Рост и размножение бактерий. Структура вирусов и принципы их классификации

Рост и размножение  бактерий. Структура вирусов и  принципы их классификации. Иммунитет. Химические вакцины.

Понятие о химиотерапии и  антибиотиках. Механизм действия антибиотиков

 

Химиотерапия -- специфическое антимикробное, антипаразитарное лечение при помощи химических веществ. Эти вещества обладают важнейшим свойством -- избирательностью действия против болезнетворных микроорганизмов в условиях макроорганизма.

Антибиотики -- химиотерапевтические вещества, продуцируемые микроорганизмами, животными клетками, растениями, а также их производные и синтетические продукты, которые обладают избирательной способностью угнетать и задерживать рост микроорганизмов, а также подавлять развитие злокачественных новообразований.

По спектру действия антибиотики  делят на пять групп в зависимости  от того, на какие микроорганизмы они  оказывают воздействие. Кроме того, существуют противоопухолевые антибиотики, продуцентами которых также являются актиномицеты. Каждая из этих групп включает две подгруппы: антибиотики широкого и узкого спектра действия.

Антибактериальные антибиотики  составляют самую многочисленную группу препаратов. Преобладают в ней  антибиотики широкого спектра действия, оказывающие влияние на представителей всех трех отделов бактерий. К антибиотикам широкого спектра действия относятся  аминогликозиды, тетрациклины и др. Антибиотики узкого спектра действия эффективны в отношении небольшого круга бактерий, например полет-миксины действуют на грациликутные, ванкомицин влияет на грамположительные бактерии.

В отдельные группы выделяют противотуберкулезные, противолепрозные, противосифилитические препараты.

Противогрибковые антибиотики  включают значительно меньшее число  препаратов. Широким спектром действия обладает, например, амфотерицин В, эффективный при кандидозах, бластомикозах, аспергиллезах; в то же время нистатин, действующий на грибы рода Candida, является антибиотиком узкого спектра действия.

Антипротозойные и антивирусные антибиотики насчитывают небольшое  число препаратов.

Противоопухолевые антибиотики  представлены препаратами, обладающими  цитотоксическим действием. Большинство  из них применяют при многих видах  опухолей, например митоми-цин С.

Действие антибиотиков на микроорганизмы связано с их способностью подавлять те или иные биохимические  реакции, происходящие в микробной  клетке.

В зависимости от механизма  действия различают пять групп антибиотиков:

 

1. антибиотики, нарушающие  синтез клеточной стенки. К этой  группе относятся, например, в-лактамы. Препараты этой группы характеризуются самой высокой избирательностью действия: они убивают бактерии и не оказывают влияния на клетки микроорганизма, так как последние не имеют главного компонента клеточной стенки бактерий -- пептидогликана. В связи с этим в-лактамные антибиотики являются наименее токсичными для макроорганизма;

2. антибиотики, нарушающие  молекулярную организацию и синтез  клеточных мембран. Примерами  подобных препаратов являются  полимиксины, полиены;

3. антибиотики, нарушающие  синтез белка; это наиболее  многочисленная группа препаратов. Представителями этой группы  являются аминогликозиды, тетрациклины, макроли-ды, левомицетин, вызывающие нарушение синтеза белка на разных уровнях;

4. антибиотики -- ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот. Например, хинолоны нарушают синтез ДНК, рифампицин -- синтез РНК;

5. антибиотики, подавляющие  синтез пуринов и аминокислот.  К этой группе относятся, например, сульфаниламиды.

 Антибиотики Классификация антибиотиков Способы получения антибиотиков

 

Антибиотики (от греч. anti bios - против жизни) - химио-терапевтические вещества, продуцируе-мые микроорганизмами, животными клетками, растениями, а также их производные и синтетические продукты, которые обладают избиратель-ной способностью угнетать и задержи-вать рост микроорганизмов, а также подавлять развитие злокачественных новообразова-ний.В основу главной классификации антибиотиков положено их химическое строение Наиболее важными классами синтетических антибиотиков являются хинолоны и фторхинолоны (например, ципрофлок-сацин), сульфаниламиды (сульфадимето-ксин), имидазолы (метро-нидазол), нитрофураны (фурадо-нин, фурагин). Большая часть антибиотиков имеет природное происхождение, и их основным продуцентом являются микробы. В зависимости от источника получения различают шесть групп антибиотиков:

- антибиотики, полученные  из грибов, например рода Penicillium Cephalo-sporium

- антибиотики, полученные  из актиномицетов; группа включает  около 80 % всех антибиотиков. основное  значение имеют представители  рода Streptomyces, являющиеся продуцентами стрептомицина,эритромицина, левомице-тина, нистатина

- антибиотики, продуцентами  которых являются собственно  бактерии. Пред-ставителей родов Bacillus и Pseu-domonas.( полимиксины; бацитра-цин;)

-антибиотики животного  происхождения;

 

- антибиотики растительного  происхождения. К ним можно  отнести фитонциды, (лук, чеснок) В чистом виде они не получены, так как являются чрезвычайно  нестойкими соединениями. Антимикробным действием обладают многие растения, например ромашка, шалфей, календула;

- синтетические антибиотики.

 

Существуют три способа  получения антибиотиков.

Биологический синтез. Для  получения антибиотиков этим способом используют высокопродуктивные штаммы микроорганизмов и специальные  питательные среды, на которых их выращивают(пенициллин)

Химический синтез. Одним  из первых препаратов, полученных таким  методом, был левомицетин. Кроме того, с помощью этого метода созданы все синтетические антибиотики.

Комбинированный метод. Этот метод представляет собой сочетание  двух предыдущих: с помощью биологического синтеза получают антибиотик, выделяют из него так называемое ядро и химическим путем добавляют к нему различные радикалы. Антибиотики, полученные с помощью этого метода, называются полусинтетическими(окса-циллин, цефалоспорины, тетрациклины )

Достоинством полусинтетических  антибиотиков является чувствительность к ним устойчивых к природным  антибиотикам микроорганизмов.

 

Понятие об иммунитете. Виды иммунитета

 

Иммунитет - это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ - антигенов экзогенного  и эндогенного происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности  организма, биологической (антигенной)индивидуальности каждого организма и вида в целом. Различают несколько основных видов иммунитета.

Врожденный, иди видовой, иммунитет, он же наследственный, генетический, конституциональный -- это выработанная в процессе филогенеза генетически  закрепленная, передающаяся по наследству невосприимчивость данного вида и его индивидов к какому-либо антигену (или микроорганизму), обусловленная  биологическими особенностями самого организма, свойствами данного антигена, а также особенностями их взаимодействия.

Видовой иммунитет может  быть абсолютным и относительным. Например, нечувствительные к столбнячному токсину  лягушки могут реагировать на его введение, если повысить температуру  их тела. Белые мыши, не чувствительные к какому-либо антигену, приобретают  способность реагировать на него, если воздействовать на них иммунодепрессантами  или удалить у них центральный  орган иммунитета -- тимус.

Приобретенный иммунитет -- это невосприимчивость к антигену чувствительного к нему организма человека, животных и пр., приобретаемая в процессе онтогенеза в результате естественной встречи с этим антигеном организма, например, при вакцинации.

Приобретенный иммунитет  может быть активным и пассивным. Активный иммунитет обусловлен активной реакцией, активным вовлечением в  процесс иммунной системы при  встрече с данным антигеном (например, поствакцинальный, постинфекционный иммунитет), а пассивный иммунитет формируется за счет введения в организм уже готовых иммунореагентов, способных обеспечить защиту от антигена. К таким иммунореагентам относятся антитела, т. е. специфические иммуноглобулины и иммунные сыворотки, а также иммунные лимфоциты. Иммуноглобулины широко используют для пассивной иммунизации, а также для специфического лечения при многих инфекциях (дифтерия, ботулизм, бешенство, корь и др.).

Поскольку в формировании иммунитета принимают участие клетки иммунной системы и гуморальные  факторы, принято активный иммунитет  дифференцировать в зависимости  от того, какой из компонентов иммунных реакций играет ведущую роль в  формировании защиты от антигена. В  связи с этим различают клеточный, гуморальный, клеточно-гуморальный  и гуморально-клеточ-ный иммунитет.

Примером клеточного иммунитета может служить противоопухолевый, а также трансплантационный иммунитет, когда ведущую роль в иммунитете играют цитотоксические Т-лимфоциты-киллеры; иммунитет при ток-синемических инфекциях (столбняк, ботулизм, дифтерия) обусловлен в основном антителами (антитоксинами); при туберкулезе ведущую роль играют иммунокомпетентные клетки (лимфоциты, фагоциты) с участием специфических антител; при некоторых вирусных инфекциях (натуральная оспа, корь и др.) роль в защите играют специфические антитела, а также клетки иммунной системы.

В инфекционной и неинфекционной патологии и иммунологии для  уточнения характера иммунитета в зависимости от природы и  свойств антигена пользуются также  такой терминологией: антитоксический, противовирусный, противогрибковый, противобактериальный, противопротозойный, трансплантационный, противоопухолевый и другие виды иммунитета.

Наконец, иммунное состояние, т. е. активный иммунитет, может поддерживаться, сохраняться либо в отсутствие, либо только в присутствии антигена в  организме. В первом случае антиген  играет роль пускового фактора, а  иммунитет называют стерильным. Во втором случае иммунитет трактуют как  нестерильный. Примером стерильного  иммунитета является поствакцинальный иммунитет при введении убитых вакцин, а нестерильного -- иммунитет при туберкулезе, который сохраняется только в присутствии в организме микобактерий туберкулеза.

Иммунитет (резистентность к антигену) может быть системным, т. е. генерализованным, и местным, при котором наблюдается более выраженная резистентность отдельных органов и тканей, например слизистых верхних дыхательных путей (поэтому иногда его называют мукозальным).

 

 

Иммуноглобулины, структура и функции. Классы иммуноглобулинов

 

Природа иммуноглобулинов. В ответ на введение антигена иммунная система вырабатывает антитела -- белки, способные специфически соединяться с антигеном, вызвавшим их образование, и таким образом участвовать в иммунологических реакциях. Относятся антитела к г-глобулинам, т. е. наименее подвижной в электрическом поле фракции белков сыворотки крови. В организме г-глобулины вырабатываются особыми клетками -- плазмоцитами. г-глобулины, несущие функции антител, получили название иммуноглобулинов и обозначаются символом Ig. Следовательно, антитела -- это иммуноглобулины, вырабатываемые в ответ на введение антигена и способные специфически взаимодействовать с этим же антигеном.

Функции. Первичная функция  состоит во взаимодсйствии их активных центров с комплементарными им детерминантами антигенов. Вторичная функция состоит в их способности:

* связывать антиген с  целью его нейтрализации и  элиминации из организма, т.  е. принимать участие в формировании  защиты от антигена;

* участвовать в распознавании  «чужого» антигена;

* обеспечивать кооперацию  иммунокомпетентных клеток (макрофагов, Т- и В-лимфоцитов);

* участвовать в различных  формах иммунного ответа (фагоцитоз,  киллерная функция, ГНТ, ГЗТ, иммунологическая толерантность, иммунологическая память).

 

Структура антител. Белки  иммуноглобулинов по химическому составу  относятся к гликопротеидам, так  как состоят из протеина и Сахаров; построены из 18 аминокислот. Имеют  видовые отличия, связанные главным  образом с набором аминокислот. Их молекулы имеют цилиндрическую форму, они видны в электронном микроскопе. До 80 % иммуноглобулинов имеют константу  седиментации 7S; устойчивы к слабым кислотам, щелочам, нагреванию до 60 °С. Выделить иммуноглобулины из сыворотки  крови можно физическими и  химическими методами (электрофорез, изоэлектрическое осаждение спиртом  и кислотами, высаливание, аффинная хроматография и др.). Эти методы используют в производстве при приготовлении иммунобиологических препаратов.

Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобиологическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Иммуноглобулины М, G, А имеют подклассы. Например, IgG имеет четыре подкласса (IgG,, IgG2, IgG3, IgG4). Все классы и подклассы различаются по аминокислотной последовательности.

 

Молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов состоят из полипептидных  цепей: двух одинаковых тяжелых цепей  Н и двух одинаковых легких цепей -- L, соединенных между собой дисульфидными мостиками. Соответственно каждому классу иммуноглобулинов, т.е. М, G, A, E, D, различают пять типов тяжелых цепей: м (мю), г (гамма), б (альфа), е (эпсилон) и Д (дельта), различающихся по антигенности. Легкие цепи всех пяти классов являются общими и бывают двух типов: к (каппа) и л (ламбда); L-цепи иммуноглобулинов различных классов могут вступать в соединение (рекомбинироваться) как с гомологичными, так и с гетерологичными Н-цепями. Однако в одной и той же молекуле могут быть только идентичные L-цепи (к или л). Как в Н-, так и в L-цепях имеется вариабельная -- V область, в которой последовательность аминокислот непостоянна, и константная -- С область с постоянным набором аминокислот. В легких и тяжелых цепях различают NH2- и СООН-концевые группы.