Патогенные микробы, вирулентность и токсигенность

Возбудителями инфекционных заболеваний человека и животных являются болезнетворные или патогенные микробы. Патогенность — это видовой признак микроба. Среди болезнетворных микробов различают монопатогенные виды, способные вызывать инфекционное заболевание у одного вида животных или у человека.

Так, бледная трепонема, брюшнотифозная палочка, гонококк вызывают заболевания только у человека. Если патогенность распространяется на многие виды животных и человека, то такие микробы называют полипатогенными (сибиреязвенная палочка, бактерии туляремии, вирус бешенства и др.).
 

Между патогенными и непатогенными микробами находится промежуточная группа так называемых условно-патогенных микробов. Представители этой группы способны вызывать инфекционные процессы только при определенных условиях — при снижении сопротивляемости организма, при попадании в организм очень большого количества микробов и т. д.

У патогенных микробов степень болезнетворного действия — вирулентность — может изменяться под влиянием различных условий. Для повышения вирулентности можно использовать пассажи через организм высоковосприимчивого животного. К снижению вирулентности приводят длительное культивирование на искусственных средах, пассажи через маловосприимчивый организм, влияние различных неблагоприятных факторов. Вирулентность бактерий связывают с образованием токсинов, со способностью к капсулообразованию, с наличием некоторых ферментов (гиалуронидаза, фибринолизин, коагулаза и др.). Наличие у микроба способности продуцировать эти вещества дает микробу возможность преодолевать защитные механизмы организма (бактерицидность крови, непроницаемость соединительной ткани, фагоцитарная защита и др.) и, таким образом, благоприятствует быстрому размножению и распространению возбудителя в макроорганизме.

Токсическое действие микробов обусловливается их способностью образовывать экзо- и эндотоксины.

Экзотоксины, выделяемые бактериальной клеткой при жизни в окружающую среду, являются веществами белковой природы. Они нестойки, сильно ядовиты и обладают избирательностью действия на определенные органы и ткани (гемотоксины, нейротоксины и др.). Получают экзотоксины большей частью путем фильтрования бульонной культуры через бактериальные фильтры. О степени токсичности экзотоксина судят по величине минимальной смертельной дозы Dosis letalis minima (Dim), вызывающей гибель определенного вида лабораторного животного. Микробы, продуцирующие экзотоксин, называются токсигенными. К ним относятся возбудители столбняка, дифтерии, ботулизма и др.

Эндотоксины тесно связаны с цитоплазмой микробной клетки и поэтому могут быть получены только после гибели и разрушения клетки. Эндотоксины являются веществами сложной химической природы (полисахаридополипептидо-липоидные комплексы), они термостабильны, менее ядовиты, чем экзотоксины, и не обладают избирательностью действия (тропизмом). Для получения эндотоксинов пользуются различными методами, в основу которых положено разрушение микробной клетки.

В возникновении и развитии инфекционного процесса имеют значение не только свойства и количество проникающего в организм патогенного микроба, но и состояние реактивности макроорганизма.

В течение инфекционного заболевания микроб-возбудитель находится в организме больного и в большинстве случаев может быть выделен в чистой культуре или обнаружен микроскопическим путем. Локализация возбудителя в организме зависит как от свойств возбудителя, так и от состояния макроорганизма. Микробы могут распространяться в организме гематогенным, лимфогенным и нейрогенным путями. Многие микробы обладают органотропностью, то есть поражают определенные органы и ткани. Например, менингококк поражает мозговые оболочки, холерный вибрион — тонкий кишечник и т. д.

По локализации возбудителя и путям его распространения различают следующие основные формы инфекций: токсинемия, когда возбудитель размножается во входных воротах, а выделяемый им токсин током крови разносится по организму, поражая органы и ткани, к которым он обладает тропизмом; местная или локализованная инфекция характеризуется размножением возбудителя в пределах входных ворот; бактериемия — циркуляция возбудителя в кровяном русле; септицемия или сепсис — общее заболевание, характеризующееся поступлением возбудителя в кровь из очага инфекции (рана, родовые пути, гнойные процессы).

Очень большое значение для постановки диагноза инфекционного заболевания имеют микробиологические исследования. Микробиологический диагноз основан на выделении предполагаемого возбудителя из организма больного. Для постановки микробиологического диагноза необходимо знать локализацию возбудителя при каждом инфекционном заболевании. Так, при локализованных гнойных инфекциях исследованию подвергается гной, при кишечных инфекциях — испражнения больного, при сепсисе для исследования берут кровь больного.

При постановке микробиологического диагноза может быть использован метод микроскопии (микроскопия препаратов из исследуемого материала), бактериологический метод — выделение чистой культуры и ее идентификация, биологический метод — заражение исследуемым материалом лабораторных животных. При гибели лабораторных животных производят бактериологическое исследование трупа.

Экспериментальное заражение лабораторных животных имеет большое значение и часто используется для определения вирулентности возбудителя, определения силы токсина, титрования сывороток и других видов научной и практической работы. В качестве лабораторных животных используют белых мышей, морских свинок, кроликов, реже ставят опыты на других видах животных. Заражение экспериментальных животных производят различными путями: под кожу, внутрикожно, накожно, внутрибрюшинно, внутривенно, через пищеварительный тракт и др.

На практических занятиях студенты проводят определение вирулентности бактериальной культуры. В связи с тем что при различных способах заражения Dim будет различной, заранее устанавливают способ заражения животного. Для определения вирулентности используют суточную агаровую культуру Klebsiella pneumoniae. В пробирку с агаровой культурой стерильной пипеткой наливают 3 мл изотонического раствора хлорида натрия, которым смывают культуру, вращая пробирку между ладонями. Стерильной пипеткой переносят смыв в стерильную пробирку и приготовляют взвесь, содержащую в 1 мл 1 млрд, микробных клеток.

Для стандартизации (определения количества микробных клеток в 1 мл) пользуются оптическим стандартом мутности, изготовляемым в Государственном научно-исследовательском институте стандартизации и контроля биологических препаратов им. Л. А. Тарасевича (ГИСК). Оптический стандарт (стеклянный) состоит из ряда пробирок, содержащих от 5 до 10 единиц мутности (10 единиц мутности соответствует 1 млрд, взвеси брюшнотифозных или 10 млрд, взвеси коклюшных бактерий, что зависит от различной величины этих микробов). К набору бактериальных стандартов приложена пробирка, по размерам полностью соответствующая пробиркам со стандартами. В эту пробирку наливают 1 или 2 мл исходной микробной взвеси, к которой постепенно прибавляют изотонический раствор хлорида натрия до получения одинаковой мутности с выбранным стандартом. При определении мутности пробирку со взвесью и соответствующий стандарт держат против света на фоне специального печатного шрифта. Из полученной одномиллиардной взвеси (10 единиц мутности) приготовляют разведения в 2, 4 и 8 раз, для чего берут три пробирки, содержащие по 1 мл изотонического раствора хлорида натрия. В первую пробирку вносят 1 мл исходной взвеси. Путем переноса из первой пробирки 1 мл во вторую и из второй в третью приготовляют взвеси, содержащие 500 млн., 250 млн. и 125 млн. микробов в 1 мл.

Для определения минимальной смертельной дозы мышей заражают внутрибрюшинно или подкожно определенной дозой культуры в объеме 0,5 мл. Для большей точности определения Dim каждой дозой заражают 3— 5 мышей. Протокол опыта записывают по прилагаемой форме (табл.).

Определение вирулентности

При внутрибрюшинном заражении мышь фиксируют головой вниз, чтобы внутренние органы переместились ближе к диафрагме; при подкожном заражении захватывают складку кожи на спине животного. Заражение животных следует производить осторожно во избежание попадания патогенных микробов на руки и окружающие предметы. Для этого следует при наполнении шприца, опуская иглу во взвесь микробов, медленно набирать жидкость во избежание появления в шприце пузырьков воздуха. Пузырьки воздуха удаляют из шприца, повернув шприц иглой кверху, и, покрыв кончик иглы кусочком ваты, выталкивают в нее пузырьки. Вату сбрасывают в дезинфицирующий раствор. Зараженных мышей наблюдают в течение 3 дней, после чего производят учет результатов. Трупы мышей подвергают бактериоскопическому и бактериологическому исследованию.
 

Трупы мышей фиксируют на специальных столиках, поверхность кожи смачивают спиртом или дезинфицирующим раствором. Вскрытие производят послойно: сначала по средней линии делают разрез кожи, отсепаровывают ее, а затем стерильными инструментами (погруженными в спирт и обожженными) вскрывают грудную полость. Поверхность сердца прижигают накаленным скальпелем, после чего через обожженную поверхность при помощи тонкой пастеровской пипетки берут каплю крови. Посев крови производят в пробирку с мясопептонным бульоном и чашку с мясопептонным агаром и приготовляют препарат для бактериоскопии. Затем вскрывают брюшную полость, стерильно отсекают кусочки селезенки и поверхностью разреза производят посев на чашку с мясопептонным агаром, а также готовят мазки — отпечатки для бактериоскопии. Препараты после подсушивания фиксируют на пламени горелки, окрашивают водным фуксином и микроскопируют. Посевы помещают в термостат. Результаты учитывают на следующем занятии. 
 

Бактериальные токсины изучают в опытах in vivo и in vitro. На занятиях демонстрируется мышь, зараженная накануне столбнячным экзотоксином. Столбнячный нейротоксин, введенный животному в дозе 1 Dim внутримышечно в заднюю лапку, вызвал типичную картину столбнячной интоксикации — спастическое сокращение мышц задней конечности и хвоста («хвост дугой», рис.).
Столбняк у мышей

Гемотоксин стафилококка и других микробов может быть обнаружен путем посева на кровяные среды. На занятии демонстрируется чашка Петри с кровяным агаром, засеянная культурой стафилококка. Гемотоксин диффундирует в окружающую среду, вызывая гемолиз эритроцитов— колонии микроба окружены прозрачной зоной гемолиза.


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...


Практические занятия вирусы

Занятие 1-е. Методы вирусологических исследований.

Вопросы для обсуждения: 1. Особенности биологии вирусов. 2. Принципы классификации вирусов. 3. Вирион, его строение, размеры и химический состав. 4. Микроскопические методы изучения морфологии вирусов. 5. Методы культивирования вирусов на культурах клеток, куриных эмбрионах, лаб...


Препараты для профилактики и лечения вирусных заболеваний

Препараты для профилактики и лечения оспы. Оспенная вакцина сухая — Vaccinum variolae siccum является живой вакциной. В зависимости от субстрата, на котором культивируют вирус, различают дермальную (культивирование на коже животных), тканевую (культивирование в клеточных культурах) и яичную или ововакцину (культивирование на куриных эмбрионах).

Возбудители основных вирусных заболеваний

Возбудитель оспы. Возбудитель оспы является одним из самых крупных вирусов (200—350 нм). Этот вирус может быть обнаружен в оптическом микроскопе при применении специальных методов окраски (тельца Пашена).

При натуральной оспе в эпителиальных клетках обнаруживаются внутриклеточные включения — тельца Гуарниери.



Категория: Лабораторные занятия по микробиологии
Просмотров: 50 | Теги: Патогенные микробы, патогенность микроба, Экзотоксины, токсигенность патогенных микробов, вирулентность патогенных микробов, признак микроба | Рейтинг: 0.0/0