Фармацевта. Мікробіологія

1. Визначення мікробіології як науки. Галузі мікробіології. Предмет і
завдання медичної мікробіології. Тенденції розвитку сучасної
мікробіології. Значення медичної мікробіології в практичній діяльності
фармацевта.
Мікробіологія — наука, що вивчає мікроорганізми, які є одноклітинними або кластерними мікроскопічними організмами. Вони включають еукаріоти (одноядерні), наприклад, дріжджі та найпростіші, і прокаріоти (двоядерні), наприклад, бактерії, археї і віруси (проте віруси, грубо кажучи, не класифіковані як організми).
Галузі мікробіології: загальна, медична, ветеринарна , технічна, сільскогосподарська, санітарна, морська, космічна.
У медичній мікробіології залежно від об'єкту дослідження виділяють:

бактеріологію – науку про бактерії;

мікологію – науку про гриби;

протозоологію – науку про найпростіші;

вірусологію – науку про віруси.
Як окрема дисципліна сформувалась імунологія, набула розвитку генна інженерія.
Медична мікробіологія вивчає хвороботворні (патогенні) мікроорганізми, їх морфологію, фізіологію, екологію, резистентність, антигенну структуру, фактори патогенності, розробляє методи діагностики, профілактики та лікування інфекційних хвороб.
Завдання медичної мікробіології
Вивчення морфології , фізіології, генетики, екології мікроорганізмів які потенційно небезпечні для здоров’я людини
Виявлення нових хвороботворних мікроорганізмів і вивчення їх біологічних властивостей
Розробка методів ранньої мікробіологічної діагностики і вдосконалення існуючих або класичних методів діагностики мікробних захворювань
Вивчення патогенних властивостей хвороботворних мікроорганізмів і їх роль у патогенезі
(розвитку) інфекційних захворювань
Вивчення закономірностей спільного існування мікроорганізмів в навколишньому середовищі
Вивчення механізму впливу патогенних мікроорганізмів на імунну систему організму, особливості імунної відповіді людини на певні хвороботворні мікроорганізми, можливості застосування імунних реакцій для діагностики захворювань
Пошук нових високоефективних хімічних протимікробних речовин
Вдосконалення існуючих методів специфічної профілактики і лікування мікробних захворювань
Основу мікробіологічної діагностики інфекційних захворювань складають мікроскопічні, мікробіологічні,біологічні, серологічні та алергологічні методи.
Основу мікробіологічної діагностики інфекційних захворювань складають мікроскопічні, мікробіологічні,біологічні, серологічні та алергологічні методи.
Медична мікробіологія вивчає хвороботворні (патогенні) і умовно-патогенні для людини мікроорганізми, а також розробляє методи мікробіологічної діагностики, специфічної профілактики та етіотропного лікування спричинених ними інфекційних захворювань.
Предмет медичної мікробіології - такі види мо, які в процесі еволюційного розвитку адаптувалися до людського організму, в ньому накопичуються, розмножуються, ведуть паразитичну діяльність, викликаючи інфекційні захворювання.

Риси сучасної мікробіології :
- нові інфекційні хвороби
- активація інфекцій, що вважалися контрольованими
- з’ясування ролі м-бів в розвитку соматичних захворювань
- актуалізація вчення про нормальну мікрофлору людини
- розробка принципово нових вакцин і методів діагностики
- використання м-бів в біотехнологічних процесах.
- Зараз активно прогресує галузь синтетичної мікробіології, створюються нові генетично змінені форми мікробів,проводяться маніпуляції з різними генами
Фармацевтична мікробіолоігя. — професійно-орієнтована дисципліна, що інтегрує основи медичної, санітарної та промислової мікробіології. Фармацевтична М. вивчає збудників інфекційних захворювань людини і рослин; умови мікробного псування ЛРС і контамінації препаратів у процесі виготовлення й збереження; правила асептики і дезінфекції при промисловому й екстемпоральному виготовленні фармацевтичних препаратів; технології одержання антимікробних та імунобіологічних препаратів лікувально-профілактичного і діагностичного призначення.
2. Основні етапи розвитку мікробіології. Внесок Л. Пастера та Р. Коха в
мікробіологію.
Історію розвитку мікробіології можна розділити на п'ять етапів: евристичний, морфологічний, фізіологічний, імунологічний, відкриття антибіотиків і молекулярно- генетичний. Розглянемо їх детальніше.
1. Період емпіричних знань (до винаходу мікроскопів і їх застосування для вивчення мікроміру). (від Гіпократа до Левенгука)
Дж. Фракасторо (1546 р.) передбачив живу природу агентів інфекційних захворювань – contagium vivum.
2. Морфологічний період зайняв близько двохсот років. (від Левенгука до Пастера)
Антоні ван Левенгук в 1675 р. вперше описав простих, в 1683 р. – основні форми бактерій.
Недосконалість приладів (максимальне збільшення мікроскопів ×300) і методів вивчення мікроміру не сприяла швидкому накопиченню наукових знань про мікроорганізмів.
3.
Фізіологічний (науковий) період (з 1875 р.) – епоха Л. Пастера і Р. Коха. (від Пастера
по теперішній час)
Л. Пастер - основоположник наукової мікробіології.

Він довів неможливість самозародження життя, запропонував методи стерилізації та пастеризації. (Пастеризація — одноразове нагрівання рідин до температури, яка нижче за температуру кипіння на нетривалий час з метою знищення бактерій, що містяться в цих рідинах).

Обгрунтував роль МКО у виникненні захворювань.

Довів, що МКО спричинюють гниття та бродіння.

Відкрив анаеробів, отримав вакцину проти сибірки і сказу.

Відкрив патогенні мікроби – збудників холери (у курей), сибірки, стафілококи. Одержав проти них вакцини
Р. Кох – заснував медичну мікробіологію


Удосконалив мікробіологічну техніку, застосував імерсійні об'єктиви, мікрофотографію, використав анілінові барвники.

Відкрив збудників туберкульозу і холери

Запропонував метод виділення чистої культури на щільні поживні середовища.

Відкрив збудників туберкульоза і холери

Обгрунтував терапію та практику дезінфекції.
IV період розвитку мікробіології – молекулярно-генетичний. У дослідах на бактеріях та вірусах було доведено, що носієм генів є ДНК. Було встановлено її структуру. Мікробіологи відкрили плазміди (нехромосомні носії спадковості, що передають різні ознаки, зокрема резистентність до лікарських засобів). У другій половині XX ст. бурхливо розвивалися вірусологія та імунологія. У галузі вірусології були такі досягнення:

розшифровано молекулярно-генетичну організацію багатьох вірусів;

вивчено механізм взаємодії вірусів із клітиною, загальні механізми перетворення вірусами нормальної клітини на пухлинну (Л. О. Зільбер);

у 1983 р. виділено ВІЛ (Монтаньє і Галло);

виділено та вивчено нові віруси (Ласса, Марбург, Ебола);

відкрито пріони.
3. Роль вітчизняних вчених у розвитку мікробіології, вірусології та
імунології. Видатні українські мікробіологи: Д.С. Самойлович, Д.К.
Заболотний, М.Ф. Гамалія, Ф.О. Леш, Г.М. Мінх.
Самойлович
- досліджував чуму, запропонував сортування хворих, роботу медперсоналу в чумних джерелах.
Заболотний
- відкрив інститут мікробіології у Києві. Він організував першу в світі кафедру епідеміології при Одеському медичному інституті. Багато зусиль і праці віддав Д.К.
Заболотний вивченню чуми, холери, сифілісу, дифтерії, черевного й висипного тифів.
M.Ф.Гамалія
заснував у 1886 р. другу в світі пастерівську станцію в Одесі і першим на практиці почав застосовувати щеплення проти сказу.
Ф.О. Леш
він у 1875 році довів, що збудником однієї з форм дизентерії у людини є патогенна амеба. Це відкриття було підтверджене ним в експерименті на собаках. Далі він продовжив дослідження над іншими патогенними найпростішими у Києві, перебуваючи завідувачем кафедри лікарської діагностики на медичному факультеті Університету Св.
Володимира.
Мінх
: інфекціоніст, епідеміолог і патологоанатом. встановив, що кишкова і легенева форми сибірки мають єдине походження. Як вважають, він ще у 1873 році вперше описав збудників сибірки, які знайшов у тілах блукаючих клітин, але не зміг правильно оцінити значення цієї знахідки.
Теоретичні дослідження мінливості мікроорганізмів і бактеріофагів (В. Г.Дроботько, Г. О.
Ручко, К. Г. Бельтюкова, Г. М. Френкель та ін.) знайшли практичне застосування в профілактиці лікування дизентерії, стафілококових хвороб.

4. Особливості мікроорганізмів як живих істот. Основні відмінності
прокаріотів та еукаріотів.
Еукаріоти, на відміну від прокаріотів, зазвичай не містять генів, організованих у великі оперони, процес цитокінезу (поділу ДНК) проходить за участю веретена поділу. Рибосоми у еукаріотів більші, ніж рибосоми прокаріотів (умовна вага прокаріотичних рибосом становить 70S, тоді як еукаріотичних — 80S).
Ознака
Прокаріоти
Еукаріоти
Розмір
Діаметр 0,5-5 мкм
Діаметр 40мкм
Життєві форми
Одноклітинні,нитчасті
Одноклітинні,нитчасті,багатоклітинні
Генетичний матеріал
Кільцева ДНК знаходиться в цитоплазмі.Немає сформованих ядра,хромосом,ядерця
Лінійна ДНК зв'язана з білками і РНК утворює хромосоми,що знах. в ядрі
Синтез білка
В 70-S рибосомах. ЕПС немає(синтез білка характеризується чутливістю до антибіотиків)
В 80-S рибосомах. Рибосоми можуть бути прикріплення до ЕПС
Органели
Рибосоми-дрібні,ЕПР відсутній,органел мало і жодна не має подвійної мембрани.Внутрішні мембрани зустрічаються рідко,на них відбувається дихання і фотосинтез
Багато органел.Всі вони вкриті одинарною(КГ,ЕПР,лізосоми) або подвійною(ядро,мітохондрії,хлоропласти) оболонками.
Склад клітинних оболонок
Тверді,складаються з полісахаридів та амінокислот.Речовина,що надає міцності-муреїн
У наземних рослин і грибів оболонки тверді,містять полісахариди.Реч.,що надає міцності рослинам- целюлоза,грибам-хітин
Джгутики Прості (мікротрубочки відсутні) діаметр приблизно 20 нм
Складні з розташуванням мікротрубочок.
Діаметр 200 нм
Структури для дихання фотосинтезу
У бактерій-мезосоми,у ціаней-цитоплазматичні мембрани
Мітохондрії
Мембрани, що не мають специфічної упаковки(хлоропласти відсутні)
Хлоропласти, що мають спеціальні мембрани, які утворюють ламели.
Здатність до фіксації молекул азоту
Деякі здатні
Не здатні
Поділ клітин
Амітоз (примий поділ)
Мітох (непрямий)

5. Морфологія і будова бактерій. Роль окремих структур для життєдіяльності
бактерій та у патогенезі інфекційних захворювань.
Морфологія:
Бактерії
– одноклітинні прокаріотичні гаплоїдні МКО, які не мають хлорофілу. Не містять диференційованого ядра, КГ, лізосом, МХ.
Форма бактерій залежить від
структури клітинної стінки, а їх розташування – від орієнтації і ступеня взаємного зв’язку клітин під час розмноження поперечним поділом (відбувається в одній або різних площинах)
-
кокоподібні
(стрептококи (ланцюжок), стафілококи, мікрококи, диплококи, тетракоки, сарцини, стафілококи (гроно) ) - шаровидні
-
паличкоподібні:
клостридії (палички, які мають спору, що перевищує діаметр тіла клітини), бацили (мають спору, яка не перевищує діаметр клітини), власне бактерії (паличик, які не мають спор))
-
звивисті
: вібріони (пів завитка) , спірили ( 3-4 завитки), спірохети(10-12 завитків)
Будова: оболонка, цитоплазма, нуклеоїд, капсула (слизовий шар), війки або джгутики
(непостійні), спори (непостійні). Оболонка: капсула, цитоплазматична мембрана, клітинна стінка. Джгутики (положення): монотрихи, амфітрихи, лофотрихи, перитрихи. Спори
(розміщення): термінальне, центральне, субтермінальне.
Структурні елементи бактерій
Постійні
Непостійні
Нуклеоїд – аналог ядра еукаріотів. Ф: спадковість і мінливість
Фімбрії(пілі)
Ф: адгезія(прилипання), антигенна кон’югативна
Пілі: 1-шого типу(комонпілі); 2-го типу (секспілі)
Цитоплазма – клоїдний в‘язкий розчин, який на 80% склад. з води і має органічні і неорганічні елементи
Джутик – тонкі нитки, складаються з білка флагеліну
Поділяються за кількістю і локалізацією:
• Монотрихи – 1 полярний джгутик
(на кінці клітини)
• Амфітрихи – по 1 джгутику або пучку джгутків на обох кінцях клітини
• Лофотрихи – пучок джгутиків на 1 кінці клітини
• Перитрихи – по всій поверхні
Функції:
• Рух бактерії - хемотаксис
• Антигенна функція (Н-антигени)
• Патогенез інфекцій сечового тракту шляхом просування бактерій

вгору через уретру до сечового міхура
• Рецептори для бактеріофагів
Ф:антигенна, рухливість
Рибосоми (70 S)
Капсули – полісахаридної природи.
Ф: захист від антитіл
Клітинна стінка – може відрізнятись у грам+ і грам- бактерій.
У Г+ складається з товстого шару (5-6 шарів) пептидоглікану-муреїну (90%) і ниткоподібні волокна тейхоєвих і ліпотейхоєвих
кислот.
Тейхоєві кислоти є видоспецифічними антигенами бактерій і у деяких бактерій беруть участь у прикріпленні до слизових оболонок людини
• У Г- складається з:
§ Внутрішня оболонка - пептидоглікан-муреїн (1-2 шари - 5%)
§ Зовнішня оболонка – v Біліпідний шар v Ліпопротеїновий шар v Ліпополісахаридний шар – є ендотоксином і зумовлює «О»-антигенну специфічність Г- бактерій v Фосфоліпіди
Спори – стійка життєва форма бактерій, що перебуває у спокої.
Функція – зберігання виду. Спори утворюють тільки Г+ бактерії.
Склад: містять зв’язану воду та дипіколінову кислоту – стійкість до високих температур
Стадії спороутворення:
• Підготовча
• Утворення проспори
• Формування основних оболонок спори – кортексу (специфічний шар пептидоглікану), а також кератиноподібної оболонки
• Дозрівання – спора покривається екзоспоріумом
За сприятливих умов спора перетворюється на вегетативну
форму
Вегетативна форма - форма росту та розвитку.
Включення (запас пожив.речовин)
- глікоген, жири, поліметафосфат
(зерна
волютину)
– у збудника дифтерії – мають метахромазію – забарвлюються в
інший колір, ніж бактерій (при забарвленні метиленовим синім бактерії – блакитні, зерні волютину – чорно-сині)
Вегетативна форма - форма росту та розвитку. Спори утворюють бацили, клостридії. У спорових формах бактерії дуже стійкі і можуть зберігатися роками (сибірська виразка). Якщо спори потрапляють у сприятливі умови, то вони швидко переходять у вегетативну форму.
Спори бактерій – ендоспори – внутрішньоклітинні утворення круглої або овальної форми. При забарвленні бактерій за Грамом клітина – синя, а спора прозора. Продукція спор – стадія циклу розвитку паличкоподібних грам позитивних Bacillus та Clostridium (виняток Lactobacillus), яка виробилась в процесі еволюції в боротьбі за збереження виду. Функція спор бактерій – захист.
Спори знаходяться в стані анабіозу – не розвиваються, не розмножуються, але зберігають життєздатність. При попаданні в благо приємні умови одна спора проростає в одну вегетативну клітину.
Спори утворюються в несприятливих умовах, під впливом фізичних та хімічних факторів: низька вологість, температура, висока концентрація речовин, радіація, УФ промені.

Властивості спор: - термостійкість. В той час, коли вегетативні клітини гинуть при 80 °С за 10 хвилин, спори гинуть при автоклаву ванні протягом 24 хвилин при температурі 120°С при тиску 1 атм. У висушеному стані вони гинуть при нагріванні до 150-160°С протягом декількох годин. В ґрунтах, багатих гумусом, при 25-40 °С спори можуть проростати у вегетативні форми. При температурах вище 43 °С і нижче 15 °С спороутворення припиняється.
6.
Особливості морфології і фізіології грибів. Гриби як продуценти біологічно
активних речовин. Біотехнологічні процеси з використанням грибів
Гриби – це еукаріоти, що належать до царству Mycota ( Fungi )
Від рослин, водоростей і ціанобактерій (синьо-зелених водоростей), , гриби відрізняються гетеротрофністю та нездатністю до утворення поживних речовин шляхом фотосинтезу.
Від бактерій, гриби відрізняються наявністю істинного ядра.
Від найпростіших та клітин тканин багатоклітинних організмів, наявністю клітинної стінки.
Гетеротрофність грибів полягає в тому, що вони поглинають органічні речовини з довкілля.
Антибіотики: •пеніциліни •цитринін •нотатин •фумігатин) Специфічні продукти біологічного походження здатні затримувати чи повністю пригнічувати ріст різних видів мікроорганізмів.
Морфологія:
• Гриби мають ядро з ядерною оболонкою, цитоплазму з органелами, цитоплазматичну мембрану (яка містить фосфоліпіди і стероли) і потужну клітинну стінку, що складається з глюкану, целюлози, хітину, білка, ліпідів та ін.
• Гриби складаються з довгих тонких ниток (гіф), сплітаються в грибницю, або міцелій.
• Гіфи нижчих грибів ( фікоміцетів) не мають перегородок (септ) – одноклітинній міцелій
• У вищих грибів (еуміцетів) гіфи розділені перегородками; їх міцелій багатоклітинний.
Також міцелій розрізняють:
• Субстратний (вегетативний)
• Повітряний (репродуктивний)
• Кінцеві розгалуження міцелію мають своєрідну форму, за якою можна диференціювати окремі види. Це органи плодоносіння грибів, які мають ендо- і екзоспори.
• Розмноження: спорами статевим і безстатевим способами, а також вегетативним шляхом
(брунькування або фрагментація гіф)
• За будовою гриби можна розділити на дві групи :