Метод микроскопирование. Методы микроскопического исследования микроорганизмов

Световая микроскопия. В основе световой микроскопии лежат различные свойства света. Световая микроскопия обеспечивает увеличение до 2-3 тысяч раз, цветное и подвижное изображение живого объекта, возможность микрокиносъемки и длительного наблюдения одного и того же объекта, оценку его динамики и химизма. Современные световые микроскопы представляют собой довольно сложные приборы, совершенствующиеся в течение 400 лет с момента создания первого прототипа микроскопа.

Освещение при микроскопии играет весьма существенную роль. Неправильное или недостаточное освещение не позволит использовать полностью все возможности микроскопа.

Хорошее освещение достигается при установке света по методу Келлера. Для этого устанавливают осветитель на расстоянии 30-40 см от микроскопа и, перемещая патрон с лампочкой или весь осветитель, добиваются четкого изображения нити накала лампы на закрытой полностью диафрагме конденсора так, чтобы это изображение полностью заполняло отверстие конденсора. Закрыв диафрагму осветителя, открывают диафрагму конденсора и, перемещая конденсор, добиваются резкого изображения диафрагмы осветителя в поле зрения микроскопа. Чтобы яркий свет не слепил глаза, предварительно уменьшают с помощью реостата накал нити лампы. И, наконец, с помощью зеркала изображение отверстия диафрагмы устанавливают в центре поля зрения, а диафрагму осветителя открывают так, чтобы было освещено все видимое поле зрения. Раскрывать больше диафрагму не нужно, так как это не усилит освещенности, а лишь уменьшит контрастность за счет рассеянного света.

Виды световой микроскопии:

1) Иммерсионная световая микроскопия. Иммерсионные объективы используются для изучения объектов невидимых или плохо видимых через сухие системы микроскопа.2) Фазовоконтрастная микроскопия предназначена для получения изображений прозрачных и бесцветных объектов, невидимых при наблюдении по методу светлого поля.3) Аноптральная микроскопия – разновидность фазовоконтрастной микроскопии, при которой применяют объективы со специальными пластинками, нанесенными на одну из линз в виде затемненного кольца.4) Метод интерференционного контраста (интерференционная микроскопия) состоит в том, что каждый луч раздваивается, входя в микроскоп. Один из полученных лучей направляется сквозь наблюдаемую частицу, другой - мимо неё по той же или дополнительной оптической ветви микроскопа. В окулярной части микроскопа оба луча вновь соединяются и интерферируют между собой. Один из лучей, проходя через объект, запаздывает по фазе (приобретает разность хода по сравнению со вторым лучом).5) Поляризационная микроскопия – это метод наблюдения в поляризованном свете для микроскопического исследования препаратов, включающих оптически анизотропные элементы (или целиком состоящих из таких элементов).6) Темнопольная микроскопия. При микроскопии по методу темного поля препарат освещается сбоку косыми пучками лучей, не попадающими в объектив. В объектив попадают лишь лучи, которые отклоняются частицами препарата в результате отражения, преломления или дифракции. В силу этого микробные клетки и другие частицы представляются ярко светящимися на черном фоне (картина напоминает мерцающее звездное небо).7) Люминесцентная микроскопия - метод наблюдения под микроскопом люминесцентного свечения микрообъектов при освещении их сине-фиолетовым светом или ультрафиолетовыми лучамиЛюминесцентная микроскопия. Метод основан на способности некоторых веществ светиться под действием коротковолновых лучей света. При этом длина волны излучаемого при люминесценции света всегда будет больше, чем длина волны света, возбуждаемого люминесценцию. Так, если освещать объект синим светом, он будет испускать лучи красного, оранжевого, желтого и зеленого цвета. Препараты для люминесцентной микроскопии окрашивают специальными светящимися люминесцентными красителями – флуохромами (акридиновый оранжевый, изотиоционат флуоресцеина и др.). Лучи света от сильного источника (обычно ртутной лампы сверхвысокого давления) пропускают через сине-фиолетовый светофильтр. Под действием этого коротковолнового излучения окрашенные флуохромом клетки или бактерии начинают светиться красным или зеленым светом. Для того, чтобы синий свет, вызвавший люминесценцию, не мешал наблюдению, над окуляром ставят запирающий желтый светофильтр, задерживающий синие, но пропускающий желтые, красные и зеленые лучи. В результате при наблюдении в люминесцентном микроскопе на темном фоне видны будут клетки или бактерии, светящиеся желтым, зеленым или красным цветом. Например, при окраске акридиновым оранжевым ДНК клетки (ядерное вещество) будет светиться ярко-зеленым цветом. Метод люминесцентной микроскопии позволяет изучать живые нефиксированные бактерии, окрашенные сильно разведенными флуохромами, не причиняющими вреда миробным клеткам. По характеру свечения могут быть дифференцированы отдельные химические вещества, входящие в состав микробной клетки. Темнопольная микроскопия. При микроскопии по методу темного поля препарат освещается сбоку косыми пучками лучей, не попадающими в объектив. В обектив попадают лишь лучи, которые отклоняются частицами препарата в результате отражения, преломления или дифракции. В силу этого микробные клетки и другие частицы представляются ярко светящимися на черном фоне (картина напоминает мерцающее звездное небо).

Для микроскопии в темном поле используют специальный конденсор (параболоид-конденсор или кардиоид-конденсор) и обычные объективы. Так как аппаратура иммерсионного объектива больше, чем апертура конденсора темного поля, внутрь иммерсионного объектива вставляется специальная трубчатая диафрагма, снижающая его апертуру.

Этот метод микроскопии удобен при изучении живых бактерий, спирохет и их подвижности.

Фазово-контрастная микроскопия. Обыкновенные окрашенные препараты поглощают часть проходящего через них света, в результате чего амплитуда световых волн снижается, и частицы препарата выглядят темнее фона. При прохождении света через неокрашенный препарат амплитуда световых волн не меняется, происходит лишь изменение фазы световых волн, прошедших через частицы препарата. Однако человеческий глаз улавливать это изменение фазы света не способен, поэтому неокрашенный препарат при правильной установке освещения в микроскопе будет невидим.

Фазово-контрастное устройство позволяет превратить изменение фазы лучей, прошедших через частицы неокрашенного препарата, в изменения амплитуды, воспринимаемые человеческим глазом, и, таким образом, позволяет сделать неокрашенные препараты отчетливо видимыми.

Приспособление для фазово-контрастной микроскопии включает в себя конденсор с набором кольцевых диафрагм, обеспечивающих освещение препарата полным конусом света, и фазово-контрастные объективы, которые отличаются от обычных тем, что в их главном фокусе располагается полупрозрачная фазовая пластинка в виде кольца, вызывающая сдвиг фазы проходящего через нее света. Установку освещения проводят так, чтобы весь свет, прошедший через кольцевидную диафрагму конденсора, в дальнейшем прошел через расположенное в объективе фазовое кольцо.

При рассмотрении препарата весь свет, прошедший через участки препарата в которых нет каких-либо объектов, пройдет через фазовое кольцо и даст светлое изображение фона. Свет, прошедший через имеющиеся в препарате частицы, например, бактериальные клетки, получит некоторое изменение фазы и, кроме того, разделится на два луча – недифрагированный и дифрагированный. Недифрагированные лучи, пройдя в дальнейшем через кольцевидную фазовую пластинку в объективе, получат дополнительный сдвиг фазы. Дифрагированные лучи пройдут мимо фазовой пластинки, и их фаза не изменится. В плоскости полевой диафрагмы окуляра произойдет интерференция (наложение) дифрагированного и недифрагированного лучей, а так как эти лучи идут в разных фазах, произойдет их взаимное частичное гашение и уменьшение амплитуды. Благодаря этому микробные клетки будут выглядеть темными на светлом фоне.

Существенными недостатками фазово-контрастной микроскопии являются слабая контрастность получаемых изображений и наличие светящихся ореолов вокруг объектов. Фазово-контрастная микроскопия не увеличивает разрешающей способности микроскопа, но помогает выявить детали структуры живых бактерий, стадии их развития, изменения в них под действием различных агентов (антибиотики, химические вещества и т.д.).

Электронная микроскопия. Для изучения структуры клеток на субклеточном и молекулярном уровнях, а также для изучения вирусов используют электронную микроскопию. Ценность электронной микроскопии заключается в ее способности разрешать объекты, не разрешаемые оптическом микроскопом в видимом или ультрафиолетовом свете. Малая длина волны электронов, которая уменьшается в прямой зависимости от подаваемого ускоряющего напряжения, позволяет разрешать, т.е. различать как отдельные объекты, отстоящие друг от друга всего на 2А (0,2 нм или 0,0002 мкм) или даже меньше, в то время как предел разрешения световой оптики лежит вблизи 0,2 мкм (он зависит от длины волны используемого света).

Электронная микроскопия, при которой изображение получают благодаря прохождению (просвечиванию) электронов через образец, называется просвечивающей (трансмиссивной). При сканирующей (растровой), или туннельной электронной микроскопии пучок электронов быстро сканирует поверхность образца, вызывая излучение, которое посредством катодно-лучевой трубки формирует изображение на светящемся экране микроскопа по аналогии с формированием телевизионного изображения.

Принципиальная оптическая схема электронного микроскопа аналогична схеме светового, в котором все оптическое элементы заменены соответствующими электрическими: источник света – источником электронов, стеклянные линзы – линзами электромагнитными. В электронных микроскопах просвечивающего типа различают три системы: электронно-оптическую, вакуумную и электропитания.

Источником электронов является электронная пушка, состоящая из V-образного вольфрамового термокатода, который при нагревании до 2900°С при подаче постоянного напряжения до 100 кВ в результате термоэмиссии испускает свободные электроны, ускоряемые затем электростатическим полем, создаваемым между фокусирующим электродом и анодом. Электронный пучок затем формируется с помощью конденсорных линз и направляется на исследуемый объект. Электроны, проходя сквозь объект, за счет его разной толщины и электроплотности отклоняются под различными углами и попадают в объективную линзу, которая формирует первое увеличение объекта.

После объективной линзы электроны попадают в промежуточную линзу, которая предназначена для плавного изменения увеличения микроскопа и получения дифракции с участков исследуемого образца. Проекционная линза создает конечное увеличенное изображение объекта, которое направляется на флуоресцентный экран. Благодаря взаимодействию быстрых электронов с люминофором экрана на нем возникает видимое изображение объекта. После наведения резкости сразу проводят фотографирование. Увеличение конечного изображения на экране определяется как произведение увеличений, даваемых объективной, промежуточной и проекционной линзами.

Электронномикроскопическому исследованию могут быть подвергнуты как ультратонкие срезы различных тканей, клеток, микроорганизмов, так и целые бактериальные клетки, вирусы, фаги, а также субклеточные культуры, выделяемые при разрушении клеток различными способами.

Виды электронных микроскопов:

1) Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) - это установка, в которой изображение от ультратонкого объекта (толщиной порядка 0,1 мкм) формируется в результате взаимодействия пучка электронов с веществом образца с последующим увеличением магнитными линзами (объектив) и регистрацией на флуоресцентном экране. Для регистрации изображения возможно использование сенсоров, например, ПЗС-матрицы. Первый практический просвечивающий электронный микроскоп был построен Альбертом Пребусом и Дж. Хиллиером в университете Торонто (Канада) в 1938 году с использованием концепции, предложенной ранее Максом Кноллом и Эрнстом Руска.

2) Растровый электронный микроскоп (РЭМ, англ. Scanning Electron Microscope, SEM) - прибор, позволяющий получать изображения поверхности образца с большим разрешением (несколько нанометров). Ряд дополнительных методов позволяет получать информацию о химическом составе приповерхностных слоёв;

3) Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ, англ. STM - scanning tunneling microscope) - прибор, предназначенный для измерения рельефа проводящих поверхностей с высоким пространственным разрешением. В СТМ острая металлическая игла подводится к образцу на расстояние нескольких ангстрем. При подаче на иглу относительно образца небольшого потенциала возникает туннельный ток. Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния образец-игла. Типичные значения 1-1000 пА при расстояниях около 1 Å.

Современные модели электронных микроскопов устроены так, что сочетают в себе возможности как просвечивающего, так и сканирующего микроскопов, и их легко можно переоборудовать с одного типа на другой.

Просвечивающая электронная микроскопия применяется для изучения ультратонких срезов микробов, тканей, а также строения мелких объектов (вирусов, жгутиков и др.), контрастированных фосфорно-вольфрамовой кислотой, уранилацетатом, напылением металлов в вакууме. Сканирующая электронная микроскопия применяется для изучения поверхности объектов. При просвечивающей электронной микроскопии получают плоскостные изображения объекта, а при сканирующей – удается получить трехмерное объемное изображение. В бактериологии сканирование наиболее эффективно для выявления отростков и других поверхностных структур, для определения формы и топографических отношений как в колониях, так и на поверхности инфицированных тканей.

При сканирующей микроскопии образец фиксируют, высушивают на холоде и напыляют в вакууме золотом или другими тяжелыми металлами. Таким образом получают реплику (отпечаток), повторяющую контуры образца, впоследствии сканируемую.

Недостатки электронного микроскопа:

1) подготовленный к исследованию материал должен быть мертвым, так как в процессе наблюдения он находится в вакууме;

2) трудно быть уверенным, что объект воспроизводит живую клетку во всех ее деталях, поскольку фиксация и окрашивание исследуемого материала могут изменить или повредить ее структуру;

3) дорого стоит и сам электронный микроскоп и его обслуживание;

4) подготовка материала для работы с микроскопом отнимает много времени и требует высокой квалификации персонала;

Световая микроскопия

При использовании этого метода исследователь оперирует следующими понятиями:

Увеличение – физическое свойство линз объектива и окуляра. Увеличение микроскопа оценивают как произведение увеличения объектива и увеличения окуляра.

Минимальный размер наблюдаемого объекта (d) и разрешение микроскопа – значения, зависящие от характеристик линз объектива, длины волны и от коэффициента преломления среды, отделяющей изучаемый объект от линз объектива или конденсора. Увеличивают разрешение микроскопа применением жидких сред (иммерсионные среды), т.к. коэффициент их преломления больше коэффициента преломления воздуха. В микроскопии используют масляную, глицериновую и водную иммерсионные среды. Теоретически возможный предел разрешения светового микроскопа – 0,2 мкм (минимальное расстояние, на котором различимы два объекта).

Специальные виды микроскопии

Темнопольная. Используют специальный конденсор, выделяющий контрастирующие структуры неокрашенного материала. Темнопольная микроскопия позволяет наблюдать живые объекты. Наблюдаемый объект выглядит как освещенный на темном поле. При этом лучи от осветителя падают на объект сбоку, а в линзы микроскопа поступают только рассеянные лучи.

Фазово-контрастная микроскопия позволяет изучать живые и неокрашенные объекты. При прохождении света через окрашенные объекты изменяется амплитуда световой волны, а при прохождении света через неокрашенные – фаза световой волны, что и используют для получения высококонтрастного изображения в фазово-контрастной и интерференционной микроскопии.

Поляризационная микроскопия - формирование изображения неокрашенных анизотропных структур (например, коллагеновые волокна и миофибриллы).

Интерференционная микроскопия объединяет принципы фазово-контрастной и поляризационной микроскопии и применяется для получения контрастного изображения неокрашенных объектов.

Люминесцентная микроскопия применяется для наблюдения флюоресцирующих (люминесцирующих) объектов. В люминесцентном микроскопе свет от мощного источника проходит через два фильтра. Один фильтр задерживает свет перед образцом и пропускает свет длины волны, возбуждающей флюоресценцию образца. Другой фильтр пропускает свет длины волны, излучаемой флуоресцирующим объектом. Таким образом, флюоресцирующие объекты поглощают свет одной длины волны и излучают в другой области спектра.

Флюоресцирующие красители (флюоресцин, родамин и др.) избирательно связываются со специфическими макромолекулами.

Электронная микроскопия

Теоретическое разрешение просвечивающего ЭМ составляет 0,002 нм. Реальное разрешение современных микроскопов приближается к 0,1 нм. Для биологических объектов разрешение ЭМ на практике составляет 2 нм.

Просвечивающий ЭМ состоит из колонны, через которую в вакууме проходят электроны, излучаемые катодной нитью. Пучок электронов, фокусируемый кольцевыми магнитами, проходит через подготовленный образец. Характер рассеивания электронов зависит от плотности образца. Проходящие через образец электроны фокусируют, наблюдают на флюоресцирующем экране и регистрируют при помощи фотопластинки.

Сканирующий ЭМ применяют для получения трехмерного изображения поверхности исследуемого объекта.

Метод сколов (замораживания-скалывания) применяют для изучения внутреннего строения клеточных мембран. Клетки замораживают при температуре жидкого азота в присутствии криопротектора и используют для изготовления сколов. Плоскости скола проходят через гидрофобную середину двойного слоя липидов. Обнаженную внутреннюю поверхность мембран оттеняют платиной, полученные реплики изучают в сканирующем электронном микроскопе.

Микроскопические методы исследования применяются для изучения

формы микробов, структуры бактериальной клетки и определении

подвижности бактерий.

1) Световая микроскопия. Основана на прохождении луча света через систему линза, за счет чего обеспечивается увеличение объекта в 300 раз.

2) Иммерсионная микроскопия. Основана на использовании

иммерсионного масла, преломляющая способность которого равна

преломляющей способности стекла. За счет этого световые лучи не

рассеиваются, как в световом микроскопе, а попадают в объектив,

обеспечивая хорошее освещение.

3) Фазово-контрастная микроскопия. Основана на превращении изменений по фазе, возникающая при расхождении луча света через прозрачные объекты.

4) Темнопольная микроскопия. Основана на дифракции света при

сильном освещении взвеси мельчайших частиц в жидкости.

5) Люминесцентная микроскопия. Основана на воздействии действии

флюорохромов на клеточные компоненты бактерий.

6) Электронная микроскопия. Основное отличие электронной от

световой микроспории заключается в том, что в нем вместо света

используется быстрый поток электронов, а стеклянные линзы

заменены электромагнитными полями.

Разрешающая способность микроскопа – минимальное расстояние между двумя точками, на котором они воспринимаются раздельно. Для светового микроскопа рс=0,2 мкм.

Степень увеличения микроскопа – это произведение увеличения линз окуляра на увеличение линз объектива.

2. АГ: определение, хим. Природа, строение, виды, свойства

Свойства антигенов

Антигены обладают двумя основными свойствами:

1) антигенностью. Это способность вызывать в организме выработку антител.

Антигенность вещества зависит от его чужеродности, от величины и сложности строения молекулы, от его растворимости. Все эти свойства присущи белкам или белковой части антигена;

2) специфичностью - выражается в способности антигенов взаимодействовать только с теми антителами, которые выработались в ответ на введение данного антигена. Специфичность антигена определяется небольшим участком молекулы - детерминантной группой. Количество этих групп может быть разным. Их функции выполняют углеводы, пептиды, липиды, нуклеиновые кислоты.

3. возбудитель туляремии

1. Вирусы: определение, морфология, ультраструктура, классификация.

Когда стали возможны современные методы исследования, с помощью электронного микроскопа удалось выявить детали структуры вирусов.

От бактерий вирусы отличаются простотой строения. Они состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, которая называется «капсид». Нуклеиновые кислоты представляют собой необходимый элемент живой материи, главное

назначение которого - сохранять и переносить наследственную, или генетическую, информацию. Нуклеиновая кислота состоит из большого числа структурных единиц - нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из трех основных частей: молекулы фосфорной кислоты, молекулы сахара и молекулы органического основания. Органические основания представлены следующими веществами: цитозином, тимином, урацилом, аденином и гуанином. По типу сахара, содержащегося в нуклеиновых кислотах, различают два вида кислот. В одной из них нуклеотиды содержат рибозу, и тогда кислота называется рибонуклеиновой (РНК), а в другой - дезоксирибозу и кислота называется дезоксирибонуклеино-вой (ДНК). Вирусы всегда содержат лишь одну из двух кислот: либо РНК, либо ДНК. В бактериях и других живых клетках ДНК в основном содержится в ядре, а РНК локализуется в цитоплазме и ядрышке клетки. Нуклеиновые кислоты вирусов состоят из одной или двух спиралей.

Вирусы способны поражать многие живые организмы: бактерии, растения, человека и животных. Например, цветковые растения являются хозяевами для многих типов вирусов. Наука - фитопатология занимается в том числе изучением вирусных болезней картофеля, бобов, свеклы, сахарного тростника и других сельскохозяйственных культур.

Среди беспозвоночных вирусные болезни обнаружены только у насекомых. Среди позвоночных известны вирусные заболевания у рыб, амфибий (опухоль почки у леопардовой лягушки). Многие вирусные заболевания известны у птиц (саркома и лейкозы служат излюбленной моделью при изучении вирусной природы опухолей). К вирусным заболеваниям человека относятся: грипп, корь, полиомиелит, бешенство, краснуха и многие другие.

Антигены многих микроорганизмов уже хорошо изучены (у сальмонелл, эшерихий, шигелл). У бактерий различают несколько видов антигенов:

1) групповые. Являются общими для двух или более видов микробов. Например, возбудители брюшного тифа имеют общие групповые антигены с возбудителями парати-фов А и В;

2) специфические антигены - имеются только у данного вида микроорганизма. Знание специфических антигенов позволяет дифференцировать микробов внутри рода и вида.

Так, внутри рода сальмонелл по комбинации антигенов дифференцировано более 1500 типов сальмонелл. По локализации антигенов в микробной клетке различают:

1) соматические, О-антигены - связаны с телом микробной клетки. О-антиген высокотоксичен (является эндотоксином грамотрицательных микроорганизмов), термостабилен (не разрушается даже при кипячении). Однако соматический антиген разрушается под действием формалина и спиртов;

2) жгутиковые, Н-антигены - имеют белковую природу и находятся в жгутиках подвижных микроорганизмов. Н-антигены быстро разрушаются при нагревании;

3) капсульные, К-антигены - расположены на поверхности микробной клетки и называются еще поверхностными. Наиболее детально эти антигены изучены у кишечной группы бактерий. У них различают Vi-, M-, В-, L- и А-антигены. При иммунизации человека коплексом Vi-антигена наблюдается высокая степень защиты против брюшного тифа. Наибольшая термостабильность характерна для группы А - они не разрушаются даже при длительном кипячении. Группа В выдерживает нагревание до 60°С около 1 часа, группа L быстро разрушается при такой же температуре.

Антигенными свойствами обладают также бактериальные токсины, ферменты, белки, которые секретируются бактериями в окружающую среду. При взаимодействии со специфическими антителами эти антигены теряют свою активность.

По иммуногенности антигены бывают полноценными и неполноценными.

Полноценные антигены обладают способностью вызывать образование антител в организме и вступают с ними в специфическое взаимодействие. Такие антигены имеют большую молекулярную массу, большой размер молекулы и хорошо взаимодействует с факторами иммунитета. Результат этого взаимодействия можно наблюдать в пробирке. Под влияни-

ем антител микробы могут склеиваться и оседать на дно пробирки, эта реакция называется реакцией агглютинации.

Неполноценные антигены обладают низкой иммуноген- ] ностью и не вызывают образования антител в организме, но они становятся полноценными, если соединятся с белками ] организма.

Существует несколько путей проникновения антигенов в

макроорганизм:

Ф через кожные покровы и слизистые оболочки в результате их повреждения (укусы насекомых, ранения, микротравмы и т. д.); путем всасывания в ЖКТ;

3. Возбудитель столбняка

1. Основные стадии репродукции вируса в клетке хозяина. Особенности репродукции ЖК-вирусов

Взаимодействие вируса с клеткой хозяина - это сложный многоступенчатый процесс, который начинается с адсорбции вирусных частиц на рецепторах клетки хозяина и продолжается после их проникновения внутрь клетки. В результате такого взаимодействия развивается либо продуктивная, либо абортивная, либо интегративная форма клеточной инфекции. При п р.о дуктивной форме происходит размножение, точнее репродукция (лат. reproduce-воспроизводить) вируса, при абортивной - ее нарушение на одном из этапов, при и н-тегративной - интеграция вирусной нуклеиновой кислоты в клеточный геном.

РЕПРОДУКЦИЯ ВИРУСОВ

Как отмечалось выше, вирусы являются самореплицирующейся формой, неспособной к бинарному делению, в отличие от микроорганизмов с клеточной организацией. В 50-х годах было установлено, что размножение, или репродукция, вирусов происходит путем репликации их нуклеиновой кислоты и биосинтеза белков с последующей самосборкой вириона. Этот процесс происходит в разных частях клетки - ядре или цитоплазме,

вследствие чего получил название дизъюнктивного, т. е. разобщенного размножения.

Вирусная репродукция представляет собой уникальную форму выражения чужеродной (вирусной) информации в клетках человека и животных, насекомых, растений и бактерий, которая состоит в подчинении клеточных матрично-генетических механизмов вирусной информации.

1-я стадия - адсорбция - характеризуется прикреплением вириона к клеточным рецепторам, представляющим собой глико-протеины клеточной мембраны, содержащей нейраминовую кислоту. Такие рецепторы имеются у ряда клеток, в частности эритроцитов, на которых адсорбируются1 многие вирусы. Для орто- и парамиксовирусов специфическими рецепторами являются гликолипиды, содержащие сиаловую кислоту (ганглиозиды), для других - белки или липиды клеточной мембраны.

Рецепторами вирусов являются так называемые «прикрепительные» белки, располагающиеся в составе капсидов простых вирионов и суперкапсидов сложных вирионов. Они могут иметь форму нитей (фибры у аденовирусов) или шипов (глико-протеиновые образования на внешней оболочке орто- и парамик-со-, рабдо-, арено- и буньявирусов).

Первый этап адсорбции определяется неспецифическими силами межмолекулярного притяжения, второй - специфической структурной гомологией или комплементарностью рецепторов чувствительных клеток и вирусов.

2-я стадия - проникновение вируса в клетку хозяина -происходит путем виропексиса и слияния мембран. Виропексис есть не что иное, как частный случай рецепторного эндоцито-за, который состоит в инвагинации участка плазматической мембраны, где имеются углубления, покрытые рецепторами снаружи, на которых адсорбируется вирус (рис. 5.3). Затем происходит образование вакуоли вокруг вируса, в составе которой он находится в цитоплазме клетки хозяина. Описанный способ проникновения вирусных частиц характерен для аденовирусов, вируса гриппа и др.

Проникновение вирусной частицы в клетку хозяина может произойти и путем слияния мембран (рис. 5.4). В этом случае вирусная оболочка сливается с плазматической мембраной клетки хозяина, в результате чего внутренние структуры («сердцевина») вириона оказываются в цитоплазме зараженной клетки, а при слиянии с ядерной мембраной - в клеточном ядре.

3-я стадия - «раздевание» вирионов - заключается в их деп-ротеинизации и освобождении от суперкапсида и капсида, препятствующих репликации вирусной нуклеиновой кислоты. «Раздевание» вириона начинается сразу же после его прикрепления к клеточным рецепторам и продолжается в эндоцитарной вакуоли и ее слиянии с лизосомами при участии протеолити-ческих ферментов, а также в ядерных порах и околоядерном пространстве при слиянии с ядерной мембраной. 4-я стадия заключается в транскрипции и репликации вирусных геномов. Транскрипция вирусного генома двунитевых ДНК-содержащих вирусов происходит, так же как и клеточного генома, по триаде ДНК->- иРНК->- белок (рис. 5.5, а). Различия касаются только происхождения фермента ДНК-зависимой РНК-полимеразы, необходимой для данного процесса. У вирусов, геном которых транскрибируется в цитоплазме клетки хозяина (например, вирус оспы), имеется собственная вирусспецифичес-кая РНК-полимераза. Вирусы, геномы которых транскрибируются в ядре (папова- и аденовирусы, вирусы герпеса), используют содержащуюся там клеточную РНК-полимеразу II или III.

1. Вирусы с негативным геномом (минус-нитевые, рис. 5.5, б), к которым относятся орто-, парамиксо- и рабдовирусы (см. табл. 5.1), имеют в своем составе вирусспецифическую РНК-полимеразу или транскриптазу. Они синтезируют «РНК на матрице геномной РНК. Подобный фермент отсутствует в нормальных клетках, но синтезируется клетками, зараженными вирусами.

Он находится в составе как однонитевых, так и двунитевых РНК-содержащих вирусов.

2. У вирусов с положительным геномом к которым относятся пикорна-, тогавирусы и др.,функцию ыРНК выполняет сам геном, который транслирует содержащуюся в нем информацию на рибосомы клетки хозяина.

3. Особняком стоит группа РНК-содержащих ретровирусов,в составе которых имеется обратная транскриптаза, или ревертаза. Уникальность этого фермента состоит в его способности
переписывать информацию с РНК на ДНК. Этот процесс назывется обратной транскрипцией

Как отмечалось выше, количество генов в вирусном геноме весьма ограничено. Поэтому для увеличения количества вирусной информации существует своеобразный трансляционный механизм, функционирующий через иРНК, который передает значительно больше информации, чем записано в вирусной нуклеиновой кислоте. Это достигается разными путями, например при транскрипции информации с переписывающихся участков ДНК на «РНК путем сплайсинга (вырезание бессмысленных кодонов и сшивание концов), а также при считывании антико-донами гРНК одной и той же молекулы иРНК с разных нуклеоти-дов. При этом образуются новые триплеты, увеличивающие количество транслируемой информации.

Регуляция транскрипции осуществляется клеточными и вирус-специфическими механизмами. Она заключается в последовательном считывании информации с так называемых «ранних» и «поздних» генов. В первых закодирована информация для синтеза вирусспецифических ферментов транскрипции и репликации, во вторых - для синтеза капсидных белков.

Вирусспецифическая информация транслируется на рибосомы клетки хозяина, которые предварительно освобождаются от клеточных белков и собираются в вирусспецифические полисомы г-еплилацпл пируиныл геномов заключается в синтезе молекул ДНК или РНК, которые накапливаются в фондах этих нуклеиновых кислот, использующихся при сборке вирионов.

Репликация вирусной ДНК происходит на обеих нитях при участии клеточной ДНК-полимеразы. У однонитевых вирусов вначале образуется вторая нить (репликативная форма).

Репликация вирусных РНК происходит только при участии того же вирусспецифического фермента, который катализирует транскрипцию вирусного генома. У плюс-нитевых вирусов репликация РНК практически не отличается от их транскрипции. У минус-нитевых вирусов репликация отличается от транскрипции длиной образовавшихся дочерних молекул РНК. При репликации они полностью соответствуют по своей протяженности материнской нити, а при транскрипции образуются укороченные молекулы ыРНК.

У ретровирусов репликация, так же как и транскрипция ДНК, происходит в составе клеточного генома при участии клеточной ДНК-полимеразы.

5-я стадия - сборка вириона - состоит прежде всего в образовании нуклеокапсидов. Поскольку синтез вирусных нуклеиновых кислот и белков в клетке происходит в разных структурах клетки, необходима транспортировка составных частей вириона в одно место сборки. При этом вирусные белки и нуклеиновые кислоты обладают способностью узнавать и самопроизвольно соединяться друг с другом. В основе самосборки простых вирионов лежит способность вирусных полипептидов соединяться в капсомеры, которые, располагаясь вокруг осей симметрии, образуют многогранник. В других случаях полипептиды в виде спирали окружают вирусную нуклеиновую кислоту.

Многие простые вирионы собираются на репликативных комплексах- мембранах эндоплазматического ретикулума."У сложных вирионов сборка нуклеокапсида начинается на репликативных комплексах, а затем продолжается на плазматической мембране, с наружной стороны которой располагаются суперкап-сидные гликопротеиды. Затем гликопротеидные и примыкающие к ним с другой стороны нуклеокапсидные участки выпячиваются через клеточную мембрану, образуя почку, как это имеет место у орто- и парамиксовирусов, рабдовирусов. После отделения почки, содержащей нуклеокапсид и суперкапсидные белки, образуются свободные вирионы. Они либо через клеточную плазматическую мембрану проходят во внеклеточное пространство, либо через мембрану эндоплазматического ретикулума проникают в вакуоль эндоплазматической сети. При этом мембранные липиды обволакивают почку, вытесняя из нее белки. Многие ДНК-содержащие вирусы, например вирус герпеса, собираются в ядре клетки на ее мембране, где образуются нуклеокапсиды. Затем они отпочковываются в перинуклеарное пространство, приобретая внешнюю оболочку. Дальнейшее формирование вириона происходит в мембранах цитоплазматического ретику- лума и в аппарате гольджи, ижуда вирус iранспор!ируе1сн на поверхность клетки.

6-я стадия - выход вирусных частиц из клетки - происходит двумя путями. Простые вирусы, лишенные суперкапсида, например пикорнавирусы, аденовирусы и др., вызывают деструкцию клетки и попадают во внеклеточное пространство. Другие вирусы, имеющие липопротеидную внешнюю оболочку, выходят из клетки путем почкования, в результате чего в течение длительного времени она сохраняет свою жизнеспособность. Такой путь характерен для вируса гриппа и др.

2. AT: химич. Природа, строение, свойства, механизм специфического взаимодействия с АГ

Антитела вырабатываются макроорганизмом при попадании в него чужеродных агентов - антигенов. Антитела относятся к глобулиновой фракции крови, поэтому их еще называют иммуноглобулинами и обозначают символом^. Антитела синтезируются плазматическими клетками. Ig относятся к факторам специфического гуморального иммунитета: инактивируют токсины; в комплексе с комплементом препятствуют проникновению вирусов и лизируют бактерии; активизируют фагоцитоз; участвуют в аллергических реакциях; участвуют в деструкции гельминтов.

В плазме крови содержится около 5 % белков - из них 3% составляют иммуноглобулины. Иммуноглобулины раз-

личаются по структуре, антигенному составу и по выполняемым ими функциям. По этим свойствам они разделены на 5 классов: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Ig обнаруживаются в сыворотке крови в таких количествах: IgG - 7-20 гл, IgA - 0,7-5 гл; IgM - 0,5-2 гл; IgD и IgE - очень мало.

Химическая природа иммуноглобулинов

Молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов имеют универсальное строение. Если молекулу иммуноглобулинов обработать меркаптоэтанолом, то она распадется на две пары полипептидных цепей: две тяжелые и две легкие. На легкой цепи до 200 аминокислотных остатков, а на тяжелой до 400. Каждая из этих цепей закручена в первичную спираль - а-спираль и каждая из цепей имеет вторичную спираль - домены. На каждой из легких цепей локализуется по 2 домена, а на каждой тяжелой цепи - по 4 домена. Легкие и тяжелые цепи соединяются между собой дисульфидными связями, образуя единую молекулу. Легкие и тяжелые цепи состоят из постоянного набора аминокислот, а также в некоторые домены входит вариабельный набор аминокислот, которые участвуют в образовании активного центра иммуноглобулинов. Ig обладают выраженной специфичностью - вариабельный домен подходит к антигену, как ключ к замку. Молекула любого иммуноглобулина имеет четвертичную структуру.

1. Иммуноглобулины класса G (IgG) - эти антитела являются наиболее важными в развитии иммунитета, так как на его долю приходится 80% всех сывороточных иммуноглобулинов. В начале заболевания их мало, но по мере развития болезни количество их увеличивается и основная функция борьбы с микробами выпадает на их долю. Иммуноглобулин легко проходит через плацентарный барьер и обеспечивает гуморальный иммунитет новорожденного в первые месяцы жизни.

2. Иммуноглобулины класса М (Ig M) - это самая крупная молекула из всех пяти классов иммуноглобулинов. Ig - пентамер, который построен из 5 молекул. В состав молекул входят 2 легкие цепи и тяжелая цепь. Молекула этого иммуноглобулина в 5 раз больше, чем IgG, поэтому скорость его оседания будет выше. Иммуноглобулины этого класса первыми появляются при развитии плода и последними исчезают в старости.

3. Иммуноглобулины класса A (IgA) - играют важную роль в защите слизистых оболочек дыхательных и пищеварительных трактов, мочеполовой системы. В молекуле IgA те же легкие цепи и своя собственная тяжелая цепь. Существует в модификации - секреторный IgA и сывороточный. Секреторный иммуноглобулин активирует комплемент и стимулирует фагоцитарную активность в слизистых оболочках. Сывороточный иммуноглобулин класса А может быть неполным антителом, не связывает комплемент и не проходит через плацентарный барьер. Молекулярная масса варьирует.

4. Иммуноглобулины класса Е (IgE) - или реагиновые антитела, так как принимают участие в аллергических реакциях по типу реакций немедленного типа, а также участвуют в деструкции гельминтов. Обнаруживаются в сыворотке крови в небольших количествах. Через плацентарный барьер не проходит.

Иммуноглобулины класса Д (IgD) - участие его недостаточно изучено. Содержится в сыворотке крови в очень малых количествах. Известно, что IgD продуцируют клетки миндалин и аденоидов. IgD не связывает комплемент, не проходит через плацентарный барьер. Специфичность иммуноглобулинов проявляется в специфичности иммунного ответа, поэтому в практической медицине используются различные препараты для профилактики и лечения различных заболеваний. Специфичность иммуноглобулинов проявляется в иммунологических реакциях in vitro (реакции преципитации и т. д.).

3. Возб-ль ботулизма

Относится к роду Clostridium, был открыт в Голландии Э. ван Эрменгемом в 1896 г. Возбудитель был выделен из ветчины, послужившей источником отравления 34 человек.

Морфологические и культуральные свойства. С. botulinum - это палочки с закругленными концами, имеют жгутики, хотя считаются слабоподвижным микроорганизмом. При попадании в неблагоприятные условия образуют споры. Строгие анаэробы. Молодые культуры окрашиваются грамположительно, 5-суточные- грамотрицательно. Выращиваются в обычных средах рН 7,3-7,5. На глюкозо-кровяном агаре образуют мелкие сероватые или желтоватые мутные колонии неправильной формы. На желатине возбудители образуют круглые прозрачные колонии, на кровяном агаре - зоны гемолиза. В печеночном бульоне клостридии ботулизма образуют равномерное помутнение, затем появляется осадок на дне и бульон просветляется.

Ферментативные свойства. Клостридии ботулизма образуют желатиназу, лецитиназу, сероводород и аммиак, а также летучие амины, алкоголи, уксусную, молочную и масляную кислоты. Ферментируют с образованием кислоты глюкозу и мальтозу.

Антигенная структура. Установлено наличие 8 серова-ров возбудителя ботулизма - А, В, С, С2, D, E, F и L. Каждый серовар характеризуется специфической иммуногеннос-тью. Имеют О-антиген, который является общим для всех сероваров.

Резистентность. Вегетативные формы возбудителя ботулизма погибают при 80°С за 30 мин. Споры выдерживают кипячение от 1,5 до 6 часов, при t - 115°С они погибают через 30-40 мин, при 120РС - через 3-20 мин. В больших кусках мяса и банках большой емкости они могут оставаться живыми и после их автоклавирования при 120°С в течение 15 мин. В 5% растворе фенола споры сохраняются сутки. Бо-тулинический экзотоксин при кипячении разрушается в течение 10 мин, устойчив к действию солнечного света.

Эпидемиология. С. botulinum широко распространен в почве. Заболевание регистрируют повсеместно. Человек заражается ботулизмом при употреблении в пищу мясных и рыбных продуктов, овощных консервов, кур, уток и других продуктов, инфицированных возбудителями ботулизма.

Клинические проявления. При ботулизме инкубационный период варьирует от 2 часов до 10 суток, чаще всего 18-24 ч. Проявления зависят от природы продукта, ставшего причиной отравления, количества токсина, поступившего в организм. Патологический процесс обусловливается экзотоксином, который всасывается через кишечник, поступает в кровь, поражает ядра продолговатого мозга, сердечно-сосудистую систему и мышцы. Первыми признаками заболевания являются расстройства ЖКТ (тошнота, рвота, боли в животе), часто больные жалуются на сухость во рту. На фоне этого развивается головная боль, нарушение глотания, расширение зрачков, двоение предметов, глухота. Очень часто (40-60%) болезнь заканчивается летальным исходом.

После перенесенного заболевания остается непродолжительный иммунитет.

Профилактика. Для экстренной профилактики используется поливалентная лошадиная сыворотка, выпускаемая в сухом и жидком виде. Для предупреждения ботулизма большое значение имеет правильная технология обработки продуктов, консервов (особенно в домашних условиях). Опасны продукты домашнего копчения и соления, а также консервированные грибы. Необходимо помнить, что клостри-дии ботулизма, сохранившиеся после стерилизации, вызывают вздутие банок (бомбаж). Содержимое их издает запах прогорклого масла. Такие консервы нельзя выпускать в продажу, они подлежат изъятию и тщательному исследованию.

Билет 18

1. Бактериофаги: определение, история открытия, морфология и ультраструктура на примере Т-
четных бактериофагов кишечной палочки, свойства, лизогенная конверсия, лизогения,
практическое использование

В 1917 г. французский микробиолог Д"Эррель изучал возбудителя дизентерии, наблюдал лизис бактериальной культуры при внесении в нее фильтрата испражнений больных людей.

Лизирующее начало сохранялось при многократном пассировании культуры дизентерийных бактерий и даже становилось более активным. Агент, растворяющий бактерии, автор называл бактериофагом («пожиратель» бактерий от лат. pha-gos - пожирающий), а действие бактериофага, заканчивающееся лизисом бактерий, - феноменом бактериофагии.

Вместе с тем Д"Эррель правильно оценил биологический смысл открытого им феномена. Он высказал предположение, что бактериофаг является инфекционным агентом, лизирующим бактерии, вследствие чего в окружающую среду поступают дочерние фаговые частицы. На твердых средах, засеянных смесью фага с бактериальной культурой, в местаЗс лизиса бактерий появляются стерильные пятна или негативные колонии фагов. Посев этой же бактериальной культуры на жидкую среду приводит к просветлению среды. Позднее было показано, что фаги являются бактериальными вирусами, имеющими в качестве хозяев бактерии определенных видов. Номенклатура бактериофагов основана на видовом наименовании хозяина. Например, фаги, лизирующие дизентерийные бактерии, получили название дизентерийных бактериофагов, сальмонеллы - сальмонеллезных бактериофагов, дифтерийные бактерии - дифтерийных бактериофагов и т. д.

В истории микробиологии изучение феномена бактериофагии занимает особое место. Простота культивирования, короткий период генерации, высокий выход фагового потомства и возможность точного его количественного учета способствовали успешному изучению многих проблем молекулярной генетики и общей вирусологии. В частности, в системе фаг - бактериальная клетка впервые было открыто явление ли-зогении, получившее позднее название интегративной инфекции.

Структура. Большинство фагов имеют сперматозоидную форму. Они состоят из головки, которая содержит нуклеиновую кислоту, и отростка. У некоторых фагов отросток очень короткий или вовсе отсутствует. Размеры фаговой частицы колеблются от 20 до 200 нм. Средний диаметр головки равен 60-100 нм, длина отростка 100-200 нм.

Различают несколько морфологических типов бактериофагов (рис. 5.9.). К I типу относятся нитевидные ДНК-содержащие фаги, которые лизируют клетки бактерий, несущих F-плазмиду

(см. 6.7). II тип составляют фаги с аналогом отростка. Это мелкие РНК-содержащие фаги и однонитевой ДНК-фаг ф/174. К III типу относятся фаги ТЗ, Т7 с коротким отростком, к IV типу - фаги с несокращающимся чехлом отростка и двуните-вой ДНК (Tl, T5 и др.). V тип представляют ДНК-содержащие фаги с сокращающимся чехлом отростка, заканчивающимся базальной пластинкой разной формы (Т2, Т4, Т6).

Наиболее изучены Т-фаги (англ, type - типовые). Они составляют Т-группу коли-дизентерийных фагов, включающую 7 представителей: 4 нечетных Т1, ТЗ, Т5 и Т7 и 3 четных Т2, Т4, Т6. Наиболее сложной оказалась структура Т-четных фагов, в частности Т2 (см. рис. 5.9). Он состоит из головки гексагональной формы и отростка. Последний образован полым стержнем диаметром около 8 нм. Снаружи стержень окружен чехлом, способным к сокращению. На дистальном конце отростка имеется шестиугольная базальная пластинка, в углах которой располагаются короткие зубцы. От каждого зубца отходит по одной нити длиной 150 нм. Базальная пластинка и нити осуществляют процесс адсорбции фага на бактериальной клетке.

Химический состав. Фаги, как и другие вирусы, состоят из нуклеиновой кислоты и белка. Большинство их них содержат двунитевую ДНК, которая замкнута в кольцо. Однако существуют и однонитевые фаги, например фаг ф%174. В составе некоторых фагов обнаружены ДНК с необычными азотистыми основаниями. Так, у фага Т2 вместо цитозина содержится 5-ок-симетилцитозин. Некоторые фаги содержат РНК.

Капсид головки фага и чехол отростка построены из полипептидных субъединиц по кубическому (головка) и спиральному (отросток) типу симметрии.

В частицах некоторых фагов под чехлом дистальной части отростка (фаг Т2) содержится фермент лизоцим. Внутри головки у фага Т2 обнаружен внутренний белок, в состав которого входят полиамины (спермин, путресцин). Этот белок играет определенную роль в суперспирализации фаговой ДНК, которая только в таком виде может разместиться в сравнительно небольшой головке.

Резистентность к факторам окружающей среды. Фаги более устойчивы к действию физических и химических факторов, чем многие вирусы человека. Большинство из них инактивируются при температуре свыше 65°-70 °С. Они хорошо переносят замораживание и длительно сохраняются при низких температурах и высушивании. Сулема (0,5% раствор), фенол (1 % раствор) не оказывают на них инактивирующего действия. В то же время 1 % раствор формалина инактивирует фаг через несколько минут. Ультрафиолетовые лучи и ионизирующая радиация также вызывают инактивирующий эффект, а в низких дозах - мутации.

Взаимодействие фагов с бактериальной клеткой характеризуется последовательной сменой тех же стадий, которые были рассмотрены для вирусов животных и человека. Однако имеются и некоторые особенности.

Адсорбция фага на бактериальной клетке происходит только при соответствии фаговых рецепторов, расположенных на конце отростка, с рецепторами бактериальной клетки, связанными с клеточной стенкой. Некоторые фаги адсорбируются на половых ворсинках (sex pili), контролируемых F- или R-плаз-мидами (см. 6.7). На бактериях, полностью лишенных клеточных стенок (протопласты), адсорбции фагов не происходит.

На адсорбцию фагов большое влияние оказывают состав и рН среды, температура, а также наличие некоторых аминокислот или других соединений, например триптофана для фага Т2.

Проникновение фага в бактериальную клетку происходит путем инъекции нуклеиновой кислоты через канал отростка. При этом, в отличие от вирусов человека и животных, капсидные белки головки и отростка остаются вне клетки.

Некоторые фаги вводят свою ДНК без предварительного повреждения клеточной стенки бактерий, другие - сквозь отверстия, которые они пробуравливают в клеточной стенке с помощью лизоцима, содержащегося в их капсиде.

Однонитевая ДНК фага ф^174, а также нуклеиновая кислота нитчатых фагов проходят в клетку вместе с одним из кап-

сидных белков.

Репликация фаговой нуклеиновой кислоты и синтез фагоспецифических ферментов транскрипции и репликации происходят примерно так же, как и при репродукции других вирусов. Однако латентный период инфекции, т. е. время для формирования фагового потомства, значительно короче.

Сборка фаговых частиц, или морфогенез, заключается в заполнении фаговой ДНК пустотелых капсид головки.

Выход зрелых фагов из бактериальной клетки происходит путем «взрыва», во время которого зараженные бактерии лизируются. Лизис происходит при участии фагового ли-зоцима либо без него. Некоторые ДНК-содержащие нитчатые фаги (например, фаг fd) освобождаются из клетки путем «просачивания» ДНК через цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку бактерии, во время которого они приобретают капсиды. Бактериальная клетка при этом сохраняет свою жизнеспособность.

Лизогенизация лежит в основе фаговой или лизогеннрй конверсии. Она заключается в изменении свойств у лизогенных бактерий, например приобретении способности продуцировать токсин, изменять морфологию, антигенные другие признаки. Механизм этого явления связан с внесением новой информации в бактериальную клетку.

2. Иммунитет: определение, формы, виды и их хар-ка

Еще в древние времена было замечено, что человек, который перенес инфекционное заболевание, становится к нему невосприимчивым и повторно не болеет. В средние века людей, переболевших чумой, холерой, привлекали к уходу за больными или к захоронению умерших. Впервые английский врач Э. Дженнер использовал искусственное заражение человека для предохранения его от заболевания оспой. Затем Л. Пастер предложил прививки против бешенства и сибирской язвы. Изучение явлений иммунитета позволило создать вакцины, получить лечебные сыворотки и гамма-глобулины.

В процессе эволюции у человека сформировалась специальная система защиты организма от чужеродных веществ и микроорганизмов, вызывающих заболевания. Эта система называется иммунной системой. Она представлена лимфо-идной тканью и выполняет функции специального надзора, т.е. распознает чужеродные вещества, генетически чуждые макроорганизму. Чужеродные агенты, попадающие в наш организм, называются «антигенами». К ним относятся вещества белковой природы; соединения белков липидов и полисахаридов, микробы и их токсины; вирусы и т. д. А не-

восприимчивость организма к чужеродным веществам (антигенам) называется «иммунитетом» (от лат. Immunitas - освобождение, избавление от чего-либо).

Иммунный надзор играет важную роль в нормальном функционировании организма, предохраняет от различных болезней инфекционной и неинфекционной природы.

Изучением функционирования иммунной системы, а также разработкой средств и методов иммунологической диагностики, профилактики и лечения инфекционных и неинфекционных болезней занимается иммунология - наука об иммунитете. Иммунология как наука сформировалась лишь в конце XIX в. Основоположниками ее можно считать И.И. Мечникова, Л. Пастера и П. Эрлиха.

Существуют различные классификации видов и форм иммунитета. Наиболее простая классификация:

1) естественный иммунитет:

а) врожденный иммунитет;

б) приобретенный иммунитет;

в) пассивный иммунитет новорожденных;

2) искусственный иммунитет:

а) активный иммунитет;

б) пассивный иммунитет.

1. Естественный врожденный иммунитет является наиболее прочной формой невосприимчивости, которая обусловливается врожденными, биологическими особенностями данного вида. Например, человек не болеет чумой рогатого скота или куриной холерой. Животные не болеют заболеваниями человека: дифтерией, сифилисом и др. Эти свойства невосприимчивости к тем или иным заболеваниям передаются потомству по наследству. Поэтому мы говорим о врожденном иммунитете.

Естественный приобретенный иммунитет возникает после того, как человек перенес инфекционную болезнь, поэтому

этот иммунитет также называют постинфекционным. Приобретенный иммунитет индивидуален и по наследству не передается. Если человек в детстве переболел эпидемическим паротитом (свинкой), то это не значит, что его дети не будут болеть этим заболеванием. Длительность приобретенного иммунитета различна и зависит от вида возбудителя. Например, после перенесения одних заболеваний в организме человека образуется длительный, пожизненный иммунитет (чума, эпидемический паротит, коклюш, туляремия и др.), а после перенесения других заболеваний остается непродолжительный, кратковременный иммунитет. Такими инфекциями человек может болеть несколько раз (грипп А, гонорея, ангина и др.).

Невосприимчивость к инфекции возникает не только при выраженной форме заболевания, но и при бессимптомных формах течения болезни.

Пассивный иммунитет новорожденных обусловлен передачей особых защитных веществ-антител - из организма матери плоду через плаценту или ребенку через грудное молоко. Продолжительность такого иммунитета невелика, всего несколько месяцев, но его роль для здоровья ребенка очень важна. Уже точно доказано, что дети, находящиеся на грудном вскармливании, болеют гораздо реже, чем те, которые вскармливаются искусственно.

2. Искусственный иммунитет - его создают в организме человека искусственным путем, чтобы предупредить возникновение инфекционной болезни, а также используют для лечения инфекционных болезней. Различают активную и пассивную формы искусственного иммунитета: активный иммунитет создают у человека путем введения вакцин или анатоксинов. Активный иммунитет может быть напряженным и длительным. Пассивный иммунитет создается путем введения в организм человека иммунных сывороток, в которых содержатся

иммунные антитела. Пассивный иммунитет сохраняется недолго, около месяца, до тех пор, пока сохраняются антитела в организме. Затем антитела разрушаются и выводятся из организма. В зависимости от локализации иммунитет может быть общим и местным. Местный иммунитет осуществляет защиту кожных покровов и слизистых оболочек, а общий иммунитет обеспечивает иммунную защиту внутренней среды организма человека. Деление иммунитета на различные виды и формы очень условно, так как защиту организма осуществляют одни и те же системы, органы и ткани. Их функция направлена на то, чтобы поддерживать в организме постоянное нормальное состояние. Защитные факторы, которые обусловливают невосприимчивость человека к заболеваниям, могут быть специфическими и неспецифическими.

3. Возб-ли лептоспирозов

Mycobacterium tuberculosis Mycobacterium bovis Mycobacterium avium

Билет 19

1. Получение энергии путем субстратного фосфорилнровапия (брожение)

Аэробные бактерии в процессе дыхания окисляют различные органические вещества (углеводы, белки, жиры, спирты, органические кислоты и пр.).

Дыхание у анаэробов происходит путем ферментации субстрата с образованием небольшого количества энергии. Процессы разложения органических веществ в безкислородных условиях, сопровождающиеся выделением энергии, называют брожением. В зависимости от участия определенных механизмов различают следующие виды брожения: спиртовое, осуществляемое дрожжами, молочно-кислое, вызываемое мол очно-кислыми бактериями, масляно-кислое и пр.

2.иммунная система человека, иммунекомпетентные клетки: определение, виды, функции

Иммунитет - антибактериальный, антивирусный, антитоксический и т. д. - обеспечивает иммунная система в целом.

Как видно из схемы, иммунная система подразделена на центральные и периферические органы. В периферических органах происходит адекватный иммунный ответ на присутствие антигенов. Селезенка- орган, через который фильтруется кровь. Селезенка находится в левой подвздошной области и имеет дольчатое строение. Лимфоидные скопления заселены Т-, В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Лимфоциты распознают генетически чужеродные молекулы и клетки, участвуют в регуляции иммунного ответа, формировании гуморального и клеточного иммунитета.

Компоненты иммунной системы

Органы и ткани иммунной системы

1) центральные: костный мозг; тимус

2) периферические: селезенка;

лимфатические узлы; скопление лимфоидной ткани в слизистых

Клетки иммунной системы

иммунокомпетентные - обеспечивают специфичность иммунологических реакций;

1) Т- и В-лимфоциты;

2) макрофаги;

3) дентритные клетки

Гуморальные факторы иммунологической активности

осуществляют неспецифическую функцию уничтожения:

1) третья популяция лимфоцитов - К-клетки (киллеры) NK (нормальные киллеры)

2) макрофаги;

3) нейтрофилы;

4) эозинофилы

1) иммуноглобулины;

2) цитокины (регулирующие факторы);

3) комплемент

Кровь также относится к периферическим органам иммунитета. В ней находятся Т- и В-лимфоциты, фагоциты, лейкоциты.

1 клетки вещества. Основными клетками лимфы являются лимфоциты.

торые отвечают за синтез иммуноглобулинов всех пяти классов, участвуют в формировании гуморального иммунитета. На долю этих клеток приходится 15% всей лимфоидной популяции. В организме могут жить до 10 и более лет. Лимфатические узлы - мелкие анатомические образования, бобовидной формы, которые располагаются по ходу лимфатических сосудов. Каждый участок тела имеет региональные лимфатические узлы. В организме человека находится около 1000 лимфатических узлов. Через них фильтруется лимфа, задерживаются и концентрируются различные антигены. В пределах узла включается система специфического иммунного реагирования, направленная на обезвреживание антигена. Лимфа - жидкая ткань, которая находится в лимфатических сосудах и узлах. Так как клетки организма с кровью не соприкасаются, каждая клетка омывается лимфой, в которой содержатся необходимые для

В-лимфоциты - это иммунокомпетентные клетки, ко-

3. Т-супрессоры - ингибируют активность Т-лимфоцитов или В-лимфоцитов, препятствуют чрезмерному развитию иммунных реакций.

л ера определяются молекулы СД8.

| уничтожают клетки. На поверхности мембраны Т-кил-

| 2. Т-цитотоксические (киллеры) - распознают антигены и

| сти мембраны Т-хелпера определяются молекулы СД4.

| верхности антигенпредставляющих клеток. На поверхно-

1 . Т-хелперы - распознают несущую часть антигена на по-

Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа. Среди Т-лимфоцитов выделяют 3 основные популяции:

В осуществлении иммунной защиты участвуют 3 вида клеток: фагоциты, Т- и В-лимфоциты. Деятельность этих клеток направлена на распознавание и уничтожение чужеродных агентов - антигенов.

3. Возб-ли туберкулеза

В состав рода включены тонкие, ветвящиеся палочки; спирто-кислото-щелочеустойчивые, аэробные, грам+ бактерии. В род микобактерий входят возбудители туберкулеза и лепры, а также сапрофитов, распространенных в окружающей среде. Из патогенных микобактерий выделено 5 групп: М. tuberculosis, M. bovis, M. microti, M. leprae, М. lepraemirium.

M. tuberculosis - Микобактерий туберкулеза человека были открыты Р. Кохом в 1882 г. В честь этого открытия возбудитель туберкулеза до сих пор называют палочкой Коха. Это заболевание известно людям с древних времен. Легочная форма была описана древнегреческим врачом Гиппократом. Тогда эта болезнь не считалась инфекционной, а врач арабского Востока Авиценна считал ее наследственной. Первым связь легочных бугорков с чахоткой увидел Сильвий.

В XVIII-XIX вв. туберкулез унес многие жизни, в том числе и выдающихся деятелей того времени - А.П. Чехова, Н.А. Некрасова, Моцарта, Шопена. Инфекционная природа туберкулеза впервые была доказана Вильмёном (1865 г.), а Р. Кохом был выделен возбудитель в чистом виде.

Морфологические и культуральные свойства. Микобак-терии туберкулеза характеризуются полиморфизмом. Это тонкие, длинные, слегка изогнутые палочки. Иногда имеют небольшие вздутия на концах. В молодых культурах палочки более длинные, а в старых склонны к простому ветвлению. Иногда образуются короткие, толстые палочки. Неподвижны, грамположительны, не образуют спор и капсул. Ми-кобактерии в связи с высоким содержанием миколовой кислоты и липидов в клеточной стенке плохо окрашиваются обычными методами, поэтому для их выявления применяют окраску по Цилю-Нильсену: палочки окрашиваются в ярко-красный цвет на голубом фоне.

На поверхности клеток имеются микрокапсулы. Электронной микроскопией на концах клеток выявлено наличие гранул и вакуолей. Цитоплазма молодых культур гомогенная, старых - зернистая. Кислотоустойчивость объясняется наличием у туберкулезных микобактерий большого количества миколовой кислоты и липидов.

Туберкулезная палочка - это очень медленнорастущий микроорганизм; требовательна к питательным средам, гли-церинзависима. Аэробы, но способны расти и в факультативно анаэробных условиях. Крайние температурные пределы 25-40°С, opt - 37°С. Реакция среды почти нейтральная (рН 6,4-7,0), но может расти в пределах рН 4,5-8,0. Для лучшего роста микобактерий в среды добавляют витамины (биотин, никотиновая кислота, рибофлавин), а также ионты (Mg2+, K+, Na+, Fe2+). Для выращивания часто используют плотные яичные среды, глицериново-картофельный агар, а также синтетические и полусинтетические жидкие среды (например, жидкая среда Сотона). На жидких средах туберкулезная палочка образует через 5-7 суток сухую морщинистую пленку, поднимающуюся на края пробирки. Среда при этом остается прозрачной. На плотных средах туберкулезная палочка образует колонии кремового цвета, напоминающие цветную капусту, крошковатые, плохо снимаются бак-

териологической петлей. Этот рост наблюдают на 14-40-е сутки.

Антигенная структура. Реакциями агглютинации и связывания комплемента установлено несколько видов микобактерий: млекопитающих, птиц, холоднокровных, сапро-фитов.

Человеческий вид серологически не отличается от бычьего и птичьего видов. Антиген микобактерий туберкулеза содержит протеины, липиды, фосфатиды и полисахариды. Туберкулин считают антигеном, который при действии на инфицированный туберкулезом организм вызывает местную, очаговую аллергическую реакцию (проба Манту).

Резистентность. По сравнению с другими неспорообра-зующими палочками микобактерий туберкулеза очень устойчивы во внешней среде. В проточной воде они могут сохранять жизнеспособность до 1 года, в почве и навозе - 6 мес., на различных предметах - до 3 мес., в библиотечной пыли - 18 мес., в высушенном гное и мокроте- до 10мес. При кипячении палочка Коха погибает через 5 мин, в желудочном соке- через 6ч, при пастеризации- через 30мин. Микобактерий чувствительны к солнечному свету и активированным растворам хлорамина и хлорной извести.

Эпидемиология. Заболевание туберкулезом носит пандемический характер и распространено повсеместно. Источником инфекции М. tuberculosis является больной человек, основной путь заражения - аэрогенный. Человек очень восприимчив к этому заболеванию. Подавляющее большинство населения рано или поздно заражается туберкулезом, но в большинстве случаев заражение вызывает небольшие изменения без наклонности к прогрессирующему развитию болезни. Они даже ведут к повышению устойчивости организма-к специфическому иммунитету. Несмотря на это, во всем мире растет заболеваемость туберкулезом. Ежегодно в мире заболевают туберкулезом более 8 млн человек, 95% из них - жители развивающихся стран. В 1991 г. Генеральная Ассамблея Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)

была вынуждена констатировать, что туберкулез является международной и национальной проблемой здравоохранения не только в развивающихся, но и в экономически развитых странах. Ежегодно от туберкулеза умирают 3 млн человек, в ближайшие 10 лет могут умереть 30 млн больных. Поэтому сложившаяся ситуация была охарактеризована ВОЗ как кризис глобальной политики в области туберкулеза.

Наблюдаемое в настоящее время в РФ прогрессирование заболеваемости связано с ухудшением социально-экономических условий жизни населения, резко обозначившееся в период 1991-1992 гг., - и сопутствующим дисбалансом в питании (уменьшение потребления белковых продуктов), а также с многочисленными стрессовыми ситуациями, связанными с военными действиями; наплывом беженцев из других республик бывшего СССР. Особую роль в инфицировании туберкулезом играет скученность населения - следственные изоляторы, лагеря беженцев, лица «без определенного места жительства». Растет заболеваемость среди «благополучных» слоев населения, имеющего контактные специальности: врачи, учителя, студенты, школьники. Заболеваемости способствует сокращение объема работы по профилактике и раннему выявлению туберкулеза, ухудшение качества и охвата профилактическими осмотрами. В связи с сокращением объемов ранней выявляемое™ туберкулеза, стал расти резервуар туберкулезной инфекции в обществе - запущенные, трудно поддающиеся лечению формы заболевания, особенно вызванные лекарственно устойчивыми мико-бактериями.

Патогенез поражений. Туберкулез у человека вызывается двумя основными видами микобактерий - человеческим (М. tuberculosis) и бычьим (М. bo vis), реже микобактериями птичьего типа (М. avium). Заражение происходит воздушно-капельным и воздушно-пылевым путем, иногда через рот, при употреблении пищевых продуктов, инфицированных туберкулезными микобактериями, через кожу и слизистые.

Возможно внутриутробное инфицирование плода через плаценту.

При аэрогенном заражении первичный инфекционный очаг развивается в легких, а при алиментарном - в мезентеральных лимфатических узлах. В развитии болезни выделяют первичный, диссеминированный и вторичный туберкулез, который является эндогенной реактивацией старых очагов, При низкой сопротивляемости организма и неблагоприятных социальных условиях из места первичной локализации возбудитель может распространиться по всему организму и вызвать генерализованную инфекцию.

В месте проникновения микобактерий или участках, наиболее благоприятных для размножения бактерий, возникает первичный туберкулезный комплекс, состоящий из воспалительного очага (в легких это вневматический очаг под плеврой), пораженных регионарных лимфатических узлов и «дорожки» измененных лимфатических сосудов между ними. Диссеминация микробов может происходить бронхо-, лим-фо- и гематогенно.

Образование первичного комплекса характеризуется развитием гранулем в виде бугорков (бугорчатка или туберкулез). Образование гранулем не имеет характерных особенностей и представляет собой клеточную реакцию. Микобактерий окружают лейкоциты и все это скопление окружено эпителиоидными и гигантскими (многоядерными) клетками. Наиболее часто первичный очаг наблюдают в легких (очаг Гона). При хорошей сопротивляемости организма, микобактерий могут находиться в бугорке несколько лет или всю жизнь. В большинстве случаев первичные очаги заживают с полной деградацией содержимого, его кальцификацией и фиброзом паренхимы. При снижении иммунитета первичные очаги активизируются и прогрессируют с развитием вторичного процесса. Такая реактивация обычно происходит через 20-25 лет после первичного инфицирования; обычно ее провоцируют стрессы, нарушение питания и общее ослабление организма. По статистике, 80% людей заболевают ле-

точной формой туберкулеза, остальные 20% - туберкулезом других органов и тканей (диссеминированный туберкулез). Встречаются поражения туберкулезом гениталий, костей и суставов, кожи и др.

Клинические проявления. Инкубационный период при туберкулезе сравнительно продолжительный - от нескольких недель до 5 лет. Заболевание может развиваться остро: резкая одышка, боли в грудной области. Реактивный туберкулез проявляется кашлем, иногда с кровохарканьем; снижением массы тела; ночным потоотделением; субфебриль-ной температурой тела. Симптомов, специфичных только для туберкулеза, нет, так как туберкулез характеризуется многообразием клинических форм, анатомических изменений.

Иммунитет. Иммунитет при туберкулезе нестерильный, обусловлен наличием в организме Z-форм микобактерий. Приобретенный иммунитет является следствием активации Т-клеток с помощью антигенов микобактерий туберкулеза. Поэтому исход болезни определяется активностью клеточных факторов иммунитета.

Одним из факторов защиты являются бактериофаги, оказывающие действие как на вирулентные, так и на авирулен-тные штаммы туберкулезных палочек.

Методы диагностики туберкулеза:

1. Микроскопирование. Этот метод прост, доступен, позволяет быстро дать ответ. В мазках, окрашенных по Цилю- Нильсену, можно выявить красные палочки на голубом фоне. Недостатком этого метода является его небольшая чувствительность (ввиду очень медленного роста микобактерий могут не попасть в мазок, их можно выявить при содержании 100 000-500 000 микобактерий в 1 мл материала).

2. При отрицательном микроскопировании применяют микробиологический метод: высев исследуемого материала на питательные среды (обычно Левенштайна-Йенсена).

Для простоты выделения в среды добавляют антибиотики, подавляющие рост сопутствующих микроорганизмов. Достоинство этого метода заключается в возможности получения чистой культуры, что позволяет ее идентифицировать и определить чувствительность к лекарственным препаратам. Недостаток - медленный рост палочки Коха (от 4 до 14 недель).

3. Обязательным методом обследования является туберку-линодиагностика, основанная на определении чувствительности организма к туберкулину. Микобактерий содержат эндотоксины, которые освобождаются при распаде клеток. Р. Кох в 1890 г. выделил этот токсин и назвал «туберкулином». Имеется несколько препаратов туберкулина. «Старый» туберкулин Коха представляет собой 5-6-недельную культуру в глицериновом бульоне, стерилизованную текучим паром (100°С) в течение 30 с, выпаренную при 70°С до 110 первоначального объема и профильтрованную через фарфоровые свечи. «Новый» туберкулин Коха - высушенные микобактерий туберкулеза, растертые в 50% глицерине до получения гомогенной массы. Туберкулин из микобактерий бычьего типа (М. bo vis) содержит белки, жирные кислоты, липиды. Для постановки реакции Манту (предложена французским ученым в 1908 г.) применяется «новый» туберкулин Коха. Эта реакция ставится внутрикожно. При положительной реакции через 48 часов (у пожилых лиц - через 72 ч) в месте введения образуется папула диаметром 10 мм с гиперемиро-ванными краями. Следует знать, что не всегда положительный результат является признаком активного процесса туберкулеза, равно как и отрицательная реакция Манту не всегда указывает на отсутствие процесса, так как у больных с иммунодефицитами реакция обычно отрицательна.

4. Для раннего выявления больных туберкулезом используется рентгенологический (флюорографический с 15 лет) метод диагностики. По действующим директивным до-

кументам периодичность его проведения определяется

эпидситуацией по туберкулезу и группами населения,

подлежащего осмотрам.

Профилактика туберкулеза обеспечивается путем ранней диагностики, своевременного выявления больных и их диспансеризации, обезвреживания молока и мяса больных животных. Профилактика заключается в проведении социальных мероприятий (улучшение условий труда и быта населения, повышение его материального и культурного уровня).

Для иммунопрофилактики используется вакцина БЦЖ - аттенуированные микобактерии бычьего типа. В России вакцинацию проводят всем новорожденным. В США - только в группах повышенного риска. Иммунизация, как средство профилактики туберкулеза, не оптимальна, и чем более серьезнее складывается эпидситуация по туберкулезу, тем она менее эффективна. Введение последующих ревакцинаций БЦЖ в более старшем возрасте не оказывает влияния на заболеваемость. Поэтому самое главное в специфической иммунизации - это защитить детей. После вакцинации на некоторое время отказываются от постановки кожных проб для предупреждения гиперреактивных осложнений (некротические реакции и т. д.).

М. bovis - вызывает туберкулез у крупного рогатого скота и в 5% случаях у человека. Крупный рогатый скот заражается туберкулезом аспирационно, при вдыхании инфицированной пыли, а также алиментарно - через зараженные корм и воду. Бацилловыделение с молоком часто происходит даже у животных, у которых нет клинически выраженных изменений. В связи с этим большое значение имеет инфицирование человека молоком или молочными продуктами, полученных от больных животных.

Особую опасность туберкулез крупного рогатого скота и птиц представляет для работников животноводства и птицеводства, мясокомбинатов, убойных пунктов, среди которых туберкулез носит выраженный профессиональный характер.

Поражения у людей отличает склонность к осложнениям, генерализации, экссудативным реакциям и бронхогенному метастазированию. Морфологически не отличается от М. tuberculosis. Методы выделения возбудителя также аналогичны микобактериям человеческого типа. М. bovis выделяют у 60 видов млекопитающих, но эпидемиологическую опасность представляют крупный рогатый скот, верблюды, козы, овцы, свиньи, собаки и кошки.

Схема выделения мнкобактернй туберкулеза

Люми-л "несцентная4

микроскопия

Бактериологический метод

M. leprae - возбудитель проказы (лепры или болезни Хансена).

Проказа известна с древности. В средние века она поражала целые селения. К проказе относились с мистическим ужасом, она всегда была окутана покровом тайны. Проказа становилась основой многих литературных сюжетов. О прокаженных писали Стивенсон, Конан-Дойль, Джек Лондон. В средневековой Европе прокаженные отсекались от мира здоровых людей. Необходимость изоляции и сейчас остается основным условием борьбы с проказой. При диагнозе «проказа» человек вынужден порвать с прежней жизнью и поселиться в лепрозории. Начиная с XIV в. заболеваемость проказой в Европе резко снизилась, и сейчас проказа встречается в нескольких странах в виде спорадических случаев. В настоящее время в мире насчитывается около 2 млн больных проказой. Возбудитель открыт норвежским ученым Хансеном (1873 г.).

Морфологические и культу рал ьные свойства. Палочки лепры прямые или изогнутые, концы могут быть заостренными или утолщенными, неподвижные, спор и капсул не образуют, спирте-, кислотоустойчивые, грамполо-жительные.

M. leprae трудно выращивать на питательных средах. Культуры развиваются очень медленно (6-8 недель), образуют колонии в виде сухого морщинистого налета.

Эпидемиология проказы до конца не изучена. Избирательность заражения не поддается логике. В медицинской литературе описывают случай, когда за больным проказой отцом ухаживала старшая дочь, а заболели средняя и младшая, которые меньше всех контактировали с больным. Поэтому в каждом конкретном случае невозможно выявить путь заражения.

Резервуар инфекции - больной человек. Предположительно заражение происходит контактным путем или воз-

душно-капельным. Основным способом борьбы с проказой остается изоляция больных. Ведущая роль в распространении инфекции принадлежит социально-экономическим факторам, о чем свидетельствует высокая заболеваемость в странах третьего мира. В России уровень заболеваемости невысокий. В Липецкой, Иркутской, Ленинградской областях - по 1 больному, в Ростовской области - 70 человек (Дон является эндемичной по проказе территорией - еще с тех времен, когда казаки отправлялись в дальние походы).

Патогенез поражений. Проказой болеют только люди, поэтому источник болезни - больной человек. Патогенез обусловлен образованием бугорков (по типу туберкулезных) в различных органах и тканях, куда возбудитель попадает с током крови и лимфы. При хорошей сопротивляемости организма болезнь протекает латентно и может не проявляться в течение жизни. Вероятность заболевания зависит от иммунного статуса организма человека. Тяжелой формой заболевания считается лепро-матозная.

Клинические проявления. Инкубационный период - от 3 до 5 лет, иногда затягивается до 20 лет. В начале заболевания общие симптомы интоксикации: лихорадка, слабость, боли в костях и др. Появляются поражения кожи в виде высыпаний, которые представляют четко ограниченные пятна (леприды) разной окраски и размеров. Потом возникают другие симптомы: отсутствие чувствительности к высокой или низкой температуре, к боли.

Если поражения локализуются на лице, то у больных отмечают выпадение бровей и ресниц, а сплошные инфильтраты придают вид «львиного лица», у больного пропадает голос.

Лабораторная диагностика. Материал от больного получают энергичным соскобом слизистой носа, пункции увеличенных лимфатических узлов. Диагностика осуществ-

ляется микроскопированием. Мазки окрашивают по Цилю-Нильсену. Также для диагностики применяют ложную пробу с аллергеном М. leprae (лепроминовая проба), которая всегда отрицательна при поражениях лица. Это связано с отсутствием клеточных иммунных реакций.

Лечение. В медицинских кругах бытуют легенды об ученых, прививавших себе лепру, чтобы опробовать испытываемые средства спасения. Однако эксперименты не увенчались успехом: препарата, победившего проказу, нет до сих пор. Часто интенсивная химиотерапия проводится на протяжении всей жизни больного проказой. Основные препараты - сульфоны, рифампицин, клофазилин.

1. Типы экологических связей между м/о в ассоциациях: виды симбиоза и антагонизма, применение на практике

Жизнь микроорганизмов находится в тесной зависимости от условий окружающей среды. Как на растения, макроорганизмы, так и на микромир существенное влияние оказывают различные факторы внешней среды. Их можно разделить на три группы: химические, физические и биологические.

2. Межклеточная кооперация иммунокомпетептпых клеток па примере антителогепеза (как одан из
форм иммунного ответа

3. Вирус бешенства

Возбудитель бешенства относится к семейству Рабдови-русы. Семейство это включает вирусы бешенства, везикулярного стоматита и другие вирусы, вызывающие заболевания у животных и насекомых.

На протяжении тысячелетий все человечество страдало от этой страшной болезни - бешенства. Упоминание об этом заболевании встречается в «Илиаде» Гомера, трудах Аристотеля и Авиценны. В I в. до н.э. римский ученый Цельский предложил выжигать укушенные места каленым железом. Это болезненное мероприятие спасало только в том случае, если рана была невелика и прижигание производилось немедленно после укуса. Существовали и другие средства, но все они оказывались малоэффективными.

Впервые бешенство изучил Л. Пастер в 1880 г.

В 1886 г. группа одесских врачей на свои средства командировала Н. Ф. Гамалея к Пастеру в Париж для ознакомления с методом приготовления вакцины против бешенства. После его возвращения в Одессе была открыта лаборатория, где изготовлялась антирабическая вакцина.

Морфологическая структура. Возбудитель бешенства имеет палочковидную (пулевидную) форму, один конец которой плоский, другой- вытянутый. Размер 80-180 нм. Вирион содержит однонитчатую РНК, окруженную капси-дом. Снаружи капсид покрыт оболочкой, в состав которой входят гликопротеиды и гликолипиды. В оболочке имеются шиловидные образования (пепломеры).

В цитоплазме пораженных вирусом клеток образуются специфические включения, описанные Бабешем (1892) и Не-гри (1903). Поэтому их называют тельца Бабеша-Негри. Величина этих телец от 3-4 до 20 мкм. Они разной формы, чаще сферической, но бывают овальной и многоуголь-

ной. Кислые красители окрашивают их в рубиново-крас-ный цвет.

Тельца Бабеша-Негри располагаются в цитоплазме нервных клеток головного мозга. Обнаружение этих телец имеет диагностическое значение.

Культивирование. Вирус бешенства культивируется в мозговой ткани мышей, цыплят, кроликов, в куриных эмбрионах, эмбрионах телят, овец и культурах клеток разного вида животных.

Исследования, проведенные с помощью микроскопа, позволяют получить максимальное количество информации об изучаемом объекте, поскольку с помощью этого инструмента можно получить наиболее четкое представление об исследуемом материале. Микроскоп, используемый для этого метода получения информации, является оборудованием с широкими возможностями, его применяют в самых разных целях, при этом качество полученной информации является максимально высоким. Микроскопия, как метод исследования, получил широкое применение, однако наиболее важен этот вид получения информации в медицине, где полученная информация дает возможность результативно бороться с самыми опасными для человека заболеваниями и составлять эффективные схемы лечебного воздействия.

Сегодня применяются различные по степени мощности и устройству микроскопы, обеспечивающие хорошие результаты исследований. Для разных целей могут использоваться различные модели этих устройств.

Общее определение микроскопии

Являясь в общем смысле одним из наиболее информативных методов исследования, микроскопия заключается в детальном исследовании образца ткани при его многократном увеличении. Это дает возможность выявить структуру ткани, нарушения в ней и процессы, текущие в живом организме.

С помощью микроскопа можно регистрировать изменения, происходящие в тканях, что позволяет определить патологические процессы и степень воздействия проводимого лечения. Сегодня существует несколько видом данной исследовательской процедуры, которая имеет несколько различающиеся цели и осуществляется соответствующими способами.

Устройство для проведения микроскопии (фото)

Разновидности анализа

Используя различные по степени мощности и устройству микроскопы, медиками имеется возможность проводить самые разносторонние исследования. Существует определенная классификация видов микроскопии, которая определяется различным подходом в исследованиях.

Выделяются следующие разновидности микроскопического исследования:

• многофотонное исследование;
• оптическая микроскопия;
• лазерная разновидность микроскопического исследования;
• рентгеновское исследование;
• электронная микроскопия.

Все разновидности такого исследования обеспечивают получение наиболее полной информации.

Что такое микроскопия, расскажет видео ниже:

Особенности проведения

Применение определенного алгоритма действий, определяющих высокий результат, обусловлено выбранной методикой проведения исследования с помощью микроскопа любого вида и конструкции. Его выработали однажды, и высокая точность, а также информативность полученных данных определили его постоянное использование при проведении такого вида исследований.

При помощи микроскопии можно выявить, в том числе, такие недуги как:

• и др.

Оптическая, люминесцентная, световая, электронная и другие виды (методы) микроскопии описаны ниже.

Основные методики

Наиболее распространенным методом, применяемым при микроскопии, следует считать световую разновидность такого исследования. Ее основными характеристиками можно назвать следующие:

• четкость получаемого изображения;
• максимальная информативность всех процессов внутри исследуемого материала;
• простота проведения такого исследования;
• возможность корректировки исходных данных прибора для обеспечения получения большего объема информации.

При световой микроскопии используется сочетание различных оптических эффектов, которые гарантирует наиболее полное получение информации об исследуемом объекте.

Световая микроскопия имеет ряд разновидностей, которые различаются расположением и протяженностью светового пучка, направлением и интенсивностью света. Люминесцентная, ультрафиолетовая, инфракрасная, контрастная, метода темного и светлого поля, — все эти разновидности светового исследования тканей используются при изучении структуры тканей и процессов внутри нее.

Исследований с помощью микроскопа

Целесообразность применения в медицине такого устройства, которое было известно уже в течение длительного времени, как микроскоп является научно обоснованным и очень перспективным. Ведь постоянное совершенствование этого инструмента для проведения разноплановой диагностики позволяет все более тщательно изучать клетку живого организма, которая является наиболее информативным материалом для получения представления о состоянии здоровья и перспективах лечебного воздействия.

Наиболее информативными считаются следующие методики, при которых используется микроскопия:

• изучение мочи и ее осадка;
• исследование образцов крови;
• изучение мазка.

Каждый из перечисленных методов проводимого микроскопического исследования представляет собой совокупность определенных действий, которые выявляют структуру клеток исследуемого материала, процессов внутри клеток и на основании полученных данных дает возможность делать прогнозы и составлять схемы лечения.

Как производится микроскопия маска, поведает видеоролик ниже:

Изучение мочи

Поскольку моча является конечным продуктом деятельности почек, ее исследование позволяет получить наиболее полное представление как о работе этих органов, так и процессах, которые в них происходят. Клетки мочи позволяют определить наличие в почках текущих воспалительных процессов, наличия инфекций, грибков и другой опасной для здоровья микрофлоры.

О моче также судят по таким показателям, как ее прозрачность, цвет, наличие осадка, реактивность. Кроме работы почек, моча содержит информацию об общем состоянии организма и крови. При помощи микроскопии мочи выявляется , другие .

Микроскопия крови

Исследование под микроскопом клеток образцов крови позволяет специалистам получить представление о текущих в организме процессах. Это становится возможным благодаря анализу состава клеток, ведь при нормальном состоянии и хорошем здоровье в них содержится определенное количество различных составляющих, выполняющих определенную роль: лейкоциты призваны бороться с проникающими в организм инфекционными клетками, эритроциты обогащают все внутренние органы кислородом. И при изменении их количества можно сделать вывод об изменениях, происходящих в организме.

С помощью микроскопического исследования можно определить, какова действенность проводимого лекарственного воздействия. Далее описана микроскопия урогенитального и других типов мазка.

Мазок в таком исследовании

Мазок крови, также предоставляя значительный объем информации, позволяет определить более точно все имеющиеся в организме патологические процессы, степень их запущенности. Ведь кровь, представляя собой одну из наиболее важных сред нашего организма, содержит полную информацию о нем.

С помощью мазка крови при микроскопии выявляются такие процессы, как степень сворачиваемости крови, зрелость лейкоцитов в ней. А это позволяет получить наиболее полную картину о проводимом лечении, а также при химиотерапии и лечении с помощью лазера.

Основные параметры микроскопа при микроскопия мазка, анализа мочи, кала, мокроты крови и расшифровка результатов описаны ниже.

Основные параметры микроскопа

Применение микроскопа в медицине и биологии наиболее оправданно. Большое количество информации, получаемой с его помощью, относительная простота использования дает возможность получения наиболее информативной картины. Наиболее показательными характеристиками любого микроскопа следует считать разрешающая способность и контрастность, которые обеспечивают четкость изображения и информативность.

• Разрешающая способность определяется степенью четкости изображения двух точек, расположенных наиболее близко. Показателем разрешения человеческого глаза является 0,2 мм: расположенные ближе этого расстояния две точки сливаются в одну, что ведет к сбою в получении общей картинки — вместо точек глаз обнаруживает иное изображение. Микроскоп с хорошим показателем разрешения обеспечивает полную картину расположения всех составляющих ткани, а также дает увеличение порядка 2000-3000 раз.
• Яркость позволяет выявить оттенки тканей исследуемого образца, что дает информацию о состоянии организма, текущих в нем процессов. Современные микроскопы имеют высокие показатели яркости, что делает микроскопию наиболее информативным методом исследования.

Важность метода

Нельзя переоценить важность такого метода исследования тканей, как микроскопия. Ее возможности позволяют выявлять структурные изменения в тканях клеток, которые могут стать причиной различных заболеваний. Также микроскопические исследования предоставляют материал специалистам для анализа проводимого лечения, его результативности.

Различные методы микроскопического исследования позволяют составить наиболее полную картину о состоянии здоровья и текущих процесса в организме, предупредить вероятность рецидивов заболеваний.

Сканирующая электронная микроскопия рассмотрена в этом видео:

Темнопольный микроскоп – применяется для изучения прозрачных, слабо преломляющих свет объектов, не видимых при освещении обычным способом. Для создания темнопольного освещения используются специальные конденсоры темного поля. Принцип освещения заключается в том, что лучи направляются на объект, не допуская попадания прямых лучей в объектив. Исследователь наблюдает светящиеся части изображения на темном фоне. Пределом возможностей такого способа микроскопирования является определение частиц до 2 нм. Существенный недостаток – невозможность определить форму и внутреннее строение наблюдаемых частиц.

Фазово – котрастный микроскоп – применяется для изучения малоконтрастных прозрачных (в частности, живых или неокрашенных) объектов, которые почти не поглощают света, т.е. не изменяют амплитуду световой волны, но изменяют фазу проходящей волны. Однако глаз не может регистрировать фазовых изменений. С помощью специального конденсора и объектива они искусственно превращаются в амплитудные, восприни-маемые глазом. В результате этого создается контрастное, четкое изображение неокрашенных структур.

Разновидностями фазово-контрастного микроскопа являются интерференционный микроскоп, который предназначен для количест-венного определения массы ткани, и дифференциальный интерферен-ционный микроскоп (с оптикой Номарского), который специально используется для изучения рельефа поверхности клеток и других биологических объектов.

Фазово-контрастный и интерференционный микроскопы позволяют изучать живые клетки. В них используется эффект интерференции, возникающий при комбинации двух наборов волн, который создает изображение микроструктур. Преимуществом фазово-контрастной и интерференционной микроскопии является возможность наблюдать клетки в процессе движения и митоза. При этом регистрация движения клеток может производиться с помощью цейтраферной (покадровой) микрокиносъемки.

Поляризационный микроскоп – выявляет в гистологических объектах изо- и анизоструктуры (одинарное и двойное лучепреломление в биологических объектах). Для получения поляризованного луча используют, в частности, призму Николя, помещаемую между источником света и объектом. Другая призма – анализатор находится во вращающейся обойме между объективом и окуляром. При повороте призмы анализатора на 90 градусов в поле зрения остаются видимыми только анизотропные структуры. Методом исключения определяются изотропные структуры, которые видны при нулевом положении призмы. Изображение препарата рассматривается через окуляр.

Ультрафиолетовый микроскоп – дает возможность уменьшить разрешаемое расстояние до 0,1 мкм вследствие применения ультрафиолетовых лучей. В качестве источника используют ртутно-кварцевые лампы. Вся оптика микроскопа, а также покровные и предметные стекла готовятся из кварца. В основе ультрафиолетовой микроскопии лежит избирательное поглощение биологическими тканями и клетками коротковолнового излучения, вследствие чего микроскопирование ультрафиолетовых изображений позволяет увидеть их структуру. Полученное в ультрафиолетовых лучах, не видимое глазом изображение, преобразуется в видимое с помощью регистрации на фотопластинке или путем применения специальных устройств (люминесцентный экран, электронно-оптический преобразователь).

Люминесцентный (флюоресцентный) микроскоп – используется для изучения распределения ряда химических компонентов в гистологических структурах. Основой для создания этого прибора послужило явление люминесценции, т.е. возбужденного свечения некоторых биологически важных соединений. Любая клетка живого организма обладает флюоресценцией, однако она обычно бывает чрезвычайно слабой. Наведенная (искусственная) люминесценция возникает при обработке препаратов специальными красителями – люминофорами (акридиновый оранжевый). Их концентрация настолько мала, что они не влияют на состав и структуру препарата, а также не нарушают жизнедеятельность биологических объектов. Это дает возможность проводить витальные наблюдения. Соответственно основ преимуществом метода флюоресцентной микроскопии является возможность наблюдений цитологических объеков, в том числе и проведения на живом не фиксированном материале некоторых цито- и гистохимических реакций, причем в этом применении метод обладает высокой чувствительностью и специфичностью.

Электронный микроскоп - даетвозможность получить изображение объектов, величина которых в среднем имеет около 0,1-0,7 нм. Столь высокая разрешающая способность объясняется применением электронных лучей. Источником электронов является электронная лампа без оболочки. Вольфрамовая нить катода под влиянием нагрева излучает поток электронов, который направляется в тубус. В условиях вакуума электронные лучи в магнитном поле ведут себя подобно лучам видимого света в стеклянной призме. Поэтому электромагниты электронного микроскопа называют линзами. Различают конденсорную, объективную и проекционную линзы. Между конденсором и объективом помещают объект. Электронный пучок сначала фокусируется конденсорной магнитной линзой. Большая часть электронов, проходя через объект, фокусируется второй магнитной линзой – объективной , которая дает увеличенное изображение объекта. Это изображение увеличивается третьей магнитной линзой – проекционной . Электроны, которые проходят через объект, вызывают свечение экрана, покрытого люминофором, производя на нем изображение объекта, т.е.

изображение получается на люминесцирующем экране. Его фотографируют и, таким образом, предметом изучения является электронная микрофото-графия. С помощью электронного микроскопа стало возможным изучение ультраструктуры клеток и их производных, макромолекул, вирусов и др. субмикроскопических образований.

В настоящее время существуют два типа электронных микроскопов:

Растровый электроныый микроскоп,

Просвечивающий электронный микроскоп.

Так называемые растровые (сканирующие) электронные микроскопы позволяют получить объемное изображение изучаемых объектов. Растровый электронный микроскоп работает по принципу сканирования электронным микрозондом исследуемого объекта, т.е. последовательно «ощупывать» сфокусированным электронным лучом отдельные точки поверхности.

Главным достоинством растровой электронной микроскопии является большая глубина резкости, широкий диапазон непрерывного изменения увеличения и высокая разрешающая способность.

Просвечивающий электронный микроскоп позволяет получить плоское изображение исследуемого объекта.

Микрометр - используется для измерения линейных размеров микроскопических объектов.

Контрольные вопросы

1. Механические части микроскопа: устройство, назначение.

2. Оптические части микроскопа: устройство, назначение.

3. Осветительный аппарат микроскопа: назначение зеркала и конденсора.

4. Основные свойства линз микроскопа. Виды аберраций.

5. Виды объективов и окуляров, их особенности.