Иммунология

Коли-индекс можно определить, профильтровав исследуемую воду через мембранный фильтр и поместив последний на среду Эндо. Из осевших на фильтре кишечных палочек вырастают колонии красного цвета, состоящие из грамотрицательных палочек. При коли-индексе питьевой воды более 10 БГКП (10 бактерий на 1 л воды) дают немедленный ответ о факте фекального загрязнения воды.
Санитарно-микробиологическую оценку почвы проводят путем определения [...]

Бактериофаги (от бактерии и греч. phagos — пожирающий, фаг) — вирусы бактерий, специфически проникающие в бактериальные клетки и поражающие их. В 1917 г. канадский микробиолог Ф. д'Эрелль обнаружил в фильтрате испражнений больного дизентерией литический агент, разрушающий возбудителя, названный им бактериофагом. Бактериофаги выявлены у большинства бактерий, а также у других микроорганизмов, например у грибов.

Бактериофаги по сравнению с вирусами человека и бактериями более устойчивы к факторам окружающей среды. Этиловый спирт, фенол и эфир не оказывают на них инактивирующего действия. К формалину и кислотам бактериофаги высокочувствительны. Они длительно сохраняются при низкой температуре и высушивании. Большинство бактериофагов инактивируется при температуре 65—70° С.

По механизму взаимодействия с бактериальной клеткой различают вирулентные и умеренные бактериофаги.
Вирулентные бактериофаги, попав в бактерию, реплицируются, формируя 200—300 фаговых частиц, и вызывают гибель (лизис) бактериальной клетки. Взаимодействие бактериофага с бактерией напоминает взаимодействие вирусов человека с клеткой хозяина. Некоторые особенности имеют при этом бактериофаги с сокращающимся чехлом. Они адсорбируются на клеточной стенке с помощью фибрилл хвостового [...]

Особо опасные инфекции (ООИ) — группа острых заразных заболеваний человека, которые способны к внезапному появлению, быстрому распространению и широкому охвату населения. ООИ характеризуются тяжелым течением и высокой летальностью. К ООИ, помимо конвенционных болезней, относятся сыпной и возвратный тифы, полиомиелит, грипп, сибирская язва, туляремия, бруцеллез, арбовирусные инфекции, ботулизм и др. Для своевременного выявления ООИ особо важное [...]

Наиболее эффективный контроль за международным распространением инфекционных заболеваний может быть основан на постоянно действующей системе глобального эпидемиологического надзора, направленного, с одной стороны, на выявление и уменьшение размеров пораженных болезнью территорий, а с другой — на совершенствование противоэпидемических мероприятий, снижающих риск распространения заболевания в случае его завоза извне. Глобальный эпидемиологический надзор за заразными болезнями предусматривает изучение [...]

Электронная микроскопия — метод морфологического анализа с помощью потока электронов. Роль оптических линз выполняют электрические и магнитные поля. Использование в качестве источника излучения потока электронов повышает разрешающую способность микроскопа, измеряемую в нанометрах. Такая высокая разрешающая способность позволяет изучать структуру этих объектов (в том числе и микробов) на субклеточном и макромолекулярном уровне. Электронная микроскопия применяется для [...]

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 [...]

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 [...]

Генетическую инженерию относят к новейшей биотехнологии. Генетическая инженерия сводится по существу к процессу получения рекомбинантных ДНК, содержащих, помимо присущего «хозяйской» ДНК набора природных генов, «чужой» ген или гены, взятые из другой ДНК. Метод получения рекомбинантных ДНК состоит из нескольких этапов: а) выделение ДНК из клеток организма; б) получение гибридных (рекомбинантных) молекул ДНК путем встройки в [...]

В настоящее время уже разработаны сотни медицинских препаратов, полученных на основе генетической инженерии. Многие из них внедрены в практику и применяются в медицине. Это гормоны (инсулин и гормон роста человека), антикоагулянты и тромболитики (тканевой активатор плазминогена, факторы VIII и IX), вакцины («дрожжевая» вакцина против гепатита В), иммуномодуляторы (интерфероны а, р и у, ин-терлейкины 1, 2 [...]

Инфекция, вызванная одним видом микробов, называется моноинфекцией, а одновременно несколькими видами — смешанной (mixt-) инфекцией. От mixt-инфекции следует отличать вторичную инфекцию, при которой к уже развившемуся инфекционному процессу, вызванному одним видом микроба, присоединяется новый инфекционный процесс, вызванный другим видом микроба или микробами. От смешанной и вторичной инфекции следует отличать суперинфекцию — повторное заражение больного тем [...]

Проявления инфекционного процесса разнообразны и носят различные названия. По происхождению различают экзогенную инфекцию, возникающую после заражения микробами извне, и ндогенную инфекцию (син.: аутоинфекция), которая вызвана микробами, находящимися в самом организме — условно-патогенными представителями нормальной микрофлоры.
В зависимости от локализации возбудителя различают очаговую инфекцию, при которой возбудитель остается в месте входных ворот инфекции и не распространяется по [...]

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 [...]

В отличие от соматических болезней инфекционные болезни, вызванные патогенными микробами, характеризуются следующими особенностями.
• Специфичность: каждый патогенный микроб вызывает свою специфическую для него инфекционную болезнь и локализуется, исходя из патогенеза (механизм развития заболевания, его стадийные изменения) в том или ином органе и ткани. В зависимости от причины (по этиологическому признаку) инфекционные болезни подразделяются на: а) [...]

В отличие от бактерий, простейших и грибов, которые обладают сходными факторами патогенности, патогенность вирусов — облигатных внутриклеточных паразитов — на генетическом уровне обеспечивается их способностью проникать внутрь восприимчивых клеток, нарушать обмен веществ в клетке, оказывать цитопатогенное действие, изменять клеточные мембраны и индуцировать иммунную реакцию против инфицированных вирусом клеток. Инфекционность вирусов связана с их нуклеиновой кислотой [...]

Термин «инфекция» (от лат. infectio — заражение), или «инфекционный процесс», обозначает совокупность физиологических и патологических адаптационно-репаративных реакций, возникающих в восприимчивом макроорганизме в результате его взаимодействия с проникшими и размножающимися в нем патогенными (а при определенных условиях и условно-патогенными) бактериями, грибами и вирусами и направленных на поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза). Сходный процесс, но вызванный [...]

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 [...]

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 [...]

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. [...]

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 [...]

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 [...]

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 [...]

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 [...]

Лучевая стерилизация осуществляется с помощью либо гамма-излучения, либо ускоренных электронов. Источником гамма-излучения, получаемого в специальных гамма-установках, являются радионуклиды, например Со60, Cs137. Для получения электронного излучения применяют ускорители электронов.
Гибель микробов под действием гамма-лучей и ускоренных электронов происходит прежде всего в результате повреждения нуклеиновых кислот. Причем микроорганизмы более устойчивы к облучению, чем многоклеточные организмы. Лучевая стерилизация является [...]

Состояние эубиоза — динамического равновесия микрофлоры и организма человека может нарушаться под влиянием факторов окружающей среды, стрессовых воздействий, широкого и бесконтрольного применения антимикробных препаратов, лучевой и химиотерапии, нерационального питания. В результате нарушается колонизационная резистентность. Аномально размножившиеся микроорганизмы продуцируют токсичные продукты метаболизма — индол, скатол, аммиак, сероводород. Такое состояние, развивающееся в результате утраты нормальных функций микрофлоры, [...]

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 [...]

С микрофлорой почвы и воды взаимосвязана микрофлора воздуха. В воздух также попадают микроорганизмы из дыхательных путей и с каплями слюны человека и животных. Здесь обнаруживаются кокко- и палочковидные бактерии, бациллы, клостридии, актиномицеты, грибы и вирусы. Солнечные лучи и другие факторы способствуют гибели микрофлоры воздуха. Большее количество микроорганизмов присутствует в воздухе крупных городов, их меньше в [...]

Интегративный тип взаимодействия характерен для умеренных ДНК-содержащих бактериофагов, онко-генных вирусов и некоторых инфекционных вирусов (вирусов гепатита В, аденовирусов, ВИЧ и др.). Для интеграции с геномом клетки необходимо возникновение кольцевой формы двунитевой ДНК вируса. Встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса называется провирусом (ДНК-провирус). Про-вирус реплицируется в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток, т.е. [...]

Кроме описанного выше продуктивного типа взаимодействия, возможно взаимное сосуществование (вирогения) вируса и клетки в виде интегративного типа взаимодействия. Вирогения характеризуется интеграцией (встраиванием) нуклеиновой кислоты вируса в геном клетки, а также репликацией и функционированием вирусного генома как составной части генома клетки.

Процесс репродукции вирусов заканчивается высвобождением их из клетки. Это обязательный этап продуктивной вирусной инфекции, который реализуется двумя основными типами выхода вирионов из клетки. Первый тип — взрывной: из погибающей клетки одновременно выходит большое количество вирионов. По взрывному типу выходят из клетки просто устроенные вирусы, не имеющие суперкапсида. Второй тип — почкование. Он присущ вирусам, имеющим [...]

Вирионы формируются путем самосборки: составные части вириона транспортируются в места сборки вируса — участки ядра или цитоплазмы клетки. Соединение компонентов вириона обусловлено наличием гидрофобных, ионных, водородных связей и стерического соответствия. В результате самосборки капсомеров, образовавшихся из полипептидов вируса, и взаимодействия их с нуклеиновыми кислотами вируса образуются нуклеокапсиды (нуклеопротеиды) просто устроенных вирусов.
Сложно устроенные вирусы содержат нуклеокапсид, [...]

Одновременно в клетке происходит и репликация (от лат. replicatio — повторение), т.е. синтез вирусных нуклеиновых кислот, являющихся копией исходных вирусных геномов. Способ репликации генома зависит от способности вирусов индуцировать образование полимераз в клетке или от наличия полимераз в составе вириона.

Нуклеиновая кислота вируса кодирует синтез неструктурных и структурных белков. Неструктурные белки являются ферментами, обеспечивающими репродукцию вируса. Структурные белки входят в состав вириона: геномные (связанные с геномом вируса), капсидные и суперкапсидные белки.

Биосинтез белков вируса различен у ДНК- и РНК-содержа-щих вирусов и проходит через следующие стадии:
• для ДНК-содержащих вирусов: ДНК вируса -> транскрипция иРНК -> трансляция белка вируса;
• для РНК-содержащих минус-нитевых вирусов (минус-геномных): РНК вируса —> транскрипция иРНК —> трансляция белка вируса;
• для РНК-содержащих плюс-нитевых вирусов (плюс-геномных): РНК вируса —> трансляция белка вируса;
• для РНК-содержащих ретровирусов: [...]

Следующей стадией репродукции является биосинтез белков и нуклеиновых кислот вируса, который разобщен во времени и пространстве. Биосинтез осуществляется в разных частях клетки, поэтому такой способ размножения вирусов называется дисъюнктивным (от лат. disjunctus— разобщенный). Белки вируса синтезируются в результате транскрипции, т.е. «переписывания» информации с генома вируса на информационную РНК (иРНК) и последующей трансляции (считывание иРНК на [...]

Оно происходит в процессе проникновения вириона в клетку. В результате депротеинизации удаляются поверхностные структуры вируса и высвобождается его внутренний компонент, способный вызывать инфекционный процесс. «Раздевание» вириона происходит с участием ферментов клетки. Конечными продуктами «раздевания» являются сердцевина, нуклеокапсид и нуклеиновая кислота вириона.

Вирусы проникают в клетку путем или виропексиса, или слияния оболочки вируса с клеточной мембраной, или же в результате сочетания этих двух механизмов. При виропексисе (рецепторном эндоцитозе) вирус захватывается, как бы заглатывается клеткой, происходят впячивание клеточной мембраны, поглощение вириона и образование внутриклеточной вакуоли, содержащей вирус. Вирионы, имеющие белок слияния, проникают в клетку через плазматическую мембрану в [...]

Первая стадия заражения клетки начинается с адсорбции, т.е. с прикрепления вириона к поверхности клетки. Вирусы избирательно поражают определенные клетки, проявляя так называемый тропизм (греч. tropos — поворот, направление). Например, вирусы, репродуцирующиеся (размножающиеся) преимущественно в клетках печени, называются гепатотропными, а в нервных клетках — нейротропными и т.д. Адсорбция обеспечивается взаимодействием прикрепительных белков поверхностных структур вирионов со [...]

Продуктивный тип взаимодействия вируса с клеткой осуществляется в результате размножения, т.е. репродукции вируса (от англ. reproduce — воспроизводить). Репродукция вируса проходит несколько стадий: 1) адсорбция вирионов на клетке; 2) проникновение вирусов в клетку; 3) «раздевание» и высвобождение вирусного генома (депротеинизация вирусов); 4) биосинтез компонентов вируса; 5) формирование вирусов — «сборка»; 6) выход вирионов из клетки. [...]

Различают три типа взаимодействия вируса с клеткой: 1) продуктивный, или цитоцидный тип, при котором в зараженных клетках образуется новое поколение вирионов; 2) абортивный тип, характеризующийся прерыванием инфекционного процесса в клетке, поэтому новые вирионы не образуются; 3) интегративный тип, или вироге-ния, заключающийся в интеграции, т.е. встраивании вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их [...]

Реакция гемадсорбции — способность культур клеток, инфицированных вирусами, адсорбировать на своей поверхности эритроциты. «Цветная» реакция оценивается по изменению цвета индикатора, находящегося в питательной среде культивирования. Если вирусы не размножаются в культуре клеток, то живые клетки в процессе своего метаболизма выделяют кислые продукты, что ведет к изменению рН среды и соответственно цвета индикатора. При продукции вирусов [...]

Бляшки, или «негативные» колонии — ограниченные участки разрушенных вирусами клеток, культивируемых на питательной среде под агаровым покрытием, видимые невооруженным глазом как светлые пятна на фоне окрашенных живых клеток. Один вирион образует потомство в виде одной бляшки. «Негативные» колонии разных вирусов отличаются по размеру, форме, поэтому метод бляшек используют для дифференциации вирусов, а также для определения [...]

Выращенные культуры клеток (главным образом однослойные) заражают вируссодержащим материалом.
Индикацию вирусов в культуре клеток проводят на основании следующих феноменов: цитопатогениого действия (ЦПД) вирусов, или цитопатического эффекта (ЦПЭ), образования внутриклеточных включений, образования бляшек, гемадсорбции или «цветной» реакции.
ЦПД, или ЦПЭ — видимые под микроскопом морфологические изменения клеток, вплоть до их отторжения от стекла, которые возникают в результате внутриклеточной [...]

Наиболее часто для культивирования вирусов применяют культуру клеток (тканей). Клетки, полученные из различных органов и тканей человека, животных, птиц и других биологических объектов, способны размножаться вне организма на искусственных питательных средах в специальной лабораторной посуде («матрасы», флаконы, пробирки и др.). Большое распространение получили культуры клеток из эмбриональных и опухолевых (злокачественно перерожденных) тканей, обладающих более активной [...]

Вирусы культивируют на биологических моделях: в организме лабораторных животных, в развивающихся куриных эмбрионах и культурах клеток (тканей).
Лабораторных животных (взрослых и новорожденных белых мышей, хомяков, кроликов, обезьян и др.) заражают исследуемым вируссодержащим материалом различными способами. Индикацию, т.е. обнаружение факта размножения вирусов, устанавливают на основании развития типичных признаков заболевания, патоморфологических изменений органов и тканей животных или положительной [...]

Вирусы — облигатные внутриклеточные паразиты. В вирусинфи-цированной клетке вирус может воспроизводиться в виде многочисленных вирионов или находиться в интегрированном состоянии с хромосомой клетки, или быть в цитоплазме в виде кольцевых нуклеиновых кислот, напоминающих плазмиды бактерий. Поэтому диапазон нарушений, которые вызывает вирус, весьма широк: от выраженной продуктивной инфекции, завершающейся гибелью клетки, до продолжительного взаимодействия вируса с [...]

Риккетсии и хламидий — грамотрицательные мелкие бактерии, являющиеся, как и вирусы, облигатными внутриклеточными паразитами; размножаются в цитоплазме и ядре инфицированных клеток. Они не растут на искусственных питательных средах, используемых для культивирования обычных бактерий.
Для культивирования риккетсии и хламидий применяют куриные эмбрионы, культуры клеток с пониженным метаболизмом, а также чувствительных животных. Риккетсии можно культивировать путем инфицирования ими [...]