История изучения рода Mycobacterium

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Введение

Цель курсовой работы - изучить систематику и методы идентификации бактерий рода Mycobacterium.

Актуальность: Микобактерии являются значимой группой микроорганизмов, поскольку являются возбудителями инфекционных заболеваний как лепра и туберкулёз. Микобактерии являются одними из наиболее устойчивых микроорганизмов к воздействию факторов окружающей среды. В связи с высокой резистентностью возбудителя, борьба с инфекцией затруднена. Зачастую незнания свойств, особенностей микобактерий способствует их распространению, что приводит к высокой заболеваемости.

Задачи:

Изучить историю рода Mycobacterium.

Рассмотреть особенности морфологии микроорганизмов рода Mycobacterium.

Рассмотреть особенности физиологии микроорганизмов рода Mycobacterium.

Изучить антигенные особенности микобактерий.

Изучить классификацию и таксономию микобактерий.

Выявить среды для выделения и идентификации микобактерий.

Охарактеризовать внутривидовую и межвидовую идентификацию микобактерий.

Рассмотреть медицинское и ветеринарное значение микроорганизмов, принадлежащих к роду Mycobacterium.

Изучить распространение микобактерий.

Осветить применение микобактерий в практике.

История изучения рода Mycobacterium

История изучения микобактерий началась в конце XIX века. В 1874 г.А. Хансен открыл палочку лепры - Mycobacterium leprae, а Р. Кох в 1882 г. - туберкулезную палочку - Mycobacterium tuberculosis. Эти два представителя одного рода известны как возбудители древнейших болезней человека: лепры и туберкулеза. В 1896 г. К.В. Lehmann и R. Neumann предложили ввести в систематику бактерий новый род Mycobacterium с включенными в него видами М. tuberculosis и М. leprae. Вскоре стали появляться сообщения об открытии других представителей этого рода - сапрофитных бактерий, широко распространенных в природе. В настоящее время род Mycobacterium включает свыше 90 видов. Согласно определителю Берджи, группа микобактерий содержит единственный род Mycobacterium [1].

Классификация и таксономия

Домен: Bateria

Отдел: Актиномицеты.

Порядок: Actinomycetales.

Подпорядок: Corynebacterineae.

Семейство: Mycobacteriaceae.

Род: Mycobacterium.

Вид: Mycobacterium tuberculosis (человеческий вид).

Mycobacterium bovis (бычий вид).

Mycobacterium africanum (промежуточный вид).

Mycobacterium leprae.

Род Mycobacterium включает более 40 видов. Как оказалось, многие из них нередко выделяются в различных странах мира от людей, теплокровных и холоднокровных животных, страдающих заболеваниями легких, кожи, мягких тканей и лимфатических узлов. Эти заболевания получили название микобактериозов. Различают три типа микобактериозов, зависящих от вида микобактерий и иммунного статуса организма:

I. Генерализованные инфекции с развитием видимых невооруженным глазом патологических изменений, внешне напоминающих туберкулезные, но гистологически несколько отличающиеся от них.

II. Локализованные инфекции, характеризующиеся наличием макро - и микроскопических поражений, выявляемых в определенных участках тела.

III. Инфекции, протекающие без развития видимых поражений; возбудитель обнаруживается в лимфатических узлах внутриклеточно или внеклеточно.

По патогенным свойствам род Mycobacterium подразделяют на две группы:

1) патогенные и условно-патогенные (потенциально патогенные).2) сапрофиты.

Для их ускоренной предварительной дифференциации учитывают прежде всего три признака: а) скорость и условия роста; б) способность к пигментообразованию; в) способность синтезировать никотиновую кислоту (ниацин).

По скорости роста род Mycobacterium подразделяют на 3 группы:

1) Быстрорастущие - крупные видимые колонии появляются ранее 7-го дня инкубации (18 видов).

2) Медленнорастущие - крупные видимые колонии появляются после 7 и более дней инкубации (20 видов).

3) Микобактерии, которые требуют специальных условий для роста или не растут на искусственных питательных средах. К этой группе относятся два вида: М. leprae и M . lepraemurium .

Дифференциация видов микобактерий среди быстро - и медленнорастущих проводится с учетом ряда их биохимических признаков: восстановление нитратов, теллурита; наличие каталазы, уреазы, никотин и пиразинамидазы, способность синтезировать ниацин; а также пигментообразования.

По способности к пигментообразованию микобактерии также делят на 3 группы:

1. Фотохромогенные - образуют пигмент лимонно-желтого цвета при росте на свету.

2. Скотохромогенные - образуют пигмент оранжево-желтого цвета при инкубировании в темноте.

3. Нефотохромогенные - пигмента не образуют (независимо от наличия света), иногда культуры имеют светло-желтоватую окраску [4].

Распространение в природе

Микобактерии широко распространены в природе.

Толчком к изучению микобактерий послужила их патогенность. Первым был открыт возбудитель туберкулеза - М. tuberculosis, о котором упоминалось в начале главы. Попадая в организм животного или человека, туберкулезная микобактерия поселяется на ткани и начинает размножаться. Образуется небольшой бугорок сероватого цвета, в центре которого находится скопление клеток микобактерий. Постепенно отдельные бугорки сливаются, омертвевшая ткань превращается в крошковатую желтую массу, образуется так называемый творожистый некроз. В случае поражения легких эта творожистая масса выделяется при кашле, а на месте некроза остается большая полость (каверна).

С глубокой древности известна людям болезнь проказа. В 1874 г. норвежским врачом Гансеном был открыт возбудитель проказы - М. leprae. К микобактериям относится и возбудитель дифтерии - М. diphtheriae (синоним - Corynebacterium diphtheriae). Поселяясь на слизистой зева или носа, эти организмы начинают выделять токсическое вещество. Дифтерийный токсин - один из самых сильных биологических ядов. Проникая в кровь, он поражает сердце, почки, надпочечники и нервы; иногда возможен летальный исход. Токсин нейтрализуется антитоксином, который есть в организме больного (естественный иммунитет) либо вводится в виде сыворотки. Недавно установлено химическое строение дифтерийного токсина. Он представляет собой сложный эфир миколовой кислоты и дисахарида трегалозы. Помимо описанных возбудителей туберкулеза, проказы, дифтерии, есть и другие виды микобактерий, патогенные для человека и животных [5].

Cуществует очень много микобактерий совершенно безвредных - это сапрофитные формы. В основном они обитает в почве, где принимает активное участие в минерализации органических остатков. Они могут разлагать такие вещества, которые недоступны другим микроорганизмам или плохо усваиваются, например нефтяные остатки, гуминовые соединения. Микобактерии прекрасно развиваются в почве с минимальной влажностью, при температуре, которая задерживает рост других организмов, а также в почвах с большим содержанием солей. Благодаря этим особенностям микобактерии играют особенно важную роль в превращении органических веществ в засушливых жарких районах, а также засоленных почвах [5].

Применение

Лучистые грибки, окисляющие углеводороды, способны синтезировать ряд ценных соединений. Это их свойство может быть использовано в народном хозяйстве. М. ceroformans превращает гексадекан в цетилпальмитат, который широко применяется в парфюмерной промышленности. Парафиноокисляющие микобактерии синтезируют разнообразные витамины. Одни штаммы образуют витамины группы В, в частности рибофлавин. Другие накапливают каротиноиды - вещества, близкие к витамину А. Найдены и такие микобактерий, которые, окисляя углеводороды, выделяют в среду значительные количества аминокислот [5].

В настоящее время при получении витаминов и аминокислот используется дорогое пищевое сырье, например сахара. Из приведенных примеров видно, что его можно заменить нефтяными углеводородами. Работа в этом направлении очень перспективна.

Есть еще одна область, в которой парафиноокисляющие микобактерии могут сыграть существенную роль. За прошедшие 40 лет загрязнение нефтепродуктами рек, морей, океанов, почвы и атмосферы возросло во много раз. По данным американского журнала "National geografic magazin", каждый год выбрасывается в океаны от 3 до 10 млн. т. нефти. Так, Тур Хейердал находил нефтяные шарики и пленку далеко в океане на протяжении всего плавания на "Ра-2".

Химическая очистка нецелесообразна, так как приводит к накоплению еще более ядовитых соединений. Адсорбционные методы очистки также неэффективны из-за недостаточно глубокой очистки и трудности регенерации ионитов.

Наиболее перспективным является микробиологическое разрушение углеводородов нефти, приводящее к превращению их в нетоксичные кислородсодержащие вещества. Так, например, используя культуры активных парафиноокисляющих микобактерий, можно во многих случаях предотвратить загрязнение биосферы нефтепродуктами. Такие культуры, как М. paraffinicum и М. lacticolum var. aliphaticum, прекрасно разлагают многие образцы нефти.

Учитывая имеющиеся данные о биосинтезе парафиноокисляющими микроорганизмами витаминов, аминокислот, каротиноидов и других полезных метаболитов, можно предположить, что клеточная масса культур, разлагающих нефтяные отходы, может быть использована и в качестве удобрения.

Микобактерии нашли применение также как активные продуценты аминокислот. Наиболее широкое использование с целью получения глютаминовой кислоты получил вид М. glutamicum [5].

Заключение

Безусловно, работы по изучению микобактерий необходимо продолжать. Очевидно, что основное прикладное значение эти исследования имеют для успешной диагностики и лечения туберкулёза, поскольку проблема данного заболевания всё ещё имеет место в нашем мире. Количество людей, умерших от микобактерий туберкулеза, ежегодно существенно превышает число случаев смертей, обусловленных каким-либо другим единичным патогенным микроорганизмом.

В настоящее время фтизиатрия вооружена эффективными методами лечения различных форм туберкулеза. Простые или более сложные схемы химиотерапии, построенные на различных принципах и одновременном назначении нескольких противотуберкулезных препаратов, усиливают терапевтический эффект и предупреждают развитие лекарственной устойчивости микобактерий. Химиотерапия туберкулеза расширила показания к хирургическим методам лечения болезни.

Однако только медицинские средства борьбы с туберкулезом не могут быть эффективными из-за большого количества таких больных. Препятствиями для эффективного лечения и профилактики туберкулеза являются его длительное и хроническое течение, а также целый ряд бытовых, экономических, моральных и психологических факторов, связанных с большими материальными затратами.

Тем не менее наряду с патогенными существует очень много микобактерий совершенно безвредных. Это - сапрофитные формы. Большая часть их обитает в почве, где принимает активное участие в минерализации органических остатков. Они могут разлагать такие вещества, которые недоступны другим микроорганизмам или плохо усваиваются, например нефтяные остатки, воск, гуминовые соединения и др. Микобактерии прекрасно развиваются в почве с минимальной влажностью, при температуре, которая задерживает рост других организмов, а также в почвах с большим содержанием солей. Благодаря этим особенностям микобактерии играют особенно важную роль в превращении органических веществ в засушливых жарких районах, а также засоленных почвах. Микобактерии принимают участие в процессах силосования, квашения, в приготовлении некоторых молочнокислых продуктов и сыров.

На основании проведённых исследований можно сделать вывод что микобактерии представляют значительный интерес для ведения научных исследований, ввиду разнообразия их форм, сложной природы а также возможности прикладного значения проведённых исследований.

Список литературы

1. Воробьев А.А., Быков А.С. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии, - М.; МИА, 2003.

2. Воробьев А.А., Микробиология и иммунология, - М.: Медицина, 1999.

3. Колычев Н.М., Госманов Р.Г., Ветеринарная микробиология и иммунология, - М.: Колос, 2003.

4. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология, вирусология. Учебник. - СПб: "Специальная Литература", 1998.

5. Красильников А.П., Романовская Т.Р., Микробиологический словарь-справочник. Мн. - 1999.

6. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т., Микробиология. Изд.3-е, - М.: Агропромиздат, 1987.

7. Поздеев О.К., Медицинская микробиология, - М.: ГЕОТАР-МЕД, 2001.

8. Шлегель Г., Общая микробиология, - М.: МИР, 1987.