mikra_10


ЗАНЯТИЕ 10
ХИМИОТЕРАПИЯ И АНТИБИОТИКИ. БАКТЕРИОФАГИЯ
Цель занятия
1. Познакомиться с основными группами химиотерапевтических препаратов с антимикробной активностью.
2. Усвоить сведения о механизмах лекарственной устойчивости бактерий.
3. Изучить методы определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам и химиотерапевтическим препаратам.
4. Усвоить особенности строения бактериофагов. Освоить методы получения и титрования бактериофагов. Ознакомиться с практическим использованием бактериофагов в медицине и микробиологии.
ВОПРОСЫ
Дайте определение понятия «химиотерапевтический препарат».
Химиотерапевтические препараты – это лекарственные вещества, используемые для подавления жизнедеятельности и уничтожения микроорганизмов в тканях и средах больного, обладающие избирательным, этиотропным (действующим на причину) действием.
Назовите фамилию учёного, разработавшего теорию химиотерапии.
П.Эрлих
Какие свойства являются определяющими при выборе химиотерапевтического препарата?
Для эффективного и в то же время безопасного лечения инфекционных и паразитарных болезней следует учитывать основные принципы антибактериальной терапии.
1.Микробиологический принцип. Антибиотики следует применять только по показаниям, когда заболевание вызвано микроорганизмами, в отношении которых существуют эффективные препараты. Для их подбора необходимо до назначения лечения взять у больного материал для исследования, выделить чистую культуру возбудителя и определить его чувствительность к антибиотикам. Чувствительность к антибиотикам, или антибиотикограмму, определяют с помощью методов разведения и диффузии (к ним относится метод бумажных дисков). Методы разведения являются более чувствительными: с их помощью выясняют, какой антибиотик эффективен по отношению к данному микроорганизму, и определяют его необходимое количество —минимальную
подавляющую концентрацию (МПК).
2.Фармакологический принцип. При назначении антибиотика необходимо определить правильную дозировку препарата, необходимые интервалы между введением лекарственного средства, продолжительность антибиотикотерапии, методы введения. Следует знать фармакокинетику препарата, возможности сочетания различных лекарственных средств. Как правило, лечение инфекционных болезней производится с помощью одного антибиотика (моноантибиотикотерапия). При заболеваниях с длительным течением (подострый септический эндокардит, туберкулез и др.) для предупреждения формирования антибиотикорезистентности применяют комбинированную антибиотикотерапию.
3.Клинический принцип. При назначении антибиотиков учитывают общее состояние больных, возраст, пол, состояние иммунной системы, сопутствующие заболевания, наличие беременности.
4.Эпидемиологический принцип. При подборе антибиотика необходимо знать, к каким антибиотикам устойчивы микроорганизмы в среде, окружающей больного (отделение, больница, географический регион). Распространенность устойчивости к данному антибиотику не остается постоянной, а изменяется в зависимости от того, насколько широко используется антибиотик.
5.Фармацевтический принцип. Необходимо учитывать срок годности и условия хранения препарата, так как при его длительном и неправильной хранении образуются токсичные продукты деградации.
Что такое бактерицидное и бактериостатическое действие препарата?
Бактериостатическое действие– способность ЛС временно тормозить рост микроорганизмов (такое действие характерно для тетрациклинов, хлорамфеникола, эритромицина, линкозамидов и др.)
Бактерицидное действие– способность ЛС вызывать гибель микроорганизмов (этот вид действия характерен для b-лактамных антибиотиков, аминогликозидов, полимиксинов, макролидов II и III поколения, фторхинолонов и др.).
Что такое химиотерапевтический индекс, напишите его формулу, для чего применяется этот показатель?
Химиотерапевтический индекс - отношение минимальной терапевтической дозы к максимально переносимой
(ХТИ=Dosis curativa/Dosis tolerantia)
При значении ХТИ меньше 1 препарат может быть использован для лечения соответствующей инфекции.
Укажите первые антиспирохетные препараты, синтезированные Эрлихом.
Основоположником химиотерапии является немецкий химик, лауреат Нобелевской премии П.Эрлих, который установил, что химические вещества, содержащие мышьяк, губительно действуют на спирохеты и трипаносомы, и получил в 1910 г. первый химиотерапевтический препарат — сальварсан и неосальварсан (соединение мышьяка, убивающее возбудителя, но безвредное для макроорганизма).
Назовите группы химиотерапевтических препаратов, приведите примеры.
антибиотики (действуют только на клеточные формы микроорганизмов и опухоли);
Синтетические химиопрепараты (действуют как на клеточные, так и на неклеточные формы микроорганизмов).
К антимикробным препаратам, полученным методом синтеза, относятся:
-сульфаниламиды: сульфадимезин, уросульфан, сульфазин, фталазол, сульгин, сульфадиметоксин и другие;
-комбинированные препараты сульфаниламидов с триметопримом: бактрим (бисептол), сульфатон;производные нитроимидазола: метрони-дазол (трихопол);
- производные нитрофурана (фурацилин, фурадонин, фурагин);
- хинолины (производные 8-оксихинолина): нитроксолин (5-НОК);
- хинолоны I поколения: налидиксовая кислота (невиграмон), пипемидиновая кислота (полин);
хинолоны II поколения (фторхинолоны): ципрофлоксацин (ципробай), офлоксацин, перфлоксацин, норфлоксацин.
Назовите фамилию учёного, впервые получившего антибактериальный препарат, и название препарата
В 1932 г. Г. Домагк синтезировал первый сульфаниламидный препарат - стрептоцид.
Дайте определение понятию «антибиотик».
Антибиотики (от греч. anti bios —против жизни) —химио-терапевтические вещества, продуцируемые микроорганизмами, животными клетками, растениями, а также их производные и синтетические продукты, которые обладают избирательной способностью угнетать и задерживать рост микроорганизмов, а также подавлять развитие злокачественных новообразований.
Назовите фамилии русских учёных, впервые обнаруживших антибактериальные свойства зелёной плесени.
Антибактериальные свойства пеницилла, или зеленой плесени, впервые были установлены русскими учеными Манассеиным в 1871 г. и Полотебновым в 1872 г. Они применяли зеленую плесень для лечения гнойных ран и хронических язв (различной этиологии) и получали терапевтический эффект. Позднее, в 1904 г., русский ученый Тартаковский сделал наблюдение, что зеленая плесень оказывает угнетающее действие на возбудителя эксудативного тифа кур.
Назовите фамилию учёного, изучавшего свойства зелёной плесени и сделавшего попытку выделить пенициллин.
Флеминг
Назовите фамилии учёных – зарубежных и отечественных, получивших первый антибиотик из зелёной плесени.
Препарат пенициллина получили лишь в 1941 г. Г.У. Флори и Э. Чейн. В Советском Союзе пенициллин был получен З.В. Ермольевой в 1942 г. из плесени Penicillium crustosum Назовите фамилию учёного, впервые получившего стрептомицин.
Шац Альберт
Классификация антибиотиков по происхождению (источнику получения), по химическому составу.
В зависимости от источника получения различают шесть групп антибиотиков:
• антибиотики, полученные из грибов, например рода Penicillium (пенициллины, гризеофульвин), рода Cephalosporium (цефалоспорины) и т. д.;
• антибиотики, полученные из актиномицетов; группа включает около 80 % всех антибиотиков. Среди актиномицетов основное значение имеют представители рода Streptomyces, являющиеся продуцентами стрептомицина, эритромицина, левомицетина, нистатина и многих других антибиотиков;
• антибиотики, продуцентами которых являются собственно бактерии. Чаще всего с этой целью используют представителей родов Bacillus и Pseudomonas. Примерами антибиотиков данной группы являются полимиксины;
• бацитрацин;
• антибиотики животного происхождения; из рыбьего жира получают эктерицид;
• антибиотики растительного происхождения. К ним можно отнести фитонциды, которые выделяют лук, чеснок, другие растения. В чистом виде они не получены, так как являются чрезвычайно нестойкими соединениями. Антимикробным действием обладают многие растения, например ромашка, шалфей, календула;
• синтетические антибиотики.
Механизм действия антибиотиков: «мишени» (точки приложения различных групп антибиотиков).
По механизму действия различают следующие группы антибиотиков:
1) антибиотики, подавляющие синтез клеточной стенки бактерий: пенициллин, цефалоспорины, циклосерин. Пенициллин нарушает процесс образования полимерного соединения - пептидогликана, поэтому действует на молодые растущие клетки бактерий. Поскольку клетки человеческого организма не содержат пептидогликана, пеницилин не повреждает их;2) антибиотики, нарушающие функции цитоплазматической мембраны: полимиксины, а также полиеновые противогрибковые антибиотики: нистатин, леворин, амфотерицин В. Полиеновые антибиотики адсорбируются на цитоплзматической мембране, взаимодействуют со стерольным компонентом, повышают проницаемость мембраны, что приводит к нарушению водно-солевого обмена клетки и к ее гибели. У бактерий и риккетсий в мембране нет стеролов, поэтому эти микроорганизмы нечувствительны к полиеновым антибиотикам;
3) антибиотики, ингибирующие синтез белка на рибосомах бактериальных клеток: аминогликозиды, тетрациклины, левомицетин, макролиды. Перечисленные антибиотики блокируют рибосомы бактериальной клетки и не оказывают действия на рибосомы клеток человека вследствие различий в структуре и молекулярной массе рибосом прокариотов и эукариотов.
4) антибиотики, ингибирующие РНК-полпмеразы - рифампицин, подавляющий синтез РНК на матрице ДНК;
5) антибиотики, вызывающие лизис клеточной стенки бактерий - лизоцим.
Механизм действия многих химиотерапевтических препаратов связан с тем, что они являются антиметаболитами, то есть структурными аналогами важнейших метаболитов, участвующих в обмене веществ бактерий. Будучи сходными с метаболитом, они вытесняют его из обменного процесса, но не обеспечивают нормального его течения. Так, сульфаниламиды являются структурными аналогами парааминобензойной кислоты (ПАБК) - кофермента фолпевой кислоты. Норсульфазол - аналог тиамина (витамина В1). Противотуберкулезные препараты - гидразиды изоникотиновой кислоты (ГИНК) - аналоги изоникотиновой кислоты.
Иной механизм действия производных нитрофурана, которые нарушают процесс биологического окисления микробов. Особенно высокой активностью обладают фторхинолоновые препараты, которые подавляют синтез ДНК микробов.
Мишенями действия противовирусных препаратов являются какие-либо этапы репродукции вируса в клетке хозяина. Так, ремантадин повреждает процесс депротеинизации - "раздевания" вируса, а также биосинтез вирусного белка на рибосомах клетки. Ингибиторы проте-аз (е-аминокапроновая кислота) нарушает процесс расщепления белка вируса гриппа, препятствуя таким образом репликации вируса. Рибавирин (виразол), будучи структурным аналогом пуриновых оснований, нарушает репликацию вирусных нуклеиновых кислот. Азидоти-мидин подавляет процесс обратной транскрипции, присущий ретро-вирусам, к которым относится вирус иммунодефицита человека (ВИЧ).
Что означает понятие «спектр действия» антибиотиков?
Спектр активности - это перечень видов микробов, на которые препарат оказывает действие. Принято делить антибиотики по спектру активности в зависимости от того, на какие микробы они действуют: антибактериальные, противогрибковые, противовирусные, противоопухолевые. При этом различают антибиотики широкого и узкого спектра действия.
Назовите антибиотики активные преимущественно по отношению к грамотрицательным бактериям, преимущественно по отношению к грамположительным бактериям, антибиотики широкого спектра действия, противовирусные, противогрибковые, противоопухолевые антибиотики.
Антибактериальные антибиотики. Сюда относится большинство препаратов. К антибиотикам узкого спектра активности относится бен-зилпенициллин, который оказывает действие на гноеродные кокки, некоторые грамположительные палочки и на спирохеты. Полимиксин действует только на грамотрицательные бактерии.
Антибиотики широкого спектра действия активны в отношении многих грамположительных и грамотрицательных бактерий, а некоторые из них - также в отношении риккетсий, хламидий, микоплазм. К антибиотикам широкого спектра действия относятся тетрациклины, левомицетин, аминогликозиды, макролиды.
Противогрибковые антибиотики. Это леворин, гризеофульвин. Широким спектром действия обладает амфотерицин В, активный при многих микозах, в том числе глубоких. Нистатин - антибиотик узкого спектра действия, активен в отношении грибов рода Кандида.
Противовирусный природный антибиотик животного происхождения - интерферон. Это низкомолекулярный белок, образуется в клетках организма или в культуре клеток под действием индукторов инерферона и является одним из факторов неспецифнческой противовирусной защиты. Индукторами могут быть не только вирусы, но и бактерии, ЛПС бактерий, некоторые лекарственные средства. В начале изучения интерферона было открыто его противовирусное действие, в дальнейшем было обнаружено несколько типов интерферонов и многообразное их действие: противовирусное, противоопухолевое, иммуномодулирующее, радиопротекторное. Интерферон неспецифичен в отношении вида вируса, но обладает видовой специфичностью. Поэтому для лечения человека эффективен интерферон, выделяемый культурой человеческих клеток. Интерферон не оказывает непосредственного действия на вирус, но подавляет синтез вирусных белков в клетке и таким образом препятствует образованию вирионов. Известно несколько типов интерферона, из которых в качестве противовирусного средства применяется лейкоцитарный а-интерферон.
С помощью методов генетической инженерии получен рекомби-нантный интерферон - реаферон.
Противоопухолевые антибиотики задерживают размножение или оказывают цитотоксическое действие на опухолевые и быстроразмножающиеся нормальные клетки организма, подавляя синтез нуклеиновых кислот или белка. Это митомицин С, рубомицин, оливомицин и многие другие, применяющиеся при определенных видах опухолей.
Методы определения активности антибиотиков; в каких единицах измеряется антибактериальная активность антибиотиков?
Активность каждого антибиотика определяется по его действию на соответствующий тест-микроб. За единицу активности (ЕД) для большинства антибиотиков принимают специфическую активность, содержащуюся в 1 мкг чистого вещества. Для пенициллина 1 мкг = 1,67 БД, для нистатина 1 мкг = 4 ЕД.
Основные проявления побочного действия антибиотиков.
Различают следующие виды побочных действий антибиотиков.
1) Прямое токсическое действие: стрептомицин оказывает токсическое действие на почки и на слуховой нерв; тетрациклин вызывает поражение печени, задержку развития костей и зубов; левомицетин подавляет процесс кроветворения, а также отрицательно влияет на внугриутробное развитие гшода.
2) Обострение течения болезни, повышение температуры, так называемая лихорадка Герца-Геймера, как следствие освобождения сразу большого количества эндотоксинов из разрушенных бактерий.
3) Аллергические реакции вызывают пенициллин, цефалоспорины, стрептомицин и др. У людей с повышенной чувствительностью к этим препаратам при их введении могут возникнуть такие явления, как сыпь, зуд, крапивница, в тяжелых случаях - анафилактический шок, который требует оказания немедленной медицинской помощи. Koнтактный дерматит может развиваться как профессиональная болезнь на предприятиях, изготовляющих антибиотики.4) Дисбактериоз - нарушение состава нормальной микрофлоры организма. Возникает при лечении больного антибиотиками широкого спектра действия, которые подавляют рост не только возбудителей болезни, но и представителей нормальной микрофлоры организма. Следствием этого может быть гиповитаминоз. Кроме того, вследствие дисбактериоза могут развиваться вторичные инфекции, вызванные грибами или бактериями, размножение которых подавлялось микробами-антагонистами. Например, грибы рода Кандида, нечувствительные к антибактериальным препаратам, при гибели микробов-антагонистов начинают безудержно размножаться и вызывают вторичную инфекцию - кандидоз. Вторичные инфекции вызывают также бактерии, которые быстро приобретают устойчивость к антибиотикам, например, стафилококки.
5) Угнетение образования антител может наблюдаться по двум причинам. Во-первых, при лечении антибиотиками возбудитель гибнет в самом начале болезни, поэтому организм не формирует иммунный ответ. Это наблюдается, например, при лечении левомицетином больных брюшным тифом и при лечении пенициллином больных скарлатиной. Поэтому рекомендуется сочетать лечение антибиотиками со средствами, стимулирующими иммунитет. Во-вторых, некоторые антибиотики, в частности, левомицетин, угнетают биосинтез белка и, следовательно, образование антител.
Виды лекарственной устойчивости микробов по происхождению.
Под устойчивостью микробов к антибактериальному препарату понимают сохранение способности размножаться при таких концентрациях этого препарата, которые создаются при введении в организм терапевтических доз.
Типы антибиотикоустойчивости:
1) природная, свойственная данному виду микробов;
2) приобретенная: а) первичная; б) вторичная.
1) Природная устойчивость обусловлена свойствами данного вида микробов и механизмом действия антибиотика Например, устойчивость грамотрицательных палочек к бензилпенициллину или грибов - к антибактериальным препаратам.
2) Приобретенная устойчивость. Устойчивость называют приобретенной в тех случаях, когда появляются варианты устойчивых микробов, принадлежащих к виду, по природе своей чувствительному к данному антибиотику. Например, появление стафилококков, устойчивых к пенициллину.
Первичной называют устойчивость, которая обнаруживается с самого начала болезни, так как произошло заражение антибиотикоустойчивым возбудителем. Вторичная устойчивость развивается в течение болезни.
Генетические механизмы лекарственной устойчивости.
1) Хромосомная антибиотикорезистентность. В популяции чувствительных бактерий появляются единичные клетки-мутанты, устойчивые к данному антибиотику, причем это происходит не под действием антибиотика Обычно мутанты в отсутствие антибиотика через какое-то время погибают. Если же популяция подвергается действию антибиотика, то чувствительные бактерии погибают, а устойчивые выживают и дают начало резистентной популяции, то есть происходит селекция.
2) Плазмидная антибиотикорезистентность связана с R-плазмидами. Это обычно множественная устойчивость, сразу к нескольким антибиотикам. R-плазмиды могут передаваться бактериям того же вида или другого вида или даже рода. Например, дизентерийные бактерии могут стать устойчивыми к нескольким антибиотикам, получив R-плазмиду от дизентерийных или от кишечных палочек путем рекомбинации
Фенотипические (биохимические, структурные) механизмы лекарственной устойчивости.
Устойчивость бактерий к антибиотикам реализуется за счет следующих механизмов:
1) образование специфических ферментов, разрушающих данный антибиотик. Так фермент р-лактамаза разрушает р-лактамное кольцо пенициллинов и цефалоспоринов. Этот фермент продуцируют стафилококки с приобретенной резистентностью к пенициллину. Устойчивость к левомицетину и аминогликозидам связана с продукцией ферментов трансфераз;
2) снижение проницаемости клеточной стенки для данного антибиотика, например, для тетрациклина, или нарушение транспортного механизма цитоплазмагической мембраны;
3) формирование обходного пути метаболизма взамен поврежденного антибиотиком;
4) изменение структуры мишени действия антибиотика;
5) превращение бактерий в L-формы, лишенные клеточной стенки, но способные к реверсии, то есть к обратному превращению в обычные формы.
Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам, техника исследования и оценка результатов.
Существует несколько методов: метод серийных разведении, метод стандартных дисков, ускоренные методы. При этом материал от больного должен быть взят до начала лечения антибиотиками.
Метод стандартных дисков (метод диффузии в агар) - наиболее простой и широко применяемый. Это качественный метод, позволяющий определить, к каким антибиотикам чувствителен микроб, выделенный от больного. Испытуемую культуру засевают сплошным газоном на чашку с питательным агаром. Затем на поверхность агара помещают бумажные диски, пропитанные антибиотиками. После суточного инкубирования в термостате измеряют диаметр зон задержки роста вокруг каждого диска и по таблице проводят оценку результата.
Определение проводят с чистыми культурами бактерий. Однако в некоторых случаях для быстрого получения ориентировочных результатов используют непосредственно патологический материал.
Метод серийных разведении является более точным, количественным, так как позволяет определить не только антибиотики, к которым чувствителен микроб, но и минимальную подавляющую концентрацию (МПК) антибиотика. Для проведения исследования необходима чистая культура испытуемого микроба.
Метод серийных разведении в жидкой питательной среде. В ряду пробирок с жидкой питательной средой готовят последовательные разведения антибиотика. Контролем служит пробирка с питательной средой без антибиотика. Затем в каждую пробирку засевают определенное количество испытуемых микробов. После суточного инкубирования в термостате учитывают результат: отмечают последнюю пробирку с полной задержкой роста. Концентрация антибиотика в этой пробирке является МПК.
Метод серийных разведении на плотной питательной среде. В пробирках с расплавленной агаровой питательной средой готовят последовательные разведения антибиотика, затем выливают в чашки. После застывания агара производят посев испытуемых микробов (по одной петле из разведения 107 микробных тел в 1 мл). На каждую чашку можно засеять до 20 культур. Контролем служит чашка с питательной средой без антибиотика. После суточного инкубирования в термостате учитывают результат по последней чашке с задержкой роста.
Какие существуют способы предупреждения и преодоления лекарственной устойчивости микробов? Назовите препараты, предназначенные для преодоления лекарственной устойчивости и применяемые в сочетании с антибиотиками.
Для ограничения распространения лекарственноустойчивых бактерий и повышения эффективности лечения применяются следующие меры:
- получение новых антибиотиков с иным механизмом действия;
- лечение больных с учетом чувствительности возбудителей к антибиотикам;
- применение для лечения сочетания антибиотиков с разным механизмом действия;
- применение антибиотиков только при наличии соотвествующих показаний;
- использование в животноводстве и птицеводстве только таких антибиотиков, которые в медицине не применяются;
- для подавления действия продуцируемых бактериями ферментов, разрушающих антибиотики, используются ингибиторы ферментов. Так, клавулановая кислота и клавуланаты, а также сульбактам ингибируют фермент р-лактамазу. Рекомендуется применять ингибиторы вместе с антибиотиком против возбудителя, устойчивого к антибиотику. Например, амоксициллин + клавуланат (препарат аугментин), ампициллин + сульбактам (уназин).
Свойства бактериофагов.
К какому царству живых существ относится?
Вирусы
Какую форму чаще всего имеет?
Форму сперматозоида или головастика.
Какие химические компоненты содержит?
Фаги состоят из двух основных химических компонентов, нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белка. У фагов, имеющих форму сперматозоида, двунитчатая ДНК плотно упакована в виде спирали внутри головки.
Белки входят в состав оболочки (капсида), окружающей нуклеиновую кислоту, и во все структурные элементы хвостового отростка. Структурные белки фага различаются по составу полипептидов и представлены в виде множества идентичных субъединиц, уложенных по спиральному или кубическому типу симметрии.
В состав головки также входит полипептид, состоящий из аспарагиновой, глутаминовой кислот и лизина. У некоторых фагов внутри головки находится внутренний гистоноподобный белок, обеспечивающий суперспирализацию ДНК.
Сокращающийся чехол хвостового отростка образован также белковыми субъединицами, уложенными по спиральному типу симметрии, содержащими АТФ и ионы кальция.
У некоторых фагов в дистальной части отростка содержится фермент лизоцим
Структурные элементы бактериофага. В каких единицах измеряется величина бактериофагов?
Размеры бактериофагов колеблются от 20 нм до 200 нм. Как все вирусы, содержат ДНК, или РНК, и белковый капсид. Чаще всего встречаются и лучше изучены бактериофаги, имеющие форму сперматозоида или головастика. Состоят они из головки, хвостового отростка, батальной пластинки с короткими шинами и хвостовыми нитями. Внутри головки располагается спирально скрученная пить ДНК, покрытая белковым капсидом. Хвостовой отросток - что полый цилиндрический стержень, окруженный сократительным чехлом. Базальная пластинка и нити осуществляют процесс адсорбции бактериофага на бактериальной клетке. Существуют бактериофаги имеющие другое строение: с короткими отростком, с отростком без сократительного чехла, без отростка, нитевидной формы.
Назовите фамилии учёных, открывших явление бактериофагии.
Явление бактериофагии открыл и изучил французский микробиолог д'Эррель. В 1917 г. он наблюдал лизис культуры бактерий дизентерии после внесения в нее фильтрата испражнений больного, выздоравливающего от дизентерии. При многократных пассажах, то есть переносе из одной культуры в другую, фильтраты сохраняли свою лизирующую активность и даже усиливали ее. Ученый сделал из этого правильный вывод о том, что лизирующий агент - живой и при пассажах размножается в бактериях. Д'Эррель назвал этот агент бактериофагом (лат. phagos -пожирающий), а само явление лизиса - бактериофагией.
Опишите фазы взаимодействия вирулентного (инфекционного) бактериофага с чувствительной к нему бактериальной клеткой.
В отличие от вирулентных, умеренные фаги не лизируют бактерии. Их геном, проникнув в клетку, встраивается в хромосому бактерии и в дальнейшем остается в хромосоме в виде профага и реплицируется вместе с ней. Бактерии, несущие профаг, называются лизогенными, а само явление - лизогенией. Лизогенные бактерии встречаются очень часто. Профаг, находясь в геноме бактерии, придает ей какие-либо новые свойства. Так, например, продукция экзотоксина у палочек дифтерии и ботулизма связана с наличием профага.
В определенных условиях (воздействия температуры, химических веществ и др.) профаги могут превратиться в вирулентные бактериофаги. Размножаясь, они лизируют бактерии и могут переходить в другие бактериальные клетки. При выходе из хромосомы профаг может захватить соседние гены бактериальной хромосомы и при заражении другой бактерии, встроившись в ее хромосому, передать эти гены. Передача генетического материала от одной бактерии к другой с помощью умеренного бактериофага называется трансдукцией. Таким образом могут передаваться такие признаки, как устойчивость к антибиотикам, способность продуцировать какие-либо ферменты. Умеренные бактериофаги применяются в генетической инженерии в качестве вектора - переносчика генов.
Что такое титр бактериофага? Как определяют и обозначают титр бактериофага? Метод титрования бактериофага по Аппельману (на жидкой питательной среде)
Готовят десятикратные разведения исследуемого бактериофага в питательном бульоне. Для этого в ряд пробирок разливают по 4,5 мл бульона. В 1-ю пробирку добавляют 0,5 мл исследуемого фага. Тщательно перемешивают и переносят в последующие пробирки (из пробирки в пробирку) по 0,5 мл соответствующего разведения фага с уменьшением его концентрации в десять раз. Получают разведения от 10-1 до 10-9 степени. Затем в пробирки вносят по 1 капле суточной культуры соответствующих бактерий. После инкубации в течение суток определяют титр фага. За титр бактериофага принимают то его максимальное разведение, при котором наблюдается полный лизис культуры (просветление среды).
Что такое умеренный бактериофаг, профаг, лизогенная культура, лизогенная конверсия, трансдукция?
Умеренные бактериофаги после проникновения в бактерию не разрушают ее, так как ДНК фага встраивается в хромосому бактерий и передается по наследству.
Профаг — геном фага, интегрированный в хромосомную ДНК бактериальных клеток.
Лизогенная культура – популяция бактерий , у которых ДНК фага встроилось в хромосому и способно передаваться по наследству.
Феномен лизогенной конверсии заключается в приобретении лизогенными бактериями дополнительных свойств.
Опишите взаимодействие умеренного бактериофага с бактериальной клеткой.
Как все вирусы, бактериофаги не размножаются на питательных средах. Их размножение происходит только в чувствительных к ним бактериальных клетках, в процессе взаимодействия, в котором наблюдаются те же фазы, что при взаимодействии других вирусов с клеткой.
Адсорбция бактериофага. Как все вирусы, фаги неподвижны, и столкновение с бактерией происходит случайно, затем адсорбция становится прочной, если у клетки имеются на поверхности фагос-пецифические рецепторы. Фаги, имеющие сократительный чехол, адсорбируются с помощью хвостового отростка.
Внедрение фага внутрь клетки. Под действием фермента лизо-цима, который находится в хвостовом сегменте, в клеточной стенке бактерии образуется отверстие. Через это отверстие в результате сокращения хвостового чехла внутрь бактериальной клетки переходит ДНК фага. Белковый капсид остается снаружи.
Синтез ДНК и белка бактериофага. В клетке прекращается синтез бактериальных белков. Образуются фаговые ДНК, а на рибосомах бактерий синтезируются молекулы фагового белка.
Формирование фага. Сборка зрелых фагов из ДНК и капсида происходит в цитоплазме клетки. Выход зрелых фагов из клетки происходит при разрушении бактерий с помощью лизоцима, а затем зрелые фаги внедряются в новые клетки.
"Урожай" фага, в зависимости от его вида, составляет от 20 до 200 частиц. Весь цикл взаимодействия, занимающий от 10 минут до нескольких часов, называется литическим циклом, а фаг при таком взаимодействии - вирулентным.
Применение бактериофагов в практической медицине – на каком свойстве оно основано? Назовите бактериофаги, применяющиеся для лечения, для диагностики, для фаготипирования.
Применяемые на практике препараты бактериофагов представляют собой фильтрат бульонной культуры соответствующих микробов, лизированных фагом, содержащий живые частицы фага, а также антигены бактерий, освободившиеся из бактериальных клеток при их лизисе. Полученный препарат – жидкий бактериофаг – должен иметь вид совершенно прозрачной жидкости жёлтого цвета большей или меньшей интенсивности. Препарат проходит контроль на стерильность (методом посева), безвредность и литическую активность (титр).
Диагностические бактериофаги выпускаются как в жидкой, так и в сухой форме, в ампулах. Перед началом работы сухой бактериофаг разводится.
Для лечебно-профилактических целей бактериофаги выпускаются в форме таблеток с кислотоустойчивой оболочкой, в жидком виде или в суппозиториях. Таблетированный сухой бактериофаг более стабилен при хранении и удобен при применении. Одна таблетка сухого бактериофага соответствует 20-25 мл жидкого препарата. Срок годности сухого и жидкого препарата составляет 1 год. Жидкий бактериофаг следует хранить при температуре +2 – +100С, сухой – не выше +10С, но его можно хранить в холодильнике и при отрицательной температуре.
Принятый внутрь бактериофаг сохраняется в организме в течение 5-7 дней. Как правило, приём бактериофага не сопровождается какими-либо реакциями или осложнениями. Противопоказаний к приему нет.
Бактериофаги могут применять также в виде орошений, полосканий, примочек, тампонов. Инъекционные формы бактериофагов можно вводить в стерильные полости – брюшную, плевральную, суставную и в мочевой пузырь. Существует форма выпуска бактериофагов в свечах для ректального применения.

Приложенные файлы

  • docx 17903382
    Размер файла: 45 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий