Микробный антагонизм. Во внешней среде микробы существуют в виде сложных ассоциаций. Они постоянно вступают друг с другом в сложные взаимоотношения, которые могут носить характер взаимопомощи — симбиоза или антагонизма.

Антагонизм может проявляться в бактериостатическом, бактериолитическом или бактерицидном действии. Проявления и механизм микробного антагонизма могут быть весьма различными. Антагонизм может быть обусловлен прямым воздействием микробов друг на друга или действием их продуктов обмена.

Антимикробным действием могут обладать различные неспецифические продукты обмена микробной клетки: кислоты, щелочи, спирты, перекиси, сероводород, аммиак и другие соединения. Эти вещества действуют на микробную клетку неспецифически, подобно антисептикам. Наибольший интерес представляют вырабатываемые некоторыми микробами химические вещества, обладающие специфическим антимикробным действием, то есть действующим только на определенные виды микробов.

Микробы-антагонисты существуют всюду, где имеется жизнь. Наибольшее количество микробов-антагонистов обнаруживается в почве. Весьма часто антагонисты встречаются среди почвенных актиномицетов. Отдельные представители этой группы микробов продуцируют такие активные антибиотики, как стрептомицин, тетрациклины и др. Микробы-антагонисты встречаются среди грибов (пенициллы, аспергиллы) и среди бактерий. Выраженными антагонистическими свойствами обладают кишечная и синегнойная палочки, молочнокислые бактерии. Так, синегнойная палочка является антагонистом брюшнотифозной и дифтерийной палочек, холерного вибриона, гнилостные бактерии — антагонисты сибиреязвенной палочки.

При росте микроба-антагониста в питательной среде накапливаются вещества, обладающие антимикробным действием. При росте микроба-антагониста на плотной среде антимикробные вещества диффундируют в подлежащую среду. Об антимикробной активности этих веществ можно судить по величине зоны задержки роста испытуемой культуры, на которую был нанесен кусочек агаровой культуры микроба-антагониста.

На практических занятиях для изучения микробного антагонизма засевают густым газоном две чашки Петри с мясопептонным агаром культурами кишечной палочки и стафилококка. Для этого 2—3 капли бульонной культуры этих микробов тщательно растирают по поверхности агара при помощи стерильного шпателя. На поверхность засеянных чашек накладывают кусочек агаровой культуры актиномицета-антагониста. Чашки помещают в термостат и результаты учитывают на следующем занятии. Вокруг наложенного кусочка культуры актиномицета-антагониста наблюдается зона, свободная от роста испытуемого микроба.

Антибиотики. Антибиотиками называют вещества, обладающие антимикробным действием, которые продуцируются микробами-антагонистами в процессе их жизнедеятельности. Антибиотики могут быть также растительного и животного происхождения.

В настоящее время для лечения инфекционных заболеваний имеется значительное число антибиотиков. Далеко не все полученные и изученные антибиотики оказались пригодными, так как многие из них являются токсичными или теряют активность в организме человека.

Для получения большинства препаратов антибиотиков используют микробы-антагонисты. Изучение химической структуры природных антибиотиков позволило осуществить химический синтез некоторых антибиотиков (левомицетин), а также путем частичного изменения химической структуры природного антибиотика устранить некоторые недостатки препарата, расширить спектр его антимикробного действия. Полученные этим путем препараты называют полусинтетическими антибиотиками. В настоящее время получено значительное количество полусинтетических пенициллинов: среди них имеются устойчивые к кислой среде, что позволяет применять их внутрь, устойчивые к действию пенициллиназы, активные в отношении пенициллиноустойчивых форм возбудителя, обладающие более широким спектром действия.

В отличие от антисептических (дезинфицирующих) веществ, которые являются общепротоплазматическими ядами, действующими на любые живые клетки, антибиотики действуют избирательно на микроорганизмы. Так же как химиотерапевтические вещества, они могут инактивировать ферменты, нарушать процессы обмена веществ, рост и размножение только у определенных видов микробов. Каждый антибиотик имеет свой спектр антимикробного действия. Так, например, эритромицин действует только на грамположительные бактерии, в спектр антимикробного действия стрептомицина входят грамотрицательные бактерии (бактерии кишечно-тифозной группы, бруцеллы и др.) и микобактерии туберкулеза. Некоторые антибиотики обладают достаточно широким спектром действия. Так, левомицетин действует не только на грамположительные и грамотрицательные бактерии, но и на риккетсии и некоторые крупные вирусы.

Существует несколько классификаций антибиотиков, но ни одна из них не лишена известных недостатков. В основу классификаций может быть положено происхождение антибиотиков, спектр действия, механизм действия.

Микроб-антагонист продуцирует антибиотик только в определенных условиях культивирования: соответствующая питательная среда, ее состав и pH, температура, аэрация и др.

Антибиотики являются эффективными препаратами для лечения многих инфекционных заболеваний. Однако следует помнить, что антибиотикотерапия иногда может сопровождаться осложнениями, причем возникающие побочные явления могут быть достаточно тяжелыми.

Длительное лечение и применение больших доз антибиотиков может оказывать токсическое действие на организм больного. Так, аминогликозиды (стрептомицин и др.) могут поражать орган слуха и вестибулярный аппарат, тетрациклины — печень, левомицетин — кроветворение.

При антибиотикотерапии можно наблюдать осложнения аллергической природы — повышенную чувствительность немедленного и замедленного типов (особенно при применении пенициллина).

При длительном применении антибиотиков может возникнуть изменение в нормальной микрофлоре кишечника, верхних дыхательных путей. Следствием этих нарушений могут быть вторичные инфекции, вызванные условнопатогенными микробами, устойчивыми к применяемому антибиотику (кишечная палочка, стафилококк, кандида и др.). Помимо этого нарушение состава нормальной микрофлоры, а иногда и полное исчезновение некоторых ее представителей, обладающие витаминобразующей способностью, может вызывать авитаминозы.

В процессе антибиотикотерапии, а также в условиях эксперимента при действии на микробы недостаточных доз препарата (суббактериостатические концентрации) микробы могут приобретать устойчивость к одному или нескольким антибиотикам (множественная лекарственная устойчивость). Степень лекарственной устойчивости может быть очень высокой и сохраняться в течение длительного времени. В настоящее время лекарственноустойчивые формы возбудителей встречаются довольно часто и поэтому окончательный выбор антибиотика для лечения должен быть сделан после выделения возбудителя и определения его антибиограммы.

Для определения чувствительности микроба к антибиотикам существует ряд методов, среди которых наиболее простым, быстрым и доступным для больничных лабораторий является метод бумажных дисков.

Определение чувствительности микробов к антибиотикам методом диффузии в агар с применением дисков состоит в следующем. Культурой микроба, выделенной от больного (из гноя, мокроты, раневого отделяемого, мочи и др.), методом газона засевают чашку Петри с плотной питательной средой. На поверхность посева пинцетом помещают бумажные диски с различными антибиотиками. (Стандартные диски выпускаются промышленностью и для удобства диски с различными антибиотиками окрашивают в различные цвета.) Антибиотик из диска диффундирует в агар. В зависимости от степени чувствительности микроба к антибиотику вокруг диска образуется различная по величине зона, свободная от роста микроба (рис. 12).
 

На практических занятиях студенты определяют чувствительность культур кишечной палочки и стафилококка к антибиотикам методом бумажных дисков. На поверхность чашки Петри с мясопептонным агаром, засеянной этими культурами, обожженным пинцетом помещают диски с различными антибиотиками. Посевы помещают на сутки в термостат. Оценка результатов производится на следующем занятии.
 

Методом серийных разведений можно более точно определить степень чувствительности микроба к антибиотику. Навеску антибиотика разводят до содержания 1 мкг в 1 мл (основной раствор). В зависимости от свойства антибиотика в качестве растворителя для приготовления основного раствора используют стерильную дистиллированную воду (пенициллин, стрептомицин), левомицетин предварительно растворяют в небольшом объеме 96° спирта, тетрациклин — в 0,001 н. растворе соляной кислоты. Из основного раствора приготовляют ряд двойных разведений антибиотика в бульоне, после чего в пробирки вносят определенное количество изучаемой культуры. Учет результатов производят через 18—24 ч пребывания пробирок в термостате.
 

Активность большинства антибиотиков определяется микробиологическими методами. Для определения активности различных антибиотиков отобраны культуры соответствующих тест-микробов. Таким тест-микробом для определения международной единицы активности (ЕД) пенициллина служит определенный штамм золотистого стафилококка. ЕД пенициллина равна 0,6 мкг чистого препарата. Это количество пенициллина, растворенное в 50 мл бульона, задерживает рост тест-культуры золотистого стафилококка.
 

На практических занятиях метод серийных разведений используется для определения активности растворов пенициллина различных сроков приготовления. При хранении растворов антибиотиков они постепенно теряют свою активность. Студенты проводят сравнительное определение активности растворов пенициллина, приготовленных непосредственно перед занятием и хранившихся в течение 3—5 дней. Исходное разведение пенициллина должно содержать 16 ЕД/мл. Из исходного разведения приготовляют девять двукратных разведений в бульоне. Для приготовления этих разведений студенты получают десять пробирок с бульоном, разлитым по 2 мл. В первую пробирку вносят 2 мл исходного разведения и затем, последовательно перенося из одной пробирки в другую по 2 мл, приготовляют ряд двукратных разведений. Контрольная пробирка должна содержать 2 мл бульона. Во все пробирки вносят по 1 петле суточной культуры стафилококка. Учет результатов производят после 18—24-часового пребывания пробирок в термостате. Результаты записывают по форме, приведенной в табл.

Бактериофагия. Бактериофаг является вирусом, паразитирующим в бактериальной клетке и вызывающим ее лизис. Фаги широко распространены в природе и встречаются всюду, где имеются бактерии. В природе существует огромное количество фагов, строго специфичных в отношении определенных видов бактерий.

Существуют брюшнотифозные, дизентерийные, холерные и другие фаги, каждый из которых может размножаться и лизировать только клетки соответствующего вида бактерий. Бактериофаги можно обнаруживать в различных объектах внешней среды, например, сточных водах, испражнениях и др. Так, для выделения дизентерийного фага фильтруют испражнения больного и полученный фильтрат вносят в бульонную культуру дизентерийного микроба. При наличии в исследуемом материале бактериофага культура лизируется и бульон становится прозрачным.

Электронная микроскопия позволила изучить морфологию фагов и весь процесс бактериофагии — проникновение фага в клетку, его размножение и лизис бактерии (рис. ).

Феномен бактериофагии может быть изучен на жидких и плотных средах.

Наиболее показательное проявление бактериофагии — это полное просветление бульонной культуры, наступающее вследствие лизиса бактерий. При нанесении бактериофага на агаровую культуру наблюдается образование так называемых негативных колоний или стерильных пятен.

Для суждения об активности бактериофага определяют его титр. Титром фага называется его предельное разведение, вызывающее полный лизис соответствующей культуры. Определение титра фага можно производить на жидких и плотных питательных средах.

Бактериофаги могут применяться для профилактики и лечения некоторых инфекционных заболеваний, а также для тонкой идентификации культур бактерий (фаготипирование).

На практических занятиях студенты проводят титрование бактериофага на жидких питательных средах. Для постановки этого опыта они получают штатив с 10 пробирками, содержащими по 4,5 мл мясопептонного бульона, 10 стерильных градуированных пипеток по 1 мл, испытуемый бактериофаг (например, коли-фаг) и соответствующую бульонную культуру (культура кишечной палочки). В 1-ю пробирку с 4,5 мл бульона стерильной пипеткой вносят 0,5 мл исходного бактериофага (разведение в соотношении 1:10). Из первого разведения новой стерильной пипеткой 0,5 мл переносят во 2-ю пробирку (разведение в соотношении 1:100). И таким образом в девяти пробирках приготовляют ряд десятикратных разведений фага. Разведение в 9-й пробирке будет равно 1: 1 000 000000, или 10-9. Десятую пробирку оставляют для контроля, т. е. она не должна содержать фага. Во все пробирки, включая контрольную, вносят по одной капле бульонной культуры кишечной палочки. Пробирки помещают на сутки в термостат и после этого производят учет результатов. Например, если содержимое в шести первых пробирках осталось прозрачным, а в последующих пробирках и контроле имеется рост культуры, титр бактериофага равен 10^~6.
 

Результаты титрования бактериофага записывают по прилагаемой форме (табл. ).

Студенты должны познакомиться с демонстрацией различных препаратов бактериофага, применяемых для профилактики и лечения некоторых инфекционных заболеваний. Препараты бактериофага представляют собой фильтраты бульонных культур, лизированных соответствующим бактериофагом. К препаратам бактериофага в качестве консерванта добавляют фенол (0,25%) или хинозол (1:10 000) и разливают его в асептических условиях в ампулы и флаконы. По внешнему виду препараты бактериофага представляют собой прозрачные жидкости соломенно-желтого цвета. Следующие признаки свидетельствуют о непригодности препарата: изменение нормального внешнего вида, помутнение, наличие плесени, посторонних частиц, нарушение целости ампулы или флакона, отсутствие этикетки. На этикетке препарата должно быть указано учреждение, выпустившее препарат, название фага, количество его в ампуле или флаконе, титр, номер серии и номер контроля, способ введения и срок годности. Ампулы и флаконы упаковываются в коробки вместе с наставлением по применению препарата. На коробку наклеивают этикетку с перечисленными сведениями. Бактериофаги хранят в сухом, защищенном от света месте.

Некоторые бактериофаги (брюшнотифозный, дизентерийный) для перорального употребления изготовляют в сухом таблетированном виде с кислотоустойчивым покрытием для защиты фага от вредного действия желудочного сока. Для покрытия таблеток используют ацетилфталилцеллюлезу или к сухому фагу добавляют пектин.

Жидкие фаги при кишечных инфекциях применяют натощак за 1¹/₂—2 ч до еды и запивают 25—30 мл 3% раствора бикарбоната натрия (питьевая сода). Фаги для лечения и профилактики стафилококковых, стрептококковых и других хирургических инфекций применяют как местно, так и парентерально.

Практические занятия медицинские биологические препараты для профилактики и лечения инфекционных заболеваний Занятие 1-е. Вакцины и анатоксины. Вопросы для обсуждения. 1. Искусственный иммунитет, активный и пассивный. 2. Препараты для создания искусственного активного иммунитета: вакцины и анатоксины. 3. Виды вакцин: живые, убитые и химические. 4. Способы приготовления вакцин. 5. Анатоксины нативные и очищенные, их получение и титрован... Читать далее...