Общая микробиология
1. Предмет, задачи, разделы микробиологии, ее связь с другими науками.
Микробиология - наука о живых организмах, невидимых невооруженным глазом (микроорганизмах): бактерии, архебактерии, микроскопические грибы и водоросли, часто этот список продляют простейшими и вирусами. В область интересов микробиологии входит их систематика, морфология, физиология, биохимия, эволюция, роль в экосистемах, а также возможности практического использования.
Предметом изучения микробиологии являются бактерии, плесневые грибы, дрожжи, актиномицеты, риккетсии, микоплазмы, вирусы. Но поскольку вирусы абсолютно не могут существовать без живого организма, изучением их занимается самостоятельная наука, называемая «вирусологией».
Цель медицинской микробиологии - изучение структуры и свойств патогенных микробов, взаимоотношения их с организмом человека в определенных условиях природной и социальной среды, совершенствование методов микробиологической диагностики, разработка новых, более эффективных лечебных и профилактических препаратов, решение такой важной проблемы, как ликвидация и предупреждение инфекционных болезней.
Разделы микробиологии: бактериология, микология, вирусология и т. д.
*Общая микробиология – изучает закономерности жизнедеятельности всех групп микроорганизмов, выясняет роль и значение в природном круговороте.
*Частная микробиология – изучает систематику бактерий, возбудителей отдельных заболеваний и методы их лабораторной диагностики.
В составе обширной науки микробиологии выделяют разделы:
*Сельскохозяйственная микробиология изучает роль и формирование структуры почвы и ее плодородия, роль бактерий в питании растений. Разрабатывает методы и способы использования бактерий для удобрения почв и консервирования кормов.
*Ветеринарная микробиология – изучает микробов, вызывающих заболевания у домашних животных, разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения данных болезней.
*Техническая (промышленная) микробиология – изучает микроорганизмы, которые можно использовать в производственных процессах для получения биологически активных веществ, биомассы и пр. Многие исследования происходят на стыке дисциплин (например, молекулярная биология, генная инженерия, биотехнология).
*Санитарная микробиология изучает бактерий, обитающих в объектах окружающей среды, как автохтонных, так и аллохтонных, способных вызвать загрязнение окружающей среды и играть определенную роль в эпидемиологии инфекций.
*Экологическая микробиология изучает роль микроорганизмов в природных экосистемах и пищевых цепях.
*Популяционная микробиология выясняет природу межклеточных контактов и взаимосвязь клеток в популяции.
*Космическая микробиология характеризует физиологию земных микроорганизмов в условиях космоса, изучает влияние космоса на симбиотические бактерии человека, занимается вопросами предупреждения занесения космических микроорганизмов на Землю.
*Медицинская микробиология – изучает микробов, вызывающих заболевания у человека. Изучает патогенез и клиническую картину заболеваний, факторы патогенности. Разрабатывает методы профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней человека.
За время существования микробиологии сформировались общая, техническая, сельскохозяйственная, ветеринарная, медицинская, санитарная ветви.
Общая изучает наиболее общие закономерности, свойственные каждой группе перечисленных микроорганизмов: структуру, метаболизм, генетику, экологию и т. д.
Техническая занимается разработкой биотехнологии синтеза микроорганизмами биологически активных веществ: белков, нуклеиновых кислот, антибиотиков, спиртов, ферментов, а также редких неорганических соединений.
Сельскохозяйственная исследует роль микроорганизмов в круговороте веществ, использует их для синтеза удобрений, борьбы с вредителями.
Ветеринарная изучает возбудителей заболеваний животных, методы диагностики, специфической профилактики и этиотропного лечения, направленного на уничтожение возбудителя инфекции в организме больного животного.
Медицинская микробиология изучает болезнетворные(патогенные) и условно-патогенные для человека микроорганизмы, а также разрабатывает методы микробиологической диагностики, специфической профилактики и этиотропного лечения вызываемых ими инфекционных заболеваний.
Санитарная микробиология изучает санитарно-микробиологическое состояние объектов окружающей среды, пищевых продуктов и напитков, и разрабатывает санитарно-микробиологические нормативы и методы индикации патогенных микроорганизмов в различных объектах и продуктах
Предмет и задачи Микробиологии. Разделы микробиологии. Основные перспективные направления науки.
После открытия микроорганизмов прошло три столетия, и наука занимающиеся их изучением - МИКРОБИОЛОГИЯ - заняла достойное место среди других биологических и медицинских наук. Микроорганизмы широко распространены в природе. Они находятся в воздухе, почве, пище, на окружающих нас предметах, на поверхности и внутри нашего организма. Такое широкое распространение микробов свидетельствует об их значительной роли в природе и жизни человека. Микроорганизмы обуславливают круговорот веществ в природе, осуществляют расщепление органических соединений и синтез белка. С помощью микроорганизмов происходят важные производственные процессы: хлебопечение, производство ферментов, гормонов антибиотиков и других в-вв.
Наряду с полезными микроорганизмами существует группа патогенных микробов - возбудители различных заболеваний человека, животных, растений. Микроорганизмы были открыты в конце 18 века, но микробиология как наука сформировалась только в начале 19 века, после гениальных открытий французского ученого Луи Пастера.
В связи с огромной ролью и задачами микробиологи не может справится со всеми вопросами в пределах одной дисциплины и в следствие этого происходит ее дифференцировка в различные дисциплины.
Общая микробиология - изучает морфологию, физиологию, биохимию микроорганизмов, их роль в круговороте в-в и распространение в природе.
Техническая микробиология - входит изучение микробов участвующих в производстве антибиотиков, спиртов, витаминов, также разработка методов защиты материалов от воздействия микроорганизмов.
Сельскохозяйственная микробиология - изучает роль и значение микробов в формирование структуры почвы, ее плодородия, минерализация и питание растений.
Ветеринарная микробиология - изучает возбудители заболеваний у животных, разрабатывает методы специфической профилактики и терапии инфекционных заболеваний.
Медицинская микробиология - рассматривает свойства патогенных и условно - патогенных микробов, их роль в развитие инфекционного процесса и иммунного ответа, разрабатывает методы лабораторной диагностики и специфической профилактики и терапии инфекционных заболеваний.
Важнейшими задачами медицинской микробиологии, вирусологии, иммунологии является дальнейшие изучение роли отдельных видов патогенных агентов в этиологии и патогенезе различных заболеваний людей, в том числе в возникновение опухолей, а также механизмов формирования наследственного и приобретенного иммунитета, разработка методов лечения и профилактики инфекционных заболеваний при помощи иммунологических и химиотерапевтических средств и методов специфической диагностики, в том числе экспресс-методов.
Большое значение в народном хозяйстве приобретает использование мик-роорганизмов как продуцентов множества полезных веществ, как–то: кормового белка, ферментов, антибиотиков, витаминов. Активно разрабатываются способы рационального использования биохимической активности микроорганиз-мов для повышения плодородия почв, добычи полезных ископаемых, восполнения энергетических ресурсов и очистки окружающей среды от многих загрязняющих веществ.
Вместе с тем остается необходимость изыскивать эффективные способы борьбы с некоторыми микроорганизмами, вызывающими заболевания человека, животных и растений, а также порчу промышленных изделий и нежелательные изменения окружающей среды.
История развития микробиологии. Основные открытия. Достижения русских ученых в развитии микробиологии. Развитие современной науки.
первым конструктором микроскопа считается Г. Галилей (1564 – 1642)
первым исследователем, наблюдавшим при помощи сильной лупы простейшие организмы в испорченном мясе, молоке и других продуктах, был Афанасий Кирхер (1601 – 1680).
Морфологический: Период наблюдений и описаний, период первых в микробиологии терминов, рисунков, статей. Антони ван Левенгук (Leeuwenhoek) (1632-1723) - нидерландский натуралист, один из основоположников научной микроскопии. Изготовив линзы с 150-300-кратным увеличением, впервые наблюдал и зарисовал простейших, сперматозоиды, бактерии, эритроциты и их движение в капиллярах.
Физиологический: Период экспериментов, поиска новых методов изучения, изобретения новых микроскопов, период открытий в микромире. Работы Пастера по оптической асимметрии молекул легли в основу стереохимии. Открыл природу брожения. Опроверг теорию самозарождения микроорганизмов. Изучил этиологию многих инфекционных заболеваний. Разработал метод профилактической вакцинации против куриной холеры (1879), сибирской язвы (1881), бешенства (1885). Ввел методы асептики и антисептики.
Во 2-й половине XIX в. в России и в мире микробиология разделилась на два направления:
Общая: Основоположник Л.С. Ценковский (1822 – 1887)
Медицинская: Основоположник Роберт Кох (1843 – 1910)
Ивановский Д. И. (1864 – 1920) Основоположник вирусологии,
Мечников И. И. (1845-1916) Основоположник иммунологии
Виноградский С. Н. (1856-1953) Основоположник Почвенной микробиологии
Гамалея Н. Ф. врач бактериолог Его труды касаются общей бактериологии, бешенства и многих патогенных микробов.
Появление электронного микроскопа стало возможным после ряда физических открытий конца XIX - начала XX векая:
1897 г. открытие электрона Дж. Томсон
1926 г. экспериментальное обнаружение волновых свойств электрона К. Дэвиссон, Л. Гермер
1926 г. X. Буш создание магнитной линзы, позволяющую фокусировать электронные лучи
1931 г. Р. Руденберг собрал просвечивающий электронный микроскоп
1932 г. М. Кнолль и Э. Руска построили первый прототип современного прибора.
Использование электронного микроскопа для научных исследований было начато в конце 1930-ых годов и тогда же появился первый коммерческий прибор, построенный фирмой Siemens.
В 1930-1940 годах появились первые растровые электронные микроскопы. Массовое применение этих приборов в научных исследованиях началось в 1960-ых годах, когда они достигли значительного технического совершенства.
Распространение микроорганизмов в природе. Участие в производственных процессах.
В природе микроорганизмы заселяют практически любую среду (почва, вода, воздух) и распространены гораздо шире, чем другие живые существа. Благодаря разнообразию механизмов утилизации источников питания и энергии, а также выраженной адаптации к внешним воздействиям, микроорганизмы могут обитать там, где другие формы жизни не выживают.
Естественные среды обитания большей части организмов - вода, почва и воздух. Число микроорганизмов, обитающих на растениях и в организмах животных, значительно меньше. Широкое распространение микроорганизмов связано с лёгкостью их распространения по воздуху и воде; в частности, поверхность и дно пресноводных и солёных водоёмов, а также несколько сантиметров верхнего слоя почвы изобилуют микроорганизмами, разрушающими органические вещества. Меньшее количество микроорганизмов колонизирует поверхность и некоторые внутренние полости животных (например, ЖКТ, верхние отделы дыхательных путей) и растений.
В природе большую часть бактерий поедают хищные простейшие, но часть клеток каждого вида выживает; при наступлении благоприятных условий они дают начало новым клонам микроорганизмов.
Неклеточные формы жизни. Морфология и размножение вирусов. Отличительные черты прионов.
Живые организмы делятся на клеточные (Прокариоты и эукариоты) и неклеточные (прионы и вирусы).
Прионы – возбудители медленных неконвекционных инфекций. Состоят из набора специфичных белков и аномальных изоформных клеточных белков с молекулярной массой от 20000 до 37000 единиц. (Заболевания: Куру, Болезнь Кройтцфельда – Якоба, Амниотрофический лейкоспорангиоз)
Морфология и размножение вирусов .
По
внешнему виду вирусы делят на сферические,
или шарообразные, кубические, палочковидные,
или нитевидные, и сперматоподобные.
При некоторых вирусных инфекциях
(бешенство, оспа и др.) в цитоплазме или
ядре пораженной вирусом клетки образуются
особые, специфические для каждой инфекции
внутриклеточные включения, значительно
превосходящие по величине вирус и
видимые в световой микроскоп. Это колонии
вирусов. Обнаружение их в клетке имеет
большое значение при диагностике
бешенства, оспы и других инфекций
Отдельные
виды вирусов, преимущественно вирусы
растений, образуют в клетках кристаллические
образования (кристаллы Ивановского).
Их можно растворить, и из раствора
выделяется вирус в аморфном, не
кристаллическом состоянии, обладающий
инфекционными свойствами. В каждом
кристалле содержится до 1 млн. вирионов.
Из зоопатогенных вирусов в кристаллическом
виде пока получен чирус полиомиелита.
Размеры вирусов колеблются в широких
пределах. Мельчайшие из них (вирусы
полиомиелита, ящура, энцефалитов) имеют
в диаметре около 20-30 тр. (миллимикрон)
и приближаются по величине к белковым
молекулам, а крупные вирусы (вирусы
оспы, герпеса, плевропневмонии) по
рамерам близки к мельчайшим бактериям.
Размер вирусов определяют ультрафильтрацией,
ультрацентрифугированием и
электроноскопйей. Каждым из этих
методов получены более или менее сходные
результаты, однако наиболее точным
является электроноскопия высокоочищенного
вируса.
Размножение вирусов включает в себя три процесса: репликацию вирусной нуклеиновой кислоты, синтез вирусных белков и сборку вирионов.
После проникновения вирусов в клетку и раздевания вирусный геном и связанные с ним вирусные белки оказываются в цитоплазме. Внутри зараженной клетки происходят репликация вирусного генома и синтез структурных белков, из которых собираются новые вирусы. Существует определенный порядок транскрипции вирусных мРНК, которые затем транслируются с образованием белка. Репликация генома и сборка нуклеокапсидов большинства РНК-содержащих вирусов происходят в цитоплазме, а большинства ДНК-содержащих вирусов - в ядре.
Сборка вирионов высокоспецифический процесс взаимодействия белковых и нуклеиновых молекул, приводящий к образованию вирионов . У простых РНК-геномных вирусов с кубической или спиральной симметрией сборка вирионов состоит в ассоциации вирусного генома с капсидными белками с помощью репликативного комплекса. У сложных РНК-геномных вирусов нуклеокапсид образуется так же, как у простых вирусов. Формирование суперкапсида - сложный многоступенчатый процесс, к-рый протекает в цитоплазматической мембране или специальных мембранных структурах («фабриках» вируса). У сложных ДНК-геномных вирусов сначала раздельно образуются капсид и нуклеоид, затем нуклеоид вносится в пустой капсид. Дальнейшая достройка вириона происходит в цитоплазматической мембране или эндоплазматическом ретикулуме. У поксвирусов все этапы размножения, включая С., протекают в транскриптазо-рибосомальных комплексах цитоплазмы.
Темы рефератов, докладов и сообщений
План семинара
Предъявляемые к генеральным планам
Требования пожарной безопасности,
ЗАДАНИЕ К СЕМИНАРСКОМУ ЗАНЯТИЮ
Определение противопожарного расстояния между зданиями сельскохозяйственного назначения, производственными и складскими зданиями
1. Нормативные документы, регламентирующие требования пожарной безопасности к генеральным планам. Область применения, термины и структура.
2. Принципы генеральной планировки территории, обеспечивающие пожарную безопасность городских, сельских и садоводческих поселений.
3. Требования пожарной безопасности, предъявляемые к генеральным планам промышленных предприятий.
4. Требования пожарной безопасности, предъявляемые к генеральным планам сельскохозяйственных предприятий.
1. Причины распространения пожара между объектами.
2. Противопожарные разрывы. Факторы, влияющие на величины противопожарных разрывов.
3. Нормирование противопожарных расстояний между объектами.
Лекция № 1. История развития микробиологии, вирусологии и иммунологии. Предмет, методы, задачи .
1.Введение
Микробиология (от греч. micros- малый, bios- жизнь, logos- учение, ᴛ.ᴇ. учение о малых формах жизни) - наука, изучающая организмы, неразличимые (невидимые) невооруженным какой- либо оптикой глазом, которые за свои микроскопические размеры называют микроорганизмы (микробы).
Предметом изучения микробиологии является их морфология, физиология, генетика, систематика, экология и взаимоотношения с другими формами жизни.
В таксономическом отношении микроорганизмы очень разнообразны. Οʜᴎ включают прионы, вирусы, бактерии, водоросли, грибы, простейшие и даже микроскопические многоклеточные животные.
По наличию и строению клеток вся живая природа должна быть разделена на прокариоты (не имеющие истинного ядра), эукариоты (имеющие ядро) и не имеющие клеточного строения формы жизни. Последние для своего существования нуждаются в клетках, ᴛ.ᴇ. являются внутриклеточными формами жизни (рис.1).
По уровню организации геномов, наличию и составу белоксинтезирующих систем и клеточной стенки все живое делят на 4 царства жизни: эукариоты, эубактерии, архебактерии, вирусы и плазмиды.
К прокариотам , объединяющим эубактерии и архебактерии, относят бактерии, низшие (сине- зеленые) водоросли, спирохеты, актиномицеты, архебактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы. Простейшие, дрожжи и нитчатые грибы- эукариоты .
Микроорганизмы - это невидимые простым глазом представители всех царств жизни. Οʜᴎ занимают низшие (наиболее древние) ступени эволюции, но играют важнейшую роль в экономике, круговороте веществ в природе, в нормальном существовании и патологии растений, животных, человека.
Микроорганизмы заселяли Землю еще 3- 4 млрд. лет назад, задолго до появления высших растений и животных. Микробы представляют самую многочисленную и разнообразную группу живых существ. Микроорганизмы чрезвычайно широко распространены в природе и являются единственными формами живой материи, заселяющими любые, самые разнообразные субстраты (среды обитания ), включая и более высокоорганизованные организмы животного и растительного мира.
Можно сказать, что без микроорганизмов жизнь в ее современных формах была бы просто невозможна .
Микроорганизмы создали атмосферу, осуществляют кругоборот веществ и энергии в природе, расщепление органических соединений и синтез белка, способствуют плодородию почв, образованию нефти и каменного угля, выветриванию горных пород, многим другим природным явлениям.
С помощью микроорганизмов реализуются важные производственные процессы - хлебопечение, виноделие и пивоварение, производство органических кислот, ферментов, пищевых белков, гормонов, антибиотиков и других лекарственных препаратов.
Микроорганизмы как никакая другая форма жизни испытывает воздействие разнообразных природных и антропических (связанных с деятельностю людей) факторов, что, с учетом их короткого срока жизни и высокой скорости размножения, способствует их быстрому эволюционированию.
Наибольшую печальную известность имеют патогенные микроорганизмы (микробы- патогены) - возбудители заболеваний человека, животных, растений, насекомых. Микроорганизмы, приобретающие в процессе эволюции патогенность для человека (способность вызывать заболевания), вызывают эпидемии , уносящие миллионы жизней. До настоящего времени вызываемые микроорганизмами инфекционные заболевания остаются одной из базовых причин смертности, причиняют существенный ущерб экономике.
Изменчивость патогенных микроорганизмов составляет основную движущую силу в развитии и совершенствовании систем защиты высших животных и человека от всего чужеродного (чужеродной генетической информации). Более того, микроорганизмы являлись до недавнего времени важным фактором естественного отбора в человеческой популяции (пример- чума и современное распространение групп крови). Сегодня вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) посягнул на святое святых человека- его иммунную систему.
2. Основные этапы развития микробиологии, вирусологии и иммунологии
1.Эмпирических знаний (до изобретения микроскопов и их применения для изучения микромира).
Дж.Фракасторо (1546ᴦ.) предположил живую природу агентов инфекционных заболеваний- contagium vivum.
2.Морфологический период занял около двухсот лет.
Антони ван Левенгук в 1675ᴦ. впервые описал простейших, в 1683ᴦ.- основные формы бактерий. Несовершенство приборов (максимальное увеличение микроскопов X300) и методов изучения микромира не способствовало быстрому накоплению научных знаний о микроорганизмах.
3.Физиологический период (с 1875ᴦ.)- эпоха Л.Пастера и Р.Коха.
Л.Пастер- изучение микробиологических основ процессов брожения и гниения, развитие промышленной микробиологии, выяснение роли микроорганизмов в кругообороте веществ в природе, открытие анаэробных микроорганизмов, выработка принципов асептики, методов стерилизации, ослабления (аттенуации) вирулентности и получения вакцин (вакцинных штаммов).
Р.Кох- метод выделения чистых культур на твердых питательных средах, способы окраски бактерий анилиновыми красителями, открытие возбудителей сибирской язвы, холеры (запятой Коха ), туберкулеза(палочки Коха), совершенствованиетехники микроскопии. Экспериментальное обоснование критериев Хенле, известные как постулаты (триада) Хенле- Коха.
4.Иммунологический период.
И.И.Мечников- “поэт микробиологии” по образному определению Эмиля Ру. Он создал новую эпоху в микробиологии - учение о невосприимчивости (иммунитете), разработав теорию фагоцитоза и обосновав клеточную теорию иммунитета.
Одновременно накапливались данные о выработке в организме антител против бактерий и их токсинов, позволившие П.Эрлиху разработать гуморальную теорию иммунитета. В последующей многолетней и плодотворной дискуссии между сторонниками фагоцитарной и гуморальной теорий были раскрыты многие механизмы иммунитета и родилась наука иммунология .
В дальнейшем было установлено, что наследственный и приобретенный иммунитет зависит от согласованной деятельности пяти базовых систем: макрофагов, комплемента͵ Т- и В- лимфоцитов, интерферонов, главной системы гистосовместимости, обеспечивающих различные формы иммунного ответа. И.И.Мечникову и П.Эрлиху в 1908ᴦ. была присуждена Нобелевская премия.
12 февраля 1892ᴦ. на заседании Российской академии наук Д.И.Ивановский сообщил, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Эту дату можно считать днем рождения вирусологии , а Д.И.Ивановского- ее основоположником. Впоследствии оказалось, что вирусы вызывают заболевания не только растений, но и человека, животных и даже бактерий. При этом только после установления природы гена и генетического кода вирусы были отнесены к живой природе.
5. Следующим важным этапом в развитии микробиологии стало открытие антибиотиков . В 1929ᴦ. А.Флеминг открыл пенициллин и началась эра антибиотикотерапии, приведшая к революционному прогрессу медицины. В дальнейшем выяснилось, что микробы приспосабливаются к антибиотикам, а изучение механизмов лекарственной устойчивости привело к открытию второго- внехромосомного (плазмидного) генома бактерий.
Изучение плазмид показало, что они представляют из себяеще более просто устроенные организмы, чем вирусы, и в отличии от бактериофагов не вредят бактериям, а наделяют их дополнительными биологическими свойствами. Открытие плазмид существенно дополнило представления о формах существования жизни и возможных путях ее эволюции.
6. Современный молекулярно- генетический этап развития микробиологии, вирусологии и иммунологии начался во второй половине 20 века в связи с достижениями генетики и молекулярной биологии, созданием электронного микроскопа.
В опытах на бактериях была доказана роль ДНК в передаче наследственных признаков. Использование бактерий, вирусов, а затем и плазмид в качестве объектов молекулярно- биологических и генетических исследований привело к более глубокому пониманию фундаментальных процессов, лежащих в базе жизни. Выяснение принципов кодирования генетической информации в ДНК бактерий и установление универсальности генетического кода позволило лучше понимать молекулярно- генетические закономерности, свойственные более высоко организованным организмам.
Расшифровка генома кишечной палочки сделало возможным конструирование и пересадку генов. К настоящему времени генная инженерия создала новые направления биотехнологии .
Расшифрованы молекулярно- генетическая организация многих вирусов и механизмы их взаимодействия с клетками, установлены способность вирусной ДНК встраиваться в геном чувствительной клетки и основные механизмы вирусного канцерогенеза.
Подлинную революцию претерпела иммунология, далеко вышедшая за рамки инфекционной иммунологии и ставшая одной из наиболее важных фундаментальных медико- биологических дисциплин. К настоящему времени иммунология- это наука, изучающая не только защиту от инфекций. В современном понимании иммунология- это наука, изучающая механизмы самозащиты организма от всего генетически чужеродного, поддержании структурной и функциональной целостности организма.
Иммунология в настоящее время включает ряд специализированных направлений, среди которых, наряду с инфекционной иммунологией, к наиболее значимым относятся иммуногенетика, иммуноморфология, трансплантационная иммунология, иммунопатология, иммуногематология, онкоиммунология, иммунология онтогенеза, вакцинология и прикладная иммунодиагностика.
Микробиология и вирусология как фундаментальные биологические науки также включают ряд самостоятельных научных дисциплин со своими целями и задачами: общую, техническую (промышленную), сельскохозяйственную, ветеринарную и имеющую наибольшее значение для человечества медицинскую микробиологию и вирусологию.
Медицинская микробиология и вирусология изучает возбудителей инфекционных болезней человека (их морфологию, физиологию, экологию, биологические и генетические характеристики), разрабатывает методы их культивирования и идентификации, специфические методы их диагностики, лечения и профилактики.
7.Перспективы развития .
На пороге 21 века микробиология, вирусология и иммунология представляют одно из ведущих направлений биологии и медицины, интенсивно развивающееся и расширяющее границы человеческих знаний.
Иммунология вплотную подошла к регулированию механизмов самозащиты организма, коррекции иммунодефицитов, решению проблемы СПИДа, борьбе с онкозаболеваниями.
Создаются новые генно- инженерные вакцины, появляются новые данные об открытии инфекционных агентов - возбудителей “соматических” заболеваний (язвенная болезнь желудка, гастриты, гепатиты, инфаркт миокарда, склероз, отдельные формы бронхиальной астмы, шизофрения и др.).
Появилось понятие о новых и возвращающийся инфекциях (emerging and reemerging infections). Примеры реставрации старых патогенов- микобактерии туберкулеза, риккетсии группы клещевой пятнистой лихорадки и ряд других возбудителей природноочаговых инфекций. Среди новых патогенов- вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), легионеллы, бартонеллы, эрлихии, хеликобактер, хламидии (Chlamydia pneumoniae). Наконец, открыты вироиды и прионы - новые классы инфекционных агентов.
Вироиды - инфекционные агенты, вызывающие у растений поражения, сходные с вирусными, однако эти возбудители отличаются от вирусов рядом признаков: отсутствием белковой оболочки (голая инфекционная РНК), антигенных свойств, одноцепочечной кольцевой структурой РНК (из вирусов - только у вируса гепатита D), малыми размерами РНК.
Прионы (proteinaceous infectious particle- белкоподобная инфекционная частица) представляют лишенные РНК белковые структуры, являющиеся возбудителями некоторых медленных инфекций человека и животных, характеризующихся летальными поражениями центральной нервной системы по типу губкообразных энцефалопатий - куру, болезнь Крейтцфельдта- Якоба, синдром Герстманна- Страусслера- Шайнкера, амниотрофический лейкоспонгиоз, губкообразная энцефалопатия коров (коровье “бешенство”), скрепи у овец, энцефалопатия норок, хроническая изнуряющая болезнь оленей и лосей. Предполагается, что прионы могут иметь значение в этиологии шизофрении, миопатий. Существенные отличия от вирусов, прежде всего отсутствие собственного генома, не позволяют пока рассматривать прионы в качестве представителей живой природы.
3. Задачи медицинской микробиологии.
К ним можно отнести следующие:
1.Установление этиологической (причинной) роли микроорганизмов в норме и патологии.
2.Разработка методов диагностики, специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний, индикации (выявления) и идентификации (определения) возбудителей.
3. Бактериологический и вирусологический контроль окружающей среды, продуктов питания, соблюдения режима стерилизации и надзор за источниками инфекции в лечебных и детских учреждениях.
4.Контроль за чувствительностью микроорганизмов к антибиотикам и другим лечебным препаратам, состоянием микробиоценозов (микрофлорой) повехностей и полостей тела человека.
4.Методы микробиологической диагностики.
Методы лабораторной диагностики инфекционных агентов многочисленны, к основным можно отнести следующие.
1. Микроскопический- с использованием приборов для микроскопии. Определяют форму, размеры, взаиморасположение микроорганизмов, их структуру, способность окрашиваться определенными красителями.
К основным способам микроскопии можно отнести световую микроскопию (с разновидностями- иммерсионная, темнопольная, фазово - контрастная, люминесцентная и др.) и электронную микроскопию. К этим методам можно также отнести авторадиографию (изотопный метод выявления).
2.Микробиологический (бактериологический и вирусологический) - выделение чистой культуры и ее идентификация.
3.Биологический - заражение лабораторных животных с воспроизведением инфекционного процесса на чувствительных моделях (биопроба).
4.Иммунологический (варианты - серологический, аллергологический) - используется для выявления антигенов возбудителя или антител к ним.
5.Молекулярно- генетический - ДНК- и РНК- зонды, полимеразная цепная реакция (ПЦР) и многие другие.
Заключая изложенный материал, крайне важно отметить теоретическое значение современной микробиологии, вирусологии и иммунологии. Достижения этих наук позволили изучить фундаментальные процессы жизнедеятельности на молекулярно- генетическом уровне. Οʜᴎ обусловливают современное понимание сущности механизмов развития многих заболеваний и направления их более эффективного предупреждения и лечения.
Перечень тестовых заданий. Правильные ответы обозначены " * "
1) К микроорганизмам, не имеющим клеточного строения, относятся:
1. бактерии
*2. вирусы
4. простейшие
2) Впервые увидел бактерии:
*1. А.-В. Левенгук
2. Л. Пастер
3. И. И. Мечников
3) Бактерии, питающиеся за счет готовых органических соединений:
1. аутотрофы
*2. гетеротрофы
4. фагоциты
4) Бактерии, использующие для построения своих клеток диоксид углерода и другие органические соединения:
1. гетеротрофы
3. фагоциты
*4. аутотрофы
5) Нитрифицирующие бактерии являются:
1. олиготрофами
2. фагоцитами
*3. аутотрофами
4. гетеротрофами
6) Основным регулятором поступления органических веществ в клетку является:
*1. цитоплазматическая мембрана
3. хлоропласты
4. плазмиды
7 - Тест) Микроорганизмы, которые приспособились в процессе эволюции к низким температурам:
1. мезофилы
*2. психрофилы
3. термофилы
8) Микроорганизмы одного вида или подвида, выращенные в лабораторных условиях на искусственных питательных средах:
*1. чистая культура
2. смешанная культура
9) Микроорганизмы почвы, способные получать необходимую им энергию от окисления минеральных соединений:
1. олиготрофы
3. автохтоны
*4. автотрофы
10) Обрабатывание мазка хромовой кислотой, карболовым фуксином Пиля и окрашивание метиленовым синим характерно для:
1. метода Шеффера-Фултона
*2. метода Меллера
3. метода Муромцева
4. метода Романовского-Гимза
11) Обрабатывание мазка раствором малахитовой зелени и дополнительное окрашивание водным раствором сафранина характерно для:
1. метода Меллера
2. метода Муромцева
3. метода Романовского-Гимза
*4. метода Шеффера-Фултона
12) Бактерии, имеющие на одном или обоих концах тела пучок жгутиков, называются:
1. монотрихами
2. перитрихами
*3. лофотрихами
4. амфитрихами
13) Скопления бактерий, напоминающие внешне грозди винограда, называются:
*1. стафилококками
2. сарцинами
3. стрептококками
4. диплококками
14) В процентном соотношении вода в микробной клетке составляет:
15) О свежем фекальном загрязнении почвы свидетельствует обнаружение:
1. стафилококков
2. сальмонелл
3. яиц гельминтов
*4. энтерококков
16) При загрязнении органическими веществами в почве обнаруживают микроорганизмы:
1. энтерококки
*2. семейства кишечных бактерий
3. паратифа А и В
4. сальмонеллы
17) Плесневый гриб, имеющий мицелий белого цвета с перегородками:
1. шоколадная плесень
2. гроздевидная плесень
3. головчатая плесень
*4. молочная плесень
18) По окончании работы лицевые части противогазов и респираторов необходимо тщательно мыть:
1. 0,1-%-м раствором перманганата калия
2. 5-%-м раствором соды
*3. 2-%-м раствором соды
4. 0,5-%-м мыльным раствором
20) К химическим средствам дезинфекции относятся:
1. термофильные микробы
*2. фенолы и креоны
4. ультразвук
21) Для чистой почвы коли-титр кишечной палочки должен составлять:
2. не более 10 мг
*3. не более 1 г
22) Для определения количества живых бактерий в нитрагине делают глубинный посев:
1. на маннитный агар-агар
*2. на бобовый агаг-агар
3. на дрожжевой агар-агар
4. на мясопептонный агар-агар
24) Для борьбы с плесенью используют:
1. ксилонафт-5
2. формалин
*4. оксидифенолят натрия
25) Перитрихи-это бактерии:
1. с полярно расположенными пучками жгутиков
*2. со жгутиками по всей поверхности клетки
3. не имеющие жгутиков
4. с двумя полярными жгутиками
26) К осветительной системе биологического микроскопа не относится:
1. конденсор
2. диафрагма
*3. окуляр
4. зеркало
27. Тест.) К прямым санитарно-биологическим показателям эпидемической опасности почвы относятся:
1. обнаружение яиц гельминтов и их личинок
2. обнаружение сальмонелл и бактерий паратифа А и В
3. обнаружение стафилококков и стрептококков
*4. обнаружение патогенных энтеробактерий и энтеровирусов
28) Актиномицеты-это:
2. палочковидные бактерии
*3. ветвящиеся бактерии
4. простейшие
30) Для изучения морфологии плесневых грибов препараты готовят:
1. методом Шеффера-Фултона
2. методом Меллера
3. методом висячей капли
*4. методом раздавленной капли
31) Хранение пестицидов должно происходить в специально оборудованных складах на расстоянии от населённого пункта:
1. не менее 50 м
2. не менее 100 м
*3. не менее 200 м
4. не менее 500 м
32) Антибиотикограмма - это:
*1. определение чувствительности микробов к антибиотикам
2. определение чувствительности антибиотиков к микробам
3. определение чувствительности животных к антибиотикам
4. определение чувствительности растений к антибиотикам
33) Дезинфицирующее средство имеет бактериостатическое действие, когда оно:
*1. задерживает при определённых условиях рост микроорганизмов, но не приводит к их гибели
2. способно убить микробную клетку
3. вызывает в микробной клетке биохимические изменения
4. вызывает в микробной клетке морфологические изменения
34) К основным группам микроорганизмов не относятся:
1. Бактерии
2. Актиномицеты
3. Микоплазмы
*4. Бациллы
35) Отдалённая корневая микрофлора растений располагается:
1. в радиусе 6-10 см от корней
2. в радиусе 2-3 м от корней
*3. в радиусе 50 см от корней
4. в радиусе 1 м от корней
36) Конечными продуктами разложения органических веществ анаэробными микроорганизмами являются:
1. углекислый газ и вода
2. молочная кислота и спирт
3. клетчатка и лигнин
*4. кислоты и спирты
37) При работе с инсектицидами необходимо использовать респираторы:
1. «Лепесток-200», У-2К
2. «Астра-2»
*3. РСУ-22, РПГ-67
4. РПЦ-22, Ф-57
Тест № 38) Для дезинфекции почвы в парниковых хозяйствах используют:
*1. Тиозон
3. метафон
4. бромид метила
39) Термофилы-это бактерии, развивающиеся при температуре:
1. 30-40 градусов
2. 0-10 градусов
*3. 50-70 градусов
4. 70-80 градусов
40) Микроорганизмы, занимающие промежуточное положение между плесневыми грибами и бактериями:
2. плесени
3. микоплазмы
*4. актиномицеты
41) Система мероприятий по уничтожению патогенных или условно-патогенных микроорганизмов во внешней среде или на теле животного:
*1. дезинфекция
2. дезинсекция
3. дератизация
4. кварцевание
42) Бактерии, образующие цепочку при делении кокков:
1. микрококки
*2. стрептококки
3. диплококки
4. сарцины
43) Олиготрофные микроорганизмы почвы - это:
*1. микроорганизмы, способные ассимилировать органические соединения из растворов низкой концентрации
2. микроорганизмы, способные получать необходимую им энергию от окисления минеральных соединений
3. микроорганизмы, разлагающие органические соединения растительного и животного происхождения
4. микроорганизмы, способные разлагать перегнойные соединения почвы
44) Бактерии по типу дыхания подразделяются на:
1. олиготрофы и сапрофиты
2. анаэрофобы и анаэрофаги
3. аэрофобы и анаэрофобы
*4. аэробы и анаэробы
45) О возможности загрязнения почвы патогенными энтеробактериями свидетельствует индекс санитарно-показательных микроорганизмов БГКП (колиформ) и энтерококков в колличестве:
1. до 10 клеток на 1 г почвы
*2. 10 и более клеток на 1 г почвы
3. до 100 клеток на 1 г почвы
4. 10 и более клеток на 10 г почвы
46) К физическим средствам дезинфекции относятся:
1. соли тяжелых металлов
2. термофильные микробы
*3. гамма лучи и ультразвук
4. патогенные грибы
47) Метод, позволяющий определить минимальную концентрацию антибиотика, подавляющего рост исследуемой культуры бактерий:
1. метод диффузии в агар
2. метод дисков
*3. метод серийных разведений
4. антибиотикограмма
49) Извитые бактерии, имеющие тонкие многочисленные завитки:
1. Вибрионы
2. Спириллы
*3. спирохеты
4. стрептококки
50) Один из первых микроскопов изобрел в 1610 году:
1. А.-В. Левенгук
2. Л. Пастер
*4. Г. Галиллей
51) Микроорганизмы, разлагающие органические соединения растительного и животного происхождения - это:
2. олиготрофы
4. Анаэробы
53) При окрашивании препарата по методу Муромцева микробная клетка окрашивается:
1. в голубой цвет
2. в бледно-розовый цвет
3. в фиолетовый цвет
*4. в темно-синий цвет
54) Микроорганизмы, развивающиеся на поверхности растений, называются:
1. Бактериофагами
2. Олиготрофами
*3. Эпифитами
4. актономицетами
56) Микробы, поражающие и подавляющие растения, являются:
1. Активаторами
*2. Ингибиторами
3. Фагоцитами
57 Тест.) Для количественного учета почвенных микроорганизмов используют:
1. аппликационный метод
2. метод титров
*3. метод питательных пластин в сочетании с методом последовательных разведений
4. метод отмыва корней
Микробиологические процессы широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. В их основе лежит использование в промышленности биологических систем и процессов, ими вызываемых. В основе многих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов.
В настоящее время с помощью микроорганизмов производят кормовые белки, ферменты, витамины, аминокислоты и антибиотики, органические кислоты, липиды, гормоны, препараты для сельского хозяйства и т.д.
В пищевой промышленностимикроорганизмы используются при получении ряда продуктов. Так, алкогольные напитки- вино, пиво, коньяк, спирт-и другие продукты получают при помощи дрожжей. В хлебопекарной промышленности используют дрожжи и бактерии, в молочной промышленности -молочнокислые бактерии и т.д.
Среди многообразия вызываемых микроорганизмами процессов одним из существенных является брожение.
Под брожением понимают превращение углеводов и некоторых других органических соединений в новые вещества под воздействием ферментов, продуцируемых микроорганизмами. Известны различные виды брожения. Обычно их называют по конечным продуктам, образующимся в процессе брожения, например спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и др.
Многие виды брожения- спиртовое, молочнокислое, ацетонобутиловое, уксуснокислое, лимоннокислое и другие, вызываемые различными микроорганизмами, - используют в промышленности. Например, в производстве этилового спирта, хлеба, пива применяют дрожжи; в производстве лимонной кислоты - плесневые грибы; в производстве уксусной и молочной кислот, ацетона¾ бактерии. Основная цель указанных производств превращение - субстрата (питательной среды) под действием ферментов микроорганизмов в необходимые продукты. В других производствах, например в производстве хлебопекарных дрожжей, главной задачей является накопление максимального количества культивируемых дрожжей.
Основные группы микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности, - бактерии, дрожжевые и плесневые грибы.
Бактерии. Используют в качестве возбудителей молочнокислого, уксуснокислого, маслянокислого. ацетонобутилового брожения. Культурные молочнокислые бактерии используют при получении молочной кислоты, в хлебопечении, иногда в спиртовом производстве. Они превращают сахар в молочную кислоту.
В производстве ржаного хлеба важная роль принадлежит молочнокислым бактериям. В процессе получения ржаного хлеба участвуют истинные (гомоферментативные) и неистинные (гетероферментативные) молочнокислые бактерии. Гетероферментативные молочнокислые бактерии наряду с молочной кислотой образуют летучие кислоты (в основном уксусную), спирт и диоксид углерода. Истинные бактерии в ржаном тесте участвуют только в кислотообразовании, а неистинные наряду с кислотообразованием оказывают существенное влияние на разрыхление теста, являясь энергичными газообразователями. Молочнокислые бактерии ржаного теста существенное влияние оказывают также на вкус хлеба, так как он зависит от общего количества кислот, содержащихся в хлебе, и от их соотношения. Кроме того, молочная кислота оказывает влияние на процесс образования и структурно-механические свойства ржаного теста.
Маслянокислое брожение, вызываемое маслянокислыми бактериями, используют для производства масляной кислоты, эфиры которой применяют в качестве ароматических веществ, а для спиртового производства эти бактерии опасны,так как масляная кислота подавляет развитие, дрожжей и инактивирует a-амилазу.
К особым видам маслянокислых бактерий относятся ацетонобутиловые бактерии, превращающие крахмал и другие углеводы в ацетон, бутиловый и этиловый спирты. Эти бактерии используют в качестве возбудителей брожения в ацетонобутиловом производстве.
Уксуснокислые бактерии используют для получения уксуса (раствора уксусной кислоты), так как они способны окислять этиловый спирт в уксусную кислоту.
Следует отметить, что уксуснокислое брожение является вредным для спиртового производства. так как приводит к снижению выхода спирта, а в пивоварении ухудшает качество пива, вызывает его порчу.
