Иммунология

Предупредить развитие антибиотикорезистентности у бактерий практически невозможно. Однако для того, чтобы по возможности не усугублять эту проблему, необходимо придерживаться следующих основных правил:
• применять антибиотики строго по показаниям;
• избегать их использования с профилактической целью;
• через 10—15 дней антибиотикотерапии производить смену препарата, учитывая, что у микробов существует перекрестная устойчивость к антибиотикам одного класса;
• [...]

Появление в генетическом аппарате бактерии новых генов приводит к изменениям биохимических процессов, происходящих в бактериальной клетке. В результате нарушается проницаемость для антибиотика клеточных оболочек или изменяются структуры, на которые действует антибиотик. Однако чаще всего в основе механизма антибиотикорезистентности лежит синтез бактериальной клеткой ферментов, разрушающих антибиотик, например, р-лактамаз, разрушающих р-лак-тамное кольцо у пенициллинов или цефалоспоринов. Так, [...]

Возникновение резистентности к антибиотикам связано либо с изменениями, происходящими в результате спонтанных мутаций в бактериальной хромосоме, либо с приобретением бактериальной клеткой R-плазмид.
И в первом, и во втором случаях резистентность передается другим клеткам в результате размножения или генетического обмена, что и приводит к распространению антибиотикоре-зистентных бактерий. Антибиотик в данном случае играет роль селективного фактора. Обычно уже [...]

В отличие от врожденной, или видовой, устойчивости к антибиотикам, присущей бактериям от «рождения», приобретенная устойчивость формируется у них в результате антибиотикотерапии. Например, пенициллин не действует на микоплаз-мы, обладающие к нему врожденной резистентностью, так как у них нет мишени, на которую этот антибиотик влияет, — пептидогликана. Когда в популяции микробов появляются особи, которые переносят более высокую [...]

Помимо того, что антибиотики оказывают неблагоприятное побочное влияние на макроорганизм, они могут вызывать нежелательные для человека изменения самих микроорганизмов.
I группа — появление атипичных форм микроорганизмов. У микробов могут изменяться морфологические, биохимические и другие свойства. Например, следствием антибиотикотерапии может быть образование /.-форм бактерий. Микробы с измененными свойствами трудно распознать (идентифицировать) и, следовательно, сложно поставить диагноз больному, [...]

III группа осложнений связана с отрицательным воздействием антибиотиков на иммунитет.
Во-первых, при использовании любого антибиотика возможно развитие аллергических реакций. Их возникновение зависит от свойств самого препарата (наиболее сильными аллергенами являются пенициллины и цефалоспорины), от способа его введения (аллергические реакции развиваются чаще при повторном введении антибиотика) и индивидуальной чувствительности больного к антибиотику. Аллергические реакции наблюдаются примерно в [...]

II группа осложнений — дисбиозы.
При использовании антибиотиков широкого спектра действия погибают не только возбудители заболевания, но и чувствительные к данным препаратам представители нормальной микрофлоры. В то же время размножаются антибиотикорезистентные микроорганизмы, которые могут стать причиной вторичных эндогенных инфекций как бактериальных, так и грибковых (например, кандидоза).
Другое проявление дисбиоза — это более высокая чувствительность больного к [...]

I группа осложнений — токсические реакции.
Все антибиотики оказывают то или иное токсическое действие на организм. Это действие зависит от свойств самого препарата, его дозы, способа введения, состояния больного. Среди осложнений данной группы на первом месте находится поражение печени. Гепатотоксическим действием обладают, например, тетрациклины, эритромицин. Второе место занимают антибиотики с нефротоксическим действием, такие как, например, аминогликозиды. [...]

Как всякие лекарственные препараты, антибиотики обладают побочным действием, оказывая неблагоприятное влияние на макроорганизм, на микроорганизмы и на другие лекарства.

Действие антибиотиков на микробы связано с их способностью подавлять те или иные биохимические реакции, происходящие в микробной клетке. В зависимости от механизма действия различают 5 групп антибиотиков:
1-я группа — антибиотики, вызывающие нарушение синтеза клеточной стенки бактерий. К этой группе относятся, например, р-лактамы. Избирательность действия этих препаратов наиболее высокая: они действуют только на бактерии и не [...]

Различают два типа антимикробного действия антибиотиков: бактерицидное или фунгицидное, вызывающее гибель бактерий либо грибов (например, пенициллины, цефалоспорины), и бактериостатическое или фунгиостатическое, задерживающее рост и развитие бактерий или грибов (например, тетрациклины, левомицетин). Обычно при тяжелых заболеваниях назначают бактерицидные или фунгицидные антибиотики.

Антибиотики, полученные комбинированным способом, называются полусинтетическими. Например, полусинтетическими пенициллинами являются метициллин, оксациллин. К полусинтетическим антибиотикам более длительное время чувствительны устойчивые к природным антибиотикам микроорганизмы. Кроме того, комбинированный способ наиболее экономически выгодный метод производства антибиотиков: из одного природного антибиотика, стоимость получения которого очень высока, можно создать примерно 100 полусинтетических препаратов с разными свойствами.
По спектру действия антибиотики [...]

Существует три способа получения антибиотиков.
1. Биологический синтез. Для получения антибиотиков этим способом используют штаммы микроорганизмов, образующие наибольшее количество антибиотика, и специальные питательные среды. Большие количества микробной массы получают в специальных емкостях — ферментаторах при оптимальных условиях культивирования (см. главу 6).
2. Химический синтез. С помощью этого метода получают все синтетические антибиотики.
3. Комбинированный способ представляет [...]

Предложено множество классификаций антибиотиков, однако ни одна из ныне существующих не является общепризнанной. В основу одной из главных классификаций антибиотиков положена их химическая структура.
Основными, наиболее значимыми классами синтетических антибиотиков являются хинолоны и фторхинолоны (например, ципрофлоксацин), сульфаниламиды (сульфадиметоксин, бакт-рим), имидазолы (метронидазол), нитрофураны (фурадонин, фурагин).
Большая часть антибиотиков имеет природное происхождение, и их основным продуцентом являются микроорганизмы. Микроорганизмы, [...]

Антибиотики (от греч. anti bios — против жизни) — химиотерапевтические препараты природного или синтетического происхождения, обладающие избирательной способностью подавлять или задерживать рост микробов.
Основоположником химиотерапии является немецкий ученый, лауреат Нобелевской премии П.Эрлих. Он установил, что химические вещества, содержащие мышьяк, губительно действуют на спирохеты и другие микроорганизмы, и в результате многочисленных опытов в 1910 г. получил первый [...]

Химиотерапия — специфическое лечение инфекционных и паразитарных болезней при помощи химических веществ. Важнейшее свойство этих веществ — избирательность действия против болезнетворных микробов в условиях макроорганизма.

Для уничтожения микробов применяют препараты двух групп: химиотерапевтические и дезинфицирующие. В то время как первые оказывают неблагоприятное действие на микробы избирательно, вторые одинаково губительно влияют как на микробы, так и на макроорганизм.

Основными технологическими принципами, используемыми в биотехнологии, являются: а) брожение (ферментация); б) биоконверсия (превращение одного вещества в другое); в) культивирование бактерий, вирусов, растительных и животных клеток; г) генетическая инженерия. Объектами биотехнологии служат, как уже указывалось, бактерии, вирусы, животные и растительные клетки, органы и ткани животных и человека, растения и другие биообъекты.
Простейшим способом получения биотехнологической продукции является [...]

Биотехнология возникла давно. Уже до нашей эры человек научился выпекать хлеб, получать молочно-кислые продукты, вино, пиво с помощью биотехнологических процессов брожения, ферментации. Естественно, что эта деятельность человека носила сугубо эмпирический характер.
Только в XIX в. великий французский ученый Л.Пастер открыл микробную (ферментативную) природу брожения. С этого времени биотехнология стала на научный путь развития, а Л.Па-стера можно [...]

Экологическая биотехнология разрабатывает биологические системы деградации и обезвреживания вредных химических веществ, загрязняющих почву, водоемы, атмосферу. Например, уже получены штаммы микроорганизмов, утилизирующих нефть и нефтепродукты на водных поверхностях, фенол — в сточных водах и т. д.
Учитывая важность биотехнологии на современном этапе существования человечества, в ее развитие вкладываются огромные средства. Более половины этих средств идет на развитие [...]

Сельскохозяйственная биотехнология наряду с разработкой и производством диагностических, профилактических и лечебных ветеринарных препаратов интенсивно занимается проблемами повышения урожайности, продуктивности животноводства путем выведения с помощью генной инженерии новых сортов растений и пород животных (трансгенные животные).

В соответствии с этими задачами биотехнология как единая область знания подразделяется на медицинскую, сельскохозяйственную, промышленную и экологическую. Медицинская биотехнология решает следующие задачи:
а) создание профилактических, диагностических и лечебных препаратов на основе современных экономичных и эффективных технологий с использованием биообъектов (микробные, растительные и животные клетки, органы животных, растения) и продуктов их жизнедеятельности (первичные и вторичные метаболиты). Это [...]

Биотехнология (от греч. bios — жизнь, tecen — искусство, logos — наука) — это область знаний, которая на основе изучения биологических процессов, протекающих в живых организмах и системах, использует эти процессы, а также сами биообъекты (главным образом бактерии, вирусы, грибы, растительные и животные клетки) для получения в промышленных условиях необходимых ценных для человека продуктов или [...]

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) позволяет обнаружить микроб в исследуемом материале (воде, продуктах, материале от больного) по наличию в последнем ДНК микроба без выделения этого микроба в чистую культуру.
Для осуществления этой реакции из исследуемого материала выделяют ДНК, а наличие возбудителя определяют по обнаружению в выделенной ДНК специфичного для искомого микроба гена. Для обнаружения гена его накапливают. [...]

Метод молекулярной гибридизации позволяет выявить степень сходства различных ДНК. Он применяется при идентификации микробов для определения их точного таксономического положения. Метод основан на способности двунитевой ДНК при повышенной температуре (90 °С) в щелочной среде денатурировать, т.е. расплетаться на две нити, а при понижении температуры на 10 °С вновь восстанавливать исходную двунитевую структуру. Метод требует наличия [...]

Особенность строения вирусного генома заключается в том, что наследственная информация может быть записана как на ДНК, так и на РНК в зависимости от типа вируса. Мутации у вирусов могут возникать спонтанно, в процессе репликации нуклеиновой кислоты вируса, а также под влиянием тех же внешних факторов, мутагенов, что и у бактерий. Фенотипически мутации вирусного генома проявляются [...]

Трансформация — передача генетической информации через выделенную из клетки-донора ДНК. Процесс трансформации может самопроизвольно происходить в природе у некоторых видов бактерий, чаще грамположительных, когда ДНК, выделенная из погибших клеток, захватывается реципиентными клетками.
Благодаря трансформации в 1944 г. О.Эвери, К.Мак-Леод и К.Маккарти было показано, что ДНК, экстрагированная из инкапсулированных пневмококков, может трансформировать некапсулированные пневмококки в инкапсулированную форму. [...]

Трансдукция — передача бактериальной ДНК посредством бактериофага.
Была открыта в 1951 г. Н.Циндером и ДЛедербергом. В процессе репликации фага внутри бактерий фрагмент бактериальной ДНК проникает в фаговую частицу и переносится в бактерию-реципиент во время фаговой инфекции.
Существуют два типа трансдукции: общая и специфическая. Общая трансдукция (неспецифическая) — перенос бактериофагом фрагмента любой части бактериальной хромосомы. Этот процесс происходит [...]

Передача генетического материала при конъюгации начинается с расщепления ДНК в районе локализации F-фактора. Одна нить донорской ДНК передается через конъ-югационный мостик в клетку-реципиент. Процесс сопровождается достраиванием комплементарной нити до образования двунитевой структуры. Переданная в реципиентную клетку и достроенная до двунитевой структуры, нить ДНК ре комбинирует с гомологичным участком реципиентной ДНК с образованием стабильной генетической структуры.

Конъюгация — передача генетического материала от клетки-донора в клетку-реципиент путем непосредственного контакта клеток.
Конъюгация впервые обнаружена Д.Ледербергом и Э.Тейтумом в 1946 г. Необходимым условием конъюгации является наличие в клетке-доноре трансмиссивной плазмиды. Трансмиссивные плазмиды кодируют половые пили, образующие конъюгационную трубочку между клеткой-донором и клеткой-реципиентом, по которой плазмидная ДНК передается из клетки-донора в клетку-реципиент. В результате такого переноса [...]

Рекомбинация может быть гомологичной, при которой в процессе разрыва и воссоединения ДНК происходит обмен между участками ДНК, обладающими высокой степенью гомологии. Встречается также сайт-специфическая рекомбинация, которая происходит только в определенных участках (сайтах) генома и не требует высокой степени гомологии ДНК, например включение плазмиды в хромосому бактерии. Рекомбинация представляет собой конечный этап процесса передачи и обмена [...]

Генетическая рекомбинация — это взаимодействие между двумя геномами, т.е. между ДНК, обладающими различными генотипами. Оно приводит к образованию рекомбинаций ДНК, формированию дочернего генома, сочетающего гены обоих родителей.
Отсутствие истинного полового процесса и мейоза у прокариот, а также гаплоидный набор генов определяют особенность рекомбинации у бактерий. В процессе рекомбинации бактерии условно делятся на клетки-доноры, которые передают генетический [...]

Мутации — это изменения в последовательности отдельных нуклеотидов ДНК, которые приводят к появлению дефектных, т.е. не свойственных микробу белков или к отсутствию их синтеза.
Фенотипическим проявлением мутации могут быть: изменение морфологии бактериальной клетки, возникновение потребностей в факторах роста (например, в аминокислотах, витаминах), т.е. ауксотрофность; появление устойчивости к антибиотикам; изменение чувствительности к температуре; снижение вирулентности (аттенуация).
Мутации могут [...]

Изменения бактериального генома, а следовательно, и свойств бактерий могут происходить в результате мутаций и рекомбинаций.

Перемещаясь по репликону или между репликонами, подвижные генетические элементы вызывают: 1) инактивацию генов тех участков ДНК, куда они, переместившись, встраиваются; 2) образование повреждений генетического материала; 3) слияние репликонов, т.е. встраивание плазмиды в хромосому; 4) распространение генов в популяции бактерий, что может приводить к изменению биологических свойств популяции, смене возбудителей инфекционных заболеваний, а также способствует эволюционным [...]

Подвижные генетические элементы входят в состав бактериального генома, бактериальной хромосомы и плазмиды, К подвижным генетическим элементам относятся вставочные последовательности в ДНК и транспозоны. Вставочные последовательности, или /s-элементы (от англ. — insertion sequences) — это участки ДНК, способные как целое перемещаться из одного участка репликона в другой, а также между репликонами. Они содержат только гены, необходимые [...]

R-плазмиды (факторы резистентности) содержат гены, детерминирующие синтез ферментов, которые разрушают антибактериальные препараты (например, антибиотики).
В результате наличия такой плазмиды бактериальная клетка становится устойчивой (резистентной) к действию .целой группы лекарственных веществ. Многие /?-плазмиды являются трансмиссивными, распространяясь в популяции бактерий и делая бактерию недоступной к воздействию антибактериальных препаратов. Бактериальные штаммы, несущие /?-плазмиды, очень часто являются этиологическими факторами «госпитальных» [...]

Количество плазмид в бактериальной клетке может быть от 1 до 200 в зависимости от согласованности репликации плазмиды и бактериальной хромосомы, а также взаимосовместимости плазмид.
Некоторые плазмиды могут встраиваться в бактериальную хромосому и функционировать в виде единого репликона, такие плазмиды называются интегративными. Другие плазмиды способны перемещаться из одной бактериальной клетки в другую, даже принадлежащую к иной таксономической [...]

Плазмиды бактерий представляют собой двунитевые молекулы ДНК размером от 103 до 106 н.п. Они кодируют не основные для жизнедеятельности бактериальной клетки функции, но дающие бактерии преимущества при попадании в неблагоприятные условия существования. Фенотипическими признаками, сообщаемыми плазмидами бактериальной клетке, являются, например, устойчивость к антибиотикам, расщепление сложных органических веществ, выработка факторов бактериоциногенно-сти, продукция факторов патогенности и др.

Бактериальный геном состоит из генетических элементов, способных к самостоятельной репликации (син. воспроизведение), т.е. репликонов. Репликонами являются бактериальная хромосома и плазмиды.
Бактериальная хромосома представлена одной двунитевой молекулой ДНК кольцевой формы. Размеры бактериальной хромосомы у различных представителей царства Procaryotae варьируют от 3х108 до 2,5х 109. У Е.соН бактериальная хромосома содержит 5хЮ6 н.п. Бактериальная хромосома имеет гаплоидный набор генов. [...]

Наследственную функцию бактерий выполняет ДНК. Молекула ДНК построена из двух полинуклеотидных цепочек (нитей). Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара дезоксирибозы и фосфатной группы. Азотистые основания представлены пуринами (аденин, гуанин) и пиримидина-ми (тимин, цитозин). Каждый нуклеотид обладает полярностью. У него имеются дезоксирибозный З'-конец и фосфатный 5'-конец. Нуклеотиды соединяются в полинуклеотидную цепочку фосфо-диэфирными связями между 5'-концом [...]

Лекарственное сырье и готовые препараты могут обсеменяться микроорганизмами на различных этапах их технологического получения при хранении. Инфицирование происходит через воду, нестерильную посуду, воздух производственных помещений, руки персонала и т.д. Обсеменение происходит также за счет нормальной микрофлоры растений и фитопатогенных микробов — возбудителей заболеваний растений, а также нормальной микрофлоры животных при получении медицинских препаратов из животного [...]

Коли-mump воды — это ее наименьшее количество, в котором определяется кишечная палочка. Показателем загрязненности воды является также коли индекс — число кишечных палочек в 1 л воды.
Часто вместо коли-титра определяют титр БГКП, к которым относят все грамотрицательные палочки, сбраживающие с образованием кислоты и газа лактозу или глюкозу при 37+0,5 °С в течение 24—48 ч и [...]

Санитарная микробиология изучает микробы, содержащиеся в окружающей среде и способные оказывать неблагоприятное воздействие на состояние здоровья человека. Она разрабатывает микробиологические показатели гигиенического нормирования, методы контроля эффективности обеззараживания объектов окружающей среды, а также выявляет в них патогенные, условно-патогенные и санитарно-показательные микробы.
Обнаружение патогенных микробов в окружающей среде, продуктах питания и воде позволяет дать оценку эпидемиологической ситуации и [...]

Антисептика — совокупность мер, направленных на уничтожение микробов в ране, патологическом очаге или организме в целом, на предупреждение или ликвидацию воспалительного процесса. Принципы антисептики были введены в медицину И.Земмельвейсом в 1847 г.
Антисептика включает различные методы: механические (удаление инфицированных некротизированных тканей, инородных тел и т.д.), физические (дренирование ран, введение тампонов, наложение гигроскопических повязок), химические (применение антисептиков), [...]

Для профилактики внутрибольничных и особенно хирургических инфекций применяют асептику и антисептику.
Асептика, основоположником которой является Д.Листер (1867), — комплекс мер, направленных на предупреждение попадания возбудителя инфекции в рану, органы больного при операциях, лечебных и диагностических процедурах. Методы асептики применяют для борьбы с экзогенной инфекцией, источниками которой являются больные и бактерионосители.
Асептика включает стерилизацию и сохранение стерильности инструментов, [...]

Ультрафиолетовое облучение (лучи с длиной волны 200— 450 нм) производят с помощью специальных бактерицидных ламп (настенных, потолочных, передвижных и др.) для обеззараживания воздуха, различных поверхностей в операционных, перевязочных, микробиологических лабораториях, на предприятиях пищевой промышленности и т. д. Действие ультрафиолетовых лучей приводит к разрушению ДНК микробов.
Различают профилактическую дезинфекцию и дезинфекцию в эпидемическом очаге. Профилактическая дезинфекция осуществляется [...]

Химическую дезинфекцию проводят с помощью различных дезинфицирующих веществ. Дезинфектанты действуют, например, растворяя липиды клеточных оболочек (детергенты) или разрушая белки и нуклеиновые кислоты (денатураты, оксиданты). Активность каждого из дезинфектантов неодинакова для различных микроорганизмов и зависит от температуры, рН и других условий. В качестве контрольных микроорганизмов для изучения действия дезинфектантов используют S.typhi и S.aureus.
Обеззараживанию с помощью данного [...]

Тепловая дезинфекция включает воздействие горячей водой и насыщенным паром: при 80 °С — 10 мин, при 85 °С — 3 мин, при 90 °С — 1 мин. При этом режиме погибают все вегетативные формы бактерий и большинство вирусов. Температура 100 °С в течение 5 мин убивает все вегетативные формы бактерий и все вирусы. При добавлении [...]

Дезинфекция (от франц. приставки des — удаление, уничтожение) — процедура, предусматривающая обработку загрязненного микробами предмета с целью их уничтожения до такой степени, чтобы они не могли вызвать инфекцию при использовании данного предмета.
Стерилизация — лучший способ обеззараживания. Однако, когда отсутствует возможность подвергнуть предмет стерилизации, проводят дезинфекцию. Например, нельзя простерилизовать операционный стол, стены операционной, руки хирурга или [...]