Иммунология

Преимущество получения этих веществ из микробной клетки по сравнению, например, с химическим синтезом или другими технологиями очевидно, так как: а) микробные клетки можно выращивать в больших объемах в короткие сроки на недефицитных питательных средах и по сравнительно простой технологии; б) большинство химически сложных веществ, получаемых из микробов, пока недоступны для синтеза другими способами; в) для [...]

Производственная схема получения биотехнологической продукции состоит из следующих основных этапов; 1) культивирование микробов; 2) выделение, концентрирование и очистка целевого продукта (микробной массы, ферментов, антибиотиков, интерферонов, гормонов и др.); 3) приготовление, стандартизация и контроль готового целевого продукта (препарата).
Микробов культивируют на жидких, реже на плотных сбалансированных питательных средах в аппаратах (ферментерах) различной емкости (от 2 л до [...]

Время выращивания большинства бактерий при определенных условиях составляет 1—3 сут. Из 1 т культуры за это время получается примерно 50 кг биомассы. Для повышения выхода продукции используют высокопродуктивные промышленные штаммы микробов. Из культуральной жидкости выделяют и концентрируют биомассу бактерии с помощью различных методов (сепарирование, центрифугирование, седиментация, выпаривание, ультрафильтрация, хроматография). Дальнейшей обработке подвергают или биомассу, или [...]

С появлением первых клинических проявлений болезни (суб-фебрильная температура, общее недомогание, слабость, головная боль и т.д.) начинается продромальный период (от греч. prodromos — предвестник). Специфические клинические симптомы болезни в этот период отсутствуют. Продромальный период сменяется периодом основных или выраженных клинических проявлений болезни (разгар болезни). Он характеризуется появлением наиболее существенных для диагностики специфических клинических и лабораторных симптомов [...]

Условно-патогенные микробы (син.: потенциально-патогенные, оппортунистические) — это большая группа микробов, которые оказывают патогенное воздействие на макроорганизм в том случае, если они проникают во внутреннюю среду организма в больших количествах на фоне резкого снижения резистентности макроорганизма.
Большинство видов условно-патогенных микробов являются нормальными обитателями кожи и слизистых оболочек организма человека, не оказывая при этом патогенного воздействия. Они способны [...]

Необходимо учитывать срок годности и правила хранения препарата, так как при длительном и неправильном хранении антибиотик теряет свою активность и могут образовываться токсичные продукты его деградации.

При подборе антибиотика необходимо знать, к каким антибиотикам устойчивы микробы в среде, окружающей больного (в отделении, больнице, географическом регионе), насколько часто встречаются антибиотикорезистентные штаммы. Распространенность устойчивости к данному антибиотику не остается постоянной, а изменяется в зависимости от того, насколько широко используется антибиотик.

При назначении антибиотиков учитывают общее состояние больного, возраст, пол, наличие беременности, иммунный статус, сопутствующие заболевания.

Основан на правильной до-
зировке препарата, соблюдении необходимых интервалов между введением лекарства, продолжительности антибиотикотерапии, методах введения, знании фармакокине-тики препарата, возможности сочетания различных лекарственных препаратов. Как правило, инфекционные болезни лечат с помощью одного антибиотика (моноанти-биотикотерапия). При заболеваниях с длительным течением (например, подостром септическом эндокардите, туберкулезе) для предупреждения формирования антиби-отикорезистентности применяют комбинацию химиоте-рапевтических препаратов.

Микробиологический принцип. Антибиотики необходимо
применять только по показаниям, когда заболевание, для лечения которого их используют, вызвано микробами, и существуют антибиотики, эффективные в отношении этих микробов. Для того чтобы подобрать необходимые препараты, нужно до назначения лечения взять у больного материал для исследования, выделить чистую культуру возбудителя и определить его чувствительность к антибиотикам — антибиотикограмму. Чувствительность к антибиотикам [...]

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 [...]

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 [...]

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 [...]

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.

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 [...]

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), [...]

Антагонистические взаимоотношения, или антагонистический симбиоз, заключается в неблагоприятном воздействии одного вида микроорганизма на другой, что приводит к повреждению и даже к гибели последнего. Микробы-антагонисты широко распространены в окружающей среде. Хорошо известна антагонистическая активность представителей нормальной микрофлоры толстой кишки человека — бифидобактерий, лактобацилл, кишечной палочки и других, являющихся антагонистами гнилостной микрофлоры.
Механизм антагонистических взаимоотношений разнообразен. Распространенной формой [...]

Для предотвращения инфекционных осложнений, при понижении сопротивляемости организма и повышенном риске аутоинфекции, при обширных травмах, ожогах, иммунодепрессив-ной терапии, трансплантации органов и тканей проводят мероприятия, направленные на сохранение и восстановление колонизационной резистентности. Осуществляют селективную деконта-минацию — избирательное удаление из пищеварительного тракта аэробных бактерий и грибов для повышения сопротивляемости организма к инфекционным агентам. Селективную деконтами-нацию проводят путем [...]

В тонкой кишке микроорганизмов больше, чем в желудке. Здесь обнаруживаются бифидобактерии, клостридии, эубактерии, лактобактерии, анаэробные кокки. Наибольшее количество микроорганизмов накапливается в толстой кишке. В 1 г фекалий содержится до 250 млрд микробных клеток. Около 95 % всех видов микроорганизмов составляют анаэробы. Основными представителями микрофлоры толстой кишки являются: грамполо-жительные анаэробные палочки (бифидобактерии, лактобактерии, эубактерии); грамположительные спорообразующие [...]

Кишечные бактерии (сем. Enterobacteriaceae) — кишечная палочка, возбудители брюшного тифа, сальмонеллезов, дизентерии — могут попадать в почву с фекалиями. Однако здесь отсутствуют условия для их размножения и они постепенно отмирают. В чистых почвах кишечная палочка и протей встречаются редко; обнаружение их в значительных количествах является показателем загрязнения почвы фекалиями человека и животных и свидетельствует об [...]

Вид, форму, цвет и другие особенности колоний на плотной питательной среде (культуральные свойства) учитывают при идентификации бактерий, а также отборе колоний для получения чистых культур.
В промышленных условиях при получении биомассы микроорганизмов с целью приготовления антибиотиков, вакцин, диагностических препаратов и эубиотиков культивирование в основном осуществляют в ферментерах при строгом соблюдении оптимальных параметров для роста и размножения [...]

Наиболее распространены среди бактерий такие пигменты, как каротины, ксантофиллы и меланины. Меланины являются нерастворимыми пигментами черного, коричневого или красного цвета, они синтезируются из фенольных соединений. Меланины наряду с каталазой, супероксиддисмутазой и пероксида-зой защищают микробы от воздействия токсичных перекисных радикалов кислорода. Многие пигменты обладают антимикробным, антибиотикоподобным действием.

Многие ферменты взаимосвязаны со структурами микробной клетки. Например, в цитоплазматической мембране имеются окислительно-восстановительные ферменты, участвующие в дыхании и делении клетки, ферменты, обеспечивающие питание клетки, и др. Окислительно-восстановительные ферменты цитоплазматической мембраны и ее производных обеспечивают энергией интенсивные процессы биосинтеза различных структур, в том числе клеточной стенки. Ферменты, связанные с делением и аутолизом клетки, обнаруживаются в клеточной [...]

Представителями аскомицетов являются и дрожжи — одноклеточные грибы, утратившие способность к образованию истинного мицелия. Дрожжи имеют овальную форму клеток с диаметром 3—15 мкм. Они размножаются почкованием, бинарным делением (делятся на две равные клетки) или половым путем с образованием аскоспор. Заболевания, вызываемые некоторыми видами дрожжей, получили название дрожжевых микозов. К ас-комицетам относится и возбудитель эрготизма (спорынья [...]

Цитоплазма занимает основной объем бактериальной клетки и состоит из растворимых белков, рибонуклеиновых кислот, включений и многочисленных мелких гранул — рибосом, ответственных за синтез (трансляцию) белков. Рибосомы бактерий имеют размер около 20 нм и коэффициент седиментации 705, в отличие от 80»У-рибосом, характерных для эукариотических клеток. Поэтому некоторые антибиотики, связываясь с рибосомами бактерий, подавляют синтез бактериального белка, [...]

Бактерии сферо- или протопластного типа, утратившие способность к синтезу пептидогликана под влиянием антибиотиков или других факторов и способные размножаться, называются L-формами (от названия института им. Листера), /.-формы могут возникать и в результате мутаций. Они представляют собой осмотически чувствительные, шаровидные, колбовидные клетки различной величины, в том числе и проходящие через бактериальные фильтры. Некоторые L-формы (нестабильные) при [...]

Липополисахарид «заякорен» в наружной мембране липидом А, обусловливающим токсичность Л ПС, отождествляемому поэтому с эндотоксином. Разрушение бактерий антибиотиками приводит к освобождению большого количества эндотоксина, что может привести к эндотоксическому шоку больного.

Общую филогенетическую ветвь с актиномицетами образуют так называемые нокардиоподобные (нокардиоформные) актиномицеты — собирательная группа палочковидных, неправильной формы бактерий. Их отдельные представители образуют ветвящиеся формы. К ним относят бактерии родов Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia и др. Нокардиоподобные актиномицеты отличаются наличием в клеточной стенке Сахаров арабинозы, галактозы, а также миколовых кислот и больших количеств жирных кислот. Миколовые кислоты [...]

Для обозначения некоторых совокупностей микроорганизмов, отличающихся по тем или иным свойствам, употребляется суффикс var (разновидность) вместо ранее применявшегося type. Поэтому микроорганизмы в зависимости от характера различий обозначают как морфовары (отличие по морфологии), резистен-товары (отличие по устойчивости к антибиотикам), серовары (отличие по антигенам), фаговары (отличие по чувствительности к бактериофагам), биовары (отличие по биологическим свойствам), хемовары (отличие [...]

Достижения фундаментальной микробиологии и иммунологии дали «толчок» к быстрому и интенсивному развитию биотехнологии и ее раздела иммунобиотехнологии. Современная биотехнология широко использует микробы, как природные, так и рекомбинантные штаммы для получения в промышленных условиях антибиотиков, ферментов, вакцин, гормонов, антигенов, иммуномодуляторов (интерфероны, интерлейкины, факторы роста и активации и др.), диагностических препаратов, иммуноглобулинов и других иммунореагентов. В настоящее [...]

Открытия в молекулярной биологии, генетике и генной инженерии не могли не сказаться на общем уровне развития микробиологии и иммунологии. Перечислим только основные, наиболее существенные и современные достижения микробиологии и иммунологии.
• Расшифровка на молекулярном уровне биологических процессов микробных клеток, обеспечивающих их жизнедеятельность.
• Выявление факторов патогенности микробов и процессов патогенеза инфекционных болезней.
• Расшифровка антигенной [...]

Наряду с разработкой вакцин и сывороток развивалось направление поиска химических противобактериальных препаратов, оказывающих бактериостатическое и бактерицидное действие. Основоположником этого направления был П.Эрлих, искавший «волшебную пулю» против микробов. Им впервые был создан препарат «Сальварсан» (препарат 606), губительно действующий на спирохеты — возбудителя сифилиса. Это направление химиотерапии и химиопрофилактики интенсивно развивается и в настоящее время, имеет множество [...]

В диагностике инфекционных заболеваний и в эпидемиологии решающую роль играют микробиологические исследования, так как с их помощью определяется этиология заболевания или причина развития эпидемий, т.е. вызвавший их микроб.
В то же время микробиологические исследования включают комплекс иммунологических методов (иммунные реакции in vitro и in vivo), которые применяют для индикации и идентификации микробов. Кроме того, микробиология пользуется [...]