Персистенция возбудителей инфекций. Персистирующая вирусная инфекция Какие факторы обеспечивают персистенция микроорганизмов

А. Г. Хоменко

Микобактерии туберкулеза могут попадать в организм различными путями: аэрогенно, энтерально (через желудочно-кишечный тракт), через поврежденную кожу и слизистые оболочки, через плаценту при развитии плода. Однако основным путем заражения является аэрогенный.

Определенную защитную роль при аэрогенном заражении играет система мукоциллиарного клиренса, позволяющая частично вывести попавшие в бронхи частицы пыли, капли слизи, слюны и мокроты, содержащие микроорганизмы. При энтеральном заражении определенное значение может иметь всасывающая функция кишечника.

Локальные изменения в месте внедрения микобактерий обусловлены прежде всего реакцией полинуклеарных клеток, которая сменяется более совершенной формой защитной реакции с участием макрофагов, осуществляющих фагоцитоз и разрушение микобактерий. Процесс взаимодействия легочных макрофагов с различными микроорганизмами, в том числе микобактериями туберкулеза, сложен и до конца не изучен. Результат взаимодействия макрофагов и микобактерий определяется состоянием иммунитета, уровнем ПЧЗТ, развивающейся в процессе туберкулезной инфекции, а также рядом других факторов, в том числе обусловливающих переваривающую способность макрофагов.

Фагоцитоз состоит из трех фаз: фазы соприкосновения, когда макрофаги с помощью рецепторов на клеточной мембране фиксируют микобактерии; фазы проникновения микобактерий внутрь макрофага путем инвагинации стенки макрофага и «окутывания» микробактерии; фазы переваривания, когда лизосомы макрофагов сливаются с фагосомами, содержащими микобактерии. Выделяющиеся в фа гол изосомы ферменты разрушают микобактерии. В процессе фагоцитоза важная роль принадлежит также механизмам перекисного окисления .

Микобактерии туберкулеза, как и некоторые другие микроорганизмы, попадая в макрофаги, могут сохраняться и даже продолжать размножение. В тех случаях, когда процесс переваривания микобактерий блокируется, происходят разрушение макрофагов и выход микобактерий из поглотивших их клеток.
Макрофаги, фагоцитировавшие микобактерии и осуществляющие их переваривание, выделяют во внеклеточное пространство фрагменты разрушенных микобактерий, протеолитических ферменты, медиаторы (в том числе интерлейкин-1), которые активируют Т- лимфоциты, в частности Т-хелперы.

Активированные Т-хелперы выделяют медиаторы - лимфокины (в том числе интерлейкин-2), под влиянием которых происходит миграция новых макрофагов к месту локализации микобактерий. Одновременно подавляется синтез фактора угнетения миграции, возрастает ферментативная активность макрофагов под влиянием фактора активации макрофагов. Активированные лимфоциты выделяют также кожно-реактивный фактор, который обусловливает воспалительную реакцию, повышение сосудистой проницаемости. С этим фактором связывают подавление ПЧЗТ и положительной туберкулиновой реакции [Медуницын Н. В. и др., 1980]. Кроме Т-хелперов, на состояние иммунитета значительно влияют Т-супрессоры и супрессорные моноциты, которые угнетают иммунный ответ.

Помимо Т-лимфоцитов и макрофагов, важная роль в патогенезе туберкулезного процесса принадлежит веществам, освобождающимся при разрушении микобактерий. Эти вещества (фракции) подробно изучены . Доказано, что корд-фактор (фактор вирулентности микобактерий туберкулеза, обусловливающий их рост на плотной питательной среде в виде «кос»), провоцирует острый воспалительный процесс, а сульфатиды повышают токсичность корд-фактора и, главное, подавляют образование фаголизосом в макрофагах, что предохраняет внутриклеточно расположенные микобактерии от разрушения.

При интенсивном размножении микобактерий в организме человека вследствие малоэффективного фагоцитоза выделяется большое число токсичных веществ, индуцируется резко выраженная ПЧЗТ, которая способствует появлению экссудативного компонента воспаления с развитием казеозного некроза и его размножения. В этот период увеличивается число Т-супрессоров, снижается число Т-хелперов, что приводит к угнетению ПЧЗТ. Это обусловливает прогрессирование туберкулезного процесса.

При сравнительно небольшой бактериальной популяции в условиях ПЧЗТ и эффективного фагоцитоза отмечается образование туберкулезных гранулем. Такая гранулема развивается в результате реакций ПЧЗТ [Авербах М. М. и др., 1974]. Скопление мононуклееров вокруг нейтрофилов, содержащих антиген, и их последующая трансформация происходят под регулирующим влиянием лимфокинов, вырабатываемых Т-лимфоцитами (в частности, Т-хелперами) и являющихся медиаторами гранулематозной реакции. Поскольку величина бактериальной популяции, а также характер течения иммунологических ракций на разных этапах туберкулезной инфекции меняются, морфологические реакции у заболевших туберкулезом характеризуются большим разнообразием.

В зависимости от места внедрения микобактерий туберкулеза воспалительный очаг, или первичный аффект, может образоваться в легких, ротовой полости, миндалинах, кишечнике и др. В ответ на образование первичного аффекта развивается специфический процесс в регионарных лимфатических узлах и формируется первичный туберкулезный комплекс. Установлено, что первичный туберкулез, развивающийся в результате первого контакта макроорганизма с возбудителем, может проявляться не только в виде первичного туберкулезного комплекса, как это считалось ранее. В результате первичного заражения возможно развитие туберкулеза внутригрудных лимфатических узлов, плеврита, туберкулемы, очагового процесса.

Первичный туберкулез в результате «свежего» заражения развивается лишь у 7-10% инфицированных лиц, остальные переносят первичную туберкулезную инфекцию без клинических проявлений. Наступившее заражение проявляется лишь в изменении туберкулиновых реакций.

Еще В. И. Пузик (1946), А. И. Каграманов (1954) и др. установили, что формированию первичного комплекса нередко предшествует период «латентного микробизма», при котором микобактерии туберкулеза, попадая в организм, какое-то время находятся в нем, не вызывая воспалительной реакции. При этом микобактерии чаще обнаруживаются в лимфатических узлах, особенно внутригрудных. В этих случаях локальные изменения в легких или других органах в виде очагов первичного туберкулеза возникают в поздний период первичной инфекции и не в месте проникновения микобактерий в организме, а в участках, наиболее благоприятных для развития туберкулезного воспаления.

Отсутствие клинико-морфологических проявлений первичной туберкулезной инфекции может быть объяснено высоким уровнем естественной резистентности к туберкулезу, а также может быть следствием приобретенного в результате вакцинации БЦЖ иммунитета.

При наличии локальных проявлений первичный туберкулез может протекать с развитием распространенного процесса по осложненному типу или, что в настоящее время наблюдается значительно чаще, по неосложненному типу с ограниченной воспалительной реакцией.

Как правило, первичный туберкулез заживает с небольшими остаточными изменениями, что, по-видимому, связано с высокой естественной резистентностью и проведением массовой вакцинации и ревакцинации БЦЖ.
Сохраняющиеся в остаточных очагах микобактерии или их измененные формы должны рассматриваться как туберкулезный антиген, наличие которого необходимо для поддержания сенсибилизированными лимфоцитами специфического иммунитета. Определенная, правда, еще малоизученная роль в поддержании противотуберкулезного иммунитета принадлежит В-клеточному иммунитету и генетическим механизмам.

Получены доказательства роли наследственности в течение туберкулезного процесса . Генетические факторы влияют на ответ иммунной системы при размножении микобактерий туберкулеза в организме человека и, в частности, определяют взаимодействие между макрофагами, Т- и В-лимфоцитами, продукцию лимфокинов, монокинов и других цитокинов Т- и В-лимфоцитами и макрофагами, комплексный иммунный ответ, от которого зависит чувствительность или устойчивость к развитию туберкулеза. Выявлено сцепление HLA-генотипов с заболеванием туберкулезом в семьях, в которых больны туберкулезом родители и дети.

Накопление некоторых специфичных типов HLA в группах больных с неблагоприятным течением болезни свидетельствует об ассоциации определенных генов HLA-комплекса (преимущественно локусов В и DR с предрасположенностью к туберкулезу) [Хоменко А. Г., 1985].

Период первичного инфицирования может завершиться излечением с минимальными (малыми) или довольно выраженными остаточными изменениями. У таких людей развивается приобретенный иммунитет. Сохранение в остаточных очагах персистирующих микобактерий не только поддерживает приобретенный иммунитет, но и одновременно создает риск эндогенной реактивации туберкулезного процесса вследствие реверсии измененных форм возбудителя туберкулеза в бактериальную форму и размножения микобактериальной популяции.

Реверсия персистирующих форм микобактерий в размножающиеся происходит в условиях эндогенной реактивации туберкулезных очагов и других остаточных изменений. Механизм эндогенной реактивации, а также развитие туберкулезного процесса изучены недостаточно.

В основе реактивации лежат прогрессирующее размножение бактериальной популяции и увеличение количества микобактерий [Хоменко А. Г., 1986]. Однако до настоящего времени остается неизвестным, что именно и какие условия способствуют реверсии возбудителя туберкулеза, находившегося в персистирующем состоянии. Установлено, что реактивация туберкулеза и развитие различных его клинических форм чаще наблюдаются у лиц с остаточными изменениями при наличии факторов, снижающих иммунитет.

Возможен и другой путь развития вторичного туберкулеза - экзогенный, связанный с новым (повторным) заражением микробактериями туберкулеза (суперинфекция). Но и при экзогенном пути развития вторичного туберкулеза недостаточно проникновения микобактерий в уже инфицированный организм даже при массивной повторной суперинфекции. Необходима совокупность ряда условий и факторов риска, снижающих иммунитет. Вторичный туберкулез характеризуется большим разнообразием клинических форм.

Основные разновидности патоморфологических изменений в легких и других органах характеризуются:

• очагами с преимущественно продуктивной тканевой реакцией, благоприятным, хроническим течением и тенденцией к заживлению;
• инфильтративно-пневмоническими изменениями с преимущественно экссудативной тканевой реакцией и тенденцией к развитию казеозного некроза или рассасыванию возникшей воспалительной реакции;
• туберкулезной каверной - результатом разложения образовавшихся казеозных масс и их отторжения через дренажные бронхи с образованием полости распада.

Различные сочетания основных патоморфологических изменений туберкулеза создают предпосылки для чрезвычайно большого разнообразия туберкулезных изменений, особенно при хроническом течении болезни со сменой периодов обострения и затихания процесса. К этому нужно добавить, что из сформировавшихся зон поражения микобактерии могут распространяться с током лимфы или крови в непораженные участки и различные органы. Исход болезни зависит от ее течения - прогрессирующего или регрессирующего, эффективности лечения и обратимости изменений, сформировавшихся в процессе болезни.

Доказано, что в условиях голодания и даже при недостаточном питании, особенно когда в рационе недостаточное количество белков и витаминов, нередко возникает реактивация туберкулеза. К факторам, способствующим реактивации , относятся и различные заболевания: сахарный диабет, лимфогранулематоз, силикоз, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, состояние после резекции желудка и двенадцатиперстной кишки, хронические воспалительные заболевания легких, психические заболевания, протекающие с депрессивным синдромом, алкоголизм, стрессовые ситуации, СПИД, длительный прием глюкокортикоидов, цитостатиков и иммунодепрессантов.

Течение и исходы туберкулеза следует рассматривать только в условиях проводящейся специфической химиотерапии, которая применяется всем больным активным туберкулезом. В процессе химиотерапии отмечается уменьшение популяции микобактерий вследствие разрушающего влияния химиопрепаратов на возбудителей туберкулеза. Вследствие этого резко снижается число микобактерий, создаются более благоприятные условия для репара тивных процессов и саногенеза.

Вместе с тем при применении самых эффективных комбинаций современных химиопрепаратов отмечается разное течение туберкулезного процесса: регрессия с последующим заживлением, стабилизация процесса без клинического излечения с сохранением каверны, туберкулемы или других изменений, временное затихание воспалительного процесса с последующим возникновением обострения, развитием хронического процесса или прогрессированием заболевания.

Таким образом, уменьшение популяции микобактерий под влиянием специфических химиопрепаратов далеко не всегда приводит к излечению. Прекращение туберкулезного процесса и последующее излечение зависят не только от уменьшения популяции микобактерий, но и от способности репаративных процессов организма обеспечить регрессию туберкулезного процесса и его прекращение. Туберкулезное воспаление
Патоморфологические изменения в органах и тканях при туберкулезе многообразны и зависят от формы, стадии, локализации и распространенности патологического процесса.

Общими для большинства форм туберкулеза являются специфические изменения в сочетании с неспецифическими или параспецифическими реакциями. К специфическим изменениям относится туберкулезное воспаление, течение которого сопровождается формированием туберкулезного бугорка, или гранулемы, и более крупного очага. Неспецифическими изменениями являются различные реакции, обусловливающие так называемые маски туберкулеза.

Морфология туберкулезного воспаления зависит от реактивности организма и вирулентности возбудителя. В туберкулезном очаге могут преобладать явления экссудации, некроза или пролиферации, и очаг в соответствии с этим может быть преимущественно экссудативным, невротическим или продуктивным. В развитии туберкулезного воспаления большая роль принадлежит иммунологическим процессам.

В участке воспаления сначала развивается реакция, не имеющая признаков, типичных для туберкулеза. В ней в разной степени выражены явления альтерации и экссудации. На первое место выступают нарушения в микроциркуляторном русле. Они затрагивают тонкую структуру стенки альвеолы, и механизмы их развития можно проследить на ультраструктурном уровне [Ерохин В. В., 1987]. На ранних стадиях воспаления изменения в субмикроскопической организации составных элементов стенки альвеолы связаны с повышением капиллярной проницаемости, развитием внутриклеточного интерстициального и внутриальвеолярного отека с вымыванием отечной жидкостью альвеолярного сурфактанта.

В дальнейшем дистрофические изменения в альвеолярной ткани нарастают, однако наряду с ними возникают и компенсаторно-восстановительные процессы, направленные на развитие внутриклеточной организации, повышение функциональной активности сохраняющихся клеток межальвеолярной перегородки. В следующей фазе воспаления - пролиферативной - появляются специфические для туберкулеза элементы (эпителиоидные и гигантские клетки Пирогова-Лангханса), формируются участки своеобразного гомогенного казеозного (творожистого) некроза в центре туберкулезного очага.

На основании данных электронной микроскопии и авторадиографии о динамике клеточной трансформации установлена генетическая связь клеток гранулемы по линии моноцит - гигантская клетка [Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981; Ерохин В. В., 1978, 1987; Danneberg А. М., 1982; SpectorW-G., 1982]. Макрофаги активно синтезируют и накапливают лизосомные ферменты, выполняют фагоцитарную функцию. Поглощенный материал, среди которого находятся и микобактерии туберкулеза, находится и переваривается в фагосомах и фаголизосомах.

Эпителиоидные клетки образуются из мононуклеаров и макрофагов, скапливающихся в очаге туберкулезного воспаления в первые фазы воспалительной реакции. Они имеют крупное ядро овальной формы, обычно с 1-2 ядрышками. Цитоплазма этих клеток содержит митохондрии, гранулы, аппарат Гольджи, хорошо развитую систему канальцев и цистерны зернистой и незернистой цитоплазматической сети, единичные фагосомы небольших размеров. Число митохондрий, элементов ретикулума, лизосомных включений широко варьирует и определяется функциональным состоянием клетки.

Гигантские клетки Пирогова-Лангханса могут образовываться из эпителиоидных клеток или макрофагов при их пролиферации, а также в результате слияния эпителиоидных клеток. Цитоплазма гигантских клеток содержит большое число ядер, обычно располагающихся в виде кольца или подковы по периферии клеток, множество митохондрий, лизосом, элементов зернистой цитоплазматической сети, хорошо развитый комплекс Гольджи. Гигантские клетки способны к фагоцитозу, в их цитоплазме обнаруживаются различные остаточные включения Они характеризуются высокой активностью гидролитических и дыхательных ферментов.

Помимо эпителиоидных и гигантских клеток, туберкулезная грануляционная ткань обычно содержит значительное число лимфоидные и плазматических клеток, а также нейтрофильный лейкоцитов. В периферических отделах грануляционного слоя выявляются фибробласты. Вокруг очага воспаления нередко имеется перифокальная зона неспецифической воспалительной реакции. При прогрессирования процесса наблюдаются увеличение казеозного некроза, усиление инфильтрации грануляционной ткани мононуклеарами и лимфоидными клетками, а также нейтрофилами, расширение зоны перифокального воспаления. Специфический процесс распространяется контактным и лимфатическим путем.

При заживлении туберкулезного очага массы казеозного некроза уплотняются, в последних отмечается отложение мелких зерен солей кальция. В грануляционной ткани увеличивается количество фибробластов и фибрилл коллагена, объединяющихся в коллагеновые волокна, которые вокруг туберкулезного очага формируют соединительнотканную капсулу. В последующем специфическая грануляционная ткань все больше замещается фиброзной тканью. Число клеточных элементов между коллагеновыми волокнами уменьшается, иногда коллагеновые волокна подвергаются гиалинозу.

В подобных очагах и посттуберкулезных очагах обнаружены измененные формы микобактерий туберкулеза, в частности L-формы, что позволяет лучше понять роль старых туберкулезных очагов в патогенезе вторичных форм туберкулеза [Пузик В. И., Земскова 3. С., Дорожкова И. Р., 1981, 1984]. В основе реактивации туберкулеза и формирования различных форм вторичного туберкулеза легких лежат реверсия и размножение бактериальной популяции на фоне развития недостаточности специфической и неспецифической защиты микроорганизма.

Неспецифические или параспецифические реакции могут формироваться в различных органах и тканях: нервной и сердечно-сосудистой системе, кроветворных органах, суставах, серозных оболочках и др. В сердечно-сосудистой системе и паренхиматозных органах указанные реакции проявляются очаговой или диффузной гистиоцитарной и лимфоцитарной инфильтрацией, в лимфатических узлах - пролиферацией ретикулярных и эндотелиальных клеток, в легких - образованием лимфоидных узелков. А. И. Струков (1959) считает, что эти реакции имеют токсико-аллергическую природу.

В. И. Пузик (1946) расценивает их как результат действия микобактерий туберкулеза в ранние периоды развития инфекционного процесса. Показана связь данных реакций с клеточным и гуморальным иммунитетом [Авербах М. М., 1976].

Благодаря профилактическим противотуберкулезным мероприятиям и специфическому лечению наблюдается значительный патоморфоз туберкулеза . К истинному патоморфозу относят уменьшение числа казеозных пневмоний (что свидетельствует о повышении иммунитета), более частое образование туберкулем. Реже стали встречаться формы милиарного туберкулеза и туберкулезного менингита (особенно у детей).

Проявлениями индуцированного патоморфоза, обусловленного специфическим лечением, являются изолированные каверны, вокруг которых быстро рассасывается перифокальное воспаление, полное рассасывание или развитие мелких звездчатых рубчиков при гематогенно-диссеминированном туберкулезе, отторжение казеозно-некротических масс с формированием на месте каверны кистоподобной полости при фиброзно-кавернозном туберкулезе.

Применение наиболее эффективных химиопрепаратов приводит к полному излечению от туберкулеза. Чаще наблюдается разное течение туберкулезного воспаления: стабилизация и обратное развитие, приобретение хронического характера с периодами затихания и обострения специфического процесса. Решающее значение принадлежит макроорганизму, состоянию его защитных механизмов, способности противостоять действию антигенного раздражителя, а также развитию полноценных репаративных процессов.

Клинико-морфологические проявления первичного инфицирования микобактериями туберкулеза принято называть первичным туберкулезом. Первичный туберкулез развивается лишь у 7-10% инфицированных лиц, чаще детей, у остальных же заражение проявляется лишь виражом туберкулиновых проб [Хоменко А. Г., 1989]. Отсутствие клинических проявлений первичного заражения объясняется высоким уровнем неспецифической и специфической резистентности к туберкулезу, развившейся в результате противотуберкулезной вакцинации БЦЖ.

Организм справляется с туберкулезной инфекцией, пройдя период возникновения «малых» неспецифических и специфических реакций. В результате организм приобретает иммунитет к туберкулезу и болезнь не развивается. В настоящее время реже, чем раньше, наблюдается хроническое течение первичной туберкулезной инфекции в виде разнообразных параспецифических реакций, или «масок туберкулеза».

Наиболее частой формой первичного туберкулеза является бронхоаденит, нередко протекающий без казеинфикации лимфатических узлов и формирования очагов в легких. При снижении сопротивляемости организма и более массивного инфицирования в лимфатических узлах развивается специфическое воспаление с образованием очагов творожистого некроза. Изменения распространяются на капсулу и прилежащие участки легкого, при этом формируется прикорневой инфильтрат, как правило, неспецифической природы. Процесс может переходить на стенки бронхов с образованием микрофистул.

При заживлении в лимфатических узлах наблюдаются рассасывание перифокального воспаления, уплотнение казеоза, отложение солей кальция в казеозе, нарастание фиброзных изменений в капсуле и окружающей прикорневой области.

Первичный туберкулез может проявляться формированием в легком первичного туберкулезного очага. Этот очаг имеет пневмонический характер с казеозом в центре и широкой перифокальной зоной воспаления снаружи. Вслед за формированием легочного аффекта отмечается поражение регионарных лимфатических узлов с «дорожкой» из измененных лимфатических сосудов между ними. Это соответствует картине первичного комплекса с его тремя составными компонентами.

При заживлении перифокальное воспаление рассасывается, казеоз в очаге уплотняется, откладываются соли кальция, а вокруг очага формируется соединительнотканная капсула. Может произойти полное замещение казеозного очага фиброзом. В лимфатических узлах преобладают процессы инкапсуляции и обызвествления казеозных масс.

В случае прогрессирования первичного комплекса пневмонический фокус увеличивается в размерах, подвергается казеинфикации с формированием острых пневмониогенных каверн. Вокруг каверны затем формируется соединительнотканная капсула, и процесс переходит в фиброзно-кавернозный туберкулез.

Прогрессирующее течение первичного туберкулеза может проявиться в виде милиарного туберкулеза в результате «прорыва» инфекции в кровеносное русло. Важно помнить о возможности острой диссеминации инфекции; необходимо своевременно диагностировать подобные случаи, так как рано начатое лечение дает хороший эффект.

Следовательно, периоду первичного заражения наряду с распространением инфекции по лимфатическим путям присущи и гематогенные отсевы, характеризующие бациллемию с возникновением очагов специфического воспаления в различных органах и тканях. Очаги-отсевы в легких, формирующиеся в различные периоды первичного туберкулеза, нередко являются случайной находкой при рентгеноанатомическом обследовании людей, не страдающих активными формами туберкулеза.

Такие очаги состоят из казеоза, окруженного фиброзной капсулой, бедной клеточными элементами. Очаги, как правило, множественные, располагаются в верхних сегментах легких под плеврой. С обострения процесса в этих очагах начинается вторичный туберкулез, характеризующийся локальным поражением органа. Таким образом, послепервичным очагам принадлежит большое значение в патогенезе вторичного туберкулеза.

Подавление миграции фагоцитов к месту инфекции.

Препятствие поглощению возбудителя.

Препятствие слиянию фагосомы с лизосомой.

Инактивация литических ферментов.

Лизис фаголизосомы.

Покидание фаголизосомы.

Индукция апоптоза фагоцитирующих клеток.

Размножение в макрофагах.

Слабая иммунная реакция и явление антигенной мимикрии.

Защита от бактерицидного действия антител, сис-темы комплемента, интерферона, лизоцима, b-лизинов и других микробицидных факторов крови.

Дайте характеристику экзотоксинов и эндотоксинов: образование, получение, химическая природа, сила действия, избирательность действия, антигенность, реакция на действие формалина и тепла.

Экзотоксины выделяются микробами в окружающую среду в про­цессе жизнедеятельности. Получают их путем выращивания микробов на жидкой питательной среде с последующим фильтрованием через бак­териальный фильтр или центрифугированием для получения бескле­точного фильтрата или центрифугата. По химической природе это бел­ки, в большинстве своем они термолабильны, разрушаются при 60°С. Экзотоксины высокотоксичны. Сила их токсического действия изме­ряется в Dlm или LD50. Самый сильный из экзотоксинов - ботулинический токсин. Очищенный кристаллический токсин в 1 мг содержит 100 млн. Dlm для белой мыши.

Для экзотоксинов характерна способность избирательно дейс­твовать на определенные органы и ткани. Например, столбнячный ток­син поражает двигательные нейроны. Клиническая картина забо­левания определяется избирательностью действия токсина.

Экзотоксины - сильные антигены, в ответ на них в организме вы­рабатываются антитела - антитоксины (греч. anti - против), способ­ные специфически нейтрализовывать именно тот токсин, в ответ на который они образовались.

Эндотоксины содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий, освобождаются при разрушении микробной клетки. По хи­мической природе это липополисахариды (ЛПС). Они термостабиль­ны, переносят кипячение и даже автоклавирование в нейтральной сре­де. Менее токсичны, чем экзотоксины.

Эндотоксины не обладают избирательностью действия. Незави­симо от того, из каких бактерий получены эндотоксины, они вызы­вают однотипную клиническую картину. При больших дозах эндоток­сина наблюдается угнетение фагоцитоза, интоксикация, диарея, угне­тение сердечной деятельности, понижение температуры тела. При внут­ривенном и внутримышечном введении малых доз отмечается по­вышение температуры тела, стимуляция фагоцитоза, активация комп­лемента по альтернативному пути, повышение проницаемости капил­ляров.

Некоторые бактерии одновременно образуют и экзо- и эндоток­сины, например, кишечная палочка, холерный вибрион.

Анатоксин, его получение и основные свойства.

При комбинированном действии формалина и тепла экзотоксины теряют ядовитость, но сохраняют антигенность. Таким образом по­лучают анатоксины (греч. ana - подобно), или, как принято называть их в зарубежной литературе, - токсоиды. Эти препараты используют с профилактической целью, для создания в организме искусственного антитоксического иммунитета.

Перечислите токсигенные бактерии.

Бактерии, продуцирующие экзотоксин, называют токсигенными.

Это стафилококки, стрептококки, один из видов бактерий дизентерии, холерные вибрионы, палочки дифтерии, столбняка, ботулизма, газо­вой анаэробной инфекции и другие.

Пирогены бактериального происхождения, их характеристика, применение в медицине; в каких препаратах присутствие пирогенов является нежелательным?

Эндотоксины грамотрицательных бактерий применяются в ка­честве пирогенов (греч. pyr - жар) - лекарственных препаратов, вызы­вающих повышение температуры тела, стимуляцию иммунитета. Это пирогенал, колипироген и другие.

Наличие пирогенов недопустимо в лекарственных препаратах, предназначенных для внутривенного введения. Пирогенный эффект может возникать вследствие присутствия в лекарственных препаратах бактериальных эндотоксинов, не разрушенных при стерилизации.

1. Микроорганизм – возбудитель

2. Восприимчивый макроорганизм – хозяин

3. Условия внешней среды

Факторы, связанные с микроорганизмом:

1. Патогенность и вирулентность

2. Инфицирующая доза

3. Входные ворота

Патогенность - потенциальная способность того или иного микроорганизма вызывать инфекционный процесс.

Островки патогенности - фрагменты ДНК, кодирующие функции патогенности.

Отличаются от хромосомной ДНК по % содержанию G+C.

Отсутствуют в геноме непатогенных бактерий

Способны к горизонтальной внутривидовой и межвидовой передаче

Составляют от 10 до 30 % генома (до 300 генов)

По патогенности микроорганизмы:

1. Облигатно-патогенные

2. Условно-патогенные

3. Непатогенные

Вирулентность –мера патогенности.

Единицы измерения: DL50, DLC, DLM, признак индивидуальный (штаммовый), динамичный и вариабельный.

По вирулентности микроорганизмы:

Высоковирулентные

Умеренновирулентные

Слабовирулентные

Авирулентные

Аттенуация – процесс искусственного стойкого снижения вирулентности. Лежит в основе создания живых вакцин. Разработан Л. Пастером.

Персистенция микробов в широком смысле слова означает способность переживать в опасном для них мире. Она обусловлена их резистентностью к защитным реакциям хозяина.

Механизмы персистенции микроорганизмов:

1. Факторы адаптации(конкуренция с нормальной микрофлорой):

Выделение бактериоцинов

Синтез индуцибельных ферментов

Локальное изменение рН

2. Адгезины – факторы прикрепления:

Белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки (у грам+)

Капсульные полисахариды, белки наружной мембраны, ЛПС

3. Инвазины – факторы проникновения:

Механический фактор (жгутики, активная подвижность)

Биологическое проникновение (внутри макрофагов, с помощью переносчиков)

Химические вещества (ферменты):

а) гиалуронидаза

б) нейраминидаза

в) фибринолизин и др.

4. Факторы подавления защитных сил организма:

Антифагоцитарные:

а) капсула

б) подавление слияния фагосомы с лизосомой

в) продукция каталазы

Антисывороточные:

а) капсульное вещество

б) белок А стафилококков (связывает Ig)

в) ферменты, разрушающие лизоцим, комплемент, Ig G, A и др.)

Антигенная изменчивость

Антигенная мимикрия

5. Факторы повреждения:

Экзотоксины

Эндотоксины

Ферменты-токсины

6. Белки теплового шока – синтезируются в экстремальных условиях (при воздействии температуры), предназначены для защиты бактерий in vivo.

7. Суперантигены –

белковые молекулы, которые активируют иммунокомпетентные клетки (Т-лимфоциты) к продукции цитокинов – «цитокиновый шторм», шоковый синдром.

Фенотипическим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность , т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулент­ность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Количественные показатели вирулентности могут быть выражены в DLM (минимальная летальная доза), DL« (доза, вызывающая гибель 50 % экспериментальных живот­ных). При этом учитывают вид животных, пол, массу тела, спо­соб заражения, срок гибели.

К факторам патогенности относят способность микроорганизмов прикрепляться к клеткам (адгезия), размещаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (инвазия) и противостоять факторам защиты организма (агрессия).

Адгезия является пусковым механизмом инфекционного процесса. Под адгезией понимают способность микроорганизма адсорбироваться на чувствительных клетках с последующей колонизацией. Структуры, ответственные за связывание микроорганизма с клеткой называются адгезинами и располагаются они на его поверхности. Адгезины очень разнообразны по строению и обусловливают высокую специфичность - способность одних микроорганизмов прикрепляться к клеткам эпителия дыхательных путей, других - кишечного тракта или мочеполовой системы и т.д. На процесс адгезии могут влиять физико-химические механизмы, связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергии притяжения и отталкивания. У грамотрицательных бактерий адгезия происходит за счет пилей I и общего типов. У грамположительных бактерий адгезины представляют собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки. У других микроорганизмов эту функцию выполняют различные структуры клеточной системы: поверхностные белки, липополисахариды, и др. Инвазия. Под инвазивностью понимают способность микробов проникать через слизистые, кожу, соединительно-тканные барьеры во внутреннюю среду организма и распространятся по его тканям и органам. Проникновение микроорганизма в клетку связывается с продукцией ферментов, а также с факторами подавляющими клеточную защиту. Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани. Агрессия. Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. К факторам агрессии относятся: протеазы - ферменты, разрушающие иммуноглобулины; коагулаза - фермент, свертывающий плазму крови; фибринолизин - растворяющий сгусток фибрина; лецитиназа - фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток. Патогенность может быть связана и с другими ферментами микроорганизмов, при этом они действуют как местно, так и генерализовано.

Важную роль в развитии инфекционного процесса играют токсины. По биологическим свойствам бактериальные токсины делятся на экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксины продуцируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. По своей химической структуре это белки. По механизму действия экзотоксина на клетку различают несколько типов: цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксфолианты и эритрогемины. Механизм действия белковых токсинов сводится к повреждению жизненно важных процессов в клетке: повышение проницаемости мембран, блокады синтеза белка и других биохимических процессов в клетке или нарушении взаимодействия и взаимокоординации между клетками. Экзотоксины являются сильными антигенами, которые и продуцируют образование в организме антитоксинов.

Экзотоксины обладают высокой токсичностью. Под воздействием формалина и температуры экзотоксины утрачивают свою токсичность, но сохраняют иммуногенное свойство. Такие токсины получили название анатоксины и применяются для профилактики заболевания столбняка, гангрены, ботулизма, дифтерии, а также используются в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения анатоксических сывороток. Эндотоксины по своей химической структуре являются липополисахаридами, которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий и выделяются в окружающую среду при лизисе бактерий. Эндотоксины не обладают специфичностью, термостабильны, менее токсичны, обладают слабой иммуногенностью. При поступлении в организм больших доз эндотоксины угнетают фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, увеличивают проницаемость капилляров, оказывают разрушающее действие на клетки. Микробные липополисахариды разрушают лейкоциты крови, вызывают дегрануляцию тучных клеток с выделением вазодилататоров, активируют фактор Хагемана, что приводит к лейкопении, гипертермии, гипотонии, ацидозу, дессиминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВК). Эндотоксины стимулируют синтез интерферонов, активируют систему комплемента по классическому пути, обладают аллергическими свойствами. При введении небольших доз эндотоксина повышается резистентность организма, усиливается фагоцитоз, стимулируются В-лимфоциты. Сыворотка животного иммунизированного эндотоксином обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализует эндотоксин. Патогенность бактерий контролируется тремя типами генов : гены - собственной хромосомами, гены привнесенные плазмидами умеренными фагами.

33 Роль факторов внешней среды (физических и социальных) в инфекционном процессе. Способы контроля репродукции и сохранения жизнедеятельности инфекционных агентов во внешней среде.

Роль факторов внешней среды – опосредованная.

Природные факторы:

Температура

Влажность

Излучение (УФ и радиационное)

Химические соединения

Наличие очагов инфекционных заболеваний

Стихийные бедствия

Социальные факторы:

Уровень коммунального благоустройства и санитарной культуры

Материальные возможности

Условия быта

Национальные обычаи

Под противомикробными мероприятиями понимают совокупность методов уничтожения, подавления жизнедеятельности и ограничения распространения во внешней среде потенциально патогенных для человека микроорганизмов с целью предупреждения развития и лечения инфекционных болезней.

Антисептика - способов уничтожения или подавления жизнедеятельности потенциально опасных для здоровья человека организмов на интактных или поврежденных коже, слизистых оболочках и в полостях с целью профилактики (профилактическая антисептика) и лечения (терапевтическая антисептика) инфекционных процессов.

Асептика - это совокупность противомикробных мероприятий, направленных на предупреждение развития инфекционного заболевания во время медицинских вмешательств или нарушений технологического процесса при микробиологических исследованиях и производстве различных материалов.

Дезинфекция - совокупность способов полного, частичного или селективного уничтожения потенциально патогенных для человека микроорганизмов на объектах внешней среды с целью предупреждения передачи возбудителей болезней от больных и микробоносителей здоровым людям.

Стерилизация - совокупность физических или химических способов полного освобождения объектов внешней среды от вегетативных и покоящихся форм патогенных, условнопатогенных и непатогенных микроорганизмов.

34.По природе возбудителя все инфекционные заболе­вания делятся на инфекиии : на бактериальные;

Вирусные; грибковые; протозойные.

По числу возбудителей, вызывающих инфекционное заболевание,

они делятся :

На моноинфекции; смешанные (ассоциированные) - микст-инфекции.

От последних надо отличать вторичную инфекцию, при которой к основной, первоначальной, уже развившейся, присоединяет­ся другая, вызываемая новым возбудителем; хотя в некоторых случаях вторичная инфекция может превышать, и значительно, первичную инфекцию. По длительности течения инфекиионные заболевания делятся :

На острые;

Хронические.

По происхождению возбудителя:

экзогенные - инфекции, возбудителями которых являются микроорганизмы, поступающие из окружающей среды с пи­щей, водой, воздухом, почвой, выделениями больного человека или микробоносителя;

эндогенные - возбудителями являются микроорганизмы - представители собственной нормальной микрофлоры человека (часто возникают на фоне иммунодефицитного состояния че­ловека); в том числе аутоинфекция - разновидность эндоген­ной инфекции, которая возникает в результате саморазмноже­ния путем переноса возбудителя из одного биотопа в другой (например, из полости рта или носа руками самого больного на раневую поверхность).

1. Деление инфекций в зависимости от источника, т. е. резервуа­ра возбудителя, достаточно условно, однако по этому признаку можно выделить несколько групп :

- сапронозные инфекции - заболевания, основным местом обита­ния и размножения возбудителей которых являются объекты окружающей среды, откуда и попадают в организм человека (заболевания, вызванные легионеллами, синегнойной палоч­кой и др.);

- антропонозные инфекции - заболевания, при которых единствен­ный источник возбудителя - человек (менингококковая инфекция, дизентерия, холера, дифтерия, сифилис, гепатит В, эпиде­мический сыпной тиф, эпидемический возвратный тиф и др.);

- зоонозные инфекции - заболевания, при которых единственный источник возбудителя - животные (туляремия, бруцеллез, бе­шенство);

-зооантропонозные инфекции - заболевания, при которых источ­ником являются животное и больной человек, в том числе тру­пы умерших (чума, сибирская язва, туберкулез, риккетсиозы).

3. По распространенности различают :

эндемические заболевания - регистрируются на строго опреде­ленных территориях); тесно связаны с ареалом (местом) обита­ния животных - хозяев и переносчиков. К ним можно отнести :

Эндемические риккетсиозы;

Клещевой возвратный тиф (боррелиоз);

Клещевые вирусные энцефалиты;

эпидемические заболевания - распространенные на различных территориях.

Кроме того, для характеристики распространенности того или иного инфекционного заболевания (число заболевших на 100 000 жителей) существуют следующие понятия :

"спорадическая заболеваемость" - когда регистрируются только единичные случаи заболевания,

"групповые вспышки" - ограниченные небольшим числом забо­левших,

"эпидемия" - число заболевших измеряется несколькими сот­нями или тысячами, т. е. может охватывать большое количест­во людей на большой территории (грипп, эпидемический вши­вый сыпной тиф),

"пандемия" - заболевание охватывает несколько стран и даже континентов. К наиболее широко известным относятся панде­мии холеры, чумы, гриппа, которые сопровождают человечест­во на всем протяжении его истории.

По тяжести течения все инфекционные заболевания делят : , на легкие;средней тяжести; тяжелые.

Степень тяжести инфекционного заболевания имеет прямую зависимость от вирулентности микроорганизма-возбудителя и

обратную зависимость от силы защитных механизмов макроор­ганизма.

Степень тяжести инфекционного заболевания также непосред­ственно связана с локализацией возбудителя в макроорганизме - по этому критерию все инфекции делятся :

На очаговые, при которых микроорганизмы локализуются в ме­стном очаге и не распространяются по организму (ангина, фу­рункулез);

генерализованные, при которых возбудитель распространяется по организму лимфогенным или гематогенным путем (сепсис). Наиболее тяжелой формой генерализованной инфекции явля­ется сепсис, который характеризуется размножением возбуди­теля в крови, как правило, тяжелым течением заболевания, так как почти всегда развивается на фоне резкого угнетения ос­новных механизмов защиты.

35 Понятие об источнике и механизмах передачи инфекции. Зоонозы, антропонозы, сапронозы .

Механизм передачи – эволюционно сложившийся процесс перемещения возбудителя из источника инфекции в восприимчивый организм, который обеспечивает сохранение возбудителя как биологического вида в природе.

Механизмы передачи:

Аэрозольный (через воздух)

Фекально-оральный:

а) алиментарный путь (пищевые продукты)

б) водный

в) контактно-бытовой

Трансмиссивный – через насекомых-переносчиков

Контактный: а) прямой контакт (например, половой)

б) непрямой (контактно-бытовой) – через объекты внешней среды

Трансплацентарный (вертикальный)

Парентеральный (инвазивными методами) - механизмом не является

В зависимости от источника инфекции выделяют:

Источником возбудителей инфекции при антропонозах являются только люди - больные или носители возбудителей инфекции (или инвазии); при некоторых антропонозах (например, при кори, ветряной оспе) источником возбудителей инфекции является только больной человек.

САПРОНОЗЫ - группа инфекционных заболеваний, для возбудителей которых главным естественным местом обитания являются абиотические (неживые) объекты окружающей среды. Этим данная группа отличается от прочих заразных болезней, для возбудителей которых главным естественным местом обитания служит заражённый организм человека (антропонозы) или животного (зоонозы).

36 Биологический (экспериментальный) метод исследования Биологический метод исследования - совокупность способов искусственного воспроизведения клинической картины инфекционных болезней или их синдромов на лабораторных животных. Этот метод преcледует также ряд других целей:

Диагностика инфекционных болезней.

2. Выделение и идентификация чистой культуры.

3. Определение вирулентности.

4. Выделение и идентификация экзотоксинов.

5. Культивирование вирусов.

6. Получение иммунопрепаратов.

7. Проверка безвредности и эффективности лечебных препаратов (в т.ч. химиопрепаратов, иммунопрепаратов) и другие.

Этапы метода:

1. Забор материала (виды материала см. Бактериоскопический метод),

2. Обработка материала.

3. Выбор лабораторного животного, исходя из его чувствительности к предполагаемому возбудителю, его стандартизация и маркировка.

4. Заражение животных одним из способов (подкожный, внутрикожный, внутрибрюшинный, внутримышечный, интрацеребральный, внутривенный, в желудок, интраназальный и др.) в зависимости от тропизма микроба.

5. Регистрация признаков болезни зараженного животного или его смерти.

6. Прижизненный забор материала от животного и проведение бактериологического и серологического исследования, постановка аллергической пробы.

7. Вскрытие, изучение патологоанатомической и патоморфологической картины, протокольный посев органов павших или убитых животных (для выявления обсемененности и выделения чистой культуры). Приготовление мазков-отпечатков из внутренних органов.

8. Идентификация выделенной культуры.

9. Заключение по результатам исследования.

Оценка метода:

Метод высокочувствителен, может быть использован на ранних этапах

болезни, но не всегда доступен, дорог, длителен, небезопасен.

Основоположником химиотерапии является немецкий химик, лауреат Нобелевской премии П.Эрлих, который установил, что химические вещества, содержащие мышьяк, губительно действу­ют на спирохеты и трипаносомы, и получил в 1910 г. первый химиотерапевтический препарат - сальварсан (соединение мы­шьяка, убивающее возбудителя, но безвредное для микроорга­низма).

В 1935 г. другой немецкий химик Г.Домагк обнаружил среди анилиновых красителей вещество - пронтозил, или красный стрептоцид, спасавший экспериментальных животных от стрепто­кокковой инфекции, но не действующий на эти бактерии вне организма. За это открытие Г.Домагк был удостоен Нобелевс­кой премии. Позднее было выяснено, что в организме происхо­дит распад пронтозила с образованием сульфаниламида, обла­дающего антибактериальной активностью как in vivo, так и in vitro.

Механизм действия сульфаниламидов (сульфонамидов) на микроорганизмы был открыт Р.Вудсом, установившим, что суль­фаниламиды являются структурными аналогами парааминобензойной кислоты (ПАБК), участвующей в биосинтезе фолиевой кислоты, необходимой для жизнедеятельности бактерий. Бакте­рии, используя сульфаниламид вместо ПАБК, погибают.

Первый природный антибиотик был открыт в 1929 г. англий­ским бактериологом А.Флемингом. При изучении плесневого гри­ба Penicillium notatum, препятствующего росту бактериальной культуры, А. Флеминг обнаружил вещество, задерживающее рост бактерий, и назвал его пенициллином. В 1940 г. Г. Флори и Э. Чейн получили очищенный пенициллин. В 1945 г. А Флеминг, Г. Флори и Э. Чейн стали Нобелевскими лауреатами.

В настоящее время имеется огромное количество химиотерапевтических препаратов, которые применяются для лечения за­болеваний, вызванных различными микроорганизмами.

1. По химическому строению выделяют несколько групп химиоте­рапевтических препаратов.

Производные мышьяка, сурьмы и висмута - это группа химио­терапевтических веществ ~ производных соответствующих со­единений.

В настоящее время они практически не используются, хотя эта группа по-прежнему вполне может успешно применяться для местной терапии многих заболеваний.

2. Сульфаниламиды - к этой группе относятся многочисленные производные сульфаниловой кислоты. Они были открыты и ис­пользуются с 30-х гг. XX в., но и к настоящему времени многие из них достаточно эффективны : сульфаметоксазол (гантанол);сульфаметизол (руфол); сульфацетамид (альбуцид);

Сульфадиметоксин (препарат пролонгированного действия) и др.

Механизм их действия состоит в том, что они представляют со­бой структурные аналоги парааминобензойной кислоты и на­рушают синтез фолиевой кислоты, а через него - синтез ДНК, т. е. являются микробными антиметаболитами: будучи близки по структуре, заменяют то или иное соединение, принимаю­щее участие в микробном метаболизме.

3. Диаминопиримидины - препараты этой группы также являются антиметаболитами. Но поскольку они подменяют пиримиди-новые основания, то и спектр их действия шире, чем у суль­фаниламидов. К ним относятся : триметоприм;пириметамин (антипротозойный препарат); тетроксоприм.

4. Нитрофурановые препараты - производные пятичленного гете­роциклического соединения - фурана. К ним относятся : фурациллин; фурагин; фуразолидон;нитрофурантоин (фурадонин);нитрофаразон;

Механизм их действия состоит в одновременной блокаде несколь­ких ферментных систем микробной клетки.

5. Хинолоны - группа химиотерапевтических веществ, полученных на основе :

Собственно хинолонов (препараты группы налидиксовой ки­слоты):

Налидиксовая кислота (неграм, невиграмон);

Циноксацин (цинобак);

Производных хинолонов:

4-аминохинолон (оксолипиевая кислота);

8-аминохинолон (нитроксолин- 5-НОК);

Фторхинолонов:

Офлоксацин (заноцин, таривид);

Норфлоксацин (норбактин);

Ципрофлоксацин (цифран, ципробай, ципролет);

Ломефлоксацин (максаквин).

Механизм действия хинолонов состоит в нарушении различных этапов (репликации, дупликации, транскрипции, репарации) синтеза ДНК микробной клетки.

38. Антибиотики - химиотерапевтические вещества, продуцируемые микроорганизмами, животными клетками, растениями, а также их производные и синтетические продукты, которые обладают избирательной спо­собностью угнетать и задерживать рост микроорганизмов, а также подавлять развитие злокачественных новообразований.

За тот период, который прошел со времени открытия П.Эрлиха, было получено более 10 000 различных антибиотиков, по­этому важной проблемой являлась систематизация этих препа­ратов. В настоящее время существуют различные классификации антибиотиков, однако ни одна из них не является общеприня­той.

В основу главной классификации антибиотиков положено их химическое строение.

Наиболее важными классами синтетических антибиотиков яв­ляются хинолоны и фторхинолоны (например, ципрофлоксацин), сульфаниламиды (сульфадиметоксин), имидазолы (метронидазол), нитрофураны (фурадонин, фурагин).

По спектру действия антибиотики делят на пять групп в зави­симости от того, на какие микроорганизмы они оказывают воз­действие. Кроме того, существуют противоопухолевые антибио­тики, продуцентами которых также являются актиномицеты. Каж­дая из этих групп включает две подгруппы: антибиотики широ­кого и узкого спектра действия.

Антибактериальные антибиотики составляют самую многочисленную группу препаратов. Преобладают в ней антиби­отики широкого спектра действия, оказывающие влияние на представителей всех трех отделов бактерий. К антибиотикам широкого спектра действия относятся аминогликозиды, тетрациклины и др. Антибиотики узкого спектра действия эффектив­ны в отношении небольшого круга бактерий, например полет-миксины действуют на грациликутные, ванкомицин влияет на грамположительные бактерии.

В отдельные группы выделяют противотуберкулезные, противолепрозные, противосифилитические препараты.

Противогрибковые антибиотики включают значитель­но меньшее число препаратов. Широким спектром действия об­ладает, например, амфотерицин В, эффективный при кандидозах, бластомикозах, аспергиллезах; в то же время нистатин, дей­ствующий на грибы рода Candida, является антибиотиком узко­го спектра действия.

Антипротозойные и антивирусные антибиотики на­считывают небольшое число препаратов.

Противоопухолевые антибиотики представлены препара­тами, обладающими цитотоксическим действием. Большинство из них применяют при многих видах опухолей, например митоми-цин С.

Действие антибиотиков на микроорганизмы связано с их спо­собностью подавлять те или иные биохимические реакции, про­исходящие в микробной клетке.

В зависимости от механизма дей­ствия различают пять групп антибиотиков:

1. антибиотики, нарушающие синтез клеточной стенки. К этой группе относятся, например, β-лактамы. Препараты этой груп­пы характеризуются самой высокой избирательностью дей­ствия: они убивают бактерии и не оказывают влияния на клет­ки микроорганизма, так как последние не имеют главного компонента клеточной стенки бактерий - пептидогликана. В связи с этим β -лактамные антибиотики являются наименее токсичными для макроорганизма;

2. антибиотики, нарушающие молекулярную организацию и синтез клеточных мембран. Примерами подоб­ных препаратов являются полимиксины, полиены;

3. антибиотики, нарушающие синтез белка; это наиболее многочисленная группа препаратов. Представителями этой группы являются аминогликозиды, тетрациклины, макроли-ды, левомицетин, вызывающие нарушение синтеза белка на разных уровнях;

4. антибиотики - ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот. Например, хинолоны нарушают синтез ДНК, рифампицин - синтез РНК;

5. антибиотики, подавляющие синтез пуринов и аминокислот. К этой группе относятся, например, сульфаниламиды.

Источники антибиотиков.

Основными продуцентами природных ан­тибиотиков являются микроорганизмы, ко­торые, находясь в своей естественной среде (в основном, в почве), синтезируют антибио­тики в качестве средства выживания в борьбе за существование. Животные и растительные клетки также могут вырабатывать некото­рые вещества с селективным антимикробным действием (например, фитонциды), однако широкого применения в медицине в качестве продуцентов антибиотиков они не получили.

Таким образом, основными источниками получения природных и полусинтетических антибиотиков стали:

Актиномицеты (особенно стрептомицеты) - ветвящиеся бактерии. Они синтезиру­ют большинство природных антибиотиков (80 %).

Плесневые грибы - синтезируют природ­ные бета-лактамы (грибы рода Cephalosporium и Penicillium ) H фузидиевую кислоту.

Типичные бактерии - например, эубактерии, бациллы, псевдомонады - продуцируют бацитрацин, полимиксины и другие вещества, обладающие антибактериальным действием.

Способы получения.

Существует три основных способа получе­ния антибиотиков:

биологический синтез (так получают при­родные антибиотики - натуральные продук­ты ферментации, когда в оптимальных ус­ловиях культивируют микробы-продуценты, которые выделяют антибиотики в процессе своей жизнедеятельности);

биосинтез с последующими химическими модификациями (так создают полусинтетичес­кие антибиотики). Сначала путем биосинтеза получают природный антибиотик, а затем его первоначальную молекулу видоизменяют путем химических модификаций, например присо­единяют определенные радикалы, в результате чего улучшаются противомикробные и фарма­кологические характеристики препарата;

химический синтез (так получают синте­тические аналоги природных антибиотиков, например хлорамфеникол/левомицетин). Это вещества, которые имеют такую же структуру,

39 Осложнение химиотерапии со стороны микроорганизмов прояв­ляется развитием лекарственной устойчивости.

В настоящее время лекарственная устойчивость микроорга­низмов - возбудителей различных заболеваний - не только чисто микробиологическая, но и огромная государственная проблема (например, смертность детей от стафилококкового сепсиса находится в настоящее время примерно на том же вы­соком уровне, что и до появления антибиотиков). Это связано с тем, что среди стафилококков - возбудителей различных гнойно-воспалительных заболеваний - довольно часто выде­ляются штаммы, одновременно устойчивые ко многим препара­там (5-10 и более).

Среди микроорганизмов - возбудителей острых кишечных инфекций до 80% выделяемых возбудителей дизентерии устой­чивы ко многим используемым антибиотикам.

В основе развития лекарственной устойчивости к антибиоти­кам и другим химиотерапевтическим препаратам лежат мутации хромосомных генов или приобретение плазмид лекарственной устойчивости.

Существуют роды и семейства микроорганизмов, природно-устойчивыё к отдельным антибиотикам; в их геноме есть гены, контролирующие этот признак. Для рода ацинетобактер, на­пример, устойчивость к пенициллину является таксономиче­ским признаком. Полирезистентны к антибиотикам и многие представители псевдомонад, неклостридиальных анаэробов и другие микроорганизмы.

Такие бактерии являются природными банками (хранилища­ми) генов лекарственной устойчивости.

Как известно, мутации, в том числе по признаку лекарствен­ной устойчивости, спонтанны и возникают всегда. В период массового применения антибиотиков в медицине, ветеринарии и растениеводстве микроорганизмы практически живут в сре­де, содержащей антибиотики, которые становятся селективным фактором, способствующим отбору устойчивых мутантов, по­лучающим определенные преимущества.

Плазмидная устойчивость приобретается микробными клетка­ми в результате процессов генетического обмена. Сравнитель­но высокая частота передачи R-плазмид обеспечивает широкое и достаточно быстрое распространение устойчивых бактерий в популяции, а селективное давление антибиотиков - отбор и закрепление их в биоценозах.

Плазмидная устойчивость может быть множественной, т. е. к нескольким лекарственным препаратам, и при этом достигать достаточно высокого уровня.

2. Биохимическую основу резистентности обеспечивают разные механизмы :

энзиматическая инактивация антибиотиков - осуществляется с помощью синтезируемых бактериями ферментов, разрушаю­щих активную часть антибиотиков. Одним из таких широко известных ферментов является бета-лактамаза, обеспечиваю­щая устойчивость микроорганизмов к бета-лактамным анти­биотикам за счет прямого расщепления бета-лактамного кольца этих препаратов. Другие ферменты способны не расщеплять, а модифицировать активную часть молекулы антибиотиков, как это имеет место при энзиматической инактивации аминогли-козидов и левомицетина;

изменение проницаемости клеточной стенки для антибиотика или подавление его транспорта в бактериальные клетки. Этот механизм лежит в основе устойчивости к тетрациклину,

изменение структуры компонентов микробной клетки, например изменение структуры бактериальных рибосом, сопровождается повышением устойчивости к аминогликозидам и макролидам, а изменение структуры РНК-синтетаз - к рифампицину.

У бактерий одного и того же вида могут реализовываться не­сколько механизмов резистентности.

В то же время развитие того или другого типа резистентности определяется не только свойствами бактерий, но и химической структурой антибиотика.

Так, цефалоспорины 1-го поколения устойчивы к действию стафило­кокковых бета-лактамаз, но разрушаются бета-лактамазами грамот-(рицательных микроорганизмов, тогда как цефалоспорины 4-го поко­ления и имипинемы высокоустойчивы к действию бета-лактамаз и 1грамположительных, и грамотрицательных микроорганизмов.

3. Для борьбы с лекарственной устойчивостью, т. е. для преодоле­ния резистентности микроорганизмов к химиопрепаратам, cy ществует несколько путей :

В первую очередь - соблюдение принципов рациональной химио­терапии;

создание новых химиотерапевтических средств, отличающихся механизмом антимикробного действия (например созданная в последнее время группа химиопрепаратов - фторхинолоны) и мишенями;

постоянная ротация (замена) используемых в данном лечебном учреждении или на определенной территории химиопрепара­тов (антибиотиков);

комбинированное применение бета-лактамных антибиотиков со­вместно с ингибиторами бета-лактамаз (клавулановая кислота, сульбактам, тазобактам).

40. Для определения чувствительности бак­терий к антибиотикам (антибиотикограммы) обычно применяют:

Метод диффузии в агар . На агаризованную питательную среду засевают исследуемый микроб, а затем вносят антибиотики. Обычно препараты вносят или в специальные лунки в агаре, или на поверхности посева раскла­дывают диски с антибиотиками («метод дис­ков»). Учет результатов проводят через сутки по наличию или отсутствию роста микробов вокруг лунок (дисков). Метод дисков - качес­твенный и позволяет оценить, чувствителен или устойчив микроб к препарату.

Методы определения минимальных ингибирующих и бактерицидных концентраций, т. е. минимального уровня антибиотика, кото­рый позволяет in vitro предотвратить видимый рост микробов в питательной среде или пол­ностью ее стерилизует. Это количественные методы, которые позволяют рассчитать дозу препарата, так как концентрация антибиоти­ка в крови должна быть значительно выше ми­нимальной ингибирующей концентрации для возбудителя инфекции. Введение адекватных доз препарата необходимо для эффективного лечения и профилактики формирования ус­тойчивых микробов.

Есть ускоренные способы, с применением автоматических анализаторов.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам методом дисков. Исследуемую бактериальную культуру засевают газоном на питательный агар или среду АГВ в чашке Петри.

Среда АГВ: сухой питательный рыбный бульон, агар-агар, натрий фосфат двузамещенный. Среду готовят из сухого порошка в соответствии с ин­струкцией.

На засеянную поверхность пинцетом помещают на одинако­вом расстоянии друг от друга бумажные диски, содержащие определенные дозы разных антибиотиков. Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня. По диаметру зон задержки роста исследуемой культуры бактерий судят о ее чув­ствительности к антибиотикам.

Для получения достоверных результатов необходимо приме­нять стандартные диски и питательные среды, для контроля которых используются эталонные штаммы соответствующих микроорганизмов. Метод дисков не дает надежных данных при определении чувствительности микроорганизмов к плохо диффундирующим в агар полипептидным антибиотикам (например, полимиксин, ристомицин). Если эти антибиотики предполагается использовать для лечения, рекомендуется определять чувстви­тельность микроорганизмов методом серийных разведений.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам методом серийных разведений. Данным методом определяют минимальную концентрацию антибиотика, ингибирующую рост исследуемой культуры бактерий. Вначале готовят основной раствор, содержащий определенную концентрацию антибиотика (мкг/мл или ЕД/мл) в специальном растворителе или буферном растворе. Из него готовят все последующие разведения в буль­оне (в объеме 1 мл), после чего к каждому разведению добав­ляют 0,1 мл исследуемой бактериальной суспензии, содержащей 10 6 -10 7 бактериальных клеток в 1 мл. В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона и 0,1 мл суспензии бактерий (контроль культуры). Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта по помутнению питатель­ной среды, сравнивая с контролем культуры. Последняя про­бирка с прозрачной питательной средой указывает на задержку роста исследуемой культуры бактерий под влиянием содержа­щейся в ней минимальной ингибирующей концентрации (МИК) антибиотика.

Оценку результатов определения чувствительности микро­организмов к антибиотикам проводят по специальной готовой таблице, которая содержит пограничные значения диаметров зон задержки роста для устойчивых, умеренно устойчивых и чувствительных штам­мов, а также значения МИК антибиотиков для устойчивых и чувствительных штаммов.

К чувствительным относятся штаммы микроорганизмов, рост которых подавляется при концентрациях препарата, обнаружи­ваемых в сыворотке крови больного при использовании обычных доз антибиотиков. К умеренно устойчивым относятся штаммы , для подавления роста которых требуются концентрации, созда­ющиеся в сыворотке крови при введении максимальных доз препарата. Устойчивыми являются микроорганизмы , рост кото­рых не подавляется препаратом в концентрациях, создаваемых в организме при использовании максимально допустимых доз.

Определение антибиотика в крови, моче и других жидкостях организма человека. В штатив устанавливают два ряда проби­рок. В одном из них готовят разведения эталонного антибиотика, в другом - исследуемой жидкости. Затем в каждую пробирку вносят взвесь тест-бактерий, приготовленную в среде Гисса с глюкозой. При определении в исследуемой жидкости пеницил­лина, тетрациклинов, эритромицина в качестве тест-бактерий используют стандартный штамм S. aureus, а при определении стрептомицина - Е. coli. После инкубирования посевов при 37 °С в течение 18-20 ч отмечают результаты опыта по помутнению среды и ее окрашиванию индикатором вследствие расщепления глюкозы тест-бактериями. Концентрация антибиотика опреде­ляется умножением наибольшего разведения исследуемой жид­кости, задерживающей рост тест-бактерий, на минимальную концентрацию эталонного антибиотика, задерживающего рост тех же тест-бактерий. Например, если максимальное разведение исследуемой жидкости, задерживающее рост тест-бактерий, рав­но 1:1024, а минимальная концентрация эталонного антибио­тика, задерживающего рост тех же тест-бактерий, 0,313 мкг/мл, то произведение 1024- 0,313=320 мкг/мл составляет концен­трацию антибиотика в 1 мл.

Определение способности S . aureus продуцировать бета-лактамазу. В колбу с 0,5 мл суточной бульонной культуры стандарт­ного штамма стафилококка, чувствительного к пенициллину, вносят 20 мл расплавленного и охлажденного до 45 °С питатель­ного агара, перемешивают и выливают в чашку Петри. После застывания агара в центр чашки на поверхность среды поме­щают диск, содержащий пенициллин. По радиусам диска петлей засевают исследуемые культуры. Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта. О способности исследуемых бактерий продуцировать бета-лакта-мазу судят по наличию роста стандартного штамма стафило­кокка вокруг той или другой исследуемой культуры (вокруг диска).

41 .Иммунология – наука о закономерностях иммунологической реактивности организма, о способах и методах использования иммунологических явлений в диагностике, лечении и профилактике инфекционных и неинфекционных болезней.

Задачи иммунологии:

А) Изучение строения, функций и развития иммунной системы в норме и при патологии.

Б) Изучение роли и значения иммунной системы в возникновении, развитии и течении инфекционных и неинфекционных заболеваний.

В) Разработка методов и средств иммунодиагностики, иммунотерапии и иммунопрофилактики инфекционных и неинфекционных заболеваний.

Г) Подготовка и переподготовка врачей-иммунологов.

Методы иммунологии.

Иммуноморфологический.

Иммунохимический.

Иммунобиологические:

а) серологические

б) аллергологические

Экспериментальный

Иммунол о гия (иммун[итет] + греч. logos учение) - медико-биологическая наука о защитных свойствах организма, его иммунитете. Изучает молекулярные, клеточные и физиологические реакции организма на антигены микроорганизмов и продукты животного или растительного происхождения, обладающие антигенными свойствами.

Важнейшими разделами И. являются иммуногенетика (изучает генетическую обусловленность факторов иммунитета, внутривидовое разнообразие и наследование тканевых антигенов, генетические и популяционные аспекты взаимоотношений макро- и микроорганизма и тканевую несовместимость), иммунохимия (изучает химические основы иммунитета), иммунопатология. Выделяют также иммунобиологию (теоретическое направление в И., изучающее общебиологические основы иммунитета, его происхождение и эволюцию), И. эмбриогенеза (раздел И. и эмбриологии, исследующий процессы становления анти генной структуры тканей и органов в ходе эмбрионального развития и иммунологические взаимоотношения организма матери и плода), радиационную И. (изучает изменения иммунитета под влиянием ионизирующих излучений), сравнительную И. (исследует иммунный ответ у разных видов животных) и др.

В клинической И. (иммунопатологии) также выделяют ряд разделов и направлений - инфекционную И., неинфекционную И., иммунофармакологию и др. Иммунология связана с биологией (микробиологией, молекулярной биологией, генетикой, эмбриологией), эндокринологией, патофизиологией, инфекционными болезнями, онкологией, гематологией (иммуногематология), эпидемиологией и другими дисциплинами.

Основные проблемы и направления исследований в И. - аллергия,аутоиммунные болезни, И. злокачественных опухолей, трансплантационный иммунитет и иммунологическая толерантность (иммунные реакции реципиента на трансплантат), врожденные и приобретенные формы иммунологической недостаточности, СПИД и др. Клиническая иммунология разрабатывает методы иммунопрофилактики (см. Иммунизация ), иммунодиагностики, иммунотерапии.

Иммунологические методы, благодаря их уникальной специфичности и высокой чувствительности, широко применяются в биологии и медицине, в т.ч. при идентификации вирусов и бактерий, при установлении природы аллергенов, при переливании крови, трансплантации органов. В судебной медицине иммунологические методы используют для исследования вещественных доказательств, решения вопросов о спорном отцовстве, материнстве, в антропологии для решения проблем эволюции человеческих рас, их связей и происхождения.

42. Структура иммунной системы. Иммунная система представлена лимфоидной тканью. Это спе­циализированная, анатомически обособленная ткань, разбросан­ная по всему организму в виде различных лимфоидных образо­ваний. К лимфоидной ткани относятся вилочковая, или зобная, железа, костный мозг, селезенка, лимфатические узлы (группо­вые лимфатические фолликулы, или пейеровы бляшки, минда­лины, подмышечные, паховые и другие лимфатические образо­вания, разбросанные по всему организму), а также циркулиру­ющие в крови лимфоциты. Лимфоидная ткань состоит из ретикулярных клеток, составляющих остов ткани, и лимфо­цитов, находящихся между этими клетками. Основными функ­циональными клетками иммунной системы являются лимфоци­ты, подразделяющиеся на Т- и В-лимфоциты и их субпопуля­ции. Общее число лимфоцитов в человеческом организме дос­тигает 10 12 , а общая масса лимфоидной ткани составляет при­мерно 1-2 % от массы тела.

Лимфоидные органы делят на центральные (первичные) и периферические (вторичные).

Функции иммунной системы. Иммунная система выполняет функцию специфической зашиты от анти­генов, представ­ляющую собой лимфоидную ткань, способную комплексом клеточных и гуморальных реак­ций, осуществляемых с помощью набора иммунореагентов, нейтрализовать, обезвредить, удалить, разрушить генетически чужеродный антиген, попавший в организм извне или об­разовавшийся в самом организме.

Специфическая функция иммунной системы в обезвреживании антигенов дополняется ком­плексом механизмов и реакций неспецифичес­кого характера, направленных на обеспечение резистентности организма к воздействию любых чужеродных веществ, в том числе и антигенов.

Кооперация иммунокомпетентных клеток . Иммунная реакция организма может иметь различный характер, но всегда начинается с захвата антигена макрофагами крови и тканей или же со связывания со стромой лимфоидных органов. Нередко антиген адсорбируется также на клетках паренхиматозных органов. В макрофагах он может полностью разрушаться, но чаше подвергается лишь частичной деградации. В частности, большинство антигенов в лизосомах фагоцитов в печение часа подвергается ограниченной денатурации и протеолизу. Оставшиеся от них пептиды (как правило, два-три остатка аминокислот) комплексируются с экспрессированными на внешней мембране макрофагов молекулами МНС.

Макрофаги и все другие вспомогательные клетки, несущие на внешней мембране антигены, называются антигенпрезентирующими, именно благодаря им Т- и В-лимфоциты, выполняя функцию презентации, позволяют быстро распознавать антиген.

Иммунный ответ в виде антителообразования происходит при распознавании В-клетками антигена, который индуцирует их пролиферацию и дифференциацию в плазмоцит. Прямое воздействие на В-клетку без участия Т-клеток могут оказать только тимуснезависимые антигены. В этом случае В-клетки кооперируются с Т-хелперами и макрофагами. Кооперация на тимусза-висимый антиген начинается с его презентации на макрофаге Т-хелперу. В механизме этого распознавания ключевую роль имеют молекулы МНС, так как рецепторы Т-хелперов распознают номинальный антиген как комплекс в целом или же как модифицированные номинальным антигеном молекулы МНС, приобретшие чужеродность. Распознав антиген, Т-хелперы секретируют γ-интерферон, который активирует макрофаги и способствует уничтожению захваченных ими микроорганизмов. Хелперный эффект на В-клетки проявляется пролиферацией и дифференциацией их в плазмоциты. В распознавании антигена при клеточном характере иммунного ответа, кроме Т-хелперов, участвуют также Т-киллеры, которые обнаруживают антиген на тех антигенпрезентирующих клетках, где он комплексируется с молекулами МНС. Более того, Т-киллеры, обусловливающие цитолиз, способны распознавать не только трансформированный, но и нативный антиген. Приобретая способность вызывать цитолиз, Т-киллеры связываются с комплексом антиген + молекулы МНС класса 1 на клетках-мишенях; привлекают к месту соприкосновения с ними цитоплазма-тические гранулы; повреждают мембраны мишеней после экзоцитоза их содержимого.

В результате продуцируемые Т-киллерами лимфотоксины вызывают гибель всех трансформированных клеток организма, причем особенно чувствительны к нему клетки, зараженные вирусом. При этом наряду с лимфотоксином активированные Т-киллеры синтезируют интерферон, который препятствует проникновению вирусов в окружающие клетки и индуцирует в клетках образование рецепторов лимфотоксина, тем самым повышая их чувствительность к литическому действию Т-киллеров.

Кооперируясь в распознавании и элиминации антигенов, Т-хелперы и Т-киллеры не только активируют друг друга и своих предшественников, но и макрофагов. Те же, в свою очередь, стимулируют активность различных субпопуляций лимфоцитов.

Регуляция клеточного иммунного ответа, как и гуморального, осуществляется Т-супрессорами, которые воздействуют на пролиферацию цитотоксических и антигенпрезентирующих клеток.

Цитокины . Все процессы кооперативных взаимодействий им-мунокомпетентных клеток, независимо от характера иммунного ответа, обусловливаются особыми веществами с медиаторными свойствами, которые секретируются Т-хелперами, Т-киллерами, мононуклеарными фагоцитами и некоторыми другими клетками, участвующими в реализации клеточного иммунитета. Все их многообразие принято называть цитокинами. По структуре цитокины являются протеинами, а по эффекту действия - медиаторами. Вырабатываются они при иммунных реакциях и обладают потенциирующим и аддитивным действием; быстро синтезируясь, цитокины расходуются в короткие сроки. При угасании иммунной реакции синтез цитокинов прекращается.

Иммунокомпетентные клетки - клетки, способные специфически распознавать антиген и отвечать на него иммунной реакцией. Такими клетками являются Т- и В-лимфоциты (тимусзависимые и костномозговые лимфоциты), которые под влиянием чужеродных агентов дифференцируются в сенсибилизированный лимфоцит и плазматическую клетку.

Т-лимфоциты – это сложная по составу группа клеток, которая происходит от полипотентной стволовой клетки костного мозга, а созревает и дифференцируется в тимусе из предшественников. Т-лимфоциты разделяются на две субпопуляции: иммунорегуляторы и эффекторы. Задачу регуляции иммунного ответа выполняют Т-хелперы. Эффекторную функцияю осуществляют Т-киллеры и естественные киллеры. В орагнизме Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа, определяют силу и продолжительность иммунной реакции.

B -лимфоциты – преимущественно эффекторные иммунокомпетентные клетки. Зрелые В-лимфоциты и их потомки – плазматические клетки являются антителопродуцентами. Их основными продуктами являются иммуноглобулины. В-лимфоциты участвуют в формировании гуморального иммунитета, В-клеточной иммунологической памяти и гиперчувствительности немедленного типа.

Макрофаги - клетки соединительной ткани, способные к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков клеток и других чужеродных для организма частиц. Основная функция макрофагов сводится к борьбе с теми бактериями, вирусами и простейшими, которые могут существовать внутри клетки-хозяина, при помощи мощных бактерицидных механизмов. Роль макрофагов в иммунитете исключительно важна - они обеспечивают фагоцитоз, переработку и представление антигена T-клеткам.

Персистенция От лат. persisto - постоянно пребывать, оставаться, длительное существование, присутствие длительное пребывание инфекта в организме животных и человека либо без клинических патологических проявлений (латентное течение, ремиссия инфекционного процесса), либо способных при определенных условиях (иммунный дисбаланс и иммунная недостаточность различной этиологии - стресс, переохлаждение, интеркуррентная инфекция, обстрение хронического заболевания и т. д.) к активации с исходом в заболевание (активное течение, обострение инфекционного процесса).

Механизмы персистенции: - Образование L-форм Антигенная мимикрия Иммуноглобулиновый покров Способность секретировать вещества, препятствующие действию иммунных факторов Сорбция белков хозяина на поверхности клетки и экранирование от иммунной системы хозяина Антифагоцитарные факторы: Капсулы Микрокапсулы Слизистые чехлы Вещества снижающие хемотаксис Незавершенный фагоцитоз и др

Действие бактерий на цитокины: Действие Разрушают цитокины Бактерии Н. aeruginosa с помощью ферментов L. pneumophila Связывают цитокины Е. coli Подавляют синтез Цитокинов Цитокины ИЛ-2, ФНОа, ИФ-у ИЛ-2 ИЛ-1, ИЛ-2, ФНОа, ГМКСФ S. typhimurium, S. flexneri ФНОа M. tuberculosis ТРФ(3 M. avium ИЛ-6 L. monocytogenes ИЛ-3, КСФ-1 E. coli ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИФ-у Y. enterocolitica, B. suis, V. ФНОа cholerae, B. anthracis P. aeruginosa ФНОа, ИЛ-1, ИФ-у S. typhimurium ИЛ-2

Антилизоцимная и антилактоферриновая активность: Микроорганизмы n Антилактоферриновая активность, Антилизоцимная нг/мл активность, мкг/мл M ± SD S. aureus S. haemolyticus S. epidermidis E. coli Klebsiella spp. 15 22, 72 ± 1, 88 10, 1 ± 2, 17* 16 20, 08 ± 1, 41 4, 40 ± 1, 12 15 11, 50 ± 1, 45* 9, 91 ± 0, 82* 16 22, 84 ± 1, 41 4, 19 ± 0, 61 12 7, 83 ± 1, 13* 8, 92 ± 2, 45* 15 5, 65 ± 0, 62 1, 24 ± 0, 25 12 23, 87 ± 0, 67* 2, 58 ± 0, 27* 12 18, 17 ± 3, 20 1, 64 ± 0, 15 12 19, 40 ± 2, 47 3, 24 ± 0, 27* 14 18, 13 ± 0, 64 1, 83 ± 0, 28 Больные ревматическими заболеваниями Контроль *Статистически достоверно

Образование L-формы - бактерии, частично или полностью лишённые клеточной стенки, но сохранившие способность к развитию. К возникновению L- форм приводит воздействие агентов, блокирующих выработку клеточной стенки: 1. антибиотики (пенициллины циклосерин, цефалоспорины, ванкомицин), 2. ферменты (лизоцим, амидаза, эндопептидаза), 3. ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, 4. аминокислота глицин.

История вопроса: Буква L - первая буква названия Листеровского института в Лондоне, где впервые доктор наук Эмми Кляйнебергер-Нобель в 1935 году обратила внимание на развитие морфологически весьма необычных клеток в культуре бактерий Streptobacillus moniliformis, выделенной из жидкости уха крысы.

вакуоли L-форма Bacillus subtilis, масштаб - 500 нм. Многообразие L-форм Bacillus subtilis, при масштабе в 10 мкм.

L-формы Особенности L- форм: 1. Синтез полноценной клеточной стенки невозможен Возвращение в вегетативную форму при нормализации факторов окружающей среды Возвращение в вегетативную форму невозможно. Дальнейшее существование как у микоплазм Сходные культуральные свойства. 3. Постепенное превращение из грамположительных в грамотрицательные структуры. Образование стабильных и нестабильных Lформ. 5. Изменение антигенных свойств (утрата К- и Оантигенов). Приобретение способности к персистенции. 6. Снижение вирулентности в связи с утратой различных факторов патогенности (адгезии, инвазии, эндотоксина и т. п) стабильные Система генетического контроля синтеза клеточной стенки (пептидогликан) 2. 4. нестабильные Сходство морфологических изменений: образование нитевидных, волокнистых, колбасовидных, шаровидных и гранулярных форм.

Механизм фагоцитоза: Хемостаксис Силы физико-химического взаимодействия Градиент концентрации 2. Стадия адгезии Осонизация (АТ, С 3 b, фибронектин, сурфактан) Физико-химическое взаимодействие 3. Эндоцитоз 4. Микробоцидность Кислороднезависимая кислородзависимая

макроорганизм 1. Нарушение слияния фагосомы с лизосомой (микобактерии туберкулеза, простейшие, токсоплазмы) 2. Резистентность к лизосомальным ферментам (гонококки, стрептококки гр А, микобактерии, ерсинии) 3. Длительная персистенция в цитоплазме (хламидии, риккетсии) микроорганизм

Механизм персистенции хламидий Типичные включения, содержащие элементарные и ретикулярные тельца 48 часов после инкубации Патоморфологическая модель персистенции. После перенесенного теплового шока во Включениях меньших размеров содержатся крупные патологические формы хламидий

Макрофаг не презентирует основной АГ (MOMP) Экспрессия ранних Генных продуктов лизосома Антигенная перегрузка Гиперпродукция Ig A, G ГЗТ Антигенная мимикрия Сфингомиелинсодержащие экзоцитозные пузырьки, КГ hps 60 - белки теплового шока Липополисахарид. Не экспрессируется Состояние между Ретикулярными и Элементарными тельцами MOMP- не экспрессируется

+ Антифагоцитарная активность: 1. Плотная клеточная стенка элементарных телец (дисульфидные связи между структурами белка MOMP) 2. Прочность ретикулярных телец (полисахаридная капсула) «несостоятельность» Респираторного взрыва Активация СПОЛ и повреждение Мембран собственных клеток

ФНОα γИФ ИЛ-1 1. Усиление экспрессии АГ Клеточных мембран (ГКС, Fc) Активация фибробластов И эпителиальных клеток (непрофессиональные фагоциты) 2. Стимуляция ИЛ 1 и ИЛ 2 3. Активация фагоцитарной акт 4. Стимуляция выработки Ig 5. Индукция свободных радикалов

Медиаторы персистенции Chlamydia trachomatis Медиатор Эффект Низкие концентрации g -интерферона Резкое снижение количества эндогенного триптофана (активация фермента индоламин -2, 3 -диоксигеназы, расщепляющего триптофан до N-формилкинуренина) ФНО-a Дефицит эндогенного триптофана Опосредованный, путем активации b -ИФ (блокирует репродукцию внутриклеточных микроорганизмов, путем усиления экспрессии мембранных белков клеток) Необходим для построения МОМР Дефицит ц. ГМФ и высокое количество ц. АМФ Отсутствие активации ферментов необходимых для дифференциации РТ в ЭТ Дефицит и/или действие антагонистов Са 2+ Нарушение агрегации эндосомальных вакуолей

Медиаторы персистенции Chlamydia trachomatis (продолжение) L-изолейцин Эффект возможно обусловлен включением продукта метаболизма a -метилбутарила. Со. А в синтез жирных кислот С. trachomatis с последующим встраиванием "чужих" триглицеридов в клеточную мембрану, приводя к ее дестабилизации Дефицит цистеина Незаменима аминокислота, контролирующая дифференциацию РТ в ЭТ (включается в 3 важнейших для дифференциации белка), уменьшение числа дисульфидных мостиков факторов прочности клеточной стенки.

«Генетический дрейф» , или антигенная мимикрия: Аминокислотная последовательностиь 264 -286 главного сигма-фактора РНК-полимеразы хламидий (Chl. trachomatis). L 7 (пептид II), один из рибосомальных белков АТ Ревматические аутоиммунные заболевания

Персистенция Francisella tularensis цитохолазин-Внечувствительный путь Каспазы 3 и 9 TNF, IL 1 23 -k. Da эндосомы

+Антилизоцимная Антилактоферриновая Антикомплиментарная Активность ЛПС francisella tularentis S-ЛПС R-ЛПС Остаточная вирулентность вирулентные Низкая Чувствительность хозяина LPS-binding protein – LBP Инертный ЛПС Быстрая элиминация Высокая Чувствительность хозяина Гибель организма персистенция

Персистенция и адаптивный мутагенез в биопленках: Устойчивость биопленок к внешним воздействи ям характеризуют термином “персистенция” (от англ. persistence – выносливость, живучесть). Мертвые клетки

Значение персистенции в биопленках По данным Центра контроля заболеваний (CDC USA), около 65% всех инфекций обусловлено формированием в макроорганизме биопленок Образование биопленок на всех вводимых в макроорганизм медицинских устройствах (катеторы, протезы, стенты и тд); Образование биопленок на медицинском инструментарии…

бактерия + dna. J (синтез шаперона) у. E. coli pmr. C (синтез фосфолипидов) у. S. typhimurium Неблагоприятные условия Экспрессия SOS-генов Ген rmf, ингибитор трансляции Гены теплового и холодового шока rec. A, umu. DC, uvr. AB, sul. A Клетки-персистеры htr. A, htp. X, csp. H, clp. B, cbp. AB Гены системы «токсинантитоксин» din. J/yaf. Q, yef. M, rel. BE, maz. EF

Ген А Ген Т Ген Р антибиотик антитоксин рибосома Дефектный белок Нормальный белок Комплекс Т-А Нет синтеза белка персистенция

Основные токсины и место их приложения у E. Coli: токсин мишень активность Процесс Ccd B ДНК-гираза Двухцепочечные разрывы Репликация Rel E Транслирующие рибосомы Расщепление м. РНК Трансляция Maz F РНК Эндорибонуклеаза Трансляция Par E ДНК-гираза Двухцепочечные разрывы Репликация Doc Транслирующие рибосомы Расщепление м. РНК Трансляция Vap C РНК Эндорибонуклеаза Неизвестно Ξ-токсин Неизвестно Фосфотрансфераза Неизвестно Hip A EF-TU Протеинкиназа Трансляция Hip B Транслирующие рибосомы Расщепление м. РНК Трансляция

Сигма-фактор РНК-полимеразы Rpo. S Адаптивный мутагенез: ? “Адаптивными” называют мутации, которые возникают в медленно размножающейся или покоящейся популяции микроорганизма в период продолжительного стресса и которые противодействуют причинам, вызывающим данный стресс. Veillonella parvula Streptococcus mutans Устойчивость к антибиотикам

Lewis K. 2008 год считает, что главным способом борьбы с персистенцией в биопленках является «рассеянность пациентов» …

3

1 Министерство здравоохранения Московской области

2 ФГБОУ ВПО «Красноярский аграрный университет»

3 ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. В.Ф.Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения России

микроорганизм

стафилококк

персистирование

экология

1. Бакшеева С.С. Мониторинг резидентного стафилококкового бактерионосительства у детей города Красноярска / С.С. Бакшеева, В.В. Гребенникова // Сибирское медицинское обозрение. - 2010. - № 3 (63). - С. 68–71.

2. Дерябин Д.Г., Фот Н.П. Видовое разнообразие стафилококков в воздушной среде и организме носителей в условиях техногенного химического воздействия / Д.Г. Дерябин Д.Г., Н.П. Фот // Гигиена и санитария. – 2005. – № 5. – С. 36–39.

3. Крамарь В.О. Эколого-гигиенические аспекты бактерионосительства стафилококков у детей, проживающих в районах крупного промышленного города с различной антропогенной нагрузкой: автореф. дис. …канд. мед. наук. – Волгоград, 2008. – 22 с.

4. Кучма В.Р. Состояние здоровья и проблемы медицинского обеспечения подростков / В.Р. Кучма // Здоровье населения и среды обитания. – 2003. – № 9. – С. 3–8.

5. Оценка потенциального риска развития заболеваний органов дыхания в различных районах г. Волгограда // Проблемы и перспективы современной науки: сб. науч. тр. – Томск, 2008. – Т. 1. – Вып. 2. – С. 27–28.

Антилизоцимный признак бактерий является конструктивным, секретируемым фактором, его появление у микроорганизмов неслучайно, что, по-видимому, обусловлено широким кругом хозяев, располагающих лизоцимом как средством защиты. Поскольку присутствие лизоцима характерно для живого организма и во внешней среде встречается редко, можно определить данный признак как свойственный тем бактериям, экологической нишей существования которых является макроорганизм. Изучение возможности регуляции этого свойства микроорганизмов показало, сколь большое значение для селекции наиболее стойких клонов (с высоким уровнем антилизоцимной активности) имеет среда обитания, включая фагоцитирующие клетки организма .

К секретирующим началам, обеспечивающим персистирование микробной клетки, следует также отнести способность инактивировать бактериальную составляющую препарата интерферон - антиинтерфероновый признак, обнаруженный В.Ю. Соколовым у большой группы патогенных бактерий, а также антикомплементарную, антиглобулиновую, антилактоферриновую, аитикарнозиновую активность, которые среди прочих фенотипических характеристик до настоящего времени являются исследованными в меньшей степени .

Цель исследования. Для оценки факторов персистенции была изучена антилизоцимная, антикомплементарная и антиинтерфероновая активность 209 штаммов S. aureus, выделенных со слизистой оболочки детей, проживающих в районах города с разной экологической ситуацией.

Лизоцим является одним из важнейших факторов естественной резистентности организма человека и животных, оказывая антимикробное действие в отношении большого круга микроорганизмов .

Результаты исследования. При оценке антилизоцимной активности культур S. aureus, выделенных со слизистой оболочки носа у детей, проживающих в Октябрьском районе (1-й район), получены следующие результаты: четыре культуры (5,3%) не обладали АЛА, 60 культур (78,9%) показали минимальную антилизоцимную активность (1 мкг/мл), остальные 12 культур (15,8%) показывали среднее значение АЛА (2-3 мкг/мл). Высокой антилизоцимной активностью культуры стафилококка, выделенные в Октябрьском районе, не обладали.

Среди S. aureus, колонизирующих слизистые оболочки носа детей, проживающих в Кировском районе (2-й район), штаммов с отсутствием и минимальными значениями АЛА было 5 и 13 (5,8 и 15,1% соответственно). Средние показатели активности зарегистрированы у 47 штаммов (54,6%), у 21 культуры (24,4%) АЛА имела высокие значения (более 4 мкг/мл).

Антилизоцимная активность стафилококков, выделенных в Советском районе (3-й район), значительно отличалась от таковой в Октябрьском районе сравнения. Так, штаммов с отсутствием АЛА не было обнаружено, 6,7% (7 культур) имели низкие значения АЛА, высокие и средние регистрировались у 27,9% (29 культур) и 65,4% (68 культур) соответственно.

Таким образом, показатели АЛА стафилококков, выделенные от детей, проживающих в Октябрьском районе, были минимальные (1,18±0,57мкг/мл) и достоверно отличались от таковых в группах сравнения (Кировский и Советский районы) (p<0,05). Значения АЛА стафилококков, выделенных в Кировском и Советском районах, статистически значимых отличий не показывали (2,49±0,76 и 2,8 мкг/мл соответственно) (p<0,05).

Среди прочих факторов иммунологической защиты большое значение принадлежит взаимодействию стафилококков с интерфероном (интерферонами), что объясняется выраженной ролью последних в патогенезе стафилококковой инфекции. В частности, интерфероны повышают функциональную активность макрофагов и устойчивость эукариотических клеток к токсинам стафилококков . Интерферон также ингибирует пролиферацию Т-лимфоцитов после их стимуляции суперантигенами стафилококков через подавление продукции интерлейкина-2 и угнетение экспрессии рецепторов. В этой связи особое внимание привлекли к себе сообщения об обнаружении феномена прямого антистафилококкового (бактерицидного и бактериостатического) действия препаратов человеческого лейкоцитарного интерферона . В свою очередь у многих микроорганизмов, в том числе представителей рода Staphylococcus, была установлена способность к подавлению подобного антибактериального действия препарата интерферона, так называемая антиинтерфероновая активность . С этих позиций представляется интерес оценить антиинтерфероновую активность (АИА) стафилококков, выделенных со слизистой оболочки носа детей, проживающих в районах с различной экологической нагрузкой, как способность к инактивации бактерицидного компонента человеческого лейкоцитарного интерферона. Это обосновывает интерес к его изучению как одного из свойств, направленных на инактивацию факторов естественной противоинфекционной защиты организма хозяина.

Анализируя полученные данные по изучению антиинтерфероновой активности культур стафилококков, выделенных со слизистой оболочки переднего отдела носа у детей, проживающих в городе Красноярске, установлено, что все изученные культуры в разной степени проявляли антиинтерфероновую активность. В Октябрьском районе преобладали культуры стафилококка с низкой антиинтерфероновой активностью (63,2%), тогда как во втором и третьем районах - с средней АИА (55,8 и 70,2% соответственно). Установлено, что в Кировском районе было зарегистрировано максимальное количество штаммов с высокими значениями АИА (20,9%), в Советском районе количество штаммов стафилококков с высокими значениями АИА незначительно отличалось от предыдущего района - 16,3%, а в Октябрьском районе таких культур не регистрировалось совсем.

Распределение культур стафилококков по АИА, выделенных от детей, проживающих в Октябрьском районе, выглядело следующим образом: отсутствие АИА - 31,5%; низкие значения АИА (1-2 усл.ед.) - 63,2%; средняя активность - 5,3% и высокая АИА - 0 культур. Для Кировского и Советского районов эти показатели составили: 8,1%, 15,2, 55,8 и 20,9, 2,9, 10,6, 70,2, 16,3% соответственно.

Таким образом, антиинтерфероновая активность культур стафилококка, выделенных со слизистой оболочки носа детей, проживающих в Кировском и Советском районах, была выше, чем в Октябрьском. Это положение нашло подтверждение при сравнении усредненных показателей АИА для оцениваемых популяций S. aureus. Так, среднее значение признака у стафилококков, колонизирующих слизистые оболочки носа детей, проживающих в Октябрьском районе, было определено как 1,2±0,94 усл. ед., что было достоверно ниже, чем в Кировском и Советском районах, и равнялось 5,1±2,15 (2-й район) и 5,3±1,70 (3-й район) (р<0,05).

Возможность стафилококков обезвреживать гуморальный фактор иммунологической защиты - систему комплемента и его отдельных компонентов — определяется рядом авторов как антикомплементарная активность . Данное свойство бактерий предположительно связано с особенностями липополисахаридов клеточной стенки, их экранированием, присутствием специализированных антикомплементарных белков на ней. Значительную роль в антикомплементарном действии S. aureus может играть декомплементирующий антиген, выделяемый микроорганизмами во внешнюю среду и вызывающий быстрое и эффективное истощение начальных компонентов системы комплемента (до С5 включительно) без вовлечения в этот процесс терминальных С7-С9 компонентов .

При оценке антикомплементарной активности (АКА) культур стафилококков выявлено, что 10,5% культур на слизистой оболочке переднего отдела носа здоровых детей, проживающих в Октябрьском районе, не обладали данной активностью. Штаммов с высокой антикомплементарной активностью среди данных культур также не обнаружено. Большинство из исследуемых культур (68,5%) давали низкую и только 21,0% - умеренную антикомплементарную активность.

Наибольшее число культур с высоким показателем АКА зарегистрировано в Кировском районе (12,9%), в Советском районе таких штаммов было меньше (6,7%). В Кировском районе количество культур с минимальным значением АКА составило 34,8%, со средними показателями - 52,3%, тогда как в Советском районе их обнаружено 52,8 и 40,5% соответственно. Среднепопуляционная АКА изученных культур стафилококка была низкой и не превышала 10 усл. ед., составляя в Октябрьском районе 5,5±1,79 усл. ед., в Кировском и Советском районах - 9,5±2,07 усл. ед. и 8,03±3,01 усл. ед. соответственно (рис.).

Антикомплементарная активность культур S. aureus, выделенных от детей, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой

Заключение

Полученные результаты изучения персистентных свойств (антилизоцимная, антиинтерфероновая и антикомплементарная активности) показали, что золотистые стафилококки, колонизирующие слизистые оболочки переднего отдела носа детей, проживающих в Кировском и Советском районах Красноярска, имели более высокие персистентные показатели, чем выделенные от детей, проживающих в Октябрьском районе, что подтверждено наличием статистически достоверных различий в анализируемых параметрах. Вместе с тем показатели факторов персистенции изученных культур стафилококков, выделенных у детей из Кировского и Советского районов, отличались между собой только по уровню антикомплементарной активности.

Библиографическая ссылка

Гребенникова В.В., Бакшеева С.С., Сергеева И.В. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО ПЕРСИСТИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В РАЗНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 6.;
URL: http://сайт/ru/article/view?id=25667 (дата обращения: 19.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»