- •1. Предмет и задачи микробиологии
- •2 Краткий очерк развития микробиологии. Основоположники науки о микробах. Пастер,Кох,Мечнтков.
- •3 Основные принципы классификации микроорганизмов.
- •4 Формы, размеры и строение микробной клетки
- •5 Движение и распространение микробов
- •6 Процесс спорообразование.
- •7 Бактериофаги
- •Фагоциты
- •Этапы фагоцитоза
- •8. Выброс продуктов деградации.
- •20. Влияние физических факторов на жизнедеятельность микроорганизмов.(температура,влажность,ph)
- •Азотфиксация
- •Нитрификация
- •Аммонификация
- •Денитрификация
- •Ассимиляция
- •Факторы, влияющие на круговорот азота в антропогенных биоценозах
- •36 Роль микроорганизма и других факторов в возникновении развитии инфекционного процесса.
- •Антитела
36 Роль микроорганизма и других факторов в возникновении развитии инфекционного процесса.
Возникновение инфекции и ее развитие во многом зависят от реактивности макроорганизма и условий внешней среды. Проникновение возбудителя в организм не всегда приводит к развитию инфекции. Микробы проникают в организм определенными путями, которые называют входными воротами инфекции. Заразное начало чаще попадает в организм через пищеварительный тракт (с кормом и водой) и органы дыхания. Воротами инфекции могут быть также поврежденная кожа, слизистые глаз, мочеполовые пути.
В организме микробы встречают множество естественных преград: неповрежденные ткани, фунгицидные вещества, выделяемые организмом (лизоцим и др.). Часть из них на пути следования погибает; остаются лишь наиболее приспособленные к новым условиям среды. При такой инфекции, как бешенство, возбудитель (вирус) перемещается к месту локализации по нервной ткани (неврогенный путь); если такую же ткань перерезать, заболевания не произойдет.
В инфекционном процессе ведущая роль принадлежит макроорганизму. Ко многим инфекциям животные имеют естественный (конституциональный) иммунитет. Например, крупный рогатый скот не болеет сапом лошадей, которые, в свою очередь, нечувствительны к чуме свиней, и т.д. В возникновении инфекции не менее важное значение имеют возраст животного, уровень кормления, зоогигиенические и другие факторы.
Факторы, способствующие возникновению инфекции
Возраст. Реактивность молодых животных низка: они малочувствительны к раздражителям, в их организме недостаточно антител. Телята-сосуны до 3-месячного возраста не болеют бруцеллезом, эмфизематозным карбункулом. Поросята до 2-3-месячного возраста редко заболевают рожей. Но имеются и такие инфекции, которые встречаются главным образом у молодняка животных. Так, телята и молодняк некоторых других видов животных сразу же после рождения могут заболевать эшерихиозом (колибактериозом).
Кормление. Большое значение в борьбе организма с инфекцией имеет кормление, которое должно быть не только достаточным, но и доброкачественным (полноценным). Недостаток протеина, витаминов, макро - и микроэлементов отрицательно сказывается на сопротивляемости организма. При этом нарушается обмен веществ, уменьшается количество иммуноглобулинов (антител). Если в рационе недостает витамина А, то в организме нарушаются окислительные процессы, понижается защитная функция кожных и слизистых покровов. При недостатке витаминов группы В наблюдают подавление фагоцитарной активности лейкоцитов, распространение микробов по организму и т.д. Авитаминоз С ведет к повреждению слизистых оболочек и тем самым открывает путь возбудителям болезней. Высокая продуктивность животных иногда понижает резистентность организма, в связи с чем они бывают склонны к заболеванию туберкулезом и другими инфекциями.
Зоогигиенические условия. Повышенная влажность, содержание в воздухе взвешенных частиц корма, образование ядовитых продуктов распада белка (аммиак) и других веществ, плохая вентиляция - все это понижает сопротивляемость организма, открывает "ворота" для возбудителей болезней и способствует поражению органов дыхания, пищеварения, кожи. Чем больше скученность животных, тем вероятнее контакт между ними, а следовательно, выше процент случаев кожных и других заболеваний.
Влияние физических факторов. Резкое изменение температуры, переохлаждение или перегревание организма также понижают его резистентность и создают благоприятные условия для развития патогенных микроорганизмов. Значение температуры в возникновении инфекции можно продемонстрировать на таком примере. Куры обычно не болеют сибирской язвой, так как температура их тела 42°С неблагоприятна для развития возбудителя. Но если организм курицы охладить путем погружения ее конечностей в холодную воду (по Л. Пастеру) и в это же время ввести возбудителя болезни (сибирской язвы), то птица заболеет. Данный пример показывает, что в возникновении и развитии инфекции большую роль играет влияние физических факторов на организм животного
.
37 Виды инфекций, источники и пути их распространения Под словом «инфекция» подразумевается или заражение организма, или наступившее в результате заражения инфекционное заболевание.
Инфекционное заболевание — это процесс, возникающий в результате взаимодействия болезнетворных микробов с восприимчивым организмом в определенных условиях внешней среды.
Болезнетворные микробы обладают рядом свойств, благодаря которым они становятся агрессивными в отношении организма человека. Важнейшей особенностью болезнетворных микробов является их ядовитость (токсичность) для организма, обусловленная выработкой микробами особых веществ, называемых токсинами (см. «Микробные яды»).
На развитие инфекционного процесса (заболевания) влияет качество и количество микробов, попавших в организм, а также реакция организма на внедрение микробов. Важную роль играют также условия жизни, труда, нервные травмы и др.
Виды инфекций. Различают инфекции острые и хронические.
Острые инфекции характеризуются внезапным началом и сравнительно кратковременным течением. Примером может служить заболевание корью, скарлатиной и др.
Хронические инфекции отличаются длительным течением.
Очень часто инфекционное заболевание протекает не всегда типично — отсутствуют характерные признаки болезни (например, может не быть сыпи при сыпном тифе).
В отдельных случаях инфекционная болезнь протекает скрыто, бессимптомно и ее можно обнаружить лишь при помощи лабораторных методов исследования.
Иногда на одно инфекционное заболевание наслаивается другое, например ребенок, больной корью, заболевает дифтерией, и наоборот.
Эпидемический процесс. Процесс распространения инфекции в человеческом коллективе (эпидемический процесс) — сложное явление, слагающееся из взаимодействия трех основных, тесно связанных между собой элементов: источника инфекции, путей передачи и распространения инфекции и восприимчивости к данной инфекции населения.
Источником инфекции может быть не только больной человек, но и здоровый — бактерионоситель, имеющий в своем организме и выделяющий болезнетворные микробы во внешнюю среду.
Пути и способы передачи инфекции могут быть самыми paзнообразными.
Наиболее частый случай передачи инфекции, встречающийся почти при всех инфекционных заболеваниях, — контактно-бытовой. Различают прямой контакт, т. е. передачу инфекции через непосредственное соприкосновение с источником инфекции (уход за больным, поцелуй и т. д.), и непрямой, т. е. передачу инфекции через предметы домашнего и производственного обихода (посуда, мебель, инструмент, белье и т. д.).
Не менее важную роль в распространении инфекций играет передача инфекции через воздух. В одних случаях инфекция передается при помощи выбрасываемых больным в воздух (при разговоре, чихании, кашле) мельчайших капелек из дыхательных путей. Этот способ заражения носит название воздушно-капельного. Таким образом заражаются гриппом, туберкулезом, корью, скарлатиной и другими болезнями.
В других случаях инфекция передается воздушно-пылевым способом, когда попавший в воздух помещения болезнетворный микроб длительное время сохраняется в пыли. При соответствующих условиях (антисанитарное содержание помещения) эти частицы пыли вдыхает здоровый человек. Надо отметить, что воздушно-пылевым способом передаются лишь те инфекции, возбудители которых устойчивы к высушиванию и могут длительное время находиться в пыли помещений (например, тy6eркулезный микроб). При передаче инфекций через воздух большое значение имеет количество микробов. Поэтому все гигиенические мероприятия: вентиляция помещений, своевременная влажная уборка и прочее — являются важнейшим средством общей профилактики инфекций, распространяющихся через воздух.
Одним из способов распространения инфекционных заболеваний является передача инфекции через воду. Через воду могут передаваться брюшной тиф, холера, дизентерия. Это может произойти при питье зараженной воды в тех случаях, когда микробы, выделенные из организма с калом и мочой, попадают в воду или при купании в ней.
Имеется также пищевой способ распространения инфекции. В пищу микробы попадают различными путями: непосредственно через больное животное, от которого получен данный продукт (молоко, зараженное мясо и др.), через человека (больного или бактерионосителя), при приготовлении или обработке продуктов (заражение молока больным человеком или бактерионосителем), или через предметы (мытье посуды зараженной водой, разделка продуктов на загрязненных столах и т. д.).
Инфекция может передаваться также через живых передатчиков. Так, малярия передается через комаров определенного вида, сыпной тиф —через вшей, чума —через блох и пр.
Живые передатчики инфекционных болезней передают инфекцию различным путем. Мухи, например, переносят инфекцию на своих лапках. В то же время микроб сыпного тифа, попадая в тело вши, интенсивно размножается в нем, накапливается, в результате чего вошь остается заразной в течение всей своей жизни. Еще более активную роль играют клещи, так как кроме происходящего размножения микроба в их теле они способны передавать инфекцию своему потомству.
Имеется еще один способ передачи инфекции — почва. Через почву передается столбняк.
Таким образом, можно сказать, что на течение эпидемического процесса влияют следующие факторы:
1) свойства болезнетворного микроба. Так, например, в детском коллективе вспышка кори дает более резкий подъем заболеваемости по сравнению со вспышкой дифтерии. Это объясняется высокой заразительностью микроба кори;
2) путь распространения инфекции. Например, употребление заряженной воды и пищевого продукта вызывает массовое одномоментное заражение людей. В то же время при распространении инфекции контактным путем, при котором массовое одномоментное заражение отсутствует, эпидемический процесс развивается постепенно;
3) жилищные условия. При неудовлетворительных жилищных условиях (скученности, переуплотненности населения) создаются все условия для передачи инфекции. Кроме того, важнейшее значение имеет соблюдение гигиенических условий (проветривание, уборка помещений и пр.);
4) условия питания и качество пищевых продуктов. Эти факторы оказывают влияние на течение эпидемического процесса в двух направлениях. С одной стороны, употребление в пищу зараженных продуктов приводит к распространению той или иной инфекции, с другой — недостаточность и неполноценность питания способствуют распространению инфекционного заболевания;
5) профессия. Этот фактор влияет на течение эпидемического процесса двояко: лица определенных профессий (обрабатывающие животное сырье) чаще болеют сибирской язвой, а тяжелые условия труда приводят к распространению инфекционых заболеваний;
6) уровень санитарной культуры населения. Этот фактор отражается на степени всех инфекционных заболеваний. Наличие гигиенических навыков у населения способствует снижению инфекционных заболеваний;
7) различные стихийные бедствия, войны, неурожаи. Эти факторы вызывают массовое передвижение людей. Такое усиленное передвижение способствует возникновению инфекционных заболеваний. Если раньше инфекционное заболевание (например, грипп) регистрировалось единичными случаями, то усиление передвижения людей привело к распространению его (пандемия гриппа, в 1918 г. и пандемия сыпного тифа в 1919 1920 гг. были в значительной степени связаны с первой мировой и гражданской войнами);
8) сопротивляемость коллектива инфекции. Незначительное распространение скарлатины, дифтерии среди взрослых и массовое распространение этих инфекций среди детей объясняется высокой сопротивляемостью (иммунитетом) взрослых и высокой восприимчивостью детского населения;
9) противоэпидемические мероприятия. Это очень важный фактор, воздействующий на течение эпидемического процесса. Например, своевременная изоляция больного человека (источника инфекции) может предотвратить дальнейшее распространение эпидемического процесса. 38 Иммунитет и его виды.
Иммунитет - это комплексная реакция организма, направленная на его защиту от внедрения чужеродного материала: бактерий и их токсинов, вирусов, паразитов, донорских тканей, измененных собственных клеток (например, раковых) и т.д.
Главная функция иммунной системы - сохранять "свое" и устранять чужеродное. Носители "чужого" с которыми иммунная система сталкивается повседневно, - это прежде всего микроорганизмы. Кроме них, она способна устранять злокачественные новообразования и отторгать трансплантанты чужеродных тканей. Для этого иммунная система обладает сложнейшим набором постоянно взаимодействующих неспецифических и специфических механизмов. Неспецифические механизмы относятся к врожденным, а специфические приобретаются в процессе "иммунологического обучения".
Специфический и неспецифический (врожденный) иммунитет
Неспецифический (врожденный) иммунитет обуславливает однотипные реакции на любые чужеродные антигены. Главным клеточным компонентом системы неспецифического иммунитета служат фагоциты, основная функция которых - захватывать и переваривать проникающие извне агенты. Для возникновения подобной реакции чужеродный агент должен иметь поверхность, т.е. быть частицей (например, заноза).
Если же вещество молекулярно-дисперсное (например: белок, полисахарид, вирус), и при этом не токсичное и не обладает физиологической активностью - оно не может быть нейтрализовано и выведено организмом по вышеописанной схеме. В этом случае реакцию обеспечивает специфический иммунитет. Он приобретается в результате контакта организма с антигеном; имеет приспособительное значение и характеризуется формированием иммунологической памяти. Его клеточными носителями служат лимфоциты, а растворимыми - иммуноглобулины (антитела).
Первичный и вторичный иммунный ответ
Специфические антитела продуцируются специальными клетками - лимфоцитами. Причем для каждого вида антител существует свой тип лимфоцитов (клон).
Первое взаимодействие антигена (бактерии или вируса) с лимфоцитом вызывает реакцию, названную первичным иммунным ответом, в ходе которого лимфоциты начинают развиваться (пролиферировать) в виде клонов, претерпевая затем дифференцировку: некоторые из них становятся клетками памяти, другие превращаются в зрелые клетки, продуцирующие антитела. Главные особенности первичного иммунного ответа - существование латентного периода до появления антител, затем выработка их лишь в небольшом количестве.
Вторичный иммунный ответ развивается при последующем контакте с тем же самым антигеном. Основная особенность - быстрая пролиферация лимфоцитов с дифференцировкой их в зрелые клетки и быстрая выработка большого количества антител, которые высвобождаются в кровь и тканевую жидкость, где могут встретиться с антигеном и эффективно побороть болезнь.
Естественный и искусственный иммунитет
К факторам естественного иммунитета относят иммунные и неиммунные механизмы. К первым относятся гуморальные (система комплемента, лизоцим и др. белки). Ко вторым относятся барьеры (кожа, слизистая), секрет потовых, сальных, слюнных желез (содержит разнообразные бактерицидные вещества), желез желудка (соляная кислота и протеолитические ферменты), нормальная микрофлора (антагонисты патогенных микроорганизмов).
Искусственный иммунитет вырабатывает при введении в организм вакцины или иммуноглобулина.
Активный и пассивный иммунитет
Активная иммунизация стимулирует собственный иммунитет человека, вызывая выработку собственных антител. Вырабатывается у человека в ответ на возбудитель. Образуются специализированные клетки (лимфоциты), которые продуцируют антитела к конкретному возбудителю. После инфекции в организме остаются "клетки памяти", и в случае последующих столкновений с возбудителем начинают снова (уже быстрее) продуцировать антитела.
Активный иммунитет может быть естественным и искусственным. Естественный - приобретается в результате перенесенного заболевания. Искусственный - вырабатывается при введении вакцин.
Пассивный иммунитет: в организм вводятся уже готовые антитела (гамма-глобулин). Введенные антитела в случае столкновения с возбудителем "расходуются" (связываются с возбудителем в комплекс "антиген-антитело"), если встречи с возбудителем не произошло, они имеют некий период полужизни, после чего распадаются. Пассивная иммунизация показана в тех случаях, когда необходимо в короткие сроки создать иммунитет на непродолжительное время (например, после контакта с больным).
Когда ребенок появляется на свет, он обычно имеет иммунитет (невосприимчивость) к некоторым инфекциям. Это заслуга борющихся с болезнями антител, которые передаются через плаценту от матери к будущему новорожденному. Передаются антитела против возбудителей тех болезней, которыми мать переболела или против которых была иммунизирована. Впоследствии, вскармливаемый грудью младенец постоянно получает дополнительную порцию антител с молоком матери. Это естественный пассивный иммунитет. Он также носит временный характер, угасая к концу первого года жизни.
Стерильный и нестерильный иммунитет
После заболевания в некоторых случаях иммунитет сохраняется пожизненно. Например корь, ветряная оспа. Это стерильный иммунитет. А в некоторых случаях иммунитет сохраняется только до тех пор, пока в организме есть возбудитель (туберкулез, сифилис) - нестерильный иммунитет.
Механизмы иммунной защиты
Сначала организм нейтрализует чужеродную субстанцию (антиген), вырабатывая активные клетки, фагоциты, захватывающие и переваривающие антиген. Это клеточный иммунитет, ведущая роль в выработке которого принадлежит вилочковой железе. Существует еще гуморальный иммунитет: антиген уничтожается путем выработки специальных химически активных молекул, антител, которые нейтрализуют его. Роль антител выполняют иммуноглобулины крови (совокупность сывороточных белков). Есть и другие механизмы иммунитета, направленные на защиту от любого антигена, это неспецифический иммунитет: кожа и слизистые непроницаемы для большинства микроорганизмов, в жидкостях организма есть специальные ферменты, разрушающие микроорганизмы, клетка, зараженная вирусом, вырабатывает противовирусный белок - интерферон и т.д.
Невосприимчивость к повторному заражению одной и той же инфекцией обусловлена иммунитетом
В настоящее время под иммунитетом понимают:
· устойчивость организма к инфекциям
· реакции, направленные на удаление из организма любого чужеродного материала.
Иммунитет — это многоуровневая защита организма.
Известно, что иммунитет может быть снижен вследствие воздействия ряда неблагоприятных факторов. При ожоге, переохлаждении, кровопотере, голодании, травме страдают целостность кожных покровов, объем циркулирующих антител, механизмы выведения токсинов и другие обезвреживающие факторы. В этом случае организм становится более чувствительным к инфекциям, механизмы регенерации (заживления) затягиваются.
39. Понятие об антигенах и антителах. Практическое использование учения об иммунитете
Антигены – это вещества, которые несут признаки генетически чужеродной информации и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций.
Антигенные вещества представляют собой высокомолекулярные соединения, обладающие определенными свойствами: чужеродностью, антигенностью, иммуногенностью, специфичностью и определенной молекулярной массой. Антигенами могут быть разнообразные вещества белковой природы, а также белки в соединении с липидами и полисахаридами. Антигенными свойствами обладают клетки животного и растительного происхождения, яды животного и растительного происхождения. Антигенными свойствами обладают вирусы, бактерии, микроскопические грибы, простейшие, экзо - и эндотоксины микроорганизмов. Все антигенные вещества имеют ряд общих свойств:
Антигенность – это способность антигена вызывать иммунный ответ. Степень иммунного ответа организма на различные антигены неодинакова, т. е. на каждый антиген вырабатывается неодинаковое количество антител.
Специфичность – это особенность строения веществ, по которой антигены отличаются друг от друга. Ее определяет антигенная детерминанта, т. е. небольшой участок молекулы антигена, который соединяется с выработанным на него антителом.
Иммуногенность - это способность создавать иммунитет. Это понятие относится, главным образом, к микробным антигенам, обеспечивающим создание иммунитета к инфекционным болезням. Антиген, чтобы быть иммуногенным, должен быть чужеродным и иметь достаточно большую молекулярную массу. С увеличением молекулярной массы иммуногенность нарастает. Корпускулярные антигены (бактерии, грибы, эритроциты) более иммуногены, чем растворимые. Среди растворимых антигенов наибольшей иммуногенность обладают высокомолекулярные соединения.
Антигены подразделяют на полноценные и неполноценные. Полноценные антигены вызывают в организме синтез антител или сенсибилизацию лимфоцитов и вступают с ними в реакцию как in vivo, так и in vitro. Для полноценных антигенов характерна строгая специфичность, т. е. они вызывают в организме выработку только специфических антител, вступающих в реакцию только с данным антигеном.
Неполноценные антигены (гаптены) представляют собой сложные углеводы, липиды и другие вещества, не способные вызвать образование антител в организме, но вступающие с ними в специфическую реакцию. Добавление к гаптенам небольшого количества белка придает им свойства полноценного антигена.
Аутоантигены – антигены, образованные из белков собственных тканей, изменивших свои физико-химические свойства под воздействием различных факторов (токсины и ферменты бактерий, лекарственные вещества, ожоги, обморожения, облучение). Такие, измененные белки становятся чужеродными для организма, и организм отвечает выработкой антител, т. е. возникают аутоиммунные заболевания.
Если рассматривать антигенные свойства микроорганизма, то можно отметить, что антигенный состав – это достаточно постоянная характеристика любого микроорганизма. В антигеном комплексе чаще всего встречаются общеродовые антигены (общие для представителей данного рода), группоспецифические (присущие определенной группе), видоспецифические (присущие всем особям данного вида), и штаммоспецифические.
По локализации антигены могут быть поверхностные (К-антигены – антигены клеточной стенки), соматические (О-антигены, локализованы во внутреннем слое клеточной стенки, термостабильны) и жгутиковые (Н-антигены, присутствуют у всех подвижных бактерий, термолабильны). Многие из них активно секретируются клеткой в окружающую среду. В тоже время, существуют гидрофобные антигены, прочно связанные с клеточной стенкой.
Кроме того, патогенные микроорганизмы способны выделять ряд экзотоксинов. Экзотоксины обладают свойствами полноценных антигенов с выраженной неоднородностью в пределах рода и вида. Споры бактериальной клетки также обладают антигенными свойствами: они содержат антиген, общий для вегетативной клетки и споры.
Патогенные микроорганизмы ведут постоянную борьбу с иммунной системой путем изменения структуры поверхностных антигенов. Изменения чаще всего появляются в результате точечных мутаций, в результате появляются варианты существующих антигенов.
