аутоантигены – собственные антигены организма, которые при определенных условиях распознаются как чужеродные и вызывают выработку иммунного ответа. Врожденные аутоантигены: антигены «забарьерных» органов, синтез которых начался после созревания иммунной системы, но в здоровом организме не вызывают аутоиммунных реакций, т. к. окружены плотной капсулой и не контактируют с ИКК (головной мозг, передняя камера глаза, роговица, хрусталик, сетчатка, стекловидное тело, семенные канальца яичек, фолликулы щитовидной железы, подкожная жировая клетчатка, волосяные луковицы, рубцовая ткань); при повреждении барьера антигены вступают в контакт с ИКК, что вызывает развитие аутоиммунных реакций (например, иммунологическая слепота при травме хрусталика). эмбриональные белки, возобновившие при определенных условиях синтез. Приобретенные аутоантигены – это ткани, изменившие антигенные свойства под действием различных факторов (вирусные, бактериальные инфекции, переохлаждение, ожог, излучение и др.) и обладающие способностью запускать аутоиммунные реакции. 3. Перекрестнореагирующие антигены (гетероили ксеноантигены) – общие для человека и микроорганизмов. 4. Суперантигены – антигены, способные без предварительной переработки АГ-представляющими клетками взаимодействовать с молекулами МНС II класса. Антитела (термин предложил в 1890 г. Бейли) – белки (гликопротеины) сыворотки крови, образующиеся в ответ на введение антигена и обладающие способностью специфически взаимодействовать с антигенами, которые вызвали их образование (в соответствии с Международной классификацией совокупность сывороточных белков, несущая антительную активность, и относящаяся к γ-глобулинам, получила название иммуноглобулинов и символ Ig). Функции антител: Распознавание и связывание антигена с целью его нейтрализации и последующей элиминации. Антитоксический эффект (связывают и инактивируют бактериальные токсины). Цитотоксический эффект (стимулируют разрушение антигенов цитотоксическими клетками). Активация комплемента. Опсонизация фагоцитоза. Участие в развитии аллергических реакций. Обеспечение иммунологической памяти и толерантности. Обеспечение кооперации иммунокомпетентных клеток. Иммунорегулирующие свойства. Строение молекул антител стало известным в 1959 г., когда Р. Портер (Англия) и Г. Эдельман (США) расшифровали и построили пространственную модель молекулы Ig, за что им была присуждена Нобелевсая премия. Структура молекулы иммуноглобулина (на примере Ig G). Молекула имеет форму Y или рогатки. Основной структурной единицей является мономер, представляющий собой 4-цепочечный полипептидный комплекс: 2 идентичные «легкие» цепи – Lцепи (Light – легкий) с молекулярной массой 25000 дальтон (≈212-220 аминокислотных остатков каждая) и 2 идентичные «тяжелые» цепи – H-цепи (Heavy – тяжелый) с молекулярной массой 50000 дальтон (≈550-660 аминокислотных остатков). Тяжелые и легкие цепи соединены между собой дисульфидными связями (мостиками), расположенными между их С-концами. Участки полипептидной цепи, обладающие сходной структурой называют доменами (≈110 аминокислотных остатков каждый). В мономерной молекуле Ig всего 12 доменов: по 4 на тяжелых и по 2 – на легких цепях. Домены, имеющие постоянную аминокислотную последовательность называют константными (С-домены), домены, имеющие непостоянную последовательность называют вариабельными (V-домены). Первые домены составлены из вариабельных участков легких и тяжелых цепей, остальные – из константных. Молекулы Ig имеют участки, на которые избирательно действуют ферменты (папаин, пепсин), которые делят молекулу Ig в поперечном направлении на 3 фрагмента: 2 фрагмента идентичны и называются Fab-фрагментами (fragments antigen binding) – фрагменты, связывающие антигены. На концах Fab-фрагментов находятся активные центры антител – паратопы. Активные центры взаимодействуют с антигенными детерминантами, антигенсвязывающий центр комплементарен эпитопу антигена (принцип «ключ – замок»). 3-й фрагмент – Fc (fragments crystallizable) – кристаллический фрагмент (связывает и активирует комплемент, связывается с рецепторами на ИКК). В месте соединения Fab- и Fc-фрагментов расположена шарнирная область, позволяющая антигенсвязывающим фрагментам разворачиваться для более тесного контакта с антигеном. Свойства антител: 1. Валентность – количество активных (антигенсвязывающих) центров антител. полные антитела – как минимум 2-валентны, вызывают агрегацию антигенов, видимую невооруженным глазом; неполные антитела – содержат один антиген-связывающий центр, функционально дефектны, могут связывать эпитопы антигенов, препятствуя контакту с ними полных антител, поэтому их также называют блокирующими антителами. 2. Аффинность – сродство антигенной детерминанты с активным центром антитела, определяется физико-химическими свойствами взаимодействующих молекул и зависит от степени комплементарности структуры антигенсвязывающего центра и антигенной детерминанты. 3. Авидность – скорость и прочность связывания антитела с соответствующим антигеном, зависит от валентности и аффинности. Иммуноглобулины сами обладают антигенными свойствами, что определяет их разнообразие. Антигенная специфичность антител (молекулы Ig имеют 3 типа антигенных детерминант, по которым они делятся на изо-, алло- и идиотипы): Изотипические детерминанты (изотипы) – структуры характерные для антител индивидуумов одного вида (по изотипам Ig делятся на 5 классов: μ-мю, γгамма, α-альфа, δ-дельта, ε-эпсилон). Аллотипические детерминанты (аллотипы) – структуры, характерные для антител некоторых индивидуумов внутри вида, для других индивидуумов вида эта структура иммуногенна. Идиотипические детерминанты (идиотипы) – структуры, характерные только для определенных Ig одного индивидуума, определяют специфичность взаимодействия данного иммуноглобулина с определенным антигеном. В зависимости от структуры и свойств все Ig разделены на 5 классов. Ig G, E, D, сывороточный Ig A – мономеры, Ig M – пентамер (5 мономеров соединены J-цепью, joining – связанный), секреторный Ig A – димер. Классы иммуноглобулинов, их свойства и строение. Классы Ig Свойства Ig Ig Ig A Ig Ig G M E D Молекулярная масса, D 16 95 170000 / 190 16 0000 0000 350000 000 0000 Удельный вес в сыворотке крови, 70510-15% 0,00 0, % 80% 10% 2% 2% Содержание в сыворотке крови, 12 1 2,5 0, 0,0 г\л 00025 3 Число мономеров 1 5 1 / 2 (3) 1 1 Валентность 2 5(1 2 / 4 (6) 2 2 0) Прохождение через плаценту + Содержание в молозиве + + + Активация комплемента по + + классическому пути Иммуноглобулины класса G (субклассы G1, 2, 3, 4) – основной класс антител, имеет молекулярную массу около 160000 дальтон. На его долю приходится 70-80% всех сывороточных иммуноглобулинов. Среднее содержание Ig G в сыворотке крови здорового взрослого человека составляет 12 г/л, этот уровень достигается к 7-10 летнему возрасту. Ig G – мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра. Период полураспада Ig G равен 21 дню. Ig G легко проходит через плацентарный барьер и обеспечивает пассивный гуморальный иммунитет новорожденного в первые 6-8 месяца после рождения, способен также выделяться в секрет слизистых оболочек путем диффузии, поэтому передается ребенку и с грудным молоком матери. Ig G участвует в активации комплемента по классическому пути. Основная функция – формирование постинфекционного иммунитета. Иммуноглобулины класса М – это наиболее крупная молекула из всех иммуноглобулинов (950000 дальтон). На долю Ig М приходится 5-10% всех сывороточных иммуноглобулинов. Среднее содержание Ig М в сыворотке крови здорового взрослого человека около 1 г/л, этот уровень достигается уже к 2-4-летнему возрасту. Ig М – пентамер, его валентность равна 10, но половина антигенсвязывающих центров не работает из-за пространственной близости. Период полураспада Ig М составляет 5 дней. Ig М не проходит через плаценту, но определяется в грудном молоке, участвует в активации комплемента по классическому пути. Ig М первыми начинают синтезироваться в организме новорожденного и первыми вырабатываются в ответ на внедрение антигена. Иммуноглобулины класса А – существуют в сывороточной и секреторной формах. Молекулярная масса сывороточного Ig А около 170000 дальтон, а секреторного 350000 дальтон и более. На долю сывороточного Ig А приходится около 10-15% всех сывороточных иммуноглобулинов. В сыворотке крови здорового взрослого человека содержится около 2,5 г/л Ig А, этот уровень достигается к 10-летнему возрасту. Сывороточный Ig А – мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра; секреторный Ig А чаще существует в форме ди- и триммера (4- или 6валентный). Ig А обладает α-цепью. Период полураспада Ig А составляет 6 дней. Но около 60% всех Ig А содержится в секретах слизистых оболочек, присутствует в слюне, слезной жидкости, молоке, обеспечивая местный иммунитет. Иммуноглобулины класса Е (реагины) – имеют молекулярную массу около 190000 дальтон. На его долю приходится 0,002% всех циркулирующих иммуноглобулинов, содержание Ig Е в сыворотке крови крайне невысоко – примерно 0,00025 г/л, этот уровень достигается к 10-15 годам. Обнаружить Ig Е можно специальными высокочувствительными методами. Ig Е – мономер, 2хвалентный, обладает ε-цепью. Период полураспада – 2 дня. Ig Е обладает выраженной тропностью к тучным клеткам и базофилам, участвует в развитии аллергической реакции I типа. Иммуноглобулины класса D – сведений об Ig D не много, имеет молекулярную массу 160000, Ig D практически полностью содержится в сыворотке крови в концентрации около 0,03 г/л (0,2% общего количества циркулирующих иммуноглобулинов), 2-х валентный мономер с δ-цепью и периодом полураспада – 3 дня. На определенных стадиях дифференцировки выполняет роль рецептора В-лимфоцитов. Виды антител: 1. Изоантитела – антитела к изоантигенам (например, антитела к АВ антигенам эритроцитов человека – α и β). 2. Нормальные (естественные) антитела – антитела, обнаруживаемые в сыворотке крови без предварительного воздействия антигена (титры их низкие, а вопрос об их происхождении до конца не решен). 3. Аутоантитела – антитела к антигенам собственных клеток и тканей организма. 4. Гетероантитела – антитела, образующиеся в ответ на введение гетероантигена. 5. Моноклональные антитела – антитела одной специфичности, синтезируемые искусственно полученным клоном плазмоцитов. Метод получения моноклональных антител (разработан в 1975 г. Г. Келлером и К. Мильштейном) состоит в слиянии сенсибилизированных лимфоцитов с клетками миеломы для получения клеточных гибридов (гибридом). Гибридомы обладают способностью синтезировать антитела и, в то же время, они представляют собой опухолевые клетки, способные к непрерывной пролиферации. Этапы получения гибридом: 1) получение миеломной линии; 2) получение селезеночных клеток от иммунизированного организма (плазмоциты, синтезирующие Ig определенной специфичности); 3) создание условий для слияния клеток; 4) выделение слившихся клеток; 5) отбор интересующего клона, его накопление (in vitro или в организме животного) и использование. Использование моноклональные антител: В научных целях для анализа структуры, генетики Ig, для изучения рецепторов лимфоцитов и их субпопуляций. В диагностике многих инфекционных и неинфекционных заболеваний. В лечении некоторых, в т. ч. онкогенных, заболеваний. В качестве носителей лекарственных веществ, доставляющих их в определенные органы и ткани (в стадии разработки). Виды антител по действию на антиген: Антитоксические – нейтрализуют или флоккулируют микробные токсины. Агглютинирующие – склеивают антигены. Преципитирующие – образуют комплекс с антигенами только в растворах или гелях. Лизирующие – вызывают разрушение клеток-мишеней. Опсонизирующие – взаимодействуя с антигенами, способствуют их поглощению фагоцитами. Нейтрализующие – инактивируют антигены, лишая их возможности проявлять патогенное действие. Динамика образования антител. Синтез Ig происходит в зрелых В-лимфоцитах и плазматических клетках в соответствии с общими закономерностями биосинтеза белков на рибосомах. Синтез антител начинается после внедрения антигенов. Если антиген вводится впервые, то возникает первичный ответ. Динамика образования антител при первичном иммунном ответе. Название Продолжительн Краткая характеристика периода ость Латентный 3-5 дней Скрытые процессы восприятия антигенного раздражения (переработка и представление антигена ИКК, что запускает пролиферацию Влимфоцитов в плазмациты и их переключение на синтез Ig), завершаюшиеся поступлением в кровь Ig М Логарифмическ 7-15 дней Переключение синтеза Ig M на Ig G, титры Ig ий (продуктивный) M и G достигают максимума Стационарный 15-30 дней Поддерживается максимальный стабильный (максимума и уровень Ig M и G в крови стабилизации) Снижения 14 дней и более Концентрация антител в крови постепенно (индивидуально) снижается (первым начинает снижаться Ig M) Вторичный иммунный ответ развивается при повторной встрече с антигеном. Способность к нему развивается не ранее чем через 2-4 недели после первого внедрения антигена и сохраняется в течение многих месяцев и даже лет. Особенности вторичного иммунного ответа: Индукция меньшими дозами антигенов. Укороченный латентный период (от нескольких часов до 1-2 дней). Синтезируются сразу Ig G. Высокая скорость образования антител. Более быстрый подъем концентрации антител (пик – через 35 дней). Большие значения максимальной концентрации антител. Антителогенез (теории образования антител). В настоящее время механизм образования антител, в основном, расшифрован, однако относительно отдельных этапов существуют лишь гипотезы. Теория «боковых цепей» или селективная (П. Эрлих, 1897 г.): антитела – это специфические рецепторы («боковые цепи») на поверхности клеток, образующиеся еще до встречи с антигеном; антиген, попав в организм, соединяется с этими рецепторами, клетки активируются и продуцируют большое количество этих рецепторов, которые попадают в кровь и выполняют функцию антител. Матричная или инструктивная теория: теория прямой матрицы (Ф. Гауровиц 1930 г., Л. Полинг 1940 г.) – антиген проникает в клетку и его детерминантная группа служит матрицей для синтеза антител (несогласованность с современными представлениями о синтезе белка ДНК–иРНК–белок); теория непрямой матрицы (Ф. Бернет, Ф. Феннер 1949г.) – антигены связываются с иРНК на рибосомах и контролируют синтез γ-глобулина, специфичного по отношению к данному антигену. Клонально-селекционная теория или естественной селекции (Н.К. Ерне 1955 г., Ф. Бернет, 1959 г.): Антиген является селективным фактором. Связывание антигена происходит специфическими рецепторами, находящимися на поверхности иммунокомпетентных клеток (В-лимфоцитов). При встрече с антигеном В-лимфоциты начинают пролиферировать и превращаться в плазматические клетки, которые синтезируют антитела. Каждая антителопродуцирующая клетка может синтезировать только один вид антител определенной специфичности. Теория депрессивных генов или молекулярно-биологическая (Л. Сциллард 1960 г.) – ИКК вырабатывать антитела различной специфичности, однако эта способность репрессирована ферментом; антигены связываются с ферментом и снимают его действие. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Иммунная система. Формы иммунного ответа.» В 1968 г. Фрэнк Бернет впервые выделил иммунную систему в самостоятельную и поставил ее в ряд важнейших систем жизнеобеспечения, сформулировав концепцию иммунного надзора, осуществляемого иммунокомпетентными клетками. Иммунная система – это система контроля, представленная совокупностью лимфоидных органов и тканей, обеспечивающих антигенное постоянство внутренней среды организма, сохранение его видовой индивидуальности. Особенности иммунной системы: 1. Генерализована по всему телу, но функционирует как единое целое. 2. Клетки иммунной системы циркулируют по всему организму через кровоток. 3. Многократно дублирует свои функции. 4. Работает в тесной взаимосвязи с другими системами организма (нервной, эндокринной и др.). 5. Вырабатывает строго специфический иммунный ответ в отношении каждого антигена. Главные задачи иммунной системы: распознавание; нейтрализация; элиминация; запоминание чужеродного агента. Компоненты иммунной системы: 1. Органы иммунной системы: центральные; периферические. 2. Клетки иммунной системы. 3. Биологически активные макромолекулы – цитокины. Органы и ткани иммунной системы. Центральные органы иммунной системы: костный мозг; вилочковая железа (тимус). В центральных органах иммунной системы происходит лимфопоэз – антигеннезависимая дифференцировка лимфоцитов от стволовой кроветворной клетки до зрелого неиммунного лимфоцита. Зрелые неиммунные лимфоциты по-английски называют naive (наивные) или virgine (девственные). Костный мозг (medulla ossea rubra) – локализуется в губчатом веществе костей (эпифизы трубчатых костей, грудина, ребра), это центральный орган кроветворения, место обитания стволовых кроветворных клеток, которые являются родоначальницами всех форменных элементов крови и соответственно иммунокомпетентных клеток. Все клетки крови происходят из общей клеткипредшествественницы – стволовой кроветворной клетки. На территории костного мозга проходит полный «курс» эритропоэза (заканчивается эритроцитами), миэлопоэза (заканчивается лейкоцитами – нейтрофилами, моноцитами, эозинофилами, базофилами), мегакариоцитопоэза (заканчивается тромбоцитами), а также лимфопоэза – образуется общая клетка-предшественник всех лимфоцитов – лимфобласт, из которой в костном мозге созревают нормальные киллеры, дендритные клетки и Влимфоциты, на поверхности которых появляются Ig-рецепторы (рецепторы к антигенам). В костном мозге происходит также селекция В-лимфоцитов – В-лимфоциты, несущие рецепторы к собственным антигенам уничтожаются путем апоптоза. Четвертый потомок лимфобластов, запрограммированный к дифференцировке Т-лимфоцитов, мигрирует для прохождения поэза из костного мозга в тимус. Тимус (вилочковая железа, thymus) – специализированный лимфоидный орган, в котором проходит лимфопоэз Т-лимфоцитов. Тимус расположен в переднем верхнем средостении, за грудиной, над сердцем. Тимус состоит из двух больших долей, которые фрагментированы на множество долек, разделенных фиброзными перегородками. В каждой дольке выделяют две гистологические зоны, по периферии – корковая, в центре – мозговая. Пре-Т-лимфоциты из костного мозга поступают в кору тимуса, где эпителиальные клетки своими отростками «обнимают и баюкают» лимфоциты, способствуя их созреванию, поэтому они названы nurse cells (клетки-сиделки, нянечки). Дифференцировка Т-лимфоцитов завершается в мозговом слое долек тимуса формированием их субпопуляций – Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов. В ходе созревания Т-лимфоциты тоже проходят селекцию – клетки с рецепторами для собственных антигенов погибают. Онтогенез тимуса: Тимус появляется в период внутриутробного развития и начинает функционировать у шестинедельного эмбриона, к моменту рождения тимус весит 10-15 г. Тимус окончательно созревает к 5 годам и достигает максимального размера и веса (30-40 г) к 9-12 годам. После периода полового созревания начинается инволюция органа – замещение жировой и соединительной. Инволюция тимуса сопровождается снижением продукции Т-лимфоцитов. К центральным органам иммунной системы у птиц относят сумку Фабрициуса, локализованную в области клоаки. Сумка (бурса) Фабрициуса – орган лимфопоэза птиц, где происходит созревание и полная дифференцировка В-лимфоцитов. До сих пор не удалось обнаружить никакого аналога бурсы у млекопитающих, т.е. такого органа, в котором происходила бы полная дифференцировка В-лимфоцитов. Считается, что у млекопитающих его функции выполняют костный мозг и пейеровы бляшки тонкого кишечника. Созревшие в костном мозге и тимусе лимфоциты поступают на периферические органы иммунной системы. Периферические органы иммунной системы: селезенка; лимфатические узлы; неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек и кожи; печень; периферическая кровь. На территории периферических лимфоидных органов происходит иммуногенез – антигензависимая дифференцировка лимфоцитов (образуются клоны иммунных или эффекторных лимфоцитов, которые распознают антиген и организуют его деструкцию). Селезенка – лимфоидную ткань селезенки называют белой пульпой, в белой пульпе имеются тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, которые заселяются Т- и В-лимфоцитами соответственно. Селезенка – это лимфоцитарная «таможня» для антигенов, попавших в системную циркуляцию в кровь. Лимфатические узлы – множественные, симметрично расположенные по телу, инкапсулированные периферические лимфоидные органы бобовидной формы, размером 0,5-1,5 см. У человека насчитывается до 1000 лимфатических узлов. В лимфатических узлах также имеются Влимфоцитарные и Т-зависимые зоны. Лимфатические узлы – это «таможня» для антигенов, попадающих во внутреннюю среду организма через покровные ткани. Неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек и кожи: лимфоидная ткань, ассоциированная с ЖКТ (GALT – gut-associated lymphoid tissue): глоточное лимфоидное кольцо Пирогова, пейеровы бляшки тонкой кишки, лимфоидные фолликулы аппендикса; лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами и бронхиолами (BALT – bronchial-associated lymphoid tissue); лимфоидная ткань других слизистых оболочек (MALT – mucosal-associated lymphoid tissue); лимфоидная ткань, ассоциированная с кожей (SALT – skin- associated lymphoid tissue). Основная функция лимфоидной ткани слизистых оболочек и кожи –дифференцировка Влимфоцитов в плазмоциты, продуцирующие секреторные иммуноглобулины классов А и Е, обеспечивающие местный иммунитет. Печень – место локализации большей части нормальных киллеров и половины всех тканевых макрофагов организма. Лимфоциты печени «обслуживают» кровь воротной вены, несущей все внешние, всосавшиеся в кишечнике вещества, обеспечивая поддержание иммунологической толерантности к пищевым веществам. Периферическая кровь – транспортно-коммуникационный компонент иммунной системы. Возрастные особенности иммунной системы: Ранняя закладка органов иммунной системы (с 4-5 недели внутриутробного периода – закладка центральных органов, с 9-12 недели – периферических). Морфологическая зрелость к моменту рождения. Весовой максимум органы иммунной системы достигают к 10-14 годам. Формируется индивидуально в зависимости от антигенного окружения. Ранняя инволюция органов иммунной системы (к 40-50 годам происходит замещение лимфоидной ткани жировой и соединительной). Клетки иммунной системы: 1. Иммунокомпетентные клетки. 2. Антигенпрезентирующие клетки. 3. Вспомагательные клетки (тучные клетки, базофилы, эозинофилы, тромбоциты) – участвуют в развитии воспалительной реакции. Иммунокомпетентные клетки. По функциональной активности ИКК подразделяют на: регуляторные – «управляют» функцией иммунной системы путем выработки медиаторов – цитокинов (обуславливают направление, интенсивность и продолжительность иммунной реакции); эффекторные клетки – непосредственные исполнители иммунного ответа (действуют на антиген либо непосредственно, либо путем биосинтеза иммуноглобулинов). На поверхности цитоплазматической мембраны ИКК есть особые молекулы, которые служат их маркерами. Они получили название CD-антигенов (от английской аббревиатуры – Cluster of differentiation). Cluster of differentiation (CD) – это показатель дифференцировки ИКК, маркер, обладающий антигенными свойствами. С помощью спецефических моноклональных антител против CDантигенов ИКК удалось разделить на отдельные субпопуляции. Центральная клетка иммунной системы – лимфоцит. В периферической крови насчитывается 1-4×109/л лимфоцитов. Выделяют: Т-лимфоциты; В-лимфоциты; Нулевые лимфоциты (ЕК/NK). В 1969 г. А. Ройтт ввел в иммунологию понятие Т- и В-лимфоцитов, обозначив их первыми буквами места созревания этих клеток в организме: Т-лимфоциты – thymus, В-лимфоциты – bursa Fabricii. Т-лимфоциты – клетки, отвечающие за клеточный иммунитет (норма – 55-60% всех лимфоцитов крови). Поверхностные рецепторы Т-лимфоцитов: CD3/ТСR (от англ. T-cell receptor – рецепторы к антигенам); CD2 (рецептор к эритроцитам барана); FcR (рецептор к Fc-фрагменту иммуноглобулинов); к белкам системы комлемента (кроме C3b и C3d); к интерлейкинам. Субпопуляции Т-лимфоцитов: CD2, CD3 (нулевые Т-лимфоциты) – это тимические, незрелые, «наивные» Т-лимфоциты. CD4: среди них выделяют регуляторные клетки – Т-хелперы (клетки-помощники) – осуществляют распознавание антигена в комплексе с антигенами гистосовместимости MHC II класса. Т-хелперы стимулируют пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, выделяя интерлейкины. Среди них различают Т-хелперы первого типа (Th1), выделяющие ИЛ-2, ИЛ-3, ИФНγ, ФНО-α и другие, в итоге обеспечивающие реакции Т-клеточного иммунитета, Т-хелперы второго типа (Th2), секретирующие ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-9, ИЛ-10, ИЛ-13 и стимулирующие синтез антител, т.е. гуморальное звено иммунной системы. К эффекторным CD4 относятся ТГЗТ – эффекторы реакций гиперчувствительности замедленного типа. CD8: цитотоксические Т-лимфоциты (Т-киллеры) распознают антиген в комплексе с антигенами гистосовместимости MHC I класса. Название «киллеры» эти клетки получили за способность разрушать, уничтожать, опухолевые клетки, клетки чужеродных трансплантантов, патологически мутированные клетки, клетки, инфицированные вирусами. К CD8-лимфоцитам также относятся Т-супрессоры, которые регулируют интенсивность иммунного ответа, подавляя активность CD4-лимфоцитов. Т-супрессоры предотвращают развитие аутоиммунных реакций, защищают организм от нежелательных последствий иммунных реакций. Например, эти клетки обеспечивают толерантность матери к чужеродным антигенам вынашиваемого плода. Однако в настоящие время наличие Т-супрессоров считается сомнительным, хотя сам супрессорный эффект существует. Т-лимфоциты памяти (CD18, 44, 45, 58) – это потомки Т-лимфоцитов, встречавшихся с антигенами и сохранившие к ним рецепторы. Т.о., Т-хелперы и Т-супрессоры являются регуляторными клетками, а Т-киллеры и эффекторы ГЗТ – эффекторными. В-лимфоциты – отвечают за развитие гуморального иммунитета и представлении антигена Тлимфоцитам (норма – 15-20% всех лимфоцитов периферической крови). Поверхностные рецепторы В-лимфоцитов: Ig-рецепторы/ВСR (от англ. В-cell receptor – рецепторы к антигенам); к эритроцитам мышей; к C3b и C3d компонентам комплемента; к антигенам главного комплекса гистосовместимости (МНС) I и II классов; FcR (рецептор к Fc-фрагменту иммуноглобулинов); к цитокинам. Субпопуляции В-лимфоцитов: В-1 субпопуляция (CD5) – в онтогенезе они появляются первыми; локализуются на слизистой оболочке серозных полостей (брюшной и плевральной полостях, сальнике, миндалинах); продуцируют нормальные антитела – (Ig М и А). В-2 субпопуляция (CD19, 20, 21, 22) – обычные В-лимфоциты, заселяют тимуснезависимые зоны лимфоидных органов, имеют на поверхности рецепторы для распознавания антигена и при стимуляции антигенами созревают в плазмоциты, секретирующие антитела. Плазматические клетки – результат конечной дифференцировки В-лимфоцитов, не имеют на наружной мембране рецепторов для антигенов, осуществляют интенсивный синтез иммуноглобулинов (один плазмоцит синтезирует примерно 1 млн. молекул иммуноглобулина в час); относятся к короткоживущим клеткам (живут не более 2-3 суток) – после завершения продукции антител плазмоциты прекращают свое существование. В-лимфоциты памяти – эффекторы вторичных иммунных реакций. Нулевые лимфоциты (0-клеки, ни В-, ни Т-лимфоциты) составляют 10-20% лимфоцитов периферической крови, не имеют основных маркеров Т- и В-лимфоцитов. К нулевым лимфоцитам относятся натуральные киллеры. Естественные/натуральные киллеры (CD16, 56) – самостоятельно распознают клетки, генетически чужеродные организму, и оказывают на них цитотоксическое действие. Нулевые лимфоциты осуществляют главнейшую функцию иммунной системы – сохранение генетического гомеостаза организма путем киллинга всех клеток, несущую генетическую чужеродность: мутанты (в основном опухолевые клетки), клетки, зараженные вирусом, или клетки трансплантанта. Антигенпрезентирующие клетки: дендритные клетки (отросчатые клетки селезенки, лимфоузлов и других органов, в т.ч. клетки Лангерганса); моноциты периферической крови; тканевые макрофаги; В-лимфоциты. Макрофаги (CD14) – первые встречают чужеродные антигены. Поверхностные рецепторы макрофагов: FcR (рецептор к Fc-фрагменту иммуноглобулинов); к С3-фракции комплемента; к антигенам главного комплекса гистосовместимости (МНС) II класса. Основные функции макрофагов: процессинг (расщепление) и представление ИКК чужеродных антигенов в комплексе МНС II класса; синтез биологически активных веществ (интерлейкины, простагландины, ряд фракций комплемента – C2-C5, лизоцим, интерферон и другие, более 50); фагоцитоз (киллинг и переваривание чужеродных веществ); разрушение собственные поврежденные, дефектные, состарившиеся клетки (клетки-«мусорщики»). Иммунный ответ – высокоспециализированная специфическая реакция живого организма на генетически чужеродные структуры (антигены). Основные формы иммунного ответа в соответствии с ведущим механизмом элиминации антигена: ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ → элиминация антигена происходит посредством антител (антигены – внеклеточные паразиты, в основном, бактерии, различные молекулярные антигены, например, бактериальные токсины, и гаптены) первичный иммунный ответ (Ig M); вторичный иммунный ответ (Ig G, A, E); секреторный иммунный ответ (секреторный Ig A); гиперчувствительность немедленного типа (Ig E, G). КЛЕТОЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ → элиминация антигена происходит при участии лимфоцитов с цитотоксическими свойствами (антигены – внутриклеточные паразиты, в том числе и вирусы, опухолевые клетки и клетки трансплантантов) естественная цитотоксичность (NK); антиген-индуцированная цитотоксичность (Т-киллеры); гиперчувствительность замедленного типа (ТГЗТ). ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ТОЛЕРАНТНОСТЬ → элиминации антигена не происходит естественная (врожденная) толерантность; искусственная (приобретенная) толерантность; регуляторная толерантность. Межклеточная кооперация ИКК при иммунном ответе. В любом иммунном ответе условно выделяют 3 фазы. Фазы иммунного ответа Названи Характеристика е фазы Афферен Фагоцитоз и процессинг АГ макрофагом, выставление на поверхности тная мембраны макрофага фрагментов АГ с МНС II Централь Распознование антигена Т- и В-лимфоцитами ная Эффекто Реализация иммунного ответа по клеточному (цитотоксические Трная лимфоциты) или гуморальному (синтез антител) типу Гуморальный иммунный ответ. Антигенпредставляющая клетка (макрофаг) поглощает вторгшийся в организм антиген и подвергает его процессингу – расщеплению на фрагменты до пептидов длиной не более 20 аминокислот. Фрагменты антигена (это эпитопы=детерминантные группы антигена) выставляются на поверхности клетки вместе с молекулой главного комплекса гистосовместимости МНС II класса. Комплекс АГ-молекула МНС II класса предъявляется Т-хелперу. Т-хелпер распознает комплекс АГ-молекула МНС II класса на поверхности макрофага. Узнавание Т-хелпером нужных молекул на поверхности АПК стимулирует секрецию макрофагом ИЛ-1. Под действием ИЛ-1 Т-хелпер активируется и начинает синтезировать ИЛ-2, который стимулирует пролиферацию Т-хелперов (образуются Th1 и Th2) и цитотоксических Т-лимфоцитов, т.е. Т-киллеров. Оказавшийся рядом, В-лимфоцит, специфичный к данному антигену, связывается с ним при помощи соответствующего Ig-рецептора. В этом случае сам В-лимфоцит процессирует антиген и представляет его фрагмент с молекулой МНС II класса на своей поверхности. Этот комплекс распознает Th2, отобранный при помощи того же антигена. Распознавание Т-хелпером комплекса АГ-молекула МНС II класса на поверхности В-лимфоцита приводит к секреции из Т-хелпера ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-6. Под их действием В-лимфоцит активируется и дифференцируется в плазматическую клетку. ИЛ-6, выделяемый активированным Т-хелпером, стимулирует плазматическую клетку на синтез и секрецию иммуноглобулинов, которые нейтрализуют и элиминируют антигены. Часть зрелых В-лимфоцитов после антигензависимой дифференцировки циркулирует в организме в виде клеток памяти. Клеточный иммунный ответ. Помимо образования антител, реализующих гуморальные реакции иммунитета, иммунная система в ряде случаев элиминирует антиген при непосредственном участии эффекторных иммунокомпетентных клеток (клеточный иммунный ответ). Эффекторы клеточных иммунных реакций – цитотоксические Т-лимфоциты, ТГЗТ-эффекторы и NK. Ключевое различие в функциональной активности состоит в том, что цитотоксические Тлимфоциты и NK обладают прямой цитотоксичностью, в то время как ТГЗТ-эффекторы преимущественно вовлекают в ответ клетки других типов. Секретируемый Th1 ИЛ-2 стимулирует пролиферацию цитотоксических Т-лимфоцитов. Мишенью для Т-киллера служит цельная клетка, а не отдельные фрагменты антигена как при гуморальном иммунном ответе. Цитотоксический Т-лимфоцит распознает на поверхности клеткимишени АГ в комплексе с молекулой МНС I класса. Активированный цитотоксический Т-лимфоцит выделяет белок-перфорин, который в присутствии Са2+ встраивается в мембрану клетки-мишени. Образовавшиеся в мембране клетки-мишени поры пропускают воду и соли, что приводит к цитолизу последней. Помимо перфорина Т-киллеры выделяют гранзимы (сериновые протеазы) и гранулизин, инициирующие апоптоз клеток-мишеней. Иммунологическая толерантность (от лат. tolerantia – терпимость) – состояние арреактивности иммунной системы (специфическое отсутствие иммунного ответа на определенный антиген при сохранении способности к иммунному ответу на другие антигены). Проявления толерантности: сокращение или отсутствие синтеза антител; неспособность макрофага поглощать антиген и осуществлять его процессинг; снижение интенсивности или полное отсутствие реакций ГЗТ; неспособность к элиминации вирусов; замедление отторжения трансплантанта. Механизмы толерантности: 1. Супрессорный (Т-супрессоры подавляют функции Т-хелперов). 2. Уничтожение аутореактивных клонов Т- и В-лимфоцитов. 3. Блокада антигенсвязывающих рецепторов. Виды толерантности: Естественная (врожденная) толерантность – развивается по отношению к аутоантигенам до рождения ребенка и сохраняется годами. Поскольку у плода лимфоциты функционально не зрелы, то для развития толерантности необходимо длительное присутствие антигена в организме. Искусственная (приобретенная) толерантность – индуцируется различными веществами (толерогенами), попавшими в организм в начальном периоде постнатального развития и сохраняется всего лишь несколько месяцев. Толерогенами могут быть любые антигены, но толерантность лучше развивается при попадании в организм растворимых и низкомолекулярных антигенов. Чем больше генетических различий между реципиентом и толерогеном, тем труднее формируется толерантность. Приобретенная толерантность сохраняется всего лишь несколько месяцев. Регуляторная толерантность – это приобретенную толерантность, созданная при введении в организм веществ, подавляющих иммунитет (иммунодепрессантов). Поливалентная толерантность возникает одновременно на все антигенные детерминанты, входящие в состав антигена. Моновалентная (расщепленная) толерантность – избирательная невосприимчивость каких-то отдельных антигенных детерминант, при этом антитела не образуются, но сохраняются клеточные реакции иммунитета, или наоборот, имеются антитела при отсутствии клеточных реакций. Иммунный паралич – близкое к толерантности состояние, развивающееся после введения больших доз антигена. Иммунологическую память – способность организма отвечать на повторное введение антигена иммунологической реакцией, характеризующейся большей силой и более быстрым развитием (проявляется как в отношении выработки антител, так и в отношении клеточных иммунных реакций, и может сохраняться длительное время). Носители иммунологической памяти – это Ти В-лимфоциты памяти (антигенстимулированные лимфоциты) – это потомки Т- и В-лимфоцитов, встречавшихся с антигенами и сохранившие к ним рецепторы (живут до 10 лет). При повторной встрече с тем же антигеном быстро превращаются в клетки-эффекторы иммунного ответа. К реакциям иммунологической памяти относится «Бустер-эффект» (от англ. boost – усиливать) – это феномен интенсивного развития иммунного ответа на вторичное введение антигена (используется для получения лечебно-профилактических и диагностических сывороток с высокими титрами антител от иммунизированных животных). ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Вакцины и сыворотки.» Вакцинация от инфекционных заболеваний – одно из величайших достижений человечества. На протяжении столетий тяжелые инфекционные болезни (чума, холера, натуральная оспа) буквально опустошали страны и континенты. Ситуация изменилась только в XIX веке после великого открытия Луи Пастера. Он доказал, что вакцина, изготовленная из возбудителей той или иной инфекции, способна предохранять человека от соответствующего заболевания или ослабить его тяжесть. В настоящее время вакцинопрофилактика инфекционных заболеваний не утратила своей актуальности. По данным ВОЗ, вакцины ежегодно спасают жизни 3 млн. детей. Количество инфекций, против которых удается создать вакцины, постоянно растет. За последние годы изменилось представление о противопоказаниях к вакцинации. Список противопоказаний резко сократился. Современная вакцинология стремится к созданию идеальных вакцин. Для этого нужны принципиально новые подходы, основанные на использовании знаний о механизмах развития иммунитета, точных данных о структуре антигенов, на применении современных методов биотехнологии. История развития и становления вакцинологии. I. Вариоляция. За много веков до н.э. появились наблюдения за различными формами невосприимчивости к инфекционным заболеваниям. Поэтому создавались попытки искусственного заражения здоровых людей с целью предотвращения заболевания во время эпидемий. Так, например в древнем Китае люди втягивали в нос высушенные и измельченные корочки оспенных больных, а в России в старину существовали народные способы предохранения от оспы с помощью втирания содержимого оспин в надрезы на коже. Таким образом сформировалась эмпирическая вакцинация для профилактики натуральной оспы – вариоляция (от лат. variola – оспа). Ужас перед оспой был огромный, и такой способ предохранения как «вариоляция» вселял хоть какую-то надежду. В отношении оспы эти попытки оказались успешными. Вместе с тем такой метод был небезопасен для здоровья и часто заканчивался возникновением острых форм заболевания и даже гибелью привитых (частота оспы – 1-20 случаев на 1000 привитых). II. Вакцинация. Эмпирические достижения Э. Дженнера. История современной вакцинопрофилактики началась 14 мая 1796 г. В этот день Эдвард Дженнер привил против оспы 8-летнего мальчика. Материал для прививки он взял у молочницы, заразившейся коровьей оспой. Прививка прошла успешно, но надо было еще доказать, что привитый ребенок не заболеет если его заразить натуральной оспой. После мучительных колебаний, 1 июля 1796 г. он заражает ребенка. Мальчик не заболел. Начало оспопрививанию было положено. Эта вакцина явилась счастливой находкой, поскольку вирус коровьей оспы обладает идентичными антигенными свойствами с вирусом натуральной оспы человека, но маловирулентен. Таким образом, Э. Дженнер впервые предложил метод вакцинации – использование возбудителя с невысокой степенью патогенности (вирус коровьей оспы) для создания устойчивости к заражению возбудителем с высокой степенью патогенности (вирус натуральной оспы). Однако все это делалось без какого-либо представления о действующем начале и лишь в результате уникальных эмпирических находок. Л. Пастер – основоположник современной иммунопрофилактики. Открытия Луи Пастера заложили основы современной иммунопрофилактики. Л. Пастер вводит термин «вакцина» (от лат. vaccina – коровья). Заслугой Л. Пастера была разработка принципов получения вакцинных штаммов – аттенуации (ослабление патогенных свойств микробов под влиянием различных факторов). Неожиданный случай помог Луи Пастеру сделать решительный шаг в области вакцинологии. Применяя культуру возбудителя куриной холеры, оставленную на длительный срок в термостате без пересева, Л. Пастер обнаружил, что она утратила патогенные свойства и вызывала у кур не заболевание, а стойкий иммунитет. Л. Пастером создал вакцины против сибирской язвы и бешенства. В 1882 г. Р. Кох обнаружил возбудителей туберкулеза, а в 1914 г. А. Кальметт и Ж. Герен впервые получили живую вакцину против туберкулеза из ослабленных возбудителей. В 1923 г. Гастон Рамон разработал метод получения анатоксинов с помощью обезвреживания токсинов формалином. Заслуги отечественных ученых в развитии вакцинопрофилактики. Первую отечественную вакцину создал в 1880 г. Л.С. Ценковский. Это была вакцина против сибирской язвы, которая использовалась вплоть до 1942 г. В 1920 г. под руководством Н.Ф. Гамалеи в России была усовершенствована антирабическая вакцина. Последующие поколения отечественных ученых создали эффективные вакцины: вакцины против полиомиелита – М.П. Чумаков и А.А. Смородинцев (академиком А.А. Смородинцевым в Институте им. Л. Пастера в Санкт-Петербурге была основана собственная научная школа по получению живых вирусных вакцин, созданы эффективные вакцины против кори и паротита, в результате чего началась массовая профилактика этих инфекций в СССР); вакцины против коклюша, дифтерии, столбняка – Н.Н. Гинзбург и др. III. Современный этап. Использование достижений медицины, биологии, физики, химии, генетики для создания профилактических препаратов нового поколения. Ликвидация натуральной оспы, резкое снижение частоты особо опасных инфекций. Значительное снижение заболеваемости дифтерией, корью и другими детскими инфекциями. Вакцины (определение Л.Пастера) – это все прививочные препараты, получаемые из микроорганизмов, их антигенов и токсинов, которые применяются для активной иммунизации людей и животных с профилактическими и лечебными целями. Вакцины – это препараты, обеспечивающие развитие искусственного активного иммунитета, который создает невосприимчивость к возбудителю. Вакцины относятся к сложным иммунобиологическим препаратам. В их состав, кроме активного начала – антигена, входят его стабилизаторы, вещества активирующие действие антигена – адъюванты, а также консерванты. В качестве действующего начала в вакцинах используют: живые ослабленные бактерии и вирусы; инактивированные тем или иным способом цельные микробы; отдельные антигенные компоненты бактерий и вирусов, так называемые протективные (защитные) антигены; вторичные, продуцируемые микробной клеткой метаболиты, играющие патогенетическую роль в инфекционном процессе и иммунитете, например, токсины и их обезвреженные дериватыанатоксины; полученные генно-инженерным способом или химическим синтезом молекулярные антигены – аналоги природных антигенов бактерий и вирусов. Известно, что при высокой степени очистки антигена его иммуногенная активность уменьшается, что привело к необходимости применения адъювантов. Адъювант (от лат. adjuvans – помогать) – вещество, неспецифически усиливающее иммунный ответ на антигены. В качестве адъювантов могут использоваться минеральные вещества (гидрат окиси алюминия, фосфат алюминия, алюминиево-калиевые квасцы и т.д.), растительные (сапонины), микробные (липополисахаридобелковые комплексы, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы), синтетические вещества, искусственные адъювантные системы (липосомы, микрокапсулы). Механизм действия адъювантов: создание «депо» антигена в организме; стимуляция фагоцитоза; активация системы комплемента; стимуляция образования цитокинов и др. Таким образом, адъюванты в зависимости от своих свойств стимулируют гуморальный или клеточный иммунитет или одновременно оба вида иммунитета. Производство вакцин. Вакцины производят на специализированных предприятиях Министерства здравоохранения, на биофабриках («Иммуноген», «Биопрепарат» и др.), на базе институтов РАМН РФ и других ведомств. Штаммы микроорганизмов, специально отобранные для изготовления вакцин, называются вакцинными. Этапы изготовления вакцин: 1. Культивирование микроорганизмов на жидких (реже на плотных) средах при оптимальных температурных и других условиях (при изготовлении риккетсиозных и вирусных вакцин культивирование производят в куриных эмбрионах или культуре клеток). 2. Выделение, концентрирование и очистка целевого продукта с помощью различных методов. 3. Приготовление, стандартизация и контроль готового продукта. Большинство вакцин выпускают в форме лиофилизированных препаратов, т.е. высушенных из замороженного состояния в глубоком вакууме. Это обеспечивает их длительное хранение. Требования, предъявляемые к вакцинам. Современная вакцинология стремится к созданию «идеальных» вакцин. Такие вакцины должны отвечать ряду требований: иметь точно заданный химический состав и структуру антигенов; быть комплексными и создавать иммунитет ко многим инфекциям; обеспечивать пожизненный иммунитет у 100% привитых; не оказывать побочного действия; вводиться однократно; вводиться удобными для медицинского персонала и пациентов методами; быть стабильными, иметь длительный срок хранения; отвечать современным требованиям по технологии изготовления; не иметь высокой стоимости. В настоящее время не существует препарата, который полностью соответствовал бы приведённым требованиям, но к этому стремятся все создатели вакцин. Методы вакцинации. При выборе метода введения вакцины учитываются такие факторы, как её безопасность, эффективность, экономичность, психологический фактор (отсутствие неприятных ощущений и боли у пациента). 1. К парентеральным методам вакцинации относятся все способы введения антигена, минуя желудочно-кишечный тракт: накожный; внутрикожный; подкожный; внутримышечный; аэрозольный. 2. Энтеральный метод (пероральный) вакцинации предполагает попадание вакцины через желудочно-кишечный тракт. Примером может являться полиомиелитная вакцина. При этом развивается и общий, и местный иммунитет, поэтому энтеральный способ вакцинации является самым перспективным. Энтеральные вакцины обладают низкой реактогенностью и слабой аллергенностью, хорошо переносятся. Пероральный метод безопасен и прост. Классификация вакцин. 1. По способу получения: Живые; Инактивированные (убитые, корпускулярные); Химические (молекулярные, субъединичные); Анатоксины; Рекомбинантные (генно-инженерные); Перспективные вакцины: * ДНК-вакцины; * Синтетические пептидные; * Антиидиотипические; * Растительные; * Мукозальные; * Вакцины, содержащие продукты генов главного комплекса гистосовместимости (HLA). 2. По происхождению: Бактериальные; Риккетсиозные; Вирусные; Аутовакцины – вакцины, приготовленные из выделенных от больного микроорганизмов и использующиеся для лечения данного больного в период ремиссии. 3. По назначению: Профилактические; Лечебные. 4. По количеству входящих антигенов: Моновакцины – содержат антигены одного серовара возбудителя (ЖКВ); Поливакцины – содержат антигены нескольких сероваров возбудителя (полиомиелитная пероральная вакцина); Ассоциированные – содержат антигены разных возбудителей (АКДС); Комбинированные – содержат разные антигены одного возбудителя (брюшнотифозная вакцина, обогащенная Vi антигеном). Живые вакцины. Живые вакцины представляют собой взвесь аттенуированных штаммов микроорганизмов (бактерий, вирусов, риккетсий), т.е. с пониженной вирулентностью, но сохранившие антигенные свойства. Методы получения: * многократное пассирование через организм невосприимчивых животных (Л. Пастер – антирабическая вакцина); * культивированием в неблагоприятных условиях жизнедеятельности для данного микроорганизма (А. Кальметт и Ж. Герен – БЦЖ); * отбором спонтанных мутантов у больных людей или животных; * воздействие бактериофагом; * культивирование в курином эмбрионе (А.А. Смородинцев – ЖПВ, ЖКВ). Требование, предъявляемое к вакцинным аттенуированным штаммам, –стойкая, наследственно закрепленная утрата ими вирулентности. Преимущества живых вакцин: напряжённость, прочность и длительность поствакцинального иммунитета, приближающегося к постинфекционному; однократность введения; возможность введения в организм человека разными путями. Недостатки живых вакцин: относительная нестабильность (возможность отмирания вакцинных штаммов в процессе производства, транспортировки и хранения при нарушении режима); при вскрытии ампул и растворении их содержимого необходимо соблюдать правила асептики; недопустим контакт с живыми вакцинами любых дезинфицирующих средств, инактивирующих микроорганизмы; плохо комбинируются и дозируются; противопоказаны людям с иммунодефицитами; при использовании живых бактерийных вакцин за 1-2 дня до прививки и в течение 1 недели (как минимум) после нее необходимо исключить применение антибиотиков, сульфаниламидов и иммуноглобулинов; в единичных случаях могут вызывать вакциноассоциированные заболевания, связанные с остаточной вирулентностью вакцинного штамма, реверсией его вирулентных свойств. В РФ живые вакцины широко применяются с целью специфической профилактики полиомиелита, кори, эпидемического паротита, гриппа, туберкулеза, чумы, туляремии, бруцеллеза, сибирской язвы. Убитые вакцины (инактивированные). Убитые вакцины готовятся из инактивированных культур вирулентных штаммов бактерий и вирусов, в результате инактивации бактерии и вирусы полностью теряют жизнеспособность, но сохраняют антигенные и иммуногенные свойства. Убитые вакцины, действующим началом которых являются целые клетки бактерий и вирусы, называют еще цельноклеточные и цельновирионные соответственно. Методы инактивации: физические (нагревание, УФО, ионизирующая радиация); химические (обработка ацетоном, спиртом, формалином, фенолом, мертиолятом). Требования к убитым вакцинам – надежность инактивации и минимальное повреждающее воздействие на антигены бактерий и вирусов. Преимущества убитых вакцин: хорошо комбинируются и дозируются; не вызывают вакциноассоциированных заболеваний; можно применять людям, страдающим иммунодефицитами; можно использовать с антибиотиками; более простые условия хранения. Недостатки убитых вакцин: более низкая эффективность – индуцируемый иммунный ответ часто бывает непродолжительный; более высокая реактогенность; наиболее частый способ применения – парентеральный; многократность введения. В РФ применяют убитые вакцины против брюшного тифа, холеры, бешенства, гриппа, клещевого энцефалита, лептоспироза, коклюша. Субъединичные (химические) и расщепленные (сплит) вакцины. Химические вакцины содержат наиболее активные по иммунологическим свойствам специфические компоненты – антигены, которые извлекают из микробных клеток химическими методами. Основной принцип получения химических вакцин – выделение протективных антигенов, обеспечивающих развитие надежного иммунитета, и очистка этих антигенов от балластных веществ. Расщепленные (сплит-вакцины) состоят из частичек разрушенных вирионов. Методы выделения из бактерий или вирусов протективных антигенов: * осаждением спиртами, высаливанием нейтральными солями; * очистка ультрафильтрацией, хроматографией, центрифугированием. Преимущества химических вакцин: низкая реактогенность, что позволяет вводить человеку большие дозы антигена и многократно; достаточная иммуногенная активность, обеспечивающая развитие надежного иммунитета; могут применяться в различных ассоциациях, направленных одновременно против ряда инфекций; устойчивы к факторам внешней среды, хорошо хранятся. Недостатки химических вакцин: быстро рассасываются, поэтому для усиления эффективности химических вакцин их используют с адъювантами. В РФ выпускают химические вакцины против гриппа, менингококковой инфекции, холеры, брюшного тифа. Анатоксины. Иммунитет при ряде заболеваний (дифтерия, столбняк, ботулизм) носит преимущественно антитоксический характер. Поэтому для профилактики этих заболеваний вызывают образование не антимикробного, а антитоксического иммунитета. Анатоксины (от лат. ana – обратно) – иммунобиологические препараты, полученные из экзотоксинов различных видов микробов, выращенных на питательных средах, лишенные токсичных, но сохранившие иммуногенные свойства. Получение анатоксинов: экзотоксин обезвреживают формалином (0,3-0,4%) при t=37-40ºC в течение 3-4 недель, затем очищают от балластных веществ, концентрируют и сорбируют на адъюванте (гидроокись алюминия). Применяют анатоксины для выработки активного антитоксического иммунитета. В РФ выпускают анатоксины против дифтерии, столбняка, газовой гангрены, ботулизма, холеры, стафилококковой и синегнойной инфекций. Рекомбинантные вакцины (генно-инженерные) – это препараты, полученные биосинтезом при культивировании рекомбинантных штаммов бактерий и вирусов с использованием методов генной инженерии и молекулярной иммунологии. Получение рекомбинантных вакцин включает следующие этапы: клонирование генов, обеспечивающих синтез необходимых антигенов; введение этих генов в вектор (бактериофаг); введение векторов в клетки-продуценты (вирусы, бактерии, дрожжи); культивирование клеток in vitro; отделение антигена и его очистка. Из вакцин календаря прививок рекомбинантная вакцина против гепатита В заняла твердое положение в прививочной практике. Для получения этой вакцины используют рекомбинантный штамм дрожжей со встроенным в него геномом HBs-антигена вируса гепатита В, в связи с чем вакцину называют дрожжевой. Рекомбинантные вакцины безопасны, достаточно иммуногенны, могут быть использованы для разработки комплексных вакцин, создающих иммунитет одновременно против нескольких инфекций. Перспективные вакцины. К вакцинам четвертого поколения, еще не внедренным в практику здравоохранения, относятся пептидные синтетические, антиидиотипические вакцины, ДНК-вакцины, растительные, мукозальные, вакцины, содержащие продукты генов HLA. В ближайшие годы следует ожидать появление российской комплексной вакцины против кори, паротита и краснухи, бесклеточной коклюшной вакцины, а также вакцин для профилактики цитомегаловирусной инфекции, гемофильной и пневмококковой инфекций. Синтетические (искусственные) пептидные вакцины – препараты нового типа с известным антигенным составом и полученные искусственным путем. Использование пептидов создает возможность полученная антигенов, которые трудно воспроизвести в достаточном количестве из природных источников сырья. Для получения хорошего иммунного ответа необходимо, чтобы синтетический антиген содержал не менее 8 аминокислотных остатков. Экспериментальные синтетические вакцины получены против дифтерии, холеры, стрептококковой инфекции, гепатита В, ящура, клещевого энцефалита, сальмонеллезов и пневмококковой инфекции. Пептидные вакцины, будучи целиком синтетическими, не имеют недостатков характерных для традиционных вакцин (реверсия вирулентных свойств, неполная инактивация и др.). Они отличаются высокой степенью стандартности, безопасны, обладают слабой реактогенностью. ДНК-вакцины – это препараты из плазмидных ДНК, кодирующих протективные антигены возбудителей инфекционных болезней. При парентеральном введении в организм животного ДНКвакцина проникает в ядро клетки и экспрессирует соответствующие антигены, вызывающие в организме привитого формирование иммунитета. Проходят экспериментальное изучение ДНК-вакцины, изготовленные из вирусов иммунодефицита человека, гриппа, бешенства, гепатита В и С, простого герпеса, туберкулеза. Однако сегодня остаются нерешенными проблемы безопасности для человека вакцин из плазмидной ДНК (риск мутагенных эффектов и иммунопатологических реакций в ответ на введение ДНКвакцин). Антиидиотипические вакцины являются «зеркальным отражением» антигена и поэтому способны вызывать образование антител. Получены экспериментальные вакцины на основе идиотипов против многих заболеваний вирусной, бактериальной и паразитарной природы. Растительные вакцины – вакцины на основе трансгенных растений, полученные при внедрении генов в сельскохозяйственные культуры. Например, был получен HBsAg из листьев трансгенного табака. Полученный из растений и частично очищенный антиген, введенный мышам, вызывает иммунный ответ подобно вакцине против гепатита В. В настоящее время проходят испытания вакцина против холеры, полученная при использовании трансгенного картофеля, а также против кори и бешенства – при использовании табака и помидоров. Мукозальные вакцины препятствуют адгезии возбудителя инфекционной болезни на слизистых оболочках. Основу таких вакцин составляет белок-адгезин, с помощью которого бактерии прикрепляются к поверхности слизистой. Введение такого адгезина сопровождается образованием антител, которые препятствуют колонизации бактерий и развитию инфекционного процесса. Получены положительные результаты испытаний на животных мукозальных вакцин с антигенами стрептококка, вируса простого герпеса и других вирусов. Вакцины, содержащие продукты генов HLA повышают иммуногенность антигенов. На этой основе разрабатываются и проходят клинические испытания вакцины для лечения больных гепатитом В, цитомегаловирусной инфекцией и людей, страдающих онкологическими заболеваниями. Национальный календарь профилактических прививок – нормативный правовой акт, устанавливающий сроки и порядок проведения гражданам профилактических прививок (иммунопрофилактика). Каждая страна пользуется своим национальным календарём профилактических прививок. Календари прививок разных стран отличаются друг от друга и регулярно пересматриваются. В России новый календарь профилактических прививок введён в 2002г. Вакцинацию в рамках календаря прививок проводят в плановом порядке. Национальный календарь профилактических прививок 2002г.1 Возра Наименование прививки ст 12 Первая вакцина – гепатит В2 3-7 Вакцинация – туберкулёз часов дней 1 месяц 3 месяца 4,5 месяца 6 месяцев 12 месяцев 18 месяцев 20 месяцев 6 лет 7 лет 13 лет 14 лет Взрос Вторая вакцинация – гепатит В Первая вакцинация – дифтерия, коклюш, столбняк, полиомиелит Вторая вакцинация – дифтерия, коклюш, столбняк, полиомиелит Третья вакцинация – дифтерия, коклюш, столбняк, полиомиелит Третья вакцинация – гепатит В Первая вакцинация – корь, эпидемический паротит, краснуха Первая ревакцинация – дифтерия, коклюш, столбняк, полиомиелит Вторая ревакцинация –полиомиелит Вторая вакцинация – корь, эпидемический паротит, краснуха Вторая ревакцинация – дифтерия и столбняк Первая ревакцинация – туберкулёз3 Вакцинация против вирусного гепатита В4 Вакцинация против краснухи (девочки) 5 Третья ревакцинация – дифтерия и столбняк Ревакцинация – туберкулез6. Третья ревакцинация – полиомиелит Ревакцинация – дифтерия и столбняк каждые 10 лет после последней вакцинации лые Примечания. 1. Иммунизация в рамках Национального календаря проводиться вакцинами отечественного и зарубежного производства, зарегистрированными и разрешёнными к применению в установленном порядке. Применяемые в рамках Национального календаря профилактических прививок вакцины, кроме БЦЖ, можно вводить одновременно (или с интервалом 1 месяц) разными шприцами в разные участки тела. 2. Детей, родившихся от матерей-носителей вируса гепатита В или больных гепатитом В в 3-м триместре беременности, прививают по схеме: 0-1-2-12 месяцев. 3. Ревакцинация против туберкулёза в 7 лет проводится туберкулиноотрицательным детям, не инфицированным микобактериями туберкулёза. 4. Вакцинация против гепатита В в 13 лет проводится ранее не привитым или получившим только одну прививку. 5. Вакцинацию против краснухи проводят девочкам в 13 лет, ранее не привитым или получившим только одну прививку. 6. Ревакцинация против туберкулёза в 14 лет проводится туберкулиноотрицательным детям, не инфицированным туберкулёзом и не получившим прививку в 7 лет. Лечебные вакцины. Наряду с вакцинами, которые используются для профилактики инфекционных заболеваний, существуют и лечебные вакцины. Применение лечебных вакцин в медицинской практике: иммунотерапия инфекционных заболеваний (длительное хроническое течение инфекции, бактерионосительство и вирусоносительство в случаях безуспешной антибиотикотерапии – стафилококковая и герпес инфекция, бруцеллез, гонорея); лечение аллергических и аутоиммунных заболеваний; в онкологии. Сыворотка – это жидкая часть крови, лишенная форменных (клеточных) элементов и фибриногена. Иммуноглобулины – это γ-глобулиновая фракция сывороточных белков. Классификация сывороток и иммуноглобулинов. 1. По происхождению: Нормальные сыворотки и иммуноглобулины – получены из крови здоровых неиммунизированных людей или животных (содержат низкие титры антител или не содержат их вовсе); Иммунные сыворотки и иммуноглобулины – получены из крови предварительно проиммунизированных или переболевших (реконвалесцентов) людей или животных (содержат высокие титры антител). 2. По способу получения: Гомологичные (аллогенные) – получены от одного вида животных (человека); Гетерологичные (ксеногенные) – получены от животных разных видов. 3. По назначению: Лечебные; Профилактические; Диагностические (в зависимости от типа реакции, в которой используются): * агглютинирующие (адсорбированные методом Кастелляни, неадсорбированные) * преципитирующие * люминисцентные и т.д. 4. По направленности действия: Антимикробные (антибактериальные, противовирусные, противогрипковые); Антитоксические. 5. По количеству антител: Моновалентные – содержат антитела к одному антигену; Поливалентные – содержат антитела к нескольким антигенам. Этапы получения иммунных сывороток и иммуноглобулинов. 1. Иммунизация доноров или животных соответствующими антигенами (вакцины, анатоксины): Лечебно-профилактические сыворотки и иммуноглобулины получают либо путем иммунизации крупных животных (лошадей, волов) или человека (донора), либо от реконвалесцентов с высокими титрами необходимых антител. Диагностические сыворотки и иммуноглобулины получают путем иммунизации мелких лабораторных животных (кроликов). 2. Забор крови на пике иммунного ответа (3-4 неделя). 3. Получение сыворотки путем центрифугирования (иммуноглобулины получают путем выделения γ-глобулинов сыворотки крови методами электрофореза, хроматографии, ультрафильтрацией, осаждением спиртом и другими способами). 4. Концентрирование, стандартизация, определение активности. Активность антитоксических сывороток выражается в антитоксических единицах. 1 АЕ (антитоксическая единица) – это минимальное количество сыворотки, предохраняющее определенный вид животного от гибели при заражении специально подобранной дозой токсина. Применение иммунных сывороток и иммуноглобулинов: * Лечение (серотерапия) инфекционных и неинфекционных создание заболеваний; искусственного * Экстренная профилактика инфекционных пассивного заболеваний; антимикробного * Диагностика инфекционных и неинфекционных (антитоксического) заболеваний иммунитета Лечебно-профилактические сыворотки и иммуноглобулины вводятся подкожно, внутримышечно и реже внутривенно. Перед использованием гетерологичных препаратов необходимо убедиться в отсутствии у пациента повышенной чувствительности к чужеродному белку для избежания развития анафилактического шока. Для этого применяется постановка кожноаллергической пробы Урбаха: в/в в область предплечья вводят 0,1 мл нормальной сыворотки/иммуноглобулина животного (в зависимости от кого получен препарат) в разведении 1:100 и оценивается через 20 минут. При отрицательной пробе (уколочная/гиперемии и папула не более 10 мм) препарат вводят по методу Безредко – дробно с увеличением дозировки. При положительной пробе препарат назначают только с лечебной целью по жизненно важным показаниям. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Основы клинической иммунологии.» До середины прошлого столетия иммунология рассматривалась как наука теоретическая. Клиническое направление иммунологии связано с именем Р. Брутона, который в 1952 г. обнаружил у 8-летнего мальчика первую форму врождённого иммунодефицита (агаммаглобулинемия брутоновского типа), тем самым доказав, что иммунная система не только защищает организм от болезней, но и сама имеет болезни. Клиническая иммунология – самостоятельная научная дисциплина, изучающая болезни, характеризующиеся нарушением функции лимфоидной ткани и процессы, в патогенезе которых важную роль играют иммунные реакции. Предмет изучения клинической иммунологии – изучение механизмов заболеваний, обусловленных нарушенной иммунорегуляцией. Задачи клинической иммунологии: диагностика иммунопатологических состояний при разных заболеваниях; выявление лиц с иммунодефицитом, установление у них уровня иммунного дефекта; разработка методов диагностики и оценки иммунного статуса; разработка способов коррекции (иммунотерапии) различных форм нарушения иммунитета; прогнозирование эффективности лечения и исхода различных иммунопатологических состояний. Иммунопатология – раздел иммунологии, изучающий заболевания, которые возникают в результате избытка, недостатка или отсутствия иммунных реакций. Виды иммунопатологических состояний: 1. Иммунодефицитные состояния (ИДС). 2. Аллергические реакции. 3. Аутоиммунные процессы. 4. Лимфопролиферативные заболевания (опухоли иммунной системы). 5. Инфекции иммунной системы (ВИЧ, инфекционный мононуклеоз…). 6. Реакции «трансплантант против хозяина». Иммунодефицитные состояния. Иммунодефицитные состояния (иммунодефицит) – нарушение иммунологического статуса, обусловленное выпадением одного или нескольких компонентов иммунной системы или тесно взаимодействующих с ней неспецифических факторов, и как следствие утрата способности к нормальному иммунному ответу на разные антигены. Принципы, положенные в основу классификации ИДС: происхождение; уровень дефекта; время развития; причины возникновения. Классификация ИДС. По происхождению выделяют первичные (врожденные) и вторичные (проибретенные) иммунодефициты. Первичные (врождённые) ИДС связаны с генетическим блоком развития иммунной системы в онтогенезе, с нарушением процессов пролиферации и дифференциации ИКК (генетически детерминированы, как правило выявляются у детей первых месяцев жизни, имеют неблагоприятный). По уровню дефекта иммунной системы подразделяются на: 1. Недостаточность гуморального В-клеточного звена иммунитета: Например: болезнь Брутона – агаммаглобулинемия всех классов иммуноглобулинов, сцепленная с Х-хромосомой (чаще болеют мальчики), проявляющаяся частыми, плохо поддающимися лечению пиогенными инфекциями (стафилококковой, стрептококковой) – пневмонии, отиты, синуситы; лечение – внутривенное введение гаммаглобулина. 2. Недостаточность Т-клеточного звена иммунитета: Например: синдром Ди-Джоржи – гипоплазия тимуса, проявляющаяся частыми вирусными и грибковыми заболеваниями в сочетании с врожденными пороками развития (широко расставленные глаза, низко расположенные уши, пороки сердца) и судорогами из-зи гипоплазии паращитовидных желез (нарушение развития III, IV жаберных дуг); лечение – пересадка тимуса, переливание Тлимфоцитов. 3. Преимущественные дефекты фагоцитов: Например: синдром Чедиака-Хигаси – включение в цитоплазму нейтрофилов аномально крупных гранул → нарушение хемотаксиса и внутриклеточного киллинга, проявляющееся тяжелыми инфекциями, вызванными внутриклеточными паразитами (в сочетании с альбинизмом) часто с летальным исходом; лечение – переливание лейкоцитарной массы. 4. Дефекты системы комплемента. 5. Комбинированные дефекты (недостаточность нескольких звеньев иммунитета): Например: ТКИД (тяжелый комбинированный иммунодефицит) – отсутствие тимуса и лимфоидной ткани. Вторичные (приобретённые) ИДС возникают вследствие нарушений иммунорегуляции, связанных с: инфекциями; онкологическими заболеваниями; метаболическими нарушениями (сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, голодание, истощение…); ожогами; облучением; травмами; лечебными воздействиями; старением и т. д. Например: СПИД – ВИЧ поражает и выводит из строя Т-хелперы. Аллергические реакции. Понятие «аллергия» было предложено в 1906 г. австрийским патологом и педиатром Клемансом Пирке. Аллергия (греч. аllos – другой, ergon – действие) (гиперчувствительность) – состояние повышенной чувствительности организма к определенным антигенам, возникающее при изменении его реактивности. Процесс, вызывающий изменение реактивности организма, называется сенсибилизацией. Сенсибилизация – процесс, возникающий в результате первичного контакта с аллергеном, который приводит к специфическому изменению реактивности организма (формирование гуморального и клеточного иммунного ответа). Антигены, вызывающие аллергию, называются аллергенами. Аллерген – антиген, способный вызвать сенсибилизацию организма и индуцировать в нем аллергическую реакцию (основное свойство – специфичность). Классификация аллергенов по происхождению: I. Эндоаллергены (аутоаллергены) – аллергены организма человека. II. Экзоаллергены – аллергены из окружающей среды. 1. Микробные (инфекционные): бактериальные; вирусные; грибковые; протозойные. 2. Немикробные (неинфекционные): пищевые (облигатные: цитрусовые, шоколад, кофе, мед, ягоды, орехи, яйца, рыба, коровье молоко, куриное мясо и т. д.); пыльцевые (пыльца деревьев и кустарников, пыльца злаковых трав, пыльца сорных трав); эпидермальные (пух, перо, шерсть, перхоть, экскременты, слюна домашних животных, таких как, кошек, собак, морских свинок, хомяков, кроликов, лошадей, овец, птиц и др.); бытовые (домашняя пыль, библиотечная пыль, дафнии); инсектные (синантропные клещи рода Dermatophagoides, тараканы, яд перепончатокрылых, таких как, пчел, ос, шмелей, шершней); лекарственные (антибиотики, антисептики, анестетики, витамины и др.); гельминтные; промышленные и профессиональные (соли тяжелых металлов, эпоксидные смолы, стиральный порошок). Классификация аллергенов по способу проникновения в организм: контактные: продукты химической промышленности, косметические средства, драгоценные металлы (изделия из золота, серебра) и т.д.; пероральные: пищевые продукты, медикаменты; ингаляционные: пыльца растений, эфирные масла, запах пряностей, цветов и т. д. парентеральные: антибиотики, гормоны, витамины, сыворотки, иммуноглобулины, вакцины и т. д. Особенности аллергических реакций: 1. Обладает специфичностью (возникает на строго определенные антигены). 2. Является вторичным ответом (развивается при повторном попадании антигена в организм). 3. Имеет стандартность конечных реакций независимо от вида антигена. 4. Носит гиперэргический характер (т.е., повышенная чувствительность, избыток выработки антител, Т-лимфоцитов, медиаторов). Среди многочисленных классификаций аллергических реакций наибольшее распространение получила классификация, предложенная Р. Куком в 1930 г., в основу которой положено время появления реакции после повторного контакта с аллергеном. Согласно этой классификации все аллергические реакции разделяются на ГНТ и ГЗТ. Сравнительная характеристика ГНТ и ГЗТ (Р. Кук, 1930 г.): Гиперчувствительность Гиперчувствительность замедленного немедленного типа (ГНТ) типа (ГЗТ) Реакции возникают через 15-20 минут после Реакции развиваются через 24-48 часов введения антигена в организм. и позже. Реакции чаще всего протекают в органах, богатых кровеносными сосудами, в крови и гладкой мускулатуре. Происходят иммунитета. с участием В-системы Реакции чаще протекают на коже. Происходят иммунитета. с участием Пассивный перенос с сывороткой крови Пассивный перенос с сенсибилизированного организма (реакция лимфоидными Праустнитца-Кюстнера). сенсибилизированного организма. Можно снять путем гипосенсибилизации. Т-системы ИКК и органами Не проходят под действием гипосенсибилизирующих мероприятий. В настоящее время широкое распространение получила классификация, предложенная П. Джеллом и Р. Кумбсом в 1969 г. Кассификация аллергических реакций по П. Джеллу и Р. Кумбсу: Тип реакции Название реакции ГНТ I Реагиновый (анафилактический) II Цитотоксический III Иммунокомплексный ГЗТ IV Клеточно-опосредованный Стадии аллергической реакции (А.Адо, 1980 г.): Стадии Характеристика Патоиммунологическа Кооперация ИКК между собой и аллергенами, накопление я (специфическая) продуктов аллергической реакции Патохимическая Взаимодействие аллергена с продуктами аллергической реакции (неспецифическая) → высвобождение медиаторов аллергии Патофизиологическая Вторичное повреждение, возникающее под влиянием (функциональная) медиаторов аллергии Механизм аллергических реакций. I тип – реагиновый (анафилактический): связан с выработкой Ig Е, Ig G4 (реагины) и лежащий в основе атопических заболеваний, вызывается экзогенными аллергенами неинфекционной природы. 1. Активация Th2 при первом контакте с аллергеном → ИЛ-4,5,13 → В-лимфоциты → Ig Е, Ig G4 → связывание с рецепторами клеток-мишеней (тучные клетки, базофилы). 2. При повторном попадании аллергена в организм происходит образование комплекса АГ-АТ на поверхности клетки-мишени → высвобождение медиаторов, уже содержащихся в гранулах тучных клеток (гистамин, серотонин, кинин, гепарин, хемокины) и вновь синтезированных (лейкотриены, простогландины). 3. Воздействие медиаторов на гладкую мускулатуру → спазм кровеносные сосуды → повышение проницаемости, дилатация → отек, покраснение кожи и слизистых железы внутренней секреции → повышение секреции. Большое значение в развитии аллергических реакций I типа играет атопия. Атопия –генетически детерминированная склонность к гиперпродукции Ig Е в ответ на контакт с аллергенами окружающей среды. Клинические проявления аллергической реакции I типа: * бронхиальная астма; * атопический дерматит; * поллиноз; * крапивница; * отек Квинке; * анафилактический шок. II тип – цитотоксический: связан с образованием Ig G и М к антигенам собственных клеток организма. 1. Выработка Ig G и М к аутоантигенам клеток организма и антигенам, вторично фиксированным на клеточных мембранах (лекарственные аллергены). 2. Антиген, расположенный на клетке "узнается" антителами → активация комплемента по классическому пути с образованием мембраноатакующих комплексов либо опсонизация макрофагов. 3. Разрушение клетки по трем направлениям – комплемент-зависимый лизис, фагоцитоз и антителозависимая клеточная цитотоксичность с участием NK. Клинические проявления аллергической реакции II типа: * лекарственная аллергия; * органоспецифические аутоиммунные заболевания щитовидной железы (тиреотоксикоз), базальных мембран почечных клубочков (синдром Гудпасчера), поджелудочной железы (сахарный диабет) и др.; * трансфузия несовместимой крови; * гемолитическая болезнь новорожденных... III тип – иммунокомплексный: связан с образованием иммунных комплексов АГ-АТ (Ig G и М). 1. В случае дефекта фагоцитирующих клеток, разрушающих иммунные комплексы, комплексы АГ-АТ накапливаются в крови и откладываются на стенке сосудов, базальных мембранах, т.е. структурах, имеющих Fс-рецепторы. 2. Активация комплемента по классическому пути и фиксирование на Fc-рецепторах ИКК → образование медиаторов: С3a, C3b, C5a компоненты комплемента (анафилатоксины), брадикинин, серотонин и гистамин из тучных клеток, базофилов крови, лизосомальные ферменты. 3. Медиаторы вызывают расширение сосудов, нарушение проницаемости сосудистой стенки и вокруг сосуда образуется очаг воспаления –васкулит, приводящие к поражению кожи, суставов, артерий, почек, мышц и др. Клинические проявления аллергической реакции III типа: * сывороточная болезнь; * феномен Артюса; * органонеспецифические аутоиммунные заболевания (системная красная волчанка, ревматоидный артрит и др.). IV тип – клеточно-опосредованный (ГЗТ): связан с пролиферацией Т-лимфоцитов, несущих специфические для данного аллергена рецепторы. 1. При первичном попадании аллергена происходит накопление сенсибилизированных Тлимфоцитов (ТГЗТ-эффекторов), несущих для данного антигена рецепторы. 2. При повторном попадании аллергена образуется комплекс антиген-ТГЗТ-эффектор → выделение медиаторов – лимфокинов, активирующих другие лимфоциты. 3. Рзрушение клеток мишеней при помощи фагоцитоза и антителонезависимой цитототоксичности с участием Т-киллеров. Клинические проявления аллергической реакции IV типа: * контактная аллергия (например, на хром, никель, золото, цирконий, бериллий); * аллергических явлений при инфекционных заболеваниях (туберкулез, лепра, бруцеллез и др. Аутоиммунные процессы. Аутоиммунные процессы – это состояния, при которых происходит выработка аутоантител или накопление клона сенсибилизированных лимфоцитов к антигенам собственных тканей организма. Различают аутоиммунные реакции и аутоиммунные заболевания. Аутоиммунные реакции развиваются в норме, их действие сводится к устранению отмирающих, стареющих клеток. Аутоиммунные болезни – это аутоиммунные процессы, играющие главную или существенную роль в патогенезе болезни. Аутоиммунизация может возникнуть на фоне: неизмененной иммунной системы; на фоне изменений в иммунной системе. Механизмы аутоиммунизации на фоне неизмененной иммунной системы: * повреждение забарьерных органов, к которым не выработалась иммунологическая толерантность (хрусталик, стекловидное тело, семенные канальца яичек, фолликулы щитовидной железы и др.); * изменения антигенных свойств белков организма, например, при ожоговой денатурации, действии микробных токсинов, лекарственных препаратов, излучении; * иммунизация перекрестными антигенами микроорганизмов. Механизмы аутоиммунизации на фоне изменений в иммунной системе: * нарушение в системе идиотип – антиидиотип; * инфекции (ИКК теряют способность различать свое и чужое); * иммунологический конфликт между отдельными субпопуляциями ИКК (например, недостаток Т-супрессоров может стимулировать В-клетки к образованию аутоантител). * пролиферация «запретных» клонов лимфоцитов, способных реагировать с собственными тканевыми антигенами. Классификация аутоиммунных заболеваний: Органоспецифические – наибольшее значение имеют реакции гиперчувствительности II типа с локализацией процесса в определенном органе. Например, тиреоидит Хашимото, болезнь Аддисона, инсулинозависимый сахарный диабет. Органонеспецифические (системные) – основную роль играет отложение комплексов АГ-АТ в различных органах и тканях организма. Например, системная красная волчанка, склеродермия, ревматоидный артрит. Смешанные – включают оба механизма. Основные принципы диагностики иммунопатологических состояний. Иммунодиагностика – это решение двух вопросов: 1. Изменена ли иммунологическая реактивность организма? 2. Если она изменена, в чем выражено это изменение и в какой степени? Иммунологическая реактивность – это состояние защитных сил организма и его способность противостоять неблагоприятным факторам окружающей среды (это очень сложное понятие, включающее как неспецифическую резистентность, так и специфические иммунные реакции). Методы исследования иммунологической реактивности. При исследовании состояния иммунологической реактивности проводится: * оценка уровня естественной резистентности; * оценка уровня иммунного статуса. Оценка уровня естественной резистентности. I. Исследование клеточных факторов неспецифической резистентности. 1. Определение бактерицидной активности кожи осуществляется путем посевов-отпечатков с поверхности кожи и затем рассчитывается индекс бактерицидности по формуле: ИБ= К0 – К20 х100 , К0 где ИБ – индекс бактерицидности (в %), в норме ИБ составляет более 95%. К0 – количество колоний сразу после контаминации кожи. К20 – количество колоний через 20 минут. 2. Определение фагоцитарной активности лейкоцитов. Фагоцитарный индекс (фагоцитарная активность) – процент лейкоцитов, участвующих в фагоцитозе (N=79%). Фагоцитарный число (фагоцитарный индекс) – среднее количество частиц, поглощенных одним фагоцитом (N=1,3-3,0, для частиц латекса=10,2). Завершенность фагоцитоза – процент частиц, переваренных за определенное время одним фагоцитом. НСТ-тест – способность фагоцитирующих клеток восстанавливать бесцветный реактив нитросиний тетразоль в краситель, окрашивающий их в синий цвет (N=48-80%). Опсоно-фагоцитарный индекс – отношение ФИ иммунной сыворотки (сыворотки, содержащей опсонины) к ФИ нормальной (неиммунной) сыворотки. II. Исследование гуморальных факторов неспецифической резистентности: уровень комплемента в сыворотке крови (по 50 или 100% гемолизу эритроцитов барана); содержание лизоцима в слюне или сыворотке крови (по способности лизировать культуру Micrococcus lisodeictikus); титры сывороточных β-лизинов (по способности лизировать культуру Bacillus subtilis); С-реактивный белок в сыворотке крови (в реакции преципитации); сывороточный интерферон (в реакции нейтрализации). Оценка иммунного статуса. I. Исследование Т-системы иммунитета. 1. Количественное определение Т-лимфоцитов: в реакции розеткообразования с бараньими эритроцитами (ЕРОК) (устаревший метод) – розеткой считается лимфоцит, прикрепивший не менее 3 эритроцитов (N=50-76%); по кластерам дифференцировки CD-2 (неиммунный Т-лимфоцит), CD-3 (зрелый Тлимфоцит), CD4 (Т-хелперы) и CD8 (цитотоксические Т-лимфоциты) с диагностическими меченными моноклональными антителами в непрямых вариантах РИФ и ИФА (N CD4=31-46%, CD8+=30-35%, соотношение CD4/CD8=1,0 : 2,2-1,0 : 1,5). 2. Функциональная активность Т-лимфоцитов: реакция бластной трансформации (РБТ) – способность Т-лимфоцитов под воздействием фитогемагглютинина (ФГА) превращаться в большие бластоподобные клетки с большим рыхлым ядром (N=20-100%); цитотоксическая функция Т-клеток в реакциях с клетками-мишенями; реакция торможения миграции лейкоцитов (РТМЛ) под влиянием соответствующих антигенов. II. Исследование В-системы иммунитета. 1. Количественное изучение В-лимфоцитов: в реакции розеткообразования с эритроцитами мышей (ЕАРОК); в реакция розеткообразования с бараньими эритроцитами, сенсибилизированными антителами и комплементом (ЕАС-РОК) (N=10-20%); по кластерам дифференцировки CD-19, 20, 22 в непрямой РИФ и ИФА. 2. Определение функциональной активности В-лимфоцитов: РБТ; уровень нормальных антител в реакции агглютинации (РА) с эритроцитами барана и с микробными антигенами (E.coli, стафилококки); содержание сывороточных иммуноглобулинов классов G, М, А методом Манчини (реакция преципитации в геле), непрямым ИФА и РИА (N IgM=109, IgG=233 и IgA=147 МЕ/мл). Практическое использование методов исследования иммунной системы: 1. Оценка иммунного статуса; 2. Серотипирование бактериальных и вирусных культур; 3. Серодиагностика инфекционных болезней; 4. Выявление иммунопатологических состояний; 5. Определение антигенов тканей человека: групп крови, Rh-фактора, HLA; 6. Выявление в организме человека или во внешней среде любых веществ, обладающих антигенными свойствами (гормонов, ферментов, ядов, лекарств, наркотических средств). В настоящее время в практической деятельности часто используется рациональный подход к изучению иммунитета, когда исследования распределены на 2 этапа. Оценка иммунного статуса: I этап – клиническая долабораторная диагностика иммунопатологических состояний: оценка иммунологического анамнеза (частота инфекционных заболеваний, характер их течения, выраженность температурной реакции, наличие очагов хронической инфекции); оценка общего анализа крови (содержание лейкоцитов, в т.ч. лимфоцитов, моноцитов, сегментоядерных); исследование на бактерио(вирусо-)носительство. II этап предусматривает применение тестов 2 уровней. Тесты первого уровня позволяют выявить грубые нарушения функций иммунной системы: процентное содержание и абсолютное количество Т- и В-лимфоцитов; уровень иммуноглобулинов сыворотки крови классов М, G, А, Е; фагоцитарная активность нейтрофилов. Тесты второго уровня включают углубленное иммунологическое обследование для установления регуляторных нарушений и дисфункций иммунитета: определение субпопуляций Т-лимфоцитов (CD4, CD8), их соотношения; функциональной активности Т- и В-лимфоцитов в РБТ и РТМЛ; цитотоксическая активность лейкоцитов; кожные тесты. При диагностике различных иммунопатологических состояний перечень диагностических исследований может изменяться. Например, диагностические мероприятия при аллергических заболевания проводятся с учетом механизмов аллергической реакции, направлены на идентификацию причинного аллергена и должны включать: аллергологический анамнез (наличие аллергических реакций на антибиотики, пищевые продукты, пыльцу растений и т. д.); данные клинико-лабораторных исследований (лейкоцитоз, эозинофилия); определение содержания общего и специфических JgE в сыворотке крови при аллергических реакциях I типа; определение содержания аутоантител (антиэритроцитарные, антилейкоцитарные, антитромбоцитарные…) в сыворотке крови при аллергических реакциях II типа; определение содержания комплексов АГ-АТ, циркулирующих в крови или фиксированных на тканях, при аллергических реакциях III типа; проведение кожно-аллергических проб. Кожно-аллергические пробы: Назначение Тип Диагностические препараты реакции Диагностика аллергических ГНТ Аллергены из пищевых продуктов, заболеваний растений… Выявление гиперчувствительности ГНТ Лекарственные препараты к лекарственным препаратам Диагностика хронических ГЗТ Аллергены из возбудителей инфекций и инвазий заболеваний (туберкулин, бруцеллин, дизентерин и др.) При постановке кожно-аллергических проб наиболее часто применяют внутрикожное и накожное введение аллергена в область предплечья. Оценка кожно-аллергических проб: * «положительная» – при ГНТ через 20-30 минут, при ГЗТ через 24-48 часов на месте введения аллергена возникает гиперемия и образуется папула (выраженность реакции зависит от степени сенсибилизации организма); * «отрицательная» – уколочная реакция. Основные принципы иммунотерапии. Иммунотерапия (иммунокоррекция) – активное направленное воздействия на иммунную систему с целью исправления ее дефекта. Цели иммунокоррекции: активное вмешательство в работу иммунной системы; стимуляция или депрессии иммунной системы; включение или блокада ИКК конкретной специфичности. Методы иммунокоррекции: 1. Иммуномодуляция – временное повышение или снижение факторов иммунологической реактивности: иммуностимулирующая терапия; иммуносупрессивная (иммунодепрессивная) терапия – применение препаратов (цитостатиков), подавляющих размножение ИКК в костном мозге (примененяются в онкологии и для лечения аутоиммунных заболеваний). 2. Иммунореконструкция – воссоздание иммунной системы человека путем трансплантации донорского костного мозга, селезенки, лимфатических узлов, вилочковой железы, стволовых клеток. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Пиогенные кокки». Схема ответа по частной бактериологии: 1. История изучения возбудителя. 2. Таксономия возбудителя. 3. Характеристика микроорганизма: а. морфология; б. тинкториальные свойства; в. культуральные свойства; г. биохимические свойства; д. антигенная структура; е. факторы патогенности; ж. резистентность. 4. Роль в патологии. 5. Эпидемиология (источник и механизм заражения, входные ворота инфекции). 6. Патогенез и особенности клинического течения. 7. Характер иммунитета. 8. Микробиологическая диагностика. 9. Специфическая терапия и профилактика. Общая характеристики пиогенных кокков. Кокки – это многочисленная и широко распространенная группа микроорганизмов. Несмотря на свою многочисленность, болезнетворными для человека являются только стафилококки, стрептококки, пневмококки, гонококки и менингококки, которые объединены одним общим названием – пиогенные (гноеродные) кокки. Общие свойства: * правильная или относительно правильная шаровидная форма; * отсутствие жгутиков (неподвижны); * спор не образуют; * развитие процессов с образованием гноя. Отличия: * по тинкториальным свойствам (стафилококки, стрептококки и пневмококки – Грам+, а гонококки и менингококки – Грам-); * по расположению в мазке (стафилококки располагаются гроздьями, стрептококки – цепочками, пневмококки, менингококки и гонококки – попарно); * по наличию капсулы (капсулу имеют S. aureus, патогенные стрептококки, пневмококки, менингококки и гонококки); * по степени паразитирования (паразитизм повышается в направлении стафилококки → стрептококки → пневмококки → менингококки → гонококки); * по культуральным свойствам (стафилококки не требовательны к питательным средам, с повышением паразитарных свойств возрастает требовательность к условиям культивирования – стафилококки → стрептококки → пневмококки → менингококки → гонококки); * по биохимическим свойствам (ферментативная активность снижается в направлении стафилококки → стрептококки → пневмококки → менингококки → гонококки); * по антигенной структуре; * по устойчивости во внешней среде (снижается в направлении стафилококки → стрептококки → пневмококки → менингококки → гонококки); * по органотропности (увеличивается в направлении стафилококки → стрептококки → пневмококки → менингококки → гонококки). История открытия. Стафилококков впервые обнаружил Р. Кох в 1878 г., выделил культуру из гноя фурункула Л. Пастер в 1880 г, а подробно изучил и описал свойства Ф. Розенбах в 1884 г. Стрептококки впервые были обнаружены в тканях человека при рожистом воспалении и раневых инфекциях Бильротом в 1874 г., септицемиях и гнойных поражениях Л. Пастером в 1879 г. и Огстоном в 1881 г. В чистой культуре их выделили Феляйзен в 1883 г. и Розенбах в 1884 г. Впервые S. pneumoniae выделил Л. Пастер в 1881 г. во время работы над антирабической вакциной (изначально приняв его за возбудителя бешенства). Этиологическую роль в развитии пневмоний у человека доказали Френкель и Ваксельбаум в 1884. Менингококки открыты в 1887 г. Ваксельбаумом. В 1899 г. Оскар выделил менингококков из крови больного, что позволило окончательно установить этиологию инфекции. Классическое описание морфологии менингококков дал Флекснер в 1907 г. Гоногокки открыл Альберт Нейссер в 1879 г. Первые культуры получили Лейстков и Леффлер в 1882 г., этиологическую роль в развитии гонореи доказал Бумм в 1885 г., а изучены Ваксельбаумом в 1887 г. Таксономия. Micrococcaceae Streptococ Neisseriaceae Семе caceae йство Staphylococcus Streptococ Neisseria Род cus S. aureus S. N. meningitidis Вид pyogenes ы S. epidermidis S. N. gonorrhoeae и другие, pneumoniae всего 8 видов S. saprophyticus и другие, S. sanguis всего 29 видов S.salivariu s S. mitis S. mutans S. agalactiae Морфология. Стафилококки и стрептококки имеют правильную или относительно правильную шаровидную форму, диаметр 0,5-1,5 мкм. В мазках стафилококки располагаются в виде гроздьев винограда (что определяется характером деления кокков в трех взаимно перпендикулярных плоскостях), стрептококки – парами или короткими цепочками, что и послужило основанием для их названия (от греч. streptos – цепочка, kokkos – ягода, сфера). Пневмококки имеют овальную или ланцетовидную форму, диаметр ≈ 1 мкм, в мазках располагаются попарно (диплококки). Менинго- и гонококки – диплококки бобовидной формы или в виде кофейных зерен, прилегающие друг к другу несколько уплощенными сторонами, диаметр 06-1 и 0,7-0,8×1,0-1,25 мкм соответственно. Все пиогенные кокки неподвижны (не имеют жгутиков), спор не образуют. Капсулу образуют S. aureus, патогенные стрептококки, пневмококки (покрывает каждую пару); менингококки и гонококки имеют микрокапсулу, которая при пересевах может утрачиваться. Имеют пили I типа. При неблагоприятных условиях, в том числе и под действием пенициллина, способны образовывать L-формы. Тинкториальные свойства. По Граму стафилококки, стрептококки и пневмококки окрашиваются положительно, а менингококки и гонококки – отрицательно. Гонококки под влиянием химиопрепаратов могут менять свойства и образовывать грамположительные формы. Специальные методы окраски – по Бурри-Гинсу для выявления капсул. Менингококки и гонококки хорошо окрашиваются анилиновыми красителями (метиленовым синим, фуксином, бриллиантовым зеленым и др.). Культуральные свойства. Стафилококки, стрептококки и пневмококки – факультативные анаэробы, менингококки и гонококки – аэробы. Хемоорганотрофы. Оптимальное значение рН 7,2-7,6, температура 370С. Время культивирования – 24-48 часа. Стафилококки не требовательны к питательным средам, хорошо растут на простых средах (МПБ, МПА). Особенностью стафилококков является их способность выживать и размножаться в солевой среде (галлофилы, не погибают при концентрации NaCl до 15%). С учетом этой особенности созданы дифференциально-диагностические среды: ЖСА (желточно-солевой агар) и накопительный солевой бульон. На жидких питательных средах стафилококки дают рост в виде равномерного помутнения с последующим образованием рыхлого осадка, на плотной питательной среде стафилококки формируют круглые, гладкие, блестящие, колонии среднего размера (2-4 мм), на свету в присутствии кислорода и при комнатной температуре могут образовывать липохромные каротиноидные пигменты (белый, золотистый, лимонно-желтый). S. aureus на кровяном агаре вызывает гемолиз, а на ЖСА вокруг колоний образует радужный венчик за счет образования лецитиназы. С повышением паразитарных свойств кокков возрастает их требовательность к условиям культивирования. Стрептококки требовательны к питательным средам, растут на кровяных или сахарных средах, так как не способны синтезировать многие аминокислоты, азотистые основания и витамины. На ЖПС стрептококки растут в виде рыхлого осадка придонно или пристеночно, на ППС образуют очень мелкие бесцветные колонии. На кровяном агаре стрептококки вызывают гемолиз. Выделяют α, β-, γ-гемолитические стрептококки (классификация Брауна, 1919 г.): α – дают частичный гемолиз и позеленение среды, β – полный гемолиз, γ – визуально невидимый гемолиз. Основными возбудителями болезней человека являются β-гемолитические виды. Пневмококки требовательны к питательным средам, хорошо растут на кровяных и сывороточных средах с добавлением 0,1 % глюкозы, предпочитают капнофильные условия (5-10% СО2). На ЖПС дают равномерное помутнение и небольшой хлопьевидный осадок, на ППС образуют колонии диаметром около 1 мм, иногда с углублением в центре (за счет аутолиза), на кровяном агаре вызывают α-гемолиз. Менингококки требовательны к питательным средам, растут на средах, содержащих нормальную сыворотку или дефибринированную кровь лошади либо барана, рост менингококков стимулируется повышенным содержанием 5-10% СО2 и влажности. На ЖПС – рост в виде равномерного помутнения, в поздние сроки может быть осадок или нежная пленка, на ППС образуются точечные (0,5-1,5 мм), плоские, гладкие, вязкой консистенции, полупрозрачные колонии голубоватого цвета, на кровяном агаре гемолиза на не дают. Гонококки требовательны к питательным средам, растут на свежеприготовленных, питательных средах с добавлением нативного белка (кровь, сыворотка, асцитическая жидкость), для роста нуждаются в присутствии 5-10% СО2 и повышенной влажности. На ЖПС растут диффузно и образуют поверхностную пленку, через несколько дней оседающую на дно. На ППС образуют прозрачные колонии в виде капелек росы диаметром 1-3 мм с ровным краем. Биохимические свойства. Стафилококки биохимически активны. Разлагают большинство углеводов до кислоты без газа, положительная реакция Фогеса-Проскауэра (образование ацетоина при ферментации глюкозы). В анаэробных условиях патогенные стафилококки сбраживают глюкозу и манит, что является важным дифференциально-диагностическим признаком. Каталазаположительны и оксидазоотрицателны. Разжижают желатин в виде воронки, восстанавливают нитраты, образуют H2S и аммиак, индол не образуют. Стрептококки сбраживают ряд углеводов (глюкозу, лактозу, манит, мальтозу) до кислоты без газа, но ферментация углеводов не является стабильным и четким признаком, поэтому не используется для их дифференциации и идентификации. Каталаза- и оксидазоотрицателны. Стрептококки обладают слабой протеолитической активностью. Пневмококки биохимически малоактивны, расщепляют до кислоты без газа глюкозу, мальтозу, лактозу, сахарозу, в отличии от других стрептококков сбраживают иннулин. Каталаза- и оксидазоотрицателны. Протеолитическая активность слабая. Чувствительны к оптохинину и солям желчных кислот (дезоксихолатная проба). Менингококки биохимически еще менее активны, ферментируют только глюкозу и мальтозу до кислоты без газа, образуют каталазу и цитохромоксидазу – типичные для нейссерий ферменты, протеолитическая активность отсутствует. Гонококки разлагают только глюкозу с образованием кислоты, образуют каталазу и цитохромоксидазу, протеолитических свойств не имеют. Антигенная структура. У стафилококков выделяют: * антигены клеточной стенки (белок А, пептидогликан, тейхоевые кислоты); * у S. aureus – К-антиген; * выраженной антигенной активностью обладает α-токсин; * описаны и типоспецифические белковые антигены (≈ 30), по которым выделено 21 серотип, однако в практике для серотипирования они не используются, типирование проводят посредством бактериофагов. В настоящее время у стрептококков в реакциях агглютинации и преципитации выделено 4 антигенных комплекса: Т, М, С, R. * Т и М – типовые антигены, белковой природы (в РА – 26 разновидностей Т и 60 М-антигенов); * С – групповой, липополисахарид клеточной стенки (в РП – 19 серогрупп, обозначаемых заглавными латинскими буквами А, В, С и т.д., к самой многочисленной серогруппе А относится S. pyogenes); * R – видовой, нуклеопротеид; * капсульные антигены; * О-стрептолизин; * у некоторых стрептококков группы А обнаружены перекрестно реагирующие антигены с мышечными волокнами миокарда, тканью почки и других органов человека. У пневмококков известно несколько антигенов: * К-антиген – поверхностный полисахаридный капсульный антиген (состоит из повторяющихся в различном сочетании моносахаридов: D-глюкозы, D-галактозы и L-рамнозы), типоспецифический (85 серотипов); * субстанция С – полисахаридный антиген клеточной стенки, аналогичен Сантигену других стрептококков; * белок М – антиген клеточной стенки, аналогичен М-антигену других стрептококков. Антигенная структура менингококков достаточно сложная: * К-антиген – капсульные полисахариды, различия в их строении обусловливают разделение менингококков на 13 серогрупп (А, В, С, D, H, I, K, L, X, Y, Z, 29E и W135); * О-антиген – липополисахарид клеточной стенки, также вызывают образование антител, однако их роль во многом остается неустановленной; * белки клеточной стенки – типоспецифические, подразделяют серогруппы В и С на серовары. В настоящее время установлено, что менингококки имеют несколько групп антигенов, различающихся по структуре и свойствам: * родовые антигены (белки и полисахариды) – общие для всех нейссерий; * видовые антигены (белки); * группоспецифические антигены (гликопротеидные комплексы); * типоспецифический антиген (белки клеточной стенки). Гонококков отличает уникальная генетическая особенность – высокая антигенная изменчивость, которая может происходить на протяжении периода генерации одной популяции: * К-антиген; * О-антиген – липополисахариды клеточной стенки; * белки клеточной стенки – протеины I, II, III (на основании белка I выделяют 16 серотипов). Факторы патогенности. Стафилококки вырабатывают много продуктов с выраженными патогенными свойствами. Вероятно, никакой другой микроб не продуцирует их в таком количестве. Однако ни один штамм не способен вырабатывать все токсические продукты сразу. Токсины – стафилококки продуцируют экзотоксины: Мембранотоксины – это экзотоксины, действующие непосредственно на клеточную мембрану, вследствие чего происходит лизис эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, макрофагов и развивается поражение многих тканей. Ранее их называли гемолизинами, полагая, что они лизируют только эритроциты. * α-токсин – обладает гемолитической активностью, дермотонекротическими и кардиотоксическими свойствами; * β-токсин наряду с мембраноповреждающим действием на эритроциты и соединительнотканные клетки, угнетает хемотаксис полиморфно-ядерных лейкоцитов; * γ-токсин – умеренное гемолитическое действие; * δ-токсин – цитотоксичность широкого спектра. Гистотоксины: * энтеротоксин типов А, В, С, D, E – действует на рвотный центр центральной нервной системы, накопление энтеротоксина в пище приводит к пищевому отравлению с синдромом гастроэнтерита (пищевые интоксикации); * токсин синдрома токсического шока (TSST-1) – вырабатывается штаммами стафилококка, обитающими в мочеполовых путях женщин, оказывает прямое действие на кровеносные капилляры, увеличивая их проницаемость, а также активирует моноциты и макрофаги на выработку провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ФНО-α). Цитотоксин – один из наиболее важных факторов вирулентности стафилококков, вызывает агрегацию тромбоцитов и избирательно действует на гладкую мускулатуру мелких вен. Лейкоцидин (токсин Пантона-Валентайна) – разрушает полиморфно-ядерные нейтрофилы, а также активирует цАМФ, тем самым нарушая ВЭБ (его действие лежит в основе патогенеза диареи). Эксфолиатин – это токсин, избирательно повреждает зернистый слой эпидермиса таким образом, что обширные участки кожного покрова могут отслаиваться полностью. Особенно чувствительны к действию токсина новорожденные и маленькие дети. Это поражение получило название:"синдром ошпаренной кожи", пузырчатка новорожденного, импетиго. Ферменты патогенности стафилококков: Плазмокоагулаза – важный фермент, продуцируемый только патогенными стафилококками (коагулазоположительными). Свертывая плазму, вызывает образование сгустка плазмы, кокки оказываются покрытыми слоем фибрина и, таким образом, они надежно защищены от атаки фагоцитов. Гиалуронидаза (фактор распространения, фактор инвазии), ее вырабатывают более 90% патогенных стафилококков, она повышает проницаемость тканей для кокков и их токсических субстанций, вызывая деградацию гиалуроновой кислоты, которая соединяет клетки тканей. Лецитиназа – разрушает лецитин в составе клеточных мембран лейцкоцитов и других клеток. Фибринолизин (стафилокиназа) растворяет сгустки фибрина и, соответственно, способствует распространению местной, вначале ограниченной, инфекции. ДНК-за (нуклеаза) имеется у 90-96% S. aureus, расщепляет ДНК и РНК. Липазы – это ферменты, которые разрушают липиды клеточных структур (особенно кожи, что способствует интенсивному колонизированию поверхности кожи). Пенициллиназа (β-лактамаза) – разрушает β-лактамные антибиотики. Структурные и химические компоненты стафилококков: * пили I типа (адгезия); * адгезины (тейхоевые кислоты в составе КС); * капсула (защита от фагоцитоза и адгезия); * белок А (антифагоцитарное действие, взаимодействуя с Fс-фрагментом IgG активирует комплемент). Токсины, продуцируемые стрептококками: Мембранотоксины: * О – стрептолизин – термолабильный белок, проявляет свойства гемолизина, разрушает эритроциты в анаэробных условиях (название происходит от англ. oxygen sensitive – чувствительный к кислороду); * S – стрептолизин (от англ. stable – устойчивый) – резистентен к кислороду, не обладает свойствами антигена, лизирует эритроциты, фагоциты. Эритрогенный токсин – нарушает контакты между отдельными клетками и межклеточным веществом, оказывает пирогенное и иммуноопосредованное действие на организм (стимулирует образование макрофагами провосполительных цитокинов, вызывает ГЗТ), что сопровождается появлением кожных высыпаний ярко-красного цвета. Кардиогепатический токсин – вызывает поражение миокара и образование гигантских гранулем печени. Цитотоксины – оказывает прямое действие на почечные клубочки, что приводит к развитию гломерулонефрита. Чаще всего токсин синтезируется S. pyogenes 12 серотипа, который называют нефритогенными стрептококком. Ферменты патогенности стрептококков: * фибринолизин (стрептокиназа); * гиалуронидаза; * ДНК-аза и РНК-аза; * АТФ-аза; * С5а-пептидазу (подавляет активность фагоцитов, расщепляет и инактивирует С5а компонент комплемента). Структурные и химические компоненты стрептококков: * капсула; * липотейхоевая кислота – является основным адгезином, покрывая поверхность пилей I типа; * белок М – препятствует реализации фагоцитарных реакций, связывает фибриноген, фибрин и продукты его деградации, адсорбируя их на своей поверхности, маскируя рецепторы для комплемента и опсонинов. Токсины пневмококков: S. pneumoniae синтезирует мембранотоксины (α-, β-пневмолизины и лейкоцидин). Ферменты патогенности пневмококков: * гиалуронидаза; * пептидаза – расщепляет секреторный Ig А; * муранидаза – расщепляет лизоцим. Структурные и химические компоненты пневмококков: * капсула; * пили I типа; * субстанция С – реагирует с С-реактивным белком, что активирует систему комплемента и происходит высвобождение медиаторов острой фазы воспаления, их накопление в легочной ткани стимулирует миграцию полиморфно-ядерных фагоцитов и формирование воспалительных инфильтратов (сопровождается нарушением гомеостаза легочной ткани и образованием полостей в паренхиме легких); * белок М. Токсины менингококков: Менингококки синтезируют эндотоксин – ЛПС клеточной стенки, ему принадлежит ведущая роль в патогенезе поражения сосудов (кровоизлияния во внутренние органы и экзантема в виде геморрагической сыпи), оказывает пирогенное действие, участвует в развитии генерализованных форм инфекции, может вызвать эндотоксический шок. Ферменты патогенности менингококков: * нейраминидаза; * гиналуронидаза; * IgА-протеаза – расщепляет молекулу Ig A. Структурные и химические компоненты менингококков: * капсула; * пили I типа. Токсины гонококков: Клеточная стенка гонококков содержит липополисахарид – эндотоксин, который оказывает токсическое действие. Ферменты патогенности гонококков: * IgА-протеаза; * β-лактамаза. Структурные и химические компоненты гонококков: * капсула; * пили I типа; * поверхностные белки клеточной стенки (I – устойчивость к бактериоцидным факторам слизистых оболочек и инвазивность, II – адгезия к цилиндрическому эпителию и антифагоцитарное действие). Резистентность. Стафилококки устойчивее других бактерий к действию света, высушивания, экстремальных температур и химических агентов. Они выдерживают 600С в течение часа, а отдельные штаммы – даже 800С в течение 30 минут. Благодаря своей устойчивости к высушиванию, стафилококки могут переноситься с частицами пыли, могут недели и месяцы сохраняться в высохшем гное или мокроте. В продуктах питания, сохраняемых путем соления, стафилококки могут расти и продуцировать энтеротоксин. Чувствительны к рабочим концентрациям дезинфицирующих средств, к антибиотикам, хотя имеют тенденцию к формированию резистентности к сульфаниламидам и антибиотикам (около 90% штаммов S. aureus резистентны к пенициллину). Стрептококки во внешней среде сохраняются несколько дней, при нагревании до 56 0С они погибают через 10-30 мин., при кипячении – моментально, хорошо выдерживают высушивание, чувствительны к рабочим концентрациям дезинфицирующих средств, к антибиотикам. Пневмококки вне организма малоустойчивы: в высушенной мокроте сохраняются до 14 дней, а в крови около 45 дней, при нагревании до 600С гибнут за 10-15 мин., чувствительны к рабочим концентрациям дезинфицирующих средств, ко многим антибиотикам (однако в последние годы все чаще высевают пенициллинрезистентные штаммы пневмококков). Менингококки вне организма человека быстро погибают: при температуре -100С – через 2 часа, при температуре +220С прекращают размножаться (поэтому при доставке материала в лабораторию следует избегать его охлаждения), при нагревании до 600С – гибнут через 5-10 мин., при 800С – через 1-2 мин., при кипячении погибают моментально. Чувствительны к дезинфицирующим средствам и антибиотикам. Гонококки неустойчивы во внешней среде, вне организма человека быстро погибают: при нагревании до 560С гибнут за 5 мин., плохо переносят высушивание, УФЛ, чувствительны к дезинфицирующим средствам и антибиотикам (β-лактамные, аминогликозиды). Однако повышение заболеваемости гонореей связывают с появлением пенициллинорезистентных штаммов гонококков. Роль в патологии и эпидемиология. Стафилококки и стрептококки относятся к убиквитарным микроорганизмам (встречающимся повсеместно), в норме обитают на коже человека, а также на слизистой ротовой полости и носоглотки. Они могут находиться здесь постоянно, пока однажды не преодолеют кожный или слизистый барьер и не вызовут развитие болезни. Как правило, развивается локальный процесс без распространения инфекции. Но в части случаев микроорганизмы выходят за пределы локальной инфекции, попадают в кровоток и поражает разные ткани и органы тела (полиорганный тропизм). Источник инфекции – больной или бактерионоситель. Механизмы передачи: * преимущественно контактный (пути – прямой и непрямой контактный); * аэрогенный (пути – воздушно-капельный, воздушно-пылевой); * фекально-оральный (пути – алиментарный, контактно-бытовой). Некоторые стафилококки и стрептококки непатогенны для человека, другие (S.aureus, S. pyogenes) вызывают тяжелые инфекции. S.epidermidis, хотя иногда и вызывает легкие, ограниченные поражения, в общем, относится к непатогенным, за исключением некоторых необычных медицинских ситуаций, например, при введении в тело с лечебной целью технических устройств, чужеродных для тканей организма (пластиковые госпитальные инфекции). Обычно S.epidermidis является частой причиной эндокардита, развивающегося при протезировании сердечных клапанов и инфекций, осложняющих ортопедическое протезирование или нейрохирургическое шунтирование. Хорошо известны стафилококковые и стрептококковые инфекции кожи и поверхностных тканей тела, такие как пиодермии, фурункулы, абсцессы, карбункулы, паронихии, импетиго и инфекционные осложнения хирургических ран. Стафилококки и стрептококки также способны вызывать заболевания целых систем, и поражаться могут практически все органы и ткани. Они могут быть одной из причин пневмонии, гнойного плеврита, эндокардита, менингита, абсцесса мозга, послеродовой лихорадки, неонатального сепсиса, флебита, цистита и пиелонефрита, являются наиболее распространенной причиной остеомиелита, вызывая, в основном, госпитальную инфекцию. К специфическим заболеваниям, вызываемым только стрептококками относят: ревматизм, рожистое заболевание кожи, скарлатину, гломерулонефрит. Ревматизм – инфекционно-аллергическое заболевание, характеризующееся поражением соединительной ткани с преимущественной локализацией процесса в сердечно-сосудистой системе и частым вовлечении в патологический процесс суставов. Патогенез ревматизма: * аутоиммунные процессы, связанных с наличием у стрептококков перекрестно-реагирующих антигенов; * гиперчувствительности иммунокомплесного типа; * персистенции L-форм стрептококка. Ревматизму предшествуют фарингиты или тонзиллиты, которые приводят к первичной сенсибилизации организма (образованию аутоантител и отложению иммунных комплексов, которые повреждают соединительную ткань) с последующим формированием ревматического полиартрита, поражением мышечной ткани и сердечных клапанов. Острый гломерулонефрит – более редкое осложнение, возникающее у части больных через 1015 суток после первичной стрептококковой инфекции, характеризующееся поражением клубочкового аппарата почек. Скарлатина – острое экзантемное антропонозное заболевание, обусловленное действием эритрогенина S. pyogenes (токсина Дика) и характеризующееся появлением на кожных точечных высыпаний интенсивно красного цвета, появляющихся сначала на шее и верхней части грудной клетки, а затем принимающих генерализованную форму, ангиной, лимфаденитом, эритемой языка (малиновый язык). Чаще болею дети в возрасте 1-8 лет. Рожистое воспаление кожи (рожа) – вызывается стрептококками группа А с развитием некротизирующих фасцитов и гангренозные поражения, часто воспалительный процесс развивается на месте предшествующей травмы (острое начало с ознобом, общей слабостью, головной болью, повышением температуры до 39-400С, в первые сутки появляется отек, гиперемия, болезненность поврежденного участка кожи). Пневмококки – основные возбудители внебольничных бактериальных пневмоний (2-4 случая на 1000 человек, ежегодно в мире регистрируется не менее 500000 случаев пневмококковых пневмоний, причем наиболее подвержены инфекции дети и лица преклонного возраста), кроме пневмоний, могут вызывать воспаление верхних дыхательных путей (риниты, гаймориты, отиты), менингиты и сепсис. Источник инфекции – больной или бактерионоситель (20-50 % детей дошкольного возраста и 20-25% взрослых). Механизмы передачи: * преимущественно контактный (путь – нерямой контактный); * фекально-оральный (путь – контактно-бытовой); * аэрогенный (путь – воздушно-капельный). Сезонность – пик заболеваемости приходится на холодное время года. Менингококки могут вызывать локальные (носительство, острый назофарингит) или генерализованные (менингит, менингоэнцефалит, эндокардит, пневмония, артрит, менингококкцемия) формы. Менингококковая инфекция – строгий антропоноз. Источник инфекции – больной или бактерионоситель. Механизм передачи – аэрогенный (путь – воздушно-капельный при разговоре, кашле, чихании). Сезонность – осенне-зимний период. Гонококки являются факультативными внутриклеточными паразитами и вызывают гонорею, а также являются возбудителями бленнореи (конъюктивита) новорожденных. Гонокковая инфекция – строгий антропоноз. Источник инфекции – больной человек. Механизм передачи – контактный (пути – прямой контактный/половой, реже – непрямой контактный). Инфицирование плода возможно при прохождении через родовые пути матери, больной гонореей. Гонорея (от греч. gone – семя, rhoia – истечение, термин ввел К. Гален во II в. н.э.) – инфекционное венерическое заболевание, проявляющееся гнойным воспалением слизистых оболочек преимущественно половых путей. Гонококки поражают клетки цилиндрического эпителия – эпителий уретры и влагалищной части шейки матки. Это приводит к развитию острого уретрита, цервицита и поражению у женщин шейки матки, воспалению придатков (трубы, яичники), у мужчин происходит воспаление семенных пузырьков, предстательной железы. Характерной особенностью гонококков является их способность проникать в лейкоциты и размножаться в них. Иммунитет. Иммунитет при стафилококковых, стрептококковых и пневмококковых инфекциях – непродолжительный, малонапряженный, нередко формируется ГЗТ. Исключение составляет скарлатина – после этого заболевания формируется стойкий, пожизненный иммунитет. Постинфекционный иммунитет при генерализованных формах менингококковой инфекции достаточно напряженный, после локальных форм – малонапряженный. Возможна трансплацентарная передача антител от матери плоду, однако антитела циркулируют в крови новорожденного только в течение 2-6 месяцев. После перенесенной гонореи иммунитет не вырабатывается. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал: * при стафилококковой и стрептококковой инфекции зависит от локализации патологического процесса (мазки из раны, носа и зева, мокрота, кровь, СМЖ); * при пневмококковой инфекции – мокрота, гной, экссудат из плевральной полости, слизь из зева, кровь; * при локальной менингококковой инфекции – мазки с задней стенки носоглотки, при генерализованной – СМЖ и кровь; * при гонорее – гнойное отделяемое уретры, влагалища, шейки матки; * при бленнорее – гнойное отделяемое конъюктивы. 1. Бактериоскопический метод (мазок из исследуемого материала, окраска по Грамму, Бурри-Гинсу при подозрении на пневмококковую инфекцию, метиленовым синим при гонорее, микроскопия). При гонококковой инфекции данный метод является основным и окончательный ответ дается на основании обнаружения в мазках Грам- диплококков бобовидной формы с внутри- и внеклеточным расположением, а в мазках, окрашенных метиленовым синим – незавершенный фагоцитоз (остальные методы микробиологической диагностики применяются только при хронической гонорее). 2. Бактериологичекий метод (основной) – выделение чистой культуры возбудителя и ее идентификация. 3. Серологический метод: * РН с О-стрептолизином при подозрении на стрептококковую инфекцию; * РПГА при менингококковой инфекции; * РИФ, РСК (Борде-Жангу) при хронической гонорее (с 3-ей недели заболевания). 4. Аллергологический метод. 5. Биологический метод. 6. Ускоренные методы при пневмококковой инфекции (реакция Нейфельда – феномен набухания капсул по действием типовых пневмококковых сывороток, метод Сейбина – РА на стекле с экссудатом из брюшной полости белых мышей, взятым через 5-6 часов после заражения, и типовыми пневмококковыми сыворотками). 7. Молекулярно-биологический метод (ПЦР). Специфическая профилактика и лечение. Специфическая профилактика стафилококковых инфекций предусматривает иммунизацию стафилококковым анатоксином больных в послеоперационном периоде. Для специфического лечения применяются донорский антистафилококковый иммуноглобулин, стафилококковый бактериофаг для обкалывания ран, лечебные стафилококковые вакцины (например, антифагин) при хронических формах. Специфическая профилактика и лечение стрептококковых заболеваний не разработаны. Специфическая профилактика пневмококковой инфекции в РФ не проводится, хотя имеется поливалентная вакцина, включающая 23 различных полисахаридных антигена. Специфическое лечение не разработано. Специфическая профилактика менингококковой инфекции проводится по эпидемиологическим показаниям химической вакциной, приготовленной из полисахаридных антигенов. Специфическое лечение не разработано. Средства специфической профилактики гонореи отсутствуют, что обусловлено высокой антигенной изменчивостью гонококков. Для предупреждения бленнореи новорожденным сразу после рождения закапывают в конъюктивальный мешок (девочкам также в половую щель) 1-2 капли раствора сульфацила натрия или антибиотика (пенициллины, цефалоспарины). Для лечения хронических или осложненных форм гонореи используют гоновакцину. Основу лечения вышеперечисленных заболеваний составляет рациональная терапия антибиотиками. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Энтеробактерии – возбудители кишечных инфекций». Общая характеристика энтеробактерий. Семейство Enterobacteriaceae (от греч. enteron – кишечник) является самым многочисленным семейством патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Включает следующие трибы: Escherichieae Erwinieae Yersinieae Klebsielleae Proteae В семействе насчитывается более 40 родов и более 100 видов. Центральное положение занимает род Escherichia, который является типовым для семейства. Близкородственное к нему положение занимают роды Shigella и Salmonella. Морфология и тинкториальные свойства. Все представители семейства – грамотрицательные мелкие с закругленными концами палочки размером 0,4-0,8×1-5 мкм. Могут быть подвижными за счет перитрихиальных жгутиков. Некоторые виды имеют капсулу. Имеют пили I (адгезия), II (конъюгация) и III (питание, водно-солевой баланс) типов. Спор не образуют. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Не требовательны к условиям культивирования. Хорошо растут на простых питательных средах при температуре 370С. В ЖПС дают диффузное помутнение с последующим образованием осадка. На ППС могут давать колонии в S- и R-форме. Колонии бактерий разных родов отличаются по цвету при росте на дифференциально-диагностических средах Эндо, Левина и Плоскирева. Биохимические свойства. Энтеробактерии обладают широким спектром биохимической активности, что служит основой подразделения внутри семейства на роды, а внутри родов – на виды. Хемоорганогетеротрофы. Каталазоположительны и оксидазоотрицательны. Реакция Фогеса-Проскауэра (образование ацетоина при ферментации глюкозы) отрицательная. Ферментируют сахара муравьино-кислым брожением. Для бактерий трибы Escherichieae характерно брожение смешанного типа с образованием большого количества кислот (выявляют в реакции с метиленовым красным), в некоторых случаях и газа. Обладают протеолитическими ферментами, восстанавливают нитраты до нитритов. Ферментативная активность снижается по мере возрастания патогенных свойств. Антигенная структура: * О – соматический антиген, липополисахарид клеточной стенки. * Н – жгутиковый антиген, белок флагеллин. * К – поверхностный капсульный антиген полисахаридной природы (маскирует О-АГ, поэтому для выделения О-АГ К-АГ разрушают кипячением). * Также антигенной активностью обладают пили III типа. Факторы патогенности: * Все энтеробактерии содержат эндотоксин, который освобождается при разрушении микробных клеток. * Некоторые представители семейства продуцируют белковые экзотоксины (цито-, энтеротоксины и гемолизины). * Антифагоцитарная активность обеспечивается капсулой и поверхностными белками клеточной стенки. * Также к факторам патогенности у энтеробактерий относятся пили I и II типов, внехромосомные факторы наследственности (R-, tox-плазмиды…). Распространение в природе и роль в патологии. Энтеробактерии распространены повсеместно: в почве, воде, в составе микрофлоры различных животных и человека. Могут вызывать заболевания у человека, животных, птиц, насекомых и даже растений. * Escherichia – вызывают у человека гнойно-воспалительные и септические заболевания, острые кишечные инфекции и пищевые отравления; * Shigella – острые кишечные инфекции (шигеллезы=бактериальная дизентерия); * Salmonella – брюшного тиф, паратифы А и В, острые кишечные инфекции (сальмонеллезы); * Yersinia – чума, псевдотуберкулез и кишечный иерсиниоз; * Klebsiella, Proteus, Enterobacter, Citrobacter, Providencia, Serratia – внутрибольничные (заболевания мочеполовой системы и респираторного тракта, раневые инфекции, менингиты, сепсис…) и пищевые токсикоинфекции. Эшерихии. История открытия. Впервые были выделены из кишечника ребенка и описаны в 1885 г. немецким врачомпедиатром Теодором Эшерихом. Таксономия. Семейство Enterobacteriaceae Триба Escherichieae Род Escherichia Виды E. сoli и другие, всего 5 видов Морфология и тинкториальные свойства. E. сoli представляют собой грамотрицательные прямые с закругленными концами палочки размером 0,4-0,6×2-6 мкм, в мазках располагаются беспорядочно, подвижные (перетрихи), имеют микрокапсулу, пили I и II типов, спор не образуют. Культуральные свойства. E.сoli – факультативные анаэробы, хемоорганогетеротрофы. Не требовательны к условиям культивирования. Оптимальные условия культивирования: температура 37 0 С, рН 7,2-7,5, длительность культивирования – 24-48 часа. Хорошо растут на простых питательных средах (МПБ, МПА). В МПБ наблюдается рост в виде диффузного помутнения с последующим образованием осадка. На МПА образуют колонии в S-форме: слабовыпуклые полупрозрачные колонии с ровными краями и гладкой, блестящей поверхностью среднего размера. Возможен рост в R-форме (колонии с изрезанными краями, шероховатой поверхностью), иногда вырастают слизистые колонии (М-форма). Дают характерный рост на дифференциально-диагностических средах: Эндо (малиновые колонии с металлическим блеском); Левина (темно-синие колонии с металлическим блеском), Плоскирева (розовые колонии с металлическим блеском), Ресселя и Олькеницкого. На кровяном агаре могут давать гемолиз. Биохимические свойства. E. сoli обладают высокой ферментативной активностью. Каталазоположительны и оксидазоотрицательны. Реакция Фогеса-Проскауэра отрицательная. Разлагают сахара (глюкозу, лактозу, маннит, арабинозу, сахарозу и др.) до кислоты и газа. Разложение лактозы до кислоты и газа является отличительным признаком эшерихий от других энтеробактерий. Восстанавливают нитраты в нитриты, образуют индол, аммиак, не продуцируют сероводород, не разжижают желатин. Антигенная структура. Антигенная структура сложная. Имеются О-, Н-, К- (L, В, А), М-антигены, фимбриальные, рибосомные и многие другие антигены. При сероидентификации наибольшее значение имеют О-, Н-, К- антигены. * О – соматический антиген, липополисахарид клеточной стенки, термостабильный, спиртоустойчивый, групповой (≈171 серогруппа). * Н – жгутиковый антиген, белок флагеллин , типовой (более 57 серотипов). * К – капсульный антиген , кислый полисахарид, тоже типовой (более 97 серотипов). К-антиген не однороден – в зависимости от устойчивости к температуре выделяют 3 его разновидности : L – термолабильный антиген (разрушается при нагревании до 600С); А – термостабильный (выдерживает 2-3-часовое кипячение); В – промежуточный по термолабильности между А и L (выдерживает нагревание до 0 60 С в течение часа, но разрушается при кипячении). Серовары эшерихий обозначают с указанием антигенной формулы: О26:К60: Н2… Факторы патогенности. 1. Токсины: * эндотоксин – оказывает на организм человека пирогенное и токсическое (снижение АД, нейротоксичность) действие, подавляет фагоцитоз; * экзотоксины образуют некоторые штаммы кишечной палочки: энтеротоскин (ЭТКП); цитотоксин с гемолитическим и некротическим действием (ЭИКП, ЭГКП). 2. Структурные и химические компоненты клетки: * пили I (адгезия) и II (конъюгация) типов; * капсула и Т-белок клеточной стенки (адгезия, подавление фагоцитоза); * плазмиды (у E. сoli обнаружены Col-, R-, F-, Hly-, Ent-плазмиды, а также плазмиды, кодирующие синтез факторов адгезии). Резистентность. E. сoli обладают хорошей выживаемостью во внешней среде, сохраняются в почве и воде несколько месяцев. При 560С гибнут в течении 1 часа, нагревание до 600С выдерживают не более 1520 мин, при кипячении погибают мгновенно. Чувствительны к дезинфицирующим средствам и антибиотикам. Экология и роль в патологии. Различают условно-патогенные и диареегенные E. сoli. Условно-патогенные E. сoli входят в состав микрофлоры кишечника человека, млекопитающих, птиц, рептилий и рыб. С испражнениями E. сoli выделяются в окружающую среду. Кишечная палочка является санитарно-показательным микроорганизмом, ее обнаружение свидетельствует о свежем фекальном загрязнении объектов внешней среды. Условно-патогенные E. сoli вызывают эндогенные гнойно-воспалительные процессы различной локализации (инфекции мочевыводящих путей, нагноение ран, холецистит, аппендицит, перитонит, конъюктивит, отит, пневмонии, менингиты…) вплоть до сепсиса, чаще на фоне ИДС. Диареегенные E. сoli являются возбудителями экзогенных инфекций – эшерихиозов (острые кишечные заболевания, протекающие по типу энтеритов и энтероколитов) и пищевые отравления. Эпидемиология. Заболевания, вызванные E. сoli, распространено повсеместно. Источник инфекции: больные и бактерионосители. Механизм передачи: фекально-оральный (пути: пищевой, контактно-бытовой и реже водный). Патогенез и клинические проявления. Диареегенные серовары кишечной палочки разделены на 5 групп: * Энтеропатогенные (ЭПКП); * Энтеротоксигенные (ЭТКП); * Энтероинвазивные (ЭИКП); * Энтерогеморрагические (ЭГКП); * Энтероадгезивные (ЭАКП). Кроме вышеперечисленных выделяют диффузноприлипаемые кишечные палочки (пока недостаточно изучены). Морфологически представители разных групп не отличимы друг от друга; их дифференцируют по антигенной структуре и по факторам патогенности. ЭПКП – вызывают эшерихиозы у детей до 1 года (чаще у детей, находящихся на искусственном вскармливании). Возбудители поражают эпителий тонкого кишечника: адсорбируясь на поверхности энтероцитов за счет белка наружной мембраны (интимина), размножаются здесь и повреждают микроворсинки, вызывая их отторжение. Развивающаяся при этом воспалительная реакция обусловлена действием эндотоскина, который освобождается при разрушении кишечных палочек. Основные клинические проявления: диарея, рвота, срыгивание пищи, признаки обезвоживания организма, гипотрофия. Течение болезни – тяжелое, может длиться неделями. ЭТКП вызывают холероподобные заболевания у детей и взрослых. При помощи пилей они прикрепляются к эпителию нижних отделов тонкого кишечника, размножаются благодаря CF (фактор колонизации) и продуцируют 2 типа токсинов: LT (термолабильный, по механизму действия напоминает экзотоксин холерного вибриона) и ST (термостабильный). LT и ST увеличивают в клетках эпителия содержание цАМФ и цГМФ соответственно, что вызывает нарушение транспорта молекулярного железа и повышенному выходу воды из клеток. Это нарушает водно-солевой баланс в кишечнике и приводит к развитию водянистой диареи. Заболевание по характеру течения напоминает легкую форму холеры (в литературе его часто называют диареей путешественников). ЭИКП вызывают дизентериеподобное заболевание у детей и взрослых. Адсорбируются на клетках эпителия нижних отделов толстой кишки, проникают внутрь клеток, размножаются, выделяют шигеллоподобный токсин и разрушают клетки. Распространяясь по межклеточным пространствам, они поражают соседние клетки, образуя язвы. Клинические симптомы: вначале – водянистая диарея, затем в испражнениях появляется примесь слизи и крови. ЭГКП – возбудители геморрагической диареи и гемолитического уремического синдрома, поражая преимущественно детей. Возбудители выделяют шигелоподобный цитотоксин, вызывающий разрушение эндотелия сосудов (блокирует синтез белков на рибосомах) кишечника и почек, в результате чего развиваются ишемия и некроз клеток. Клинически наблюдается геморрагический колит (кровавый понос) и гемолитический уремический синдром (гемолитическая анемия и почечная недостаточность), которые протекают тяжело и нередко с летальным исходом. ЭАКП (описаны в 1985 г.у) способны быстро прикрепляться к поверхности клеток и колонизировать разные отделы кишечника, но чаще поражают толстую кишку. Цитотоксинов они не образуют, в клетки не проникают. Клинически заболевание характеризуется упорным диарейным синдромом. Иммунитет. После перенесения эшерихиозов формируется гуморальный типоспецифический иммунитет, наблюдается выработка местного иммунитета (SIgA). Образующие антитела не обладают протективными свойствами. У детей первого года жизни пассивный трансплацентарный иммунитет обеспечивается проходящими через плаценту антителам и антителам, поступающими с материнским молоком. Также с женским молоком передаются и мукополисахариды, способствующие размножению лакто- и бифидобактерий – антагонистов возбудителей эшерихиозов. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал: при кишечных эшерихиозах – испражнения, рвотные массы, у грудных детей мазки из зева, при эндогенной инфекции – материал из соответствующего очага (моча, отделяемое раны, кровь…). 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод (основной) – выделение чистой культуры возбудителя, ее идентификация, определение чувствительности к антибиотикам. 3. Серологический метод: * РА с поли-(ОВ) и моновалентными агглютинирующими эшерихиозными сыворотками; * ИФА; * РИФ. 4. Молекулярно-биологический метод (ПЦР, ДНК-зонды). Специфическая профилактика не разработана. Неспецифическая профилактика: ранняя диагностика, изоляция больных, регулярное профилактическое обследование работников детских учреждений и ЛПУ. Большое значение имеет строгое соблюдение санэпидрежима в этих учреждениях. Принципы терапии: диета, ХТП (нитрофураны, фторхинолоны), при генерализованных формах – антибиотики с учетом чувствительности, спецефическое лечение – коли-бактериофаг, лакто- и бифидосодержащие пробиотики. Шигеллы. История открытия. Начало изучения шигеллёзов положили Видаль и Шантермесс в 1888 г., доказав роль бактерий в этиологии дизентерии. В 1891 г. Григорьев выделил S. dysenteriae в чистом виде, а его детальное изучение провели Киоши Шига в 1898 г. и Крузе в 1900 г. Позднее рядом авторов были выделены и изучены новые виды шигелл: в 1900 г. Флекснер, в 1915 г. Зоне, в 1932 г. Бойд и др. Род Shigella выделили Кастеллани и Чалмерс в 1919 г. и назвали его в честь японского исследователя Шига, описавшего его типовой вид. Таксономия. Семейство Enterobacteriaceae Триба Escherichieae Род Shigella Виды S. dysenteriae (3 штамма: Григорьева-Шига, Штуцера-Шмитца, Лардж-Сакса) S. flexneri S. boydii S. sonnei Морфология и тинкториальные свойства. Грамотрицательные палочки размером 0,5-0,7×2-3 мкм., в мазках располагаются беспорядочно, неподвижны, имеют пили I и II типов, спор и капсул (исключение, S. flexneri может формировать микрокапсулу) не образуют. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы, хемоорганогетеротрофы. Не требовательны к условиям культивирования. Оптимальная температура 370С, рН 6,7-7,4, длительность культивирования – 24-48 часа. Хорошо растут на простых питательных средах (МПБ, МПА). В МПБ наблюдается рост в виде диффузного помутнения с последующим образованием осадка. На МПА образуют колонии в Sформе: мелкие слабовыпуклые полупрозрачные гладкие, блестящие колонии с ровными краями. У S. sonnei при росте на ППС возможна диссоциация в R-форму. На дифференциально-диагностических средах (Эндо, Левина, Плоскирева) шигеллы растут в виде бесцветных колоний, так как не расщепляют лактозу. Средой обогащения является селенитовый бульон. Биохимические свойства. В сравнении с другими энтеробактериями шигеллы обладают наибольшей паразитарностью и наименьшей ферментативной активностью. Шигеллы – оксидазоотрицательны и каталазоположительны. Дают отрицательную реакцию Фогеса-Проскауэра. Сахаролитическая активность: лактозу и сахарозу не расщепляют (кроме S. sonnei, которые медленно в течении 72 часов ферментируют лактозу), глюкозу и другие сахара разлагают до кислоты без газа, в отношении маннита разделяются на маннитопозитивные (S. dysenteriae) и маннитонегативные (все остальные). Протеолитические свойства: шигеллы не образуют сероводород, не разжижают желатин, не ферментируют мочевину, индол образуют непостоянно, восстанавливают нитраты в нитриты. Антигенные свойства. * О – соматический антиген, липополисахарид клеточной стенки, термостабильный, спиртоустойчивый, группо- и типоспецефический. * К – капсульный антиген , кислый полисахарид, типовой (только у S. flexneri). По О-АГ структуре шигеллы делятся на 4 серогруппы (А, В, С, Д), группы на 40 сероваров, а у S. flexneri серовары по К-АГ – на подсеровары. Международная классификация шигелл по антигенной структуре. Группа Вид Серовар Подсеровар А S. dysenteriae 1-12 В S. flexneri 1-9 1а, 1в 2а, 2в 3а, 3в 4а, 4в 5а, 5в C S. boydii 1-18 D S. sonnei 1 Факторы патогенности. 1. Токсины: * эндотоксин – липополисахарид клеточной стенки, оказывает пирогенное и токсическое (на нервную и сосудистую системы) действие; * экзотоксины (токсин Шига у S. dysenteriae 1 серовара и шигаподобные токсины у остальных) – накапливается после гибели шигелл, обладает цитотоксическим действием (нарушает синтез белка на рибосомах) на клетки эндотелия подслизистой толстого кишечника (токсин Шига также может поражать гломерулы почек, вследствие чего развивается ГУС с почечной недостаточностью). 2. Ферменты патогенности: гиалуронидаза, фибринолизин, муциназа, плазмокоагулаза, нейраминидаза. 3. Структурные и химические компоненты клетки: * пили I (адгезия) и II (конъюгация) типов; * микрокапсула у S. flexneri; * белки наружной мембраны (инвазины, обеспечивающие внутри- и межклеточное распространение шигелл); * плазмиды инвазии. Резистентность. Важная особенность шигелл – их достаточная устойчивость к факторам внешней среды и выраженная резистентность к антибиотикам. Хорошо переносят высушивание, низкие температуры, в почве, воде, пищевых продуктах шигеллы выживают до 2-3 месяцев, активно размножаются в молоке и молочных продуктах при комнатной температуре. На ткани, бумаге шигеллы сохраняются до 1 месяца. На овощах и фруктах живут более 2 недель. При нагревании до 60 0С гибель наступает через 30 минут, при кипячении – мгновенно. Чувствительны к прямым солнечным лучам и дезинфицирующим средствам. Роль в патологии. Шигеллезы (старое название бактериальная дизентерия, ввел Гиппократ) – острые антропонозные инфекционные заболевания с фекально-оральным механизмом передачи, характеризующееся преимущественным поражением слизистой толстого кишечника, жидким стулом с примесью слизи и крови и интоксикацией организма. Естественная восприимчивость людей к шигеллам высокая, поэтому шигеллезы имеют широкое распространение. Ежегодно шигеллезами болеют 200 млн. человек. Чаще болеют дети и жители городов. Эпидемиология. Источник инфекции: больные и бактерионосители. Наибольшую опасность для распространения инфекции представляют больные со стертыми формами дизентерии, особенно лица определенных профессий (например, работающие в пищевой промышленности). Механизм передачи: фекально-оральный (пути: S. dysenteriae – контактно-бытовой, S. flexneri – водный, S. sonnei – пищевой). Большое значение в распространении заболевания имеют фактор грязных рук , мухи и тараканы. Сезонность: летне-осенняя. Патогенез и клинические особенности. Патогенез шигеллезов: адгезия возбудителя на энтероцитах толстой кишки; проникновение его в клетки при помощи инвазинов и фермента муциназы; размножение внутри клеток; продукция цитотоксина, вызывающего деструкцию слизистой толстой кишки, что способствует образованию эрозий и язв и появлению крови в испражениях; развитие воспалительного процесса в подслизистом слое (поддерживается ИЛ-1, выделяемым макрофагами при взаимодействии с возбудителем); высвобождение эндотоксина при массовой гибели возбудителей, приводящее к интоксикации организма. Инкубационный период: 1-7 дней. Клинические проявления зависят от вида возбудителей: начало заболевания сопровождается повышением температуры до 38-390С, головной болью, слабостью, появлением режущих болей в животе, тенезм (мучительных тянущих болей в области прямой кишки), одновременно отмечаются жидкий стул, позже стул становиться скудным, с большим количеством слизи и крови («ректальный плевок»). Возможны осложнения (кишечные кровотечения, прободение кишечника и выпадение прямой кишки), хронизация процесса или формирование бактерионосительства. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный, видо- и типоспецифический, нестойкий, ненапряженный (возможны повторные заболевания, исключение, иммунитет после дизентерии Флекснера – предохраняет от повторных заболеваний в течение нескольких лет), большая роль принадлежит местному иммунитету – SIgA препятствует адгезии. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал: испражнения, сыворотка крови, смывы, вода, продукты. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод (основной). 3. Серологический метод: * РА с дизентерийными диагностикумами; * РПГА с эритроцитарными диагностикумами. 4. Экспресс-метод: * Прямая РИФ; * РПГА с антительным эритроцитарным диагностикумами. 5. Молекулярно-биологический метод (ПЦР, ДНК-зонды). 6. Дополнительные методы: * Реакция нарастания титра фага; * Керато-конъюктивальная проба на кроликах или морских свинках; * Аллергическая внутрикожная проба Цуверкалова с дизентерином. Специфическая профилактика почти не применяют, так как имеющиеся вакцины неэффективны. Основные профилактические мероприятия – неспецифические: * раннее выявление больных и бактерионосителей; * проведение противоэпидемических мероприятий в очаге инфекции; * соблюдение санитарно-гигиенического режима на пищевых предприятиях; * контроль за качеством питьевой воды; * санитарно-просветительная работа среди населения. Принципы терапии: диета, ХТП (сульфаниламиды, нитрофураны, фторхинолоны), антибиотики после определения чувствительности, спецефическое лечение – поливалентный дизентерийный бактериофаг (может применяться и с профилактической целью), для лечения хронических форм вне обострения применяют вакцину Чернохвостова (инактивированные этиловым спиртом шигеллы, вводится подкожно в область лопатки). Сальмонеллы. История открытия. Возбудителя брюшного тифа (S. typhi) выявил впервые немецкий гистолог Эберт в 1880 г., увидевший его при микроскопии гистологических препаратов – срезов селезенки, периферических лимфоузлов и пейеровых бляшек, взятых у умерших от тифа больных. В 1884 г. Гаффки получил чистую культуру возбудителя. В этом же году А. Брион и Х. Кайзер описали возбудителя паратифа А (S. paratyphi A), а Г. Шоттмюллер – возбудителя паратифа В (S. paratyphi В). Этих сальмонелл выделили в чистой культуре и изучили Ашар и Бедсон в 1896 г. Родовое название связано с именем американского ветеринарного врача Д. Сальмона, который в 1885 г. выделил возбудителя сальмонеллезов (S. choleraesuis) от больных свиней. В 1888 г. Гертнер выделил S. enteritidis из мяса и селезенки коров, погибших от острой пищевой инфекции. В 1890 г. Леффлер, 1893 г. С.С. Мережковский и 1900 г. Даниш обнаружили другого возбудителя S. typhimurium, вызвавшего аналогичные заболевания у человека и у мышей. В 1934 г. Ф. Кауфман и П. Уайт разработали классификацию сальмонелл по антигенной структуре. Таксономия. Семейс Enterobacteriaceae тво Триба Escherichieae Род Salmonella Виды S. enterica S. bongori Подвид enterica ы salamae arizonae diarizonae houtenae indica Серова Более 2500 10 ры (вызывают заболевания у человека и животных) (встречаются S. typhi (палочка Эберта-Гаффки) редко) S. paratyphi A (палочка Бриона-Кайзера) S. paratyphi В (палочка Шоттмюллера) S. enteritidis S. typhimurium S. choleraesuis… Однако в большинстве учебных пособий и справочников для удобства используется исторически сложившаяся таксономия, рассматривающая серовары, как виды (например, S. typhi, вместо S. enterica подвид enterica серовар Typhi) Морфология и тинкториальные свойства. Мелкие грамотрицательные палочки с закругленными концами размером 0,7-1,5×2-5 мкм, в мазках располагаются беспорядочно, подвижны (перетрихи), имеют пили I и II типов, S. typhi – микрокапсулу, спор не образуют. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы, хемоорганогетеротрофы. Не требовательны к условиям культивирования: оптимальная температура роста 370С, значение рН 6,8-7,2, длительность культивирования – 24-48 часа. Хорошо растут на простых питательных средах (МПБ, МПА). В МПБ наблюдается рост в виде диффузного помутнения с последующим образованием осадка. На МПА образуют колонии в S- (средних размеров, гладкие, блестящие, полупрозрачные с голубоватым оттенком) и R-форме, S. paratyphi В и S. enteritidis по краю колоний формируют слизистый валик. В качестве накопительных сред используют желчный и селенитовый бульон. На дифференциально- диагностических средах Эндо, Левина и Плоскирева образуют бесцветные колонии (не ферментируют лактозу). На висмут-сульфитном агаре – колонии черного цвета с металлическим блеском, окруженные черным ободком прокрашенной среды. Биохимические свойства. Сальмонеллы обладают выраженной ферментативной активностью. Оксидазоотрицательны и каталазоположительны. Реакция Фогеса-Проскауэра отрицательная. Сахаролитическая активность: не расщепляют лактозу и сахарозу; глюкозу, маннит, мальтозу и другие сахара разлагают до кислоты и газа (исключение, S. typhi – до кислоты), по способности разлагать ксилозу и арабинозу различают 4 типа: К+А+; К-А-; К+А-; К-А+. Протеолитические свойства: не образуют индол, желатин не разжижают, образуют H2S (исключение, S. paratyphi A). Антигенная структура. Антигенная структура сальмонелл – сложная, имеются О-, Н-, Vi-, М-антигены. * О – соматический антиген, липополисахарид клеточной стенки, термостабильный, (выдерживает кипячение в течение 2,5 часов, автоклавирование при 1200 С – 30 мин.), чувствительны к формальдегиду, но устойчив к спирту, групповой – согласно классификации Кауфмана-Уайта, семейство делится на 67 серогрупп (А, В, С, Д…). О-АГ состоит из R-ядра и боковой S-цепи, к которой присоединяются сахара – рецепторы (обозначаются цифрами). Общность конечного сахара (по химической природе является 3,6-дидезоксигексозой) является основанием для объединения в серогруппу. Некоторые группы имеют общие О-АГ, но каждая группа содержит один основной антиген: в группе А – 2, в группе В – 4, в группе С – 7, Д – 9… * Н – жгутиковый антиген, белок флагеллин, термолабильный (разрушается при нагревании до 75-1000С, а также под действием соляной кислоты, спирта, протеолитических ферментов), типовой (более 2500 сероваров, расположены в алфавитном порядке в таблице Кауфмана-Уайта). У Н-АГ сальмонелл различают 2 фазы: I (специфическая) – различна у серотипов, входящих в одну группу, обозначается строчными латинскими буквами; II (неспецифическая) – содержат в своем составе общие для всей группы компоненты, обозначается арабскими цифрами. Если у серовара присутствуют обе фазы Н-АГ, то его называют двухфазным, если одна – монофазным. * Vi-АГ – поверхностный полисахаридный антиген S. typhi, являющийся разновидностью К-АГ, термолабильный (разрушается при кипячении за 10 минут), чувствительный к соляной кислоте и спирту, встречается только у вирулентных сальмонелл, препятствует агглютинации О-антисыворотками, является рецептором для бактериофагов. * М-АГ – слизистый, водонерастворимый, разрушается под действием кислот и спиртов. Факторы патогенности. 1. Токсины: * эндотоксин – липополисахарид клеточной стенки, высвобождается при массовой гибели возбудителей, играет основную роль в патогенезе брюшного тифа, оказывая пирогенное и токсическое действие; * возбудители сальмонеллезов выделят экзотоксины – термолабильный белковый энтеротоксин, сходный с холерогеном и LT-токсином E. coli (увеличивают в клетках эпителия тонкого кишечника содержание цАМФ, что приводит к повышенному выходу воды из клеток и развитию диареи) + цитотоксическое действие, вызывая гибель энтероцитов. 2. Ферменты патогенности: гиалуронидаза, фибринолизин, лецитиназа, муциназа, протеаза, супероксиддисмутаза (инактивирует суперактивные радикалы О2, что придает устойчивость к фагоцитозу). 3. Структурные и химические компоненты клетки: * пили I и II типов; * микрокапсула у S. typhi; * белки наружной мембраны – инвазины (обеспечивающие инвазию слизистой и резистентность к фагоцитозу, позволяющую сальмонеллам сохраняться и размножаться внутри фагоцитов); * «островки патогенности». Резистентность. Резистентность у сальмонелл – достаточно высокая. Выдерживают рН в диапозоне 4-9, в водоемах, сточных водах, почве сохраняют жизнеспособность до 3 месяца, в комнатной пыли – от 80 до 550 дней. Хорошо переносят низкие температуры: во льду сохраняются более 60 дней, в замороженном мясе – 6-13 месяцев (в толще мяса могут сохраняться и после тепловой обработки), размножается в мясном фарше при +50С, в яйцах – до 13 месяцев (при хранении яиц в холодильнике могут проникать через неповрежденную скорлупу и размножаться в желтке), в колбасе – 2-4 месяца, в хлебе – до 3-х месяцев, на овощах и фруктах – 5-10 дней. Хуже выдерживают высокую температуру: при 560 С выдерживают 40-60 минут, при 700 С погибают через 10 минут, при 1000 С – моментально. Чувствительны к дезрастворам в рабочей концентрации (5% фенол, 3% хлорамин, 3% лизол вызывают гибель бактерий через 2-3 минуты) и антибиотикам. Роль в патологии. Брюшной тиф (название болезни дал Гиппократ, происходит от греч. typos – туман, спутанное сознание) – острое антропонозное инфекционное заболевание, характеризующееся поражением лимфоидного аппарата тонкого кишечника, бактериемией, выраженной лихорадкой, интоксикацией и розеолезной сыпью. Паратифы А и В сходны по характеру и клиническим проявлениям с брюшным тифом, но протекают более легко. Сальмонеллезы – группа полиэтиологичных острых зооантропонозных кишечных инфекций, протекающих по типу гастроэнтеритов у взрослых и токсико-септических инфекций у детей. Эпидемиология. Источник инфекции: больные и бактерионосители. Механизм передачи: фекально-оральный (пути: пищевой, водный, контактно-бытовой). Брюшной тиф и паратиф А распространяются чаще водным путем (употребление воды из неглубоких загрязненных водоемов, технических водопроводов, в случаях прорыва канализационных вод). При паратифе В преобладает пищевой путь (заражение чаще происходит через молоко, молочные продукты, кремы, овощные салаты). Бытовой путь реализуется, как правило, через бактерионосителей. Патогенез и клинические особенности брюшного тифа и паратифов А и В. 1. Стадия внедрения возбудителя: сальмонеллы попадают в организм через рот и преодолев барьеры неспецифической защиты организма, проникают в тонкий кишечник, где происходит их адгезия к энтероцитам за счет пилей I типа. 2. Стадия поражения лимфоидной ткани: поражают пейеровы бляшки тонкого кишечника, в лимфатических фолликулах тонкой кишки сальмонеллы фагоцитируются макрофагами, с которыми проникают сначала в лимфоузлы, затем через грудной проток и в кровь. 3. Бактериемия (конец инкубационного периода): с током крови макрофаги вместе с поглощенными сальмонеллами циркулируют по организму (микроорганизмы могут даже в них размножаться). 4. Интоксикация: под воздействием бактерицидных факторов крови сальмонеллы погибают и при этом высвобождается эндотоксин, обусловливая лихорадку и сильнейшую интоксикацию, которая сохраняется на протяжение всего заболевания. (соответствует периоду выраженных клинических проявлений заболевания, температура тела достигает 39-400С и держится от 4 до 8 недель). 5. Стадия паренхиматозной диффузии: макрофаги с сальмонеллами циркулируют по организму и после гибели фагоцитов микробы могут попасть в различные органы: костный мозг, селезенку, печень, желчный пузырь, кожа и т.д. (воспаление, образование гранулем). 6. Выделительно-аллергическая стадия: вместе с желчью возбудители снова попадают в тонкий кишечник, при повторном контакте с сенсибилизированной лимфоидной тканью развивается гиперчувствительность немедленного типа (феномен Артюса), что приводит к некрозу пейеровых бляшек и образованию язв (кишечные кровотечения, прободение кишечника). По мере накопления антител организм постепенно освобождается от возбудителя – они выделяются со слюной, потом, испражнениями, желчью и мочой. 7. Реконвалесценция. Инкубационный период – 10-14 дней. Клиника брюшного тифа, паратифов А и В характеризуется циклическим течением и проявляется лихорадкой (повышение температуры тела до 39-400С), интоксикацией, появлением розеолезной сыпи, гепатолиенальным синдромом, нарушениями со стороны нервной (бред, галлюцинации) и сердечно-сосудистой (падение АД, коллапс…) систем. Выздоровление не всегда совпадает с освобождением организма от возбудителей, этот процесс затягивается; 5 % переболевших становятся бактерионосителями. Патогенез и клинические особенности сальмонеллезов. Возбудители попадают в организм человека с обсемененными пищевыми продуктами. В желудке происходит частичная гибель сальмонелл. Воротами инфекции являются клетки слизистой тонкого кишечника. Здесь сальмонеллы внедряются между ворсинками, колонизируют и повреждают их. Это вызывает умеренное воспаление слизистой оболочки. Эндотоксин, выделяющийся при разрушении сальмонелл, обуславливает интоксикацию. Вырабатываемый сальмонеллами экзотоксин (энтеротоксин) вызывает диарею и рвоту, нарушение водно-солевого обмена и обезвоживание организма. Он обладает также цитотоксическим действием, вызывая гибель энтероцитов. Сальмонеллы проникают в подлежащие ткани слизистой оболочки, транспортируются через нее в макрофаги и могут поступать в лимфу и кровь, вызывая бактериемию и генерализацию инфекционного процесса. Короткий инкубационный период – 12-24 часа. Начала заболевания – острое: озноб, повышение температуры до 390С, интоксикация (головная боль, слабость, тошнота), боли в животе, диспептические расстройства (рвота, понос), признаки обезвоживания организма, падение АД. Заболевание протекает обычно в течение 3-5 дней и заканчивается выздоровлением. При генерализованных формах сальмонеллез протекает более тяжело и длительно. Как субклиническую форму сальмонеллеза рассматривают бактерионосительство (острое – до 3 месяцев, хроническое – более 3 месяцев). Иммунитет. Постинфекционный иммунитет при брюшном тифе и паратифах – гуморальный, напряженный, длительный (не менее 15-20 лет, часто пожизненный). Образуются антитела к О-, Н-, Vi-антигенам: * Первыми к концу 1-й недели заболевания появляются антитела к О-АГ, достигая максимума к периоду разгара (14-15 дней), а затем исчезают. * Антитела к Н-АГ появляются к концу 2-й недели, достигая максимума в период реконвалесценции и длительно сохраняясь в организме после перенесенного заболевания. * Антитела к Vi-АГ обнаруживаются у бактерионосителей брюшного тифа. Постинфекционный иммунитет при сальмонеллезах – гуморальный и клеточный, типоспецифический, ненапряженный и недлительный, опосредован SIgA. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал: выбор материала для исследования при брюшном тифе и паратифах определяется стадией заболевания (инкубационный период – испражнения, продромальный период, 1-я неделя заболевания – кровь на посев, разгар заболевания и период реконвалесценции, с конца 2ой недели – моча, испражнения, желчь, соскоб из розеол, костный мозг…, кровь на серодиагностику), при сальмонеллезах – испражнения, рвотные массы, промывные воды желудка, пищевые продукты, кровь. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод (основной). 3. Серологический метод: * Реакция Видаля (развернутая РА с О- и Н-антигенами); * РНГА с эритроцитарными О-, Н-, Vi-диагностикумами; * ИФА; * РИФ. 4. Молекулярно-биологический метод (ПЦР, ДНК-зонды). 5. Аллергологический метод (кожно-аллергическая проба с эбертином). Специфическая профилактика проводится по эпидпоказаниям: Вакцина ТАБТе – химическая сорбированная вакцина (содержит полные антигены брюшнотифозные, паратифозные А и В, столбнячный анатоксин); Брюшнотифозная спиртовая вакцина, обогащенная Vi- антигеном; Брюшнотифозный бактериофаг. Неспецифическая профилактика: ранняя диагностика и изоляция больных, дезинфекция в очаге инфекции, выявление бактерионосителей, соблюдение санитарного режима в детских учреждениях, предприятиях питания, санитарно-бактериологический контроль за работой систем централизованного и нецентрализованного водоснабжения. Лечение: ХТП и антибиотики; при сальмонеллезах применяется, в основном, патогенетическая терапия, направленная на нормализацию ВЭБ (антибиотики назначают только при генерализованных формах); спецефическое лечение – брюшнотифозные и сальмонеллезные бактериофаги. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Возбудители холеры. Иерсинии. Клебсиеллы.» Распространение холеры. I период (до 1817 г.) – заболеваемость холерой не выходила за пределы Индии с эпицентром в дельте рек Ганг и Брахмапутра. II период (1817-1926 гг.) – с развитием торговли по караванным путям купцов холера проникает за пределы Индии на другие страны и континенты, вызывая 6 пандемий. В России с 1823 по 1926 годы переболело 5,6 млн. человек, из них погибли более 2 млн. (около 40%). III период (1926-1961 гг.) – отмечается снижение заболеваемости холерой во всем мире (спородические случаи в Индии и Африке). IV период (1961 г. – настоящее время) – 7 пандемия холеры. Особенности 7 пандемии холеры: берет свое начало не из Индии, а из Индонезии (остров Сулавеси); распространяется в две волны: 1 – до 1991 года (Индонезия); 2 – с 1991 года (охватывает страны Южной и Северной Америки); высокая скорость распространения (за первые 10 лет охватила 72 страны, в 1970 г. первые случаи в СССР – Керчь, Астрахань, Одесса и распространилась по стране, в 1970 г. в Кировской области – 6 заболевших и 2 носителя, а в 1974 г. – более 200 заболевших и носителей, 6 летальных исходов, начиная с 90-х годов прошлого столетия холера «бродит» по югу России – Ростовская область, Чеченская республика и Дагестан, в раннее жаркое лето может достичь и северных регионов); более продолжительна; смена биовара V. cholerae asiaticae на V. eltor; высокий процент формирования вибрионосительства; течение болезни в виде стертых, атипичных форм. История открытия возбудителя холеры. В 1883 г. Р. Кох во время эпидемии холеры в Индии выделил и изучил биологические свойства классического холерного вибриона, в 1906 г. супруги Готшлих открывают биовар V. eltor на карантинной станции Эльтор в Египте при обследовании трупов погибших от «дизентерии» паломников (до 1961 г. – спор о том, а является ли V. еltor возбудителем холеры, но в 1961 г. в Индонезии – вспышка холеры, вызванная данным биоваром); в 1993 г. во время вспышки холеры в юговосточной Азии обнаружили вибрион серогруппы О139 (Бенгал). Таксономия: Семейство: Vibrionaceae Род: Vibrio Вид: V. cholerae Биовары: V. cholerae cholerae (asiaticae, classicae) V. cholerae eltor V. cholerae bengalii (О139) Всего род Vibrio включает 36 видов (V. parahaemolyticus, V. vulnificus, V. metschnigovii, V. proteus, V. albensis, V. alginoluticus, V. mimicus, V. damsela… – возбудители холероподобных заболеваний) Морфология и тинкториальные свойства. Слегка изогнутые грамотрицательные палочки (хорошо окрашиваются анилиновыми красителями) средних размеров (0,2-0,4×1,5-4 мкм), монотрих (жгутик в 2-3 раза длиннее тела, повышенная подвижность, снаружи покрыт оболочкой, образованной выростом наружного слоя клеточной стенки и напоминающей ундулирующую мембрану), спор и капсул не образует. В старых культурах – полиморфны (кокковидные и нитевидные формы). В мазках из нативного материала располагаются в виде «стайки рыб». При лечении антибиотиками подвижность уменьшается и может превращаться в L-формы. Культуральные свойства. Строгий аэроб (факультативный анаэроб, но лучше растет в аэробных условиях), хемоорганогетеротрофы, оптимальная температура роста 370С, время культивирования – 6-24 часа, хорошо растет на обычных питательных средах, но требователен к pH (галофил), оптимальная pH 8,0-9,0. В 1% щелочной пептонной воде через 6-8 часов отмечается рост в виде нежной, тонкой, голубоватой пленки (при встряхивании разрушается). На плотной среде (щелочной агар) через 10-12 часов вырастают мелкие (1,5-2 мм), маслянистые, гладкие, прозрачные, голубоватые колонии с ровным краем (S-формы). При длительном культивировании колонии увеличиваются в размерах, становятся мутными, с плотным центром, пигментированные (коричневого или желтого цвета), шероховатые (R-формы), бактерии из них не чувствительны к бактериофагам, антибиотикам и не агглютинируются О-сывороткой. На щелочно-кровяном агаре V. eltor дает зону гемолиза. На ТСBSагаре (с тиосульфатом, цитратом, солями желчных кислот и сахарозой) образуют желтые колонии. Биохимические свойства. Активны, оксидазоположительны, V. cholerae eltor и V. cholerae bengalii могут давать положительную реакцию Фогеса-Проскауэра, расщепляют многие сахара (глюкозу, лактозу, мальтозу, маннит, гликоген, крахмал…) с образованием кислоты без газа. По способности ферментировать сахарозу, арабинозу и маннозу все вибрионы по классификации Хейберга разделены на 6 групп. Холерные вибрионы принадлежат к 1 группе – расщепляют сахарозу, маннозу и не расщепляют арабинозу. Также не сбраживают рамнозу, дульцит, инулин, инозит. Разжижают желатин в виде воронки, образуют индол, разлагают мочевину до аммиака, восстанавливают нитраты в нитриты, свертывают кроличью плазму, разжижают свернутую сыворотку, молоко. Н 2S не образуют. Антигенная структура. О-антиген – группо- и типоспецифический, термостабильный ЛПС КС. В роду Vibrio по О-антигену выделяют более 200 серогрупп. Холерный вибрион относится к О1 и О139 группам. Внутри О1 группы О-антиген неоднороден и включает три компонента – А, В и С, по сочетанию которых выделяют три серотипа: АВ – Огава (Ogava), АС – Инаба (Inaba), АВС – Гикошима (Hicoshima). Вибрионы, не агглютинирующиеся сыворотками групп О1 и О139, называются неагглютинируемыми – НАГ вибрионами, вызывают холероподобные заболевания. Н-антиген – термолабильный, общий, белковой природы. Эндотоксин – стимулирует выработку вибриоцидных антител. Холероген – запускает синтез антитоксических антител. Факторы патогенности. Токсины: Эндотоксин – ЛПС клеточной стенки, термостабильный, вызывает местное воспаление в тонком кишечнике, его сокращение (запускает каскад арахидоновой кислоты, что приводит к синтезу простагландинов E, F) и индуцирует синтез антител. Экзотоксин=энтеротоксин=холероген (основная роль в патогенезе) – термолабильный белок, состоит из двух компонентов: А и В. Компонент В – нетоксичный, обладает способностью соединяться с рецепторами эпителиальных клеток тонкого кишечника, облегчая проникновение в клетку компонента А. Компонент А составляют субъединица А 1 (активный центр) и субъединица А2, связывающая А и В. Субъединица А1 активирует внутриклеточную аденилатциклазу, приводя к увеличению внутриклеточного содержания цАМФ и выходу жидкости и электролитов из клеток либеркюновых желез в просвет кишечника. Ферменты патогенности: Нейраминидаза; Гиалуронидаза; Муциназа; Протеазы; Лецитиназа; Гемолизин V. eltor. Структурные и химические компоненты клетки: Пили I типа; Жгутик, обусловливающий движение, а также преодоление слизистого слоя и взаимодействие с эпителиальными клетками; Фактор G – фактор проницаемости. Резистентность. Выживаемость во внешней среде зависит от pH среды, вибрионы чувствительны к действию прямых солнечных лучей, высокой температуре (при 500С погибают за 30 минут, 1000С – через несколько секунд), высушиванию. В открытых водоемах сохраняются от нескольких дней до 3 месяцев, в почве от 8 дней до 3 месяцев, в выгребных ямах – до 3-4 месяцев, в морской воде до 47 суток, в сточных водах – 1-2 суток. Сохраняются в молоке и молочных продуктах от 5 дней до 4 недель, на фруктах 1-2 дня, на сырых овощах – 2-4 дня. Устойчивы к действию низких температур (во льду могут сохраняться до 1-4 месяцев). Высокочувствительны к кислотам (KMnO4 – 15 минут), хлорсодержащим дезсредствам (10 минут), антибиотикам тетрациклинового ряда, V. eltor устойчив к полимиксину в отличие от V. cholerae asiaticae. Дифференциальные признаки возбудителей холеры № Признаки V. V. V. п/п cholerae cholerae cholerae cholerae eltor bengalii 1 Реакция Фогеса-Проскауэра (образование ± ± ± . ацетоина при ферментации глюкозы) (чаще(чаще (чаще ) +) +) 2 Чувствительность к полимиксину (50 ЕД) + . 3 Чувствительность к классическому монофагу + . (С или 4 группа по Мукерджи) 4 Чувствительность к монофагу Эль- Тор II + . (5 группа по Мукерджи) 5 Гемолиз эритроцитов барана + . 6 Агглютинация куриных эритроцитов + + . 7 Гексаминовый тест (в бульонной культуре с + . глюкозой, гексамином и индикатором бромтимоловым синим через 6-8 часов зеленый цвет изменяется на желтый) 8 Агглютинация с О-сывороткой: + + + . О1 + + О139 + Роль в патологии. Холера – острое инфекционное особо-опасное заболевание с тенденцией к эпидемическому и пандемическому распространению, протекающее по типу острого гастроэнтерита с резким нарушением водно-солевого обмена, сопровождающееся обезвоживанием и тяжелой интоксикацией. Эпидемиология. Антропоноз. Источник инфекции – больной человек или вибриононоситель. Механизм заражения: фекально-оральный (пути – водный, алиментарный, контактнобытовой). Определенную роль в распространении холеры играют мухи. Патогенез и клинические особенности. Входные ворота – тонкий кишечник, основная роль принадлежит холерогену, вызывающему дегидратацию и обессоливание организма. Вибрион находится только в тонком кишечнике, размножается, не распространяясь по организму, вибрионемия отсутствует. Инкубационный период – от нескольких часов до 2-3 дней. Клинические периоды холеры: 1. Холерный энтерит: на фоне нормальной температуры редкий жидкий стул, боли в животе, тенезмы, через 1-2 дня присоединяется рвота. 2. Острый гастроэнтерит: частая рвота, урчание в животе, испражнения приобретают вид «рисового отвара» (мутная жидкость с плавающими остатками слизи и клетками эпителия), акты дефекации учащаются (выделяют до 30 литров в сутки), язык покрывается налетом, количество мочи уменьшается, выраженная жажда, обезвоживание. 3. Холерный алгид – t 35C, кожные покровы серые, синюшные, морщинистые, лицо Гиппократа (facies hippocratica): нос заострен, глаза запавшие, выступающие скулы, афония, гипотония. Смерть наступает от сердечно-сосудистой и почечной недостаточности в результате обезвоживания и интоксикации. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – напряженный, непродолжительный, антимикробный и антитоксический. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – фекалии, рвотные массы, желчь, секционный материал, мухи, пищевые продукты, вода, ил, гидробионты, сточные воды. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод (основной). 3. Экспресс-методы – РИФ, реакция иммобилизации вибрионов О1-сывороткой и бактериофагом, ПЦР. 4. Серологический метод – РА, РПГА, РИФ, ИФА. Предварительный положительный ответ при диагностике холеры выдается через 5-6 часов на основании обнаружения в посевах культур, агглютинирующихся на стекле холерной О1-сывороткой (в разведении не менее 1:100) и положительном результате ускоренных методов исследования. Окончательный положительный ответ выдается через 18-48 часов на основании выделенных культур, имеющих типичные морфологические признаки с учетом данных развернутой реакции агглютинации с холерными сыворотками О1, Огава, Инаба, пробы с холерными диагностическими фагами, принадлежности к 1 группе Хейберга. Профилактика. Неспецифическая: раннее выявление больных и носителей, усиление санитарногигиенического надзора, санитарно-просветительская работа, введение карантинных мероприятий. Специфическая – вакцинация по эпидемиологическим показаниям одной из вакцин: холероген-анатоксин; холероген-анатоксин в сочетании с О-антигеном холерного вибриона Инаба и Огава; химическая вакцина из штаммов классического вибриона и V. eltor (химическая бивалентная таблетированная вакцина); убитая вакцина из штаммов Огава и Инаба или штаммов вибриона Эль-Тор. Лечение. Неспецифическое: восстановление водно-электролитного баланса, антибактериальные препараты (тетрациклин, левомицетин, ко-тримоксазал, фуразолидон и т.д.). Специфическая – бактериофаги (в практике не применяются). История открытия иерсиний. Род назван в честь А. Иерсена, который совместно с Ш. Китазато в 1894 г. открыл возбудителя чумы. Первыми иерсиний, возбудителей псевдотуберкулеза, открыли в 1883 г. Л. Маляссе и В. Виньяль. В 1886 г. Эберт и Пфайффер, исследуя внутренние органы морских свинок, погибших при заражении возбудителями псевдотуберкулеза, обнаружили у них узелковые образования, похожие на туберкулезные гранулемы, и ввели понятие “псевдотуберкулез”. Первые случаи псевдотуберкулеза у людей в виде абсцедирующих мезаденитов описали В. Массхофи и В. Кнапп в 1953 г. В 1954 г. на Дальнем Востоке СССР наблюдалась эпидемия псевдотуберкулеза, получившего тогда название «дальневосточной скарлатиноподобной лихорадки». Позднее (в 1965 г.) В.А. Знаменский и К.В. Вишняков из фекалий больного выделили палочку псевдотуберкулеза. Возбудитель кишечного иерсиниоза впервые описан в 1939 г. Дж. Шлейфстейном и М. Калеманом. Таксономия: Семейство Enterobacteriaceae Триба Yersinieae Род Yersinia Виды Y. enterocolitica Y. pseudotuberculosis Y. pestis и другие, всего 11 видов Морфология и тинкториальные свойства. Мелкие кокковидные грамотрицательные палочки с закругленными концами и биполярным окрашиванием размерами 0,5-0,8×1-3 мкм, перитрихи (подвижность при 20-280С). Располагаются попарно или цепочками. У Y. pseudotuberculosis имеется микрокапсула. Имеют пили I и II типов. Спор не образуют. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы, хемоорганогетеротрофы, оптимальная температура – 22-280С (психрофилы), рН 6,8-7,2, длительность культивирования 24-48 часов (Y. enterocolitica при 3-50С выращивают 14-30 дней), хорошо растут на простых питательных средах, особенно с добавлением крови (Y. enterocolitica – фосфатно-буферная, среда Серова с глюкозой, мочевиной и желчью, Y. pseudotuberculosis – МПА с генцианвиолетом для подавления сопутствующей микрофлоры). В ЖПС – образуют пленку. На ППС вырастают выпуклые желтовато-серые круглые прозрачные колонии маслянистой консистенции (S-форма), при 370С образуют R-формы – выпуклые, бугристые колонии с фестончатыми краями. На средах Эндо, Левина и Плоскирева вырастают бесцветные колонии. Биохимические свойства. Каталазоположительны и оксидазоотрицательны. Реакция Фогеса-Проскауэра отрицательная (у Y. enterocolitica при 18-220С положительна). Расщепляют до кислоты без газа многие сахара (глюкозу, рамнозу, арабинозу, галактозу, мальтозу, маннит…). Не ферментируют лактозу, сахарозу, дульцит, крахмал, инулин (медленно на вторые сутки начинают расщеплять). Желатин не разжижают, восстанавливают нитраты, образуют Н2S, аммиак, не выделяют индол. Антигенная структура. О-антиген –типоспецифический (Y. pseudotuberculosis – 8 сероваров, у человека чаще заболевания вызывают 1, 3 и 4; Y. enterocolitica – 30 сероваров, наибольшее значение – 3, 5, 8, 9); Н-антиген; Общие для всех иерсиний и энтеробактерий антигены. Факторы патогенности. Токсины: Эндотоксин; Экзотоксины – энтеротоксин и цитотоксин, вызывающие воспаление стенки кишечника и диарею. Ферменты патогенности: Гиалуронидаза; Нейраминидаза; Плазмокоагулаза; Коллагеназа. Структурные и химические компоненты клетки: Пили I и II типа; Капсула у Y. pseudotuberculosis; Факторы инвазии – обуславливают проникновение в клетку. Резистентность. Иерсинии весьма устойчивы к замораживанию и оттаиванию, при 4-60С активно размножаются в пищевых продуктах, в молоке – до 18 дней, способны длительное время выживать в почве и воде (более 300дней). Вместе с тем, они чувствительны к высыханию, действию солнечных лучей и высоких температур: при 600С гибель наступает через 30 минут, при кипячении – за несколько секунд. Чувствительны к УФО, дезсредствам в рабочих концентрациях и антибиотикам широкого спектра действия. Роль в патологии. Псевдотуберкулез – острое инфекционное зоонозное заболевание, характеризующееся циклическим течение, общей интоксикацией, лихорадкой, скарлатиноподобной сыпью, поражением желудочно-кишечного тракта, суставов и других органов, а также аллергизацией организма. Кишечный иерсиниоз – острое зоонозное инфекционное заболевание, сопровождающееся лихорадкой, интоксикацией, поражением толстого и тонкого кишечника с развитием гастроэнтерита и мезентериального лимфаденита. Эпидемиология. Псевдотуберкулез и кишечный иерсиниоз распространены повсеместно, на всех континентах земного шара, они поражают и людей, и животных, и птиц. Причинами отмечающегося роста заболеваемости за последние годы являются: тенденция к укрупнению городов, широкая организация сети общественного питания, применение холодильной техники, создание больших складов для хранения продуктов, нарушение санитарно-гигиенических условий их хранения. Зоонозы. Источник и резервуар в природе – дикие и синантропные животные (полевки, домашние крысы, зайцы…), при кишечном иерсиниозе + больной человек. Механизм заражения – фекально-оральный. Пути заражения: алиментарный (происходит при употреблении в пищу инфицированных продуктов, загрезненных мочой и фекалиями грызунов, опасны сырые или недостаточно термически обработанные овощи, молочные и мясные продукты, в том числе хранившиеся в холодильнике) и реже водный. Патогенез и клинические особенности псевдотуберкулеза. Естественная восприимчивость организма человека к инфекции высокая. Но в бльшинстве случаев заражение возможно лишь при поступлении больших доз возбудителя. Иерсинии при псевдотуберкулезе проникают в энтероциты, далее – в слизистые и подслизистые слои подвздошной и слепой кишки (образуются гранулемы, геморрагии), в лимфоидные образования кишечной стенки, региональные лимфоузлы, аппендикс (мезентериальный лимфаденит, развивающиеся воспалительные процессы могут имитировать клинику аппендицита – псевдоаппендицит). Здесь возбудители размножаются. Зараженные клетки разрушаются, и возбудитель проникает в кровь (бактериемия), что обуславливает интоксикацию и появление сыпи. Через 5-7 дней наступает выздоровление. Реже наблюдается генерализация процесса с поражением других внутренних органов и летальным исходом. Инкубационный период: 3-10 дней (у детей – 1-5 дня). Клинические особенности: повышение температуры до 38-390С, интоксикация, диспептический синдром в сочетании с катаральным синдромом, на 2-6-й дни заболевания характерно появление скарлатинозной сыпи, могут появиться боли в суставах. Примерно в 3-10% случаев заболевание переходит в хроническую форму. Иммунитет. После перенесения инфекции формируется клеточный (в основном) и гуморальный иммунитет, но образующиеся антитела не обладают защитным действием (встречаются повторные заболевания). При псевдотуберкулезе характерно формирование гиперчувствительности замедленного типа. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – фекалии, рвотные массы, желчь, моча, СМЖ, мазки из зева, кровь, смывы с объектов окружающей среды (в овощехранилищах, складах), вода. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод (основной). 3. Серологический метод – РА, РПГА, РИФ, ИФА. 4. Аллергологический метод при псевдотуберкулезе. 5. Молекулярно-биологический метод (ПЦР, ДНК-гибридизация). Специфическая профилактика и лечение не применяются. История открытия клебсиелл. Впервые были описаны в 1885 г. Э. Клебсом. Таксономия: Семейство Enterobacteriaceae Триба Klebsielleae Род Klebsiella Виды K. pneumoniae K. oxytoca K. planticola K. terrigena Подвиды рneumoniae ozaenae rhinoscleromatis Морфология и тинкториальные свойства. Представляют собой грамотрицательные толстые короткие с закругленными концами палочки размером 0,3-1,5×0,6-6 мкм, в мазках располагаются одиночно, попарно либо в виде коротких цепочек, неподвижные, имеют капсулу (для их выявления применяется окраска по Бурри-Гинсу), пили I и II типов, спор не образуют. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы, хемоорганогетеротрофы. Не требовательны к условиям культивирования: оптимальная температура 370 С, рН 7,2-7,5, длительность культивирования – 24-48 часа. Хорошо растут на простых питательных средах (МПБ, МПА). В МПБ наблюдается рост в виде диффузного помутнения с последующим образованием осадка. На МПА образуют колонии в Sформе: куполообразные слизистые полупрозрачные колонии с ровными краями и гладкой, блестящей поверхностью среднего размера. Возможен рост в R-форме. На средах Эндо, Левина и Плоскирева вырастают бесцветные колонии. Биохимические свойства. Обладают высокой ферментативной активностью (особенно сахаралитической). Каталазоположительны и оксидазоотрицательны. Реакция Фогеса-Проскауэра отрицательная. Разлагают сахара (глюкозу, лактозу, маннит…) до кислоты и газа. Восстанавливают нитраты в нитриты, индол, аммиак и Н2S не образуют, желатин не разжижают. Биохимические свойства используются для видовой идентификации. Антигенная структура. О – соматический антиген, группоспецифический (более 10 серогрупп). К – капсульный антиген, типоспецифический (более 80 сероваров). Факторы патогенности. Токсины: Эндотоксин; У K. pneumoniae – энтеротоксин. Ферменты патогенности: ДНКаза; Нейроминидаза; Фосфатаза. Структурные и химические компоненты клетки: Пили I , II и III типа; Капсула. Резистентность. Благодаря капсуле обладают относительной устойчивостью к факторам внешней среды. Долго сохраняются в почве, воде и на поверхности окружающих предметов. Размножаются в молоке и молочных продуктах. Нагревание до 600С выдерживают в течение 1 часа, при кипячении погибают мгновенно. Чувствительны к дезинфицирующим средствам и антибиотикам (но большинство являются пенициллинрезистентными). Роль в патологии. Клебсиеллы широко распространены в окружающей среде и относятся к условно-патогенным микроорганизмам, входящим в состав нормальной микрофлоры кишечника, кожи и слизистых оболочек дыхательных путей, влагалища у человека и животных. При снижении иммунологической реактивности организма (у новорожденных, ослабленных и пожилых) могут вызывать заболевания различных органов и систем (бронхиты, пневмонии, урогенитальные и раневые инфекции, конъюктивиты, менингиты, сепсис, ОКИ…) чаще в ЛПУ (внутрибольничные инфекции). K. pneumoniae также является возбудителем риносклеромы (хроническое гранулематозное поражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей) и озены (хроническое воспалительное заболевание слизистой оболочки носа и придаточных пазух с выделением зловонного секрета). Эпидемиология. Источник инфекции: больные и бактерионосители. Механизм передачи: фекально-оральный (пути: пищевой, контактно-бытовой) и аэрогенный (путь: воздушно-капельный). Иммунитет. После перенесения инфекции формируется клеточный (основная роль принадлежит фагоцитам) и гуморальный иммунитет, ненапряженный и непродолжительный. Характерно переход в хронические формы, при хронических формах развивается ГЗТ. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – зависит от локализации патологического процесса (мазки из раны, носа и зева, мокрота, кровь, СМЖ…). 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод (основной). 3. Серологический метод – РА, РСК, РИФ, ИФА. Специфическая профилактика не разработана. Специфическое лечение: клебсиеллезный бактериофаг; при хроническом и рецидивирующем урогенитальном клебсиеллезе применяют инактивированную вакцину, содержащую K. pneumoniae. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Возбудители анаэробных инфекций.» Общая характеристика возбудителей анаэробных инфекций Анаэробная инфекция – инфекция, вызванная анаэробными бактериями, характеризующаяся синдромом токсикоза, острым тяжелым течением. Различают спорообразующие и споронеобразующие анаэробные микроорганизмы, которые в свою очередь объединены в 2 группы: грамположительные и грамотрицательные. Спорообразую Род Примечания щие Грам+ палочки Clostridium Обитают в почве, иле, в кишечнике человека и животных; вызывают анаэробную раневую инфекцию, столбняк и пищевые отравления по типу интоксикаций Споронеобразу ющие Грам+ палочки Propionibact Условно-патогенные обитатели кожи и кишечника erium здоровых людей, но при предрасполагающих условиях Eubacterium могут, в ассоциации с другими бактериями, вызывать гнойно-воспалительные заболевания (абсцессы мягких Falcivibrio тканей, подчелюстные абцессы, раневые инфекции, угревая сыпь, сепсис) Грам+ кокки Peptococcus Условно-патогенные бактерии, обитающие в полости рта, носа, носоглотки, женских половых органах, на коже, в кишечнике здоровых людей; выделяют при различных воспалительных процессах у лиц с иммунодефицитами и дисбактериозами: аппендиците, цистите, плеврите, послеродовой септицемии и др., в ассоциациях с другими бактериями и в чистой культуре Peptostrepto Условно-патогенные микроорганизмы полости рта, coccus респираторного тракта, кишечника, женских половых органов; выделены при абсцессах, перитоните, аппендиците, остеомиелите, гнойном тромбофлебите Грам+ Actinomyces Актиномикозы – хронические гнойные ветвящиеся гранулематозные поражения различных органов Bifidobacteri Гнойно-воспалительные процессы у лиц с um иммунодефицитами и дисбактериозом Грам- палочки Bacteroides Условно-патогенные обитатели толстого кишечника человека, у иммуннодефицитных лиц участвуют в возникновении гнойно-воспалительных процессов в ассоциациях с другими бактериями Fusobacteriu Условно-патогенные микроорганизмы десневых m карманов, кишечника и половых путей; выделяют из гнойных очагов различных органов, из крови, трофических язв, стоматитах, некротических ангинах у иммунодифицитных лиц Porphyromo Обитатели полости рта человека; при снижении nas резистентности организма вызывают гингивиты, периодонтиты, поражение мягких тканей головы и шеи, аспирационные пневмонии Prevotella Условно-патогенные микроорганизмы полости рта и верхних отделов респираторного тракта; вызывают у иммунодефицитных лиц гнойно-воспалительные поражения мягких тканей головы и шеи, плевропневмонии, инфекции женских половых органов Грам- кокки Veilonella Естественной средой обитания является полость рта, кишечник и дыхательные пути человека и животных; выделены от людей с иммунодефицитами при абсцессах мягких тканей, раневых инфекциях, синуситах, отитах в ассоциации с другими бактериями и в монокультуре Всех анаэробов объединяет получение энергии путем субстратного фосфорилирования (брожения). По отношению к кислороду подразделяют на 3 группы: * облигатные (строгие, обязательные) анаэробы; * умеренно строгие анаэробы (выживают, но не размножаются при кислороде); * аэротолерантные (размножаются как при кислороде, так и при его отсутствии). Общие свойства рода Clostridium. Морфология: крупные палочки с закругленными концами, обычно подвижные (перитрихи), некоторые (Cl. perfringens) неподвижные, капсулу, как правило, не образуют (кроме Cl. perfringens). Споры овальные или круглые, в диаметре превышают поперечник тела клетки, возникает вздутие, при центральном расположении напоминает веретено (от греч. kloster – веретено). Тинкториальные свойства: грамположительные, по методу Ожешко споры окрашиваются в красный цвет, а вегетативные формы – в синий, для выявления капсулы Cl. perfringens применяется окраска по Бурри-Гинсу. Культуральные свойства: строгие анаэробы, оптимальная температура 370С, рН 7,2, растут на питательных средах, богатыми белками и углеводами. Биохимические свойства: хемоорганотрофы, вызывают масляно-кислое брожение (образование масляной кислоты, СО2, водорода, иногда метана), сахаролитическая и протеолитическая активность зависит от вида, каталазы не образуют, некоторые фиксируют азот, восстанавливают сульфиты до сульфидов. Роль в патологии: клостридии обитают в почве, иле, в кишечнике человека и животных. Отдельные виды патогенны, а другие нашли применение в биотехнологическом производстве некоторых органических кислот и спиртов. Cl. perfringens, Cl. novyi, Cl. septicum, Cl. раневая анаэробная инфекция histolyticum, Cl. sordellii, Cl. fallax… (газовая гангрена) Cl. tetani столбняк Cl. botulinum ботулизм Cl. difficile псевдомембранозный энтероколит Возбудители газовой гангрены. Газовая гангрена (от греч. gangraina – разъедающая язва) – полимикробная анаэробная раневая инфекция, характеризующаяся тяжелой интоксикацией, быстро наступающим и распространяющимся некрозом тканей с образованием газов. История открытия возбудителей газовой гангрены. Первый вид клостридий (Cl. butyricum) выделил в 1861 г. Л. Пастер, а в 1863 г. Трекюль ввел термин «клостридии». Впервые раневая госпитальная гангрена описана в 1562 г. А. Паре. В 1839 г. подобное заболевание описал и А. Вельпо, назвав его «травматической экземой». В 1864 г. Н.И. Пирогов описал клиническую картину газовой гангрены. В 1877 г. Л. Пастер и Ж. Жубер открыли Cl. septicum; 1892 г. М. Уэлс и Г. Нэтал – Cl. perfringens (в 1915 г. Лиденталь доказал их роль в развитии газовой гангрены); 1892 г. Ф. Нови – Cl. novyi (синоним Cl. oedematiens, открытый в 1891 г. Р. Кохом); 1908 г. Мечников – Cl. sporogenes; 1916 г. Вейнберг и Сэген – Cl. histolyticum; 1922 г. Сорделли – Cl. sordellii; 1935 г. И. Холл и Э. О‘Тул – Cl. difficile. Таксономия. Семейств Bacillaceae о Род Clostridium Виды Cl. perfringens (от лат. perfringo – разламываться) – 60-90 % Cl. septicum (палочка Гона-Сакса) – 20-40 % Cl. novyi = Cl. oedematiens – 10 % Cl. sordellii – 7 % Cl. histolyticum («расплавляющая ткани») – 1-2 % Cl. sporogenes – <1 % Cl. fallax Cl. bifermentans Cl. ramosum и т.д. (около 20 видов) Морфология. Крупные палочки, размеры 1-3×2-10 мкм (Cl. novyi в длину может достигать 22 мкм), все кроме Cl. perfringens, имеют перитрихиально расположенные жгутики, капсулу образует только Cl. perfringens (в организме человека); образуют субтерминально расположенные споры (Cl. perfringens – центрально). Тинкториальные свойства. Грамположительные, по методу Ожешко споры окрашиваются в красный цвет, вегетативные формы – в синий; капсулу выявляют по методу Бурри-Гинса. Культуральные свойства. Строгие анаэробы (исключение Cl. perfringens – аэротолерантные), хемоорганогетеротрофы. Оптимальная температура роста 37-450С, рН среды 7,2-7,4, время культивирования от нескольких до 24-48 часов. Требовательны к питательным средам, растут на средах с добавлением белков и углеводов (кровяной, сахарный агар, среда Китта-Тароцци, Вильсона-Блера – железосульфитный агар). В ЖПС – рост в виде равномерного помутнения с выделением газа, Cl. novyi дает хлопьевидный осадок в виде «свeжевыпaвшего снега. На кровяном агаре могут быть S-(круглые гладкие дискообразные колонии) и R-(бугристые, шероховатые с изрезанными кружевными краями) формы колоний с зоной гемолиза (кроме Cl. histolyticum). В столбике сахарного агара 2 типа колоний – R (диско/чечевицеобразные) и S (пушистые в виде комочков ваты). На среде Вильсон-Блера – черные или зеленоватые колонии за счет восстановления сульфита натрия с образованием сернистого железа. Биохимические свойства. Различные: сахаролитическая активность наиболее выражена у Cl. perfringens (расщепляет все сахара, кроме маннита и дульцита, до кислоты и газа), Cl. sporogenes ферментирует глюкозу, маннит и галактозу, Cl. septicum – глюкозу и лактозу, Cl. novyi – лишь глюкозу, Сl. histolyticum и Cl. sordellii углеводы не усваивают. Протеолитические свойства максимально выражены у Cl. histolyticum: быстро разжижает желатин, пептонизирует молоко через 24 часа (становиться прозрачным), в среде Китта-Тароцци через 2-3 часа расплавляет кусочки печени, разжижает свернутую сыворотку; аналогичные протеолитические свойства и у Cl. perfringens: активно свертывает молоко (через 3 часа образует серо-желтый сгусток казеина, который выбрасывается газами под пробку – «штормовая реакция»), разжижает желатин; Сl. novyi, Cl. septicum и др. медленно свертывают молоко, разжижают желатин. Все образуют индол и Н2S. Вид Ферментация Разжижение Свертывание возбудителя молока гл ла саха свернутой сыворотки юкоза ктоза роза Cl. КГ КГ КГ – быстро с perfringens образованием сгустка Cl. novyi + – – – медленно Cl. + + – – медленно septicum Сl. – – – + пептонизация histolyticum Антигенная структура. * О – у всех; * Н – кроме Cl. perfringens * К – у Cl. perfringens. Для идентификации возбудителей серотипирование не используется, только учитывают антигенную специфичность токсинов. У Cl. perfringens по антигенной специфичности токсинов выделяют 6 сероваров – А, В, С, D, E, F (патогенные А, D, F), у Cl. novyi – 3 антигенных варианта (A, B, D, отличающихся не только антигенами, но и биологическими свойствам), Cl. septicum – 6 сероваров (A, B, C, D, E, F). Факторы патогенности. Экзотоксины, обладающие ферментативными свойствами (обладают дерматонекротическим, гемолитическим, летальным действием; мишени– биологические мембраны в различных тканях; поражение обусловлено ферментативными процессами, катализирующими гидролитическое расщепление и нарушение клеточной проницаемости с последующим отеком и аутолизом тканей, характерным для газовой гангрены): * α (альфа), β (бета), γ (гамма) – лецитиназа (лейкоцидин); * δ (дельта) – гемолизин; * ε (эпсилон) – липаза; * ζ (зета) – желатиназа; * η (эта) – тропомиозиназа; * θ (тета) – эластаза; * ι (иота) – фибринолизин; * κ (каппа) – коллагеназа; * λ (лямбда) – протеиназа; * μ (мю) – гиалуронидаза; * ν (ню) – ДНК-аза. * Энтеретоксин у серотипов А и С Cl. perfringens – термолабильный протеин, образующийся при споруляции бактерий в толстом кишечнике (тип А вызывает токсикоинфекции, тип С – некротический энтерит). Вид возбудителя Экзотоксины Cl. perfringens α, β, γ, δ, ε, ζ, η, θ, ι, κ, λ, μ, ν, энтеротоксин Cl. novyi α, β, γ, δ, ε, ζ, η, θ Cl. septicum α, β, γ, δ Сl. histolyticum α, δ, γ, δ, ε Резистентность. * вегетативные формы чувствительны к кислороду, УФЛ, высоким температурам, дезинфектантам, антибиотикам (β-лактамные антибиотики, аминогликозиды); * споровые формы устойчивы к высоким температурам (Cl. novyi при 1000С погибает в течение 1-2 часов, Cl. perfringens – 10-30 минут, Cl. septicum – несколько минут), дезинфектантам в рабочих концентрациях. Роль в патологии. * анаэробная раневая инфекция (газовая гангрена); * пищевые отравления (энтеротоксин Сl. perfringens). Эпидемиология. Естественной средой обитания является кишечник животных, особенно свиней, реже человека (Cl. perfringens 25-30 %). Источник инфекции: здоровый человек и животные. Механизм: контактный (путь – прямой контактный). Факторы передачи: почва, вода. Входные ворота: раневая поверхность. Развитию газовой гангрены способствуют факторы: * массивное загрязнение раны почвой; * бактериальные ассоциации (одновременное попадание анаэробов и аэробов): клостридии, стафилококки, протеи, псевдомонады…; * разрушение глубоких мышц (глубина и распространенность повреждения); * недостаток кислорода в ране (колотые, огнестрельные); * нарушение кровообращения в ране (наложение жгута); Патогенез и клинические особенности газовой гангрены. I фаза – инфекционная: споры прорастают, вегетативные формы размножаются в ране и продуцируют токсины с ферментативными свойствами, которые разрушая мышечную и соединительную ткани, расширяют зону некроза (усиливаются боли в области раны, покрывается серым налетом с последующим отеком и почернением тканей); при ферментации мышечного гликогена выделяется молочная кислота, углекислый газ, водород, появляется симптом крепитации, при разрыве тканей выделяется темная жидкость с неприятным гнилостным запахом. II фаза – токсическая: интоксикация, обусловленная токсинами и продуктами распада тканей, гемоглобинурия, почечная недостаточность, смерть наступает от сосудистого шока. Инкубационный период: от нескольких часов до 5 дней Продолжительность заболевания: 5-6 дней (летальный исход в 60%). Иммунитет. Выражен естественный иммунитет из-за наличия в кишечнике здорового человека клостридий; постинфекционный – непрочный, непродолжительный, ведущая роль принадлежит антитоксическому иммунитету. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – гной, раневое отделяемое, отечная жидкость, кусочки мышечной ткани, некротизированная ткань, перевязочный и шовный материал. 5. Бактериоскопический метод. 6. Бактериологичекий метод (основной). 7. Экспресс-методы – РИФ, газожидкостная хромотография раневого отделяемого. 8. Биологический метод – токсичность культур в РБН. Профилактика. Неспецифическая: своевременная первичная хирургическая обработка раны с удалением некротизированных тканей, почвы и других инородных тел. Специфическая по экстренным показаниям: * секстаанотоксин (Cl. perfringens, Cl. novyi, Cl. tetani, Cl. botulinum типов А, В, Е); * поливалентный бактериофаг для обкалывания раны; * поливалентная противогангренозная антитоксическая лошадиная сыворотка в дозе 30 тыс. МЕ; * поливалентный иммуноглобулин. Лечение. Неспецифическое: антибиотики (β-лактамы, аминогликозиды), сульфаниламиды. Специфическое: поливалентная противогангренозная антитоксическая лошадиная сыворотка в дозе 150 тыс. МЕ по методу Безредко (дробно) с предварительной пробой Урбаха на индивидуальную чувствительность к чужеродному белку с нормальной лошадиной разведенной (1:100) сывороткой внутрикожно в область предплечья. Возбудитель столбняка Столбняк (tetanus) – острая токсическая раневая инфекция, характеризующаяся поражением двигательных нейронов спинного и головного мозга, которая проявляется приступами тоникоклонических судорог поперечно-полосатой мускулатуры. История открытия возбудителя столбняка. Уже в трудах Гиппократа и Авиценны можно найти упоминания об этом заболевании. В 1865 г. Н.И. Пирогов описал клиническую картину столбняка. В 1883 г. Н.Д. Монастырский и в 1884 г. А. Николайер обнаружили возбудителя в мазках. В 1884 г. итальянцы Carle и Ratton воспроизвели экспериментальную инфекцию на кроликах. В 1889 г. Ш. Китозато выделил чистую культуру и получил столбнячный токсин, а в 1890 г. Беринг и Ш. Китозато получили противостолбнячную сыворотку. Таксономия. Семейств Bacillaceae о Род Clostridium Виды Cl. tetani Морфология и тинкториальные свойства. Грамположительные крупные палочка с закругленными концами размером 0,3-0,8×4-8 мкм, имеют жгутики (перитрихи – около 20 жгутиков по периметру), капсулу не образуют, круглые споры располагаются на концах (терминально), напоминают «барабанные палочки», по методу Ожешко споры окрашиваются в красный цвет. Культуральные свойства. Строгие анаэробы, хемоорганогетеротрофы, оптимальная температура роста 370С, рН 6,8-7,4, время культивирования 24-36 часов. Требовательны к питательным средам, растут на средах с добавлением белков и углеводов (кровяной, сахарный агар, среда Китта-Тароцци). В ЖПС – рост в виде равномерного помутнения. На кровяном агаре образуют R-(мелкие с неровным кружевным краем) и S-(в виде росинок) с зоной гемолиза. В столбике сахарного агара – R-(чечевицеобразные) и S-(пушистые в виде комочков ваты с плотным коричневым центром) колонии. Биохимические свойства. Низкая биохимическая активность: сахара не ферментируют (иногда глюкозу, лактозу, сахарозу), протеолитическая активность слабая (медленно, в течение 4-7 дней, свертывают молоко, разжижают желатин, восстанавливают нитраты, образуют индол и аммиак, Н2S не выделяют). Антигенная структура. * О АГ; * Н-АГ – типоспецифические (различают 10 сероваров, но все выделяют одинаковый токсин, поэтому серотипирование на практике не применяется). Факторы патогенности. * Экзотоксин – по силе действия 2-е место среди биологических токсинов, состоит из двух фракций: тетаноспазмин – полипептид с дистантным механизмом действия, так как бактерии остаются в первичном очаге (ране), он фиксируется на поверхности отростков нервных клеток, проникает в них путем лигандопосредованного эндоцитоза и посредством ретроградного аксонного транспорта попадает в ЦНС, подавляет высвобождение тормозных нейромедиаторов (глицина, γ-аминомасляной кислоты) в синапсах; тетанолизин – мембранотоксин, проявляет гемолитическое, кардиотоксическое и летальное действие, подавляет фагоцитоз. * Фермент патогенности – желатиназа. Резистентность. * вегетативные формы малоустойчивы во внешней среде: при 60-700C погибают в течение 30 мин., в обычных дез. растворах – 15-20 мин.; * споры высокоустойчивы: при 1000C – до 1-3 часов, в почве – десятки лет, в дез. растворах – 8-24 часов (в 5 % растворе карболовой кислоты до 10 час, 1 % растворе формалина – 6 часов) * токсин – во внешней среде нестоек (разрушается при длительном хранении в термостате, под действием света и кислорода), но устойчив к ферментам желудочно-кичшечного тракта. Эпидемиология. Естественной средой обитания является кишечник животных и человека. Источник инфекции: здоровый человек и животные. Механизм: контактный (путь – прямой контактный). Факторы передачи: почва, пыль, предметы обихода. Входные ворота: нарушенная целостность кожных покровов и слизистых оболочек – раны (колотые, огнестрельные), ссадины, ожоги, обморожения, родовые пути, пуповина новорожденных. Патогенез и клинические особенности столбняка. Инкубационный период: 5-14 дней. При анаэробных условиях в ране споры прорастают и выделяют экзотоксин, который по нейрогенным, реже по гематогенным и лимфогенным путям попадает в ЦНС (спинной мозг, продолговатый мозг, ретикулярную формацию ствола), вызывая параличи вставочных нейронов рефлекторных дуг спинного и продолговатого мозга. Вырабатываемые в мотонейронах импульсы поступают к мышцам непрерывно, вызывая тоническое напряжение скелетных мышц. Локальный столбняк – легкая форма, характеризующаяся периодическими спазмами в пораженной области. Генерализованный столбняк – наиболее часто встречаемая форма. Болезнь у человека протекает в виде нисходящего столбняка: тризм жевательных мышц, затем мимических (risus sardonicus), ригидность мышц шеи, спины, живота, конечностей (опистотонус); через 1-2 дня начинаются клонические сокращения групп мышц в виде тетануса (длительное непрервыное сокращение скелетных мышц, обусловленное действием частых стимулов, мышцы не успевают полностью расслабиться от предыдущего сокращения или очередной стимул падает на фазу продолжающегося сокращения). Во время клонических судорог могут быть вывихи суставов, переломы конечностей, сопровождающиеся сильными болями. Приступы повторяются через 10 минут-1 час, могут провоцироваться звуковыми, световыми, тактильными раздражителями; может быть спазм мышц глотки, диафрагмы, дыхательных мышц (смерть наступает в результате асфиксии). Поражается симпатическая нервная система: повышается артериальное давление, тахикардия, спазм сосудов, гемолиз. Столбняк новорожденных: заражение происходит в возрасте 3-10 дней через пупочную рану, заболевание протекает по типу генерализованной инфекции (нарушение сосания, поза «лягушонка» – запрокинутая голова, согнутые конечности, страдальческое выражение лица). При послеродовом (послеабортном) столбняке возможно молниеносное течение, связанное с параличом. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет не создается, т.к. микродозы токсина, вызывающие заболевание, недостаточны для выработки иммунитета; Поствакцинальный иммунитет (после введение анатоксина) – прочный, длительный (4-5 лет). Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – гной, кусочки ткани, выделения из матки, отделяемое из пупочной раны новорожденных, кровь, перевязочный и шовный материал, смывы с хирургических инструментов. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод (основной). 3. Биологический метод – определение экзотоксина в РБН. Профилактика. Неспецифическая: предупреждение травматизма, своевременная обработка ран, автоклавирование перевязочного материала. Специфическая: * плановая иммунизация (активная): вакцинация с 3-х месяцев жизни трехкратно с интервалами в 30-45 дней (34,5-6 мес.) АКДС (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина); 1-я ревакцинация в 18 месяцев однократно АКДС; 2-я ревакцинация в 7 лет АДС или АДС-М для ослабленных детей однократно; 3-я ревакцинация в 14 лет, а затем через каждые 10 лет до 56-летнего возраста однократно АДС. * экстренная: пассивная – введение противостолбнячной антитоксической сыворотки или иммуноглобулина; активно-пассивная – введение анатоксина (АС) + сыворотка или иммуноглобулин. * по эпидемиологическим показаниям (военнослужащим, работникам сесльского хозяйства): секстанатоксин; вакцина TАБТе. Лечение. Неспецифическое: первичная обработка раны, противосудорожные препараты, антибиотики, борьба с нарушением водно-электролитного баланса. Сецифическое: антитоксическая противостолбнячная лошадиная сыворотка (50-100 тыс. МЕ) или иммуноглобулин (900 МЕ) дробно на 2-3 инъекции. Возбудитель ботулизма Ботулизм (от лат. botulus – колбаса) – острая тяжелая пищевая интоксикация, развивающаяся в результате употребления в пищу продуктов, зараженных токсином Cl. botulinum, которая характеризуется специфическим поражением ЦНС. История открытия возбудителя ботулизма. Ботулизм известен давно под названием «аллантиазис» (от греч. «колбаса») и «ихтиоизм» (от греч. «рыба»). В 1815 г. Кернер описал 230 случаев отравления, в 1896 г. бельгийский врач Э. Ван Эрменгем выделил возбудителя из остатков ветчины, в 1914 г. русский врач Констансов выделил из осетрины. В настоящее время отравления связывают не с употреблением колбасы, а консервированных продуктов. Таксономия. Семейств Bacillaceae о Род Clostridium Виды Cl. botulinum Морфология и тинкториальные свойства. Грамположительные крупные палочка с закругленными концами размером 0,3-1,0×4-10 мкм, имеют жгутики (перитрихи, но слабоподвижны), капсулу не образуют, споры располагаются субтерминально, напоминают «теннисную ракетку», по методу Ожешко споры окрашиваются в красный цвет. Культуральные свойства. Строгие анаэробы, хемоорганогетеротрофы, оптимальная температура для культивирования 250 37 С, рН 7,2-7,4, время культивирования 24-48 часов. Требовательны к питательным средам, растут на казеиновых или мясных средах с добавлением глюкозы (кровяной, сахарный агар, среда КиттаТароцци и Вильсона-Блера). В ЖПС – рост в виде равномерного помутнения. На кровяном агаре образуют мелкие круглые колонии с ровными или урезанными краями, коричневые или сероватомутные, окруженные зоной гемолиза. В столбике сахарного агара могут быть в виде двух форм: S (в виде пушинок с боле плотным центром) и R (чечевицеобразные). На среде Вильсон-Блера – черные колонии. Биохимические свойства. Сахаролитические свойства выражены у сероваров А и B (разлагают с образованием кислоты и газа глюкозу, мальтозу, глицерин, фруктозу, левулезу, не ферментируют лактозу и сахарозу), тип С слабо разлагает сахара, серовары Д и Е занимают промежуточное положение, а серовар G не обладают сахаролитическими свойствами. Все штаммы сероваров А и В обладают мощными протеолитическими свойствами: гидролизуют казеин (разжижают свернутую сыворотку), в средах Китта-Тароцци расплавляют кусочки печени или мясного фарша, разжижают желатин, образуют Н2S, индол не выделяют. Типы С, Д, Е и G такими свойствами не обладают. Неоторые авторы выделяют 4 группы бактерий по способности разлагать сахара и белки: 1 группа – расщепляют глюкозу и мальтозу; протеолитическая активность в виде желатиназы; липазная активность на среде с яичным белком; 2 группа – обладают сахаролитическими свойствами; 3 группа – липолитическая активность и разжижение желатина; 4 группа – гидролиз желатина, не проявляют сахаролитической и липазной активности. Дифференциация возбудителей по биохимической активности используется редко. Антигенная структура. Имеют О и Н-антигены. Однако, по ним идентификация возбудителя не проводится. По антигенной специфичности токсина различают 8 сероваров: А, В, С 1, С2 , D, Е, F, G (тип токсина определяется в реакции нейтрализации с соответствующими антитоксическими сыворотками). Для людей наиболее патогенными являются типы А, В, Е, для животных – С, Д, F Факторы патогенности. Экзотоксины: * нейротоксин (ботулотоксин) – самый сильный биологический яд, белок (Zn2+ зависимая эндопептидаза); образуется в анаэробных условиях на питательных средах, в различных консервированных пищевых продуктах, устойчив к действию протеолитических ферментов ЖКТ; имеет тропизм к нервной ткани (фиксируется на рецепторах синаптических мембран и изменяет чувствительность ацетилхолинового рецептора к действию медиатора), в результате блокируется передача нервного импульса через синапсы, поражаются бульбарные нервные центры, нарушается походка, зрение, возникает асфиксия; также обладает способностью гемагглютировать эритроциты человека, кролика и птиц; * некоторые штаммы гемолизин продуцируют, который лизирует эритроциты барана и вызывает гибель лабораторных животных. Резистентность. * вегетативные формы малоустойчивы (погибают при 800C в течение 30 минут); * споры выдерживают кипячение в течение 1-5 часов, при 1050C погибают через 2 часа, при 1200C – через 10-20 минут (в больших кусках мяса, в банках большой емкости жизнеспособны после автоклавирования в течение 15 минут), 10% соляная кислота убивает споры через 1 час, 40% раствор формалина – через сутки, устойчивы к кислой среде желудка, споры прекращают прорастать при 2% растворе уксусной кислоты при рН 3-4,5. * ботулотоксин – при кипячении разрушается в течение 20 минут, устойчив к действию солнечного света, высоких концентраций хлорида натрия, к замораживанию, кислотам, рН ниже 7,0, к действию протеолитических ферментов ЖКТ, длительно сохранятеся в воде, в консервах – 6-8 месяцев. Эпидемиология. Естественная среда обитания клостридий – кишечник травоядных животных, человека, рыб, ракообразных, моллюсков. Источник инфекции: здоровый человек и животные. Механизм: * фекально-оральный (путь – алиментарный); * контактный (путь – прямой контактный через раневую поверхность, а ботулотоксин способен проникать через неповрежденную кожу и слизистые). Факторы передачи: пищевые продукты (в консервированных продуктах наличие самого возбудителя не обязательно, ботулотоксин может располагаться в продукте в виде очагов, не изменяя его органолептические свойства), почва, пыль, предметы обихода. В зависимости от путей заражения различают: * пищевой ботулизм; * раневой ботулизм; * ботулизм грудных детей – в возрасте 3-20 недель при попадании спор или вегетативных форм с пищей ребенка (с молоком, особенно при искусственном вскармливании); * неопределенно классифицируемый ботулизм (у детей старше 1 года и у взрослых, не связано с употреблением в пищу и попаданием через раны). Патогенез и клинические особенности ботулизма. Пищевой ботулизм – ботулотоксин, попадая в ЖКТ, проникает в кровь, поражает нервную систему, действуя на мотонейроны спинного мозга и ядра продолговатого мозга (III, IY, YI пары черепномозговых нервов), вызывая нарушение передачи возбуждения с нерва на мышцу, действуя на сосуды (сужение с последующим парезом и повышение ломкости). Инкубационный период: от нескольких часов до 8-10 дней. Клиника: заболевание может начинаться с жалоб на «туман» или «сетки» пред глазами, двоение предметов (диплопия), боли в животе, ощущение тяжести в желудке, рвота, общая интоксикация, возможно расстройство стула, жалобы нарушение глотания, осиплость и потеря голоса, головная боль, паралич дыхательного центра, смерть. Летальность 60-80 %. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет не формируется, так как иммунная доза токсина превышает летальную. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал: * для определения возбудителя – рвотные массы, промывные воды желудка, кал, секционный материал, остатки пищевых продуктов; * для определения ботулотоксина – кровь, моча, рвотные массы, промывные воды желудка, пищевые продукты. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод. 3. Биологический метод – определение ботулотоксина в РБН. 4. Серологический метод – РПГА, ИФА. Профилактика. Неспецифическая: соблюдение технологии обработки продуктов (консервы автоклавируют 3040 мин при температуре 1200C), в продукты вносятся ингибиторы (нитриты). Специфическая: по экстренным показаниям лицам, употреблявшим в пищу зараженные продукты, но еще не заболевшим, назначают поливалентную противоботулиническую сыворотку и ботулинический анатоксин, затем типовые противоботулинические сыворотки по мере установление типа токсина. Активная иммунизация проводится работникам лабораторий, военнослужащим и лицам, чья профессия связана с контактом с ботулотоксином. Лечение. Неспецифическое: промывание желудка, дезинтоксикационные мероприятия, антибиотики (пенициллин, тетрациклин). Специфическое: срочное введение поливалентной противоботулинической (А, В, Е) сыворотки в дозе 5-10 тыс. МЕ, внутривенно или внутримышечно, после установления типа токсина – моносыворотки. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Возбудители дифтерии и коклюша.» Дифтерия (от греч. diphtheria – кожа, пленка) – острое инфекционное заболевание, характеризующееся токсическим поражением сердечно-сосудистой и нервной систем, а также специфическим фибринозным (дифтеритическим) воспалением в месте входных ворот. Историческая справка. Возбудитель дифтерии был открыт в 1883 г. Э. Клебсом в срезах дифтерийных пленок. В 1884 г. Ф. Леффлер выделил его в чистой культуре. В 1888 г. Э. Ру и А. Йерсен получили дифтерийный токсин, а в 1895 г. Э. Беринг и Э. Ру независимо друг от друга получили противодифтерийную сыворотку, которую впервые для лечения дифтерии применил в 1897 г. П. Эрлих. В 1923 г. Г. Рамон разработал технологию получения дифтерийного анатоксина. В России Г.Н. Габричевский применил противодифтерийную сыворотку с лечебной целью и организовал ее производство. Таксономия. Семейство – Corynebacteriaceae Род – Corynebacterium Вид – C. diphtheriae Помимо возбудителя дифтерии в род Corynebacterium входят 20 видов, которые широко распространены в окружающей среде – воздухе, почве, воде, пыли, пищевых продуктах, а также большинство из них являются облигатными паразитами кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей, ЖКТ и мочеполового тракта, условно-патогенными для человека и животных. Наиболее часто со слизистой оболочки носоглотки, с эпителия влагалища, а также из различных ран выделяют следующие виды: C. pseudodiphthericum (палочка Хофманна), С. хerosis и C. ulcerans (общее название дифтероиды=ложные дифтерийные палочки). Морфология и тинкториальные свойства. Прямые или слегка изогнутые палочки размером 0,3-0,8×1-6 мкм, спор не образуют, неподвижны, имеют микрокапсулу (в ее состав входит корд-фактор). Характерно взаимное расположение бактерий в мазке – под углом друг к другу в виде букв V, X, L, Y (неполное расхождение при делении). Ложные дифтерийные палочки располагаются параллельно друг другу. В толстых мазках располагаются в виде «пучка булавок» (от сюда произошло название коринебактерий: от греч. kоryne – булава). Булавидные утолщения на концах связаны с наличием зерен волютина (тельца Бабеша-Эрнста) – гранулы полиметафосфата. Могут образовывать фильтрующиеся и L-формы. Грамположительные микроорганизмы. При окраске по методу Нейссера цитоплазма окрашивается в желтый цвет, а зерна волютина – в синий. По методу Леффлера (метиленовым синим) цитоплазма – голубая, зерна волютина – синего цвета. Также используется окраска флюорохромом – корифосфином с последующей люминисцентной микроскопией (цитоплазма дает желто-зеленое свечение, а зерна волютина – коричнево-красное). Культуральные свойства. Возбудители дифтерии – факультативные анаэробы, оптимальная температура их культивирования 370С, рН 7,3-8,0, длительность (8)12-24 часа. Требовательны к питательным средам (не способны расщеплять белки до аминокислот), для роста необходимо наличие аминокислот, минеральных веществ и металлов. Для культивирования применяются следующие среды: Среда Ру (свернутая лошадиная сыворотка) и Леффлера (свернутая лошадиная сыворотка с добавлением глюкозы) – рост в виде серовато-кремовых сухих морщинистых колоний по типу «шагреневой кожи». Среда Бучина с хинозолом – рост в виде плоские темно-синие колонии. Дифференциально-диагностическими являются среды с теллуритом (растут медленнее – 24-48 часов): Наиболее часто используют глицериновокровяную среду с теллуритом (Клауберг II). Сывороточно-теллуритовый агар с цистином (Тиндаль) и другие. На теллуритовых средах C. diphtheriae образует серовато-черные колонии, что обусловлено восстановлением теллурита до металлического теллура, имеющего черный цвет. Дифтероиды теллурит не восстанавливают. Биохимическая активность. Дифтерийный палочки малоактивны. Каталазоположительны. Сбраживают с образованием кислоты глюкозу, мальтозу, галактозу, некоторые варианты ферментируют декстрин, крахмал и гликоген, не разлагают сахарозу, лактозу и маннит. Не гидролизируют мочевину (проба Закса отрицательная). Разлагают цистеин с образованием сероводорода (проба Пизу положитеьная – коричневый ореол вокруг посева «уколом» за счет образования сернистого свина). Индол не образуют. На основании комплекса культуральных, биохимических и патогенетических свойств вид C. diphtheriae разделяется на 4 биовара: mitis, belfanti, gravis, intermedius. Биовар mitis (легкий) характеризуется свойствами: Не ферментирует крахмал, гликоген и декстрин; Восстанавливает нитраты в нитриты; На средах с теллуритом образует мелкие (1-2 мм) гладкие блестящие полупрозрачные черные колонии с ровным краем; На жидкой среде дает равномерное помутнение и порошкообразный осадок; На кровяных средах дает зону гемолиза; Малотоксичен; Вызывает легкую спородическую заболеваемость. Биовар belfanti: Сходен с биоваром mitis, но не восстанавливает нитраты (однако этот тест необязателен для идентификации, поэтому редко выделяют данный биовар) Биовар gravis (грубый) характеризуется следующими свойствами: Ферментирует крахмал, гликоген и декстрин; Восстанавливает нитраты в нитриты; На средах с теллуритом формирует крупные (2-3 мм) сухие матовые плоские серо-черные колонии, приподнятые в центре, с радиальной исчерченностью и неровным краем (напоминают маргаритку); На жидкой среде образуется пленка и крупнозернистый осадок (надосадочная жидкость прозрачная); На кровяных средах не дает гемолиз; Обладает выраженными токсигенными свойствами; Выделяется от больных с тяжелой формой дифтерии, вызывает групповые вспышки. Биовар intermedius трудноотличим от gravis, т.к. по биохимическим и культуральным свойствам сходен с биоваром gravis: Не ферментирует крахмал (поэтому некоторые считают больше похожим на биовар mitis); Расщепляет гликоген и декстрин; На средах с теллуритом образует мелкие (< 1 мм) сухие матовые серо-черные колонии с неровным краем; На жидкой среде дает помутнение с последующим образованием мелкозернистого осадка; Гемолиз на кровяных средах отсутствует. Дифференциация дифтерийной палочки от дифтероидов. Вид Гл Сах Кр Ге П П Восстанов коринебак юкоза ароза ахмал молиз роба роба ление нитратов терий Пизу Закса C. + – – + + – + diphtheriae mitis belfanti + – – + + – – gravis + – + – + – + intermedius + – – – + – + C. pseudo– – – – – + + diphthericum С. хerosis + + – – – + + C. ulcerans + – + + + + – Антигенная структура. О-антиген – групповой, липополисахарид клеточной стенки, термостабильный. К-антиген – типовой (около 58 сероваров), представлен капсульными нуклеопротеидами, термолабильный. На практике серотипирование не применяется, чаще применяется фаготипирование. Факторы патогенности. Токсины. Дифтерийная палочка выделяет мощный экзотоксин (гистотоксин), по силе занимающий 3-е место после ботулинического и столбнячного. Дифтерийный токсин оказывает цитотоксическое действие, а также обладает дермонекротическими и гемолитическими свойствами. Токсин синтезируется в виде неактивного предшественника – единого полипептида с молекулярной массой 61-63 кД. Активируется под действием собственной протеазы (либо протеаз макроорганизма), которая разрезает полипептид на два связанные между собой пептида: А (21 кД) и В (39 кД). Пептид В выполняет акцепторную функцию – распознает рецептор, связывается с ним, формирует внутримембранный канал, через который проникает в клетку пептид А. Пептид А – это фермент, который блокирует белковый фактор элонгации ЕF-2, что приводит к подавлению синтеза белка на рибосомах (клеток миокарда, ЦНС, почек и надпочечников). Подавление белкового синтеза в клетках миокарда и нервной системы приводит к демиелинизации нервных волокон и развитию парезов и параличей. Дифтерийный токсин синтезируют только C. diphtheriae, лизогенные toxпрофагом, несущим ген, кодирующий структуру токсина. Утрата клеткой профага или мутации в toxопероне делают клетку малотоксичной. Ферменты: гиалорунидаза, нейроминидаза, фибиринолизин, лецитиназа – факторы инвазии. Структурные и химические компоненты клетки: пили I порядка (способствуют адгезии на чувствительных клетках), микрокапсула (обеспечивает устойчивость к фагоцитозу), Cor-фактор (нарушает фосфорилирование на митохондриях) и бактериоцины (корицины) – синтез кодируется плазмидами. Резистентность. Для дифтерийных палочек характерна значительная устойчивость во внешней среде Хорошо сохраняется в высохших пленках– 3-4 месяца, на мягких игрушках – 3 месяца, в пыли – до 5 месяцев, в воде и молоке – 20 дней, на предметах обихода и одежде – до 15 дней. Под действием прямого солнечного света палочки выживают несколько часов. Чувствительны к повышенной температуре (при нагревании до 600С погибают за 10 минут, при кипячении наступает мгновенная гибель), дезсредствам в рабочих концентрациях (5% раствор карболовой кислоты обеспечивает инактивацию через 1 минуту, Н2О2 – 10 минут), пенициллину, тетрациклину, эритромицину. Эпидемиология. Антропоноз. Источник инфекции – больной человек или бактерионоситель токсигенных C. diphtheriae. Механизмы передачи инфекции: Аэрогенный (пути – воздушно-капельный и воздушно-пылевой); Контактный (путь – непрямой контактный); Фекально-оральный (путь – алиментарный – чаще через молочные продукты). Входные ворота: слизистые оболочки носа, зева, гортани, трахеи, бронхов, конъюктивы, наружных половых органов, раневая поверхность. Инкубационный период – 2-10 дней. Патогенез и клинические особенности. Возбудители адсорбируются на чувствительных клетках, колонизируют эпителий и секретируют дифтерийный экзотоксин, который инициирует развитие фибринозного воспаления: некроз эпителия, расширение сосудов с нарушением их проницаемости, отек тканей и выход фибриногена из сосудов. Фибриноген под влиянием тканевого тромбопластина, некротизированных тканей и атмосферного кислорода свертывается. На поверхности образуется фибринозная пленка. На многослойном плоском эпителии (слизистая зева, небных дужек, язычка, твердого и мягкого неба, миндалин) – плотная белая или серовато-белая, спаянная с подлежащими тканями, трудно снимается, обнажая кровоточащую поверхность. Процесс сопровождается регионарными лимфаденитами и повышением температуры до 38-400С. Системное действие токсина приводит к развитию токсический миокардита, поражению канальцевого аппарата почек, некрозу коркового слоя, в нервной системе – цитолиз нервных клеток с развитием параличей (мягкого неба, диафрагмы, сердца, блуждающего нерва). Смерть при дифтерии может наступить от раннего или позднего паралича сердца и диафрагмы, а также в результате истинного крупа (закупорка дыхательных путей оторвавшимися пленками). Иммунитет. Приобретенный иммунитет – стойкий напряженный антитоксический. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – слизь из зева и носа, пленки с миндалин, раневое отделяемое, кровь. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологический метод (основной). Определение токсигенности C. diphtheriae: A. биологическая проба на животных – при внутрикожном введение морским свинкам культуры дифтерийной палочки – некроз в месте введения, последующая гибель животного; B. заражение куриных эмбрионов (наблюдается гибель под действием токсина); C. внесение в культуру клеток (оказывает ЦПД); D. ИФА; E. использование ДНК-зондов для обнаружения tox-оперона в геноме; F. РДП по Илеку и Оухтерлони – основывается на способности токсина и антитоксина диффундировать в агар и образовывать по ходу диффузии усы, полосы, стрелы преципитации. 3. Серодиагностика – РПГА, ИФА, РИА, реакция ко-агглютинации, проба Шика. 4. Экспресс-диагностика – РИФ, ИФА, РПГА, реакция ко-агглютинации. 5. Молекулярно-биологический метод – ПЦР (обнаружение tox-гена). Проба Шика – внутрикожное введение микродоз дифтерийного токсина (1/40 Dlm 0,2 мл). Через 48 часов появляется покраснение и инфильтрат, что свидетельствует об отсутствии антитоксических антител, при их наличии реакция не возникает. Специфическая профилактика. Проводится плановая вакцинация в соответствии с национальным календарем прививок вакцинами АКДС и анатоксинами АДС, АДС-М. Вакцинация проводится АКДС трехкратно в возрасте 3-4,5-6 месяцев. Первая ревакцинация поводится АКДС в 18 месяцев. Вторая ревакцинация – в 7 лет АДС, АДС-М. Третья – в 14 лет АДС, АДС-М. Последующие ревакцинации АДС, АДС-М – каждые 10 лет до 56-летнего возраста. Экстренная профилактика – введение АД или АД-М одновременно с противодифтерийной антитоксической сывороткой. Специфическое лечение. Внутримышечное введение противодифтерийной антитоксической сыворотки или Ig, содержащих не менее 2000 МЕ в 1 мл, в дозе 10000-40000 МЕ в зависимости от тяжести заболевания. При применении лошадиной сыворотки обязательно предварительное проведение кожной пробы и последующее введение противодифтерийной сыворотки по Безредке. (В Нью-Йорке стоит памятник собаке Балто, которая за 6 дней при 40 0С морозе преодолела расстояние в 700 миль и доставила сыворотку больным дифтерией детям). Коклюш (от франц. coqueluche – петушиный крик, от лат. pertussis – сильный кашель) – это острое антропонозное инфекционное заболевание, характеризующееся катаральным воспалением верхних дыхательных путей и приступами спазматического кашля. История открытия. Возбудитель коклюша впервые выделили из мокроты больного ребенка бельгийский бактериолог Ж. Борде и французский ученый О. Жангу в 1900 г., в 1906 г. была получена чистая культура. 1911 г. Н. Ферри открыла В. bronchiseptica. В 1937 г. Эльдеринг и П. Кендрик и независимо от них У. Брэнфорд и Б. Славин выделили и изучили В. parapertussis. Таксономия. Семейство – Alcaligenaceae Род – Bordetella Виды – B. рertussis (возбудитель коклюша) B. рarapertussis (возбудитель паракоклюша) B. bronchiseptica (возбудитель бронхосептикоза у молодняка собак, кошек, кроликов, редко ОРЗ у человека) B. avium (вызывает заболевания только у животных) B. hinzii, B. holmesii (могут вызывать заболевания у больных СПИДом) B. petrii B. thrematum Морфология и тинкториальные свойства. Кокковидные палочки, мелкие (размеры 0,2-0,5×0,5-2 мкм), неподвижные (B. bronchiseptica – перитрихи), спор не образуют, B. рertussis имеют нежную микрокапсулу. В мазках располагаются поодиночке или попарно. Грамотрицательные, характерно биполярное окрашивание при окраске толуоидиновым синим (наличие на полюсах гранул, содержащих липоиды). Культуральные свойства. Строгие аэробы, хемоорганогетеротрофы, оптимальные условия роста: температура 37 0С, рН 6,8-7,4, повышенная влажность. B. рertussis требовательны к питательным средам, не растут на МПА, так как рост ингибируется жирными кислотами, для их нейтрализации в среды добавляют адсорбенты (древесный и активированный уголь, ионообменные смолы, кровь, альбумин). B. pertussis – гемоглобильнофильный микроорганизм, поэтому хорошо растет на картофельноглицериново-кровяном агаре (среда Борде-Жангу) и полусинтетическом казеиново-угольном агаре (КУА). В ЖПС B. pertussis образуют равномерное помутнение с последующим выпадением осадка (могут образовывать пленку). Колонии B. pertussis появляются через 72 часа (в среднем растут 3-5 дней) – сероватые мелкие, круглые с ровными краями, блестящие напоминают «капельки ртути» или «жемчуг», вязкой консистенции (рассматривают их с помощью бинокулярного стереоскопического микроскопа – выявляются колонии с характерным световым конусом). Через 3-4 суток культивирования на кровяном агаре появляется слабая зона гемолиза. При культивировании коклюшной палочки различают 4 фазы состояния с определенными морфологическими и биологическими свойствами: I фаза (S-форма) – колонии круглые, выпуклые, влажные, вырастают Грам– овоидные палочки (содержат специфический О-АГ, коклюшный токсин и гемагглютинины); II и III фазы – переходные к R-формам, колонии плоские, слизистые с желтоватым оттенком, определяется полиморфизм микроорганизма – овоидные и кокки (О-АГ сохранены, но их количество снижено); IV фаза (R-формы) – колонии уплотнены с желтым или зеленым пигментом, крупные до 3 мм (О-АГ утрачен, отсутствуют вирулентные свойства). B. bronchiseptica и B. parapertussis растут на МПА, для них характерен быстрый рост (24-48 часов) и для B. parapertussis образование коричневого пигмента. Биохимические свойства. Малоактивны, каталазоположительные, оксидаза ±, B. pertussis не ферментируют сахара (остальные расщепляют глюкозу и лактозу до кислоты), не образуют индол, не восстанавливает нитраты (исключение, B. bronchiseptica), не содержат тирозиназу и уреазу (исключение, B. parapertussis: разлагает тирозин, при этом среда окрашивается в коричневый цвет, и мочевину – проба Закса положительная). Антигенная структура. О-АГ – соматический термостабильный, родо-, видо- и типоспецифический, состоит из 14 компонентов: * родовой – 7 фактор; * видовые – B. pertussis 1, B. parapertussis 14 и B. bronchiseptica 12 факторы. * типовые – B. pertussis 2, 3, 4, 5, 6, 13 (наиболее часто встречаются серовары 2,0; 3,0; 2,3; 0,0); B. parapertussis 8, 9, 10 и B. bronchiseptica – 8, 9, 10, 11, 13. К-АГ у B. pertussis – термолабильный, агглютиногены. Факторы патогенности. Токсины: Пертуссин-токсин (коклюшный токсин=гистаминсенсибилизирующий фактор= лимфоцитозстимулирующий фактор) – термолабильный белок, представлен двумя субъединицами – А (активный центр) и В (связывающий центр), взаимодействие с клеточной стенкой происходит при помощи субъединицы В, опосредующей проникновение субъединицы А в цитоплазму – увеличивает содержание аденилатциклазы в клетках респираторного тракта, что приводит к неконтролируемому синтезу цАМФ (ингибированию активности клеточных факторов, извращенное функционирование клеток), также вызывает повышение проницаемости сосудов, увеличение чувствительности к гистамину и серотонину, гипогликемию (за счет повышения синтеза инсулина), стимулирует миграцию лимфоцитов, моноцитов и подавляет фагоцитоз. Внеклеточная аденилатциклаза – гемолизин, еще более усиливает синтез цАМФ, также подавляет хемотаксис фагоцитов и фагоцитоз (внутриклеточное переваривание). Трахеальный цитотоксин вызывает гибель и десквамацию мерцательного эпителия дыхательного тракта, тем самым раздражая нервные окончания. Дерматонекротический токсин (термолабильный токсин) повреждает клетки в месте входных ворот, вызывая развитие местного воспаления. Эндотоксин – термостабильный ЛПС КС, стимулирует выработку цитокинов и активирует систему комплемента, вызывая воспаление и повреждение слизистой оболочки дыхательных путей. Ферменты патогенности: лецитиназа, плазмокоагулаза, гиалуронидаза. Структурные и химические компоненты: микрокапсула у B. pertussis, пили I типа (филаментозный гемагглютинин) и пертактин (белок КС) – адгезия на мерцательном эпителии дыхательных путей. Резистентность Малоустойчивы во внешней среде, чувствителен к высушиванию, погибает при действии солнечного света в течение – 1 часа, при температуре 560С – через 10-30 мин, в 3% растворе фенола и лизола – через несколько минут. При высыхании мокроты гибнет в течении нескольких часов. Чувствителен к антибиотикам – тетрациклину, стрептомицину, левомицетину. Эпидемиология. Антропоноз. Источник инфекции – больные люди, реже бактерионосители (больные наиболее опасны в начальный период заболевания – заразный период при коклюше составляет 4 недели, при паракоклюше – 2 недели). Механизмы передачи: аэрогенный (путь – воздушно-капельный); контактный (путь – непрямой контактный/контактно-бытовой). Высокий индекс контагиозности – 75-90%, восприимчивы люди любого возраста, но чаще болеют дети от 1 года до 5 лет. Патогенез и клинические особенности Инкубационный период: 3-14 дней. Возбудитель коклюша обладает тропизмом к цилиндрическому эпителию респираторного тракта. Микроорганизм внедряется на слизистые, размножается, бронхогенным путем распространяется в бронхиолы и альвеолы. Возникает катаральное воспаление. Возбудитель выделяет токсины, под их действием эпителий некротизируется, кашлевые рецепторы перераздражаются, организм сенсибилизируется. Раздражаются рецепторы кашлевой рефлексогенной зоны «невроз респираторного тракта», в ЦНС (кашлевой центр продолговатого мозга) формируется доминантный очаг возбуждения, что вызывает приступообразный кашель. Судорожные приступы кащля могут провоцироваться неспецифическими раздражителями (звук, пыль). Бактериемии, как правило, не бывает. Различают клинические периоды: катаральный (2 недели) – гриппоподобный, характеризуется сухим кашлем, чиханием, незначительным повышением температуры тела, состояние постепенно ухудшается; конвульсивный (судорожный=параксизмальный) (4-6 недель) – отмечаются приступы спастического кашля (до 20-30 раз в сутки), во время приступа ребенок не может вдохнуть воздух, наблюдается серия из 5-10-15 кашлевых толчков (выдохов), после чего следует свистящий вдох (реприз, или «пение петуха»), типичны разрывы и язвочки на уздечке языка; период угасания (2-4 недели) – приступы наблюдаются все реже, происходит отторжение некротизированных участков слизистой оболочки верхних дыхательных путей в виде слепков. Смерть может наступить в результате асфиксии, пневмонии, в редкий случаях – от спонтанного пневмоторакса. У детей раннего возраста репризы не выражены, а у привитых детей может быть атипичное течение заболевания. В последние годы участились случаи заболевания у взрослых, протекающие без приступов кашля, в виде бронхитов с упорным кашлем, без повышения температуры. Паракоклюш встречается значительно реже, носит эпизодический характер и, как правило, протекает легче коклюша. Иммунитет После перенесенного коклюша формируется стойкий напряженный типоспецифический антимикробный клеточный и гуморальный иммунитет. У новорожденных имеются материнские Ig G и А. Перекрестного иммунитета между B. pertussis, B. parapertussis и B. bronchiseptica не наблюдается. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – мокрота (забор методом «кашлевых пластинок», на ватных тампонах погибают), слизистое отделяемое носоглотки, задней стенки глотки, кровь. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологический метод (основной). 3. Серологический метод: РСК, РА, РПГА (с 3-й недели). 4. Экспресс-метод: РИФ, ИФА. 5. Молекулярно-биологический метод – ПЦР. Специфическая профилактика. Плановая вакцинация в соответствии с национальным календарем прививок вакциной АКДС в 3-4,5-6 месяцев; ревакцинация осуществляется в 18 месяцев. Существует еще ряд вакцин– «Тетракок» (коклюш, дифтерия, столбняк и полиомиелит), «Д.Т.Вакс» и «ДТ-адюльт» (АДС), «БубоКок» (АКДС+гепатит В), «Тританрикс НВ», «Пентавак», «Гексавак», «Триацелювакс», «АаКДС». Для экстренной профилактики контактным детям, не болевшим коклюшем, вводится иммуноглобулин человеческий нормальный (в дозе 3 мл, 2-х кратно с интервалом 24 часа) с последующим наблюдением (карантин) в течение 14 дней. Лечение. Специфическое – противококлюшный иммуноглобулин человеческий. Неспецифическое – назначаются антибиотики только в тяжелых случаях и детям до 1 года (эритромицин, стрептомицин, ампициллин, левомицетин, тетрациклин), применяется симптоматическая терапия (антигистаминные, противосудорожные препараты и средства, стимулирующие работу сердца, кислородотерапия, психотерапия). ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Микобактерии – возбудители туберкулеза и лепры.» Общая характеристика микобактерий. Микобактерии относятся к семейству Mycobacteriaceae, род Mycobacterium, который включает более 160 видов. Многие из них вызывают заболевания у людей и животных. 1. Полиморфные прямые или слегка изогнутые палочки размером 0,2-0,7×1-10 мкм. 2. Склонные к ветвлению подобно грибам-актиномицетам (от груч. myces – гриб). 3. Кислото-спирто-щелочеустойчивы, т.к. в клеточной стенке содержат много липидов (до 60%, тогда как у большинства бактерий содержание липидов не превышает 10%). 4. Плохо окрашиваются анилиновыми красителями. 5. Грамположительные (окрашиваются с трудом). 6. Неподвижные, спор и капсул не образуют. 7. Строгие аэробы. 8. Медленно растут на питательных средах. По заключению Международной рабочей группы по таксономии микобактерий род Mycobacterium в практических целях подразделяют на 3 группы: 1. Медленнорастущие – при оптимальных условиях питания и температуры на плотных питательных средах видимый рост дают через 7 и более дней (M. tuberculosis, M. bovis, M. africanum, M. microti, M. kansasii, M. marinum, M. simiae, M. gastri…); 2. Быстрорастущие – видимый рост менее 7 дней (M. phlei, M. vaccae, M. diernhoferi, M. smegmatis, M. fortuitum…); 3. Предъявляющие особые требования к питательным средам или не культивируемые in vitro (M. leprae, M. lepraemurium, M. haemophilium). По пигментообразованию, скорости роста, культуральным и биохимическим свойствам условно-патогенные и сапрофитные микобактерии делятся на 4 группы (И. Раньон, 1959, 1965 г.): фотохромогенные – медленный рост и образование на свету пигмента (например, M. kansasii – вызывает различные легочные поражения у человека с диссеменацией); скотохромогенные – медленный рост, в темноте образуют желтый пигмент, на свету – красно-оранжевый (например, M. scrofulaceum – вызывает лимфадениты у детей); нехромогенные – медленный рост и не образуют пигменты (например, M. avium – возбудитель туберкулеза птиц, редко у человека); быстрорастущие ското- и фотохромогенные – видимый рост от 1-2 до 14 дней (например, M. smegmatis – обнаруживаются в мочеполовых путях мужчин, непатогенен). Микобактерии вызывают заболевания у людей, теплокровных и холоднокровных животных – микобактериозы. Различают 3 типа микобактериозов, зависящих от вида микобактерий и иммунного статуса организма: Генерализованные – развитие видимых глазу патологических изменений (внешне напоминают туберкулез, но гистологически отличаются); Локализованные – характеризуются макро- и микроскопическими поражениями определенных участков тела; Инфекции, протекающие без видимых поражений – возбудитель обнаруживается в лимфоузлах внутриклеточно или внеклеточно. Туберкулез (от лат. tuberculum – бугорок) – это инфекционное антропозоонозное заболевание, вызываемое микобактериями и характеризующееся развитием специфического гранулематозного воспаления, чаще хроническим течением, многообразием клинических проявлений и поражением различных органов, главным образом дыхательной системы. Актуальность. 1. Туберкулез – это самая распространенная инфекция. 2. Туберкулез – это глобальная проблема всех стран мира (ежегодно в мире регистрируется 8-10 млн случаев первичного инфицирования микобактериями туберкулеза). В 1993 г. ВОЗ объявила туберкулез проблемой «всемирной опасности». 3. В России один из самых высоких уровень заболеваемости туберкулезом. 4. Туберкулез – это инфекция, которая чаще всего является причиной смерти и инвалидности. 5. Туберкулез может поражать любой орган и систему организма, поэтому врач любой специальности должен знать и уметь распознать туберкулез. Причины распространенности туберкулеза: Проблема туберкулеза – на 80% социальная проблема и лишь на 15% зависит от состояния здравоохранения. 1. Снижение социально-экономического уровня жизни граждан. 2. Сокращение объемов финансирования противотуберкулезных программ, дефицит противотуберкулезных препаратов, дорогостоящее лечение. 3. Распространение лекарственно устойчивых штаммов микобактерий туберкулеза. 4. Распространение ВИЧ-ассоциированного туберкулеза (на сегодняшний день в РФ зарегистрировано более 13 тыс. случаев ВИЧ-ассоциированного туберкулеза). 5. Недостатки в работе первичного звена по диагностике и раннему выявлению туберкулеза. История открытия. Заболевание известно с глубокой древности. Легочная форма описана Аретеем Каппадокийским, Гиппократом. Ибн-Сина считал туберкулез наследственной болезнью. Первым указал на его инфекционную природу Фракосторо. В XVII-XIX веках туберкулез поражал различные слои населения: Моцарт, Шопен, Некрасов, Чехов страдали «чахоткой». Инфекционная природа заболевания была впервые доказана Вильменом в 1865 г. В 1882 г. Р.Кох открыл туберкулезную палочку (за что в 1911 г. получил Нобелевскую премию). Немаловажную роль в изучении туберкулеза, разработке методов диагностики, профилактики и лечения данного заболевания сыграли К. Пирке, А. Кальметт и К. Герен. Таксономия. Порядок – Actinomycetales Семейство – Mycobacteriaceae (от греч. myces – гриб, bacteria – палочка). Род – Mycobacterium Виды – M. tuberculosis (92%), M. bovis (5%), M. africanum (3%). Морфология и тинкториальные свойства. Характерен полиморфизм и склонность к ветвлению: в свежих культурах – прямые или слегка изогнутые палочки размером 0,3-0,6×1-4 мкм; нитевидная форма; кокковидная форма; зернистые формы (зерна Муха – от 2 до 12 зерен разной величины, не являются КУБ); фильтрующиеся формы; L-формы. Из зерен, фильтрующихся и L-форм могут восстанавливаться в обычные формы, что способствует поддержанию хронического воспаления, возникновению рецидивов. Жгутики отсутствуют, спор не образуют, имеют микрокапсулу, кислото-спиртощелочеустойчивые (клеточная стенка на 46% состоит из липидов в 3-х фракциях: фосфатиды, воски и жирные кислоты – туберкулостеариновая, фтионовая, миколовая и др.). Грамположительны. Окрашиваются по методу Циля-Нильсена в красный цвет, зернистые формы – в фиолетовый. При окраске ауромином приобретают желтый цвет. Культуральные свойства. Строгие аэробы (M. bovis – микроаэрофилы), оптимальная температура 370С, рН 6,4-7,2, большое содержание липидов замедляет обмен веществ, поэтому видимый рост M. tuberculosis появляется через 12-25 дней, M. bovis – через 21-60 дней, M. africanum – через 31-42 дня (это обусловлено длительным периодом генерации клеток – 14-15, даже до 24 часов, тогда как у большинства бактерий – 20-30 минут). Рост стимулируется 5-10% СО2, 0,5% глицерина и лецитином. Культивируются только на сложных питательных средах с глицерином, витаминами группы В, аминокислотами и глюкозой, а для подавления токсического действия жирных кислот добавляют активированный уголь, сыворотку животных и альбумин, а для подавления роста сопутствующей флоры – красители (малахитовый зеленый). Агаровые среды: * среда Левенштайна-Йенсена (яично-картофельная среда с добавлением глицерина и малахитовой зелени для подавления сопутствующей флоры); * среда Петраньяни (яично-картофельная среда с добавлением глицерина, кусочков картофеля и молока); * среды Финна 2 (яичная среда), Миддлбрука и др. Жидкие среды: * среда Сотона (аспарагин, глицерин, цитрат Fe и фосфат К); * Миддлбрука, Дюбо, Школьниковой и др. В жидких средах видимый рост появляется на 5-7 день в виде тонкой нежной желтоватой пленки, которая постепенно утолщается, становится морщинистой, ломкой, раствор остается прозрачным. На плотных питательных средах на 15-20 день M. tuberculosis образует сухие морщинистые крошащиеся возвышающиеся колонии желтовато-кремового цвета с неровными изрезанными краями (в виде «цветной капусты»). M. bovis и M. africanum образуют небольшие слегка выпуклые бесцветные колонии с изрезанными краями. Для выявления корд-фактора (от англ. cord – жгут, веревка) используется культивирование на стеклах в среде Прайса (агар с цитратной кроличьей кровью) – рост в виде кос или плетенных веревок (мазок из исследуемого материала, высушенный при 370С 5-10 минут, обработанный 6% серной кислотой и нейтрализованный раствором едкого натра, погружают во флаконы с цитратной кроличьей кровью и инкубируют при 370С 7-10 дней, затем окрашивают по Цилю-Нильсену и микроскопируют – микроколонии в виде «жгутов»). Биохимическая активность. Относительно активны. M. tuberculosis обладает каталазной активностью (в отличие от каталазы условно-патогенных микобактерий термолабильна), уреазой, никотинаминидазой, восстанавливает нитраты, накапливает в среде ниацин (ниациновый тест Конно – среда желтеет под действием никотиновой кислоты). M. bovis и M. africanum обладают только уреазой, не восстанавливает нитраты, не продуцирует никотинаминидазу и не накапливает в среде ниацин, т.к. превращает его в ниацинрибонуклеотид. Антигенная структура. Антигены туберкулезной палочки – это полисахаридные (родоспецифические антигены), белковые (туберкулопротеины), липидные компоненты клетки, фосфатиды. Туберкулопротеиды являются полными антигенами, полисахариды только в соединении с γ-глобулинами. Антигены стимулируют образование антиполисахаридных, антифосфатидных, антипротеиновых и иных антител различной специфичности (но протективной роли не играют). Также антигены индуцируют развитие ГНТ и ГЗТ. Факторы патогенности. Экзотоксины не вырабатывают. Токсическими свойствами обладают химические компоненты клетки: Корд-фактор (высокотоксичен) – оказывает токсическое действие на ткани, блокирует окислительное фосфорилирование на митохондриях, тем самым нарушая функцию дыхания, защищает от фагоцитоза, подавляет миграцию лейкоцитов. Липиды (миколовая, фтионовая и туберкулостеариновая кислоты, фосфатидный фактор, мураминдипептид, воск Д) и полисахариды – стимулируют развитие специфического гранулематозного воспаления в тканях (образование эпителиоидных клеток, гигантских многоядерных клеток Пирогова-Лангханса). Туберкулопротеин – индуцирует развитие ГЗТ. Ферменты патогенности: лецитиназа, каталаза, пероксидаза. Резистентность. Среди неспорообразующих бактерий самые устойчивые к действию неблагоприятных факторов окружающей среды. Устойчивы к кислотам, щелочам, спиртам, высушиванию (в высохшей мокроте до 2 месяцев). Рассеянный солнечный свет инактивирует микобактерий в течение 1-1,5 месяцев, прямой – 1,5 часа. На белье, книгах – свыше 3 месяцев; в воде – более 1 года; в почве – до 2 лет; в уличной грязи – до 4 месяцев; в желудочном соке – 6 месяцев; в масле – 10 месяцев. Выдерживают температуру жидкого азота (-1900С), при кипячении погибает через 5-7 минут, 500С – 12 часов, в молоке при 90-950С – 5 минут. 5% карболовая кислота, 1:1000 сулема – 1 сутки, 10% формалин – 12 часов, 5% фенол – 6 часов, 0,05% бензилхлорфенол – 15 минут. Чувствительны к УФО (погибают через 2-3 минуты) и хлорсодержащим дезсредствам (3-5 часов). Губительно действуют стрептомицин, рифампицин, тубазид, фтивазид, ПАСК. Эпидемиология. Антропозооноз. Источник инфекции – больной человек и животные. Механизмы передачи: Аэрогенный (пути – воздушно-капельный, воздушно-пылевой); Фекально-оральный (путь – алиментарный); Контактный (путь – непрямой контактный); Вертикальный (путь – трансплацентарный, реализуется редко, т.к. микобактерии вызывают развитие тромбоза кровеносных сосудов плаценты). Инкубационный период – 3-8 недель – 1 год (до 40 лет). Патогенез и клинические особенности. К 40 годам 70-90% людей инфицированы, но только у 10% развивается первичный туберкулез. В 85-95% случаях заболевание начинается в легких и во внутригрудных лимфатических узлах. Остальные случаи – это туберкулез костей, суставов, кишечника, мочеполовой системы и т.д. При попадании в альвеолы M. tuberculosis вызывает образование первичного аффекта – специфической гранулемы (бугорка, от лат. granulum – зернышко, греч. oma – окончание опухолей): в центре его располагается зона казеозного некроза с M. tuberculosis, окруженная зоной эпителиоидных и гигантских многоядерных клеток Пирогова-Лангханса, далее расположен вал из лимфоцитов и мононуклеарных фагоцитов. Из гранулемы M. tuberculosis, поглощенные макрофагами (незавершенный фагоцитоз), по лимфотическим сосудам (лимфангоит) проникает в регионарные лимфоузлы (лимфаденит). Т.о. формируется первичный туберкулезный комплекс, состоящий из: первичный аффект; лимфангоит; лимфаденит. При высокой естественной резистентности первичный очаг окружается соединительнотканной капсулой и обызвестляется – формируется очаг Гона (петрификат). Микобактерии в виде L-форм могут сохранять жизнеспособность в первичном очаге многие годы. При снижении невосприимчивости развивается прогрессия, которая может осуществляться 4 путями – развивается диссеминированный туберкулез: 1. По лимфатическим сосудам (лимфожелезистая прогрессия, «золотуха»). 2. Гематогенный путь. 3. Рост первичного аффекта вплоть до казеозной пневмонии. 4. Смешанный путь. В ряде случаев первичный туберкулез может принимать хроническое течение в виде туберкулезной интоксикации, лихорадки и т.д. Вторичный туберкулез развивается при повторном массивном инфицировании микобактериями, либо эндогенным путем из очага Гона и других локализаций первичного туберкулеза. Симптомов, характерных только для туберкулеза, нет. Иммунитет. Значительный естественный иммунитет. Приобретенный иммунитет – ведущее место клеточный нестерильный (устойчивость к суперинфекции). Формируется ГЗТ. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – мокрота, гной, моча, СМЖ, плевральная жидкость, промывные воды желудка, кусочки органов, кровь. 1. Бактериоскопический метод. 2. Бактериологичекий метод (основной). 3. Ускоренный метод Прайса на обнаружение корд-фактора. 4. Биологический метод. 5. Серологический метод – РИФ, РСК, РПГА, РДП в геле, ИФА, РИА, иммуноблотинг. 6. Молекулярно-биологический метод – ПЦР, ДНК-гибридизация. 7. Аллергологический метод – проба Манту с 2 ТЕ PPD-L. В 1890 г. Р. Кох выделил вещество белковой природы – фильтрат культуральной жидкости старых (2,5 месяца) пленочных культур M. tuberculosis, названный алть-туберкулином. Использовался для проведения накожной градуированной пробы Пирке. Отрицательные качества – балластные вещества (пептон, глицерин и др.) В 1937 г. Ф. Зейберт получил очищенный препарат – «очищенный протеиновый дериват» (Purified Protein Derivative – PPD-S). В СССР был получен М.А. Линниковой (PPD-L) в 1939 г. Применяется для проведения кожной аллергической пробы Манту. Оценка пробы Манту с 2 ТЕ (через 48-72 часа). Отрицательная – уколочная реакция (несостоятельность поствакцинального иммунитета, иммунодифицитные состояния). Сомнительная – инфильтрат 2-4 мм/только гиперемия любого размера. Положительная – инфильтрат 5 мм и более. Гиперэргическая – инфильтрат 21 мм и более/везикуло-некротическая реакция независимо от размера инфильтрата. У здорового вакцинированного человека проба Манту в норме должна быть слабоположительной (папула – 5-12 мм). Специфическая профилактика. Плановая вакцинация в соответствии с национальным календарем прививок в возрасте 3-7 дней жизни живой аттенуированной туберкулезной вакциной БЦЖ (BCG – Bacille Calmette Guerin) – авирулентный штамм M. bovis (длительно культивируют на картофильно-глицериновом агаре с бычьей желчью). Первая ревакцинация – в 7 лет при отрицательной пробе Манту. Вторая ревакцинация – в 14 лет при отрицательной пробе Манту и не получившим прививку в 7 лет. Специфическое лечение – не разработано. Неспецифическое лечение – АБ, ХТП: изониазид (тубазид), ПАСК, рифампицин, стрептомицин, этамбутол и др. Лепра (проказа, от греч. lepros – чешуйчатый, шероховатый, шелушащийся) – это хроническое генерализованное заболевание, характеризующееся специфическим гранулематозным поражением производных эктодермы (кожи, слизистых оболочек, периферической нервной системы) и патологическими изменениями во внутренний органах. История открытия. Проказа – одна из древнейших болезней, известная человечеству задолго до нашей эры, подробные описания встречаются в египетских папирусах, индийских писаниях, относящихся к периоду 1500 лет до нашей эры. Известно, что она была распространена в Китае, Японии, Персии. Распространению заболевания способствовали развитие мореплавания и торговли, а так же завоевательнве походы – в античном море это были финикияне (morbus phoenicicus) и греки (elephantiasis graecorum), в Европу проказу принесли легионы Рима. В Европе максимальное распространение лепры относится к 11-13 столетиям (войны, крестовые походы, стихийные бедствия, эпидемии других заболеваний), откуда заболевание проникло в Новый Свет (15-16 вв.), Австралию и Океанию (начало 19 в.). В большинстве стран заболевание приравнивалось к гражданской смерти с исключением из общества и лишением наследства; больных либо убивали, либо изгоняли в пустынные места. Само библейское zaraath (проказа) было собирательным термином, обозначающим моральную и физическую нечистоту. Для изоляции больных еще в Византии были организованы ксенодохии, в средневековье их заменили лепрозории (созданы священником Лазарем – человека клали в гроб и в храме отпевали заупокойную, заболевание проказой приравнивалось к смерти), порядки которых напоминали тюрьмы, а побег всегда карался смертью. Однако драконовские методы дали свои плоды. Начиная с 14 в. заболеваемость в Европе резко снизилась, и сейчас проказа встречается в виде отдельных очагов. В настоящее время в мире насчитывается от 2 до 13 млн. больных, преимущественно в странах Третьего мира. Наибольшее количество больных находится в Азии (Индия – 64%, Китай, Бирма), Африке, Южной и Центральной Америке. На территории бывшего СССР районами эпидемии по лепре были Прибалтика, устья Волги, Дуная, Кавказ и Закавказье, Средняя Азия. На этих территориях располагаются лепрозории (сейчас крупнейший лепрозорий в СНГ располагается на территории Астраханской области). Возбудитель – M. leprae был открыт норвежским врачом Г.А. Хансеном в 1873 г. в соскобе с поверхности лепромы. Таксономия. Порядок – Actinomycetales Семейство – Mycobacteriaceae Род – Mycobacterium Вид – M. leprae Морфология и тинкториальные свойства. M. leprae по морфологическим и тинкториальным свойствам сходен с микобактериями туберкулеза. M. leprae имеет форму палочек, прямых или слегка изогнутых с закругленными концами, размер 0,2-0,5×1-7 мкм. Иногда в теле бактерий отмечается мелкая зернистость. Описаны ветвящиеся, сегментированные, кокковидные, нитевидные и булавовидные формы. В мазках располагаются внутриклеточно параллельными рядами в виде «пачек сигарет». Скопления этих групп образуют, так называемые, «лепрозные шары» (до 200-300 бактериальных клеток в скоплении). Жгутиков не имеют, спор не образуют, имеют микрокапсулу. По химическому составу сходны с M. tuberculosis – клеточная стенка 3-х слойная, содержит много жироподобных веществ: фосфатиды, воски (лепрозин) и жирные кислоты (миколовую и лепрозиновую). Кислото- и спиртоустойчивы. Грамположительные. По методу Циля-Нильсена окрашиваются в красный цвет. Делящиеся особи имеют поперечную, не окрашивающуюся полосу. Культуральные свойства. Строгие аэробы, оптимальная температура – 30-350С (поражает, в основном, охлажденные участки организма – кожу). M. leprae – облигатный внутриклеточный паразит тканевых макрофагов, поэтому на питательных средах не растет, культивируется на животных (заболевание воспроизводится на девятипоясных броненосцах, а также используется экспериментальная модель – заражение белых тимусэктомированных мышей в подушечки лап (метод Шепарда) с последующим развитием гранулем). К настоящему времени установлена возможность естественного инфицирования броненосцев и обезьян мангобеев. Однако по некоторым литературным данным, M. leprae выращивают на глицериново-картофельном и кровяном агарах, яичных средах, среде Вассермана – рост наблюдается через 6-8 недель (период генерации – от 12 до 20-30 дней) в виде сухого морщинистого налета. Биохимические свойства. Утилизируют глицерин и глюкозу. Выделяют ферменты – пероксидазу, цитохромоксидазу, щелочную фосфатазу и специфический – О-дифенолоксидазу (ДОФА-оксидаза), отсутствующий у других микобактерий. Антигенная структура. Полисахаридные АГ – термостабильные, групповые для микобактерий; Белковые АГ – термолабильные, видоспецифические; Гликолипиды – видоспецифические. Имеют перекрестнореагирующие антигены с антигенами людей 0 (I) группы крови Rh-. Факторы патогенности. Высокое содержание липидов; Облигатное внутриклеточное паразитирование. Резистентность. Вне организма человека возбудитель быстро утрачивает жизнеспособность, но в трупах людей может сохраняться долгое время. Также остаются жизнеспособными после 10-12 лет хранения при комнатной температуре в 40% формалине. Эпидемиология. Антропоноз. Заболевание мало контагиозно. Источник инфекции – больной человек. От больного бактерии выделяются через кожу, при кашле, чихании, даже при разговоре. Есть сообщения о выделении возбудителя с семенной жидкостью, фекалиями, мочой, слезами. Для лепры характерен длительный инкубационный период – 3-5 и даже до 20-30 лет, поэтому из памяти больного исчезают события, с которыми они могли бы связать заражение. Механизм и пути передачи инфекции до конца не выяснены из-за трудности их изучения. Считается, что заражение происходит при непосредственных длительных и тесных бытовых контактах (прямых и непрямых), а также воздушно-капельным путем. Старые авторы называют проказу болезнью домашнего сожительства. Доказана возможность внутриутробного заражения, но дети, отделенные от больных родителей после рождения, не заболевают. Существует предположение, что в распространении лепры могут играть роль кровососущие насекомые (блохи, вши, клопы, комары). Входные ворота: полагают, что возбудитель попадает в организм человека через нарушенные кожные и слизистые покровы. Ведущая роль в распространении принадлежит социально-экономическим факторам – неблагоприятным бытовым и жилищным условиям: скученность, низкая санитарная культура, низкий жизненный уровень. Лица, контактирующие с больными, не опасны для окружающих. Патогенез и клинические проявления. Особенности болезни определяются следующими свойствами возбудителя: Медленное размножение (инкубационный период до 20 лет) и хроническое течение; Поражение нервной системы ведет к инвалидности; Оптимальная температура ниже 370С, следовательно, поражаются охлаждаемые ткани; Вызывает иммунологическую толерантность у людей с лепроматозной формой, и такие пациенты становятся главным источником заражения. M. leprae проникает в нервные окончания, а оттуда в лимфатические и кровеносные капилляры, не вызывая видимых поражений в месте внедрения. В большинстве случаев возбудитель погибает и элиминируется, или болезнь протекает латентно, не проявляясь в течение всей жизни. Проявление заболевания прямо зависит от состояния факторов резистентности. При небольших отклонениях развивается абортивная инфекция в виде ограниченных гранулематозных высыпаний (иногда могут самопроизвольно исчезать). Классификация лепры (Ридли-Джоплинга): 1. ТТ-тип – у лиц с хорошим иммунитетом развивается относительно доброкачественная туберкулоидная форма. Она характеризуется образованием гранулем из эпителиоидных и гигантских клеток, окруженных лимфоцитарным валом, на коже и слизистых оболочках, а также поражением периферических нервов, реже поражаются внутренние органы. Кожные элементы сыпи (одиночные слегка пигментированные пятна, папулезные высыпания, бляшки расположенные ассиметрично) постепенно рассасываются, оставляя местную анестезию, атрофию (не растут волосы, не функционируют потовые железы). Поражение периферических нервов приводит к нарушению чувствительности, а поражение крупных стволов к парезам, параличам, контрактуре пальцев, трофическим язвам. 2. LL-тип – неблагоприятной и тяжелой считается лепроматозная форма с образованием гранулем, содержащих «лепрозные клетки» (клетки Вирхова), плазмоциты, лимфоциты, фибробласты. Течение злокачественное. Основным клеточным элементом гранулемы является макрофаг. Характерен незавершенный фагоцитоз – в таких клетках M. leprae размножаются и накапливаются в больших количествах. Эта форма наиболее опасная для окружающих (бугорковая проказа), так как у больных возбудитель содержится в лепромах, органах и тканях, на слизистой носа. Начинается болезнь с появления красных пятен на коже плеч, бедер, ягодиц. Пятна сначала без резких границ, позже они приобретают «ржавый цвет» (метки дьявола – при прокалывании не кровоточат и безболезненны). В течение длительного времени пятна остаются без изменений, но чаще превращаются в инфильтраты или лепромы. Размер их от просяного зерна до лесного ореха. Цвет сине-коричневый. При диффузной инфильтрации формируется «львиная морда» (facies leonina) – морщины и складки углубляются, нос утолщается, щеки, губы и подбородок приобретают дольчатый вид. Также характерны поражения глаз, приводящие к ослаблению зрения и слепоте. На поздних стадиях лепры у больного формируются множественные лепромы, выпадают брови и ресницы, уродуются пальцы, возникают парезы и параличи. Лепромы могут изъязвляться с образованием язвы с плотными крутыми краями сукровичным отделяемым. Нередки лепромы носовой перегородки, которые вызывают перфорации и деформации. Если лепромы формируются в гортани появляется осиплость голоса, афония, может наступить удушение. Инфильтраты могут сливаться и тогда кисти и стопы приобретают подушкообразный вид. Течение болезни медленное длительное с периодическими обострениями при любом стрессе (простуда, беременность, операция). 3. Промежуточное положение занимает недифференцированная форма, встречаемая у людей с неустойчивым иммунитетом. Протекает с поражением периферических нервов и слабо выраженными кожными проявлениями. Со временем (3-5лет) этот тип трансформируется в туберкулоидный или лепроматозный. 4. Кроме того, различают погранично-туберкулоидную, пограничную и пограничнолепроматозную формы. Иммунитет. Естественная резистентность высокая. В результате контактов с больными заболевают далеко не все (не более 1-2 из каждых 100 контактных). Однако все факторы, способствующие ослаблению иммунитета, повышают риск заболеваемости. Известно много случаев, когда члены семьи больного, жившие с ними с самого начала заболевания, оставались долгое время здоровыми, что может свидетельствовать о формировании иммунитета у контактирующих с больными. Это подтверждается также в очень редких случаях заболевания лепрой врачей, обслуживающего персонала лепрозориев – в редких случаях, когда нарушались, установленные там правила, и контакт с больными выходили за пределы официальных отношений. Более частая заболеваемость детей, по всей вероятности, связана с несовершенством их иммунной системы. В процессе заболевания возникают изменения иммунокомпетентных клеток: снижается количество Т-лимфоцитов, падает их активность – в результате теряется способность реагировать на антигены возбудителя (формирование расщепленной толерантности к M. leprae). Гуморальный иммунитет не нарушается – в сыворотке крови больных обнаруживаются антитела к микобактериям лепры в высоких титрах, но они не играют защитной роли. Для определения активности иммунитета больных, с диагностической целью, а также для определения эффективности лечения применяется проба Мицуды – кожная проба с лепромином. Лепромин – автоклавированная или прокипяченная взвесь лепроматозной ткани. Вводится внутрикожно по 0,1 мл. Стандартный препарат лепромина содержит в 1,0 мл 100 млн. микобактерий лепры. Реакция положительна у здоровых людей и у больных туберкулоидной формой. Отрицательна – при лепроматозной форме, что свидетельствует о резком снижении иммунитета. Различают раннюю реакцию (48 ч) – гиперемия, небольшая папула и позднюю реакцию, которая появляется через 2-4 недели в виде бугорка, узелка, иногда с некрозом. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – соскоб слизистой оболочки носа (с обеих сторон перегородки), содержимое лепрозных узлов, мокрота, отделяемое язв, пунктаты лимфатических узлов, кусочки органов, кровь (в период лихорадки). 1. Бактериоскопический метод (основной). 2. Биологический метод. 3. Аллергологический метод – проба Мицуды для определения способности к иммунному ответу. 4. Молекулярно-биологический метод – ПЦР, ДНК-гибридизация. Профилактика и лечение. Специфической профилактики (создана экспериментальная вакцина) и лечения нет. Основные мероприятия неспецифической профилактики: Раннее выявление больных и изоляция их в лепрозории, где они пребывают до излечения; Наблюдение за членами семьи больного и их обследование первые 10 лет – 2 раза в год, в дальнейшем – 1 раз в год; Новорожденные дети сразу же изолируются от больной матери и вскармливаются искусственно, затем здоровые дети воспитываются в детском доме при лепрозории; Применяется превентивное введение вакцины БЦЖ населению тех районов, где часто встречается лепра. Для лечения проказы испробовано огромное количество различных способов, включая и препараты золота (золото в разных соединениях убивает кислотоустойчивые бактерии) – кризолган, сольганол, санакризин; подсадки растительных и животных тканей с целью стимуляции иммунитета (йодистый калий). Издавна применяется чаульмугровое масло, добываемое из тропических бобовых растений. Масло содержит ненасыщенные жирные кислоты, которые влияют на содержание в крови липазы, разрушающей клеточную оболочку бактерий. В настоящее время основными средствами лечения проказы являются: Препараты сульфонового ряда (ДДС/дапсон – 4,4-диаминодифенилсульфон и др.); Рифампицин, клофазимин, фторхинолоны (офлоксацин); Противотуберкулезные препараты (фтивазид, тибон); Чаульмугровое масло и его препараты (мигрол, интилепрол). Препаратами выбора считают дапсон, рифампицин и клофазимин, применяемые отдельно или в комбинации. Лечение проводится комплексное, длительными курсами. Тема лекции: «ВОЗБУДИТЕЛИ ЗООНОЗНЫХ ИНФЕКЦИЙ». План лекции: 1. Понятие о зоонозах. 2. Возбудитель сибирской язвы. 3. Возбудитель чумы. 4. 5. Возбудители бруцеллеза. Возбудитель туляремии. Зоонозы (от греч. zoon – животное и nosos – болезнь) – это заболевания, при которых источником инфекции являются различные животные, служащие единственным резервуаром возбудителя в природе. Примеры зоонозных инфекций:: сибирская язва; чума; бруцеллез; туляремия; псевдотуберкулез; ящур; лептоспироз; сап и т.д. Особенности зоонозных инфекций: 1. Человек не является биологическим хозяином возбудителя зоонозов. 2. Отсутствует передача возбудителя от больного человека к здоровому (как правило). 3. Отсутствует передача возбудителя от человека к животному. 4. Возникновению заболевания у людей предшествуют эпизоонозы у животных. Сибирская язва (углевик) – это острое инфекционное зоонозное заболевание, характеризующееся тяжелой интоксикацией, лихорадкой и протекающее в кожной, легочной и кишечной формах. Историческая справка. Сибирская язва известна с давних времен. Еще в Библии описана болезнь, симптомы которой напоминают сибирскую язву. Со времен Гомера, Галена, Цельса и Виргилия, болезнь фигурирует под названием «священный огонь» (ignis sacer) или «персидский огонь» (ignis persicus). Первые сообщения о сибирской язве в России можно найти в Никоновской летописи (979 г.). В связи с сильными эпизоотиями в 1640 г. вышел царский указ, запрещавший снимать шкуры с павших животных, а трупы закапывать глубоко в землю. С.С. Андреевский, изучивший заболевание во время эпидемии на Урале (1786-1788 гг.), дал ему название «сибирская язва», а в 1788 г. путем самозаражения доказал единство этиологии сибирской язвы у людей и животных. Возбудитель был открыт А. Поллендером в 1849 г.. Чистую культуру возбудителя получил Р. Кох (1876 г.), а в 1881 г. Л. Пастер создал живую вакцину для иммунопрофилактики заболевания. В 1902 г. Асколи разработал диагностическую реакцию кольцепреципитации. Таксономия. Семейство – Bacillaceae Род – Bacillus Вид – Bacillus anthracis (от греч. аnthrax – уголек) Морфология. Очень крупные палочки с обрубленными концами размером 5-10×1-2 мкм; жгутики отсутствуют; в организме человека и животных, а также на питательных средах с кровью образуют макрокапсулу белковой природы; в присутствии О2 формируют центрально расположенные овальной формы споры; грамположительные; в мазках располагаются цепочками с утолщениями на концах (напоминают «бамбуковую трость»); обработка культур пенициллином приводит к разрушению клеточной стенки и образованию цепочек, состоящих из протопластов (в виде «жемчужного ожерелья»); споры окрашиваются по методу Ожешко в красный цвет; капсула выявляется по методу Бури-Гинса и Романовского-Гимзе. Культуральные свойства. Факультативный анаэроб, оптимальная температура культивирования 35-370С, рН 7,2-7,6, хорошо растет на обычных питательных средах (МПА, МПБ). Через 17-24 часа образует R-форму колоний – серебристые крупные зернистые колонии, от краев отходят пучки нитей (в виде «головы Медузы» или «львиной гривы»), редко – S- и М-формы. На бульоне растет в виде ватных хлопьев, не вызывая помутнения среды. Дает характерный рост при посеве уколом в желатин – в виде «перевернутой елочки». На кровяном агаре гемолиза не дает. Биохимическая активность. Ферментирует большинство сахаров (глюкозу, сахарозу, декстрин, трегалозу, фруктозу, крахмал) до кислоты без газа. Положительная реакция Фогес-Проскауэра (образует ацетилметилкарбинол при ферментации глюкозы с окрашиванием среды в красный цвет). Разжижает желатин, восстанавливает нитраты в нитриты, образует сероводород и аммиак, индол не образует, пептонизирует молоко. Антигенная структура. 1. О-антиген – соматический, термостабильный липополисахарид клеточной стенки, группоспецефический (выявляется в реакции колцепреципитации по Асколи). 2. К-атиген – капсульный, полипептидный, видоспецифический. 3. Протективный антиген – белковый токсин – обладает выраженными иммуногенными свойствами, т.к. к нему образуются антитела, обладающие защитными свойствами. Факторы патогенности. Токсины. Bacillus anthracis выделяет экзотоксин, имеющий сложную структуру – состоит из трех компонентов: протективного антигена, летального и отечного факторов. Протективный антиген – взаимодействует с мембранами клеток и опосредует проявление активности других компонентов. Летальный фактор («мышиный токсин») – проявляет цитотоксический эффект и вызывает отек легких. Отечный фактор – повышает концентрацию цАМФ, вызывая развитие отеков. Эти компоненты по отдельности токсическое действие не проявляют! Синтез экзотоксина контролируется плазмидой. Ферменты – протеазы, обеспечивающие инвазию и приводящие к деструкции тканей. Структурные и химические компоненты клетки: капсула (участвует в адгезии и защищает от фагоцитов), споры (обеспечивают длительное сохранение во внешней среде). Резистентность. Вегетативные формы малоустойчивы. Напротив, споры – очень устойчивы во внешней среде: при 1000С – более 1 часа, автоклавирование при 1210С – 15-20 минут, сухой жар при 1400С – 2-3 часа; дезинфицирующие средства (10% раствор формалина и 5% раствор карболовой кислоты) – 6-8 часов; в почве, в шкурах зараженных животных – сохраняются десятилетиями (30 и более лет). Чувствительны к стрептомицину, левомицетину, тетрациклину и другим антибиотикам. Эпидемиология. Типичный зооноз. Среди животных наиболее восприимчивы травоядные (КРС, лошади, свиньи). Животные заражаются при заглатывании спор во время выпаса или при поедании загрязненных кормов. Источник инфекции – больные животные (выделяют возбудителя сибирской язвы с мочой и испражнениями). Значительную эпидемиологическую опасность представляют скотомогильники, особенно если трупы животных, павших от сибирской язвы были зарыты без надлежащих предосторожностей. Пути передачи: Прямой контактный (при контакте с инфицированным материалом – уходе за больными животными, убое, разделке туш); Алиментарный (при употреблении в пищу мяса больных животных); Воздушно-капельный, воздушно-пылевой (при вдыхании спор возбудителя); Возможен трансмиссивный путь (через укусы кровососущих насекомых – слепней и мух). Инкубационный период – 2-3 суток. Патогенез и клинические особенности. В зависимости от места входных ворот выделяют: Кожная форма (чаще) – во входных воротах сначала больные отмечают усиливающийся кожный зуд, затем появляется красноватое пятно, быстро трансформирующееся в папулу меднокрасного цвета, через несколько часов на месте папулы образуется везикула с серозногеморрагическим содержимым, из-за сильного зуда больные часто срывают везикулу, либо она лопается сама, и на ее месте образуется черный увеличивающийся в размерах струп (напоминает уголек), струп окружен инфильтратом в виде багрового вала. Кожная форма сопровождается повышением температуры тела до 39-400С, длится примерно 5-6 дней, летальность не более 5%. Легочная форма – протекает очень тяжело, развивается пневмония по типу отека легких, в большинстве случаев заканчивается летально (смерть наступает на 2-3 сутки вследствие сердечнососудистой недостаточности). Кишечная форма – проявляется повышением температуры до 39-400С, рвотой и диареей с кровью, заканчивается летально в 100% случаев. При всех формах возможно развитие диссеминированной инфекции. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный антимикробный напряженный (повторные заболевания возможны, но редко). Развивается ГЗТ. и антитоксический Специфическая профилактика. Проводится вакцинация по эпидпоказаниям, а также планово – группам риска (военным, животноводам) живой сибиреязвенной сухой вакциной СТИ (высушенная взвесь живых безкапульных Bacillus anthracis) или комбинированной вакциной (СТИ+протективный антиген). Неспецифическая профилактика (большая роль): Изоляция больных животных; Сжигание трупов погибших животных; Санитарный надзор за предприятиями, перерабатывающими животное сырье и т.д. Специфическое лечение – лошадиный противосибиреязвенный иммуноглобулин. Чума – острое антропозоонозное инфекционное заболевание, характеризующееся тяжелой интоксикацией, поражением лимфоузлов с развитием септицемии и тенденцией к эпидемическому и пандемическому распространению. Историческая справка. С древних времен чума известна как заболевание, протекающее в виде эпидемий с большим числом смертельных исходов. Издавна отмечено, что чума развивалась вследствие контактов с больными животными. Эпидемии чумы известны с III века до н.э. Иногда они приобретали вид пандемий. Достоверные сведения имеются о 3 пандемиях. Первая из них описана в 527-565 гг. (известна как «юстинианова» чума) – свирепствовала в Египте и Восточно-Римской империи, привела к огромным потерям среди населения (около 100 млн. человек). Вторая пандемия, названная «черной смертью», Средиземноморье и Западную Европу в 1345-1350 гг., унесла жизни около 50 млн. человек (четверть населения Европы). Третья пандемия началась в 1894 г. в Гонкоге: за 20 лет умерло свыше 10 млн. человек. В самом начале третьей пандемии были сделаны важнейшие открытия: выделен возбудитель и доказана роль крыс в распространении чумы. Заболевание изучил Г.Н. Минх (1878 г.). Возбудителя чумы обнаружили во время эпидемии в Гонконге одновременно и независимо друг от друга французские ученые А. Иерсен и Ш. Китазато в 1894 году. Таксономия. Семейство – Enterobacteriaceae Триба – Yersiniae Род – Yersinia Вид – Yersinia pestis Морфология. Палочка овоидной формы, вздутая по середине (формой напоминает «бочонок»), размеры 0,30,7×1-2 мкм. Грамотрицательные, окрашиваются биполярно (биполярность особенно хорошо выражена при окраске метиленовым синим или по Романовскому-Гимзе). В мазках из патологического материала располагаются цепочками, из бульонных культур – беспорядочно. В организме человека и животных, а также на кровяных средах при 370С образуют нежную капсулу. Спор и жгутиков не имеют. Культуральные свойства. Факультативные анаэробы. Оптимальная температура роста – 28-300С (температура тела грызунов), рН – 6,9-7,2. Хорошо растут на простых питательных средах (МПА, МПБ). На поверхности жидкой питательной среды через 48 часов культивирования образуется пленка со спускающимися вниз нитями («сталактитовый рост»). На плотных питательных средах выделяют три стадии роста колоний Yersinia pestis: Молодые колонии – обнаруживаются через 8-12 часов культивирования: прозрачные микроколонии с неровными краями, напоминающие «битое стекло»; Позднее (через 18-24 часа) – колонии сливаются и появляются нежные плоские образования со светлым зернистым центром и фестончатыми краями в виде «кружевных платочков»; Зрелые колонии – образуются через 48-72 часа: крупные колонии с бурым зернистым центром и неровными краями в виде «ромашек». Биохимическая активность. Возбудитель расщепляет многие сахара (глюкозу, галактозу, мальтозу, маннит и многие другие) до кислоты без газа. По отношению к глицерину различают 2 варианта возбудителей: глицерин-позитивный (континентальный – с суши) и глицерин-негативный (океанический – с моря). Не ферментирует лактозу, сахарозу и рамнозу. Реакция Фогес-Поскауэра – отрицательная. Протеолитическая активность отсутствует (желатин не разжижает, не восстанавливает нитраты, индол, сероводород и аммиак не образует, молоко не свертывает). Антигенная структура. Yersinia pestis содержит до 18 антигенов, но не все они хорошо изучены. Выделяют антигены клеточной стенки: 1. О-антиген – соматический антиген, термостабильный липополисахарид, является эндотоксином. 2. ОСА – основной соматический антиген, белковой природы, является экзотоксином, обладающим гемолитическими свойствами, токсичен для человека и животных (белых крыс и мышей). Капсульные антигены: 1. F1-антиген (фракция-1) – термолабильный гликопептид, не обладает токсическими свойствами, но защищает возбудителей чумы от фагоцитоза и обуславливает иммуногенные свойства. 2. VW – антиген вирулентности, это фактически два антигена, но они всегда встречаются вместе: V-антиген – белок, а W-фракция – липопротеин. VW обладает антифагоцитарным действием и способствует внутриклеточному размножению возбудителя чумы. Внутри клетки (в ЦПМ) располагается Т-антиген – «мышиный» токсин (очень ядовит для мышей), белковой природы, блокирует функции митохондрий печени. Факторы патогенности. Токсины: Эндотоксин; Экзотоксины – гемолизин (ОСА), «мышиный» токсин. Ферменты – гиалуронидаза, нейроминидаза, лецитиназа, фибринолизин, плазмокоагулаза. Структурные и химические компоненты клетки: пили I порядка, капсула, плазмиды (в них локализованы гены, детерминирующие синтез большинства факторов патогенности), бактериоцины (пестицины). Из-за наличия большого набора агрессивных факторов возбудитель чумы относится к I группе микроорганизмов по степени опасности для человека. Резистентность. Возбудитель чумы обладает значительной устойчивостью во внешней среде: В воде, почве, на одежде – от 1 до 5 месяцев; В трупах погибших больных, особенно при низких температурах – неопределенно длительное время (психрофилы); В организме блох – живут до 1 года; В гнойном содержимом бубонов – 20-30 дней; В мокроте больных – до 10 суток; На овощах, фруктах – 6-11 суток. Но высоко чувствительны к УФЛ, высушиванию, повышенной температуре (до 600С – погибают за 1 час, кипячение – 1 минута), действию дезинфиктантов (5% раствор карболовой кислоты убивает за 5-10 минут), антибиотикам (стрептомицину, тетрациклину, левомицитину, хлоранфениколу). Эпидемиология. Зооантропоноз (больные легочной формой могут выделять возбудителя). Основной резервуар и источник инфекции – грызуны (около 300 видов): в природе – сурки, суслики, песчанки, полевки; в синантропных очагах (городах) – серые крысы, домашняя мышь. Механизмы передачи: Чаще всего трансмиссивный (путь – контаминационный, т.е. при втирании в ранку от укуса блохи ее фекалий и рвотных масс, содержащих возбудителя, переносчики – блохи); Фекально-оральный (путь – алиментарный – при приеме пищи, инфицированной возбудителем, например, мяса больных животных, не подвергавшегося достаточной термической обработке); Контактный (путь – прямой контактный, когда возбудитель проникает через поврежденную кожу или слизистые при разделке туш зараженных животных); Аэрогенный (путь – воздушно-капельный, реализуется при легочной форме чумы, когда возбудитель в больших количествах попадает в воздух с мокротой больного, выделяемой при кашле). Инкубационный период – 3-6 суток. Патогенез и клинические особенности. Патогенез чумы включает три стадии: 1. Внедрение возбудителя в организм в месте укуса блохи (на месте проникновения образуется карбункул), от куда он быстро попадает в лимфоузлы (чаще подмышечные и паховые), где развивается некрозно-геморрагическое воспаление (образуются чумные бубоны, размером могут достигать куриного яйца). 2. Распространение возбудителя в кровоток (бактериемия). 3. Диссеминация возбудителя по различным органам и системам. Клинически различают следующие формы чумы: Кожную; Бубонную; Легочную; Кишечную; Септическую. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – в основном, клеточный, напряженный, пожизненный. Специфическая профилактика. Проводится вакцинация по эпидпоказаниям, а также планово – группам риска (в основном, военнослужащим) живой аттенуированной вакциной из штамма EV или химической вакциной. Специфическое лечение – противочумной иммуноглобулин. Бруцеллез – зоонозное инфекционно-аллергическое заболевание, характеризующееся длительной лихорадкой, поражением опорно-двигательного аппарата, нервной, сердечнососудистой, мочеполовой и других систем организма со склонностью к затяжному, хроническому течению. Историческая справка. Бруцеллез как заболевание известно давно, со времен Гиппократа, но научное его изучение началось в 60-х годах XIX века. В то время оно получило название «средиземноморская или мальтийская лихорадка». В 1886 г. Д. Брюс обнаружил возбудителя заболевания в мазках из селезенки погибшего от бруцеллеза больного, а в 1887 г. выделил чистую культуру возбудителя (впоследствии этот возбудитель был назван В. melitensis). В 1897 г. датские ученые Б. Банг и Б. Стрибольт выделили сходные микроорганизмы из околоплодной жидкости при инфекционных абортах у коров (B. abortus bovis). В 1914 г. Д. Траум обнаружил аналогичных возбудителей у свиней и назвал их B. suis. Позднее были выделены другие виды бруцелл: в 1957 г. – B. neatomae (от кустарниковых крыс), в 1960 г. – B. canis (от гончих собак), а в 1970 г. – B. ovis (от барана). Таксономия. Семейство – Brucellaceae Род – Brucella Виды – наиболее патогенные для человека – В. melitensis, B. abortus, B. suis. Морфология. Мелкие кокковидные палочки размерами 0,5-0,7×0,6-1,5 мкм, грамотрицательные, в мазках располагаются беспорядочно, неподвижны, спор не образуют, свежевыделенные штаммы могут образовывать нежную капсулу. Культуральные свойства. Строгие аэробы. Оптимальные условия культивирования: температура – 370С, рН – 6,8-7,2. Особенностью бруцелл бычьего типа является их потребность в повышенном содержании в атмосфере углекислого газа (5-10% СО2). Характерен медленный рост бруцелл – первые генерации появляются через 1-3 недели и более. При пересеве лабораторных культур рост наблюдается через 12 дня. Требовательны к питательным средам: хорошо растут на печеночном, сывороточном или кровяном агаре. В жидкой среде наблюдается рост в виде диффузного помутнения. На плотных питательных средах бруцеллы образуют перламутровые мелкие выпуклые гладкие колонии с нежной зернистостью (S-форы). Возможна диссоциация в R-формы. Биохимическая активность. Выражена слабо. Ферментируют глюкозу и арабинозу до кислоты без газа. Восстанавливают нитраты, разлагают белки с образованием Н2S, индол не образуют. Разделение на виды основано на биохимических и культуральных различиях. Видовые различия бруцелл Виды Рост на средах с Образова Потребно бруцелл красителями ние Н2S сть в СО2 фуксином тионином В. + + – – melitensis (3 биовара) B. abortus + – + + (9 биоваров) B. suis – + + – (4 биовара) Антигенная структура. У бруцелл выявлено до 15 антигенных фракций: родовые и видовые поверхностные антигены. 1. Выделяют два соматических антигена – А и М, причем М-антиген доминирует у В. melitensis, А-антиген преобладает у B. abortus и B. suis. 2. Третий – L(Vi)-антиген – поверхностно расположенный капсульный антиген вирулентности, термолабильный, имеет сходство с Vi-антигеном сальмонелл. Факторы патогенности. Токсины. Бруцеллы обладают эндотоксином (ЛПС КС), имеющим высокую инвазивную способность. Ферменты – гиалуронидаза и нейроминидаза. Структурные и химические компоненты клетки: пили I порядка и белки клеточной стенки (адгезивные свойства), капсула. Считают, что бруцеллы обладают высокой инвазивностью: могут проникать в организм человека через неповрежденные кожные и слизистые покровы. Также являются факультативными внутриклеточными паразитами. Резистентность. Бруцеллы довольно устойчивы во внешней среде: В воде и влажной почве – они могут сохраняться до 5 месяцев; В молоке – 9 месяцев; В сыре – до 1 года; Они устойчивы к низким температурам и в замороженном мясе выживают до 5 месяцев. Чувствительны к повышенной температуре (до 600С – погибают за 30 минут, кипячение – мгновенно), действию дезинфиктантов (3% раствор хлорной извести, 1% хлорамин, 2% формалин убивают их за 5 минут), антибиотикам (стрептомицину, тетрациклину, рифампицину). Эпидемиология. Типичный зооноз. Основной резервуар и источник инфекции – больные домашние животные: овцы, козы, свиньи, КРС. Механизмы передачи: Фекально-оральный (путь – алиментарный – большую опасность представляет сырое молоко и молочные продукты, не подвергающиеся в процессе приготовления тепловой обработке, например, сыр, брынза); Контактный (путь – прямой контактный – при попадании возбудителя на поврежденные кожные или слизистые покровы при уходе за больными животными); Аэрогенный (путь – воздушно-пылевой – описан при вдыхании воздушно-пылевой смеси, содержащей инфицированные частицы шерсти, навоза, земли во время уборки помещения). Для бруцеллеза свойственен выраженный профессиональный характер заболевания! Инкубационный период – 1-4 недели (может длиться до 2-3месяцев). Патогенез и клинические особенности. Бруцеллы проникают в организм человека через слизистые оболочки или кожные покровы, не оставляя никаких изменений в области входных ворот. Лимфогенным путем возбудители заносятся в региональные лимфоузлы и подвергаются незавершенному фагоцитозу. С макрофагами возбудители проникают в кровоток и диссеминируют в печень, селезенку, почки, костный мозг, суставы, эндокард. В пораженных органах образуются очаги некроза, окруженные инфильтратами. Появляются признаки очаговых поражений со стороны опорно-двигательного аппарата, нервной, сердечно-сосудистой, мочеполовой и других систем. Внутри фагоцитов бруцеллы способны формировать L-формы и длительно персистировать в организме. Переход в исходные формы обуславливает рецидив болезни. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный (образуются неполные антитела) и клеточный, нестойкий, нестерильный. Формируется ГЗТ. Специфическая профилактика. Проводят вакцинацию по эпидпоказаниям живой вакциной из аттенуированного штамма B. abortus. Специфическое лечение – противобруцеллезный иммуноглобулин, для лечения хронических форм заболевания применяется убитая бруцеллезная вакцина. Туляремия – острое природно-очаговое зоонозное заболевание, характеризующееся лихорадкой, образованием лимфаденитов и поражением различных органов (глаз, легких, кожных покровов, ЖКТ и др.) Историческая справка. Впервые возбудителя туляремии выделили Г. Мак-Кой и Ш. Чепин в 1911 г. от больных белок в районе озера Туляре (штат Калифорния). Подробно изучил свойства F. tularensis американский бактериолог Э. Френсиса. Таксономия. Семейство – Brucellaceae Род – Francisella Виды – Francisella tularensis Морфология. Мелкие кокковидные палочки размерами 0,2-0,7×0,2 мкм, грамотрицательные, в мазках располагаются беспорядочно, неподвижные, спор не образуют, некоторые имеют капсулу. Культуральные свойства. Строгие аэробы. Оптимальные условия культивирования: температура – 370С, рН – 6,8-7,2. Рост на питательных средах замедленный – 3-5 суток. Требовательны к питательным средам: культивируются на средах с добавлением яичного желтка (среда Мак-Коя) или крови, цистина и глюкозы (среда Френсиса). В жидких питательных средах – рост в виде пленки. На плотных питательных средах вырастают крупные молочно-белые колонии с ровным краем. Биохимическая активность. Слабо выражена. Ферментируют глюкозу, мальтозу и некоторые другие сахара до кислоты. По отношению к глицерину и распространению в природе выделяют 3 географические расы (подвиды) Francisella tularensis: Голарктическая – не ферментирует глицерин, умеренно патогенна для человека и домашних крыс, распространена в Европе и Азии; Среднеазиатская – ферментирует глицерин, умеренно патогенна для человека, встречается на территории нашей страны и Средней Азии; Неарктическая – ферментирует глицерин, высоко патогенна для человека, распространена в Северной Америке. Образуют аммиак, Н2S, индол не образуют. Антигенная структура. 1. О-антиген – соматический, ЛПС КС. 2. Vi-антиген – разновидность капсульного антигена, обладает вирулентными и иммуногенными свойствами. Факторы патогенности. Токсины – эндотоксином. Ферменты – гиалуронидаза, нейроминидаза, фибринолизин. Структурные и химические компоненты клетки: пили I порядка, белки клеточной стенки, капсула. Резистентность. Хорошо сохраняется во внешней среде, особенно при низких температурах: В воде, почве при +40С – сохраняют жизнеспособность до 4 месяцев; На зерне при +10С – 9 месяцев, при 20-250С 1-2 мес; В шкурах животных, погибших от туляремии – до 1 месяца. Чувствительны к повышенной температуре (до 600С – погибают за 20 минут, кипячение – 1-2 минуты), УФ лучам, действию дезинфиктантов (5% формалин убивают за 2-5 минут), антибиотикам (стрептомицину, тетрациклину, гентамицину, канамицину). Эпидемиология. Типичный зооноз. Резервуар и источник инфекции – многочисленные виды грызунов и другие животные (всего 82 вида). Механизмы передачи: Трансмиссивный (при укусе кровососущими насекомыми – иксодовыми клещами, комарами, слепнями); Фекально-оральный (путь – алиментарный и водный – через инфицированные продукты и воду); Контактный (путь – прямой контактный –попадание возбудителя на поврежденные кожные или слизистые покровы при снятии шкур, сборе павших грызунов); Аэрогенный (путь – воздушно-пылевой – описан при вдыхании содержащей возбудителей пыли от зерна, соломы). Инкубационный период – 2-8 дней. Патогенез и клинические особенности. Возбудители проникают в организм человека через кожу, слизистые оболочки глаз, дыхательных путей или ЖКТ. В области входных ворот развивается первичный аффект в виде последовательно сменяющих друг друга пятна, папулы, везикулы, пустулы и язвочки. Затем возбудитель попадает в лимфоузлы, где поглощаются фагоцитами, внутри которых активно размножается. Из лимфоузлов F. tularensis попадает в кровь (бактериемия), при этом часть бактерий погибает, что обуславливает интоксикацию. Затем наступает стадия очаговых поражений с образованием гранулем в селезенке, печени, легких, костном мозге. Клиническое течение инфекции зависит от входных ворот, в соответствии с чем выделяют формы заболевания: Бубонную; Легочную; Желудочно-кишечную; Септическая. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный и клеточный, стойкий, пожизненный. Специфическая профилактика. По эпидпоказаниям живой аттенуированной туляремийной вакциной. Специфическое лечение – не разработано. Тема лекции: «Риккетсии. Хламидии». Риккетсиозы – это большая группа трансмиссивных острых лихорадочных инфекционных болезней, вызываемых риккетсиями, имеющих общность патогенеза и клинических проявлений болезни. Историческая справка. Первого представителя этой группы микроорганизмов – возбудителя лихорадки Скалистых гор открыл в 1909 г. американский исследователь Х.Т. Риккетс, погибший в г. Мехико от сыпного тифа при его изучении в 1910 г. Поэтому в честь Х.Т. Риккетса были и названы данные микроорганизмы риккетсиями. А в 1913 г. чешский врач-микробиолог C. Провачек в крови больных обнаружил возбудителя сыпного тифа, которого впоследствии назвали Rickettsia prowazekii в честь также погибшего от сыпного тифа учёного. Основоположником учения о риккетсиях и риккетсиозах считается бразильский учёный Энрике да Роха – Лима, который впервые в 1916 г. применил термин «rickettsiа». В Советском Союзе учение о риккетсиях и риккетсиозах сформировалось в 40-50-е годы XX века. П. Ф. Здродовский в 1953-1954 гг. обобщил результаты работ советских микробиологов и выделить риккетсологию в самостоятельный раздел медицины. Таксономия риккетсий (Борисов Л.Б., 2002 г.). Rickettsiales Порядок Rickettsiaceae Семейств о Род Rickettsia Coxiella Erlichia Rochalime a Таксономия риккетсий (Воробьев А.А., Лукин Е.П., Быков А.С., 2001 – 2006 гг. и определитель бактерий Берджи, 2001 г.) Alphaproteobacteria Gammaproteob Клас acteria с Rickettsiales Legionellales Поря док Rickettsiaceae Anaplasma Bartonel Coxiellaceae Семе taceae laceae йство Rickettsia Orienti Erlichia Bartonel Coxiella Род a la O. E. B.guinta С. burnetii Вид группа tsutsugamush chaffeensis na сыпного i E. muris B. тифа: R. henselae prowazekii B. R. typhi bacilliformis R. felis B. chlaridgeae группа B. клещевых elizabethae реккитсиозов : R. rickettsii R. conorii R. australis R. akari R. sibirica R. japonica R. honei Род Rickettsia включает 10 видов риккетсий: 1.R. prowazekii (1916) – возбудитель эпидемического сыпного тифа и болезни Брилля; 2.R. typhi (=R. mooseri)(1931) – возбудитель эндемического сыпного тифа; 3.R. felis – возбудитель калифорнийского крысиного тифа (=тифа кошачьих блох); 4.R. rickettsii (1922) – возбудитель пятнистой лихорадки Скалистых гор; 5.R. conorii (1932) – возбудитель марсельской лихорадки; 6.R. australis (1950) – возбудитель австралийского клещевого риккетсиоза; 7.R. akari (1946) – возбудитель везикулярного риккетсиоза; 8.R. sibirica (1948) – возбудитель северо–азиатского клещевого риккетсиоза; 9.R. japonica – возбудитель японской пятнистой лихорадки; 10. R. honei – возбудитель лихорадки острова Флиндерс. Род Orientia включает один вид – О. tsutsugamushi (1931) – возбудителя лихорадки цуцугамуши. Род Bartonella включает 5 видов: 1.В. guintana (1961) – возбудитель волынской лихорадки; 2.R. henselae – возбудитель гранулемы Молларе (=болезни «кошачих царапин») и др. Род Coxiella включает единственный вид – С. burnetii (1948) – возбудителя лихорадки Кy (от англ. Query – странный, неясный, необычный). В настоящее время установлено, что риккетсии являются микроорганизмами, которые в эволюционно-биологическом аспекте занимают промежуточное положение между бактериями и вирусами. Риккетсии имеют сходное с бактериями строение клетки, а в частности общность строения клеточной стенки, также как и у бактерий в их составе имеется и ДНК и РНК. Размножаются подобно бактериям путём бинарного деления. Но процесс размножения риккетсий происходит медленнее, чем у бактерий: их количество удваивается только через 8 – 12 часов. Высокое содержание у риккетсий липидов (46,6%) и низкое углеводов (4,1%) сближает их с вирусами. Также как и вирусы риккетсии являются облигатными внутриклеточными и даже внутриядерными паразитами. Морфология. Морфологически риккетсии являются мелкими (0,2-0,5×0,8-2 мкм) полиморфными микроорганизмами, могут иметь палочковидную, кокковидную и нитевидную формы. Неподвижны (за исключением R. conorii, R. sibirica), не образуют спор (С. burnetii могут образовывать споровидные формы, обеспечивающие устойчивость к высоким температурам и высушиванию), имеют микрокапсулу. Грамотрицательные микроорганизмы. Плохо красятся обычными анилиновыми красителями, и поэтому для их окраски используют метод Романовокого-Гимзе (при этом кокковидные формы риккетсий окрашиваются в розово-красный цвет, а палочковидные окрашиваются с голубоватым оттенком). Кроме того, для окраски микроорганизмов используется метод Маккиавелло в модификации П.Ф. Здродовского (риккетсии окрашиваются в ярко-розовый или красный цвет, протоплазма клеток – в голубой, а ядра – в синий). Также можно использовать серебрение по Морозову (в этом случае риккетсии выглядят тёмно-коричневыми на светлокоричневом фоне). Жизненный цикл. Выявлены 2 формы риккетсий: 1.Вегетативные – размножающиеся. 2.Покоящиеся – обеспечивающие сохранность во внешней среде. Культуральные свойства. По типу дыхания риккетсии – аэробы. Риккетсии являются облигатными внутриклеточными паразитами. Вследствие дефекта в энергетическом метаболизме – неспособность синтезировать НАД, полностью зависимы от своего хозяина и подобно вирусам не могут размножаться на искусственных питательных средах. Поэтому их культивируют: 1.В желточном мешке 6-7 дневного куриного эмбриона (наиболее эффективен) – эмбрион погибает через 6–13 дней после заражения (в зависимости от дозы); 2.В организме лабораторных животных – к возбудителю сыпного тифа очень чувствительный морские свинки, которые обычно используются для первичного выделения риккетсий (у свинок через 1 неделю появляется лихорадка, у самцов – воспаление оболочек яичка, риккетсии выделяются из крови, селезёнки, почек, особенно их много в головном мозге); 3.В организме переносчиков (вши, клещи) – в 1964 г. А. В. Пшеничновым и его сотрудниками была предложена бесклеточная среда для культивирования риккетсий (заражение путем микроклизм, а также предложен метод эпидермомембран – заражение переносчиков кровью больного через пленку эпидермиса), сейчас применяется только для исследовательских целей. 4.В культуре клеток (менее удачная среда) – в мышиных и куриных фибробластах, культуре клеток почек обезьян и др. (с образованием через 8 – 10 дней бляшек диаметром ~1 мм); Биохимическая активность. Биохимически не активны. Обладают гемолитическими свойствами в отношении эритроцитов кролика и барана. Антигенная структура. 1.Группоспецифические антигены риккетсии – поверхностный термостабильный ЛПС клеточной стенки, отделяется при обработке эфиром. 2.Видоспецифические антигены – например, у R. prowazekii выделяют более глубоко расположенный корпускулярный термолабильный белковополисахаридный комплекс, не растворяется в эфире. 3.Антигены ОХ2, 19, К – перекрестнореагирующие антигены с антигенами неподвижных штампов Proteus vulgaris (выявляются в реакции агглютинации Вейля-Феликса). Факторы патогенности. Токсины: У риккетсий, как и у всех грамотрицательный бактерий, имеется эндотоксин (ЛПС КС), который освобождается при разрушении. Токсическая термолабильная белковая субстанция, обнаруженная в капсулоподобном слое, обладает свойствами экзотоксина. Структурные и химические компоненты клетки: факторы адгезии и инвазии (пили I типа), с помощью которых они вначале прикрепляются к клеткам, а затем внедряются в них и размножаются. Резистентность. Риккетсии мало устойчивы во внешней среде, за исключением С. burnetii. При температуре 0 56 C они погибают через 10-30 минут, при 800C – через 1 минуту, кипячение убивает их мгновенно. Они инактивируются 0,5 % раствором формалина за 30 минут, 0,5 % раствором фенола – в течение нескольких часов. Но в высушенном состоянии и при низких температурах сохраняются длительное время (например, R. prowazekii остаются жизнеспособными в течение 2-3 месяцев в высохших испражнениях вшей). Все патогенные риккетсии чувствительны к антибиотикам, в особенности к группе тетрациклина. Роль в патологии. По этиологии, эпидемиологии, патогенезу и клинической картине выделяют 6 групп риккетсиозов: I группа – сыпного тифа: - эпидемический сыпной тиф – R. prowazekii; - рецедивный сыпной тиф (болезнь Брилля) – R. prowazekii; - эндемический (крысиный, блошиный) сыпной тиф – R. typhi; II группа – клещевых риккетсиозов: - пятнистая лихорадка Скалистых гор – R. rickettsii; - марсельская лихорадка – R. conorii; - северо-азиатский риккетсиоз – R. sibirica; - везикулярный риккетсиоз – R. acari; III группа – параксизмальных риккетсиозов: - волынская (пятидневная лихорадка) – В. guintana; IV группа – Ку-риккетсиозов (пневмо-риккетсиозов): - Ку-лихорадка – С. burnetii; V группа – цуцугамуши: - лихорадка цуцугамуши – О. tsutsugamushi; VI группа – риккетсиозов Эрлихия: - моноцитарный эрлихиоз – E. chaffeensis. По эпидемиологии можно выделить 2 группы риккетсиозов. 1. Эпидемические антропонозы (эпидемический сыпной тиф и волынская лихорадка). Источник инфекции – больной человек или носитель. Переносчик – платяная или головная вошь. Пути передачи: трансмиссивный (контаминационный – при втирании фекалий); воздушно-пылевой – через ВДП при встряхивании одежды, белья. 2. Эндемические зоонозы с природной очаговостью (на территории РФ регистрируются эндемический сыпной тиф, лихорадка цуцугамуши, северо-азиатский клещевой риккетсиоз и лихорадка-Ку). Источник и резервуар инфекции – мелкие млекопитающиеся (прежде всего грызуны, а также другие дикие и домашние животные), Переносчики – кровососущие членистоногие: иксодовые клещи, блохи. Пути передачи: трансмиссивный; воздушно-капельный и воздушно-пылевой; алиментарный (молоко, мясо); контактно-бытовой. Эпидемический сыпной тиф (синонимы: вшивый, военный) – это острое инфекционное заболевание, вызываемое риккетсиями Провацека, характеризующееся циклическим течением с лихорадкой, тяжелой интоксикацией, преимущественным поражением сосудистой и нервной систем, розеолезно-папулезной сыпью. Историческая справка. Эпидемический сыпной тиф – одно из древних заболеваний, известных человеку. С ним были знакомы ещё античные врачи, но первое его достоверное описание принадлежало Дж. Фракасторо (1546 г.). До середины XIX в. под общим названием «тиф» объединялись тяжёлые болезни, протекающие с высокой лихорадкой и расстройствами сознания (typhos, греч. – туман, спутанное сознание). Во второй половине XIX в. сыпной тиф был выделен в самостоятельную нозологическую форму. Инфекционная природа болезни была доказана О.О. Мочутковским в опыте самозаражения кровью сыпнотифозного больного в 1876 г.. Передачу возбудителей вшами предполагали Г.Н. Минх (1871 г.) и Н.Ф. Гамалеи (1908 г.), что и было доказано в экспериментах Ш. Николь и других исследователей. Эпидемии сыпного тифа всегда сопутствовали войнам, социальным потрясениям, голоду, стихийным бедствиям и сопровождались высокой летальностью. Колоссальная по масштабам пандемия сыпного тифа была в годы Первой мировой войны. Особенно высокой заболеваемость была в России в годы Гражданской войны. Крупные эпидемии наблюдались в годы коллективизации (1926 – 1933), Великой Отечественной войны. Во второй половине ХХ века заболеваемость во всём мире снизилась, регистрируются преимущественно единичные случаи и локальные вспышки в некоторых развивающихся странах. Однако, пока существуют потенциальные источники возбудителя – лица, перенесшие сыпной тиф, и регистрируются случаи первичного и повторного (рецидивного) сыпного тифа, проблема этой болезни, в частности, для России, где имеется большое число беженцев, бомжей, среди которых распространён педикулёз, остаётся актуальной. Эпидемиология. Эпидемический сыпной тиф – антропонозное заболевание. Источник инфекции – больной сыпным тифом или болезнью Брилля. Механизмы передачи инфекции: Трансмиссивный (путь – контаминационный: в момент укуса у вши происходит акт дефекации, и фекалии, содержащие возбудителя, попадают на кожу, при укусе вошь впрыскивает в кожу вещества, вызывающие зуд, расчёсывая место укуса, человек втирает фекалии в ранку от укуса или расчёсы кожи); Аэрогенный (путь – воздушно-пылевой: так как возбудитель сохраняется в сухих фекалиях вшей, однако данный путь имеет второстепенное значение). Переносчики – платяные (чаще) и головные вши, которые инфицируются при кровососании больного. Риккетсии размножаются в эпителии пищеварительного тракта вши, а через 4-7 дней в зависимости от окружающей температуры появляются в фекалиях вши. Вошь заразна до момента своей гибели от риккетсиоза, то есть не более 2 недель. Поскольку риккетсии не обнаруживаются в слюнных железах, то заражение здорового человека не может происходить при укусе вошью. Вши очень чувствительны к температурному режиму и поэтому быстро покидают заболевших с высокой температурой тела и умерших, переползая на здоровых людей. Патогенез и клинические особенности. Механизм развития сыпного тифа может быть представлен следующими фазами: 1. Внедрение риккетсий в организм и адгезия на холестерин-содержащих клеточных рецепторах эндотелия сосудов, проникновение в клетки путём рецепторного эндоцитоза и размножение. 2. Разрушение клеток эндотелия и поступление риккетсий в кровь – риккетсиемия и токсемия (начало клинических проявлений болезни). 3. Поражение мелких сосудов во всех органах, с замедлением тока крови, с образованием тромбов и специфических гранулём (особенно опасны тромбы сосудов головного мозга), на кожных покровах появляется розеолезно-петехиальная сыпь; 4. Активизация защитных сил организма, выздоровление. Эпидемический сыпной тиф – циклическая инфекционная болезнь, в течение которой выделяют периоды: инкубационный (7-14 дней); начальный (4-5 дней) – до появления сыпи; разгара – от момента появления сыпи до нормализации температуры (4-10 дней) (при тяжёлых состояниях наблюдается status typhosus: больные беспокойны, дезорентированы во времени и пространстве, вскакивают с постели, речь бессвязна. Отмечаются яркие зрительные и слуховые галлюцинации); реконвалесценция (2-3 недели). Иммунитет. Приобретенный иммунитет – антимикробный и антитоксический, стойкий, длительный, но нестерильный: возбудитель сохраняется в организме в течение длительного времени в виде покоящихся форм. Располагаясь интрацеллюлярно (=внутриклеточно), такой возбудитель надёжно укрыт клеткой от фагоцитоза, он не вступает в контакт с антителами и не инактивируется ими. Такие формы риккетсий, вероятно, могут периодически поступать в кровь и поражать новые клетки. Тогда при исчезновении сдерживающего влияния специфического иммунитета и при появлении стрессовых ситуаций (травмы, переохлаждение, эмоциональный стресс и так далее) возможно развитие и созревание уже типичных форм, которые могут стать причиной повторного сыпного тифа. У лиц перенесших сыпной тиф, нередко наблюдаются его повторные случаи через 10-20 лет, которые рассматриваются как рецидив, наступающий, очевидно, в результате ослабления иммунитета (болезнь Брилля – Цинссера). Болезнь Бриля (синонимы: болезнь Брилля – Цинссера, рецидивный сыпной тиф) – это острая циклическая инфекционная болезнь, представляющая собой эндогенный рецидив эпидемического сыпного тифа, проявляющегося нередко через многие годы, и характеризующегося спорадичностью заболеваний при отсутствии вшивости, источника инфекции (источником является сам больной), более лёгким, чем эпидемический сыпной тиф, течением, но с типичным симптомокомплексом. Специфическая профилактика. Проводится вакцинация по эпидпоказаниям следующими вакцинами: 1. Вакцина Вейгля (риккетсии культивируются во вшах, которых заражали при помощи микроклизм. Сейчас вакциной не пользуются). 2. Вакцина А.В. Пшеничнова-Б.И. Райхера (1943г., Пермская школа микробиологов – риккетсий культивировали методом эпидермомембран. Вакцина сыграла большую роль в ВОВ). 3. Химическая сыпнотифозная вакцина содержит очищенный и концентрированный поверхностный растворимый антиген риккетсий Провачека. 4. Живая комбинированная сыпнотифозная вакцина Е (ЖКСВЕ) – получена из авирулентного штамма «Мадрид – Е», выращенного в ткани желточных мешков куриного эмбриона в комбинации с растворимым антигеном из риккетсий Провачека вирулентного штамма. Специфическое лечение не разработано. Хламидиозы – группа широко распространённых инфекционных болезней человека и животных, характеризующихся преимущественным поражением слизистых оболочек дыхательных путей, глаз и половых органов, склонностью к хроническому течению. Историческая справка. Хламидии впервые обнаружили в 1907 г. С. Провацек и Л. Гальберштедтер в соскобе с конъюктивы больного трахомой. В 1930 г. С. Бедсон открыл возбудителя орнитоза – C. psittaci, а в 1935 г. Й. Миягава описал возбудителя венерической лимфогранулёмы. Таксономия. Порядок Семейство Род Вид Chlamydiales Chlamydiaceae Chlamydia C. trachomatis Chlamydophila C. psittaci C. pneumoniae и др. Морфология. Хламидии представляют собой мелкие сферические организмы в диаметре 0,2-1,5 мкм, грамотрицательные. Клеточная стенка сходна по строению со стенками грамотрицательных бактерий, но лишена пептидогликана. Хорошо окрашиваются по Романовскому-Гимзе в голубой или фиолетовый цвета. Споры не образуют, жгутики, капсулу не имеют. Внутриклеточно образуют микроколонии, окутанные капсулоподобным слоем – мантией, «хламидой» (от греч. сhlamydos – плащ). Размножаются бинарным делением. Могут образовывать L-формы и самопроизвольно возвращаться к исходным формам. Хламидии выделены в самостоятельный порядок из-за уникального, отличающего их от всех прочих бактерий внутриклеточного цикла развития. Хламидии неспособны сами производить энергию, так как не имеют собственных митохондрий и живут за счёт энергии клетки хозяина, которую они инфицировали. Жизненный цикл хламидий включает образование трех форм: 1. Элементарные тельца (ЭТ) – это зрелая форма, адаптированная к внеклеточному существованию, представляют собой небольшие частицы размером 0,2-0,4 мкм, по РомановскомуГимзе окрашиваются в розовый цвет. ЭТ высокоинфекционны, ответственны за процесс прикрепления к клетке-мишени и проникновение в неё, устойчивы к неблагоприятным факторам внешней среды. 2. Ретикулярные тельца (РТ) (=инициальные тельца) – представляют собой внутриклеточные репродуктивные формы размером 0,8-1,5 мкм, по Романовскому-Гимзе окрашиваются в голубоватый цвет. РТ мало инфекционны, являются формой обеспечения репродукции микроорганизма. 3. Созревание РТ в ЭТ происходит через переходные формы – промежуточные тельца. Цикл развития условно можно разделить на несколько этапов: 1. Абсорбция элементарного тельца хламидий на чувствительной клетке хозяина. 2. Проникновение ЭТ в клетку путём эндоцитоза. Участки плазмолеммы с адсорбированными на них ЭТ инвагинируются в цитоплазму с образованием фагоцитарных вакуолей (этот этап занимает 7-10 часов). 3. Реорганизация элементарного тельца в РТ, способные к росту и делению (этот этап длится 6-8 часов). 4. Деление ретикулярного тельца. Эти внутриклеточные формы, представляющие собой микроколонии, называются хламидийными включениями – тельцами Гальберштедтера-Провацека. Во включении может содержаться от 100 до 500 РТ хламидий (длительность 18-24 часа). 5. Созревание РТ в ЭТ в течение 36-42 часов через переходные формы (промежуточные тельца). 6. Накопление ЭТ в эндосоме. 7. Выход ЭТ из клетки сопровождается гибелью клетки. Продолжительность полного цикла составляет 48-72 часа. По прошествии этого времени начинается новый цикл. Культуральные свойства. По типу дыхания хламидии – это аэробы. Хламидии являются облигатными внутриклеточными паразитами, поэтому не растут на питательных средах. Для культивирования используют: клеточные культуры (McCoy, L-929, Hela, Hep-2 и др.); заражение в желточный мешок куриных эмбрионов; заражение лабораторных животных. Биохимическая активность. Биохимически не активны. Антигенная структура. Антигенный состав сложен, у микроорганизмов выделяют: 1. Родоспецифический антиген (общий для всех видов хламидий) – поверхностный ЛПС КС, термостабильный, препятствует фагоцитозу. 2. Видоспецифические антигены (различные для всех видов хламидий) – белок КС, термолабильный. 3. Типоспецифические антигены (различные для сероваров) – белки: a) У вида C. trachomatis обнаружены 16 сероваров, условно, разделённые на 3 группы: возбудители трахомы (А, В, Ва, С); возбудители урогенитального хламидиоза (D, E, F, G, H, I, J, K); возбудитель венерической лимфогранулёмы (L1, L2, L2а, L3). b) Вид C. psittaci насчитывает (8) 13 сероваров. c) C. pneumoniae – 4 серовара (TWAR, AR, RF, CWL). Факторы патогенности. Токсины: Эндотоксин (ЛПС КС), освобождающийся после разрушения хламидий, вызывающий токсинемию; Экзотоксины, представленные термолабильными белковыми субстанциями. Структурные и химические компоненты клетки: белки наружной мембраны, участвующие в адгезии. Резистентность. Вне организма человека (животного) малоустойчивы. При комнатной температуре хламидии погибают через 24-36 часов. Температура 500С убивает их через 30 минут, 700С – через 10-15 минут, 1000С – через 1 минуту. Хламидии чувствительны к действию УФЛ, рабочим концентрациям дезинфицирующих средств (2% раствор хлорамина обеззараживает их за 1 минуту), атибиотикам (тетрациклину, макролидам) и фторхинолонам. Роль в патологии. Хламидии обладают тропизмом к эпителиальным клеткам конъюктивы, бронхов, бронхиол, лёгких и мочеполовой системы. Они не являются нормальными представителями микрофлоры человека, а их обнаружение всегда говорит об инфекционном процессе, так как основной особенностью хламидий является внутриклеточный паразитизм. Отсутствие клинических симптомов заболевания следует рассматривать как временное равновесие между паразитом и хозяином. C. psittaci вызывает орнитоз. Клиническая картина заболевания впервые была описана Юргенсеном в 1875 г. у лиц, контактировавших с больными попугаями. В 1892 г. в Париже была зарегистрирована первая крупная вспышка, связанная с завозом больных попугаев из Аргентины (заболело 49 человек, 16 из них скончалось). Поэтому заболевание получило название пситтакоз (от греч. psittakos – попугай). Впоследствии оказалось, что источником инфекции могут быть самые разные птицы и заболевание стали обозначать термином «орнитоз». Орнитоз (от лат. ornitos – птица) – это острое зоонозное инфекционное заболевание, вызываемое C. psittaci, характеризующееся лихорадкой, интоксикацией, преимущественным поражением лёгких, нервной системы, увеличением печени и селезенки (гепатолиенальным синдромом). Эпидемиология. Зоонозная инфекция. Источник и резервуар – дикие и домашние птицы (около 140 видов). Наибольшее значение имеют домашние птицы: утки, индюки, волнистые попугайчики и голуби. Механизм передачи – аэрогенный (пути – воздушно-капельный и воздушно-пылевой). Редко возможны контактно-бытовой и алиментарный пути. Факторы передачи – фекалии птиц, носовая слизь, перья, пух, яица. Передача инфекции от человека к человеку, как правило, не наблюдается. Входные ворота – верхние дыхательные пути. Инкубационный период – 6-17 дней Патогенез. Возбудитель адгезируется на рецепторах эпителиоцитов бронхов, бронхиол, затем проникает в них, размножается, вызывает гибель клеток – в лёгких формируются очаги некротического гранулематозного поражения. Возбудитель поглощается макрофагами и с кровотоком транспортируется в печень и селезёнку. Персистенция возбудителя в лимфоидной ткани приводит к рецедивам заболевания. Клиническая картина. Пневмоническая форма начинается остро с повышения температуры до 38-400С, появляется головная боль, озноб, миалгии и артралгии, кашель, боли в груди, увеличивается печень, селезёнка. В настоящее время насчитывается около 20 нозологических форм, обусловленных С. trachomatis. Заболевания, вызываемые С. trachomatis, дифференцируются в зависимости от сероваров этого возбудителя: Серовары А, В, Ва, С вызывают трахому; Серовары D, E, F, G, H, I, J, K вызывают урогенитальные хламидиозы, конъюктивиты с включениями у новорождённых; Серовары L1, L2, L2а, L3 – вызывают развитие венерической лимфогранулёмы. Трахома (от греч. trachys – шероховатый, неровный) – это хроническое инфекционное заболевание глаз, характеризующееся кератоконъюктивитом (поражением роговицы и конъюктивы) с образованием фолликулов (трахоматозных зёрен), а в поздней стадии – рубцеванием конъюктивы и хряща века, приводящее, как правило, к слепоте. Заболевание известно с древнейших времён (17-16 века до н. э.). Европе трахома отмечена впервые в конце 18 в. (1798 г.) и её появление связывают с походом Наполеона в Египет. В России трахома была широко распространена до середины XX столетия и являлась основной причиной слепоты. Во многом высокая заболеваемость трахомой была обусловлена плохими социальноэкономическими условиями жизни, низким уровнем медицинской помощи. К концу 50-х годов, благодаря принятым профилактическим мерам в России были ликвидированы последние эндемические очаги этого заболевания. Спородические случаи трахомы встречаются и сейчас, но в подавляющем большинстве (до 90%) это рецидивы болезни. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек. Механизм передачи – контактный (пути – прямой контактный – с больного глаза на здоровый; контактно-бытовой – через руки, предметы общего пользования: полотенца, подушки, одежду и т. д.). Патогенез обусловлен репродукцией C. trachomatis в клетках конъюктивы и прилегающих тканей с образованием фолликулов, токсическим действием (приводящим к рубцеванию конъюктивы), первичным поражением нервных окончаний в конъюктиве и регионарных лимфатических узлах. Поражение самих лимфатических узлов наблюдается крайне редко. Клиническая картина: Инкубационный период – 7-14 дней. I стадия трахомы – развитие воспалительных явлений в конъюктиве, появление единичных фолликулов, светобоязнь, слизисто-гнойное отделяемое, чувство «песка в глазах» (продолжительность – около одного года). II стадия (активная трахома) – дальнейшее развитие фолликулов, их слияние, распад с образованием рубцов (длительность – от нескольких месяцев до нескольких лет). III стадия (рубцующая трахома) – преобладают процессы рубцевания конъктивы, век, переходных складок (длится годами). IV стадия (рубцовая трахома) – конъюктива вся в рубцах, имеет блестящий белесоватый вид. Урогенитальный хламидиоз – является одним из самых распространённых в мире заболеваний, передающихся половым путём, характеризующееся поражением мочеполового тракта.. Эпидемиология. Источник инфекции – больной острой или хронической формой инфекции. Механизм передачи: Контактный (пути – половой, контактно – бытовой); Вертикальный (заражение через плаценту или в родах). Входные ворота – мочеполовые органы (хламидии обладают тропизмом к цилиндрическому эпителию). Патогенез и клинические особенности. Необходимым условием возникновения инфекционного процесса является проникновение и размножение хламидий в клетки слизистой оболочки мочеполовых органов. В патогенезе урогенитальных хламидиозов, помимо непосредственного повреждающего действия возбудителя на инфицированные клетки, имеет значение токсическая активность. В результате размножения возбудителя и его патогенного действия в тканях развивается патологический процесс: возникает отёк, гиперемия слизистых, нарушается целостность эпителиального слоя, возникают функциональные нарушения. У женщин поражаются уретра, матка, маточные трубы, яичники, у мужчин – уретра, предстательная железа. Осложнения – женское и мужское бесплодие. Вследствие урогенитальной хламидийной инфекции развивается болезнь Рейтера, для которой характерны 3 классическая триада признаков: уретрит, артрит крупных суставов, конъюктивит. Венерическая лимфогранулёма (синоним: болезнь Дюринга-Николя-Фавра) – венерическое заболевание, передающееся половым путем и характеризующееся поражением половых органов и региональных лимфоузлов. Эпидемиология. Заболевание регистрируется в странах с тёплым климатом, например, в Азии, Африке и Латинской Америке. Источник инфекции – больной. Механизм передачи – контактный (путь – половой). Инкубационный период – от 3 дней до 3 недель. Патогенез и клинические особенности. Динамика включает 3 стадии: 1. Образование очага первичного поражения, имеющего вид небольшого пузырька, папулы, эрозии, заживающего через несколько дней. 2. Через 2-6 недель появляются характерные поражения регионарных лимфатических узлов, обычно паховых, тазовых, бедренных. В воспалительный процесс вовлекается соединительная ткань, формируются плотные узлы, сливающиеся в массивную опухоль (струмозный бубон). Бубон вскрывается, выделяется гной. 3. Оставшиеся рубцы вызывают нарушение лимфотока, вплоть до развития слоновости с язвами и фистулами в области гениталий и анального отверстия. Может наступить ректальная непроходимость. C. pneumoniae – возбудитель бронхопневномий у человека, а также бронхитов и ОРЗ. Эпидемиология. C. pneumoniae патогенна только для человека (антропоноз). Источник инфекции – больной. Механизм передачи – аэрогенный (путь – воздушно-капельный. Иммунитет. После перенесенных хламидиозов развивается в основном непродолжительный (исключение – лимфагранулема) иммунитет. клеточный, нестойкий, Эффективных средств специфической профилактики и лечения хламидиозов нет. Тема лекции: «Патогенные спирохеты». Спирохетозы – это группа инфекционных заболеваний, вызываемых спиралевидными бактериями, характеризующиеся общей интоксикацией и цикличностью развития. Таксономия. Порядок – Spirochaetales (от греч. speira – завиток, chaite – волос) Семейство – Spirochaetaceae Leptospiraceae Род – (три рода патогенных спирохет) Treponema Leptospira Borrelia Spirochaeta Cristispira Brachyspira Leptonema Serpulina Морфология. Длинные, тонкие, спирально-изогнутые микроорганизмы, размеры 0,1-0,3х5-250 мкм. Центральной структурой является протоплазматический цилиндр, в котором содержатся цитоплазма, нуклеоид, рибосомы и ферменты, окруженный цитоплазматической мембраной. Протоплазматический цилиндр имеет постоянную спиралевидную форму, благодаря пептидогликану, образуя первичные завитки. Их число, тип, шаг, угол наклона варьируют у разных видов. В результате изгиба всего тела образуются вторичные завитки. Вокруг спиралевидного протоплазматического цилиндра располагаются периплазматические жгутики (эндожгутики), один конец их прикреплен к одному из полюсов протоплазматического цилиндра, а другой – к последнему примерно посередине клетки, количество жгутиков от 2 до 100 (одна половина прикреплена к одному полюсу, а вторая – к другому). Периплазматические жгутики спирально обвивают протоплазматический цилиндр, образуя осевую нить, поверх которой располагается многослойная наружная клеточная оболочка спирохеты, т.е. жгутик расположен между ней и цилиндром (поэтому и называется эндожгутиком). C помощью жгутиков спирохеты активно передвигаются (жгутики сокращаются вокруг своей оси, совершая поступательные и сгибательные движения). Спор и капсул не образуют. При неблагоприятных условиях образуют цисты (сворачиваются в клубок, выделяя слизь и покрываясь муциновой оболочкой), могут превращаться в L-формы. Тинкториальные свойства. Грамотрицательные, но плохо окрашиваются анилиновыми красителями (кроме боррелий), применяют метод окраски по Романовскому-Гимзе и серебрение по Морозову. Культуральные, биохимические свойства и резистентность зависят от рода и вида. Роль в патологии. Трепонемы являются возбудителями сифилиса (Т. pallidum), фрамбезии (T. pertenue), эндемического сифилиса – беджеля (T. endemicum=bejel), пинты (T. carateum). Лептоспиры – лептоспироза. Боррелии – эпидемического вшивого (B. recurrentis) и эндемического клещевого (B. caucasica, persica, duttonii, hispanica и т.д.) возвратного тифов, лайм-боррелиоза (B. burgdorferi, garinii и afzelii). Сифилис – это хроническое инфекционное венерическое заболевание, характеризующееся волнообразным течением – чередованием периодов клинического проявления болезни с длительными латентными периодами. Историческая справка. Название болезни «сифилис» имеет мифологическое значение и произошло от имени героя поэмы, пастуха Сифилуса, которого боги наказали болезнью половых органов. Считается, что сифилис появился в Европе в конце XV века после открытия Америки Х. Колумбом и был привезен испанцами с острова Гаити. Возбудителя сифилиса открыли в 1905 г. Ф. Шаудин и Э. Гоффман, назвав его из-за плохой способности окрашиваться «бледной трепонемой». В 1906 г. А. Вассерман предложил серологическую реакцию для диагностики сифилиса. Таксономия. Порядок – Spirochaetales Семейство – Spirochaetaceae Род – Тreponema (от греч. trepo – вращаться, nemo – нить) включает 10 видов Вид – Тreponema pallidum Подвид – pallidum Морфология. Имеют удлиненное штопорообразное извитое гибкое тело размером 0,09-0,5х5-20 мкм, первичные завитки (от 8 до 12), расположенные на равном расстоянии друг от друга. От каждого конца клетки отходят три периплазматических жгутика, обуславливающие плавное движение трепонемы. Спор и капсул не образуют, но при неблагоприятных условиях могут превращаться в цисты и L-формы. Тинкториальные свойства. Грамотрицательные, но плохо окрашиваются анилиновыми красителями, по РомановскомуГимзе – в слабо-розовый цвет (от лат. pallidum – бледная), осуществляют метод серебрения по Морозову (окрашиваются в коричневый или почти черный цвет) и негативное контрастирование по Бурри, наиболее эффективное изучение в темнопольном или фазовоконтрастном микроскопе. Культуральные свойства. Микроаэрофилы (непатогенные трепонемы – строгие анаэробы), оптимальная температура – 35-370С, рН 7,2. Бледную трепонему не культивируют на питательных средах, хотя при добавление к питательным средам почечной, мозговой ткани или асцитической жидкости на 3-5 сутки вырастают мелкие колонии, но “культуральные” штаммы трепонем изменяют свою морфологию (становятся более грубыми, короткими, полиморфными), утрачивают иммуногенность и патогенность. Трепонемы хорошо растут, не теряя своих иммунногеных и патогенных свойств в тестикулах кроликов, в куриных эмбрионах (“тканевые” штаммы), что используется для выделения и изучения возбудителя от больных. Биохимические свойства. Малоактивны: могут разлагать некоторые сахара (глюкозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, маннит) с образованием кислоты, образуют индол и сероводород, разжижают желатин, восстанавливают нитрат серебра в металлическое серебро, что придает тканям черную или темнокоричневую окраску. Антигенная структура. Сложная, выделяют белковые, полисахаридные и липопротеидные антигены. Липопротеидные антигены являются перекрестно-реагирующими антигенами, идентичны липидам сердечной мышцы человека и крупного рогатого скота (быков). Факторы патогенности. Токсины – эндотоксин (ЛПС клеточной стенки). Ферменты патогенности не выявлены; Структурные и химические компоненты клетки: высокая подвижность за счет жгутиков, адгезины (белки наружной мембраны) и фактор, противостоящий фагоцитозу. Резистентность. Чувствительны к воздействию факторов внешней среды: УФЛ, высушиванию, высоким температурам (при 400C в течение 1 часа теряют патогенные свойства, при 550C погибают через 15 мин, 1000C – мгновенно); дез. растворы в рабочих концентрациях оказывают губительное действие в течение 4-5 минут; выдерживают низкие температуры (при замораживании сохраняются до 1 года); чувствительны к солям тяжелых металлов (ртути, висмута, мышьяка) и антибиотикам (пенициллин, эритромицин, карбеницилин и др. ) Эпидемиология. Антропоноз. Введением заразного материала экспериментально удается воспроизвести сифилис у обезьян, кроликов и хомяков. Источник инфекции – больной человек. Бактерионосительства при сифилисе не бывает. Механизмы передачи инфекции: Контактный (пути – половой, непрямой контактный и трансфузионный); Вертикальный (путь – трансплацентарный). Входные ворота: слизистые оболочки половых органов, ротовой полости, кожа с нарушением целостности и т.д. Инкубационный период – 3-4 недели (21-24 дня, max 90 дней). Возбудитель размножается во входных воротах и регионарных лимфатических узлах. Патогенез и клинические особенности. I. Первичный сифилис: в месте внедрения образуется твердый шанкр (от франц. chancre – язва) – безболезненная язва с плотным основанием, отмечается регионарный лимфаденит. Первичные период длится 6-7 недель и делится на 2 фазы: 1 фаза (первые 3 недели) – первичные серонегативный сифилис; 2 фаза (с 4 недели) – первичный серопозитивный сифилис. II. Вторичный сифилис (фаза генерализованной спирохетемии): наступает через 6 недель после появления твердого шанкра и продолжается 3-6 лет, по лимфотическим сосудам попадают в кровь и поражают внутренние органы и нервную систему. Характерный симптом – розовато-красные папулезно-розеолезные и пустолезные высыпания (сифилиды) на коже (вторичный свежий сифилис). Больной в этот период особенно заразен – Тreponema pallidum находится в высыпаниях, слюне, сперме и т.д. На высоте иммунного ответа большинство спирохет погибает, что обуславливает периодическое исчезновение высыпаний (латентный период), а часть спирохет образует цисты, сохраняющиеся в стенке кровеносных сосудов, лимфатических узлах и внутренних органах. При снижении напряженности иммунитета возвращаются в вегетативные формы и высыпания появляются вновь (вторичный рецидивирующий сифилис). III. Третичный период (висцеральный сифилис): развивается через 3-4 года при отсутствии лечения, во внутренних органах появляются специфические гранулемы – гуммы (от лат. gummi – камедь), склонные к распаду и рубцеванию. Поражается костно-хрящевая ткань (например, перегородка носа), стенки крупных сосудов. Развивается ГЗТ. Продолжительность периода – 8-20 лет. Больной малозаразен для окружающих, и серологические реакции могут быть отрицательными. IV. Четвертичный период (нейросифилис): через 8-15 лет развивается специфическое поражение ЦНС (прогрессирующий паралич, спинная сухотка, сифилис мозга). В этот период в спинномозговой жидкости обнаруживают высокие титры специфических антител. Инфицирование плода от больной матери в 25% случаев приводит к выкидышам и в 75% – развивается врожденный сифилис. Различают: ранний врожденный сифилис – клинические симптомы появляются сразу после рождения (папулезно-розеолезные высыпания, сифилитическая пузырчатка, остеохондриты, поражения внутренних органов и нервной системы (менингиты, энцефалиты); поздний врожденный сифилис (в возрасте 5 лет и старше) – характеризуется триадой Хетчинсона: поражение глаз (кератит), «бочкообразные зубы», глухота, искривление большеберцовых костей в виде «саблевидных голеней». Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – клеточный и гуморальный, непродолжительный (возможны повторные заболевания), развивается ГЗТ. нестерильный, Специфическая профилактика и лечение не разработаны. Неспецифическое лечении. Раньше применялись соли тяжелых металлов: препараты висмута (биохинол, пентабисептол), производные мышьяка (сальварсан, неосальварсан) и йода (йодит натрия и калия). На сегодняшний момент в основном применяют антибиотики пенициллинового ряда. Лептоспироз – острое природно-очаговое инфекционное заболевание, характеризующееся интоксикацией, волнообразной лихорадкой, поражением кровеносных капилляров почек, печени, ЦНС, сопровождающееся желтухой и гемморагическим синдромом. Историческая справка. Возбудитель описан и изучен в 1915 г. Р. Инадой, У. Идо, Г. Хюбнером и П. Уленгутом. Таксономия. Порядок – Spirochaetales Семейство – Leptospiraceae Род – Leptospira (от греч. leptos – тонкий, spira – спираль) Виды – L. interrogans (патогенные для человека и животных) L. biflexa (сапрофитные) Морфология. Тонкие извитые нити, размеры 6-20х0,1 мкм; с 20-40 мелкими первичными завитками, первичные завитки тесно сжаты, при обычном увеличении не различимы (видны в электронном микроскопе), это придает им в мазке вид «четок» или «нитей жемчуга»; имеют вторичные завитки на концах, придающие им S- или С-образную форму в зависимости от направления загнутых концов; спор, капсул не имеют; с обоих концов отходят по два периплазматических жгутика, очень подвижны. Цист не образуют. Тинкториальные свойства. Плохо окрашиваются анилиновыми красителями, грамотрицательные, по РомановскомуГимзе окрашиваются в розовый цвет, при импрегнации серебром по Морозову – коричневые или черные, изучаются с помощью темнопольной микроскопии. Культуральные свойства. Аэробы или микроаэрофилы, оптимальная температура культивирования 28-300С, рН 7,2-7,4, длительность – 3-7 дней. Не прихотливы к питательным средам (в природе живут в воде), но требуют повышенной влажности сред (гидрофилы). Для культивирования используют жидкие, полужидкие и плотные среды с добавлением кроличьей сыворотки (например, водно-сывороточная среда Уленгута, фосфатно-сывороточная среда). На плотных и полужидких питательных средах растут в нескольких миллиметрах от поверхности в виде бесцветных плоских дисков. При росте в жидких питательных средах визуального изменения не вызывает (о результатах роста судят по данным микроскопии в темном поле). Биохимические свойства: малоактивны (каталазо-, оксидазо+). Антигенная структура. Сложная, по химическому составу выделяют полисахаридные, липидные, белковые антигены (антигенную структуру изучают в РМАЛ). Известны более 200 сероваров, объединенных в 25 серогрупп (более 100 сероваров патогенны для человека). В Кировской области встречаются серовары: L.рomona, L.grippotyphosa, L.iсterohaemorrhagia. Факторы патогенности. Изучены недостаточно. Токсины. Обнаружены эндотоксино-и экзотоксиноподобные вещества: Эндотоксин – вызывает общую интоксикацию, кровоизлияние за счет повышения проницаемости сосудов. Токсическое вещество белковой природы – обладает цитотоксическим действием. Гемолизин обусловливает гемоглобинурию, желтуху, анемию. Ферменты патогенности: фибринолизин, плазмокоагулаза. Структурные и химические компоненты клетки: адгезины, высокая подвижность за счет жгутиков. Резистентность. Относительно устойчивые. В воде открытых водоемов сохраняются до 1 месяца (на длительность сохранения в воде решающее значение оказывают рН среды, со снижением рН продолжительность выживания уменьшается), в замороженном состоянии переживают месяцы, а при быстром замораживании (-700С) – годы. Чувствительны: к нагреванию (при 56-600С погибают через 30 минут, 1000C – мгновенно), к высушиванию, никим рН, к дез. растворам (быстро погибают под воздействием хлорсодержащих растворов), к УФО, к антибиотикам (пенициллин, тетрациклин, левомицетин). Эпидемиология. Зооноз. Источник инфекции и основной резервуар лептоспир в природе – различные виды мелких млекопитающих, особенно грызуны (хронические носители лептоспир, выделяют с мочой). Механизм передачи инфекции: Урино-оральный (пути – водный – при употреблении для питья, контактный – при купании, уходе за больными животными, забое, разделке туш и алиментарный – чаще мясо и молоко). Носит профессиональный характер. Сезонность – весенне-летняя (покосные вспышки). Входные ворота: поврежденная кожа (достаточно экскориации), неповрежденные слизистые (ЖКТ, глаз, мочеполовых органов). Патогенез и клинические особенности. В патогенезе (по К.Н.Токаревичу, 1982 г.) различают 5 фаз: I фаза (7-20 дней) – инкубационная, внедрение возбудителя в организм, благодаря активному движению быстрое проникновение в лимфоузлы и кровь – первичная бессимптомная бактериемия и диссеминация возбудителя. II фаза (1 неделя заболевания) – вторичная бактериемия, проникновение в органы и ткани (в основном паренхиматозные – печень, почки, легкие, оболочки мозга и т.д.), где возникают воспалительные и дегенеративные изменения. Клинически – резкое повышении температуры (38400С), лихорадка, сильная головная боль, мышечная боль (особенно в икроножных мышцах). III фаза (2 неделя заболевания) – токсическая (максимальное развитие токсемии). Поражение продуктами метаболизма лептоспир капилляров – капилляротоксикоз. Развиваютя: Геморрагического синдрома (гемморагии на коже, слизистых, внутренних органах). Желтуха (обусловлена гемолизом и некротическими изменениями печеночной паренхимы). Нарушение мочеобразования и мочевыделения (повреждается эпителий почечных канальцев, коркового и подкоркового вещества). Менингит (накопление лептосир в СМЖ). IV фаза (3-4 неделя) – формирование нестерильного иммунитета, нарастание антител в крови, но возбудитель может длительно сохраняться в почках. V фаза (4-5 неделя) – освобождение организма от возбудителя. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный, прочный, напряженный, длительный, строго типоспецифический. Специфическая профилактика. Применяется по эпидемиологическим показаниям и для вакцинации групп риска – поливалентная убитая лептоспирозная вакцина. Специфическое лечение. Противолептоспирозный иммуноглобулин (гетерогенный из гипериммунной сыворотки волов). Неспецифическое лечение – антибиотики (пенициллин, тетрациклин). Эпидемический возвратный (вшивый) тиф – это острая трансмиссивная инфекция, проявляющаяся рецидивирующими приступами лихорадки и общей интоксикацией. Историческая справка. Названы в честь бактериолога А. Борреля. О. Обермейер открыл возбудителя в 1868 г., подтвердил заразность для человека Г.Н. Минх (1874 г.) и И.И. Мечников (1881 г.). Таксономия. Порядок – Spirochaetales Семейство – Spirochaetaceae Род – Borrelia Вид – Borrelia recurrentis Морфология. Спиралевидные бактерии размерами 0,3-0,6х3-18 мкм; имеют 3-10 неравномерных крупных первичных завитков; концы заострены; очень подвижны за счет 7-30 периплазматических жгутиков на каждом конце клетки, которые обвиваются вокруг тела; спор и капсул не образуют. Тинкториальные свойства. Граммотрицательны, хорошо окрашиваются анилиновыми красителями, особенно после протравки фенолом, по Романовскому-Гимзе – в синефиолетовый цвет. Культуральные свойства. Строгие анаэробы, оптимальная температура 28-350С, рН 7,2-7,4. Требовательны к питательным средам – используются среды с добавлением крови, сыворотки, асцитической жидкости, свернутого яичного желтка и факторов роста (длинноцепочечные жирные кислоты, аминокислоты и витамины). Но при культивировании в питательных средах боррелии утрачивают патогенность. Поэтому используют культивирование в курином эмбрионе и в организме восприимчивых животных (сирийских хомячках). Биохимические свойства: малоактивны. Антигенная структура. Слабо изучена, во время заболевания строение антигенов изменяется за счет внутригеномных рекомбинаций. Выделяют: Поверхностный белковый антиген (белки наружной мембраны) – встречается у всех боррелий. Вариантоспецифические антигены – характерны только для Borrelia recurrentis. Факторы патогенности. 1. Эндотоксин. 2. Адгезины (белки наружной мембраны). 3. Высокая подвижность. Резистентность. Во внешней среде малоустойчивы. Чувствительны к нагреванию (при 500С погибают в течение 20-30 мин), УФО, антибиотикам (пенициллинового ряда, тетрациклин, левомицетин). В почве и воде при низкой температуре могут сохраняться до 2 месяцев. Эпидемиология. Антропоноз. Источник инфекции – больной человек. Переносчики – платяная, реже головная вошь. Механизм передачи инфекции: Трансмиссивный (пути – через поврежденную при укусе кожу или контаминационный – при втирании гемолимфы раздавленной вши в ранку от укуса). Инкубационный период – 3-10 дней. Патогенез и клинические особенности. Через кожу боррелии попадают в лимфатическую систему, захватываются мононуклеарными фагоцитами, размножаются, затем поступают в кровь, где частично погибают с высвобождением эндотоксина, который обуславливает общую интоксикацию, озноб, лихорадку (первичный лихорадочный период длительностью 7-10 дней), а также действует на клетки эндотелия сосудов (геморрагические инфаркты в печени, селезенке, возможен менингит). Через несколько дней вырабатываются антитела (лизины), боррелии гибнут, и лихорадка прекращается (период нормализации температуры длительностью 4-10 дней). Часть боррелий сохраняется и дает новое поколение, нечувствительное к образовавшимся лизинам. При их выходе в кровеносное русло начинается вторичный лихорадочный период. Но одновременно образуются лизины, растворяющие боррелии второй генерации. Такие приступы, вызванные новыми генерациями боррелий, могут повторяться до 7-10 (и даже 20) раз. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный, нестойкий, непродолжительный. Специфическая профилактика и лечение не разработаны. Эндемический клещевой возвратный тиф – группа природно-очаговых эндемичных для тропических и субтропических регионов зоонозов, протекающих по типу лихорадки с неправильно чередующимися приступами. Возбудители: Borrelia caucasica, persica, duttonii, hispanica и т.д (более 20 видов). По морфологическим (особенности в меньшем количестве завитков), тинкториальным, культуральным, биохимическим свойствам и факторам патогенности сходны с Borrelia recurrentis. От Borrelia recurrentis отличаются антигенной структурой. Эпидемиология. Зооноз. Источник заболевания – дикие и синантропные животные (в основном грызуны). Переносчики – клещи рода Оrnithodarus. Механизм передачи инфекции: Трансмиссивный (пути – при укусу со слюной, содержимым кишечника, гемолимфой). Патогенез и клинические проявления сходны с эпидемическим вшивым возвратным тифом. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный, нестойкий, непродолжительный. Специфическая профилактика и лечение не разработаны. Болезнь Лайма (синонимы: системный клещевой боррелиоз, лайм-боррелиоз, хроническая мигрирующая эритема) – хроническое трансмиссивное природно-очаговое инфекционное заболевание, отличающееся полиморфизмом клинических проявлений, протекающее с эритемой, лихорадкой, признаками поражения ЦНС, сердечно-сосудистой системы и суставов. Историческая справка. Заболевание названо в честь г. Лайм (штат Коннектикут, США), где в 1977 г. были зарегистрированы многочисленные заболевания. В 1981 г. У. Бургдорфер открыл возбудителя, а в 1982 г. выделил его из иксодовых клещей. Возбудители: Borrelia burgdorferi (преимушественно поражает суставы, встречается в Америке), в странах Старого Света чаще вызывают заболевание B. garinii (ЦНС – невриты, радикулиты) и B. afzelii (кожа). Морфологические (особенности – крупнее других боррелий), тинкториальные, культуральные, биохимические свойства, антигенная структура и факторы патогенности аналогичны прочим боррелиям. Эпидемиология. Источники инфекции – дикие и домашние животные. Переносчики – иксодовые клещи (на территории РФ – Ixodes ricinus и persulcatus) . Механизм передачи инфекции – трансмиссивный. Инкубационный период – 3-32 дня. Патогенез и клинические особенности. Клинические проявления в 3 стадии: I стадия – у 80 % пациентов на месте укуса развивается первичная эритема 3-20 см, бледнорозового или ярко-красного цвета, в центре бледнее, чем по переферии, также отмечается гриппоподобный симптомокомплекс, лимфаденит. II стадия – диссеминация возбудителя по лимфатической и кровеносной системам в органы и ткани (лимфо- и плазмоцитарные инфильтраты), циркуляция боррелий в составе циркулирующих иммунных комплексов вызывает развитие локальных васкулитов и окклюзий сосудов. Особенно характерно поражение суставов (у 60 % пациентов). III стадия – через несколько месяцев или лет поражается нервная система (менингиты, менингоэнцефалиты, мононевриты), сердечно-сосудистая система (кардиты, тромбозы артерий и др.), суставы (артриты), кожа (вторичная эритема, атрофические акродерматиты и т.д.). Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный, видоспецифический, непродолжительный (через несколько лет возможно повторное заражение). нестойкий, Специфическая профилактика и лечение не разработаны. Назначают антибиотики тетрациклинового ряда, пенициллин, цефалоспорины. Тема лекции: «Вирусы – возбудители гриппа, парагриппа, ОРВИ». План лекции: Схема ответа по частной вирусологии: 1. История изучения. 2. Таксономия. 3. Характеристика вируса: а) геном (тип НК и тип симметрии нуклеокапсида); б) морфология (форма, размеры и структура вириона); в) антигенная структура; г) методы культивирования; д) резистентность. 4. Роль в патологии. 5. Эпидемиология. 6. Патогенез, клинические особенности. 7. Характер иммунитета. 8. Лабораторная диагностика. 9. Специфическая профилактика и лечение. Грипп (от французского gripper – хватать) – острая массовая вирусная инфекция с воздушнокапельным путем передачи, характеризующаяся поражением слизистых оболочек верхних дыхательных путей и тяжелой интоксикацией. Имеет склонность к эпидемическому и пандемическому распространению. Историческая справка. Грипп – одна из самых распространенных инфекционных болезней. Заболевание известно очень давно. В XX в. произошли три пандемии гриппа человека (в 1918, 1957, и 1968 гг.) и одна глобальная эпидемия, близкая к пандемии (в 1977 г.). Самой необычной по масштабам и последствиям была пандемия 1918 г., грипп тогда назвали «испанкой» (переболело более 500 миллионов человек, число погибших от гриппа составило около 20 миллионов человек, что фактически превысило потери всех воевавших стран, участвовавших в 1-й мировой войне). В 2009 г. началась новая пандемия гриппа, которая происходит из Мексики и США (на октябрь во всем мире насчитывается около 3000 погибших). Вирус гриппа выделил от больных свиней в 1931 г. английский ветеринар Р. Шоуп. В 1933 г. У. Смит, С. Эндрюс и П. Лейдлоу подтвердили это открытие, заразив хорьков смывом с носоглотки больного гриппом, позже этому вирусу присвоили название вирус гриппа А. В 1936 г. вирус гриппа типа А выделили А.А. Смородинцев в Ленинграде и Л.А. Зильбер в Москве. В 1940 г. американский исследователь Т. Френсис и независимо от него Р. Меджилл обнаружили несколько отличный вирус и дали ему название вирус гриппа В. В 1947 г. Р. Тейлор выделил 3-й вирус гриппа, назвав его вирус гриппа С. Таксономия. Семейство – Orthomyxoviridae (от греч. оrhto – правильный, myxa – слизь) Род – Influenzavirus (от итал. influenza di freddo – влияние холода) Тип (вид) – имеется 3 типа (вида) вируса – А, В и С (Influenza А virus, Influenza В virus и Influenza С virus) Подтип – вирус гриппа типа А делится по гемагглютинину на 15 подтипов (Н1-15), а по нейраминидазе – на 9(N1-9). Номенклатура. По рекомендации ВОЗ, обозначение штаммов вируса гриппа включает 6 позиций: тип вируса; естественный хозяин (если он – не человек); географическое место выделения; лабораторный номер штамма; год выделения вируса; у типа А – антигенная характеристика (указывается в скобках). Например: А/Хабаровск/90/77/(Н1N1), А/Калифорния/04/09/(Н1N1) А/курица/Новосибирск/64/05/(Н5N1). или Геном. Геном вируса гриппа представлен однонитевой молекулой негативной (-) РНК, закрученной в двойную спираль с односпиральными концами. Геном состоит из 8 фрагментов, 5 из которых кодируют синтез 1 белка, а 3 остальные – синтез 2 белков (всего кодируется 11 белков). Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный. Морфология. Вирус гриппа имеет сферическую, реже нитевидную и сперматозоидную форму, средние размеры (диаметр вируса гриппа типа А составляет 80-100 нм, вирусы типов В и С – 100-120 нм). Вирус гриппа – сложноорганизован: состоит из капсида, покрытого снаружи липопротеидной оболочкой (суперкапсидом). В состав нуклеокапсида входят РНК и капсидные белки: белок NР (рибонуклеопротеид) – по нему выделяют типы вируса гриппа А, В и С; внутренние белки Р1 (транскриптаза), Р2 (эндонуклеаза), Р3 (репликаза) – белки полимеразного комплекса, участвующие в транскрипции и трансляции, т.е. в процессе репродукции вируса. Вирусы гриппа также имеют белок М (матриксный белок), окружающий нуклеокапсид и связывающий его с суперкапсидом. На поверхности суперкапсида имеются многочисленные шипики (около 900) длиной до 10 нм двух типов – гемагглютинины (Н) и нейраминидаза (N): гемагглютинины обладают способностью распознавать чувствительные клетки и прикрепляться к их поверхности, они обладают также протективными свойствами и имеют свойство изменяться; нейраминидаза отщепляет сиаловую (нейраминовую) кислоту, обеспечивая проникновение вируса в клетку и выход из нее размножившихся вирионов, тоже обладает изменчивостью. Химический состав вируса. В составе вируса – 70% белков, 20% липидов, 5-8% углеводов и 1-2% РНК. Липиды и углеводы содержатся, в основном, в суперкапсиде, они имеют клеточное происхождение. Антигенная структура. У вируса гриппа описаны 2 антигенных комплекса: S-антиген (растворимый, от лат. solution – растворять) представлен белками нуклеокапсида, является типоспецифическим, отличается стабильностью, неинфекционен (белок NР способен связывать комплемент, поэтому выявляется в РСК). V-антиген (от лат. viral – вирусный) – штаммоспецифический, состоит из гемагглютинина и нейраминидазы, располагается на шипиках, определяет вирулентность (выявляется в РТГА). Изменчивость вирусов гриппа. Внутренние структуры вируса экранизированы от действия внешней среды и не изменяются. Изменчивость присуща антигенам суперкапсида, причем гемагглютинины и нейраминидаза изменяются независимо друг от друга благодаря 2 генетическим механизмам – дрейфу и шифту. Антигенный дрейф (от англ. drift – медленное течение) вызывает незначительные изменения, обусловленные точечной мутацией в большей степени в структуре гемагглютинина. Это приводит к развитию штаммовых различий, которые не выходят за пределы подтипа. В результате антигенного дрейфа могут возникать эпидемии (частота – через каждые 1-3 года). Шифт (от англ. shift –скачок) – это полная замена гена, которая приводит к появлению нового антигенного варианта вируса. Полагают, что шифт – это результат генетической рекомбинации, т.е. обмена генетической информации между вирусами человека и животных, попавших в одну клетку, который приводит к смене подтипа Н или N (а иногда – обоих). Такая изменчивость может привести к появлению новых вариантов вирусов, способных вызывать пандемию (частота – каждые 10-20-40 лет). Вирусы гриппа В и С лишены шифтовой изменчивости, поэтому вирус гриппа В вызывает эпидемии, а вирус гриппа С – спорадические заболевания или небольшие вспышки. Особенности репродукция вируса. 1. Адсорбция на рецепторах чувствительных клеток, содержащих сиаловую кислоту, с помощью гемагглютининов. 2. Проникновение в клетку путем рецепторного эндоцитоза с последующим слиянием мембран вируса со стенкой клеточной вакуоли и образованием эндосомы. 3. Депротеинизация: вирус освобождается сначала от суперкапсида, затем – и от капсидных белков. 4. Эклипс-фаза (репликация НК и синтез вирусных белков): вирусная РНК проникает в цитоплазму клетки, затем – в ядро, где имеется продукт, необходимый для транскрипции и трансляции. Здесь синтезируется РНК. Капсидные белки NP, P1, Р2, P3 и М синтезируются в цитоплазме на рибосомах. 5. Сборка нуклеокапсида происходит в цитоплазме клетки (РНК и вирусные белки узнают друг друга и самособираются). 6. Выход из клетки осуществляется путем почкования или взрыва (лизиса), при этом из цитоплазматической мембраны клетки образуется суперкапсид. Культивирование. Вирусы гриппа выращивают: в организме чувствительных животных (белые мыши, крысы, хорьки и др.); в развивающихся куриных эмбрионах; в первичной культуре клеток почек эмбриона человека и некоторых животных (например, телят) и в перевиваемых клетках. Резистентность. Устойчивость вирусов во внешней среде вне организма человека невелика: при комнатной температуре (около 220С) они инактивируются через несколько часов, плохо переносят повышенную температуру (при 560С погибают через 5-10 минут, при 1000С – мгновенно), чувствительны к высушиванию, действию УФЛ и обычных дезинфектантов: эфира, спирта, дезоксихолата. Вирусы хорошо сохраняются при глубоком холоде (-700С). Эпидемиология. Вирусы гриппа А вызывают заболевание у человека, млекопитающих и птиц, вирус гриппа В – у человека и редко у животных, вирус гриппа С – только у человека. Источник инфекции – больные люди. Пути передачи инфекции: Воздушно-капельный; Воздушно-пылевой; Реже – непрямой контактный. Отмечается выраженная сезонность заболевания – осенне-зимне-весенний период. Инфекция распространена повсеместно, проявляется в виде вспышек, эпидемий, пандемий (≈ один раз в 10-40 лет), охватывающих большую часть населения. Инкубационный период – 1-2 дня. Патогенез и клинические особенности. Вирусы гриппа попадают на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и избирательно поражают клетки цилиндрического эпителия с преимущественной локализацией в области трахеи (воспаление, отек, десквамация эпителия), отмечаются симптомы ринофаринголаринготрахеита: сухой кашель, чихание, насморк. Вирус разрушает пораженные клетки и проникает в кровеносное русло (этап вирусемии), что сопровождается лихорадкой, интоксикацией в виде головных и мышечных болей, которая усиливается за счет всасывания в кровь продуктов клеточного распада. Возможно поражение сосудистых капилляров с повышением их проницаемости. Вирус гриппа угнетает иммунную и кроветворную системы, с чем связаны тяжелые осложнения гриппа в виде вторичных бактериальных инфекций или анемии. Тяжесть заболевания и его длительность зависят от состояния защитных сил организма. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – гуморальный и клеточный, напряженный, длительный, но типо- и штаммоспецифический. Специфическая профилактика. Проводится вакцинация с применением противогриппозных вакцин по эпидпоказаниям в межэпидемический период (целесообразно проводить перед началом сезонного повышения заболеваемости – октябрь – середина ноября), ревакцинация ежегодно. Специфическая профилактика гриппа осуществляется живыми и инактивированными вакцинами. Живые вакцины получают из аттенуированных штаммов вируса гриппа, культивируемых в аллантоисной жидкости куриных эмбрионов (живая гриппозная аллантоисная интраназальная вакцина). Инактиированные вакцины делятся на: Цельновирионные – из высокоочищенных ультрацентрифугированием культур цельных вирионов, убитых формалином (Грипповак, РФ); Расщепленные (сплит-вакцины) – состоят из частичек разрушенных вирионов (Бегривак, Германия; Флюарикс, Бельгия; Ваксигрипп, Франция); Субъединичные – представляют собой смесь гемагглютинина и нейраминидазы (Гриппол, РФ – содержит поверхностные антигены вируса гриппа трех подтипов, конъюгированные с иммуностимулятором – полиоксидонием; Инфлювак, Нидерланды; Агриппал, Германия). Спецефическое лечение. С лечебной целью применяются противовирусные препараты: нгибиторы М2 (производные адамантана – римантадин, амантадин) – ингибируют репродукцию вируса на ранних стадиях (эффективны только при гриппе типа А в первые 2-3 дня заболевания); нгибиторы нейраминидазы (озельтамивир (Тамифлю), занамивир) – рекомендованы ВОЗ для лечения свиного гриппа. Также применяют препараты интерферона (гриппферон, анаферон, арбидол). В наиболее тяжелых случаях заболевания применяется противогриппозный донорский иммуноглобулин. Тип вакцины Состав Препарат Метод введения Живая Аттенуированные Живая гриппозная Интраназ штаммы вируса гриппа, аллантоисную ально выращенные в аллантоисной интраназальная жидкости куриных эмбрионов вакцина (РФ) Инактивированна Высокоочищенные Грипповак (РФ) Интраназ я цельновирионная цельные вирионы, убитые ально формалином Инактивированна Частички разрушенных Бегривак Парентер я расщепленная (сплит- вирионов (Германия) ально вакцина) Флюарикс (Бельгия) Ваксигрипп (Франция) Инактивированна Смесь гемагглютинина и Гриппол (РФ) Парентер я субъединичная нейраминидазы Инфлювак ально (Нидерланды) Агриппал (Германия) ОРВИ – острые вирусные заболевания, характеризующиеся преимущественным поражением верхних отделов дыхательных путей. Эти заболевания являются наиболее распространенными инфекциями – ежегодно ими переболевает 9-13% населения. Причинами широкого (нередко эпидемического) распространения являются: воздушно-капельный путь заражения; большое разнообразие возбудителей; тсутствие стойкой невосприимчивости у людей к повторному заражению. В основном, возбудителями ОРВИ являются представители 5 семейств: ортомиксовирусы, парамиксовирусы, пикорнавирусы, аденовирусы и коронавирусы. По частоте встречаемости ведущее место занимают риновирусы, за ними идут коронавирусы и далее – вирусы парагриппа, аденовирусы, вирусы гриппа. Наиболее распространенные вирусы – возбудители ОРВИ Семейство Род Mastaden Adenovirida ovirus e Adenovir us Orthomyxo Influenza viridae virus Pneumov Paramyxovi irus ridae Morbilliv irus Rinovirus Picornavirid Enterovir ae us Coronavirid Coronavi ae rus Т ип НК Органи зация вируса Д Простая НК Р НК Р Спиралеви дный Сложна я Р Р Спиралеви дный Простая НК НК Кубически й Сложна я НК Тип симметрии Кубически й Сложна я Спиралеви дный Общие свойства возбудителей ОРВИ: широкое распространение в природе; если они малоустойчивы во внешней среде, то высоко контагиозны и наоборот, если устойчивы, то контагиозность у них менее выражена; они распространяются воздушно-капельным путем, кроме аденовирусов и коронавирусов, которые могут распространяться еще и фекально-оральным механизмом. клиническая картина вызываемых этими вирусами заболеваний сходна, они все протекают в виде воспаления верхних дыхательных путей без признаков интоксикации, они могут проявляться не только как острые заболевания, но и как латентные. Парагрипп – острое инфекционное заболевание, характеризующееся преимущественным поражением верхних дыхательных путей (наиболее часто гортани и бронхов), лихорадкой и умеренно выраженной интоксикацией. Историческая справка Впервые вирусы парагриппа выделил Р. Чанок в 1956г. из носоглоточных смывов детей с гриппоподобными заболеваниями путем заражения клеточных культур почек обезьян. Вирусы были похожи на вирусы гриппа, почему и получили название «парамиксовирусы». Таксономия. Семейство – Paramyxoviridae (от греч. para – около, myxa – слизь) Подсемейство – Paramyxovirinae Род – Respirovirus (ранее Paramyxovirus) и Rubulavirus Тип – ВПГЧ (вирус парагриппа человека) 1, 3 ВПГЧ 2, 4 Геном. Геном вируса парагриппа представлен несегментированной однонитевой линейной молекулой (-) РНК. Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный. Морфология. Форма вируса – сферическая, диаметр – 120-200 нм, вирус – сложноорганизованный. На поверхности суперкапсида имеются шипики длиной 8-10 нм – это гликопротеины NH, обладающие гемагглютинирующей, нейраминидазной активностью и выполняющие роль адгезинов (ВПГЧ-1, 2 агглютинируют эритроциты человека, кур, морских свинок и другие, ВПГЧ-3 не агглютинирует куриные эритроциты и ВПГЧ-4 агглютинирует только эритроциты морских свинок). Имеется также F-белок (белок слияния, от англ. fusion) – обеспечивает слияние мембран вируса и чувствительной клетки, также обладающий симпластообразующей, гемолитической и цитотоксической активностью. Нуклеокапсид окружен мембранным белком М и представлен вирусной РНК, тесно связанной с белком NP и полимеразными белками P и L, образующие спиральным тип симметрии. В составе белков Р и L имеется РНК-полимераза (транскриптаза). Химический состав. Вирус содержит: белков – 70%, липидов – 20-25%, углеводов – 6%, РНК – 3%. Антигенная структура. У вирусов парагриппа имеются 2 видоспецифических антигена: Внутренний – S-антиген – связан с нуклеокапсидом; Наружный – V-антиген – представлен гликопротеинами шиповидных отростков (NH) и Fбелком. Особенности репродукция вируса. Вирус парагриппа человека прикрепляется к чувствительным клеткам слизистой верхних дыхательных путей за счет NH белков. В отличие от вирусов гриппа, размножение происходит в цитоплазме клеток. Культивирование. Вирусы парагриппа плохо развиваются в куриных эмбрионах, поэтому их культивируют, в основном, в первично-трипсинизированных клетках почек обезьян (макаки резус), менее чувствительны культуры клеток почек эмбриона человека и перевиваемые клетки (КВ, Детройт-6). Резистентность. Вирусы парагриппа чувствительны к неблагоприятным факторам внешней среды. Вне клетки при комнатной температуре (около 200С) инактивируются через 5-7 суток. Эпидемиология. Источник инфекции – больные люди. Пути передачи инфекции: Воздушно-капельный; Реже – непрямой контактный. Отмечается осенне-летняя сезонность заболевания. Инкубационный период – 2-7 дней. Патогенез и клинические особенности. Попадая в организм, вирусы внедряются в клетки слизистых оболочек верхних дыхательных путей, разрушают их, вызывая воспаление, нередко – отек гортани. Клинически появляется кашель, охриплость голоса. Затем следует этап вирусемии, развивается интоксикация, повышается температура. Более тяжело болезнь протекает у детей, особенно до 1 года, у них возможны осложнения: пневмония и ложный круп. Иммунитет. У переболевших формируется постинфекционный иммунитет – гуморальный, типоспецифический, непрочный, непродолжительный (сохраняется в течение нескольких лет). Специфическая профилактика и лечение не разработаны. Эпидемический паротит (синоним: свинка) – острая вирусная инфекция с преимущественным поражением околоушных слюнных желез, яичек у мальчиков, нервной системы и других органов, сопровождающаяся лихорадкой и интоксикацией. Историческая справка. Вирус паротита выделен впервые К. Джонсоном и Р. Гудпасчуром в 1934 г. из слюны больного путем заражения ею обезьян в проток слюнной железы. Таксономия. Семейство – Paramyxoviridae Род – Rubulavirus (от лат. Rubula infans – прежнее название паротита) Вид (тип) – вирус паротита Вирус паротита сходен с другими парамиксовирусами. Геном. Геном вируса паротита представлен однонитевой линейной (-) РНК. Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный. Морфология. Форма вируса – сферическая, диаметр – 150-200 нм (т.е. имеет средние размеры), организация – сложная. Суперкапсид на своей поверхности имеет шипики – гликопротеины NH (выполняют роль адгезинов, обладающие гемагглютинирующей, – агглютинируют эритроциты кур, морских свинок и другие, и нейраминидазной активностью) и поверхностный F-белок (обеспечивает слияние вируса с мембраной чувствительной клетки и обладающий симпластообразующей активностью). Нуклеокапсид окружен белком М и содержит внутренние белки NP, P и L, связанные с вирусной РНК. Антигенная структура. Вирус паротита содержит S- и V-антигены: S-антиген – внутренний растворимый – связан с нуклеокапсидом; V-антиген – поверхностный – представлен гликопротеинами шипиков и F-белком. Культивирование. Вирус паротита выращивают: в 5-7-дневных куриных эмбрионах; в первично-трипсинизированных клетках фибробластов куриных эмбрионов, почек обезьян, японских перепелов и в перевиваемых клетках (Hela, Hep-2, КВ, Детройт-6 – менее чувствительны к вирусу паротита). Резистентность. Вирусы паротита малоустойчивы во внешней среде: при нагревании до 560С утрачивают инфекционные свойства в течение часа, чувствительны к УФЛ и дезинфектантам. В высушенном состоянии сохраняются около года. Эпидемиология. Источник инфекции – больные люди. Пути передачи инфекции – воздушно-капельный и воздушно-пылевой. Наиболее восприимчивы дети в возрасте 5-10 лет, чаще болеют мальчики. Сезонность – подъем заболеваемости наблюдается в холодное время года. В детских коллективах возможны вспышки заболевания. Инкубационный период – 14-21 день. Патогенез и клинические особенности. Входными воротами инфекции являются клетки слизистой верхних дыхательных путей, где и происходит первичная репродукция вирусов. Затем вирусы проникают в кровь. У возбудителей имеется тропизм к клеткам железистой ткани, поэтому они фиксируются в слюнных железах (чаще поражаются околоушные слюнные железы), яичках, яичниках, поджелудочной, щитовидной железах, преодолев гематоэнцефалический барьер в головном мозге и в других органах. Заболевание начинается с повышения температуры и одновременно с одно- или двухстороннего воспаления околоушных слюнных желез, возможно развитие орхита у мальчиков (может стать причиной бесплодия). Осложнения: менингит, менингоэнцефалит, реже – полиартрит, панкреатит, нефрит. Иммунитет. У переболевших вырабатывается постинфекционный иммунитет – гуморальный, стойкий, напряженный, пожизненный. Дети первого года жизни невосприимчивы к паротиту за счет материнских антител, которые сохраняются до 6 месяцев. Спустя 3-4 недели от начала заболевания формируется ГЗТ. Микробиологическая диагностика паротита проводится редко из-за очень характерной клинической картины. Специфическая профилактика. Проводится плановая иммунизация живой аттенуированной паротитной вакциной Смородинцева из штамма Ленинград-3 (получена путем выращивания вируса в культуре клеток почек японских перепелов) или ассоциированной вакциной (паротит, корь и краснуха), например, Приорикс (Бельгия), MMR (США). Вакцинация – в возрасте 12 месяцев однократно подкожно в подлопаточную область. Ревакцинация – в 6 лет. Спецефическое лечение – донорский иммуноглобулин. Корь – острое вирусное заболевание, характеризующееся лихорадкой, интоксикацией, поражением верхних дыхательных путей, конъюнктивитом и пятнисто-папулезной сыпью. Историческая справка. Клинические особенности кори известны с древних времен. Но вирусную природу кори обосновали только в 1911 г. Т. Андерсон и Дж. Гольдберг. Вирус кори впервые выделили в культуре клеток Д. Эндерс и Т. Пиблс в 1954 г. Таксономия. Семейство – Paramyxoviridae Род – Morbillivirus (от лат. morbilli – заболевание) Вид (тип) – вирус кори Вирус кори имеет сходство с другими парамиксовирусами. Геном. Геном вируса кори представлен однонитевой молекулой (-) РНК. Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный. Морфология. Форма вируса – сферическая, диаметр – 150-250 нм, организация – сложная. На поверхности суперкапсида имеются шипики, состоящими из гемагглютининов Н, F-белка и гемолизина. РНК связана с NP-белком, полимеразные белками P и L, образующими нуклеокапсид. Геном снаружи окружен матриксным белком М. Антигенная структура. Основные антигены вируса кори: Поверхностные – Н-антиген (гемагглютинин) и F-белок; Внутренний – нуклеокапсидый белок NP. Культивирование. Вирусы кори плохо адаптируется в куриных эмбрионах, поэтому их культивируют в первичнотрипсинизированных культурах клеток почек обезьян, новорожденных морских свинок и в перевиваемых клетках (Hela). Резистентность. Вирус кори малоустойчив во внешней среде: под действием УФЛ и при 600С наступает немедленная гибель, чувствителен к дезинфектантам. В высохших каплях слизи при пониженной температуре (12-150С) вирус может сохраняеться несколько дней. Эпидемиология. Источник инфекции – больные люди. Пути передачи инфекции – воздушно-капельный и воздушно-пылевой. Наиболее восприимчивы к инфекции дети от 2 до 7 лет. Отмечается зимне-весенняя сезонность. Инкубационный период – 8-15 дней. Патогенез и клинические особенности. Воротами инфекции являются клетки слизистой верхних дыхательных путей. В них и в региональных лимфоузлах происходит первичная репродукция вируса. Затем вирусы проникают в кровь, поражают эндотелий кровеносных капилляров. Вследствие некроза клеток появляется сыпь. В пораженных клетках развиваются небольшие воспалительные инфильтраты с образованием многоядерных гигантских клеток. Вирус накапливается также в клетках макрофагальной системы. Клинически заболевание проявляется повышение температуры, симптомами ринита, фарингита, конъюктивита; специфические признаки: появление пятен Филатова-Коплека (белые некротические пятна) на слизистой щек напротив коренных зублов (отмечаются за 1-2 суток до высыпаний на коже) и на 4-5 сутки болезни пятнисто-папулезной сыпи на коже (сначала на лице, верхней части туловища, затем распространяется на все тело и конечности). Возможны осложнения: отиты, пневмония и наиболее тяжелое – энцефаломиелит. Иммунитет. У переболевших формируется постинфекционный иммунитет – гуморальный, стойкий, напряженный, пожизненный. Вместе с тем, считают, что вирус кори может остаться в организме (в клетках нейроглии) и быть причиной развития рассеянного склероза, подострого склерозирующего панэнцефалита. Специфическая профилактика. Проводится плановая иммунизация живой коревой вакциной (ЖКВ) из штамма Ленинград-16 или ассоциированной вакциной (корь, краснуха, паротит). Вакцинация – в возрасте 12 месяцев однократно подкожно в подлопаточную область. Ревакцинация – в 6 лет. Спецефическое лечение – донорский иммуноглобулин. Тема лекции: «Энтеровирусы. Возбудители вирусных гепатитов». Общая характеристика пикорнавирусов. Таксономия. Семейство – Picornaviridae (от итал. piccolo – маленький, от англ. rna – РНК, от лат. viridae – вирус) Род – включает восемь родов (более 230 серотипов): Enterovirus (от греч. enteron – кишечник; 111 серотипов) Hepatovirus (от греч. hepatos – печень; 2 серотипа – 1человека и 1 обезьяны) Rhinovirus (от греч. rhinos – нос; 105 серотипов) Cardiovirus (от греч. kardia – сердце; 2 серотипа) Aphtovirus (от греч. aphtha – пузырьки во рту; 7 серотипов) Parechovirus (от пара-ЕСНО; 4 серотипов) Erbovirus Kobuvirus (от яп. kobu – горб; 2 серотипа) (Некоторые авторы к данному семейству относят и род Teschovirus, включающий 11 серотипов, в т.ч. и вирус тешенской болезни свиней) Общие свойства: 1. Мелкие размеры – 20-30 нм; 2. Простое строение («голые») – отсутствие внешней липопротеидной оболочки (суперкапсида); 3. Геном представлен несегментированной односпиральной молекулой (+) РНК (в составе иРНК), связанной с внутренним белком VPg (растворимый протеин); 4. Экстрагированная РНК сохраняет инфекционность; 5. Тип симметрии нуклеокапсида – кубический (икосаэдрический); 6. Капсид состоит из 12 пятиугольников (пентамеров), которые организованы пятью белковыми субъединицами (протомерами), каждый из которых образован 4 вирусными полипептидами: VP1, VP2, VP3 и VP4; 7. Имеют сходный механизм репродукции – синтез и сборка новых «дочерних» вирионов происходит в цитоплазме; 8. Формирование кристаллоподобных внутриклеточных включений; 9. Устойчивы к кислотам, эфиру, желчным кислотам, детергентам и низким рН (менее 3,0) из-за отсутствия липидов. Роль в патологии. Энтеровирусы: вирус полиомиелита вызывает полиомиелит; вирусы Коксаки А и В (выделены Г. Долдорфом и Г. Сиклом в 1948 г. из кишечника детей с полиомиелитоподобными заболеваниями путем выращивания в белых мышах в госпитале городка Коксаки, штат Нью-Йорк, США), вирусы ЕСНО (Enteric Cytopatogenic Human Orphans – «кишечные цитопатогенетические вирусы-сиротки человека», выделены Дж. Мельником с соавт. в 1951-1953 гг. из фекалий людей, но т.к. роль их в патологии человека была неизвестна, то назвали их «вирусысиротки»), вирусы типов 68, 69 – полиомиелитоподобные заболевания, острые кишечные и респираторные инфекции, миокардиты, эндокардиты и перикардиты; вирус тип 70 – острый эпидемический геморрагический конъюктивит; вирус тип 71 – асептический менингит и энцефалит. Гепатовирусы – вирусный гепатит А. Риновирусы – ОРВИ по типу ринитов, бронхитов, бронхопневмоний. Кардиовирусы – миокардиты (у человека встречаются редко). Афтовирусы – ящур у животных, реже у человека – миокардит с везикулярным поражением кожи и слизистых. Пареховирусы – гастроэнтериты, ОРВИ, сепсисопободные заболевания с поражением ЦНС. Полиомиелит (болезнь Хайне-Медина – в честь врачей впервые описавших заболевание; от греч. polios – серый, myelos – мозг) – острое инфекционное вирусное заболевание, характеризующееся поражением нейронов продолговатого и передних рогов спинного мозга, сопровождающееся развитием вялых парезов и параличей преимущественно нижних конечностей и туловища. Историческая справка. Впервые описал заболевание в 1863 г. Ч. Белл, а в 1840 г. немецкий ортопед Якоб фон Гейне вместе с К. Медином выделил полиомиелит в отдельную нозологическую форму. Вирусную этиологию заболевания установили К. Ландштайнер и Г. Поппер в 1909 г., выделив возбудителя из спинного мозга умершего от полиомиелита ребенка путем заражения обезьян. Таксономия. Семейство – Picornaviridae Род – Enterovirus Вид – Poliovirus (вирус полиомиелита) Серотипы – I, II, III Геном. Геном вируса полиомиелита представлен несегментированной односпиральной молекулой (+) РНК. Тип симметрии нуклеокапсида – икосаэдрический/кубический (состоит из 60 белковых субъединиц – капсомеров). Морфология. Вирус имеет форму «ягоды малины», мелкие размеры (диаметр вируса составляет 22-30 нм), простую организацию: состоит из молекулы РНК, связанной с внутренним белком VPg и капсидными белками 4-х типов – VP1, VP2, VP3 и VP4, причем наиболее поверхностно расположен белок VP1 (является протективным антигеном), а белок VP4 тесно связан с вирусной РНК. Химический состав вируса. В составе вируса полиомиелита содержится ≈ 70% белков и 30% приходится на РНК. Антигенная структура. У вируса полиомиелита описаны 2 антигенных комплекса: Общий – комплементсвязывающий антиген (внутренний белок VPg, выявляется в РСК); Типоспецифический капсидный антиген (капсидные белки VP1, VP2, VP3 и VP4, выявляются в РН). Особенности репродукция вируса. 7. Адсорбция вируса на липопротеиновых рецепторах чувствительных клеток. 8. Проникновение в клетку путем виропексиса (пиноцитоза – вирус захватывается клеточной мембраной, которая впячивается внутрь, образуя вакуоль с вирусом). 9. Депротеинизация – освобождение репликативной РНК, являющейся матрицей для новых вирионов. 10. Эклипс-фаза – репликация НК и синтез вирусных белков в цитоплазме пораженной клетки на рибосомах (причем сначала синтезируется макрополипептид, который под действием протеолитических ферментов разрезается на несколько фрагментов: капсомерные белки, внутренние белки, вирионные ферменты – протеаза, РНК-транскриптаза). 11. 12. Морфогенез (сборка вирионов). Выход вирионов с лизисом клетки. Культивирование. Вирусы полиомиелита выращивают: в культуре клеток – перевиваемых (Vero, Hela, Hep-2, KB) и первичных (фибробласты эмбриона человека, почек обезьян) – вызывают ЦПД; в организме лабораторных животных (чувствительны только обезьяны); в куриных эмбрионах не культивируются. Резистентность. Устойчивы во внешней среде, что свойственно всем пикорнавирусам: в сточных водах при 00С сохраняется около 30 дней, при -200С – несколько лет, устойчив к детергентам, эфиру, низким рН. Чувствительны к повышенной температуре (при 500С инактивируется в течение 30 минут, при кипячении – мгновенно), УФЛ, высушиванию, хлорсодержащим дезинфектантам. Эпидемиология. Источник инфекции – больные и вирусоносители. Механизмы передачи инфекции: Фекально-оральный (пути – водный, алиментарный, контактно-бытовой); Аэрогенный (путь – воздушно-капельный). Наиболее восприимчивы дети. Инкубационный период – 7-12 дней. Патогенез и клинические особенности. 1. Первичная репродукция вируса происходит в месте входные ворот: в эпителиальных клетках полости рта, носоглотки, кишечника, а также в лифматических тканях (глоточном кольце Пирогова, пейеровых бляшках). 2. От куда вирус проникает в кровяное русло (первичная вирусемия). 3. А затем в органы, кроме ЦНС (при наличии антител дальнейшее распространение вируса прекращается и развивается абортивная инфекция). 4. Из органов вирус вновь попадает в кровь (вторичная вирусемия). 5. Образующиеся иммунные комплексы повреждают гематоэнцефалический барьер, повышая его проницаемость, и вирус проникает в двигательные нейроны передних рогов спинного мозга и головной мозг, вызывая в них необратимые изменения (в цитоплазме нейронов определяются кристаллоподобные включения вирусов). Выделяют следующие клинические формы полиомиелита: Иннапарантная – без клинических проявлений (протекает бессимптомно). Абортивная – катаральная (проявляется катаральным воспалением верхних дыхательных путей), желудочно-кишечная (по типу острой кишечной инфекции) и менингиальная (развитие асептического менингита). Паралитическая – начинается бурно с подъема температуры до 400С, затем присоединяется неврологическая симптоматика в виде вялых парезов и параличей преимущественно нижних конечностей и туловища (чаще эту форму вызывают Poliovirus I типа). Иммунитет. Приобретенный пассивный (плацентарный) иммунитет сохраняется в течение 4-5 недель жизни ребенка. Постинфекционный иммунитет – стойкий пожизненный. Специфическая профилактика. Проводится плановая вакцинация в соответствии с Национальным календарем прививок. В России применяется живая пероральная полиомиелитная вакцина, изготовленная из аттенуированных штаммов вируса полиомиелита I, II и III типов, предложенных А. Сэбином в 1956 г. и полученная советскими учеными А.А. Смородинцевым и М.П. Чумаковым в 1958 г. (выращены на первичной культуре клеток почек зеленых мартышек): Вакцинация – с трехмесячного возраста трехкратно с интервалом в 1,5 месяца (3-4,5-6 мес.); Ревакцинация – в 18 месяцев, 20 месяцев и 14 лет однократно. Вакцинация проводится орально по 4 капли на приём за 1 час до еды. «+» – высокая иммуногенность, формируется общий гуморальный и местный иммунитет кишечника за счет синтеза секреторных иммуноглобулинов класса А, простой способ введения (через рот), дешевизна; «–» – многократное применение. Еще существует инактивированная формалином вакцина Дж. Солка (США, 1953 г.), но она не имеет практического значения, т.к. вводится многократно парентеральным путем с формированием общего гуморального иммунитета без повышения резистентности слизистых оболочек. В России зарегистрированы 3 вакцины для профилактики полиомиелита фирмы Авентис Пастер (Франция): инактивированная Имовакс полио; Тетракок – комбинированная вакцина для профилактики дифтерии, столбняка, коклюша и полиомиелита; живая вакцина Полио Сэбин Веро. Спецефическое лечение. Применяется донорский иммуноглобулин. Неспецифическое лечение в основном симптоматическое и ортопедической (лечебный массаж, физиотерапия, специальные аппараты Илизарова и др.). Вирусные гепатиты – группа полиэтиологичных антропонозных вирусных поражений печени с различными механизмами и путями передачи возбудителей, характеризующихся преимущественно диффузным воспалительным процессом в печеночной ткани с развитием интоксикационного, астеновегетативного и желтушного синдромов. Выделяют 10 возбудителей вирусных гепатитов: A, B, C, D, E, F, G, H, TTV и SEN, которые с учетом механизма передачи разделяются на 2 группы: ирусные гепатиты с энтеральным (фекально-оральным) механизмом передачи – A, E, F(?); ирусные гепатиты с парентеральным (кроваво-контактным) механизмом передачи –B, C, D, G, H, TTV и SEN. ВИРУСЫ – ВОЗБУДИТЕЛИ ГЕПАТИТОВ ЧЕЛОВЕКА К-содержащие вирусы мейс orna ДНК-содержащие вирусы Семейс Семейс тво тво Caliciviridae Paramy xo-viridae? Семейство Flaviviridae Дель Семей та-агент ство ? Hepadno(Tog viridae avirid ae) Семейс ? тво Parvoviridae (Circin oviridae? ) рус ати Вирус гепати Вирус гепати та та E (HEV) F (HFV) кально-оральный ия Вир ус гепатита C (HCV) Вир Вир гепа ус гепатита D (HDV) ус тита G (HGV) механизм Вирус гепати та B (HBV) Вирус гепатита TTV (transfusion transmi tted virus) Вир ус гепатита SEN Парентеральный механизм заражения тигенная структура для идентификации -Ag HE-Ag не устано в-лены HCAg не уста нов-лены HDAg HBsAg (дел HBcor ьта-Ag антиген) HBeHBs- Ag Ag HBxAg не устано в-лены не уста нов-лены Гепатит А (синонимы: инфекционный, эпидемический гепатит, болезнь Боткина) – острое инфекционное заболевание с фекально-оральным механизмом передачи, характеризующееся поражением печени. Историческая справка. Заболевание известно с времен Гиппократа. Впервые заболевание описал в 1888 г. А. Боткин. А вирус выделил в фекалиях больных в 1973 г. С. Фейстоун с помощью иммунной электронной микроскопии (ИЭМ). Таксономия. Семейство – Picornaviridae Род – Hepatovirus (Enterovirus) Вид – HAV=Hepatitis A virus (тип 72) Геном. Геном вируса гепатита А представлен линейной несегментированной однонитевой молекулой (+) РНК. Тип симметрии нуклеокапсида – кубический (состоит из 32 белковых субъединиц – капсомеров). Морфология. Форма вируса – икосаэдрическая, размер – 27-32 нм, вирус – простоорганизованный. Как и другие пикорнавирусы, HAV включает 4 дифференцированных белка – VP1-4. Именно они образуют капсид из капсомеров, включающий в себя РНК вируса. Также в состав HAV входят протеазы и полимераза вируса. Антигенная структура. У вируса гепатита А выделяют один антиген – HA-Ag – видоспецифический, связанный с капсидными белками. Культивирование. Вирус гепатита А выращивают: в организме чувствительных животных (обезьяны шимпанзе, мармозеты); в культуре клеток – перевиваемых (Hela, Hep-2) и первичных (фибробласты эмбриона человека, почек африканской зеленой мартышки); в куриных эмбрионах не культивируются. Репродукция: аналогична всем пикорнавирусам. Резистентность. HAV значительно устойчив во внешней среде. Годами сохраняется при низкой температуре (200С), при комнатной температуре (210С) – несколько недель, 600С – 12 часов, 1000С – 5 минут. Вирус устойчив к кислотам, щелочам, не инактивируется эфиром. В растворе формалина погибает в течение 3 дней, хлорамина – через 30 минут. В воде сохраняется до 3-10 месяцев, в экскрементах – до 30 суток. Чувствителен к УФО и высушиванию. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек. Механизм передачи – фекально-оральный (пути – водный, алиментарный, контактно-бытовой). Отмечается выраженная осенне-зимняя сезонность заболевания (пик – август-сентябрь). Чаще болеют дети дошкольного и начального школьного периода в возрасте от 5 до 14 лет. Патогенез и клинические особенности. 1. Инкубационный период – от 15 до 50 дней (в среднем ≈ 30 дней): внедрение возбудителя в организм через ЖКТ с первичной репродукцией в энтероцитах тонкого кишечника и регионарных лимфотических узлах с развитием лимфоденита. [Однако по современным представлениям вирус не оказывает повреждающего действия на слизистую кишечника. HAV не задерживается в полости кишечника и регионарных лимфатических узлах, не размножается в них, как это предполагалось ранее, а очень быстро оказывается в портальном протоке и паренхиме печени.] 2. Стадия вирусемии и первичной генерализации инфекции – клинически соответствует продромальному периоду, который длится первые 5-7 дней и протекает в двух вариантах: гриппоподобном (характеризуется острым началом с развитием интоксикации – недомогание, слабость, разбитость, усталость, головные и мышечные боли, озноб; также повышением температуры тела до фебрильного уровня и катаральными симптомами) и диспепсическом (характеризуется ухудшением аппетита, тошнотой, иногда рвотой, горечью во рту, чувство тяжести в правом подреберье). 3. Вторичная репродукция вируса в гепатоцитах: HAV оказывает прямое цитопатическое действие на гепатоциты, что приводит к их некрозу (синдром цитолиза) и нарушению всех видов обмена (белкового, углеводного, жирового и пигментного), в особенности к нарушению биллирубинового обмена. Клинически – стадия разгара болезни, проявляющаяся потерей аппетита, тошнотой, рвотой, болью в области правого подреберья, холурией (потемнение мочи), ахолией (светлый кал), желтушное окрашивание кожи и слизистых оболочек (продолжительность – 2-3 недели). 4. Вторичная вирусемия и генерализация инфекции. 5. Иммуногенез и высвобождение организма от возбудителя с полным выздоровлением. Осложнения возникают редко, хронические формы не развиваются. Иммунитет. У переболевших формируется постинфекционный иммунитет – гуморальный, стойкий, пожизненный. Микробиологическая диагностика. Маркеры острой инфекции: HAV-РНК в сыворотки крови; HAV-Ag в фекалиях и в сыворотке крови; анти-HAV-IgM в сыворотки крови; Маркеры перенесенного гепатита: анти-HAV-IgG в сыворотке крови. Специфическая профилактика проводится по эпидпоказаниям. Пассивная при контакте с больным – введении донорского γ-глобулина, который обеспечивает защиту в течении 3-4 месяцев; Активная – инактивированные, генно-инженерные вакцины, например, отечественная вакцина против гепатита А культуральная концентрированная очищенная инактивированная адсорбированная жидкая (ГЕП-А-ин-ВАК) представляет собой смесь инактивированных формалином вирусов, выращенных в культуре перевиваемых клеток и адсорбированных на гидроокиси алюминия. Специфическое лечение не существует. Гепатит В – инфекционное вирусное заболевание с парентеральным механизмом передачи, характеризующееся поражением печени с развитием симптомокомплекса острого и хронического гепатита. Историческая справка. В 1965 г. Б. Блюмберг из крови австралийского аборигена выделил поверхностный антиген вируса гепатита В – HBs-Ag (откуда старое название – «австралийский антиген»). А в 1970 г. Д. Дейн с соавт. обнаружил полный вирус гепатита В. В 1971 г. И. Алмейдиа расшифровал его структуру. Таксономия. Семейство – Hepadnoviridae (от лат. hepa – печень, от англ. dna – ДНК) Род – Orthohepadnovirus (к данному роду относятся гепатотропные вирусы гепатита сурков, сусликов, уток, белок). Вид – HBV (Hepatitis B virus) Геном. Геном вируса гепатита В представлен двухнитевой кольцевой молекулой ДНК, причем одна нить – «плюс-цепь» на 30% короче другой – «минус-цепи». Тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Морфология. Форма вируса – сферическая (частица Дейна), диаметр вириона – 42-45 нм, организация – сложная. В состав сердцевины (нуклеокапсида) помимо ДНК вируса и капсидных белков входит ДНК-полимераза. Снаружи вирус покрыт липопротеиновой оболочкой – суперкапсидом. Кроме частиц Дейна в крови циркулируют мелкие сферические частицы диаметром 22 нм и тубулярные (нитевидные) формы размером 22×50-230 нм – это частицы свободной оболочки (HBsантигена), лишенные нуклеиновой кислоты и не проявляющие инфекционные свойства. Антигенная структура. У вируса гепатита В выделяют четыре антигена: 1. HBs-Ag (superficiales) – поверхностный, белок внешней оболочки, включает 3 полипептидных фрагмента: preS1 – большой полипептид, иммуногенный, preS2 – средний полипептид, рецепторный (ответственен за адгезию вируса на гепатоцитах), S – малый мажорный полипептид. Помимо полипептидов в состав входят углеводы и липиды. По антигенной характеристике HBs-Ag различают 4 субтипа (фенотипа): adw, adr, ayw, ayr. HBs-Ag появляется в крови через 1,5 месяца после инфицирования и циркулирует в ней. Содержание HBs-Ag в крови в высоких концентрациях свидетельствует о хроническом гепатите, когда вследствие внедрения генома вируса в генотип гепатоцита преобладает синтез оболочки над компонентом сердцевины. 2. HBcor-Ag (cor – сердцевина) – сердцевинный, белковой природы, в крови в свободном виде не находится, только в ядрах или цитоплазме гепатоцитов (маркер репликации вируса в клетках печени). 3. HBe-Ag (антиген инфекциозности) – представляет собой секретируемую растворимую часть HBcor-Ag, индикация HBе-Ag в сыворотке крови косвенно подтверждает наличие HBcor-Ag в гепатоцитах, доказывая способность вируса к репликации (показатель активной инфекции). 4. HBx-Ag – белковый сердцевинный антиген, малоизучен, опосредует злокачественную трансформацию клеток печени. Особенности репродукция вируса. Репродукция вируса происходит в гепатоцитах. Сначала коротка цепь ДНК достраивается по длинной с помощью ДНК-полимеразы. Достроенные вирионы содержат полноценную ДНК, способную к репликации. Культивирование. Плохо культивируется в лабораторных условиях. Выращивают в: Культуре клеток, полученных из ткани первичного рака печени (не оказывают ЦПД, малое накопление вирионов); Восприимчивых животных (шимпанзе, гориллы, орангутанги); В куриных эмбрионах не культивтруется. Резистентность. Вирус гепатита В устойчив к низким и высоким температурам, химическим и физическим воздействиям. При комнатной температуре сохраняется 3 месяца, в холодильнике – 6 месяцев, в замороженном виде (-200С) – 15-20 лет, при кипячении – до 30 минут, автоклавировании (1200С) – 5 минут, в сухожировом шкафу (1600С) – 2 часа. Устойчив к дез. растворам (в 2% растворе хлорамина инактивируется через 2 часа, 1,5% растворе формалина – 7 дней). В высушенной плазме сохраняет жизнеспособность 25 лет. Эпидемиология. Источник инфекции – больные люди острым и хроническим гепатитом В, носители (в мире насчитывается около 400 млн.). Механизм передачи инфекции: Парентеральный (пути – трансфузионный, артифициальный – через медицинские инструменты, половой, контактно-бытовой – через предметы личной гигиены – зубные щетки, расчески, ножницы). Вертикальный (путь – трансплацентарный). Очень низкая инфицирующая доза. Группы риска: гематологические больные, наркоманы, гомосексуалисты, медицинские работники (хирурги, стоматологии). Патогенез и клинические особенности. Патогенез гепатита В сложен, до конца не изучен. В механизме развития патологического процесса выделяется несколько ведущих звеньев: 1. Внедрение возбудителя – входными воротами инфекции являются кровеносные сосуды. Вирус с кровью разносится по всему организму. 2. Фиксация вируса на гепатоцитах и проникновение внутрь клетки. Причем вирус не обладает прямым цитопатическим действием, поражение печени при гепатите В является иммунообусловленным. 3. Размножение вируса, сборка вирионов заканчивается представлением на наружной мембране гепатоцитов HBcor-Ag и HBe-Ag. 4. Распознавание этих антигенов иммунокомпетентными клетками, их дифференцировка и сенсибилизация. Сенсибилизированные Т-киллеры и макрофаги действуют на печеночные клетки, пораженные вирусом, разрушая их. При этом высвобождаются антигены HBV, индуцируя синтез антител. Т.о., освобождение гепатоцитов от HBV происходит ценой их гибели. 5. Формирование иммунитета и выздоровление (при интеграции HBV в геном гепатоцитов они «ускользают» от иммунной системы, развивается хронический процесс или носительство). Клинически выделяют следующие периоды: 1. Инкубационный период – продолжительность 3-6 месяцев. 2. Преджелтушный период – общая продолжительность 7-12 дней, характеризуется недомоганием, слабостью, быстрой утомляемостью, снижением аппетита, нарушением сна, головными болями, артралгиями – болезненными ощущениями в области суставов. 3. Желтушный период – длительность до 21 дня: потеря аппетита, тошнота, рвота, боли в области правого подреберья, холурия, ахолия, желтушное окрашивание кожи и слизистых оболочек. 4. Восстановительный период – 1,5-3 месяца. 5. Исходы – выздоровление, вирусоносительство, развитие хронического гепатита, цирроза печени. Иммунитет. У переболевших вырабатывается постинфекционный иммунитет – в основном клеточный, слабонапряженный, непродолжительный. Микробиологическая диагностика. Наиболее значимые маркеры острого гепатита В: ДНК вируса, ДНК-pol; Анти-HBc-IgM; HBe-Ag; HBs-Ag. Маркеры перенесенного гепатита В: Анти- HBe Анти- HBs Анти-HBcor-IgG Маркеры хронического гепатита В: HBs-Ag HBV-ДНК Анти-HBcor-IgG Анти-HBe-IgG Анти-HBV-роl Маркер носительства: HBs-Ag Специфическая профилактика. Пассивная с целью экстренной профилактики – введении донорского HВ-иммуноглобулина (главное показание – иммунизация детей, рожденных от матерей-носителей HBs-Ag). Активная для плановой профилактики – отечественная рекомбинантная дрожжевая вакцина (это генно-инженерная вакцина, производимая путем встраивания субъединицы S-гена вируса гепатита В, кодирующего HВsAg, в дрожжевые клетки; антиген сорбирован на адъюванте) для внутримышечного введения. Вакцинация – проводят новорожденным в первые 12 часов жизни, в 1 месяц и 6 месяцев. Невакцинированных в 13 лет, а также и взрослых из групп повышенного риска (работники служб переливания крови, клинических лабораторий, медицинский персонал и т.д.) вакцинируют по стандартной схеме: 2 первые инъекции с интервалом в 1 месяц, 3-я – через 6 месяцев от первой инъекции с ревакцинацией через 7 лет. В России зарегистрировано и другие вакцины, в состав которых входит HВsAg: Энджерикс B (Бельгия), HB VAX (США) и другие. Спецефическое лечение – не разработано. Этиотропная терапия на современном этапе заключается в применении рекомбинантных интерферонов (например: Виферон, Реаферон, Роферон А). Тема лекции: «Вирусы – возбудители клещевого энцефалита, бешенства и краснухи». Клещевой энцефалит (синонимы: таежный энцефалит, дальневосточный менингоэнцефалит, клещевой энцефаломиелит, русский весенне-летний менингоэнцефалит, tick-borne encephalitis – рожденный клещом) – это острое вирусное заболевание, характеризующееся интоксикацией, поражением серого вещества головного и спинного мозга, приводящее к развитию вялых парезов и параличей. Историческая справка. Экспедиции 1937-44 гг., руководимые Л.А. Зильбером, Е.Н. Павловским и И.О. Рогозиным (в составе экспедиций также работали видные советские вирусологи – М.П. Чумаков, В.Д. Соловьев, Е.Н. Левкович) выделили КЭ в отдельную нозологическую форму, выявили штаммы вирусоввозбудителей клещевого энцефалита, установили роль иксодовых клещей как переносчиков, изучили эпидемиологию и патогенез КЭ, разработали методы специфической профилактики и лечения болезни. Таксономия. Семейство – Flaviviridae (от лат. flava – желтый, название получили от желтой лихорадки, возбудитель которой является типичным представителем этой группы) Род – Flavivirus (включает 67 представителей) Тип – различают два основных типа вируса клещевого энцефалита: западный=европейский=лесной (переносчики — клещи Ixodes ricinus) и дальневосточный=азиатский=таежный (переносчики — клещи Ixodes persulcatus), которые отличаются по антигенному составу и тяжести клинического течения, вызываемых ими форм КЭ. В Греции из клещей Rhipicephalus bursa был выделен третий тип вируса КЭ. Геном. Геном вируса КЭ представлен одноцепочечной линейной (+) РНК. Тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Морфология. Форма вирусов сферическая. Размер – 40-50 нм. Организация – сложная, состоит из: РНК, покрытой капсидом, представленным белком С; белка М, связывающего нуклеокапсид с суперкапсидом; внешней оболочки (суперкапсида), на поверхности которого расположены (гликопротеин Е) – гемагглютинины. шипики Химический состав вируса. РНК – 5,5%, белки – 60%, липиды – 30%, углеводы – 6,5% Антигенная структура. 1. Групповой АГ – комплементсвязывающий, связан с белками нуклеокапсида (выявляется в РСК); 2. Типовой АГ – гемагглютинины суперкапсида (выявляется в РН, РТГА с птичьими эритроцитами – уток, гусей, петухов, цыплят). Особенности репродукция вируса. 1. Адсорбция на фосфолипидных и гликопротеидных рецепторах клеток. 2. Проникновение в клетку путем рецепторного эндоцитоза (виропексиса) с образованием фагосомы. 3. Слияние вирусной оболочки со стенкой вакуоли, при этом вирусная РНК выходит в цитоплазму. 4. Эклипс-фаза – репликация РНК и синтез вирусных белков в цитоплазме клетки (идёт медленно ≈40-60 часов). 5. Сборка нуклеокапсида на ЭПС клетки, вирусы находятся в вакуолях (образуют кристаллоподобные вкючения). 6. Выход из клетки путем почкования, присоединение суперкапсида при выходе из клетки (клетка длительное время остается жизнеспособной). Культивирование. Вирусы КЭ выращивают: в организме чувствительных животных (в ГМ 3-4 недельных мышей); в культуре клеток – куриных фибробластов, почек обезьян, перевиваемых клеток (Hela, Hep-2, СПЭВ и др.; наблюдается ЦПД); в куриных эмбрионах (в желточном мешке и хорионалантоисной оболочке). Резистентность. Вирус разрушается под действием эфира, детергентов, спиртов, формалина, высоких температур (при нагревании до 56-600С погибает в течении 10-30 мин, при кипячении – через 2 минуты). Устойчив к УФО, низкой температуре (сохраняется в диапазоне от –150 до +300С), низким рН, длительно сохраняется в глицерине, в молоке сохраняется до 2-х мес., в организме клещей – пожизненно (2-4 года). Эпидемиология. Источник инфекции – дикие животные, у которых инфекция, как правило, протекает бессимптомно. Резервуаром и переносчиками инфекции в природе являются иксодовые клещи (Ixodes persulcatus и Ixodes ricinus). Вирус передается между поколениями клеща трансовариально. Насекомое способно паразитировать на 100 видах животных. Пути передачи инфекции: Трансмиссивный (при укусе клеща); Контаминационный – при раздавливании и втирании присосавшегося клеща в ранку от укуса; Алиментарный (при употреблении в пищу инфицированного сырого козьего, коровьего молока и молочных продуктов); Трансплацентарный (от матери к плоду). Заболевание распространено почти во всех странах Европы, на европейской части России, в Сибири и на Дальнем Востоке. Период наибольшей активности клещей падает на весну и первую половину лета, поэтому отмечается выраженная сезонность заболевания – весенне-летний период. Клещи не могут летать или прыгать, они могут только зацепиться за проходящую мимо и задевающую их жертву или же упасть на нее. Укус клеща может остаться незамеченным довольно долгое время, благодаря присутствию в его слюне особых разжижающих кровь (антикоагулянтов) и обезболивающих веществ. Именно по этой причине, простой, но очень эффективной мерой по обнаружению присосавшегося клеща являются само- и взаимоосмотры по выходе из леса и на привалах. Самцы клеща, в отличие от самок, присасываются на очень короткое время, что является еще одной причиной того, что многие заболевшие не помнят факта укуса. Не исключено и заражение людей, не посещавших лес. Это может произойти при заносе клещей животными (собаками, кошками) или людьми – на одежде, с цветами, ветками и т. д. Наибольшему риску подвержены лица, деятельность которых связана с пребыванием в лесу: работники леспромхозов, геологоразведочных партий, строители автомобильных и железных дорог, нефте- и газопроводов, линии электропередач, топографы, охотники, туристы. В последние годы в числе больных до 75% составляют жители города, заразившиеся в пригородных лесах, на садовых и огородных участках. Инкубационный период – в среднем составляет 8-23 дня (1,5-2 до 3 недель). Разную длительность инкубационного периода можно объяснить характером укуса – чем дольше присасывался клещ, тем больше вирусов проникло в организм и тем быстрее будет развиваться заболевание. Патогенез и клинические особенности. Вирус попадает через кожу или слизистые в клетки мононуклеарно-фагоцитарной системы (макрофаги, гистиоциты), где происходит первичная репродукция вируса. Затем выходит в кровь (вирусемия), вызывая интоксикацию, повышение температуры тела до 39-400С. С током крови попадает в клетки ЦНС, размножается, поражая мягкую мозговую оболочку, серое веществе спинного и головного мозга (особенно тяжелые поражения отмечают в двигательных нейронах передних рогов шейного отдела СМ, ядрах мозжечка и продолговатого мозга) и периферические нервы, что клинически выражается в судорогах, параличах отдельных групп мышц или целых конечностей и нарушении чувствительности кожи. Позже, когда вирусное воспаление охватывает весь головной мозг, отмечаются общемозговые симптомы – постоянные головные боли, упорная рвота, потеря сознания, вплоть до коматозного состояния или, наоборот, развивается психомоторное возбуждение с утратой ориентации во времени и пространстве. Могут отмечаться нарушения сердечно-сосудистой системы (миокардит, сердечнососудистая недостаточность, аритмия), пищеварительной системы – задержка стула, увеличение печени и селезенки. Основные клинические формы КЭ: Лихорадочная (30-50%) Менингеальная (40-60%) Очаговая (8-15%) – самая тяжелая, сопровождается развитием параличей. Летальность колеблется в пределах от 2% при европейской форме до 20% при дальневосточной (более тяжелой и опасной) форме. Иммунитет. После перенесенной инфекции формируется гуморальный стойкий пожизненный иммунитет, развивается ГЗТ. Профилактика. Общие меры по профилактике укусов клещей включают: ношение в лесу специальной одежды – сапоги, куртки с плотно застегнутыми рукавами, платка или сетки, закрывающей шею, головного убора, закрывающего волосы; само- и взаимоосмотры на выходе из леса и на привалах; скашивание травы и низкорослого кустарника, рубка сухостоя, освобождение от завалов и пней; применение жидких и аэрозольных репеллентов (специальных химических веществ для борьбы с насекомыми); кипячение сырого козьего и коровьего молока на территориях, где регистрируется клещевой энцефалит. Первая помощь при укусе клеща. Для удаления присосавшегося клеща его предварительно смазывают каким-нибудь жиром (вазелином, кремом, подсолнечным маслом), а через 15-20 минут осторожно вытягивают нитяной петлей или пинцетом круговыми движениями против часовой стрелки. Следует избегать разрушения клеща. Снятое насекомое следует сжечь или залить кипятком, однако его также можно принести с собой в медицинский пункт для установления инфицированности клеща вирусом. Место укуса рекомендуется обработать йодом, перекисью водорода или спиртосодержащим препаратом и тщательно вымыть руки. Ни в коем случае не следует раздавливать клеща, поскольку в этом случае также может произойти заражение вирусом, содержащимся во внутренних органах клеща. Специфическая профилактика. Принципиально все вакцины для профилактики КЭ представляют собой выращенные на куриных эмбрионах, инактивированные формалином вирусы, адсорбированные на адъюванте – гидроокиси алюминия. На настоящий момент в России применяются четыре вакцины: 1. Культуральная вакцина (пр-во НПО Вирион, Томск, штамм Софьин) – показана для вакцинации детей с 4 лет и взрослых до 65 лет. 2. Концентрированная культуральная вакцина «ЭнцеВир» (пр-во Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов, Москва, штамм Софьин) – может применяться с 18 лет. Вакцинация – двухкратно с интервалом 5-7 месяцев. Первая ревакцинация – через 1-2 года, последующие – каждые три года. 3. «FSME-Immun-inject» (пр-ва Immuno AG, Австрия) – для всех возрастов. 4. «Энцепур» (пр-ва Chiron Behring, Германия, вирусный штамм К23). Все перечисленные вакцины обладают высокой иммуногенной активностью. Через две недели после введения последней дозы первичного курса вакцинации иммунитетом обладают от 90 до 97% привитых. Вакцинация должна проводиться планово лицам, проживающим на эндемичной территории, но на практике проводится по желанию. Экстренная профилактика (т.е. профилактика после укуса клеща) и специфическое лечение, может быть проведена с помощью однократного введения донорского (до 12 лет – 1 мл, 12-16 лет – 2 мл, старше 16 лет – 3 мл) или лошадиного (0,05 мл/кг) иммуноглобулина против КЭ, который защищает на срок до 1 месяца. Срок для проведения такой профилактики ограничен тремя днями, после этого срока она теряет смысл. В последнее время для экстренной профилактики и лечения используется интерфероновый препарат – йодантипирин. Бешенство (синонимы: Lyssa, Hydrophobia – водобоязнь с греч и лат. соответственно) – это острое вирусное заболевание, характеризующееся прогрессирующим поражением ЦНС (энцефалитом), смертельно для человека. Историческая справка. Бешенство – одно из самых древних заболеваний. Первые упоминания о заболевании, передающемся через укус собаки встречаются в клинописных глиняных табличках Древней Месопотамии, относящихся к III тыс. до н.э. Бешенство животных подробно описано Демокритом (500 лет до н.э.), Аристотелем (322 года до н.э.), Цельсом (1-е столетие до н.э.). В I в. до н.э. Цельс предлагал выжигать укушенные места каленым железом. Это болезненное мероприятие спасало только в том случае, если рана была невелика, и прижигание производилось немедленно после укуса. Упоминание об этом заболевании встречается в «Иллиаде» Гомера, трудах Авиценны. Впервые бешенство подробно изучил Л. Пастер в 1880 г. и разработал антирабическую вакцину в 1885 г, и применил ее в этом же году для вакцинации мальчика, укушенного собакой. В 1886 г. группа одесских врачей на свои средства командировала Н.Ф. Гамалея в Париж для ознакомления с методом приготовления вакцины против бешенства. После его возвращения в Одессе была открыта лаборатория, где изготовлялась антирабическая вакцина. В 1892 г. В. Бабеш и в 1903 г. А. Негри описали специфические включения в нейронах головного мозга погибших от бешенства животных (тельца Бабеша- Негри). В 1903 г. П. Ремменгер (=Ремленже) доказал вирусную природу болезни. Таксономия. Семейство – Rabdoviridae (от греч. rhabdos – прут, палка) Род – Lyssavirus Тип – один тип – вирус бешенства Л. Пастер в 1885 г. ввел понятие об уличном и фиксированным вирусе бешенства. Уличный (дикий) вирус бешенства: Циркулирует в природе среди животных. Высокопатогеннен для человека и животных. Длительный инкубационный период у человека. Вирус накапливается в ЦНС, слюнных, слезных железах. В нейронах образует специфические тельца включения (тельца Бабеша-Негри) размером от 34 до 20 мкм. Вызывает у человека типичную клиническую картину – энцефалит. Фиксированный (virus fixe) вирус бешенства: Был получен Л. Пастером путем многократных пассажей в головном мозге кроликов (133 раз). Не патогенен для человека и животных. Короткий инкубационный период (быстро размножается). Не содержится в слюне животного. Не образует тельца Бабеша-Негри. Геном. Геном вируса бешенства представлен однонитевой линейной нефрагментированой негативная (-) РНК. Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный. Морфология. Пулевидная форма, размеры – 60-85×100-400 нм. Организация – сложная: РНК, покрытая капсидом, состоящим из белка N (от англ. nucleocapsid, нуклеопротеин, тесно связанный с РНК) и белков полимеразного (транскриптаза) комплекса – L (от англ. large) и NS; белок М (от англ. matrix); дополнительная двухслойная липидная оболочка (суперкапсид) с выступающими шипами – гемагглютининами гликопротеидной природы (гликопротеид G). Химический состав вируса. РНК – 2-4%, белки – 76% (капсидные, матриксные, РНК-полимераза=транскриптаза, гликопротеиды), липиды – до 20%. Антигенная структура. 1. Внутренний антиген – группоспецифический, представлен белками нуклеокапсида (выявляется в РСК); 2. Внешние антигены – гемагглютинины шипиков суперкапсида (выявляют в РТГА и РН). Особенности репродукция вируса. 1. Адсорбция на клетке c помощью гликопротеида G. 2. Проникновение путем рецепторного эндоцитоза с последующим слиянием с мембраной фагосомы. 3. Депротеинизация. 4. Репродукция РНК и синтез вирус-специфических белков в цитоплазме на рибосомах клетки-хозяина (в цитоплазме образуют ацидофильные включения – тельца Бабеша-Негри). 5. Сборка нуклеокапсида. 6. Созревший вирион отделяется почкованием, проходя через ЦПМ обволакивается суперкапсидом. Культивирование. в культуре клеток почек новорожденных хомячков, диплоидных культурах клеток человека и др. (в цитоплазме – ацидофильные включения). в головном мозге кроликов, мышей-сосунков и других животных. в куриных эмбрионах (заражают в мозг эмбриона и желточный мешок). Резистентность. Вирус мало устойчив во внешней среде, быстро инактивируется при действии УФО, солнечного света, под действием раствора лизола, детергентов, хлорсодержащих дез.средств, йода, щелочей, высоких температур (600С – 5 мин, 1000С – 1 мин). Длительно сохраняется в лиофилизированном (высушенном) состоянии, при низкой температуре (–20…–700С), в трупах – до 4 мес., в глицерине при комнатной температуре – несколько мес. Эпидемиология. Бешенство – зоонозная инфекция. Источник инфекции – больные животные (на территории РФ, в основном, среди диких животных – это лисы; «городское» бешенство передают в 90% случаев собаки, а так же, кошки, КРС, лошади). Вирус выделяется со слюной инфицированного животного во внешнюю среду в последние 7-10 дней инкубационного периода и на протяжении всего заболевания. Пути передачи инфекции: Прямой контактный – заражение происходит при укусе и ослюнении раны. Редко воздушно-капельный (в пещерах, населенных летучими мышами, которые многомесячно выделяют вирусы со слюной), алиментарный (при употреблении в пищу мяса больного животного) и при трансплантации инфицированных тканей (например, роговицы глаза). Входные ворота – поврежденные кожные покровы и слизистые оболочки. Человек относительно устойчив к бешенству: при укусах бешеными дикими животными заболевает около 50% людей, при укусах собак – около 30%. Инкубационный период – варьирует от 5 до 90 дней (крайний срок – до 1 года, но описаны примеры инкубационного периода продолжительностью 10 и более лет): наиболее короткий инкубационный период (10-14 дней) бывает при укусе головы и кистей рук, более длительный (1,5 месяца) – при укусе нижних конечностей. Патогенез и клинические особенности. Первичная репродукция вируса происходит в мышечной ткани на месте укуса. Затем вирус внедряется в рецепторы периферических чувствительных нервов и по периневральным пространствам достигает головного и спинного мозга. Там вирус репродуцируется в нейронах гиппокампа, продолговатого мозга, черепных нервов, симпатических ганглиев. В результате этого возникают воспалительные, дистрофические и некротические изменения нервной системы. В цитоплазме пораженных клеток (чаще в нейронах аммонова рога, продолговатого мозга, клетках Пуркенье) образуются ацидофильные тельца-включения (Бабеша-Негри). Далее вирус проникает в слюнные железы и выделяется во внешнюю среду. В развитии заболевания выделяют 3 стадии: 1. Предвестников (длительность 3-5 дней) – появляются головная боль, неприятные ощущения в области укуса (жжение, зуд, боль), беспокойство, страх, тревога, бессонница (явления депрессии). 2. Возбуждения (длительность 2-3 дня) – характерны агрессивность, буйство, пена у рта, слуховые и зрительные галлюцинации, судороги, появляется выраженная боязнь воды (гидрофобия), света и других раздражителей. 3. Параличей – параличи мышц конечностей, языка, лица, через 5-7 дней от начала болезни наступает смерть от паралича сердечного и дыхательного центров. Заболевание в 95% случаев заканчивается летально. Иммунитет. Так как заболевание заканчивается летально, то постинфекционный иммунитет не изучен, хотя во время заболевания вырабатываются вируснейтрализующие антитела. Профилактика. Неспецифическая – заключается в борьбе с бешенством среди животных. Обязательна регистрация собак и иммунизация их антирабической вакциной. За рубежом диким животным скармливают приманки, содержащие вакцину. Специфическая профилактика – проводится лицам, имеющим контакт с дикими животными (собаколовы, ветеринары, работники лабораторий). Экстренная профилактика. При укусах или ослюнении необходимо промыть рану мыльным раствором и прижечь спиртовым раствором йода. Затем начинают экстренную специфическую профилактику антирабической вакциной и антирабическим гамма-глобулином (получен путем иммунизации лошадей фиксированным вирусом бешенства). Схема определяется степенью тяжести укуса, его локализацией, временем прошедшим после укуса, информацией об укусившем животном и т.д. У нас в стране используют следующие вакцины: 1. «Рабивак» (РФ) – антирабическая инактивированная УФО культуральная вакцина, изготовленная из культуры почек сирийского хомячка, зараженную аттенуированным штаммом Внуково-32. 2. КОКАВ (РФ) – антирабическая культуральная очищенная концентрированная инактивированная вакцина сухая (представляет собой культуру штамма Внуково-32, очищенную и концентрированную методами ультрацентрифугирования и ультрафильтрации). 3. Антирабическая вакцина Рабипур (Германия) – содержит инактивированный вирус бешенства, выращенный на культуре куриных фибробластов. 4. Создана генно-инженерная вакцина, содержащая гликопротеиды G вируса бешенства. Антитела появляются через 2 недели после вакцинации. Поствакцинальный иммунитет длится от 6 месяцев до 1 года. Механизм иммунитета также связан с феноменом интерференции – фиксированный вирус значительно быстрее достигает клеток нервной системы, репродуцируется в них и препятствует внедрению уличного вируса. Лечение. Применяют антирабический гамма-глобулин в больших дозах с первых часов болезни. Но, в основном, – это симптоматическое лечение. Краснуха (синонимы: коревая краснуха, германская корь) – острое вирусное заболевание, характеризующееся мелкопятнистой экзантемой, катаральным воспалением верхних дыхательных путей и конъюнктивы, генерализованной лимфоаденопатией, незначительной общей интоксикацией и частыми поражениями плода у беременных. Историческая справка. Вирус краснухи открыт японскими исследователями Дж. Хиро и С. Тасаки в 1938г. путем заражения волонтеров фильтратами носоглоточных смывов больных людей, а выделен в 1962 г. независимо друг от друга П. Паркманом и Т. Веллером с Ф. Невой. Таксономия. Семейство – Togaviridae (от лат. toga – плащ, подчеркивает наличие в структуре вириона липидной оболочки) Род – Rubivirus (от лат. rubrum – красный) Тип – один тип – Rubella virus (вирус краснухи) Геном. Представлен нефрагментированной однонитевой молекулой (+) РНК. Тип симметрии нуклеокапсида – кубический, образован белком С. Морфология. Форма сферическая, размеры – 50-70 нм, организация – сложная. На поверхности суперкапсида расположены шипы гликопротеидной природы 2-х разновидностей: Е1 – обладает гемагглютинирующими свойствами в отношении птичьих эритроцитов (голубей, гусей, цыплят); Е2 – нейраминидаза, выполняет функцию рецептора при взаимодействии с клеткой. Химический состав. РНК – 2%, белки – 65%, липиды – 25%, углеводы – 8%. Антигенная структура. Вирус имеет 2 антигена: 1. Внутренний АГ – нуклеопротеид (выявляется в РСК); 2. Наружный АГ – протективный, представлен гликопротеидами шипиков (выявляется в РН и РТГА). Особенности репродукция вируса. 1. Адсорбция на чувствительных клетках при помощи гликопротеидов Е2. 2. Проникновение в клетку путем виропексиса. 3. Депротеинизация. 4. Репродукция РНК и синтез вирусных белков в цитоплазме клетки (выявляются эозинофильные включения). 5. Сборка вирионов. 6. Выход из клетки дочерних вирионов путем почкования с образованием суперкапсида. Культивирование. в первичных культурах клеток (клетки амниона человека, клетки почек кроликов, обезьян; чаще не вызывает ЦПД) и перевиваемых культурах клеток (Vero, ВНК-21; выраженное ЦПД – круглоклеточная дегенерация, появление гигантских многоядерных клеток с цитоплазматическими включениями); редко – в куриных эмбрионах и лабораторных животных (обезьяны макаки, хорьки, хомяки, кролики и др.). Резистентность. Вирус нестоек во внешней среде, чувствителен к детергентами, эфиру, формалину, Clсодержащим дез.средствам, низкой рН, повышенной температуре (нагревание 56 0С выдерживает в течение часа, 1000С – мгновенно), высушиванию и действию УФО. Хорошо (годами) сохраняется при замораживании (-700С). Эпидемиология. Источник инфекции – больные люди. Пути передачи инфекции: Воздушно-капельный; Контактно-бытовой; Трансплацентарный. Заболевание встречается в виде эпидемических вспышек, пик инфекции приходится на весну. Чаще болеют дети от 1 года до 7 лет, течение доброкачественное. Возможно заболевание взрослых – течение тяжелое, с развитием артритов, энцефалитов, тромбоцитопении. Инкубационный период – 14-24 дня. Патогенез и клиника. Вирус воздушно-капельным путем попадает в организм и первичная репродукция происходит в лимфатических узлах (шейных, затылочных, заушных). Через неделю наступает стадия вирусемии, характеризующаяся симптомами незначительной интоксикации (слабость, недомогание, головная и мышечная боль, субфебрильная температура) и еще через неделю вследствие поражения эпителиальных клеток кожи появляется мелкопятнистая бледно-розовая сыпь (экзантема появляется вначале на лице, шее и быстро распространяется на разгибательные поверхности конечностей, спину, ягодицы; держится 2-3 дня). Особенно опасна краснуха для женщин в первый триместр беременности (80% уродств), так как вирус способен проникать через плаценту в период вирусемии и оказывать на растущий плод тератогенное действие (это связано с цитопатическим действием вируса, как на делящиеся клетки плода, так и на клетки сосудов плаценты): пороки сердца; глухота; поражение органов зрения (катаракта, глаукома, близорукость); микроцефалия, гидроцефалия; самопроизвольные выкидыши; мертворождения. Иммунитет. Формируется постинфекционный иммунитет – гуморальный стойкий пожизненный. Но вирус краснухи может длительно персистировать в организме и через несколько лет (в течение второго десятилетия жизни) привести к развитию прогрессирующего краснушного панэнцефалита, также может стать причиной сахарного диабета, панкреатита, дисфункции щитовидной железы и других заболеваний. Специфическая профилактика. Плановая вакцинация в соответствии с национальным календарем прививок: в 1 год с ревакцинацией в 6 лет. Целесообразна выборочная вакцинация девочек 13 лет, не привитым ранее и не болевшим. Используют живые аттенуированные вакцины, выращенный на культуре диплоидных клеток человека. Используются следующие вакцины: Рудивакс (Франция); Эрвевакс (Бельгия); Краснушная вакцина (Индия); Ассоциированные вакцины: MMR-II – краснушно-паротитно-коревая (США); Приорикс – краснушно-паротитно-коревая (Бельгия); Вакцина против кори, паротита, краснухи (Индия). В настоящее время проводятся международные клинические исследования живой ослабленной 4-х компонентной вакцины против кори-паротита-краснухи-ветряной оспы (приорикс-тетра). Специфическое лечение. Возможно применение иммуноглобулинов, однако препарат не защищает плод от врожденной краснухи. Тема лекции: «Герпесвирусы. Возбудители медленных инфекций. ВИЧ». Герпетическая инфекция – это группа антропонозных заболеваний, вызываемых вирусами герпеса человека, протекающая в виде инаппарантных, субклинических и клинически манифестных форм, которые возможны лишь в условиях первичного или вторичного иммунодефицита. Среди вирусных заболеваний герпесвирусные инфекции занимают одно из ведущих мест. Это обусловлено повсеместным распространением герпесвирусов. Вирусами простого герпеса инфицировано 65-90% взрослого и детского населения планеты. Историческая справка. Вирусная этиология герпетических поражений впервые была доказана Грютером в 1912 г., вызвавшим экспериментальный кератит у кролика путем введения содержимого везикул больного человека на конъюнктиву животного. Позднее, в 1934 г., Кόудри идентифицировал тельца включений вируса простого герпеса в клетках. Вирус ветряной оспы и опоясывающего лишая был открыт в 1911 г. бразильским ученым Э. Арагáо, обнаружившим в содержимом пузырьков больных ветряной оспой детей элементарные тельца вируса (тельца Арагао). А впервые успешное культивирование вируса осуществил Т. Веллер в 1953 г. на культуре фибробластов человеческих эмбрионов. Цитомегаловирус впервые выделен в 1956 г. М. Смитом из слюнных желез и В. Роуе из аденоидов. Вирус Эпштейн-Барра выделен английским вирусологом М. Эпстайном и канадским вирусологом И. Барр из биоптатов пациентов с лимфомами Беркитта в 1964 г. В 1988 г. американскими исследователями из лимфоцитов людей, инфицированных ВИЧ, был обнаружен вирус, который получил название ВГЧ 6 типа. ВГЧ 7 типа выделен в 1992 г. в военно-медицинском НИИ США из лимфоцитов больного с синдромом хронической усталости. ВГЧ 8 типа открыт в 1994 г. У. Чанг в США у ВИЧ-инфицированного больного с саркомой Капоши. Таксономия. Герпесвирусы объединены в обширное семейство Herpesviridae, которое включает около 80 представителей. Вирусы семейства герпеса включают в себя вирусы различных позвоночных (обезьян, лошадей, КРС, овец, свиней, кроликов, кошек, собак, лягушек, змей, мышей, крыс, морских свинок) и человека. Патогенные для человека представители Herpesviridae входят в состав подсемейств: Alphaherpesvirinae, Betaherpesvirinae, Gammaherpesvirinae. Для человека наибольшую патогенность имеют вирусы герпеса I и II типов (ВПГ-1, ВПГ-2), вирус ветряной оспы и опоясывающего лишая (ВГЧ-3), вирус Эпштейн-Барра (ВГЧ-4), цитомегаловирус (ВГЧ-5), вирусы герпеса человека 6,7 и 8 типов (ВГЧ-6, ВГЧ-7, ВГЧ-8). Подсемейств Cемейс тво Род о Simplexvirus Alphaherpesvir Тип: Тип: официальное общеупотребл название яемое название Вирус Вирус герпеса простого герпеса 1 человека 1 типа (ВПГ-1) типа (ВГЧ-1) [Herpes simplex [Human virus-1 (HSV-1)] herpes virus-1 (HHV-1)] ВГЧ-2 ВПГ-2 (HSV-2) Varicelloviru ВГЧ-3 Вирус s ветряной оспы и опоясывающего лишая [Varicellaherpes zoster virus] Cytomegalov ВГЧ-5 Цитомегалови Betaherpesviri irus рус (ЦМВ) nae Roseolovirus ВГЧ-6 ВГЧ-6 ВГЧ-7 ВГЧ-7 Gammaherpesv Lymphocrypt ВГЧ-4 Вирус irinae ovirus Эпштейна-Барр Rhadinovirus ВГЧ-8 ВГЧ-8 Herpesv inae iridae (от греч. herpes – ползучий) Геном. Геном герпесвирусов представлен двунитевой линейной молекулой ДНК (одна нить короче другой). Тип симметрии нуклеокапсида – кубический (капсид состоит из 162 капсомеров). Морфология. Вирионы имеют сферическую форму, размеры – 140-210 нм, сложную организацию, на поверхности суперкапсида имеют гликопротеиновые шипики. Антигенная структура. 1. S-антиген – группоспецифический, представлен белками нуклеокапсида (выявляют в реакциях преципитации и иммунодиффузии); 2. V-антиген – типоспецифический – гликопротеины внешней оболочки (выявляют в РН, РСК, РИФ). Вирус Эпштейна-Барр по антигенам отличается от других представителей семейства герпесвирусов. С помощью РСК, иммунодиффузии и РИФ обнаруживают следующие антигены: 1. Мембранный антиген (МА: membrane antigen или LYDMA: lymphocyte detected membrane antigen) – ранний некапсидный антиген, определяется на поверхности зараженной клетки; 2. Комплементсвязывaющий ядерный антиген (EBNA – Epstein-Barris nucleic antigen); 3. Антиген вирусного капсида (VCA – virus capsid antigen) – поздний антиген. Особенности репродукция вируса. 1. Адсорбция вириона на клеточных рецепторах (полиорганный тропизм). 2. Рецепторный эндоцитоз с последующим слиянием оболочки вируса с мембраной клетки, в результате этого капсид освобождается от внешней оболочки (суперкапсида). 3. Нуклеокапсид транспортируется в ядро, где происходит депротеинизация ДНК, а затем ее транскрипция и репликация с участием ДНК-зависимой РНК-полимеразы. 4. Синтез вирусоспецифических белков (около 50) в цитоплазме на рибосомах на фоне ослабления синтеза компонентов клетки. Часть капсидных белков (около 30) в результате модификации превращаются в структурные и транспортируются в ядро, где ассоциируются (собираются) с вновь синтезированными геномами (ДНК) – образуются незрелые капсиды. 5. Путем почкования незрелые капсиды проникают через ядерную мембрану в цитоплазму (нуклеокапсид покрывается суперкапсидом) и в цистернах ЭПС заканчивается формирование зрелых капсидов и внешней оболочки. 6. Транспорт к поверхности плазматической мембраны и выход из клетки путем экзоцитоза или лизиса клетки. Синтез вирусных белков начинается через 2 часа после заражения, и максимальное их количество накапливается примерно через 8 часов. Инфекционные вирионы появляются через 10 часов и достигают наивысших титров через 15 часов. При это существенно подавляется синтез собственных белков клетки. Представители подсемейства Betaherpesvirinae (ЦМВ, ВГЧ-6, 7 типов) имеют более продолжительный цикл внутриклеточной репродукции (72 часа). Культивирование. Вирусы герпеса человека культивируются в культурах клеток разного происхождения (чаще используют первичные культуры клеток почек кроликов и обезьян, для ЦМВ – фибробласты эмбриона человека, вирусы Эпштейна-Барр, ВГЧ-6, 7 и 8 типов – в Т- и В-лимфоцитах). При этом ЦПД различных представителей семейства широко варьирует, характерно образование гигантских многоядерных клеток с внутриядерными включениями. ЦМВ вызывает незначительные цитопатические изменения клеток, характерной особенностью ЦМВ является его способность образовывать гигантские (25-40 мкм) клетки с включениями в ядре и светлой перинуклеарной зоной («совиный глаз»). ВПГ-1, 2 типов также культивируют в хорионаллантоисной оболочке куриных эмбрионов и в лабораторных животных (интрацеребральное или внутрибрюшинное заражение мышейсосунков, кроликов или морских свинок в роговицу). Резистентность. Вирусы герпеса являются неустойчивыми к действию физических и химических факторов. Они разрушаются органическими растворителями. При температуре 50-520С инактивация наступает через 30 мин, при 1000С – мгновенно. На поверхности различных предметов при комнатной температуре инфекционные свойства вирусов герпеса исчезают через несколько часов. Вирусы разрушаются под действием ультразвука, УФО, повторного замораживания и оттаивания, низкой рН. Вирусы устойчивы к действию низких температур: при хранении в условиях -240С вирусы сохраняются от 1 года до 2-х лет (исключение, ЦМВ при замораживании быстро теряет инфекционность). В лиофилизированном состоянии не теряют активности в течение 10 лет и более. Роль в патологии. Основные заболевания, Герпесвирусы человека ассоциированные с данным герпесвирусом Вирус простого герпеса 1 типа (ВПГ-1) Лабиальный герпес (Herpes labialis) Герпес кожи и слизистых Герпетическая экзема Герпетический стоматит Офтальмогерпес (кератоконъюктивит) Генитальный герпес Герпетические энцефалиты Пневмонии Генерализованная герпетическая инфекция Вирус простого герпеса 2 типа (ВПГ-2) Генитальный герпес Неонатальный герпес (герпес новорожденных) Рак шейки матки Вирус ветряной оспы и опоясывающего Ветряная оспа лишая (Varicella-herpes zoster virus, ВГЧ-3)) Опоясывающий герпес (Herpes zoster) Вирус Эпштейна-Барр (ВГЧ-4) Инфекционный мононуклеоз Лимфома Беркитта Нозофарингеальная карцинома Цитомегаловирус (ВГЧ-5) Врожденные поражения ЦНС Ретинопатии Пневмонии Миокардиты Гепатиты ЦМВ-мононуклеоз Генерализованная ЦМВ инфекция Вирус герпеса человека 6 типа (ВГЧ-6) Внезапная экзантема Синдром хронической усталости Вирус герпеса человека 7 типа (ВГЧ-7) Синдром хронической усталости Вирус герпеса человека 8 типа (ВГЧ-8) Саркома Капоши у ВИЧ-серонегативных людей Саркома Капоши, ассоциированная с ВИЧ-инфекцией и СПИДом Общая характеристика герпесвирусной инфекции: Источником инфекции являются больные или вирусоносители; Разнообразные пути передачи инфекции; Полиорганный тропизм; Независимо от пути проникновения в организм первичная репродукция вируса происходит у входных ворот, далее он проникает в региональные лимфоузлы, затем в кровь и гематогенно заносится во внутренние органы, мозг (в ЦНС может проникать и по нервным стволам); Способны длительно персистировать в организме (при этом вирус сохраняется в клетках в виде провируса), вызывая хронические и латентные формы инфекции с периодическими обострениями; Характерно выраженное иммуносупрессивное действие. Инфекция, вызванная ВПГ 1 и 2 типов. Эпидемиология. Источником инфекции может быть больной или вирусоноситель (носителями ВПГ являются 90 % населения планеты). Пути передачи инфекции: Воздушно-капельный; Прямой контактный (например, через поцелуи, при прохождении через инфицированные родовые пути матери); Контактно-бытовой; Половой; Трансплацентарный. Патогенез и клинические особенности. При воздушно-капельном заражении первичная репродукция вируса происходит в клетках эпителия слизистой оболочки рта и глотки. При контактном заражении – в клетках кожи или конъюнктивы глаза. По лимфатическим сосудам вирус может попасть в кровь и вызвать генерализованную инфекцию. Заражение плода может произойти либо трансплацентарно, либо при прохождении через инфицированные родовые пути. Восходящий путь инфицирования (из шейки матки) сопровождается размножением и накоплением вирусов в околоплодных водах, что приводит к многоводию, невынашиванию беременности, задержке внутриутробного развития и пр. Вирус персистирует в ганглиях тройничного нерва. ВПГ-1 наиболее часто вызывает орофациальный герпес, характеризующийся появлением на коже группы пузырьков сначала с прозрачным, а затем с мутным содержимым. Пузырьки сливаются, образуя сплошной пузырь, который вскрывается, образуется корочка. Обычная локализация – кожа лица: окружность рта, обычно красная кайма губ (herpes labialis), носа (herpes nasalis), реже кожа щек, век, ушных раковин. ВПГ-1 является возбудителем острого гингивостоматита и фарингита, афтозного стоматита, кератоконъюнктивита, менингоэнцефалита. Висцеральные формы простого герпеса проявляются вовлечением в патологический процесс нервной системы, легких, печени и других внутренних органов. ВПГ-2 вызывает генитальный герпес, герпес новорожденных и рак шейки матки. Генитальный герпес чаще всего протекает бессимптомно. ВПГ может персистировать у мужчин в мочеполовом тракте, а у женщин в канале шейки матки, влагалище и уретре. Клинические проявления генитального герпеса сопровождаются появлением везикулярных высыпаний на половых органах, пузырьки лопаются, образуя эрозивные поверхности. Появлению высыпаний предшествует зуд, жжение и болезненность слизистых. Генитальный герпес может сопровождаться лихорадкой, увеличением лимфоузлов, невралгическими болями. У 50-75% людей после первичного инфицирования герпес принимает рецидивирующее течение. У женщин генитальный герпес даже при бессимптомном течении может стать причиной невынашивания беременности, заражения плода и новорожденного, что приводит к умственному недоразвитию, уродствам или летальному исходу. С возбудителем генитального герпеса связано возникновение рака шейки матки. Оба типа вируса, проникая в организм через поврежденную кожу, могут вызвать раневой герпес. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет – клеточный и гуморальный, нестойкий, непродолжительный. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – содержимое везикул, соскобы со слизистой оболочки полости рта, зева, конъюктивы, влагалища, шейки матки, уретры (в зависимости от локализации процесса). 1. Экспресс-метод – готовят мазки-отпечатки из соскоба герпетических везикул, красят по Романовскому-Гимзе и микроскопируют (обнаруживаются гигантские многоядерные клетки с внутриклеточными включениями), электронная микроскопия, ИЭМ (иммунная электронная микроскопия). 2. Вирусологический метод – заражение одной из чувствительных моделей: 12-13 дневных куриных эмбрионов, культуры клеток (Vero, Hela, ФЭЧ, ткань роговицы, клетки почки кролика, амнион человека, куриные диплоидные фибробласты и др.) или экспериментальных животных (мышей, кроликов, морских свинок интрацеребрально, внутрибрюшинно или в роговицу); индикация в куриных эмбрионах проводится по изменениям на хорионаллантоисной оболочке (обнаруживают очаги поражения в виде бляшек), РГА с куриными эритрацитами, в культурах клеток – по ЦПД (набухание, округление, образование гигантских многоядерных клеток), у лабораторных животных – по клинике и их гибели; идентификация осуществляется в РН, РСК и ИФА. 3. Серологический метод – используют РН, РСК, РАЛ (реакция агглютинации латекса), РИФ, ИФА, иммуноблотинг. 4. Молекулярно-биологический метод – ПЦР. Специфическая профилактика и лечение. Высокая частота скрыто протекающих инфекций и отсутствие эффективной вакцины делают невозможной иммунопрофилактику заболеваний. Единственный способ профилактики – сокращение или избегание контактов с больными острыми герпетическими инфекциями. Для лечения используются противогерпетические препараты (ацикловир и др.), антивирусные препараты (интерферон и др.), иммуномодуляторы. Специфическая профилактика рецидивов герпетической инфекции проводится с использованием герпетических вакцин (живых, инактивированных, рекомбинантных) с целью воздействия на защитные силы организма: активация клеточного иммунитета, его иммунокоррекция и специфическая десенсибилизация организма (применяется вне рецидива). Вирус ветряной оспы и опоясывающего лишая (Varicella-herpes zoster virus) – ВГЧ-3 является возбудителем двух различных по клинике заболеваний – ветряной оспы (varicella) и опоясывающего лишая (herpes zoster). Ветряная оспа (синоним: varicella) – острое инфекционное заболевание преимущественно детского возраста, характеризующееся доброкачественным течением, умеренно выраженной общей интоксикацией, лихорадкой и папуло-везикулезной сыпью на коже и слизистых. Ветряная оспа (ветрянка) впервые описана в 16 в. Видиусом. Название varicella, отличающее заболевание от натуральной оспы (variola), впервые ввел немецкий врач Фόгель в 1772 г. Эпидемиология. Источник инфекции – больной ветряной оспой человек (опасен для окружающих с 10 дня инкубационного периода и до 5 дня с момента появления последних элементов сыпи), иногда источником инфекции могут быть больные опоясывающим лишаем. Пути передачи инфекции: Воздушно-капельный; Прямой контактный (через отделяемое везикул); Трансплацентарный (не исключается внутриутробное заражение). Инкубационный период колеблется от 10 до 23 дней. Наиболее часто болеют дети в возрасте до 10 лет. Патогенез и клинические особенности. Вирус попадает в дыхательные пути и внедряется в эпителиальные клетки слизистой оболочки верхних дыхательных путей, затем проникает в кровь и фиксируется в коже. При этом отличается ограниченное расширение капилляров (пятно), серозный отек (папула) и отслоение эпидермиса (везикула). Различные стадии развития и размеры пузырьков обуславливают полиморфизм сыпи, характерный для ветряной оспы. Появление сыпи происходит без какого-либо определенного порядка на различных участках тела (лицо, волосистая часть головы, туловище, конечности) и часто сопровождается зудом. Наряду с поражением кожи, возможно поражение слизистых конъюнктивы глаза, а также внутренних органов: печени, легких, почек, реже селезенки, костного мозга, коры надпочечников, поджелудочной железы, тимуса. В результате размножения вируса и аллергической перестройки организма возникает лихорадка и другие симптомы общей интоксикации. При ветряной оспе отличается повышенная восприимчивость к другим инфекциям в результате снижения защитных сил организма. Осложнения при ветряной оспе редки. В результате присоединения вторичной инфекции могут возникнуть буллезная стрептодермия, абсцессы, флегмоны, рожа, сепсис, энцефалит и др. В случае заболевания ветряной оспой женщин в третьем триместре беременности возможны преждевременные роды и мертворождение. При заболевании в первые 3 месяца существует риск возникновения у ребенка врожденных дефектов. Иммунитет. У людей, перенесших в детском возрасте ветряную оспу, формируется гуморальный пожизненный иммунитет. Полагают, что после перенесения ветряной оспы в детском возрасте вирус может сохраняться в клетках ганглиев задних корешков спинного мозга. Антитела не могут предотвратить заболевание опоясывающим лишаем, поскольку очаг персистирующей инфекции сохраняется в ганглиях спинного мозга. Опоясывающий лишай (синоним: Herpes Zoster) – острое инфекционное заболевание, характеризующееся лихорадкой, интоксикацией, поражением задних корешков спинного мозга и межпозвоночных ганглиев и появлением везикулярной сыпи по ходу ветвей пораженного чувствительного нерва. Инфекционная природа последнего была доказана в 1925 г. К. Кундратитцом путем заражения добровольцев содержимым пузырьков больных опоясывающим лишаем. При этом у некоторых больных развивалась клиническая картина не только опоясывающего лишая, но и ветряной оспы. Эпидемиология. Источник инфекции – больной опоясывающим лишаем или ветряной оспой. Пути передачи инфекции: Воздушно-капельный; Прямой контактный; Не исключается трансплацентарная передача вируса. Инкубационный период неизвестен, можно считать что он длится многие годы (от момента перенесения ветряной оспы, когда вирус впервые попадает в организм). Заболевают, как правило, взрослые люди, а у детей, контактирующих с этими больными может развиться ветряная оспа. Случаи заражения взрослых от больных опоясывающим лишаем крайне редки. Заболевание носит спородический характер, практически отсутствует сезонность. Патогенез и клинические особенности. Опоясывающий лишай рассматривают как вторичную инфекцию, развившуюся на фоне иммунодефицита в результате контакта с ВГЧ-3 в прошлом. Чаще всего болезнь развивается у людей после (или на фоне) травм, интоксикаций, других инфекций, лечения кортикостероидами, иммунодепрессантами, рентгенотерапии, у больных лейкозами, лимфогранулематозом, злокачественными новообразования и т.п., то есть в тех случаях, когда имеет место иммунодефицит. Вирус (после перенесенной ветряной оспы), находящийся в латентном состоянии, активизируется и обуславливает возникновение клинически манифестных форм болезни. Так как возбудитель опоясывающего лишая дермонейротропен, то наряду с кожными проявлениями имеет место поражение центральной и периферической нервной системы в виде ганглионевритов с поражением межпозвоночных ганглиев с вовлечением в процесс задних, а иногда и передних рогов спинного мозга. При вовлечении в процесс вегетативных ганглиев может развиться менингоэнцефалит или же возникнуть поражение внутренних органов. Изменения в эпителии и дерме при опоясывающем лишае те же, что и при простом герпесе. В типичных случаях в начале болезни возникает боль в месте локализации будущей сыпи, т.е. по ходу пораженных нервных ветвей. Повышается температура тела, возникает головная боль и другие симптомы интоксикации, а так же ощущение покалывания, зуда, жжения. Через 3-5 дней по ходу чувствительных нервов возникает отечность и гиперемия кожи, затем появляются пузырьки, наполненные прозрачной жидкостью. Через несколько дней содержимое пузырьков становится мутным. Начиная с 6-8 дня, пузырьки подсыхают, образуются корочки, которые отпадают и остается легкая пигментация. Общая продолжительность болезни 2-3 недели. Наиболее часто поражаются межпозвоночные узлы грудного отдела, отсюда сыпь распространяется односторонне на коже грудной клетки. Несколько реже она встречается в зоне иннервации тройничного нерва, на коже шеи, в пояснично-крестцовой области, по ходу черепных нервов (лицевой, ушной, слуховой) и на конечностях. Наряду с типичными формами болезни возможны атипичные и генерализованные, возникающие на фоне выраженного иммунодефицита. Поражение ЦНС в виде менингита, энцефалита, энцефаломенингита встречается относительно редко. Своеобразной формой опоясывающего лишая является синдром Ханта (Рамзая-Ханта), когда в процесс вовлекается коленчатый узел. Герпетическая сыпь появляется на коже ушной раковины, наружного слухового прохода, иногда на слизистой полости рта. Отмечается неврит ушного и лицевого нервов. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – содержимое везикул, кровь, СМЖ, смывы из зева. Вирусоскопический метод – позволяет обнаружить в мазках из везикулярной жидкости, окрашенных серебрением по Морозову или по Романовскому-Гимзе в световом микроскопе, гигантские многоядерные клетки (тельца Арагона) с эозинофильными ядерными включениями, более эффективным является использование для этих целей электронной микроскопии. Вирусологический метод – выделение возбудителя проводят на культурах фибробластов эмбриона человека с последующей индикацией по ЦПД (образование гигантских многоядерных клеток с внутриядерными включениями); идентификация осуществляется в РСК. Серологический метод – используют РН, РСК, РИФ, ИФА, иммуноблотинг. Молекулярно-биологический метод – ПЦР. Специфическая профилактика и лечение. Разработана живая вакцина против ветряной оспы, рекомендованная для введения детям старше 1 года (однако ряд специалистов придерживаются мнения, что иммунизация детей может привести к нарушению иммунного статуса в более старшем возрасте и развитию тяжелых форм заболевания). В очагах инфекции рекомендуется применение иммуноглобулинов, полученных из крови реконвалесцентов. Средств этиотропной терапии нет. Основным в лечении является тщательный уход за кожей. В период высыпаний пациент не должен мыться. Элементы сыпи смазывают водными растворам: 1% раствором метиленового синего, 1% раствором бриллиантового зеленого, 5% раствором KMnO4, краской Кастеллани и т.п. Корочки можно смазывать вазелином, тогда они быстрее отпадают. При выраженной интоксикации проводится дезинтоксикационная терапия. При осложнениях назначают антибиотики. При необходимости проводится коррекция иммунитета. Для лечения опоясывающего лишая можно использовать интерферон. Вирус Эпштейна-Барр (ВГЧ-4) поражает в основном 2 типа клеток: Эпителий верхних дыхательных путей и пищеварительного тракта; В-лимфоциты, которые под воздействием вируса приобретают способность бесконечно расти. Является причиной инфекционного мононуклеоза, лимфомы Беркитта, носоглоточной карциномы и волосатой лейкоплакии языка. Инфекционный мононуклеоз (синоним: болезнь Филатова) – острое вирусное заболевание, характеризующееся генерализованной лимфаденопатией, лихорадкой, тонзиллитом, гепатоспленомегалией, характерными гематологическими изменениями. Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек или носитель. Заболевание малоконтагиозно, за счет большого числа иммунных лиц, наличия стертых и атипичных форм болезни (у 50% детей и 85% взрослых выявлены антитела). Пути передачи инфекции изучены недостаточно: Воздушно-капельный; Контактно-бытовой (через общее бельё, посуда, игрушки); Допускается возможность трансфузионного пути; В отдельных случаях – даже пищевой путь. Болеют преимущественно дети и лица молодого возраста (2-10 лет – 50%, старше 40 лет – 1%). Чаще болезнь регистрируется в городах в виде спородических случаев. Инкубационный период – 5-15 дней. Патогенез и клинические особенности. Входными воротами является глоточное кольцо, реже – слизистая желудочно-кишечного тракта. Вирус обладает тропизмом к лимфоидной и ретикулярной ткани. На месте внедрения появляются гиперемия и отек слизистых полости рта и глотки, гипертрофия ткани миндалин и слизистых оболочек носа. Кроме того, воспаляются лимфоузлы. Если вируса немного, а иммунитет хороший, то на этом патологический процесс может закончиться. При массивном поступлении вируса или недостаточности иммунитета развивается вирусемия, вирус проникает в лимфоузлы и органы, богатые ретикуло-эндотелиальными клетками, увеличивается печень и селезёнка. В патогенезе заболевания большую роль играет и бактериальная флора. В частности, на 3-4 день болезни появляется фолликулярная ангина, за счет присоединения вторичной инфекции. Имеют значение и аллергические реакции в связи с сенсибилизацией организма. Выделяют 3 формы заболевания: Ангинозная; Железистая; Фебрильная. Возможно легкое, среднетяжелое и тяжелое течение болезни. У большинства больных заболевание заканчивается полным выздоровлением. Иммунитет. Стойкий, случаев повторных заболеваний не зарегистрировано. Специфическая профилактика и лечение не разработаны. Лимфома Беркитта – злокачественная лимфоидная опухоль, вызываемая ВГЧ-4, локализующаяся, как правило, вне лимфатических узлов в различных органах и тканях (верхняя челюсть, почки, яичники, печень, нервная система и др.) Нозологическая самостоятельность болезни была установлена в 1958 г. Д. Беркиттом (D. Burkitt). Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек. Путь передачи инфекции – трансмиссивный (переносчики – комары и москиты). Заболевание распространено в Африке, Океании, США, Латинской Америке, Индии, в некоторых странах Европы. Болезнь в основном распространена в странах с жарким, влажным климатом («лимфоидный пояс»), где обитают некоторые виды комаров и москитов из рода Anophelesu Monsonia. Заболевание характерно для детей 3-7 лет (50% случаев). 98% всех случаев приходится на лиц моложе 20 лет. Мужчины болеют в 2 раза чаще, чем женщины. Носоглоточная карцинома – злокачественная опухоль, поражающая в основном мужчин некоторых этнических групп Южного Китая. У лиц с нарушением иммунной системы этот вирус может стать причиной лейкоплакии слизистых оболочек полости рта, языка, красной каймы губ; возможно также поражение слизистой вульвы, реже головки полового члена, клитора, влагалища, щейки матки. Цитомегаловирусная инфекция – вирусное заболевание, характеризующееся, клиническим полиморфизмом и протекающее в виде локализованных, генерализованных форм или же в латентной форме с пожизненной персистенцией вируса в организме. Заболевание было впервые описано в 1881 г. М. Риббертом. Эпидемиология. Источником инфекции может быть больной или вирусоноситель (выделяют с биологическими жидкостями – кровь, моча, слезы, слюна, грудное молоко, спинномозговая жидкость, вагинальное отделяемое, слизь из носоглотки, сперма, фекалии и др.). Пути передачи инфекции: Воздушно-капельный; Алиментарный; Контактно-бытовой; Прямой контактный («болезнь поцелуев»); Половой; Трансфузионный; Трансплацентарный. Входными воротами для ЦМВ являются: дыхательные пути, пищеварительный тракт, слизистые. По данным статистики ЦМВ обнаруживается у каждого сотого новорожденного ребенка. К году носителем ЦМВ является каждый пятый, а к 35 годам – около 40% населения, а к 50 годам – 90%. Патогенез и клинические особенности. ЦМВ поражает практически все органы и ткани, вызывая либо бессимптомное носительство, либо клинически выраженные состояния. Особое значение имеет способность ЦМВ инфицировать иммунокомпетентные клетки и персистировать в них. Проникая в кровь, ЦМВ репродуцируется в лейкоцитах, в мононуклеарных фагоцитах, в Т-лимфоцитах (CD4+, CD8+) или персистирует в лимфоидных органах. Доказана возможность размножения вируса в В-лимфоцитах. В ответ на внедрение ЦМВ развивается иммунная перестройка организма в виде снижения реакции лимфоцитов на вирусы в результате угнетения экспрессии антигена макрофагами, угнетения пролиферативной активности лимфоцитов, угнетения фагоцитарной активности и завершенности фагоцитоза. Кроме того, ЦМВ способны индуцировать ГЗТ. При хронических вирусных заболеваниях может формироваться пожизненная иммуносупрессия. Кроме того, ЦМВ имеет сродство к клеткам слюнных желез, преимущественно околоушных, и почек, вызывая в них образование крупных внутриядерных включений. Клеточный метаморфоз сопровождается воспалительной реакцией с образованием мононуклеарных инфильтратов и гранулем, очаговыми некрозами. Общепринятой классификации ЦМВИ не существует. Наиболее приемлема следующая: 1. Врожденная ЦМВИ: a. острая форма; b. хроническая форма. 2. Приобретенная ЦМВИ: a. латентная форма; b. острая мононуклеазоподобная форма; c. генерализованная форма. Более чем у 90% новорожденных ЦМВИ протекает бессимптомно, в остальных случаях тяжесть ее значительно варьирует. При инфицировании на ранних сроках беременности (4-6 недель) возможны гибель плода и самопроизвольный выкидыш. При инфицировании в первые 3 месяца беременности возможно тератогенное воздействие на плод. При инфицировании в более поздние сроки может быть врожденная ЦМВИ, не сопровождающаяся пороками развития. Одним из частых признаков врожденной ЦМВИ является интерстициальная пневмония с вовлечением в процесс бронхов и бронхиол. Часто поражаются почки, желудочно-кишечный тракт. Приобретенная ЦМВИ, как и врожденная, чаще протекает бессимтомно. Латентная форма обычно не проявляется четкими клиническими симптомами, иногда наблюдаются легкие гриппоподобные заболевания, неясный субфебрилитет. Активация латентной инфекции у взрослых обычно наблюдается при иммунодепрессивной терапии, вторичных иммунодефицитных состояниях, СПИДе. Мононуклеозная форма ЦМВИ начинается остро, увеличиваются лимфатические узлы, увеличивается печень и селезенка, боли в горле. Иммунитет. Постинфекционный иммунитет плохо изучен. Специфическая профилактика и лечение. Для специфической профилактики разработаны живые вакцины, полученные из аттенуированных штаммов и применяющихся в виде моновакцины или дивакцины в сочетании с вакциной против краснухи. Лечение ЦМВИ должно быть комплексным и включать специфические противовирусные препараты, иммуномодуляторы, т.к. вирус обладает иммунодепрессивным действием, витаминотерапию. Медленные инфекции – это группа инфекционных заболеваний, характеризующиеся длительным инкубационным периодом с последующим прогрессирующим развитием заболевания вплоть до летального исхода. Характеристика медленных вирусных инфекций (для медленных инфекций характерны четыре главных признака): 1. Длительный инкубационный период (месяцы и годы); 2. Медленно прогрессирующий характер течения болезни; 3. Своеобразие поражения органов и тканей, преимущественно ЦНС; 4. Летальный исход. Медленные инфекции разделяют на две группы: 1. Медленные вирусные инфекции; 2. Прионовые инфекции. Возбудители медленных вирусных инфекций Возбудитель Нозологическая форма Вирус кори Подострый склерозирующий панэнцефалит Подострый послекоревой панэнцефалит Вирус краснухи Прогрессирующая врожденная краснуха Прогрессирующий краснушный панэнцефалит Полиомавирус JC Прогрессирующая многоочаговая лейкоэнцефалопатия Герпесвирусы Подострый герпетический энцефалит Хронический инфекционный мононуклеоз Цитомегаловирусное поражение мозга ВИЧ СПИД Вирус клещевого энцефалита Прогрессирующий бульбарный паралич Эпилепсия Вирус бешенства Бешенство Вирусы гепатитов В, С, D, G, TTV Гепатиты Лимфотропные вирусы человека Т-клеточные лимфомы (HTLV) 1 и 2 типов Возбудители прионовых инфекций Историческая справка. Заболевания, ныне относимые к прионным, известны у животных более 200 лет, а у людей – с начала века, однако их активные исследования стали возможны лишь в последние 50 лет. В 1954 г. Б. Сигурдсон описал медленные инфекции овец, в т.ч. давно известное заболевание скрепи (спонгиоформная энцефалопатия овец). В 1957 г. К. Гайдушек и В. Зигас описали заболевание «куру», распространенное среди папуасов-каннибалов, доказав, что медленные инфекции поражают не только животных, но и человека. В 1976 г. К. Гайдушек был удостоен Нобелевской премии «за открытия новых механизмов происхождения и распространения инфекционных заболеваний». К. Гайдушек был награжден не за то, что открыл происхождение «куру», а за то, что его исследования привели «к распознаванию новой категории человеческих болезней, вызываемых уникальными инфекционными агентами». К. Гайдушек считаетс основоположником учения о медленных инфекциях человека. В 1982 г. американский биохимик С. Прузинер установил, что возбудителем скрепи выступает не аномальный вирус, а безнуклеиновый низкомолекулярный белок, названный им инфекционным прионовым белком или прионом (термин образован от английских слов «PROtein INfectious agent» – белковый инфекционный агент). Стенли Прузинер за открытие прионов в 1997 г. был удостоен Нобелевской премии. Прион – это нормальный белок наших нервных клеток, который крайне необходим для их жизнедеятельности и нормального функционирования. Но при мутации в его гене он становится нейротоксичным, то есть "ядовитым" для нервных клеток, убивающим их. Патогенез поражений при прионовых инфекциях обусловлен способностью инфекционного прионового белка PrPSc (от англ. scrapie – скрепи, являющейся самой распространенной прионовой болезнью) вызывать мутацию гена, кодирующего синтез нормального прионового белка PrPC (от англ. cell – клетка), в результате чего синтезируется инфекционный прионовый белок PrPSc, отличающийся нарушенной пространственной конфигурацией молекулы. Т.о., образование инфекционных прионовых белков происходит не за счет репродукции молекулы PrPSc, попавшей в организм, а за счет синтеза новых молекул, кодируемых мутировавшим геном PrPC. Прионы вызывают губкообразные поражения ЦНС – у человека описаны следующие заболевания: Куру; Болезнь Крейтцфельдта-Якоба; Синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера; Смертельная семейная бессонница. ВИЧ-инфекция – инфекционное заболевание человека, вызываемое вирусами иммунодефицита человека и характеризующееся длительным бессимптомным периодом, лимфоденопатией, поражением иммунной и нервной систем, наличием оппортунистических и СПИД-ассоциированных заболеваний, с пандемическим распространением и 100% летальностью. СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита) – это терминальная стадия ВИЧинфекции. Историческая справка. Зимой 1981 г. были зарегистрированы случаи заболевания саркомой Капоши у мужчин в возрасте около 30 лет (как правило, заболевание характерно для мужчин старше 60 лет). Все они оказались гомосексуалистами. Саркома Капоши протекала у них злокачественно и большая часть из них погибла в течение 20 месяцев. Весной 1981 г. была обнаружена ещё одна категория больных – со злокачественной формой пневмоцистной пневмонии. Это заболевание вызывается простейшими (Pneumocystic carinii) и встречается крайне редко у лиц с подавленной функцией иммунной системы. Заболевания также были зарегистрированы у молодых людей, гомосексуалистов. Летом 1981 г. в США насчитывалось уже 116 подобных случаев. Хотя клиническая картина указывала на синдром иммунодефицита, причины и пути заболевания остались неясными. В 1982 г. американский исследователь Р. Галло высказал предположение, что причиной развития СПИДа является вирус из семейства ретровирусов. К этому времени Р. Галло и его сотрудники уже выделили два Т- лимфотропных вируса человека. Один из них – HTLV-1(Human Tlymphotropic virus type 1) – является возбудителем редкого, но злокачественного Т–лейкоза человека. Второй вирус HTLV-2, также вызывает Т-клеточные лейкозы и лимфомы. В 1983 г. группа учёных Пастеровского института в Париже под руководством Люка Монтанье из кусочка ткани увеличенного лимфатического узла больного лифмоаденопатией выделили ещё один вирус с тропностью к CD4+-лимфоцитам (LAV вирус, ассоциированный с лимфоаденопатией). Оказалось, что новый ретровирус вызывал деструкцию инфицированных клеток с последующей их гибелью в отличие от вирусов HTLV-1 и HTLV-2, которые трансформируют Т-клетки, приводя к их бесконтрольной пролиферации. В 1984 г. американцы сообщили об открытии ещё одного вируса HTLV-3. И тогда же была установлена идентичность HTLV-3 и LAV вирусов. В 1986 г. Международный комитет по таксономии и номенклатуре вирусов предложил дать возбудителю новое название HIV/ВИЧ (Human immunodeficiency virus). С этого времени длительно протекающее инфекционное заболевание человека, вызванное ВИЧ, стали называть ВИЧ-инфекция, а термин СПИД сохранили для обозначения последней терминальной стадии этого заболевания. В 1986 г. Л. Монтанье с сотрудниками объявили об открытии нового вируса – HIV-2 (ВИЧ-2). Более 90% случаев инфицирования в мире связано с вирусом иммунодефицита человека первого типа. Вирус иммунодефицита второго типа (ВИЧ 2) эндемичен для Западной Африки и весьма редко встречается в остальных странах мира. Теории происхождения ВИЧ. По поводу происхождения вирусов иммунодефицита человека в литературе представлено много данных, порою противоречивых и не всегда полных. Споры продолжаются. Основные гипотезы происхождения ВИЧ следующие: 1. Вирус создан искусственно в конце 70-х годов ХХ века посредством методов генной инженерии на основе новых знаний о влиянии различного рода излучений, иммунодепрессантов и мононуклеарных антител на различные звенья иммунной системы. 2. В естественных условиях ВИЧ может иметь антропогенное происхождение, а именно: ВИЧ – типичный экзогенный ретровирус, существовавший у людей с древних времён и эволюционировавший вместе с человеком при его расселении на Земле; В глухих уголках Центральной Африки ВИЧ циркулировал и вызывал эндемические заболевания СПИД длительное время, затем через о. Гаити попал в США и в последующем довольно быстро распространился на все континенты; ВИЧ – не африканского происхождения, а возник и до нынешней пандемии существовал в странах умеренного климата (Сев. Америка, Европа), в силу слабой патогенности вызывая отдельные заболевания, практически не диагностируемые, как СПИД. 3. Зоонозное происхождение ВИЧ, что могло быть реализовано следующими путями: при генетических рекомбинациях (видимо, случайно) вируса лейкоза человека и животных (ретровируса типа С) с вирусом опухоли молочной железы мышей (ретровирус типа В) или с вирусом обезьяньего СПИД (ретровирус типа Д); в древние времена мутанты ВИЧ зелёной мартышки трансформировались и обрели нового хозяина – человека; по структуре генома и биологическим свойствам ВИЧ близок к лентивирусу висна и вирусу инфекционной анемии лошадей, отмечается выраженная общность их внутренних (сердцевинных) белков. Таксономия. Семейство – Retroviridae Подсемейство – Lentivirinae Род – Lentivirus Тип – ВИЧ=HIV (Human immunodeficiency virus) 1 и 2 типов Геном. Геном ВИЧ представлен двухнитевой (+) РНК. Геном ВИЧ состоит из 9 генов, которые представлены: тремя структурными генами (gag, pоl, env), характерными для всех ретровирусов – env (от англ. envelope – оболочка) отвечает за продукцию белков внешней оболочки, pоl (от англ. polymerase – полимераза) – ревертазы (обратной транскриптазы) и gag (от англ. group specific antigens – группоспецифический антиген) – ядерных структур; тремя регуляторными генами (tat, rev, nef) – ген tat обеспечивает усиление репликации вируса, rev избирательно активирует синтез структурных белков, nef замедляет транскрипцию вирусных геномов, обеспечивая равновесие между вирусом и организмом; тремя дополнительными генами (vpu, vpr, vif) – vpr регулирует жизненный цикл вируса, vif отвечает за способность ВИЧ к инфицированию, vpu – за сборку вирусных частиц. Все эти гены содержат информацию, необходимую для продукции белков, которые управляют способностью вируса инфицировать клетку, реплицироваться и вызывать заболевания. Тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Морфология. Вирион имеет сферическую форму, диаметр 100-120 нм, сложную организацию. Наружная мембрана или суперкапсид (env) состоит из двухслойной липидной оболочки, в которую интегрированы различные белки человека, в том числе белки гистосовместимости 1 и 2 классов, что обеспечивает ВИЧ антигенную маскировку (мимикрию). Внешнюю оболочку вирион заимствует из мембраны клетки хозяина при завершении цикла репликации и выходе из клетки. Суперкапсид пронизан гликопротеиновыми шипами. Каждый шип состоит из гликопротеинов gp 120 и gp 41 (у ВИЧ-2 gp 105 и gp 36 соответственно): Гликопротеины gp 120 локализованы в выступающей части шипа и взаимодействует с молекулами CD4+ на мембранах клеток. Молекулы gp 120 могут отрываться от вирусных частиц и с током крови поступать в ткани, что имеет существенное значение в патогенезе ВИЧ. Гликопротеины gp 41 располагаются внутри оболочки и обеспечивают её слияние с клеточной мембраной; Между внешней оболочкой и сердцевиной находится прослойка, состоящая из матриксного белка р 17. Сердцевина вириона (cor) имеет вид усечённого конуса, её образуют белки р 18 и р 24. В сердцевине распологается РНК, связанная с внутренними белками р 9 и р 7. Кроме РНК сердцевина содержит вирусные ферменты: обратную транскриптазу (р 66), протеазу, эндонуклеазу (интегразу) (р 32). Обратная транскриптаза осуществляет синтез вирусной ДНК с молекулы РНК. Эндонуклеаза производит встраивание вирусной ДНК в геном клетки хозяина, в результате чего образуется провирус. Протеаза участвует в “нарезании” предшественников вирусных белков при созревании новой вирусной частицы. Антигенная структура. Антигенными свойствами разной степени выраженности обладают белки, кодируемые всеми генами ВИЧ. Антительный ответ к продуктам структурных генов является высокоактивным, особенно к белкам генов env и gag. Высокоантигенным является также nef протеин. Белки остальных регуляторных генов в антигенном отношении средне-(гены vpu, vpr) или низко-(гены vpx, vif, tat, rev) активны. У ВИЧ главными антигенами выступают: Группоспецифические АГ (gag); Видоспецифические АГ (сердцевинные белки р 24); Типоспецифические АГ (оболочечные белки gp 41 и gp 120). Вирус отличается высокой антигенной изменчивостью и в результате сбоев обратной транскриптазы из организма больного можно выделить серологически различные вирусы. В настоящее время выделяют 2 типа вируса – ВИЧ-1 и ВИЧ-2 и более 10 сероваров ВИЧ. ВИЧ-1 и ВИЧ-2 отличаются по своим антигенным и структурным характеристикам. Имеются достоверные различия в течении заболевания: инфекции, вызываемые ВИЧ-2 считаются более продолжительными. Имеются различия в клинике и эпидемиологии – ВИЧ-2 распространён в основном в странах Западной Африки. Особенности репродукция ВИЧ. 1. Прикрепление ВИЧ с помощью gp 120 к клеточным рецепторам CD4+. 2. В процессе образования этого комплекса происходит изменение конформации молекулы gp 120, вследствие этого оказывается открытой гидрофобная область gp 41 (пептид слияния), которая взаимодействует с клеточной мембраной. Этот процесс индуцирует слияние вирусной оболочки с плазматической мембраной клетки, в результате чего сердцевина вируса попадает внутрь клетки. 3. «Раздевание» вируса – вирусная РНК освобождается от белков нуклеокапсида. 4. Двухцепочечная РНК проникает в клетку и запускается сложный механизм обратной транскрипции вирусной РНК при участии фермента обратной транскриптазы. Сначала синтезируется одноцепочечная ДНК, затем – вторая цепь ДНК, используя первую в качестве матрицы. В итоге образуется двухцепочечная ДНК-копия вирусного генома. 5. Вирусная ДНК (провирус) проникает в клеточное ядро и благодаря активности вирусного фермента интегразы, которая разрезает ДНК клетки-хозяина, встраивается в хромосомную ДНК, сохраняясь в ней до конца жизни клетки. 6. Затем начинается репликация ВИЧ – транскрипция РНК, содержащие полный геном ВИЧ. 7. Транспорт РНК в цитоплазму, синтеза на клеточных рибосомах вирусных протеинов и энзимов. 8. Сборка вирусных частиц происходит на внутренней стороне клеточной мембраны. 9. Вирион отпочковывается от клетки, увлекая участки мембраны клеткихозяина, в том числе антигены главного комплекса гистосовместимости. При активной репликации ВИЧ идёт множественное нарушение целостности мембраны, и клетка погибает. Таким образом, ВИЧ в CD4+-лимфоцитах активно использует клеточный аппарат для транскрипции своих генов и синтеза белков. Полный жизненный цикл вируса реализуется довольно быстро, всего за 1-2 суток; в день формируется до 1 млрд. вирусных частиц. У ВИЧ отсутствуют специальные механизмы коррекции генетических ошибок, поэтому он, как и другие лентивирусы имеет выраженную наклонность к мутациям. Так как вирус персистирует в организме очень длительно, то может накапливаться значительное количество мутантных вариантов ВИЧ. Отмечено, что при встрече двух вариантов ВИЧ и более в одной клетке они могут обмениваться генетическим материалом (рекомбинировать), что является дополнительным механизмом изменчивости ВИЧ. В результате изменчивости могут возникать штаммы, различающиеся по многим характеристикам. Культивирование. ВИЧ-1 и ВИЧ-2 удаётся культивировать в клетках только одного клона CD4+-лимфоцитов – Н , полученного из лейкозных CD4+-лимфоцитов. Для этих же целей могут быть использованы и монослойные культуры клеток астроцитов, в которых ВИЧ-1 хорошо размножается. Из животных к ВИЧ-1 восприимчивы шимпанзе. Резистентность. Вирус чрезвычайно чувствителен к факторам внешней среды. Гибнет при использовании всех известных химических агентов в течении 20-30 минут и теряет активность при нагревании 560С в течение 30 минут, при 1000С – мгновенно. Губительными для ВИЧ являются и такие факторы, как солнечные лучи, УФО, все виды ионизирующего излучения. Имеются данные о том, что ВИЧ теряет активность под действием защитных ферментов, содержащихся в слюне и поте. ВИЧ довольно долго сохраняет жизнеспособность в высохшей крови. В крови, предназначенной для переливания вирус сохраняется годы, в замороженной сыворотке его активность сохраняется около 10 лет. В замороженной сперме ВИЧ также сохраняется как минимум несколько месяцев. Эпидемиология. ВИЧ-инфекция является абсолютным антропонозом, т.е. единственным источником инфекции при этом заболевании является больной человек на всех стадиях заболевания. ВИЧ можно обнаружить в крови, сперме, влагалищном и цервикальном секрете, спинномозговой жидкости, слезе, слюне, моче, грудном молоке. Из всех перечисленных факторов наибольшее значение имеет кровь. В 0,1 мл крови могут содержатся до 10 тыс. вирионов. Инфицирующая доза пока не известна, но в 1 мл крови могут быть от 1 до 100 инфицирующих доз. Второе место по эпидемологической значимости занимает сперма и секрет шейки матки. Другие из вышеперечисленных секретов, как факторы передачи, практической роли в распространении инфекции не играют, т.к. концентрация вируса в них очень низка. Так слюны, например, для заражения необходимо от 400 до 4000 мл. Механизмы передачи инфекции: Парентеральный/кроваво-контактный (пути – трансфузионный, артифициальный, половой, контактно-бытовой – инфицированные лезвия для бритья, зубные щетки, при пересадке органов и тканей); Вертикальный (путь – трансплацентарный). Группы риска – гомосексуалисты, бисексуалы, проститутки, лица, ведущие беспорядочный половой образ жизни – промискуитет, наркоманы. Восприимчивость к ВИЧ-инфекции всеобщая. Все инфицированные, в конце концов, заболевают, а все заболевшие погибают. Патогенез. В общем плане заболевание, вызываемое ВИЧ, может быть охарактеризовано как иммунодефицитное состояние инфекционной природы, возникающее вследствие способности вируса паразитировать непосредственно в клетках иммунной системы. Патогенез ВИЧ-инфекции представляет собой сложный процесс многолетнего взаимодействия возбудителя с организмом хозяина от момента первичной инфекции до последней смертельной стадии заболевания. 1. Период вирусемии. Проникнув тем или иным путем в организм человека, ВИЧ попадает в кровь, и в течении 2-4 недель длится период вирусемии. 2. Проникновение в клетку-мишень. После периода вирусемии вирус может внедряться в клетки, имеющие на цитоплазматической мембране рецептор CD4+, к которому имеют сродство оболочечные структуры вируса – gp 120 (ВИЧ-1) и gp 105 (ВИЧ-2). Такими клетками-мишенями для ВИЧ являются прежде всего, Т-хелперы, макрофаги (моноциты, клетки Лангенгарса, дендритные клетки и некоторые клетки ЦНС. Рецепторы CD4+ связываются с gp 120. Но связывание вириона с мембраной клетки возможно за счет слияние gp 41 с неспецифическим «связывающим пептидом» (F-пептид). Поэтому чувствительностью к ВИЧ обладают и другие клетки не содержащие CD4+. Это клетки человеческого мозга плода, глиальные клетки, клетки эпителия прямой кишки. После прикрепления gp 120 (ВИЧ-1) или др-105 (ВИЧ- 2) к CD4+, благодаря gp 41 вирус проникает в клетку-мишень. 3. Стадия провируса. В клетке под действуем клеточных ферментов разрушается оболочка вируса и сердцевина вириона оказывается в цитоплазме клетки. Под действием обратной транскриптазы (ревертазы) синтезируется одноцепочечная ДНК, комплементарная вирусной РНК. Затем синтезируется вторая цепь ДНК, комплементарная первой. Двухцепочечная вирусная ДНК проникает в ядро клетки и встраивается в хромосомную ДНК под действием интегразы (провирус). Это соответствует периоду инкубации. Однако период встраивания может сопровождаться развитием первичных клинических реакций. В стадии провируса, т.е. когда ВИЧ находится в клетке, но без активации вирусного генома, он может существовать довольно длительно, порой годами. Это бессимптомная фаза болезни. 4. Активация вирусного генома. Активация вирусного генома осуществляется за счет разнообразных ко-факторов: воздействие внешних факторов: инсоляция, радиация, токсические вещества; воздействие иммунномодуляторов; попадание в организм вирусов-трансактиваторов, способных активировать ВИЧ – вируса гепатита В, вирусов герпеса (особенно ЦМВ), аденовирусов и др.; острые и хронические инфекции, обусловленные внутриклеточными паразитами; иммуносупрессия, вызванная химиотерапевтическими препаратами; сенсибилизация спермой от различных партнеров; интоксикация наркотиками, алкоголем и пр; реинфекция ВИЧ. Когда происходит активация провируса, то при помощи клеточного механизма транскрипции образуются РНК-копии провируса, а так же синтезируются вирусные белки. Из РНК-копий и белков создаются новые вирусные частицы, которые покидают клетку, отпочковываясь от ее поверхности. Если ВИЧ размножается умеренно, то зараженная клетка остается целой и жизнеспособной. Если же репликация очень интенсивна, происходит гибель клетки. 5. Фаза персистирующей генерализованной лимфаденопатии. После активации провируса инфекция переходит уже в необратимую фазу – персистирующей генерализованной лимфаденопатии (ПГЛ), характеризующейся увеличением лимфоузлов не менее 1 см в диаметре. Наиболее ранним этапом ВИЧ-инфекции является поражение Т-хелперов. Их количество уменьшается и изменяется соотношение CD4+ к CD8+. В норме этот показатель равен 1,8-2,4. При заболевании он снижается до 0,5-1. ВИЧ, в частности gp 120, способен индуцировать образование клонов цитотоксических Тлимфоцитов, что вызывает лизис собственных Т-клеток, как инфицированных, так и не инфицированных ВИЧ, а также моноцитов. Нарушается кооперация клеток в иммунном ответе. Поражение макрофагов ВИЧ приводит к тому, что Т-хелперы не воспринимают информацию антигенпрезентирующих макрофагов, т.е. нарушается процесс макрофаг – лимфоцит. Моноциты и макрофаги у больных ВИЧ обладают сниженной бактерицидной и фунгицидной активностью и способностью к хемотаксису. Страдает и В-система иммунитета. Возникает гипергаммаглобулиномия за счет продукции неспецифических иммуноглобулинов. Повышается содержание иммуноглобулинов всех классов, особенно G и А, а т.ж. концентрация циркулирующих иммунных комплексов. Возникают аутоиммунные процессы. 6. Оппортунистические инфекции. Глубокие, необратимые нарушения иммунной системы ведут к возникновению различного рода оппортунистических инфекции. У взрослых это преимущественно вирусные, грибковые и паразитарные поражения (нарушение клеточного звена иммунитета), а у детей, помимо этого, часто наблюдаются бактериальные инфекции (нарушение гуморального иммунитета). Одновременно поражение неиммуннокомпетентных клеток, в частности, нервных и глиальных, приводит к повреждению нервной системы, которые наблюдаются в 90-100% случаев. В дальнейшем процесс поражения нервной системы характеризуется функциональными нарушениями: снижением работоспособности, развитием синдрома хронической усталости, меняется поведение, снижается память, нарушается интеллект, возможно развития ВИЧ-деменции. Возможны органические поражения (менингит, абцесс мозга). Течение болезни зависит от организма человека и от типа вируса. Средняя продолжительность жизни при инфицировании ВИЧ-1 сейчас оценивается в 12 лет. При ВИЧ -2 заболевание прогрессирует медленнее. Особенности клиники. В настоящее время, в соответствии с современными представлениями о течении ВИЧинфекции, Российский Федеральной научно-методический центр по профилактике и борьбе со СПИДом предложил классификацию ВИЧ-инфекции, разработанную академиком РАМН В.И.Покровским. 1. Стадия инкубации – период от момента заражения до появления реакции организма в виде клинических проявлений «острой инфекции» или (и) выработкой антител. Продолжительность от 3 недель до 3-х месяцев. В этот период идет активное размножение ВИЧ, но клинических проявлений нет, и антитела к ВИЧ не выявляются. Диагноз ставится на основании эпидемиологических данных и лабораторно подтверждается обнаружением в сыворотке крови пациентов ВИЧ, его антигенов, нуклеиновых кислот ВИЧ. 2. Стадия первичных проявлений – идет активная репликация ВИЧ и появляется первичный ответ организма на внедрения возбудителя в виде клинических проявлений или выработки антител. Стадия ранней ВИЧ – инфекции протекает в нескольких формах. a. «Бессимтомная», когда каких либо клинических проявлений нет, но появляются антитела. b. «Острая инфекция без вторичных заболеваний» может проявится разнообразной клинической симптоматикой (лихорадка, высыпания на коже и слизистых, увеличение лимфотических узлов и др.) c. «Острая инфекция с вторичными заболеваниями». 3. Латентная стадия. 4. Стадия вторичных заболеваний (потеря веса, генерализованные бактериальные и вирусные заболевания, саркома Капоши, поражения ЦНС и др.) 5. Терминальная стадия. Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал – сыворотка крови. Серологический метод (основной) – основные диагностические методы ИФА и иммуноблотинг, дополнительно могут использоваться РА, непрямая РИФ, реакции иммунопреципитации, РИА. Молекулярно-биологический метод – ПЦР, молекулярная гибридизация, ДНК-зонды. Специфическая профилактика и лечение не разработаны. В разных странах ведутся интенсивные исследования с целью создания эффективных лечебных и профилактических средств против СПИДа. К настоящему времени создано более 50 препаратов, рассматриваемых в качестве «кандидатов» профилактических вакцин. Получены субъединичные, рекомбинантные, живые, убитые, генно-инженерные вакцины. Однако до сих пор надежной и безопасной вакцины против ВИЧ не существует. Разработка эффективных вакцин сложна из-за большой изменчивости вируса, отсутствия адекватных животных моделей и невозможности оценить эффективность у человека. Общие методы профилактики включают выявление ВИЧ-инфицированных и больных со СПИДом среди групп риска, контроль препаратов крови, более широкое внедрение разового медицинского инструментария, использование персоналом ЛПУ индивидуальных средств защиты, проведение просветительской работы по профилактике инфекций, передающихся половым путем. До настоящего времени отсутствуют и эффективные средства этиотропной химиотерапии СПИДа. Основные направления для получения новых препаратов – поиск противовирусных препаратов, влияющих на ВИЧ в разные стадии его размножения и применение методов восстановления иммунитета. В настоящее время наиболее перспективны препараты, подавляющие активность обратной транскриптазы – зидовудин, азидотимидин и др. Препараты оказывают временный терапевтический эффект. Эффективные противовирусные препараты получить возможно, но дело осложняет тот факт, что ВИЧ обладает большой изменчивостью. В одном организме можно постоянно выделять новые сероварианты вируса. В связи с этим ВИЧ быстро приобретает лекарственную устойчивость, и эффективные ранее препараты становятся почти бесполезны. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Онкогенные вирусы». Онкогенные вирусы (от греч. onkos – объемная масса) – это вирусы, способные вызывать развитие опухолей у лабораторных животных, у природных хозяев и трансформировать клетки в культуре тканей. Историческая справка. Рак известен человечеству с древних времен. Злокачественные опухоли были найдены на древнеегипетских и центрально-американских мумиях, имеющих возраст примерно 5 тысяч и 2 тысячи лет, соответственно, а само заболевание описано в папирусах 1600 г. до н.э. (является копией документа, написанного около 3000 г. до н.э.) и 1550 г. до н.э. Кроме людей раком болеют млекопитающие, птицы, рептилии и рыбы. В начале XX в., вскоре после открытия вирусов, ученых заинтересовало, не могут ли вирусы вызывать рак? Ответ оказался неутешительным. В 1908 г. французские ученые О.Банг и В. Эллерман показали, что фильтрующиеся агенты вызывают лейкоз (рак крови) у кур. Для доказательства вирусной этиологии заболевания они использовали методику фильтрования материала и многократно повторяемую перевивку его чувствительным животным. Это открытие, как и открытие Ивановского, обнаружевшего первый вирус, осталось почти незамеченным. В 1911 г. американский ученый Пейтон Раус (1879-1970 гг.) обнаружил, что куриная саркома может перевиваться не только клетками, но субмикроскопическими агентами, экстрагируемыми из клеток. Хотя поначалу другие ученые не приняли открытия Рауса, многочисленные эксперименты в последующие годы доказали его правоту, и в 1966 г. Раус был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. Во всем мире теперь эта саркома известна как саркома Рауса. В течение 25 лет после открытия Рауса было описано 18 вирусов, вызывающих саркомы у птиц. В 1933 г. Р. Шоуп установил фильтруемость возбудителя папилломы и рака кроликов. У диких кроликов вирус обычно вызывает развитие доброкачественной опухоли, а у домашних кроликов вызванные им папилломы практически всегда перерождаются в злокачественные опухоли. В 1936 г. Д. Биттнер доказал вирусное происхождение рака молочной железы у мышей. Экспериментально было показано, что вирус передается с молоком матери. В начале 40-50 гг. ХХ в. было окончательно установлено, что все ранее открытые фильтрующиеся агенты являются вирусами. В 1946 г. выдающийся советский вирусолог Лев Александрович Зильбер сформировал теорию вирусного канцерогенеза. Впоследствии вирусы, вызывающие разнообразные виды рака у животных стали выделять все чаще и чаще. В 1951 г. А. Гроссе открыл вирус лейкоза мышей. Вирус мышинного лейкоза сыграл важную роль при исследовании строения и размножения онкогенных вирусов. В 1957 г. С. Стюарт открыл вирус полиомы мышей. Вирус полиомы широко распространен у диких мышей, у которых он не вызывает видимых заболеваний. Однако при выращивании на культуре тканей и последующем введении в достаточном количестве новорожденным мышам, хомякам, морским свинкам или кроликам может вызывать развитие злокачественных опухолей. В середине 1950-х гг. американский ученый Ренато Далбекко показал, что вирус полиомы, подобно умеренным фагам, интегрируется в геном клетки, после чего может вызвать ее злокачественную трансформацию. В 1960 г. из культур клеток почек африканской зеленой мартышки был выделен еще один онкогенный вирус из этого семейства – вирус симиан-40 (SV-40), в клетках которой он быстро размножался и вызывал их гибель. В начале 60-х г. была доказана возможность онкогенной трансформации клеток in vitro, индуцированных вирусами культур клеток. В настоящее время установлена вирусная природа ряда опухолей млекопитающих и птиц. Многие онкогенные вирусы получены в клеточных культурах, хорошо изучены в морфологическом и биохимическом отношении. В те же годы начинается интенсивное молекулярно-биологическое изучение онкогенных вирусов и механизмов трансформации нормальных клеток в опухолевые. В 70-х г. появились многочисленные сообщения о вирусной контаминации нормальных и опухолевых клеточных культур и возможной роли онкогенных РНК-вирусов. В настоящее время уже известно более 200 вирусов – возбудителей опухолей животных, входящих в состав разных семейств и 2 вируса, вызывающие Т-лейкозы человека. В 80-х гг. ХХ в. усиленно изучался вопрос о связи между вирусами и раком у человека. Долгое время ученые не могли доказать, что в клетках раковой опухоли есть вирусы, которые после выделения могут вызывать злокачественную трансформацию (малигнизацию) клеток человека. Однако постепенно такие данные накопились. Было показано, что в мозге больного лейкозом содержится фактор, вызывающий ускорение развития этого заболевания. Затем удалось доказать вирусную этиологию лимфогрануломатоза. В настоящее время установлено, что к вирусам, причастным к раковым заболеваниям человека, относятся ДНК-содержащие вирусы (вирусы Эпштейна-Барр и другие герпес-вирусы, гепатита В и несколько вирусов папиллом) и ретровирусы (вирусы Т-клеточного лейкоза). Вирусная этиология большинства форм рака, сарком, лейкозов человека – остается гипотезой. Сейчас можно считать установленной вирусную этиологию рака шейки матки и некоторых других опухолей урогенитального тракта, носоглоточной карциномы и некоторых видов лейкозов. Вирусогенетическая теория рака. В 1946 г. выдающийся советский вирусолог Лев Александрович Зильбер впервые предложил вирусогенетическую теорию рака. Основные положения вирусогенетической теории рака: 1. Геномы вирусов в виде провируса встраиваются в хромосомный аппарат клетки, вызывая ее трансформацию и создавая опухолевый фенотип. 2. Вирус наследственно превращает нормальную клетку в опухолевую. 3. Опухолевое действие вирусов на клетки принципиально отличается от инфекционного действия: в отличие от других заболеваний вирусного происхождения рак – это патологический процесс, а не инфекционный. 4. Вирус не играет роли в размножении возникших клеток. Суть этой теории состоит в том, что при онкогенезе ДНК вирусного происхождения внедряется (интегрируется) как фрагмент в ДНК клетки и становится составной частью клеточного генома. Поэтому при электронно-микроскопическом исследовании опухолей далеко не всегда в их клетках можно обнаружить вирус. Эта интеграция – начальное звено в цепи процессов превращения нормальной клетки в раковую. Вирусные ДНК, интегрированные в клеточный геном, называются провирусами. В геноме одной клетки может содержаться несколько интегрированных провирусных ДНК. Впервые возможность интеграции вирусных геномов в геном клетки была установлена на умеренных фагах. При заражении бактериальных клеток фагами может либо развиться острая инфекция, заканчивающаяся лизисом бактериальной клетки и выходом из нее новых фаговых частиц, либо произойти интеграция генома фага с геномом бактериальной клетки. В середине 1950х гг. американский ученый Ренато Далбекко показал, что вирус полиомы, подобно умеренным фагам, либо размножается обычным путем и вызывает острую инфекцию клеток, либо его геном интегрируется в геном клетки, после чего может вызвать ее злокачественную трансформацию. Таким образом, трансформированные клетки приобретают ряд новых свойств (способность вызывать злокачественные опухоли у лабораторных животных). «Каким бы путем опухолеродный вирус ни проник в организм человека, долгое время он ничем не проявляет своего присутствия. В этом нет ничего удивительного. Он малоболезнетворен. Ему нужны особые условия, чтобы проявить болезнетворность, и пока этих условий нет, вирус вполне безобиден». (Л.А. Зильбер.) Объяснение возникновения рака интеграцией вирусного и клеточного геномов, данное Л.А. Зильбером, было понятно для ДНК-содержащих вирусов. Серьезным возражением против теории Л.А. Зильбера явилось открытие большого числа онкогенных РНК-содержащих вирусов (онкорнавирусов), вызывающих опухоли у птиц и млекопитающих, поскольку вирусная РНК не может встраиваться непосредственно в геном клетки согласно триаде ДНК-РНК-белок. Между ДНКи РНК-содержащими опухолеродными вирусами существуют кардинальные различия. При заражении клеток ДНК-содержащими вирусами происходит либо репликация, приводящая к инфекции, либо интеграция геномов, приводящая к трансформации клетки. РНК-содержащие вирусы индуцируют только трансформацию нормальной клетки в злокачественную, т.е. при заражении клетки таким вирусом должна происходить интеграция их геномов. Только в 1970 г. американские ученые Г. Темин и С. Мицутани и независимо от них Д. Балтимор разрешили эту загадку. Они доказали возможность передачи генетической информации от РНК к ДНК. Это открытие перевернуло центральную догму молекулярной биологии о том, что генетическая информация может переноситься только в направлении ДНК-РНК-белок. Пять лет понадобилось Г.Темину для обнаружения фермента, осуществляющего перенос информации от РНК к ДНК, – РНК-зависимой ДНК-полимеразы. Этот фермент получил название обратной транскриптазы. Т.е., была доказана возможность образования на матрице вирусной РНК ее ДНКкопии. Г. Темину удалось не только получить фрагменты ДНК, комплементарные заданной цепи РНК, но и доказать что ДНК-копии могут встраиваться в геном клеток и передаваться потомству. Группа РНК-содержащих вирусов, в цикле развития которых по геномной РНК с помощью обратной транскриптазы осуществляется синтез ДНК, встраивающейся затем в геном клетки хозяина, получила название ретровирусов (Retroviridae – от REversed TRanscription). В семейство ретровирусов входят вирусы саркомы Рауса, миелоцитоматоза, саркомы мышей Харви и Молони, лейкоза птиц, ретикулоэндотелиоза птиц, лейкоза мышей, Т-клеточного лейкоза человека, иммунодефицита человека. Генетика канцерогенеза. Каждая эукариотическая клетка содержит набор генов, кодирующих синтез веществ, обеспечивающих ее жизнедеятельность, а также ее запрограммированную гибель – апоптоз. Под воздействием различных факторов генетическая программа может изменяться, и клетка преждевременно погибает, либо начинает бесконтрольно делиться, давая начало неопластическому росту. Для таких клеток характерна высокая частота мутаций, вызывающих изменение структуры или локализации одного или нескольких генов. Мутации первого типа приводят к гиперактивности «стимулирующих» генов. Эти гены доминантны и для их фенотипического проявления достаточно мутации в одной из двух клеточных копий таких генов. Измененная копия называется «онкоген», а его нормальная аллель «протоонкоген». Мутации протоонкогена в онкоген может дать начало опухолевому росту. Мутации второго типа приводят к инактивации «ингибирующих» генов. Эти гены рецессивны, поэтому обе клеточные копии гена должны быть инактивированы, чтобы освободить клетку от ингибирующего контроля. Ингибирующие гены обозначают как гены-супрессоры опухолевого роста. Классификация протоонкогенов, подвергающихся влиянию онковирусов: 1. Протоонкогены, кодирующие протеинкиназы – представлены протоонкогенами, гомологичными по первичной структуре онкогенам, белковые продукты которых обладают протеинкиназной активностью и локализующиеся на мембранах трансформированных клеток.; 2. Ядерные протоонкогены – представлены генами, кодирующие белки, локализованные в ядре; 3. Протоонкогены, кодирующие факторы роста – представлены генами, продукты которых служат факторами роста; 4. Вставочные (инсерционные) протоонкогены – представлены генами, в месте локализации которых происходит встраивание онкогенных ретровирусов; 5. Протоонкогены транслокации – участки (локусы) клеточного генома, способные вовлекаться в процесс транслокации (перемещения) генов. Механизмы онкогенной активности вирусов. Вирусы могут оказывать прямое трансформирующее действие, либо непрямое промоторное действие. Молекулярно-генетические исследования вируса саркомы Рауса позволили выявить конкретный ген, ответственный за трансформацию клеток (1970 г., Г. Мартин). В настоящее время выявлено более 20 таких генов. Они получили название онкогенов. [Онкоген – это ген вирусного генома, ответственный за трансформацию клеток.] Вирусы, содержащие онкоген в своем геноме обозначают как onc+-вирусы. Однако вирусы часто утрачивают онкоген и соответственно трансформирующую активность; в этом случае их обозначают onc--вирусы. В зависимости от особенностей структуры вирусного генома выделяют: Независимые онкогены – транслируется в виде отдельного белка; Слитные онкогены – транскрибируются в виде РНК, кодирующей опухолевый белок. В геноме клеток всех организмов существует набор генов, аналогичных вирусным онкогенам по последовательности нуклеотидов – протоонкогены. [Протоонкоген – это набор генов клеточного генома, аналогичных вирусным онкогенам по последовательности нуклеотидов.] Доказано, что на определенных этапах эмбриогенеза протоонкогены работают как нормальные гены, обеспечивая процессы дифференцировки зародыша. Затем они находятся в репрессированном состоянии. Согласно молекулярной теории происхождении опухолей, рак – болезнь регуляции генов и вирус играет в ней роль пускового механизма. Возможно, онковирусы – нормальные компоненты организма, принимающие участие в процессах клеточного цикла, дифференциации и пролиферации. Большую роль в развитии рака может играть действие химических и физических канцерогенов, а также старение организма. Например, у кур, зараженных вирусом птичьей оспы, при смазывании кожи метилхолантреном развивается рак кожи. Нанесение дегтя на кожу кролика, зараженного вирусом папилломы Шоупа, сокращает латентный период и увеличивает частоту образования опухолей. Классификация онкогенных вирусов. Онкогенные вирусы подразделяют на ДНК- и РНК-содержащие. ДНК-содержащие вирусы относятся к 6 семействам: 1. Papillomaviridae – более 100 вирусов папилломы человека и множество папилломовирусов животных. 2. Polyomaviridae (от лат. рoly – много, oma – опухоль) – обезьяний вирус SV-40 (вызывает острые вакуолизирующие нефриты у зеленых мартышек), вирус полиомы мышей, вирусы человека ВК и JC. Раньше семейства Papillomaviridae и Polyomaviridae входили в одно семейство Papovaviridae. 3. Adenoviridae – 37 вирусов человека, множество аденовирусов животных (например, 24 вируса обезьян и 9 вирусов крупного рогатого скота) – обладают онкогенным действием только у животных. 4. Herpesviridae – ВПГ-1 и 2, ЦМВ, вирус Эпштейна-Барр и онкогенные вирусы приматов, лошадей, кур, кроликов, лягушек. 5. Hepadnaviridae – вирус гепатита В человека, гепатита североамериканского сурка, гепатита земляных белок и гепатита уток. 6. Poxviridae – вирус фибромы Шоупа у кроликов, вирус миксомы кролика, вирус Яба и танапоксвирус, вызывающие гистиоцитомы у приматов, вирус контагиозного моллюска. РНК-содержащие опухолеродные вирусы разделяются на 4 класса. 1. Вирусы типа А – к типу А относят дефектные вирусные частицы или незрелые формы других онковирусов. 2. Вирусы типа В – вирус рака молочных желез мышей, лейкоза морских свинок. 3. Вирусы типа С – возбудители лейкозов и сарком у животных, например, вирус саркомы Рауса вызывают саркомы у птиц, млекопитающих. 4. Вирусы типа D – вирус, выделенный при раке молочных желез обезьян-резус, Тлимфотропные вирусы человека 1 и 2 типов. Опухолеродные вирусы, как правило, видоспецифичны, т.е. поражают животных только определенного вида. Но из каждого правила есть исключения. Например, вирусом куриной саркомы можно заразить крыс, кроликов, хомячков, обезьян, ящериц и даже змей. Вирусы, вызывающие развитие опухолей у человека. Семейство Вид Тип опухоли Papovaviridae доброкачественные род Papillomavirus Вирус папилломы эпителиальные опухоли: человека кожные бородавки, остроконечные кондиломы, папилломы гортани злокачественные опухоли: плоскоклеточная карцинома носоглотки, опухоли мочеполовых путей род Polyomavirus Вирус ВК Выделен из мочи человека с пересаженной почкой (на фоне иммунодефицита) Вирус JC Выделен из мозга людей с прогрессирующей многоочаговой лейкоэнцефалопатией (на фоне иммунодефицита) ВПГ-2 рак шейки матки, Herpesviridae опухоли урогенитального Hepadnaviridae Poxviridae Retroviridae подсемейство Oncovirinae тип Д тракта ВГЧ-4 (Эпштейналимфома Беркитта, Барр) носоглоточная карцинома, В-лимфобластный лейкоз ВПГ-8 саркома Капоши Вирус гепатита В Гепатоцеллюлярная карцинома Вирус контагиозного контагиозный молллюска молллюск Т-лимфотропный Т-клеточный лейкоз вирус человека 1 типа=HTLV-I (от англ. Human Tlymphotropic virus) Т-лимфотропный Волосатоклеточный вирус человека 2 лейкоз типа=HTLV-II Характеристика онкогенных вирусов. Онкогенные ДНК-геномные вирусы. Семейства Papillomaviridae и Polyomaviridae выделены в самостоятельные из семейства Papovaviridae, поэтому имеют сходную структуру. Вирионы имеют форму икосаэдра, размеры – 45-50 нм, простую организацию, геном представлен двунитевой кольцевой ДНК, тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Папилломавирусы (более 100 типов) обуславливают возникновение доброкачественных эпителиальных опухолей: кожные бородавки, остроконечные кондиломы, папилломы гортани, предположительно вирус принимает участие в развитии злокачественных новообразований мочеполовых путей и других форм рака. Особенно высокой трансформирующей активностью обладают 2, 5, 8, 11, 16, 18 и 30 серовары, геномы которых обнаруживаются в клетках остроконечных кондилом, карцином шейки матки и гортани, бородавчатой эпидермодисплазии. Полиомавирусы обнаружены в латентном состоянии в хромосомах различных млекопитающих. У человека развития опухолей не вызывают, однако при введении новорожденным мышам, крысам, кроликам вызывают саркомы и карциномы. Вирус SV-40=ОВ (обезьяний вирус) вызывают острые вакуолизирующие нефриты у зеленых мартышек. Вирусы ВК и JC (инициалы пациентов, от которых впервые были выделены) вызывают поражения только у лиц с иммунодефицитами. Семейство Herpesviridae имеет вирионы сферической формы, размеры – 140-210 нм, сложноорганизованные, геном представлен двунитевой кольцевой ДНК, тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Герпесвирусы трансформируют клетки in vitro, их геномы обнаружены в различных опухолях. ВПГ-2 – рак шейки матки и опухоли урогенитального тракта (в 1996 г. ВОЗ официально признала основными возбудителями рака шейки матки 16 и 18 серовары ВПГ-2), ВГЧ-4 (Эпштейна-Барр) вызывает лимфому Беркитта и назофарингеальную карциному, ВПГ-8 – саркому Капоши. Семейство Hepadnaviridae: форма вирионов – сферическая, размеры – 42-50 нм, организация – сложная, геном представлен двухнитевой кольцевой молекулой ДНК, тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Вирус гепатита В может обуславливать развитие первичного рака печени. Семейство Poxviridae имеет вирионы кирпичеобразной формы с закругленными углами, крупные размеры – 220-450×140-260 нм (различимы с помощью светового микроскопа), сложноорганизованные с внешней липидной оболочкой, покрытой продолговатыми чешуйками (1040 нм), геном – двунитевая линейная ДНК, концы которой замкнуты ковалентными связями, тип симметрии нуклеокапсида – гантелеобразный (вирусная сердцевина имеет собственную оболочку, в местах вогнутостей которой располагаются латеральные тельца – роль их окончательно не установлена). Для человека онкогенен вирус контагиозного молллюска, вызывающий одноименное заболевание. Семейство Adenoviridae: вирионы имеют форму икосаэдра, размеры – 70-90 нм, организацию – простую, геном – двунитевая линейная ДНК, тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Обладают онкогенным действием у животных (аденовирусы 12, 18 и 31 серотипов индуцируют саркомы у новорожденных хомячков и трансформируют культуры клеток грызунов). Онкогенные РНК-геномные вирусы. Семейство – Retroviridae Подсемейство – Oncovirinae 4 рода онкогенных вирусов – Alpharetrovirus Betaretrovirus Gammaretrovirus Deltaretrovirus Онкогенные ретровирусы подразделяются на 4 морфологических типа – А, В, С, Д. Всего семейство Retroviridae насчитывает 150 видов вирусов, вызывающих опухоли у животных, и 2 – у человека (HTLV-I и HTLV-II). Род Alpharetrovirus Betaretrovirus Gammaretrovirus Deltaretrovirus Представители рода Вирусы лейкоза и саркомы у птиц Вирус саркомы Рауса кур Вирус рака молочной железы мышей Эндогенный ретровирус человека Вирус обезьян Мезон-Пфайзера Вирусы саркомы и лейкемии мышей, кошек, приматов Вирус лейкемии крупного рогатого скота HTLV-I и HTLV-II Представлены вирионами сферической формы, размеры – 90-130 нм, сложноорганизованные, геном – двунитевая +РНК, тип симметрии нуклеокапсида – кубический. Их онкогенный потенциал обусловлен наличием обратной транскриптазы (РНК-зависимая ДНК-полимераза). Антигены ретровирусов: gag – группоспецифический внутренний антиген; pol – полимеразный протеин; env – белки оболочки; известно около 30 онкоангигенов. Особенности репродукции: 1. 2. 3. 4. − − − 5. хозяина. Адсорбция на чувствительной клетке (для HTLV-I, II CD4-лимфоциты). Проникновение в клетку путем эндоцитоза. Депротеинизация. Эклипс-фаза с участием обратной транскриптазы (ревертазы): синтез ДНК на матрице РНК при использовании тРНК в качестве заправки; ферментное расщепление матричной РНК; синтез комплементарной нити ДНК на митрице первой нити ДНК. Линейная двухцепочечная ДНК замыкается в кольцо и интегрируется в ДНК клетки- Культивирование: Не культивируются в куриных эмбрионах, выращивают в организме чувствительных животных и культурах клеток. По своему онкогенному потенциалу все известные онкогенные ретровирусы подрезделяются на: Высокоактивные опухолевые вирусы – индуцируют новообразования с коротким инкубационным периодом (например, вирус саркомы Рауса). Вирусы с умеренной активностью – вызывают развитие неоплазий после длительного инкубационного периода (например, HTLV-I, II). По характеру распространения среди хозяев выделяют: Экзогенные ретровирусы – распространяются горизонтально от одной особи к другой. К ним относят: вирус саркомы Рауса, Т-лимфотропные вирусы человека 1 и 2 типов=HTLV-I и HTLV-II (от англ. Human T-lymphotropic virus) – передаются половым и трансфузионным путями. Эндогенные ретровирусы – передаются вертикально, а их генетическая информация стала составной частью клеточного генома всех органов и тканей человека и животных (HTLV-I и HTLV-II могут передаваться и вертикально). Эндогенные онковирусы не являются онкогенными для представителей того вида, в клетках которого они находятся в виде постоянного генетического элемента. ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Возбудители оппортунистических инфекций. Основы клинической микробиологии». Актуальность проблемы, причины возникновения клинической микробиологии как науки. В последние десятилетия характер серьезной медико-социальной проблемы приобрели инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами, что связано со снижением иммунного статуса человека, развитием иммунодефицитных состояний, интенсивной антибиотикотерапией, нарушением экологического баланса в составе нормальной микрофлоры. Подобные инфекции чаще всего возникают в соматических (неинфекционных) лечебнопрофилактических учреждениях. По словам Главного санитарного врача РФ Г.Г. Онищенко, по внутрибольничным инфекциям самым уязвимым звеном являются родильные отделения и учреждения родовспоможения. На втором месте после роддомов по частоте внутрибольничных инфекций находятся хирургические стационары, на третьем – поликлиники. По данным ВОЗ условно-патогенные микроорганизмы являются причиной заболеваний у 4,518% больных, обращающихся за медицинской помощью в лечебно-профилактические учреждения. Если эти цифры приложить к нашему здравоохранению, то получается, что из 60 млн. больных, ежегодно проходящих лечение в ЛПУ, – 6,75 млн. человек заболевают внутрибольничными инфекциями. Частота возникновения госпитальных инфекций в развитых странах, колеблется от 8 до 40%, в развивающихся странах в 20 раз больше. Уровень заболеваемости внутрибольничными инфекциями в нашей стране, по данным разных авторов, колеблется от 5 до 500 на 10 тыс. госпитализированных (2,8-7,9%). Госпитальные инфекции в отделениях интенсивной терапии регистрируются более чем у 20% пациентов, в акушерско-гинекологических и хирургических стационарах – более чем у 50% больных. По данным ВОЗ ежегодно от госпитальных инфекций погибает до 100 тыс. пациентов в США, более 5 тыс. в Великобритании. Внутрибольничные инфекции отягощают течение основного заболевания, что приводит к повышенной угрозе жизни больного, увеличивает сроки пребывания больных в лечебных учреждениях, часто приводят к хронизации процесса. Помимо медицинских аспектов все вышеперечисленные факторы наносят большой дополнительный экономический ущерб. Специфические микробиологические проблемы в неинфекционных клиниках существуют достаточно давно. Однако на инфекционные заболевания, возникающие в условиях стационара, обратили серьезное внимание в конце XVIII-XIX веков, когда отмечался рост послеродовой горячки, резко увеличилось количество случаев возникновения сепсиса и внутрибольничных инфекций ЖКТ. В 1843 г. Оливер Холмс впервые вынес на обсуждение медицинской общественности вопросы, связанные с внутрибольничными инфекциями. Он пришел к выводу, что одним из основных источников заражения пациенток послеродовой горячки является медицинский персонал. Конец XVIII века ознаменовался открытиями методов антисептики (венгерский акушер И.Ф. Земмельвейс и английский хирург Дж. Листер) и асептики (подходы разработали Л. Пастер и Р. Кох). Благодаря внедрению этих методов удалось значительно снизить число инфекционных осложнений. В 30-50-е годы XIX века произошел еще один рывок в борьбе с инфекционными заболеваниями – открытие класса ХТП (сульфаниламиды – Г. Домагк в 1932 г. разработал красный стрептоцид) и антибиотиков (А. Флеминг в 1928 г. открыл пенициллин из гриба Penicillum notatum, а в 1940 г. Флори и Э. Чейн получили чистый пенициллин). Однако широкое применение антибиотиков оказалось палкой «о двух концах»: с одной стороны, их применение во много раз сократило смертность от гнойно-септических осложнений, смягчило тяжесть течения инфекций, уменьшило количество постинфекционных и хирургических осложнений; но с другой стороны, привело к возникновению новой проблемы – формирование лекарственной устойчивости микроорганизмов, которая в настоящее время считается одной из причин возникновения внутрибольничных инфекций. Понятие о клинической микробиологии как самостоятельном разделе медицинской микробиологии (отличной от инфекционной, санитарной микробиологии), ее задачах и методах формируется только в последние десятилетия. На I Всесоюзной учебно-методической конференции высшей школы (г. Винница, 1985 г.) была отмечена необходимость обучения студентов-медиков основам современной микробиологии приближенно к клиническим дисциплинам и была предложена новая дисциплина – клиническая микробиология. Заведующие кафедрами микробиологии единогласно одобрили введение клинической микробиологии в программу преподавания. В 1986 г. новая учебная программа была утверждена Главным управлением учебных заведений Минздрава СССР. В 1988 г. на II Всесоюзной конференции «Актуальные вопросы клинической микробиологии в неинфекционной клинике» указано на необходимость разработки программы по клинической микробиологии и госпитальной инфекции для последипломной подготовке врачей. При Российском обществе микробиологов, эпидемиологов, паразитологов были организованны проблемные комиссии «Медицинская микробиология» и «Внутрибольничные инфекции и гнойно-септические заболевания», на заседаниях которых были сформулированы причины возникновения клинической микробиологии как науки. Причины широкого распространения внутрибольничных инфекций и предпосылки возникновения клинической микробиологии как науки: интенсивная антибиотикотерапия (очень широкое и порой неоправданное применение ХТП создают условия для формирования новых внутригоспитальных штаммов, увеличения вирулентности условно-патогенных микроорганизмов, приобретения патогенных свойств представителями нормальной микрофлоры, появления антибиотикорезистентности микроорганизмов); прогрессивное использование новых технологий лечения, основанных на инвазивных методах (катетер-ассоциированные инфекции), что привело к появлению новых путей передачи; тенденция к строительству крупных больничных комплексов с большим количеством коек; активизация естественных механизмов передачи возбудителя в условиях постоянного контакта пациентов между собой и медицинским персоналом; использование для лечения иммунодерпессантов; нарушение экологического баланса в составе нормальной микрофлоры (нормального биоценоза), например, вследствие отсутствия грудного вскармливания; снижение иммунологической реактивности организма (нарушение неспецифической резистентности макроорганизма к инфекции, распространенность приобретенных иммунодефицитных состояний и аллергических заболеваний); разнообразие неблагоприятных факторов внешней среды, влияющих на резистентность макроорганизма; недостаточные требования к соблюдению санитарно-гигиенического и противоэпидемического режимов в ЛПУ; возрастание роли условно-патогенных микроорганизмов в патологии человека; повышение удельного веса оппортунистических инфекций, несомненно, связано с повышением чувствительности методов и с внедрением в лабораторную диагностику новых экспресс-методов (увеличивают количество положительных результатов). Клиническая микробиология (определение, цель, задачи, отличия от инфекционной микробиологии). Клиническая микробиология – раздел частной медицинской микробиологии, в котором изучаются представители нормальной микрофлоры организма человека и условно-патогенные микроорганизмы, не имеющие существенного эпидемиологического значения, но в определенных условиях служащие причиной заболеваний. Цель клинической микробиологии – клинико-лабораторная диагностика, специфическая профилактика и химиотерапия инфекционных болезней, часто встречающихся в широкой медицинской практике в неинфекционных клиниках. Задачи клинической микробиологии: 1. Изучение роли условно-патогенных микроорганизмов в патогенезе инфекционных заболеваний; 2. Разработка методов лабораторной диагностики, специфической профилактики и этиотропной терапии инфекционных заболеваний в неинфекционных лечебных учреждениях; 3. Исследование эпидемиологии внутрибольничных инфекций; 4. Мониторинг лекарственной устойчивости возбудителей в ЛПУ. Признаки, отличающие клиническую микробиологию от инфекционной: Углубленное изучение структуры и важнейших биологических свойств условнопатогенных микроорганизмов; Выявление причин появления факторов вирулентности у представителей нормальной микрофлоры организма человека; Анализ взаимоотношений условно-патогенных микроорганизмов с организмом человека при определенных условиях природной и социальной среды. Характеристика микроорганизмов, вызывающих оппортунистические инфекции. Госпитальный штамм – штаммы микроорганизмов, которые выделяются от больных в стационаре и в процессе циркуляции адаптировались к условиям стационара, а также характеризуются множественной антибиотикорезистентностью. Группы внутрибольничных инфекций: 1. Инфекции, вызванные патогенными микроорганизмами (их доля во внутрибольничной инфекционной патологии составляет не более 15%). Пути попадания патогенных возбудителей связаны прежде всего с поступлением в стационар больных, которые находятся в инкубационном периоде, или носителей патогенных микроорганизмов, либо при контакте с посетителями больниц, а также через передаваемые пищевые продукты. 2. Инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами, входящими в состав нормальной микрофлоры организма (оппортунистические инфекции). Условно-патогенные микроорганизмы (потенциально-патогенные, оппортунистические) – микроорганизмы, вызывающие заболевания при снижении защитных сил организма в неблагоприятных условиях окружающей среды. Заболевания могут вызывать более сотни видов условно-патогенных микроорганизмов. Их представители встречаются среди бактерий, вирусов, грибов, простейших. Бактерии (основное значение имеют представители следующих родов): Staphylococcus; Mycoplasma; Streptococcus; Chlamidia; Campylobacter; Enterococcus; Haemophillus; Escherichia; Branchamella; Bacteroides; Enterobacter; Peptostreptococcus; Providencia; Klebsiella; Flavobacterium; Serratia; Fusobacterium; Moraxella; Proteus; Listeria; Pseudomonas; Legionella и др. Acinetobacter; Bacillus; Mycobacterium; Corynobacterium. Вирусы: HBV, НCV; ВПГ-1,2; ЦМВ; Паповавирусы; Аденовирусы; Вирусы Коксаки и ЕСНО и др. Грибы: Candida; Nocardia; Histoplasma; Coccidoides; Cryptococcus; Aspergillus и др. Простейшие: Pneumocystis; Toxoplasma; Cryptosporidium и др. Современные тенденции изменения этиологической структуры ВБИ: 1. Снижение ведущей роли энтеробактерий и повышение частоты встречаемости грамотрицательных неферментирующих бактерий (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter); 2. Увеличение роли грамположительных бактерий, таких как Enterococcus, Streptococcus, Staphylococcus (MRSA – метициллинрезистентные S. aureus и MRSE – метициллинрезистентные S. epidermidis); 3. Появление ранее редко встечавшихся возбудителей – анаэробов (Bacteroides, Peptostreptococcus и др.), плесневых грибов рода Aspergillus и дрожжеподобных грибов рода Candida. Условно-патогенные микроорганизмы обладают тем же набором факторов патогенности, что и большинство патогенных микроорганизмов. Но их биологические свойства зависят от нозологической формы инфекции, течения заболевания, входных ворот инфекции, типа стационара (формирование в лечебных учреждениях госпитальных штаммов, высокоадаптированных к больничным условиям обитания), характера медицинских вмешательств, масштабов использования антимикробных препаратов. Особенности условно-патогенных микроорганизмов: Экологическая неоднородность (средой обитания являются организм человека, продукты питания, вода, почва, отходы деятельности человека, лекарственные препараты и т. д.); Преимущественно являются постоянными обитателями (симбионтами) разных биотопов организма человека; Высокая адаптация в соответствующем биотопе; Конкурентоспособность по отношению к аутохтонной микрофлоре (аутохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, для которых данный объект является основной естественной средой обитания); Отсутствие факторов подавления и интерференции фагоцитарного и других элиминирующих механизмов организма хозяина (отсутствие капсул, синтеза антифагоцитарных и антикомплементарных веществ и т.д.) Способность продуцировать эндотоксин – универсальный токсический фактор; Полиорганотропность (этим объясняется многогранность и сходство вызванных поражений); Гетерогенность популяций по различным признакам; Высокие темпы эволюции микроорганизмов; Устойчивость к антибиотикам, антисептикам, дезинфектантам, бактериоцинам, бактериофагам, физическим факторам. Краткая характеристика отдельных условно-патогенных микроорганизмов: Pseudomonas aeruginosa – грамотрицательные палочки, образуют пигмент (пиоционин – окрашивает гнойное отделяемое, перевязочный материал), способны вызывать значительную деструкцию тканей при проникновении через кожные покровы, является основной причиной летальных исходов у ожоговых пациентов, часто инфицирует лиц, страдающих сахарным диабетом и пациентов с нейтропенией, вызывает остеомиелит, инфекции мочевых путей и диссеминированные инфекции, выделяют ее из дыхательных путей больных муковисцидозом. Бактерии рода Serratia – грамотрицательные пигментообразующие (продигиозан – красного цвета) палочки, обитающие в почве, воде, пищевых продуктах, ЖКТ. У человека чаще всего заболевания вызывает Serratia marcescens – яркий пример адаптации и приобретения патогенных свойств при инфицировании пациентов с иммунологическими нарушениями. Ранее их считали безвредными сапробионтами и в 50-х гг. прошлого столетия активно использовали в качестве маркера при изучении движения воздуха в метрополитенах, а также для определения миграции микроорганизмов в мочеиспускательный канал через постоянные катетеры. В настоящее время доказано, что способны вызывать сепсис, пневмонии, инфекции мочевыводящих путей, устойчивы к большинству антибиотиков, применяемым в клинике. Nocardia asteroids – грамположительные ветвящиеся бактерии, обитающие в почве, оппортунистические патогены; нокардиозы наблюдаются у больных с аллотрансплантантами на фоне длительного приема иммунодепрессантов в виде множественных абсцессов в легких с диссеминацией в любой орган. Veillonella – грамотрицательные анаэробные кокковидные бактерии, располагающиеся парами, реже – по одиночке, в норме обитающие в полости рта, кишечнике и верхних дыхательных путях. Самостоятельно не вызывают развития патологических процессов, но в ассоциации с другими микроорганизмами вызывают абсцессы мягких тканей, раневые инфекции и септические состояния. Mobiluncus – тонкие изогнутые грамвариабельные (чаще грамотрицательные, но строение клеточной стенки, как у грамположительных) палочки, выявляются при вагинитах при повторных искусственных прерываниях беременности. Бактерии родов Prevotella, Porphyromonas, Bacteroides представляют собой грамотрицательные неспорообразующие анаэробные палочки, обитающие в кишечнике и влагалище, вызывают ГВЗ эндогенного характера, отличающиеся множественной природной устойчивостью к антибиотикам. Leptotrichia – грамотрицательные неспорообразующие анаэробные палочки, представляют микрофлору зубных бляшек, десневых карманов и женских половых путей; маркеры скрытопротекающего трихомониаза. Gardnerella – грамвариабельные полиморфные палочки, представители нормальной микрофлоры влагалища (у мужчин не живут, т.к. нет клеток для адгезии), могут вызывать дисбактериоз влагалища (вагиноз). В последнее время бактерии рода Enterococcus (грамположительные кокки, располагающиеся парами или короткими цепочками, обитают в кишечнике, наибольшее значение в патологии человека имеет вид E. faecalis) признаны возбудителями раневых инфекций, гнойных хирургических заболеваний, гнойных осложнений у рожениц и гинекологических больных; могут вызывать сепсис, эндокардиты, воспалительные процессы почек и мочевыводящих путей. Streptococcus agalactia – наиболее часто вызывает заболевания у новорожденных (1:5001:900): в первые сутки после рождения – заболевания дыхательных путей, септицимию, менингит; источник – матери (персистирует на слизистых родовых путей), персонал родильных домов (на руках). Грибы рода Candida – овальные почкующиеся дрожжевые клетки, в состав аутомикрофлоры человека входит вид Candida albicans, часто вызывают тяжелые поражения кожи и слизистых оболочек, эндокардиты и т.д. Оппортунистические инфекции (определение, особенности течения). Оппортунистические инфекции (лат. opportunus – склонный к заболеваниям) –инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами и развивающиеся на фоне иммунодефицитного состояния макроорганизма (иммунокомпрометированные хозяева). В возникновении оппортунистических инфекций играют роль 3 фактора: Гетерогенная (измененная) по вирулентности доза возбудителя и наличие у него определенного набора факторов патогенности; Снижение защитных сил макроорганизма; Неблагоприятные условия окружающей среды (высокая обсемененность возбудителями воздуха и объектов в стационаре). Заболевания, вызванные УПМ, можно объединить в 3 группы: Гнойно-воспалительные и септические; Кишечные инфекции; Поражения органов дыхания. Особенности оппортунистических инфекций: Поражение различных органов и тканей (не имеют строго выраженного органного тропизма); Один и тот же возбудитель может быть причиной развития многих нозологических форм (например, пневмония, сепсис, остеомиелит и др.); Характер смешанных (микст -) инфекций; Наличие микробных ассоциаций: аэробные и анаэробные бактерии (раневая инфекция); микоплазмы + вирусы + грибы; патогенные и условно-патогенные микроорганизмы; Источником инфекции является человек, больной или же носитель, множественность механизмов, путей и факторов передачи; Короткий инкубационный период (2-4 дня); Клиническая картина зависит преимущественно от локализации поражения, чем от вида возбудителя; она малоспецифична; Течение заболевания чаще вялотекущее, хроническое; Тенденция к генерализации местных, локальных процессов; Смена вариантного и видового состава возбудителей в течение заболевания; Широкое распространение в неинфекционных стационарах; Высокий процент случаев эндогенной инфекции; Множественная устойчивость возбудителя к антимикробным препаратам, усложняющая лечение; Недостаточная активность факторов неспецифической защиты; Слабый иммунный ответ организма больного на антигены возбудителя; Медленное накопление и низкий титр антител. Ятрогенная/нозокомиальная инфекция – заболевания, связанные с оказанием медицинской помощи. Внутрибольничные/госпитальные инфекции – инфекционные заболевания, возникающие у больных после госпитализации (но, не ранее чем через 48 часов после госпитализации) либо посещения лечебного учреждения с целью лечения, а также у медицинского персонала в силу осуществляемой им деятельности. ВБИ или нозокомиальные инфекции делятся на следующие группы: 1. Амбулаторная инфекция; 2. Госпитальная инфекция; 3. Лабораторная инфекция (чаще всего дизентерия и гепатиты); 4. Инфекция, связанная с профилактическими мероприятиями: инфекции, возникающие при профилактических осмотрах (трихомониаз, гепатиты, занесенные при заборе крови); инфекции, развивающиеся при вакцинации (например, постинъекционные абсцессы и другие заболевания). Особенности лабораторной диагностики оппортунистических инфекций. Микробиологическая диагностика имеет решающее значение в постановке этиологического диагноза оппортунистических инфекций, в выработке рациональных схем терапии и предупреждении развития вторичных случаев заболевания. Принципы лабораторной диагностики оппортунистических инфекций: биоценотический (изучение всех видов микроорганизмов, присутствующих в патологическом материале); популяционный (исследование из каждого материала определенного числа культур одного вида микробов); количественный (определение численности микроорганизмов в материале); химиотерапевтический (изучение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам и антисептикам); эпидемиологический (фено- и генотипирование микроорганизмов). Результаты микробиологической диагностики в клинической микробиологии зависят не только от правильно проведенного исследования, но и от правильной интерпритации анализа. Выбор материала определяется врачом-клиницистом в зависимости от: клинической картины заболевания; предполагаемой локализации возбудителя в организме на данном этапе патогенеза болезни; путей выделения возбудителя в окружающую среду. Правила взятия и доставки материала те же, что и в инфекционной микробиологии (хотя есть исключения, например, нельзя забирать на бактериологическое исследование кровь из катетера, т.к. к нему адгезируются S. epidermidis). Исследуемый материал должен иметь сопроводительный документ (направление на специальном бланке) со следующими данными: ФИО больного, возраст, клиника, отделение, номер палаты и истории болезни, домашний адрес больного, дата заболевания, вид материала, дата взятия материала (день, час), предполагаемый клинический диагноз, сведения о применении антимикробных препаратов, цель и методы исследования, подпись врача. Методы клинико-диагностических микробиологических исследований. Цель клинических микробиологических исследований заключается в выяснении участия микроорганизмов в процессе заболевания путем: выявления болезнетворного микроба; постановки иммунологических реакций. Задачи клинических микробиологических исследований: установление возбудителя; определение иммунного статуса, определение антител к возбудителю; определение источника и факторов передачи возбудителя. Существуют следующие клинико-диагностические микробиологические исследования: 1. Микроскопические методы применяются для обнаружения бактерий или грибов непосредственно в исследуемом материале. Позволяет получить предварительные данные о микрофлоре и наметить пути дальнейших лабораторных исследований (позволяет ориентировочно отнести возбудителя к палочкам, коккам или спирохетам, грамположительным или грамотрицательным, выбрать питательные среды). Достоверность микроскопического исследования повышается при иммунофлюоресцентном методе (РИФ) с использованием специфических меченых сывороток. 2. Бактериологические методы (основные) имеют главное диагностическое значение. Применение эффективных элективных и дифференциально-диагностических питательных сред для данной группы микроорганизмов позволяет выделить и идентифицировать чистые культуры микроорганизмов, определить их родовую и видовую принадлежность, факторы патогенности, фаготипирование, чувствительность к антибиотикам и химиопрепаратам. 3. Серологические методы основаны на обнаружении специфических антител в сыворотке крови больного и динамики их нарастания в процессе заболевания, а в ряде случаев направлены на выявление антигенов. Имеет вспомогательное значение, т.к. его применение ограничивается выраженной мозаичностью антигенной структуры многих условнопатогенных микроорганизмов, наличием к ним антител у здоровых людей и слабая выраженность иммунного ответа. 4. Биологические методы (биопробы) заключаются в заражении лабораторных животных исследуемым материалом с целью выделения чистых культур микроорганизмов и определения их вирулентности. Используется редко из-за неспецифической клинической картины, вызываемой условно-патогенными микроорганизмами у лабораторных животных. 5. Аллергологические методы применяются для выявления гиперчувствительности организма человека к аллергенам микробного происхождения. 6. В последнее время молекулярно-биологический метод. Необходимо отметить, что микробиологические исследования и особенно интерпретация полученных данных существенно отличаются от исследований при инфекциях, вызванных истинно-патогенными микроорганизмами. Классический постулат моноэтиологичной нфекции, сформулированный Кохом (триада Генле-Коха), не применим к оппортунистическим инфекциям. Оценка результатов: Обнаружение и подтверждение роли условно-патогенных микроорганизмов в развитии заболевания имеет решающее значение. Критерии оценки роли условно-патогенных микроорганизмов в патологии: Выделение микроорганизмов из органов и тканей, которые в норме у здоровых людей являются стерильными; Обнаружение в исследуемом материале условно-патогенных микроорганизмов в больших количествах (например, 105-107 КОЕ мл/г для бактерий, для грибов и простейших – 103-104 КОЕ мл/г); Количественный критерий – это количество колониеобразующих клеток или единиц (КОЕ) выделяемого вида микроорганизма в 1г или 1 мл исследуемого материала (10 2-103 – малая, 104-105 – средняя, 105-107 – высокая степень обсемененности). Повторное, многократное выделение одной и той же культуры из аналогичного материала от больного; Обнаружение идентичных условно-патогенных микроорганизмов в разных образцах материала (например, при пищевых токсикоинфекциях – в промывных водах желудка, рвотных массах, испражнениях, пищевых продуктах); Нарастание титра антител в 4 и более раз в парных сыворотках крови больного в отношении условно-патогенного микроорганизма, который предполагается как возбудитель данного патологического процесса. Иногда рекомендуется использовать в качестве антигенов аутоштаммы микроорганизмов, выделенных от больных; В случае госпитальной инфекции – выделение идентичных культур от группы больных; Совпадение данных лабораторного определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам с эффективностью антимикробной терапии в клинических условиях: улучшение состояния больного и уменьшение количества и элиминации соответствующих микроорганизмов. Основное значение в установлении этиологии заболевания имеют два первых критерия, остальные – только дополнительное. Оформление результатов лабораторных микробиологических исследований проводится на специальных бланках, которые передаются лечащему врачу в клинику. Правила оформления результатов лабораторного исследования: В ответах указываются патогенные виды микроорганизмов, а также условнопатогенные микроорганизмы с наличием КОЕ в 1 г или 1 мл исследуемого материала. Сообщаются данные лабораторного определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам (антибиотикограмма). При обнаружении микробных ассоциаций – перечисляются все микроорганизмы, указываются доминирующие виды и количественные микробиологические показатели. В соответствии с правилами международной номенклатуры в ответах приводятся видовые названия микроорганизмов. Например: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa и т. д. Иногда идентификация проводиться и до штамма, тогда указывается штамм. Пример: Бактериальный вагиноз – это дисбиоз/дисбактериоз влагалища (40-65% – в кожно-венерологическом диспансере, 15-45% – в гинекологических отделениях, 20% – в центрах планирования семьи – нет возможности зачатия, т.к. кислая рН снижает подвижность сперматозоидов, 10-26% – в родильных домах – невынашивание беременности, 3-4% - у здоровых женщин). Диагноз ставиться по 4 признакам: сероватые выделения; рыбий запах; рН 4,5 и < (лакмусовая бумажка); микроскопия – наличие «ключевых клеток» – эпителиальные клетки с адсорбированными на них грамвариабильными бактериями (кокки, палочки). Таким образом, одним из важнейших условий успешного проведения микробиологического анализа и правильной интерпретации полученных результатов является взаимопонимание врача-клинициста и врача-микробиолога. Клиницист должен обладать определенными знаниями по микробиологии, позволяющими ему корректно поставить задачу перед лабораторией, правильно собрать материал для исследования, своевременно его транспортировать в лабораторию, уметь прочитать результаты анализа. Микробиолог со своей стороны должен адекватно провести исследование и правильно сформулировать ответ: необходимо заключение по проведенному исследованию, а не только констатация фактов Учитывая гетерогенность и изменчивость популяций условно-патогенных микроорганизмов, необходимо помнить: в процессе микробиологической диагностики исследовать большое число культур одного вида; при выборе химиотерапевтических средств ориентироваться на варианты и штаммы возбудителя, обладающие наиболее высоким уровнем резистентности к антибиотикам и антисептикам; в динамике болезни наблюдать за количественными и качественными изменениями в составе популяций возбудителя и проводить соответствующую коррекцию схемы лечения; предупреждать суперинфекции как путем изоляции больных, так и резкого снижения массивности микробной контаминации объектов больничной среды. Принципы профилактики и лечения оппортунистических инфекций. Лечение оппортунистических инфекций представляет собой сложную задачу и должно проводиться комплексно. Причины инфекций: неэффективности традиционной химиотерапии оппортунистических Среди возбудителей преобладают несущие плазмиды множественной антибиотикоустойчивости (подбор эффективного антибиотика занимает длительное время, в течение которого возможна генерализация процесса); Часто смешанная инфекция или в процессе лечения может произойти смена одного возбудителя другим, имеющим отличный спектр антибиотикочувствительности; Недостаточная активность факторов неспецифической защиты; Слабый иммунный ответ организма больного на антигены возбудителя; Применение антибиотика (особенно бактерицидного) приводит к разрушению большого числа микробных клеток одновременно и к массивному выделению в кровь эндотоксина, что может привести к развитию эндотоксического шока. Поэтому главным принципом лечения является комплексное применение препаратов микробицидного действия бактериологического происхождения и иммуностимулирующей терапии (например, бронхомунал, который содержит лизаты бактерий и т. д.). Профилактические мероприятия должны включать соблюдение санитарногигиенического режима в антропогенной системе больничных учреждений: анализ заболеваемости ВБИ в ЛПУ; выявление и санация бактерионосителей; снижение инвазивных методов исследования и лечения; определение чувствительности госпитальных штаммов к антибиотикам; применение эффективных и надежных методов микробной деконтаминации (дезинфекция, стерилизация); предсезонная профилактика заболеваний; санитарно-просветительская работа. Необходимо отметить, что специфические препараты для профилактики и лечения разработаны не для всех оппортунистических инфекций и существенной роли не играют. Выводы: 1. Инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами, являются серьезной медико-социальной проблемой. 2. Условно-патогенные микроорганизмы, в основном, вызывают внутрибольничные инфекции. 3. Клиническая микробиология – новая самостоятельная, перспективная и стремительно развивающаяся медицинская дисциплина.
