Эффективное применение бактериофагов в медицине. Применение бактериофагов
38.Практическое использование бактериофагов. Фагодиагностика, фаготипирование, фаготерапия. Методы титрования бактериофагов.
Практическое применение бактериофагов. Строгая специфичность бактериофагов позволяет использовать их для фаготипирова-ния и дифференцировки бактериальных культур, а также для индикации их во внешней среде, например в водоемах.
Метод фаготипирования бактерий широко применяется в микробиологической практике. Он позволяет не только определить видовую принадлежность исследуемой культуры, но и ее фаготип (фаговар). Это связано с тем, что у бактерий одного и того же вида имеются рецепторы, адсорбирующие строго определенные фаги, которые затем вызывают их лизис. Использование наборов таких ти-поспецифических фагов позволяет проводить фаготипирование исследуемых культур с целью эпидемиологического анализа инфекционных заболеваний: установления источника инфекции и путей ее передачи.
Кроме того, по наличию фагов во внешней среде (водоемах) можно судить о содержании в них соответствующих бактерий, представляющих опасность для здоровья человека. Данный метод индикации патогенных бактерий также применяется в эпидемиологической практике. Его эффективность повышается при постановке реакции нарастания титра фага, которая основана на способности специфических линий фагов репродуцироваться на строго определенных бактериальных культурах. При внесении такого фага в исследуемый материал, содержащий искомый возбудитель, происходит нарастание его титра. Широкое использование реакции нарастания титра фага осложняется трудностью получения индикаторных наборов фагов и другими причинами.
Применение фагов с лечебными и профилактическими целями проводится сравнительно редко. Это связано с большим количеством отрицательных результатов, которые объясняются следующими причинами:
1) строгой специфичностью фагов, лизирующих только те клетки бактериальной популяции, которые снабжены соответствующими рецепторами, вследствие чего фагорезистентные особи, имеющиеся в каждой популяции, полностью сохраняют свою жизнеспособность;
2) широким применением более эффективных этиотропных средств — антибиотиков, не обладающих специфичностью бактериофагов.
В настоящее время препараты бактериофагов применяются для лечения дизентерии, сальмонеллеза, гнойной инфекции, вызванных антибиотико-резистентными бактериями. При этом в каждом случае предварительно определяют чувствительность выделенных возбудителей к данному препарату бактериофага.
Сальмонеллезные фаги применяются для профилактики одноименного заболевания в детских коллективах.
29 Www.Bsmu.h25.Ru
studfiles.net
Применение бактериофагов
Применяемые на практике препараты бактериофагов представляют собой фильтрат бульонной культуры соответствующих микробов, лизированных фагом, содержащий живые частицы фага, а также антигены бактерий, освободившиеся из бактериальных клеток при их лизисе. Полученный препарат – жидкий бактериофаг – должен иметь вид совершенно прозрачной жидкости жёлтого цвета большей или меньшей интенсивности. Препарат проходит контроль на стерильность (методом посева), безвредность и литическую активность (титр).
Диагностические бактериофаги выпускаются как в жидкой, так и в сухой форме, в ампулах. Перед началом работы сухой бактериофаг разводится.
Для лечебно-профилактических целей бактериофаги выпускаются в форме таблеток с кислотоустойчивой оболочкой, в жидком виде или в суппозиториях. Таблетированный сухой бактериофаг более стабилен при хранении и удобен при применении. Одна таблетка сухого бактериофага соответствует 20-25 мл жидкого препарата. Срок годности сухого и жидкого препарата составляет 1 год. Жидкий бактериофаг следует хранить при температуре +2 – +100С, сухой – не выше +10С, но его можно хранить в холодильнике и при отрицательной температуре.
Принятый внутрь бактериофаг сохраняется в организме в течение 5-7 дней. Как правило, приём бактериофага не сопровождается какими-либо реакциями или осложнениями. Противопоказаний к приему нет.
Бактериофаги могут применять также в виде орошений, полосканий, примочек, тампонов. Инъекционные формы бактериофагов можно вводить в стерильные полости – брюшную, плевральную, суставную и в мочевой пузырь. Существует форма выпуска бактериофагов в свечах для ректального применения.
Контрольные вопросы
Дайте определение понятия «химиотерапевтический препарат». Назовите фамилию учёного, разработавшего теорию химиотерапии. Какие свойства являются определяющими при выборе химиотерапевтического препарата? Что такое бактерицидное и бактериостатическое действие препарата? Что такое химиотерапевтический индекс, напишите его формулу, для чего применяется этот показатель? Укажите первые антиспирохетные препараты, синтезированные Эрлихом. Назовите группы химиотерапевтических препаратов, приведите примеры. Назовите фамилию учёного, впервые получившего антибактериальный препарат, и название препарата. Дайте определение понятию «антибиотик». Назовите фамилии русских учёных, впервые обнаруживших антибактериальные свойства зелёной плесени. Назовите фамилию учёного, изучавшего свойства зелёной плесени и сделавшего попытку выделить пенициллин. Назовите фамилии учёных – зарубежных и отечественных, получивших первый антибиотик из зелёной плесени. Назовите фамилию учёного, впервые получившего стрептомицин. Классификация антибиотиков по происхождению (источнику получения), по химическому составу. Механизм действия антибиотиков: «мишени» (точки приложения различных групп антибиотиков). Что означает понятие «спектр действия» антибиотиков? Назовите антибиотики активные преимущественно по отношению к грамотрицательным бактериям, преимущественно по отношению к грамположительным бактериям, антибиотики широкого спектра действия, противовирусные, противогрибковые, противоопухолевые антибиотики. Методы определения активности антибиотиков; в каких единицах измеряется антибактериальная активность антибиотиков? Основные проявления побочного действия антибиотиков. Виды лекарственной устойчивости микробов по происхождению. Генетические механизмы лекарственной устойчивости. Фенотипические (биохимические, структурные) механизмы лекарственной устойчивости. Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам, техника исследования и оценка результатов. Какие существуют способы предупреждения и преодоления лекарственной устойчивости микробов? Назовите препараты, предназначенные для преодоления лекарственной устойчивости и применяемые в сочетании с антибиотиками.
ЗАДАЧА 1. Укажите культуру, наиболее чувствительную к пенициллину, если диаметр зоны задержки роста вокруг диска равняется: кишечная палочка – 0 мм; стафилококк – 15 мм; стрептококк – 30 мм; палочка дифтерии – 13 мм.
ЗАДАЧА 2. Выберите наиболее эффективный антибиотик для лечения больного, если при определении лекарственной устойчивости возбудителя методом стандартных дисков установлены диаметры зон задержки роста: пенициллин – 0 мм; стрептомицин – 13 мм; тетрациклин – 28 мм; эритромицин –15 мм.
ЗАДАЧА 3. Применение пенициллина для лечения стафилококкового заболевания у больного оказалось неэффективным. Какую можно предположить причину неэффективности пенициллина? Как можно проверить это предположение? Какие методы можно применить для этого?
ЗАДАЧА 4. У больного Н. с диагнозом бактериальная дизентерия до начала лечения выделен возбудитель дизентерии, чувствительный ко всем антибиотикам. Больной лечился левомицетином, с другими больными дизентерией не контактировал. На третий день после начала лечения снова выделен возбудитель дизентерии, который оказался устойчивым одновременно к трём антибиотикам: левомицетину, тетрациклину и стрептомицину. Как могла возникнуть множественная лекарственная устойчивость у возбудителя дизентерии в данной ситуации? Как доказать предполагаемый вами механизм возникновения множественной лекарственной устойчивости.
Свойства бактериофагов. Природа – к какому царству живых существ относится? Строение - какую форму чаще всего имеет? Какие химические компоненты содержит? Структурные элементы бактериофага. Размеры – в каких единицах измеряется величина бактериофагов? Назовите фамилии учёных, открывших явление бактериофагии. Опишите фазы взаимодействия вирулентного (инфекционного) бактериофага с чувствительной к нему бактериальной клеткой. Как обнаружить действие бактериофага на бактерии в жидкой и плотной питательной среде? Как будет выглядеть положительный результат? Что такое титр бактериофага? Как определяют и обозначают титр бактериофага? Что такое умеренный бактериофаг, профаг, лизогенная культура, лизогенная конверсия, трансдукция? Опишите взаимодействие умеренного бактериофага с бактериальной клеткой. Применение бактериофагов в практической медицине – на каком свойстве оно основано? Назовите бактериофаги, применяющиеся для лечения, для диагностики, для фаготипирования.
studfiles.net
Практическое использование фагов
За последние 30—40 лет значительно увеличилось количество производств, основанных на использовании продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. При помощи микроорганизмов получают разнообразные антибиотики, ферменты, витамины, аминокислоты, ацетон и бутиловый спирт, молочную, уксусную, лимонную и другие кислоты, различные бактериальные препараты — удобрения, инсектициды и многие другие.
Вследствие концентрации на указанных производствах больших масс микроорганизмов, находящихся в стадии интенсивного роста, создаются благоприятные условия для размножения соответствующих фагов, часто вызывающих лизис производственных культур. Впервые с этим явлением столкнулись в сыродельном производстве, для которого борьба с фаголизисом — одна из актуальнейших проблем.
Микробиологические производства, которые сталкиваются с проблемой фагии, можно разбить на две группы. К первой группе относятся те производства, в которых основное применяемое сырье может содержать (и большей частью фактически содержит) фаги. Это предприятия молочной промышленности. Одно из древнейших производств — молочное (сыроделие, получение молочнокислых продуктов и др.) — основано на применении молочнокислых стрептококков и бактерий.
Ко второй группе производств относятся те, в которых выращивание микроорганизмов производится на питательных средах, не содержащих фагов. Это фактически все остальные микробиологические производства. Из производств первой группы рассмотрим сыроделие как наиболее типичное и в то же время лучше изученное с точки зрения фагии.
Молочнокислые микробы очень широко распространены в природе: в почве, в навозе, на корнях, листьях и семенах растений, в кишечнике животных. Широкому распространению фагов молочнокислых бактерий способствует то, что они являются лизогенными, т. е. содержат внутри клеток фаги. В результате этого в молоке сразу же после доения уже есть фаги. Молоко, поступающее на молочные заводы, часто содержит фаги в значительном количестве (1 млн. и более частиц в 1 мл молока). Следует отметить, что все фаги, даже активные против патогенных микробов, совершенно безвредны для людей и животных.
Современное производство сыра основано на применении пастеризованного молока. Однако пастеризация не убивает всех имеющихся в молоке фагов. Охлажденное после пастеризации молоко разливают в специальные ванны, в которые вносится закваска, состоящая из чистых культур молочнокислых стрептококков. Стрептококки вызывают сквашивание молока. Получаемый сгусток молока подвергается дальнейшей переработке.
Работники сыродельных заводов давно обратили внимание на то, что в ряде случаев активность молочнокислых микробов закваски резко снижается, что приводит к плохому сбраживанию молока. Это явление может быть вызвано разными причинами. Но чаще всего оно вызывается фагами, которые лизируют полностью или частично культуры заквасок. В результате этого процесс молочнокислого брожения полностью останавливается или интенсивность его резко снижается.
На сыродельных заводах, как правило, применяют закваски, состоящие не из одной культуры, а из смеси различных культур молочнокислых стрептококков. Стрептококков очень много в природе, поэтому для производства можно отобрать культуры, отличающиеся по своей чувствительности к фагам. При применении смешанной закваски под влиянием фага лизируется одна или две культуры, другие же продолжают процесс молочнокислого брожения.
Одну и ту же закваску используют только определенное время, после чего ее заменяют другой. Длительно применять одну и ту же закваску нельзя, так как это способствует накоплению на заводе фагов, активных против культур данной закваски. Правильный выбор культур для заквасок, смена их на основании изучения появившихся на заводе фагов дают значительный эффект. В ряде зарубежных стран на сыродельных заводах применяют закваски, содержащие только одну культуру. В этих случаях одну и ту же закваску используют лишь один раз.
Успешность борьбы с фаголизисом требует проведения и ряда других мероприятий. Особое значение имеет борьба с распространением фагов в заводских помещениях. Значительные трудности в связи с лизисом под влиянием фагов производственных культур испытывала у нас и за рубежом антибиотическая промышленность. Большой ущерб наносят фаги заводам ацетонобутиловым, а также изготавливающим бактериальные удобрительные препараты и препараты, применяемые для борьбы с вредными насекомыми.
Возникает вопрос: как фаги попадают на эти заводы? Есть два источника. Первый и, по-видимому, основной для антибиотической промышленности — это сами культуры, применяемые для получения антибиотиков. Все эти культуры лизогенные и содержат внутри своих клеток умеренные фаги. Сами умеренные фаги не опасны. Но в ряде случаев они могут измениться и стать вирулентными, т.е. способными лидировать культуру хозяина. Вирулентные фаги, накапливаясь на заводах, вызывают массовый лизис производственных культур. Другим источником попадания фагов на производства является почва, которая содержит много фагов. Вместе с пылью фаги могут заноситься в заводские помещения и заражать производственную культуру. В борьбе с фаголизисом, в особенности при производстве антибиотиков, большое значение имело экспериментальное получение активных фагоустойчивых культур. Такие культуры в настоящее время успешно применяются.
Практическое использование фагов
Бактериофаги используют в лабораторной диагностике инфекций при внутривидовой идентификации бактерий, т. е. определении фаговара (фаготипа). Для этого применяют метод фаготипирования, основанный на строгой специфичности действия фагов: на чашку с плотной питательной средой, засеянной «газоном» чистой культурой возбудителя, наносят капли различных диагностических типоспецифических фагов. Фаговар бактерии определяется тем типом фага, который вызвал ее лизис (образование стерильного пятна, «бляшки», или «негативной колонии», фага). Методику фаготипирования используют для выявления источника и путей распространения инфекции (эпидемиологическое маркирование). Выделение бактерий одного фаговара от разных больных указывает на общий источник их заражения.
По содержанию бактериофагов в объектах окружающей среды (например, в воде) можно судить о присутствии в них соответствующих патогенных бактерий. Подобные исследования проводят при эпидемиологическом анализе вспышек инфекционных болезней. Фаги применяют также для лечения и профилактики ряда бактериальных инфекций. Производят брюшнотифозный, сальмонеллезный, дизентерийный, синегнойный, стафилококковый, стрептококковый фаги и комбинированные препараты (колипротейный, пиобактериофаги и др.). Бактериофаги назначают по показаниям перорально, парентерально или местно в виде жидких, таблетированных форм, свечей или аэрозолей. Бактериофаги широко применяют в генной инженерии и биотехнологии в качестве векторов для получения рекомбинантных ДНК.
biofile.ru
Практическое применение фагов
Бактериофаги в медицинской практике применяются в диагностике, лечении и профилактике инфекционных заболеваний.
А. В диагностике бактериофаг применяется при осуществлении культурального метода исследования для определения вида выделенной чистой культуры, также для ее типирования. Изложенный ниже метод использования бактериофага с целью индикации наличия в патологическом материале определенного вида бактерий без выделения его в чистой культуре не получил широкого распространения.
1. Реакция нарастания титра фага основана на способности видового бактериофага реплицироваться только в клетках бактерий «своего» вида. Осуществляется она по следующему принципу. К патологическому материалу добавляют определенное количество видового бактериофага, инкубируют его в термостате, а потом вновь определяют количество фага. Если оно возросло, значит, бактериофаг «на-шел» для репликации клетки «своего» вида, следовательно – в патологическом материале присутствуют бактерии искомого вида.
2. В процессе идентификации чистой культуры используют видовые и типовые бактериофаги.а. Видовые бактериофаги используются для фагоиндикации. Выделенную чистую культуру засевают газоном на пластинчатый агар и капают на него каплю видового бактериофага. Если культура относится к искомому виду, то в месте нанесения капли роста не будет, в противном случае в месте нанесения капли фага будет наблюдаться бактериальный рост. Иногда после нанесения бактериофага чашку Петри с пластинчатым агаром наклоняют, давая капле стечь в краю чашки (из-за чего этот метод называют «стекающая капля»).
б. Типовые бактериофаги используются для фаготипирования. Принцип метода заключается в следующем.1. Типируемый штамм засевают газоном на пластинчатый агар.2. Затем на засеянную поверхность капают капли типовых бактериофагов (каждую в свой квадрат, помеченный заранее, например, стеклографом на дне чашки Петри).3. Чашку с посевом инкубируют в термостате.4. Учитывают опыт, регистрируя «стерильные пятна» или «бляшки» – места отсутствия роста в мес-те нанесения капли бактериофага, к которому чувствителен данный вариант бактерий.5. Фаговар (фаготип) обозначается путем перечисления типовых фагов, лизирующих данный вариант.Б. Применение бактериофагов (как правило, видовых) для лечения обозначается термином фаготерапия. С целью лечения бактериофаги применяются местно (в виде орошения пораженной поверхности, вкалывания в локальный очаг патологического процесса и т.п.), так как введение их парентеральным путем приводит к развитию иммунного ответа на чужеродный фаговый белок. Если лечебный бактериофаг применяют перорально (для лечения кишечных инфекций), то лучше всего использовать таблетированную форму препарата, покрытую кислотоустойчивой оболочкой, растворяющейся в щелочной среде кишечника – бактериофаги очень чувствительный к низкому рН и быстро инактивируются в кислой среде желудка.В. Фагопрофилактика – использование бактериофага (тоже, как правило, видового) для профилактики развития бактериальной инфекции. В настоящее время применяется для экстренной профилактики брюшного тифа и дизентерии (под экстренной профилактикой понимается комплекс мероприятий для предотвращения развития болезни уже после совершившегося акта инфицирования, т.е. попадания возбудителя в организм пациента).
worldofscience.ru
Эффективное применение бактериофагов в медицине
Одним из наиболее эффективных методов лечения бактериальных заболеваний являются бактериофаги. Эти вирусы поражают клетки бактерий, попадая внутри своего агента и тем самым поражая его. В природе бактериофаги встречаются практически во всех местах, где имеются все условия для распространения бактерий, которых они поражают. Таким образом, они выступают в качестве агента, контролирующего численность микроорганизмов в природе. История открытия данного вида лечения связывается с исследованиями нескольких учёных в начале ХХ века. Хотя в начальных стадиях независимо проводились несколько исследований параллельно, бактериофагов впервые описали английские ученые. Спустя пару лет, было сообщено об открытии бактериофагов французско-канадским ученым Ф. Д'Эрелль.
В медицине они эффективно применяются в лечении различных бактериологических заболеваний. Фаги в основном применяются в качестве антибактериального препарата. В нашем интернет-магизине "http://vitabio.ru/lechenie-i-profilaktika/fagoterapiya/481-otofag-i-monopreparaty-s-bakteriofagami-chto-vybrat” вы можете приобрести бактериофагов для лечения. Так как существуют разные виды фагов, вы можете получить подробную информацию о них на нашем сайте. Наши специалисты готовы проводить консультацию и помочь вам подобрать соответствующий препарат для лечения.
Механизм действия бактериофагов
Бактериофаги начинают действовать после того, как они проникнут в клетку поражающей бактерии и размножаются. По способу поражения их разделяют на умеренные и вирулентные. Последние быстрее размножаются, и приводят к гибели зараженных клеток. Хотя по некоторым параметрам они отступают антибиотикам, бактериофаги до сих пор активно применяются в лечении бактериологических заболеваний в силу своей устойчивости и способности постоянно действовать эффективно. Также стоит отметить отсутствие побочных действий в организм человека.
Действие бактериофагов можно представить следующими этапами:
- В начале фибриллы бактериофаг закрепятся на поверхности бактерии
- генетический материал данного агента передается в бактерию специальным способом
- молодые фаги развиваются внутри бактерии
- далее происходит репликация нуклеиновой кислоты фагов
- метаболизм бактерии перестраивается, создавая условие для размножения фагов
- бактериофаги поражают бактерию и выходят на поверхность.
На сегодняшний день они широко применяются против псевдомонад, стрептококков, стафилококков, протеев и ряд других бактерий, способных вызвать серьезные заболевания в организме. Несмотря на такое широкое применение, бактериофаги тоже не лишены недостатков. В первую очередь выделяют специфичность данного препарата, так как один вид может поражать только определенный вид клетки. Поэтому возникают проблемы при подборе соответствующего бактериофага.
Курс лечения данным способом занимает больше времени, чем антибиотиков. Также существует такое мнение, что они косвенно воздействуют на устойчивость бактерий к антибиотикам, так как они способны переносить информацию с одной клетки в другой.
fb.ru
Использование бактериофагов | Интересный мир
Использование бактериофагов набирает все больше поклонников среди врачей, отодвигая антибиотики на второй план. Когда-то появление антибиотиков полностью изменило представление врачей о лечении. Ранее безнадежные пациенты стали поправляться, предельно упростились алгоритмы лечения, резко упала смертность… Чудеса! Волшебные лекарства! Но восторженное отношение продержалось недолго. Слишком много проблем стало возникать.
Враг моего врага – мой друг
Сейчас «скользкие» вопросы антибиотикотерапии известны всем. Действие антибиотиков сопровождается:
• уничтожением необходимой, «полезной», микрофлоры кишечника и слизистых;
• активным ростом новых штаммов бактерий, устойчивых к ним;
• возникновением побочных эффектов за счет системного действия препаратов.
В связи с этим актуальным стал поиск принципиально иных лекарств для лечения бактериальных инфекций. И тут на первый план вышли бактериофаги.
Бактериофаги – это вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Вирус закрепляется на клеточной стенке бактерии и вводит внутрь клетки свой генетический материал. В результате начинается синтез новых вирусов, а затем происходят лизис бактериальной клетки и высвобождение 200-1000 новых фагов, которые инфицируют другие бактерии. Когда все бактерии патогенного штамма уничтожены, бактериофаги бесследно выводятся из организма. Многие бактериофаги узкоспецифичны, и каждый штамм вируса поражает только определенный вид бактерий, никак не влияя на прочие микроорганизмы и клетки организма. Это обеспечивает значительное уменьшение числа побочных эффектов.
Таким образом, к несомненным плюсам использования бактериофагов можно отнести:
• высокий профиль безопасности, позволяющий использовать их у пациентов любого возраста, начиная с новорожденных и заканчивая глубокими стариками;
• уменьшение риска возникновения устойчивых штаммов бактерий;
• возможность их сочетания с любыми другими препаратами, в том числе и антибиотиками.
Пожалуй, единственное, что ограничивает использование бактериофагов, – это их избирательность, из-за которой перед лечением необходимо уточнить природу возбудителя и его чувствительность к различным видам бактериофагов. Подобный анализ проводится отнюдь не везде и занимает определенное время, но усовершенствование диагностических систем позволяет надеяться, что эта проблема в скором времени может быть разрешена.
От теории – к практике
Существуют разные виды бактериофагов: монофаги, направленные на уничтожение только одного вида бактерий, и полифаги, действующие сразу на несколько видов патогенных бактерий. Поскольку бактериофаги чрезвычайно востребованы практически во всех областях медицины, от хирургии и гинекологии до неонатологии и ЛОР-практики, то предусмотрен выпуск бактериофагов в различных формах. Их используют для приема внутрь рег оs, в виде клизм, аппликаций, орошений, для введения в полости ран, влагалища, матки, носа, пазух носа, а также для введения в дренированные полости – брюшную, плевральную, мочевого пузыря, почечной лоханки. Продолжительность курса зависит от клинических показаний и может составить 7-20 дней. Безопасные, эффективные и надежные бактериофаги – это именно то оружие, которое так необходимо в борьбе с патогенными бактериями.
Не только лекарство
Прогресс в молекулярной биологии и биотехнологиях позволил использовать бактериофаги не только для лечения, но и для других целей. В США, например, бактериофаги применяют в качестве безопасного консерванта для пищевых продуктов. Добавленные к продуктам, бактериофаги препятствуют размножению нежелательных бактерий.
Интересные факты
Открытие бактериофагов произошло в 1894 году, когда британский бактериолог Эрнест Ханкин заметил, что вода индийских рек Ганг и Джамна обладает значительной антибактериальной активностью, которая полностью исчезает после кипячения. Он предположил, что в воде присутствует некая субстанция, убивающая бактерии. Название «бактериофаг» («поедатель бактерий») эти вирусы получили в 1917 году от французского ученого Феликса Д’ Эрелля, открывшего «невидимого микроба, поражающего дизентерийную палочку». Уточнение природы этого «невидимки» стало возможным только после появления электронной микроскопии.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
interesimir.ru
| БАЛТИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. И. КАНТА Географический факультет РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: «БАКТЕРИОФАГИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ» студента 1 курса _______________Научный руководитель кандидат географических наук,доцент _________ Калининград 2012 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................3
Список литературы................................................................................................14 Приложение............................................................................................................15 ВВЕДЕНИЕ Бактериофаги (фаги) - бактериальные вирусы, вызывающие разрушение (лизис) бактерий и других микроорганизмов. Они относятся к особым представителям царства вирусов, но в отличие от других видов, бактериофаги умеют использовать бактериальные клетки для размножения. На сегодняшний день бактериофаги включают в себя тринадцать семейств, которые делятся на сто сорок родов, а те в свою очередь содержат 5300 видов. Английский бактериолог Фредерик Туорт в статье 1915 года описал инфекционную болезнь стафилококков, инфицирующий агент проходил через фильтры, и его можно было переносить от одной колонии к другой. Независимо от Фредерика Туорта французско-канадский микробиолог Феликс Д’Эрель 3 сентября 1917 года сообщил об открытии бактериофагов. После открытия явлений бактериофагии Д’Эрель развил учение о том, что бактериофаги патогенных бактерий, являясь их паразитами, играют большую роль в патогенезе инфекций, обеспечивая выздоровление больного организма, а затем создания специфического иммунитета. Это положение привлекло к явлению бактериофагии внимание многих исследователей, которые предполагали найти в фагах важное средство борьбы с наиболее опасными инфекционными болезнями человека и животных.1. Строение и внешний вид Типичная фаговая частица (вирион) состоит из головки и хвоста. Длина хвоста обычно в 2 — 4 раза больше диаметра головки. В головке содержится генетический материал — одноцепочечная или двуцепочечная РНК или ДНК с ферментом транскриптазой в неактивном состоянии, окруженная белковой или липопротеиновой оболочкой — капсидом, сохраняющим геном вне клетки. Нуклеиновая кислота и капсид вместе составляют нуклеокапсид. Хвост представляет собой белковую трубку — продолжение белковой оболочки головки, в основании хвоста имеется АТФаза (фермент, нацеленный на расщепление АТФ), которая регенерирует энергию для инъекции генетического материала. Фаги, как и все вирусы, являются абсолютными внутриклеточными паразитами. Они переносят всю информацию для запуска собственной репродукции в соответствующем хозяине, но у них отсутствуют механизмы для выработки энергии и рибосомы для синтеза белка. На рис.1 показана схема строения частицы бактериофага Т2 кишечной палочки. 2. Природа фагов Несмотря на то, что явление бактериофагии интенсивно изучается более пятидесяти лет, на природу фагов нет единой точки зрения, и этот вопрос до сих пор остается спорным. Вопрос о происхождении фагов, как и других вирусов, имеет большое значение, так как с ним тесно связано решение многих актуальнейших задач современной биологии: происхождение жизни, возможные формы существования живого; существование живых существ, не имеющих клеточной структуры; происхождение клеточных форм жизни; развитие, изменчивость и видообразование у микроорганизмов и др. До настоящего времени все еще существуют диаметрально противоположные точки зрения на природу вирусов, в том числе и фагов. По мнению одних ученых, фаги относятся к живым организмам; другие рассматривают их как особые вещества типа ферментов. Те исследователи, которые относят фаги к живым организмам, различно трактуют вопрос об их происхождении. Одни исследователи считают, что фаги, как и вирусы человека, животных и растений, произошли от древнейших доклеточных форм, которые в процессе эволюции приспособились к паразитированию в первичных одноклеточных организмах и в дальнейшем эволюционировали вместе со своими хозяевами. Таким путем, как думают эти ученые, возникли фаги микроорганизмов, которые по своему отношению к клетке-хозяину являются паразитами экзогенного, т. е. внешнего, происхождения. Другие же считают, что происхождение фагов связано тем или иным образом с клеткой своего теперешнего хозяина (эндогенное происхождение). По мнению ученых, рассматривающих фаг как фермент эндогенного происхождения, фаговая частица является продуктом жизнедеятельности микробной клетки. При попадании в клетку фаги вызывают каталитически протекающие процессы образования активного фага, способного разрушать микробную клетку. А размножение фага в клетке происходит приблизительно так же, как образование активного фермента из его неактивного предшественника — профермента. За последние годы благодаря применению новейших современных методов исследования (электронная микроскопия, меченые атомы) знания о структуре фагов, их химическом составе, особенностях размножения значительно расширились. Фаговая частица оказалась довольно сложно организованной. Фаги логично рассматривать как особые формы живых существ. Однако вопрос о происхождении фагов пока еще нельзя считать окончательно решенным. 3. Механизм действия Вирус проникает в клетку патогенной бактерии, внедряется в ее геном и начинает размножаться. После накопления внутри бактериальной клетки определенного количества новых вирусных частиц клетка разрушается, вирусы выходят наружу и заражают новые бактериальные клетки. Различают две группы бактериофагов: умеренные и вирулентные. Умеренные фаги медленно размножаются внутри пораженной бактериальной клетки, передаются внутри бактериальной колонии из поколения в поколение, периодически разрушая микробные клетки. Такой эффект называется лизогенным. Вирулентные фаги, попав в клетку микроба, начинают стремительно размножаться, приводя к быстрой гибели зараженной клетки. Такой эффект называется литическим. Умеренные и вирулентные бактериофаги на начальных этапах взаимодействия с бактериальной клеткой имеют одинаковый жизненный цикл.
Бактериофаги являются естественными ограничителями популяции патогенных микроорганизмов. Их число зависит от количества бактерий и если популяция бактерий снижается, то и бактериофагов становится значительно меньше, так как им негде размножаться. Поэтому фаги не истребляют, а лишь ограничивают количество бактерий. Важным свойством фагов является их специфичность: они лизируют культуры определенного вида, более того, существуют так называемые типовые бактериофаги, лизирующие варианты вида бактерий. 4. Практическое применение Фаг оказался очень полезным вирусом для лечения и профилактики многих инфекционных заболеваний человека и животных, вызываемых бактериями. Хорошие результаты были получены при лечении гнойных ранений, газовой гангрены и других заболеваний во время Великой Отечественной войны. Но затем с появлением антибиотиков применение фага сократилось, так как лечение антибиотиками оказалось более эффективным и действие их не имеет такой узкой специфичности. При помощи заведомо известного фага, всегда имеющегося в лаборатории, определяют вид культуры бактерий, выделенной от больного или из внешней среды, что очень важно для диагностики. Кроме того, определением выделенных культур при помощи узких типовых фагов можно установить источник инфекционных заболеваний, что важно для принятия противоэпидемических мер. Наличие фага кишечной палочки и тем более фагов возбудителей кишечных инфекций в питьевой воде сигнализирует о неблагополучии санитарно-эпидемиологического состояния водоисточников, бактериальном их загрязнении. Но фаги нередко приносят большой вред в производствах, основанных на жизнедеятельности микробов - бактерий или актиномицетов, а именно: в сырном производстве, в производстве антибиотиков, вакцин, бактериальных удобрений. На этих производствах на оборудовании, во внешней среде, в заводских помещениях, в сырье всегда в огромном количестве имеются соответствующие микробы. Если производственные культуры, например, молочный стрептококк в производстве сыра или лучистый гриб в производстве стрептомицина, будут заражены соответствующим фагом, то, производство сыра или антибиотика не сможет идти нормально. Поражение фагом производственных культур ведет к ослаблению производственного процесса вплоть до полной его остановки. Борьба с фагом в этих случаях бывает очень тяжелой. Необходимо тщательное обеззараживание всего процесса производства. Производственные культуры все время должны проверяться на отсутствие в них соответствующего фага. Необходимо пользоваться фагоустойчивыми культурами. В настоящее время возобновился интерес к фаготерапии в хирургии, урологии, офтальмологии, травматологии. К преимуществам бактериофаговых препаратов относятся узкая специфичность действия, не вызывающая, в отличие от антибиотиков, угнетения нормальной микрофлоры. Доказано стимулирующее действие стафилококкового бактериофага на бифидобактерии - важнейший компонент микробиоценоза кишечника. Использование бактериофагов для лечения инфекционных заболеваний стимулирует факторы специфического и неспецифического иммунитета, что особенно эффективно для лечения хронических воспалительных заболеваний на фоне иммунодепрессивных состояний, бактерионосительства. В России, в странах СНГ, Польше, Франции, Испании бактериофаги широко используются в медицине и ветеринарии. Накоплен большой опыт использования бактериофагов в лечении кишечных инфекций: показана высокая клиническая эффективность фаготерапии острой и хронической дизентерии, сальмонеллезов, сопровождающихся санацией носителей. Доказана высокая эпидемиологическая эффективность профилактического применения дизентерийного, брюшнотифозного и сальмонеллезного бактериофагов. В контролируемых эпидемиологических опытах, проводившихся в дошкольных учреждениях и на промышленных предприятиях, установлено снижение уровня заболеваемости в 3 - 6 раз. Использование бактериофагов выявило хорошие результаты при лечении заболеваний, вызванных условно - патогенными бактериями, дисбактериозов, гнойных поражений кожи, ЛОР - органов, опорно-двигательного аппарата, мочеполовой системы, систем органов кровообращения и дыхания, в том числе у новорожденных и детей первого года жизни. Таким образом, бактериофаги используют: -В ветеринарии:
5. Заключение Появившаяся недавно публикация исследователей из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке об успехах терапии с помощью фагов показывает, что учёные нашли новый путь к уничтожению болезнетворных микробов. Главную роль в этом играет один из биологических катализаторов — лизин, получаемый из фагов. Лизин способен разрушать стенки клеток стафилококков, убивая тем не поддающуюся до сих пор стойкую бактерию. (К сожалению, американские учёные не вспомнили о работах русского учёного Н.Ф. Гамалеи, ещё в конце XIX века открывшего свойство лизина разрушать бактерии, да и о многолетних работах тбилисского института.) Бактериофаги проникают внутрь бациллы и из „деталей“ погибшей бактерии строят новые фаги. Этому молодому поколению фагов лизин также нужен, чтобы разрушить оболочку бактерии и выйти из неё. Новое, что отмечает работу учёных из Нью-Йорка, — они освободились от самого бактериофага, а действуют на носителя инфекции лишь лизином. Достаточно одной миллиардной части грамма этого вещества, чтобы в течение пяти секунд уничтожить культуру стафилококков. Мыши, которым ввели в кровь эти бактерии, через два часа после инъекции лизина были свободны от них. Исследователи надеются, что биокатализаторы помогут справиться даже с такими болезнями, как чума и туберкулёз. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Фаг Т2 рис. 1 . Схема размножения фага |
mediku.com.ua
Поиск по сайту
Email рассылка
Узнавай первым
об обновлениях на сайте по Email БЕСПЛАТНО! Как только на сайте появятся новые посты, видео или фото, Ты сразу же будешь извещен об этом одним из первых.
Новое на сайте
Новое на форуме
Нет сообщений для показа
