Лекция для студентов заочного отделения специальности «фармация» Экология

Лекция для студентов заочного отделения специальности «фармация» Экология микроорганизмов. Химиотерапия и антибиотики» « Доцент кафедры иммунологии и специализированных клинических дисциплин, к. м. н. Мельникова Е. Ф.

Микрофлора окружающей среды. Микроорганизмы, и в первую очередь бактерии, распространены в природе гораздо шире, чем другие живые существа. Благодаря исключительному разнообразию усвоения питательных веществ, малым размерам и легкой приспособляемости к различным внешним условиям бактерии могут быть обнаружены там, где отсутствуют другие формы жизни. Микроорганизмы обитают во всех природных средах и являются обязательными компонентами любой экологической системы и биосферы в целом. Сложные взаимоотношения микроорганизмов со средой, которые обусловливают их размножение, развитие и выживание, изучает специальная биологическая наука — экология. Качественный и количественный состав микроорганизмов, обнаруживаемых в почве, воде, воздухе, на растениях, пищевых продуктах, в организме человека и животных, различен.

Нормальная микрофлора организма человека o o Микробиоценоз – стабильная ассоциация, состоящая из характерных, количественно определённых различных групп микробов, находящихся в пропорциональном отношении друг к другу. Микробный биотоп (микробиотоп, биотоп) – локализация, место размножения и жизнедеятельности микрофлоры, составляющей микробиоценоз, с учетом всех составных компонентов среды обитания. Биотопами в организме человека являются все открытые, сообщающиеся с внешней средой оболочки и полости. Это кожа, слизистые оболочки верхних дыхательных путей, ЖКТ и мочеполовой системы. Из открытых полостей стерильными считаются полость матки и легкие. Все закрытые, не сообщающиеся с внешней средой полости организма являются в норме стерильными и попадание в них микробов расценивается как заболевание. Микробная экосистема (микроэкосистема) – совокупность микробов, входящих в состав микробиоценозов, локализующихся в различных частях организма – биотопах.

Микрофлора биотопов o o Микрофлора кожи образует биологическую пленку, устойчивую к различным воздействиям. В норме на 1 кв. см. кожи приходится около 80 тыс микробов – пропионибактерии, стафилококки, коринебактерии, микрококки, стрептококки, кандида, спорообразующие аэробные бактерии, в глубоких слоях больше анаэробов. При изменении собственных свойств кожи (снижении бактерицидных свойств и др. ) или при загрязнении кожи (несоблюдение правил личной гигиены) состав и количество мо кожи может изменяться. Микрофлора верхних дыхательных путей очень разнообразна, поскольку в полость носа попадают частицы пыли из воздуха с различными микробами. Здесь обитают бактероиды, коринеформные бактерии, гемофильные палочки, пептококки, стафилококки, стрептококки, нейссерии. Микрофлора мочеполовой системы – почки, мочеточники и мочевой пузырь считаются стерильными. В уретре могут быть пептококки, пептострептококки, бактероиды, коринебактерии, микобактерии, стафилококки, грамотрицательные палочки. Микрофлора влагалища – лактобактерии, пептострептококки, бактероиды, бифидобактерии и возможно другие микробы. При различных воздействиях экзогенных (частая смена полового партнера, переохлаждение и др. ) и эндогенных (изменение гормонального фона и др. ) НМ может изменятся.

Микрофлора ЖКТ o o o o o В ротовой полости несколько экологических ниш, поэтому микрофлора различается по составу и представлена более, чем 300 различных видов микроорганизмов. Пищевод не имеет постоянной микрофлоры, а присутствующие там бактерии попадают из полости рта и являются транзитными. В желудке микрофлора может содержатся в концентрации до 103 КОЕ/мл, в основном попадающие с пищей микробы погибают под действием соляной кислоты желудочного сока, могут быть лактобактерии, дрожжи, извитые формы (кампилобактер, хеликобактер). В двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишках количество микроорганизмов незначительно (до 104 КОЕ/мл) и представлено преимущественно грамположительными бактериями. Толстая кишка наиболее колонизирована микроорганизмами. Основные группы бактерий, составляющие микрофлору толстого кишечника. Основную массу составляют строгие анаэробы, не образующие спор: грамположительные бифидобактерии, грамотрицательные бактероиды; на их долю приходится до 96 -99% бактерий толстого кишечника. Факультативные анаэробы, представленные, главным образом, грамотрицательными кишечными палочками, грамположительными энтерококками и лактобактериями; на их долю приходится от 1 до 4% всей микрофлоры толстого кишечника. Остаточная микрофлора, на которую приходиться 0, 01 -0, 001% всех микроорганизмов толстого кишечника; к этой группе принадлежат: стафилококки, протеи, кандиды, клостридии, псевдомонады. Различные представители семейства энтеробактерий, которые могут временно или постоянно обнаруживаться в кишечнике и вызывать кишечные инфекции (сальмонеллы, шигеллы и т. д. ).

Функции нормальной микрофлоры кишечника o o o o o Положительные функции нормальной микрофлоры: Колонизационная резистентность Детоксикация Синтетическая Пищеварительная Отрицательные проявления дисбиозной микрофлоры: Сенсибилизирующие Банк плазмидных генов Мутагенная активность Источник инфекций

Микрофлора окружающей среды Микрофлора почвы o Почвы являются важнейшей средой и природным резервуаром обитания микроорганизмов. Вместе с растениями и животными они составляют сложные и многообразные биогеоценозы, состав, плотность и другие характеристики которых зависят от типа и структуры почвы, состава минеральных и органических веществ, физико-химического состояния, температуры, р. Н, влажности, концентрации углекислого газа, других факторов. o В слое пахотной почвы толщиной 15 см на площади в 1 га может содержаться от 1 до 5 -6 тонн микробной массы. Она максимальна на глубине 1020 см. На глубине свыше 1 -2 м микроорганизмы уже встречаются в незначительном количестве, начиная с 5 -6 м, почва может быть стерильной.

Микрофлора воды o o Вода открытых морских и пресноводных водоемов, как и почва, является естественной средой обитания разнообразных бактерий, грибов, вирусов, микроскопических водорослей, простейших. В водоемах различают собственную (аутохтонную) и заносную (аллохтонную) микрофлору, поступающую из почвы, воздуха, живых организмов. В воде, как и в почве, происходят биологические процессы очищения от несвойственной (аллохтонной) микрофлоры. Количественный и качественный состав микрофлоры воды зависит от состава и концентрации минеральных и органических веществ, температуры, р. Н, скорости движения воды, массивности поступления ливневых, фекальнобытовых и промышленных сточных вод. Количество микробов прямо пропорционально степени загрязненности водоемов. Особенно богаты микроорганизмами пруды, ручьи, озера густо населенных районов. Наиболее обильно заселена микроорганизмами вода на глубине 10 -100 см. В более глубоких слоях их количество значительно снижается. Ключевые воды и воды артезианских колодцев наиболее чисты.

Микрофлора воздуха o o o Микрофлора воздуха зависит от микрофлоры воды и почвы, над которыми расположены слои воздуха. В почве и воде микробы могут размножаться, в воздухе они не размножаются, а только некоторое время сохраняются. Микробы поступают в воздух с поверхности почвы и растений, с отходами некоторых производств, из животных организмов. Поднятые в воздух с пылью, микробы либо оседают с каплями обратно на поверхность земли, либо погибают в воздухе от недостатка питания и от действия ультрафиолетовых лучей. Атмосферный воздух и воздух закрытых помещений значительно различаются по количественному и качественному составу микрофлоры. Состав микрофлоры атмосферного воздуха зависит от интенсивности солнечной радиации, ветра, метеоосадков, покрова почвы, плотности населения и др. Меньше всего микробов в воздухе над лесами, морями, снегами. Больше приходится на слои воздуха, расположенные над промышленными городами. В атмосферном воздухе могут находиться споры грибов, актиномицетов, бацилл, дрожжи, микрококки, сарцины, стафилококки и др.

Основы санитарной микробиологии o Санитарная микробиология — направление медицинской микробиологии, изучающее микрофлору окружающей среды и её влияние на здоровье человека и состояние среды его обитания.

Основные задачи санитарной микробиологии. o o o Изучение биоценозов, в которых существуют микробы, патогенные для человека, и изучение его роли в их накоплении. Разработка методов микробиологических исследований внешней среды, микробиологических нормативов и мероприятий по оздоровлению объектов окружающей среды. Правила взятия проб для исследования, методы анализа, а также допустимые уровни микробиологического загрязнения объектов окружающей среды строго регламентируются нормативными актами - стандартами, санитарными правилами и нормами, методическими указаниями, другими официальными документами.

Критерии микробиологической оценки объектов окружающей среды o o o Прямое обнаружение патогенных микроорганизмов. Выявление косвенных признаков пребывания патогенов во внешней среде. Методы прямого обнаружения — наиболее точные и надёжные критерии оценки эпидемиологической опасности внешней среды. В качестве косвенных показателей загрязнения объектов окружающей среды используют основные показатели: Общее микробное число - ОМЧ - количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 гр, мл или кубометре исследуемого материала. Санитарно-показательные микроорганизмы - микроорганизмы-комменсалы (сапрофитные микроорганизмы) млекопитающих и человека в 1 гр, мл или кубометре исследуемого материала. Например, обнаруживая в объектах окружающей среды представителей микрофлоры кишечника, делают заключение о фекальном загрязнении и возможной опасности присутствия брюшнотифозных, дизентерийных палочек, сальмонелл и др. возбудителей кишечных инфекций.

Противомикробные препараты

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ АНТИБИОТИКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХИМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ o o o o Бета-лактамные антибиотики (пенициллины, карбапенемы, монобактамы и цефалоспорины) Макролиды и линкозамиды Аминогликозиды Тетрациклины Гликопептиды Хинолоны и фторхинолоны Рифамицины

КЛАССИФИКАЦИЯ АНТИБИОТИКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСТОЧНИКОВ ПОЛУЧЕНИЯ: o o o Получаемые из грибов (пенициллины, цефалоспорины и др. ); Получаемые из актиномицетов (стрептомицин, эритромицин, нистатин, левомицетин и др. ); Антибиотики бактериального происхождения (полимиксины); Антибиотики животного происхождения (эктерицид); Антибиотики растительного происхождения

КЛАССИФИКАЦИЯ АНТИБИОТИКОВ ПО СПЕКТРУ ДЕЙСТВИЯ: o o o Противобактериальные препараты; Противогрибковые препараты; Антипротозойные препараты; Противовирусные препараты; Противоопухолевые препараты.

По типу действия: o o бактерицидные - необратимо связываются с клеточными мишенями, вызывая гибель чувствительных к ним микроорганизмов. (пенициллины, цефалоспорины, аминогликозиды, рифампицин, полимиксины и др. ); бактериостатические - ингибируют рост и размножение микробных клеток, но при удалении антибиотика жизнедеятельность возбудителей восстанавливается (макролиды, тетрациклины, линкомицин, хлорамфеникол и др. ).

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ АНТИБИОТИКОВ НА МИКРОБЫ Ингибиторы синтеза клеточной стенки: ингибиторы сборки и пространственного расположения молекул пептидогликана; ингибиторы синтеза пептидогликанов. o Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот: ингибиторы синтеза бактериальной ДНК; ингибиторы пространственного расположения молекул ДНК; ингибиторы синтеза нуклеотидов. o Ингибиторы синтеза белка. o Ингибиторы цитоплазматической мембраны. o

ПОБОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ АНТИБИОТИКОВ: Действие на макроорганизм: Аллергические реакции; Токсические реакции; Дисбактериозы (дисбиозы). o Действие на микроорганизм: формирование атипичных форм; формирование устойчивости. o

Лекарственная устойчивость микроорганизмов o o Лекарственная устойчивость микроорганизмов — способность микроорганизмов сохранять жизнедеятельность, включая размножение, несмотря на контакт с химиопрепаратами. Различают лекарственную устойчивость, природно присущую микроорганизмам и возникшую в результате мутаций или приобретения чужеродных генов.

Генетические аспекты формирования антибиотикоустойчивости o o o Мутации Плазмиды Транспозоны

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ: o o o Снижение проницаемости клеточной стенки для антимикробного агента и подавление его транспорта к внутриклеточным мишеням; Ускоренное выведение агента из клетки; Модификация мишени; Снижение физиологической значимости мишени за счёт дублирования способов образования жизненно важных метаболитов; Конкурентное связывание (перехват) антимикробного агента; Инактивация агента.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ РАЗВИТИЯ АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТИ У БАКТЕРИЙ (ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА): o o o Применять антибиотики строго по показаниям; Избегать их использования с профилактической целью; Через 10 -15 дней антибиотикотерапии производить смену препарата, учитывая, что у микробов существует перекрестная устойчивость к антибиотикам одного класса; По возможности использовать антибиотики узкого спектра действия; Через определённое время производить смену антибиотика не только в отделении, больнице, но и в регионе; Ограниченно применять антибиотики в ветеренарии (ни в коем случае как фактор

ПРИНЦИПЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ АНТИБИОТИКОТЕРАПИИ: o o o Микробиологический принцип; Фармакологический принцип; Клинический принцип; Эпидемиологический принцип; Фармацевтический принцип.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам o o Качественные методы: дискодиффузионный и др. Количественные методы: серийных разведений и др.

Принцип диско-диффузионного метода определения чувствительности к антибиотикам o Бактериальную культуру засевают газоном на питательный агар, после чего на его поверхность пинцетом помещают на равномерном расстоянии друг от друга бумажные диски, содержащие определенные дозы разных антибиотиков. Посевы инкубируют при 37°С в течение суток. По диаметру зон задержки роста культуры судят о ее чувствительности к соответствующим антибиотикам.