Микробиология

Мікроорганізми  відносо стійуі до тиску. У грунті і воді на виживання патогенних мікроорганізмів діють біологічні фактори—мікроби-антагоністи, продуценти антибіотичних речовин, бактеріофаги й інші елементи екосистеми. Завдяки їхній дії вода і грунт очищуються від патогенних організмів.

Мікроорганізми  добре зберігаються за низьких температур, наприклад, збудники кишкових інфекцій зберігають інфекційні властивості  навіть при заморожуванні. За спеціального режиму охолодження бактерії переносять температуру рідкого азоту (-137°С). У біотехнології використовують метод ліофільного висушування  бактерій із замороженого стану у  вакуумі. За цим методом бактерії тривалий час зберігаються живими, що важливо при одержанні живих вакцин або інших біопрепаратів. Однак багато патогенних мікроорганізмів у зовнішньому середовищі швидко гинуть, особливо за низьких температур (збудники гнійного менінгіту, гонореї, сифілісу).

Високі температури  також згубно діють на мікроорганізми, при цьому слід врахувати дію  температури впродовж певного часу. Мезофільні неспорові мікроорганізми, до яких належить більшість патогенних, гинуть при температурі 56--60°С за 1—2 год, при 70°С—за 20—30 хв, при100°с—за кілька хвилин. Спори бактерій можуть витримувати кип'ятіння протягом кільканадцяти хвилин. Стійкими до кип'ятіння є деякі віруси, особливо вірус гепатиту В. В атмосфері водяної пари за температути 120°С і тиску 1,5—2 атм гинуть як вегетативні форми, так і спори бактерій упродовж20—30 хв. У повітрі бактерії та їхні спори стійкіші до високих температур, гарантована температура їхнього знищення у сухо жарових печах--170°С протягом години.

Білкові інфекційні фактори—пріони—стійкі до температур, за яких інактивуються мікроорганізми. Відомо, що прінні хвороби передавалися через недостатньо простерилізовані нейрохірургічні інструменти.

Під дезінфекцією розуміють систему заходів, спрямовану на знищення патогенного агента на об'єктах або поверхнях довкілля, тобто тоді, коли передбачають наявність  на об'єктах патогенних мікроорганізмів.

Дезінфекцію проводять  трьома основними методами—тепловим, хімічним і променевим.

Речовини,які використовують для хімічної дезінфекції, за механізмом дії можна віднести до таких груп: галогени, спирти, феноли, окиснювачі, сполуки важких металів, поверхнево-активні речовини.

Речовинами для  дезінфекції є:

• Фенол (карболова кислота). Для порівняльної активності дезінфекційних речовин застосовують фенольний коефіцієнт—відношення ефективної концентрації речовини до концентрації фенолу, яка забезпечує таку ж дезінфекційну дію на тестовий мікроорганізм. Фенол і його похідні (лізол, ліпоїд, креолін, креозот, 0-фенілфенол) є високоактивними проти вегетативних клітин бактерій, але не діють на їхні спори.
• Галогени—хлор, йод, бром—і їхні похідні (хлорне вапно, гіпохлорид, хлораміни, хлордезим, неохлор, йод, спиртовий розчин (настоянка) йоду, йодопірин,йодонат, йодинол, йодоформ, дибромантин) є активними проти всіх бактерій та їхніх спор.
• Спирти, як і феноли, у складі своїх молекул містять гідроксильні групи,що надають їм бактерицидних властивостей. Для дезінфекції використовують лише етиловий (від 50° до 70°) та ізопропіловий спирти,що мають сповільнену бактерицидну дію тільки на вегетативні клітини.
• Пероксид водню, калію перманганат та ін. є інтенсивними окиснювачами.

Сполуки важких металів—ртуті, срібла, міді—широко  не використовують через їх токсичність (хлорид і оксиціанід ртуті) і дороговизну (препарати з вмістом срідла).

До фунгіцидних  речовин належать сполуки міді, фтористий  натрій, ундециленова і бензойна кислоти.

Бактерицидні  властивості мають деякі мила (фенолове, дігтярне,зелене медичне  „Гігієна”) і поверхнево-активні речовини (нірван, амфолан та ін.) для оброблення рук перед хірургічними операціями використовують катіонні детергенти: циригель, дегміцид, етоній, рокал.

Сучасні дезінфектанти  містять додаткові речовини,що захищають  шкіру людини і об'єкти від небажаної дії, корегують запах тощо

Робота з дезінфекційними  речовинами проводиться згідно з  інструкціями і вимагає правил техніки  безпеки. 

5.Генетика  мікроорганізмів.  Біотехнологія.

5.7. Особливості геному  вірусів. Види  генетичної мінливості  вірусів.

Генетика мікроорганізмів  вивчає процеси спадковості й  мінливості. Особливістю генетики мікроорганізмів є те, що генетичні зміни, виникаючи на рівні клітини, проявляються на рівні мікробної популяції .

Генетичний матеріал бактерій оформлений у вигляді кільцевої хромосоми, що складається з двоспіральної нитки ДНК. Кожна спіраль формується з дезоксирибофосфатного „скелета” і нуклеотидів, які за правилами компліментарності з'єднують між собою дві нитки спіралі (цитозин з'єднується з гуаніном, тимін—з аденіном, тому співвідношення Ц:Т=Г:А стале для цього виду).

Здатність мікроорганізмів  набувати нових властивостей, які  відрізняють їх від попередніх поколінь, називають мінливістю. Розрізняють  спадкову та не спадкову мінливість.

Не  спадкова (модифікаційна, адаптивна) мінливість не зумовлена змінами в генетичному апараті. Змінені ознаки не успадковуються.

Причинами виникнення таких модифікацій є несприятливі умови навколишнього середовища (наприклад, недостатня кількість вологи).

Розрізняють морфологічні, культуральні та біохімічні модифікації.

Морфологічні  модифікації—зміна форми (поліморфізм), втрата джгутиків чи капсули, зміна  забарвлення; культуральні—зміна характеру росту, втрата пігментів; біохімічні—втрата здатності утворювати окремі ферменти.

Можливість модифікацій  необхідно врахувати під час  лабораторних досліджень культури мікроорганізмів.

Спадкова (генотипова) мінливість зумовлена змінами генетичних структур унаслідок мутацій і генетичних рекомбінацій. Змінені ознаки успадковуються  

6. Хіміотерапія інфекційних  захворювань. Антибіотики.

6.7. Методи визначення  чутливості бактерій  до антибіотиків. МІК (мінімальна  інгібуюча концентрація).

Основними принципами хіміотерапії є :

а) Обов'язкове встановлення виду збудника та його чутливості до антибіотиків;

б) Хіміотерапію тяжких інфекцій слід починати якомога раніше, вибір препарату роблять на основі нозологічного діагнозу;

в) При поліетіологічних хворобах (сепсис, пневмонія) лікування проводять препаратами найширшого спектра дії;

г) Доза препарату, спосіб та інтервали введення мають  забезпечувати його постійну концентрацію в місцях локалізації збудника;

д) Визначення оптимальної  тривалості застосування препаратів;

е) Комбінована  хіміотерапія (оптимальною є комбінація двох бактерицидних або двох бактеріостатичних  антибактеріальних препаратів з  різним механізмом дії;

є) Врахування побічних ефектів.

Антибіотики—речовини  природного або їхні синтетичні чи напівсинтетичні аналоги, що мають  виражену антимікробну дію. Для лікування використовують лише ті антибіотики, що в лікувальних дозах не проявляють токсичної дії на організм. Більшість антибіотиків одержані з актиноміцетів і грибів. Напівсинтетичні антибіотики отримують шляхом хімічної модифікації молекул природних антибіотиків. Антибіотики мають бактеріостатичну або бактерицидну дію, пригнічуючи в бактеріальній клітині синтез компонентів клітинної стінки, порушуючи синтез білка на рибосомах або синтез нуклеїнових кислот. Антибіотики вузького спектра дії діють переважно на грам позитивні бактерії, широкого спектра—на грам позитивні та грам негативні бактерії; окремо виділяють антибіотики, що діють на кисло стійкі бактерії або на гриби.

За хімічною структурою більшість антибіотиків належать до однієї з таких груп: бета-лактами, аміноглікозиди, лінкозаміни, макроліти, тетрацикліни, рифампіцини, поліміксини, полієни. 

Методи дослідження  чутливості до антибіотиків.

Збудник інфекції досліджується в чистій культурі. У змішаній культурі визначити чутливість неможливо, бо можна отримати недостатньо  правдиві дані внаслідок мікробного антагонізму і різної швидкості  росту мікроорганізмів. Існують  кілька стандартних тестів на чутливість бактерій до антибіотиків.

Дифузний  метод:

1.Дифузія із  розчинів. На чашки Петрі з  МПА або з іншим середовищем  засівають досліджувану культуру. В агарі створюють лунки і  в кожну вносять по 0.1 мл розчину досліджуваних препаратів, інкубують 18 год при температурі 37°С. Вимірюють діаметри зоно затримки росту для кожного препарату.

2. Метод індикаторних  дисків. На чашки Петрі зі щільним  середовищем засівають досліджувану  культуру. Після посіву на ангар  накладають диски з фільтрувального  паперу, які містять різні антибіотики  в певних кількостях (10—30 мкг). Після інкубації визначають розміри зон затримки росту. Високочутливими до антибіотика вважають мікроорганізми, які формують його під дією зони затримки росту, що перевищують 25мм, чутливими—15—25 мм, малочутливими—11—15 мм.

Для виявлення  ферментів, що руйнують антибіотик, застосовують диски з інгібіторами. Наприклад, для виявлення бета-лактамаз використовують диски з нітроцефіном, який блокує фермент, у результаті проявляється дія антибіотика—затримка росту.

Метод індикаторних дисків широко використовують у практичних лабораторіях, але він мало придатний  для визначення чутливості анаеробів  до антибіотиків.

Метод серійних розведень  у рідких середовищах. Дає змогу встановити мінімальну пригнічу вальну концентрацію препарату для виділеного збудника. Як поживні середовища використовують МПБ, бульйон Мюллера—Хінтона та ін. У восьми пробірках готують серію подвійних розведень препарату в поживному середовищі. У кожну пробірку вносять рівні об'єми суспензії досліджуваної культури. Пробірки інкубують. Враховують концентрацію, при якій ріст бактерій затримується повністю або частково (зменшення прозорості середовища).

Метод досить трудомісткий, але дає змогу розрахувати  дозу препарату, встановити антибіотикочутливість анаеробів. Окрім того, можна встановити бактерицидну і бактеріостатичну концентрацію препарату. Для цього роблять пересів на інші середовища із тих пробірок, де візуально не відмічається ріст бактерій. При бактерицидній дії ріст не відбуватиметься. Якщо ріст бактерій тільки сповільнюється, то при пересіві його відмічають.

Мікротитраційна модифікація методу серійних розведень у рідких середовищах.

 Дослідження  проводиться у мікропланшетах із внесенням в кожну лунку по 0.1 мл поживного середовища.

Метод серійних розведень  на щільних середовищах.

Готують подвійні серійні розведення препарату, потім  вносять однакові об'єми кожного  розведення в пробірки із розплавленим і охолодженим до 45°С агаром. Вміст пробірок перемішують і виливають у чашки Петрі. Відтак на агар сіють досліджуваний матеріал,інкубують. Після інкубації визначають мінімальну антимікробну концентрацію за відсутністю росту відповідних чашках.

Прискорені  методи.

На практиці прискорені методи визначення чутливості мікроорганізмів  до антибіотиків та інших хіміотерапевтичних засобів здійснюють за допомогою автоматичних систем мікробіологічного дослідження (MS-2, Qantum 2, Sceptor та ін.) У кюветах панелі містяться препарати антибіотика в певній дозі або диски з антибіотиками. Кожен антибіотик у кюветі перебуває в одній концентрації, що відповідає критерію належності бактерій до групи „чутливих” до цього антибіотика. Посіви інкубують при 35--37°С упродовж 4-5 год. Результати реєструють спектрофотометрично. 

7. Екологія мікроорганізмів.  Основи санітарної  мікробіології.

7.7. Санітарно-показові  мікроорганізми. Вимоги  до них. Титр  й індекс санітарно-показових  мікроорганізмів.

Мікрофлору довкілля та її вплив на організм людини вивчає санітарна мікробіологія. Вона розробляє  показники гігієнічного нормування, методи контролю ефективності знезараження, виявлення патогенних, умовно-патогенних і санітарно-показових мікроорганізмів  довкілля.

Для оцінення санітарно-мікробіологічного стану довкілля, харчових продуктів, води і предметів ужитку досліджують санітарно-показові мікроорганізми (СПМ). При цьому встановлюють кількісні характеристики мікробного забруднення.

Санітарно-показові мікроорганізми за своїми екологічними характеристиками близькі до відповідних патогенних оранізмів—вони виділяються з організмів людей чи тварин таким самим шляхом, зберігаються в довкіллі приблизно такий самий час, проникають у мікроорганізм таким самим способом. СПМ легко виявляються в лабораторії, для них розроблені методи кількісного визначення.

Потреба у дослідженні  СПМ зумовлена тим, що патогенні  мікроорганізми в довкіллі виявляти досить складно—навіть коли відомо, що через воду чи грунт віддулося зараження людей, встановити відповідного збудника не завжди вдається. Крім того, виявлення СПМ, особливо збільшення їх кількості, вказує на санітарне неблагополуччя об'єкта і вимагає відповідних заходів для профілактики захворювань. До них належать: кишкова паличка, анаеробні спорові бацили і ентерококи (вказують на фекальне забруднення), гемолітичні стафілококи і стрептококи (вказують на забруднення дихальних шляхів людини).