Вплив фізичних, хімічних та біологічних факторів на мікроорганізми. Стерилізація, методи та засоби стерилізації. Контроль ефективності стерилізації. Асептика. Антисептика.

Методи мікробної деконтамінації: стерилізація, дезінфекція, антисептика та асептика.
Стерилізація(від лат. sterilis ~ безплідний, вільний від бактерій) - повне знищення вегетативних і спорових форм усіх мікроорганізмів на предметах, матеріалах, у живильних середовищах.
Стерилізують інструменти, перев'язочний і шовний матеріал, операційну білизну, лікарські препарати. У мікробіологічних лабораторіях - живильні середовища, пробірки, піпетки, колби, чашки Петрі тощо.
Оброблення інструментів: 1. прополіскують у проточній воді, 2. замочують у миючому розчині 15 хв, 3. миють у тому ж розчині 0,5-1 хв, 4. прополіскують проточною і дистильованою водою, 5. висушують у сухожаровій шафі при 80-85 °С до повного зникнення вологи.
Пробірки, флакони, колби закривають ватними пробками. Пробірки загортають у папір по 25-30 штук, а чашки Петрі - по 4-5 штук або вміщують у стерилізаційні коробки (бікси). Пастерівські й градуйовані піпетки з широкого кінця затикають ватою, обгортають папером або вміщують у картонні чи металеві пенали по 10-15 штук. Живильні середовища в колбах, флаконах, пробірках закривають пробками.
Видистерилізації: а) високою температурою; б) механічна (холодна); в) хімічними речовинами і газами.
Стерилізація високою температурою. Ефективність характеризується показником D - часом, який необхідний при даній температурі, щоб отримати десятикратне зменшення популяції бактерій (на 90 %). Величина вимірюється, як правило, у хвилинах.
Прожарювання в полум'ї пальника – бактерійні петлі, пінцети, предметні й покривні скельця.
Кип'ятіння – 40 хв у спеціальних стерилізаторах – хірургічні інструменти, шприци, голки, гумові трубки. Для ? to кипіння й усунення жорсткості води – 1 % бікарбонатунатрію. Не забезпечує повної стерилізації(деякі види виживають/клостридії.
Сухим жаром (сухожарова шафа) 160 °С, 120-150 хв/180 °С, 45-60 хв(після досягнення заданої температури). Стерилізують скляний посуд. Перевага – не пошкоджується скло, не відбувається корозії металевих інструментів. Використовують для стерилізації термостійких порошків, інших речовин. Недоліки – достатньо тривалий строк стерилізації, відбувається обвуглювання і загоряння ватних пробок, паперу, в який загорнутий посуд.
Парою під тиском - повне знищення бактерій та спор. Досягається дією пари, to якої під тиском вища, ніж при кип'ятінні. Автоклавування. Більш ефективна, ніж дія сухого жару.
Автоклави відрізняються: розміри, форма, розташування (вертикальні/горизонтальні), з ручним керуванням/напівавтоматичні/автоматичні.
Конструктивно автоклав – двостінний міцний металевий котел циліндричної форми з кришкою(герметично закривається). Внутрішня частина – стерилізаційна камера(для матеріалу). Кран для виходу повітря і манометр (визначає робочий тиск пари в камері) із запобіжним клапаном (виходу надлишку пари, щоб не розірвало). Дистильовану воду в водопарову камеру заливають через лійку, стежать за її рівнем – водомірна трубка. Пара ? водопарова камера ? стерилізаційна камера(отвори в верхній частині). Сучасні автоклави мають манометри і автоматичні регулятори включення і відключення струму, тримаючи заданий тиск, задану to всередині автоклава.
Правила роботи з автоклавом
1. Перед початком роботи – ретельно оглянути автоклав (контрольно-вимірювальну апаратуру, перевірити пружність резинової прокладки, кріплення кришки стерилізаційної камери).
2. Через лійку до рівня відмітки на водомірній трубці залити дистильовану воду і закрити кран.
3. Матеріал вміщують у стерилізаційну камеру, закривають герметично кришкою автоклава. Предмети не розташовують в автоклаві дуже тісно – між ним повинна проходити пара.
4. Відкривають кран, який з'єднує стерилізаційну камеру з оточуючим середовищем, і включають електричний нагрів.
5. Після початку процесу утворення пари, видаляють повітря із стерилізаційної камери – пару і конденсат відводять у спеціальну посудину з водою або в каналізацію. Чисту пару протягом 10 хв пропускають через камеру, потім закривають паровідвідний кран.
6. Доводять тиск пари до рівня, якого вимагає режим стерилізації. Для цього враховують співвідношення показників тиску манометра і температури кипіння води.
7. По завершенні С – відключають. Тиск поступово падає і зрівнюється з атмосферним. Тоді відкривають випускний кран і поступово випускають надлишок пари у посудину з водою.
В автоклаві при 120 °С протягом 20 хв стерилізують прості живильні середовища (МПБ, МПА), ізотонічні розчини, білизну, перев'язочний матеріал, при 134 °С - заразні матеріали, відпрацьовані культури бактерій протягом 40 хв. Середовища з вуглеводами не витримують такої обробки, оскільки вони карамелізуються, у зв'язку з чим їх стерилізують текучою парою.

Текучою парою (100 °С) проводиться в автоклаві з незагвинченою кришкою. При нагріванні пара проникає між вкладеними об'єктами й стерилізує їх. Таким способом обробляють середовища з вуглеводами. Одноразова дія пари не вбиває спори, застосовують дробну стерилізацію—3 дні підряд по 30 хв. Спори, які не загинули, проростають до наступного дня у вегетативні клітини й гинуть при другій і третій обробці.
Для речовин, які не витримують 100 °С (білкові рідини, вітаміни, деякі ліки) – тиндалізація – на водяній бані 58-60 °С протягом години 5-6 днів підряд.
Пастеризація – одноразове прогрівання матеріалу до температури нижче 100 °С, знищення вегетативних форм мікроорганізмів. Спори живі. Мікроорганізми, що залишились, помітно ослабленими. Широко використовують у харчовій промисловості. Термічну обробку молока, пива, вина, різних соків при 70 °С протягом 30 хв або при 80 °С - 5-10 хв. Пастеризовані продукти зберігаються на холоді.
Згортання (ущільнення) сироватки і яєчних середовищ з одночасною їх стерилізацією проводять у спеціальних згортувачах Коха з електричним підігрівом. Асептично приготовлені сироватки та яєчні середовища у нахиленому положенні прогрівають однократно при 80-90 °С одну годину. При підозрі на мікробну контамінацію їх прогрівають при тій же температурі три дні підряд.
Механічніметоди. Не руйнують субстрати. Рідкі середовища і рідини(містять білки, вітаміни, антибіотики, вуглеводи, леткі речовини тощо). Застосовують для очищення бактеріальних токсинів, бактеріофагів від мікроорганізмів. Менш надійний метод.
Механічна (холодна) стерилізація – фільтрування через дрібнопористі антибактеріальні чи антивірусні фільтри. Їх створюють із спеціальних матеріалів, пронизаних порами, які мають різну форму та йдуть через фільтр звивисто. Фільтри можна виготовляти із позитивно зарядженого матеріалу, тоді бактерії, що несуть на поверхні негативний заряд ще й взаємодіють з ним електростатично, а не тільки механічно внаслідок різного діаметру бактерій і пор. Для перевірки якості фільтрів, використовують дрібні тест-мікроорганізми (Serratiamarcescensабо Pseudomonasaeruginosa). Фільтрат висівають на живильне середовище і витримують при оптимальній температурі протягом 5 днів. При відсутності росту тест-бактерій можна застосовувати фільтр для стерилізації.
Мембранні або колоїдні фільтри, які виготовляють із нітроцелюлози, представляють собою диски діаметром до 3 5 мм.
Фільтри Зейтца – пластини (диски або квадрати) товщиною 4-6 мм(суміші азбесту і целюлози).
Недоліки: 1. можливе забруднення фільтратів сторонніми речовинами, які попадають у нього з фільтра (луги, солі лужних металів, волокна азбесту), 2. азбест внаслідок свого негативного заряду зв'язує деякі речовини з рідини, що фільтрується. Крім того, слід ретельно перевіряти фільтри перед роботою, щоб не використовувати ті, які мають механічну деформацію (тріщини, надломи тощо).
Свічки Шамберлана – із каоліну й кварцового піску та надають форми циліндра, закритого з одного кінця. Величина пор позначається L1-L13. Фільтри L5-L13 – антибактеріальні.
Свічки Беркефельда – з інфузорної землі (діатоміту або кізельгуру). За зовнішнім виглядом вони подібні до циліндрів, замкнутих з одного з кінців. Свічки маркують літерами V, N і W, що відповідає діаметру пор в межах відповідно 8-12, 5-7 і 3-4 мкм.
Фільтри із скла „Пірекс" у вигляді двошарових дисків. Поділяють фільтри за розміром пор на три основних типи: С, М і Р. Розмір пор у них відповідно становить понад 1,7, від 1 до 1,7 і менше 1 мкм.
Перед роботою фільтр закріпляють у спеціальному тримачі. Зокрема, азбестові пластинки вміщують між циліндричною й опорною частиною металевого корпусу апарата Зейтца. Обидві частини з'єднують гвинтами. Зібраний фільтр вставляють у гумовий корок колби Бунзена з боковим відростком. Повністю вмонтований фільтр загортають у папір і стерилізують в автоклаві. Рідину для фільтрування наливають у металевий циліндр, з'єднують боковий відросток колби з вакуумним насосом, щоб створити вакуум у колбі й прискорити фільтрування. Фільтрат у колбі буде стерильним.
Хімічнийспосіб – вироби з гумових і полімерних матеріалів – 6 % розчин перекису водню, в який занурюють вироби на 6 год при 18 °С і на 3 год при 50 °С. Можна застосувати розчин дексона з експозицією 45 хв при 18 °С. Після закінчення С вироби двічі прополіскують у стерильній дистильованій воді, кожного разу змінюючи її, та переносять корнцангом у стерильний бікс.
Інструменти для ендоскопії й автоматичні піпетки можна також стерилізувати спиртом.
Газовийметод (ГМ) – парами формальдегіду, хлороформу, ?-пропіолактону, окисом етилену, окисом пропілену, метилброміду, озоном – знезараження ендоскопічних інструментів, апаратів для штучного кровообігу, радіоелектронного обладнання, пластмасових виробів, кетгуту тощо. Ефективною зарекомендувала себе суміш окису етилену і бромистого метилу в співвідношенні 1:1,44. Для ГМ використовують спеціальні щільні камери, які герметично закриваються. Для кожного діючого фактора розроблено свої режими стерилізації. Після завершення процедури газова суміш викачується з камери і замінюється стерильним повітрям. Предметами, які було простерилізовано вказаним способом, рекомендується користуватись не раніше, ніж через 24 год – щоб видалився весь газ.
Застосовують різні типи опромінення. У практиці використовуються для цього електрони, гамма-промені, ультрафіолетові промені, радіочастотне опромінення.
Електронні прискорювачі дозволяють фокусувати електрони у вузький спрямований пучок високої потужності. Використовують для стерилізації в промислових масштабах хірургічного перев'язочного і шовного матеріалів на етапі виробництва. Недолік – низька проникність променів.
До гамма-опромінення чутливі вегетативні та спорові форми різноманітних бактерій, грибів, дріжджів, віруси. Опромінення потужністю 2,5 Мрад – знезараження антибіотиків, вітамінів, гормонів, пластмасового одноразового устаткування (чашок Петрі, шприців), хірургічного перев'язочного та шовного матеріалів тощо.
Ультрафіолетове опромінення – знешкодження бактерій в повітрі операційних, палат, боксів, мікробіологічних лабораторій тощо – бактерицидні лампи різної потужності – БУВ-15, БУВ-30 та ін. Мікроби можуть бути захищені численними органічними речовинами, пилом та іншими факторами. Вегетативні форми бактерій у 3-10 разів більш чутливі до УФО, ніж спори.
Методи радіочастотного опромінення інтенсивно розробляють. Складність – небезпека для обслуговуючого персоналу (перешкоди систем зв'язку, різна часта опромінення).
Для перевірки ефективності стерилізації, надійності роботи автоклавів застосовують хімічний та біологічний контроль. Відомі хімічні речовини з певною температурою плавлення: бензонафтол - 110 °С, антипірин -115 °С, сірка -119 °С, бензойна кислота - 120-122 °С, манноза і сечовина - 132-133 °С. Саме при таких температурах найчастіше здійснюють стерилізацію. Хімічні речовини вміщують у скляні трубки, додають невелику кількість анілінового барвника (сафранін, фуксин або метиленовий синій), запаюють і кладуть між об'єктами, що стерилізуються. Рівномірне забарвлення препарату в колір барвника в трубці свідчить про належну температуру в автоклаві, а отже й надійність стерилізації. Для біологічного контролю стерилізації в автоклав вміщують спеціальні біотести - смужки фільтрувального паперу, марлі тощо, на яких знаходяться спори бактерій з відомою термостійкістю, спори відомої чисельності та ін.
Розкладаються в біксах, які підлягають стерилізації. Після завершення циклу в пробірки з смужками заливають живильне середовище та інкубують при оптимальній температурі. Відсутність проростання спор бактерій свідчить про ефективну стерилізацію.

 

16-17. Походження та еволюція мікроорганізмів. Сучасна класифікація прокаріотів. Основні таксони.

Бактерії поряд з археями були одними з перших живих організмів на Землі, з'явившись близько 3,9-3,5 млрд років тому. Еволюційні взаємини між цими групами ще до кінця не вивчені, є як мінімум три основні гіпотези: Н. Пейс передбачає наявність у них спільного предка протобактеріі, Заварзін вважає архей тупиковою гілкою еволюції еубактерій,за третьою гіпотезою археї - перші живі організми, від яких походять бактерії.
Еукаріоти виникли в результаті симбіогенезу з бактеріальних клітин набагато пізніше: близько 1,9-1,3 млрд років тому. Для еволюції бактерій хаактерний яскраво виражений фізіо-біохімічний ухил: при відносній бідності життєвих форм і примітивній будові, вони освоїли практично всі відомі зараз біохімічні процеси.
Найбільш поширеною є класифікація Бергі, в якій царство Procaryote ділиться на 4 розділи:
1) Gracilicutes (тонка стінка)
2) Firmicutes (товста стінка)
3) Tenericutes (позбавлені стінки)
4) Mendosicutes (є дефекти клітинної стінки)
Відповідно до нового кодексу номенклатури бактерій запроваджено такі міжнародні класифікаційні категорії царства Procaryote: Розділ – Клас – Порядок – Родина – Рід – Вид. Основною номенклатурною одиницею є вид.
Основні принципи систематики: геносистематика ( визначення подібності і відмінності ДНК бактерій) + числова таксономія (визначає спорідненість між мікроорганізмами за подібністю численних характеристик) + класичні методи (враховують морфологію, біохімію, фізіологію та інші властивості бактеріальної клітини)
В основі сучасної класифікації мікроорганізмів лежить розташуваня їх за таксонами на основі схожості споріднених ознак.
Характеристика виду:1) спільне походження 2) пристосованість до певного середовища життя 3) подібність обміну речовин та характеру міжвидових відношень 4) наявність подібного генетичного апарату, морфологічних та фізіологічних ознак
Інфравидові варіанти ґрунтуються на відмінності за якимсь незначними спадковими властивостями: антигенними – сировар; морфологічними – морфовар; хімічними – хемовар; біохімічними або фізіологічними - бровар; патогенністю – патовар; відношенні до фагів – фаговар.

18. Матеріальні основи спадковості мікроорганізмів. Генотип і фенотип. Види мінливості. Не спадкова мінливість.

Генетика мікроорганізмів як вчення про спадковість і мінливості має характерні риси, що відповідають їхній будові й біології. Найбільш вивчена генетика бактерій, характерними рисами яких є малі розміри й більша швидкість розмноження бактеріальної клітини, що дозволяє простежити генетичні зміни протягом невеликого проміжку часу на великій кількості популяцій. Бактеріальна клітина має одинарний набір генів (немає алелей). Хромосома бактерій є полінуклеотидом (два полінуклеотидних ланцюжка ДНК) довжиною 1000 мкм. Вона суперспіралізована й замкнена в кільце: містить від 3000 до 5000 генів. Аналогічно хромосомі в цитоплазмі бактерій розташовуються ковалентно замкнені кільця ДНК, називані плазмідами (нехромосомні фактори спадковості). Маса плазмід значно менше маси хромосом. Хромосома й плазміда здатні до автономного самокопіювання – реплікації, тому їх називають репліконами. Властивості мікроорганізмів, як і будь-яких інших організмів, визначаються їхнім генотипом, тобто сукупністю генів даної особини. Термін «геном» відносно мікроорганізмів – майже синонім поняття «генотип». Фенотип являє собою результат взаємодії між генотипом і навколишнім середовищем, тобто прояв генотипу в конкретних умовах проживання. Фенотип мікроорганізмів хоча й залежить від навколишнього середовища, але контролюється генотипом, тому що характер і ступінь можливих для даної клітини фенотипових змін визначаються набором генів, кожний з яких представлений певною ділянкою молекули ДНК. В основі мінливості лежить або зміна реакції генотипу на фактори навколишнього середовища, або зміна самого генотипу в результаті мутації генів або їх рекомбінації. У зв'язку із цим фенотипову мінливість підрозділяють на спадкову й неспадкову. Неспадкоємна (середовищна, модифікаційна) мінливість обумовлена впливом в- та позаклітинних факторів на прояв генотипу. При усуненні фактора, що викликав модифікацію, дані зміни зникають. Спадкоємна (генотипова) мінливість, пов'язана з мутаціями, – мутаційна мінливість. Основу мутації становлять зміни послідовності нуклеотидів у ДНК, повна або часткова їхня втрата, тобто відбувається структурна перебудова генів, що проявляється фенотипово у вигляді зміненого ознаки. Спадкоємна мінливість, пов'язана з рекомбінаціями, називається рекомбінаційною мінливістю.
Розрізняють два види мінливості мікроорганізмів: неспадкову або модифікаційну та спадкову або генотипну.
Модифікаційна мінливість полягає у зміні різноманітних властивостей мікроорганізмів під впливом факторів навколишнього середовища, однак вона не зачіпає генетичний апарат клітини спадково не передається. Вона зумовлюється адаптаційними механізмами бактеріальної клітини, її здатністю призвичаюватись до умов довкілля за рахунок активації генів, які перебувають у “німому” стані.
Підлягають модифікаціям найрізноманітніші властивості бактерій. Досліджено зміни морфологічних ознак внаслідок старіння клітини, появу довгастих, зігнутих паличок вульгарного протею під впливом фенолу (рис. 5.5), зміну морфології холерного вібріона в результаті дії гліцерину. Під впливом пеніциліну, лізоциму, специфічних імунних сироваток грампозитивні та грамнегативні бактерії можуть втрачати свою клітинну стінку, перетворюючись у L-форми. Клітина при цьому втрачає свою типову морфологію, набуває кулястої форми, в ній можуть з’являтись дрібні зерна, вакуолі. Після припинення дії агента вони набувають звичного виду (рис. 5.6).
Отже, модифікаційні зміни нетривалі, характеризують ступінь пристосування бактерій до нових умов існування, вони є нормою реакції клітини, засвідчуючи потенційну здатність генотипу реагувати на змінені умови існування.
При генотипніймінливості мікроорганізмів різноманітні ознаки бактерій успадковуються та передаються нащадкам. Вона може розвиватись внаслідок мутацій та рекомбінацій.

 

Хіміотерапія та хіміотерапевтичні препарати. Хіміотерпевтичний індекс. Механізм антибактеріальної дії сульфаніламідів. Роль П.Ерліха та Г.Догмагка у розвитку вчення про хіміотерапію.

Хіміотерапія – використання протимікробних препаратів для лікування інфекційних захворювань та хіміопрепаратів – для лікування злоякісних пухлин.

Хіміотерапевтичний індекс – співвідношення максимальної переносимої дози до мінімальної терапевтичної.

ХІМІОТЕРАПЕВТИЧНІ ПРЕПАРАТИ— ЛП рослинного та синтетичного походження, які використовують для лікування пацієнтів з інфекційними та онкологічними захворюваннями. До Х.п. належать антибіотики сульфаніламідні , протитуберкульозні, антигельмінтні, протигрибкові, противірусні.

Сульфаніламідні препарати — перші хіміотерапевтичні протибактеріальні засоби широкого спектру дії — є похідними аміду сульфанілової кислоти.

Механізм хіміотерапевтичної дії сульфаніламідних препаратів грунтується на спільній структурі їх з пара- амінобензой-ною кислотою (ПАБК), завдяки чому вони, конкуруючи з нею, залучаються до метаболізму бактерій. Шляхом конкуренції з ПАБК сульфаніламіди перешкоджають використанню її мікроорганізмами для синтезу кислоти дигідрофолієвої.На сьогодні синтезовано понад 15 000 похідних сульфанілової кислоти, з яких близько 40 впроваджено в медичну практику як антибактеріальні засоби.

Г. Домагк дослідив «червону фарбу», що синтезували німецькі хіміки. Він показав, що червона фарба виявляє виражену протимікробну дію у мишей, заражених гемолітичним стрептококом. Фарба отримала назву Проптозил. Домагк нагороджений Нобелівською премією.Ерліх встановив факт придбання мікроорганізмами стійкості до хіміотерапевтичних препаратів. Світову славу Ерліху приніс розроблений ним «препарат 606» (сальварсан), який виявився високоефективним при лікуванні сифілісу. Працював над проблемою злоякісних пухлин.

Хіміотерапевтичні засоби можна класифікувати за багатьма ознаками: походженням (неорганічні, біоорганічні речовини та їх синтетичні аналоги, органічні речовини абіогенної природи), хімічною будовою, спрямованістю дії (протибактеріальні, протигрибкові, противірусні, протипаразитарні), метою застосування (профілактичні, терапевтичні, багатоцільові та ін.), механізмом дії. Останні надзвичайно різноманітні і залежать від хімічної природи діючої речовини. Препарати спричиняють деструктивні ефекти, окислювальну, мембраноатакуючу, антиметаболічну, антиферментну та іншу дію. Залежно від кінцевого наслідку впливу на бактерії, їх поділяють на препарати з бактеріостатичним (гальмування росту та розмножненння) та бактерицидним (загибель мікробів) типом дії.

Сульфаніламідніпрепарати - похідні сульфанілової кислоти. Вони мають високу хіміотерапевтичну та антисептичну активність. Механізм їх дії зумовлений хімічною подібністю до параамінобензойної кислоти, котра як кофермент входить до складу важливих бактеріальних ферментів. Таким чином, сульфаніламіди конкурують з нею за участь у метаболічних реакціях. Препарати цієї групи добре зарекомендували себе при лікуванні хвороб, які викликають грампозитивні та грамнегативні бактерії, - ангіни, пневмонії, бешиха, дизентерія, газова анаеробна інфекція, венеричні захворювання тощо. Широко використовують сульфадимезин, сульфапіридазин, фталазол, сульгін, сульфацилнатрій, сульфадиметоксин, бісептол та інші.

Особливу групу складають противірусні (антисептичні та хіміотерапевтичні) препарати. Вони здатні знищувати і пригнічувати віруси. Антивірусну активність мають акрифлавін, хлоркрезол, хлоргексидин, етиловий спирт, сполуки йоду, перекис водню. З метою місцевої терапії вірусних інфекцій використовують мегосин, ридоксол, фарингосепт, флореналь. До специфічних протигрибкових антисептичних засобів належать аміказол, клотримазол, міконазол, мікосептин, нітрофунгін, ріодоксол, фукорцин та інші. Вони ефективні при багатьох інфекціях, які викликаються грибками Epidermophyton, Trichophyton, Microsporum та іншими. Крім них, протигрибкову дію мають антисептики широкого спектру дії: хлоргексидин, хлорезол, 8-оксихінолінові препарати, хлорамін, нітроксолін тощо. Для лікування захворювань протозойної етіології (лямбіоз, балантидіаз, трихомоноз, амебіаз, лейшманіоз) використовують ваготил, інтестопан, фуразолідон, акрихін, метронідазол, трихомонацид, осарсол, вісмуту нітрит, дерматол та ін.

 

Явище антагонізму мікробів. Роль вітчизняних мікробіологів у розвитку вчення про антагонізм мікробів. Антибіотики, характеристика, принципиодержання, одиницівиміру. Класифікація за механізмом дії на мікроорганізми.

Антагонізм мікробний - пригнічення життєдіяльності одного мікроба іншим. Одна з форм взаємин мікробів в асоціаціях. Антагонізм мікробний є принциповою основою одержання і застосування антибіотиків. Антагонізм мікробів широко використовується у ветеринарії для профілактики і лікування різних хвороб, головним чином шлунково-кишкових. Наприклад, багато штамів кишкової палички здатні привокувати розвиток і знищувати стрептококів, стафілококів, сибіреязвенних паличок, сальмонел, збудників злоякісного набряку туберкульозу.

В одних випадках під впливом антагоністів мікроби перестають рости і розмножуватися, в інші - клітини їх лізуються, розчиняються, у третіх - гальмуються або зупиняються біохімічні процеси усередині клітин, наприклад дихання, синтез амінокислот. Найбільш різко антагонізм виявляється в актиноміцетів, бактерій і грибів. Синьогнойна паличка активно пригнічує паличку чуми; актиноміцети, що виділяють нистатин, пригнічують ріст дріжджових організмів.

Механізми антагонізму:

- конкуренція за поживний субстрат (різна швидкість росту)

- виділення мікробами-антагоністами кислот, спиртів, лугів

- виділення мікробами-антагоністами антибіотиків та бактеріоцинів

- хижацтво

Антибіотиками (anti - проти, bios - життя) називають речовини мікробного, рослинного або тваринного походження, їх напівсинтетичні та синтетичні аналоги і похідні, що вибірково пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів, вірусів, найпростіших, грибів, а також затримують ріст пухлин.
Антибіотикам притаманна висока біологічна активність. Вони спричиняють біологічний ефект у дуже малих кількостях (наприклад, пеніцилін викликає виражену бактерицидну дію на бактерії у концентрації 0,000001 г/мл). Вони мають високу вибіркову специфічність, оскільки проявляють свою дію тільки відповідно до певних груп організмів, не завдаючи шкоди іншим. Так, бензилпеніцилін затримує ріст грампозитивних бактерій (стафілококів, стрептококів) і практично не впливає на грамнегативні мікроби, гриби.
Біологічну активність антибіотиків оцінюють в умовних одиницях, які містяться в 1 мл розчину (од/мл) або в 1 мг препарату (од/мг). У таких антибіотиків, як еритроміцин, новобіоцин, ністатин, трихоцетин та ін. одна одиниця активності еквівалентна 1 мкг препарату. За одиницю антибіотичної активності пеніциліну приймають мінімальну кількість препарату, здатну затримувати ріст штаму Staphylococcus aureus 209 у 50 мл поживного бульйону, для стрептоміцину - мінімальну кількість антибіотика, який інгібує ріст E. coli в 1 мл поживного бульйону.
Сьогодні описано понад 6000 антибіотичних речовин.Антибіотики – хіміотерапевтичні препарати біологічного походження, які здатні в низьких концентраціях вибірково вбивати мікроби або клітини злоякісних клітин або затримувати ріст злоякісних утворень.

Процес отримання антибіотика включає в себе чотири основні стадії: отримання відповідного штаму - продуцента антибіотика, придатного для промислового виробництва; біосинтез антибіотика; виділення і очищення антибіотика; концентрування, стабілізація антибіотика та отримання готового продукту.Вимоги до антибіотиків: висока активність проти мікробів, мінімальна токсичність, розчинність, хороший розподіл в організмі, легке виведення, відсутність алергенності, якомога повільніший розвиток лікарської стійкості у мікробів.

За механізмом біологічної дії препарати можуть виступати як специфічні інгібітори синтезу клітинної стінки мікробів (бета-лактамні антибіотики, циклосерин, група ванкоміцина, бацитрацин). Окремі з них порушують молекулярну організацію і функцію клітинних мембран (поліміксини, полієни, граміцидини); пригнічують синтез білка на рівні рибосом (левоміцетин, макроліди, лінкоміцин, фузидин, тетрацикліни, аміноглікозиди). Інші антибіотики можуть бути інгібіторами синтезу РНК на рівні РНК-полімерази (ріфампіцини); РНК на рівні ДНК матриці (актиноміцини, група ауреолової кислоти); ДНК на рівні ДНК-матриці (мітоміцин С, антрацикліни, брунеоміцин, блеоміцин). Є й такі препарати, які пригнічують процеси дихання (антиміцини, олігоміцини, піоцианін); окисного фосфорилювання (валіноміцин, граміцидини, коліцини, олігоміцин, тироцидин). За спектром біологічної дії виділяють антибіотики вузького спектру, активні переважно проти грампозитивних мікроорганізмів і широкого спектру, ефективні проти багатьох грампозитивних і грамнегативних бактерій. За типом протимікробної активності їх поділяють на бактерицидні (пеніциліни, стрептоміцин, цефалоспорини, поліміксини) та бактеріостатичні (тетрацикліни, левоміцетин, антибіотики-макроліди).

 

Лікарська стійкість мікробів, механізм утворення стійких форм. Методи визначення чутливості мікробів до антибіотиків. Мінімальна пригнічувальна (МПК) та мінімальна бактерицидна (МБК) концентрації. Практичне значення. Принципи боротьби з лікарськоюстійкістюмікроорганізмів.

Під стійкістю розуміють здатність мо переносити більші концентрації препарату порівняно з іншими мо даного виду,або ж розвиватися при таких концентраціях,які перевищують терапевтичну дозу.

Механізм утворення стійких форм.

-перетворення активної форми антибіотика в неактивну шляхом ферментативної інактивації та модифікації.

-втрата проникності клітинної стінки для певного хіміотерапевтичного засобу

-порушенням в системі специфічного транспорту певного препарата в бактеріальну клітину

-кодування резистентності у хромосомному апараті або у плазмідах

Методи визначення чутливості мікробів:

1.Дифузійні методи:

-метод лунок-у чашки Петрі газоном засівають мікробну культуру.В агарі пробивають лунки і вносять 0,1 мл досліджуваного препарату і інкубують 18 год. при 37С.Проводять вимірювання діаметру зони пригнічення росту для кожного препарату.

-метод дисків-сіять досліджувану культуру, на агар наносять диски,просочені антимікробними препаратами,інкубують при 37С.Проводять визначення діаметру зон затримки росту та порівнюють іх з зазначеними в інструкціях.

2.Методи серійних розведень:

рідке середовище-у пробірках готують серію подвійних розведень препарату на рідкому поживному середовищі.У кожну пробірку вносять по 0,05 мл фіз. розчину, що містить 106 /мл мікробних клітин.Інкубують 18-20 год при 37С.Результати враховують за помутнінням середовища,порівнюючи з контролем.

щільне середовище-готують подвійні серійні розведення препарату,потім вносять по 1 мл кожного розведення у пробірки,що містять по 4 мл розплавленого і охолодженого (45С)агару.Агар засівають тест-культурою бактерій. Суміш вносять до чашок Петрі,пробірки скошують та інкубують.Досліджують МПК.

За результатами визначають:

Мінімільна пригнічувальна концентрація-відповідає найбільшому розведенню препарату,що гальмує ріст тест-культури.

Мінімальна бактерицидна концентрація-визначається внесенням у контрольні пробірки з рідким поживним середовищем по 0,01 мл середовища з кожної пробірки ряду розведень.Після інкубації(18-20 год)виявляють найменшу дозу препарату,щ надає бактерицидний ефект.

Боротьба з лікарсько-стійкими бактеріями проводиться різними шляхами. До них відносяться систематичне отримання нових хіміотерапевтичних препаратів, які відрізняються від існуючих механізмом антибактеріальної дії. Перспективним напрямком є хімічна модифікація відомих антибіотиків із захищеними активними групами, стійкими до бактеріальних ферментів. Крім того, проводяться дослідження з вишукування інгібіторів, що пригнічують активність бактеріальних ферментів, а також препаратів, що перешкоджають адгезії бактерій на клітинах макроорганізму.

 

Інфекція. Фактори, що зумовлюють виникнення інфекційного процесу. Роль мікроорганізмів в інфекційному процесі. Патогенність, вірулентність, одиниці виміру, методи визначення. Фактори патогенності мікроорганізмів, їх характеристика.

Інфекція – сукупність біологічних процесів, що відбуваються в макроорганізмі при проникненні в нього патогенних агентів незалежно від того, спричинить це розвиток патологічного процесу чи призведе тільки до носійства збудника. В широкому сенсі часто під терміном «інфекція» розуміють сукупність патологічних, адаптаційно-пристосувальних і репаративних реакцій організму, що виникають у результаті його конкурентної взаємодії з патогенними й за певних умов потенційно-патогенними вірусами, бактеріями й грибами.

Інфекційні хвороби характеризуються:

• певною етіологією (патогенний мікроб або його токсини),

• заразливістю, нерідко — схильністю до широкого епідемічного розповсюдження,

• циклічністю перебігу,

• формуванням імунітету.

Фактори, що обумовлюють виникнення:

- наявність патогенного мікроорганізму

- проникнення його у сприйнятливий макроорганізм

- певні умови середовища, в якому відбувається взаємодія мікро та макроорганізму.

Властивості мікроорганізму, здатного викликати інфекційний процес, визначаються його патогенністю та вірулентністю.

Патогенність (від грец. pathos — страждання та грец. genes — народження) — це здатність мікроорганізму спричиняти інфекційний процес та інфекційне захворювання. Патогенність є видовою ознакою, яка виникла та затвердилась у мікроорганізмів в процесі еволюції.

Ступінь патогенності одного і того ж мікроба при тривалому впливі на нього різних умов зовнішнього середовища може змінюватися. Цей ступінь або міру патогенності прийнято називати вірулентністю.Вірулентність (лат. virulentus — отруйний) — міра або ступінь патогенності. На відміну від патогенності вона не є видовою ознакою, а притаманна конкретному штаму того чи іншого збудника. Вірулентність може змінюватися в залежності багатьох факторів, що мають впалив на мікро- або макроорганізм. Одиниці вірулентності: Dlm – найменша доза збудника, яка спричиняє загибель 80% віповіних лабораторних тварин; Dcl – доза, що призводить до загибелі100% узятих для досліду тварин; LD50 – доза, що вбиває половину заражених тварин.Для виникнення та підтримки інфекційного процесу мікроорганізми повинні проникнути у сприятливий організм, де його зустрічають ряд захисних факторів, що здійснюють супротив руйнівної дії мікробу. Для подолання цих факторів патогенні мікроорганізми мають фактори патогенності. До основних факторів патогенності належить:

• адгезивність (лат. adhaesio — прилипання) — здатність мікроорганізму закріплюватися на поверхні клітин;

• колонізація;

• інвазивність — здатність проникати та розповсюджуватися в макроорганізмі, реалізується через ферменти патогенності (гіалуронідаза, фібринолізин, нейрамінідаза тощо.);

• агресивність — здатність мікробів жити, розмножуватися, розповсюджуватися в організмі та протидіяти захисним факторам організму;

• токсиноутворення;

Екзотоксини	Ендотоксини
Складаються з білкових речовин	Складаються з полісахаридних сполук
Легко декретують з клітини у навкол середовище	Міцно зв’язані з тілом бактеріальної клітини
Високотоксичні	Менш токсичні
Термолабільні	Термостабільні

•

• стійкість до дії захисних факторів макроорганізму.

Токсини мікробів (екзо- та ендотоксини). Класифікація екзотоксинів за функціональними властивостями. Властивості та хімічний склад, одержання, вимірювання сили екзотоксинів. Роль в патогенезі та імуногенезі інфекційних захворювань.

 

Екзотоксини	Ендотоксини
Легко секретуються у навколишнє середовище	Зв'язані з бактеріальною клітиною
Високотоксичні,вибірково уражають органи і тканини	Менш токсичні,вибіркова дія виражена слабо
Складаються з білкових речовин,мають властивості ферментів,розщеплюються протеолітичними ферментами	Складаються з гліцидоліпопротеїнових комплексів,гліцидоліпідних і полісахаридних сполук
Термолабільні	Термостабільні
Під впливом формаліну і температури переходять в анатоксини	Під впливом формаліну і температури частково знешкоджуються
Індукують утворення високоактивних антитоксичних антитіл	Викликають утворення антибактеріальних антитіл-аглютинінів,лізинів

Екзотоксини. Екзотоксин називаються отрути, які легко виходять з мікробної клітини в навколишнє середовище.
Екзотоксини характеризуються відносно малою стійкістю, легко руйнуються під впливом нагрівання, дії світла і різних хімічних речовин.

Екзотоксини продукують як грампозитивні, так і грамнегативні бактерії. За своєю хімічною структурою це білки. За механізмом дії екзотоксину на клітку розрізняють кілька типів: цитотоксинів, мембранотоксіни, функціональні блокатори, ексфоліанти і ерітрогеміни. Механізм дії білкових токсинів зводиться до пошкодження життєво важливих процесів в клітині: підвищення проникності мембран, блокади синтезу білка та інших біохімічних процесів у клітині або порушенні взаємодії і взаімокоордінаціі між клітинами. Екзотоксини є сильними антигенами, які і продукують утворення в організмі антитоксинів.За молекулярної організації екзотоксини діляться на дві групи:• екзотоксини складаються з двох фрагментів;• екзотоксини, що становлять єдину поліпептидних ланцюг. Екзотоксини володіють високою токсичністю. Під впливом формаліну і температури екзотоксини втрачають свою токсичність, але зберігають імуногенні властивості. Такі токсини отримали назву анатоксини і застосовуються для профілактики захворювання правця, гангрени, ботулізму, дифтерії, а також використовуються у вигляді антигенів для імунізації тварин з метою отримання анатоксіческіх сироваток.

Характерною властивістю екзотоксинів є їх дія у вкрай малих дозах.

За ступенем зв'язку з бактеріальною клітиною:

1.Клас А-секретуються у навколишнє середовище

2.Клас В-частково зв'язані з клітиною,а частково синтезуються

3.Клас С-пов'язані з бактеріальною клітиною

За дією на лігандні та ефекторні структури:

-гемолізини-руйнують еритроцити

-лейкоцидини-руйнують лейкоцити

-ентеротоксини-епітелій тонкої кишки

-дермонейртоксини-некроз шкірних покривів

-летальний екзотоксин-може викликати смерть

За механізмом дії на клітинні структури:

-функціональні блокатори-холероген,ексфоліатин

-цитотоксини-ентеротоксини

-мембранні токсини

До екзотоксинів належать токсини,які продукують збудники правця,дифтерії,чуми,холери,коклюшу.

Найбільш ефективними препаратами для лікування екзотоксичних інфекцій є антитоксичні сироватки.

 

Фази розвитку інфекційного процесу. Механізми зараження патогенними мікро організмами. Шляхи розповсюдження мікробів в організмі людини. Бактеріємія, токсинемія,сепсис.Періоди інфекційної хвороби.

Механізми:

1)адсорбція віріона на поверхні клітини

2)проникнення віріона або його нуклеїнової кислоти в клітину

3)вивільнення вірусного геному (депротеїнізація)

4)синтез ранніх вірусних білків

5)біосинтез компонентів віріона (нуклеїнова к-та і структурні білки)

6)формування (само складання) віріонів

7)вихід віріонів із клітини

Періоди інфекційної хвороби:

1)інкубаційний (з моменту проникнення патогенного агента до появи перших ознак захворювання)

2)продромальний (розвиваються неспецифічні, спільні для багатьох хвороб ознаки)

3)період основних проявів захворювання (пік інфекційного процесу)

4)період згасання захворювання

5)видужання (реконвалесценція)

Бактеріємія – наявність бактерій в крові. Бактеріємія буває при черевному тифі, паратифах, бруцельозі.

Для виявлення бактеріємії найбільше значення має бактеріологічне дослідження, рідше бактеріоскопія крові.

Токсинемія – стан , зумовлений токсигенними бактеріями (збудники дифтерії, правця, ботулізму, стафілококи)/стан, при якому бактеріальний екзотоксин чи інший токсин циркулює в кровоносній системі і доставляється нею до клітин мішенях.

Бактеріємія може викликати кілька серйозних наслідків. Імунна відповідь на бактерії може викликати сепсис (зараження крові) і септичний шок, з високою ймовірністю смерті.

СЕПСИС (генералізована гнійна інфекція) - загальна важке інфекційне захворювання, що виникає внаслідок поширення інфекції з первинного вогнища у зв'язку з порушенням механізмів місцевого та загального імунітету.

Бактеріємія – наявність бактерій в крові. Бактеріємія буває при черевному тифі, паратифах, бруцельозі.

Для виявлення бактеріємії найбільше значення має бактеріологічне дослідження, рідше бактеріоскопія крові.

Токсинемія – стан , зумовлений токсигенними бактеріями (збудники дифтерії, правця, ботулізму, стафілококи)/стан, при якому бактеріальний екзотоксин чи інший токсин циркулює в кровоносній системі і доставляється нею до клітин мішенях.

Бактеріємія може викликати кілька серйозних наслідків. Імунна відповідь на бактерії може викликати сепсис (зараження крові) і септичний шок, з високою ймовірністю смерті.

СЕПСИС (генералізована гнійна інфекція) - загальна важке інфекційне захворювання, що виникає внаслідок поширення інфекції з первинного вогнища у зв'язку з порушенням механізмів місцевого та загального імунітету.

Розповсюдження:

Бактеріємія – стан, при якому бактерії у ході розвитку інфекційного процесу можуть надходити в кров і розноситись по всьому організму.

Вірусемія – при вірусних захворюваннях.

Септицемія – заселення бактеріями багатьох органів і тканин організму.

Токсинемія - стан, при якому бактеріальний екзотоксин чи інший токсин циркулює в кровоносній системі і доставляється нею до клітин мішенях.

25.Роль макроорганізму в інфекційномупроцесі. Впливнавколишньогосередовища і соніальних умов на виникнення і розвитокінфекційногопроцесу у людини. Персистенціябактерій і вірусів. Форми і типиінфекції (реінфекція, суперінфекція, мікст-інфекція; поняття про рецидив.)

Макроорганізму належить провідна роль у регулюванні і виникненні інфекційного процесу.Резистентність макроорганізму визначається умовами середивища.

До факторів,які знижують резистентність належать: голодування,психічні і фізичні травми,перевтома,переохолодження,перенагрівання.

Голодування призводить до порушення білкового обміну,зменшення активності фагоцитозу,зменшення синтезу антитіл.При енцефаліті,сказі уражується кора ГМ,при ботулізмі-ядра довгастого мозку.

У виникненні інфекційного прцесу велике значення мають: наднирники,загруднинна залоза,кістковий мозок,тимус,лімфатичні вузли,селезінка.

Діти до 6 місяців мають високу стійкість до інфекційних хвороб через слабкий розвиток ЦНС,а також наявності гуморального імунітету,який передався від матері. Діти більш сприйнятливі до кишкових,стрептококових та стафілококових інфекцій.

Роль оточуючого середовища та соціальних факторів.Інфекційний процес залежить від фізичних, хімічних, біологічних, соціальних факторів.

Охолодження та перегрівання знижують резистентність організму до дії патогенних мо,порушують біокаталітичні реакції, послаблюють стійкість до мікробів, знижують активність імунної системи.

Значну роль відіграють УФ-випромінювання та іонізуючі радіації.Вони сприяють активізації умовно-патогенної мікрофлори,розвитку бактеріємій та септицемій.

Особливу небезпечність мають іонізуючі промені,які викликають глибокі зміни в кістковому мозку.

Негативно впливають на людину інтенсивне забруднення навколишнього середовища, незадовільні гігієнічні умови побуту та праці, низький рівень розвитку суспільства.

На сприйнятливість до інфекційних хвороб впливають такі соматичні захворювання: діабет, розлади ендокринних залоз, захворювання нирок, печінки, кровотворної системи.

Персистенція-тривале перебування мікробів в організмі людини,при якому виробляються віруснейтралізуючі антитіла.Персистенція проявляється у формі мікробного носійства, коли мікроб певний час зберігається в організмі, відсутні клінічні симптоми, а мікроб виділяється в оточуюче середовище ( туберкульоз, проказа, бруцельоз, малярія ) ,або не виділяється( сифіліс, токсоплазмоз).

Реінфекція-повторне зараження тим же видом мо після перенесеного захворювання (сифіліс, гонорея).

Суперінфекція-повторне зараження тим же мікробом людини,у якої ще не скінчилось основне захворювання.

Рецидив-повернення симптомів того самого захворювання(малярія,тиф).