Микоплазмы. Биологические свойства. Факторы патогенности

Министерство здравоохранения и социального развития РФ

Волгоградский государственный медицинский университет

Кафедра микробиологии, иммунологии вирусологии

Зав. каф. профессор Крамарь О. Г.

 

 

 

 

 

 

Реферат

«Микоплазмы. Биологические свойства. Факторы патогенности. Вызываемые заболевания. Лабораторная диагностика.»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                Выполнила:

Студентка медико-биологического

                                                                                                                факультета  3 курса 4 группы    

                                                                                            Климентьева Е. О.

                                                                                                              Проверила: Михайлова Л. В.

 

Волгоград 2013

Содержание

1. Таксономия……………………………………………………….3
2. Морфология общая………………………………………………4
3. Антигенная структура…………………………………………....9
4. Факторы патогенности………………………………………….10
5. Патогенез………………………………………………………...12
6. Эпидемиология……………………………………………….....14
7. Вызываемые заболевания……………………………………....16
8. Лабораторная диагностика……………………………………..18
9. Лечение и профилактика……………………………………….21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таксономия

Микоплазмы относят к отделу Tenericutes, царства Prоkаrуоtа. Отдел Tenericutes,  представлен одним классом Mollicutes.

К классу Mollicutes ("мягкокожие") относятся микоплазмы. В классе Mollicutes имеется три порядка - Mycoplasmatales, Acholeplasmatales и Anaeroplasmatales. В порядке Mycoplasmatales имеются семейства - Mycoplasmataceae, Entomoplasmataceae и Spiroplasmataceae. Медицинское значение имеет только семейство Mycoplasmataceae, содержащее два рода - род Mycoplasma (виды M. hominis, M. pneumoniae, M. genitalium) и род Ureaplasma (вид U. urealyticum, Ureaplasma parvum). Вообще род Mycoplasma включает около 100 видов, а в роду Ureaplasma насчитывается только 3 вида. К микоплазмам, вызывающим поражение мочеполового тракта относятся виды - M. hominis, M. genitalium, U. urealyticum,, Ureaplasma parvum.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Морфология: общие сведения

 

 

Морфология и размеры микоплазм варьируют в зависимости от возраста культуры, условий и сред культивирования. Микоплазмы полиморфны, но при соблюдении необходимых предосторожностей при фиксации и негативном контрастировании электронная микроскопия позволяет выявлять характерные очертания их клеток. 

Грам «-», лучше окрашиваются по Романовскому—Гимзе.

Клетки микоплазм ограничены лишь плазматической мембраной (внутрицитоплазматические мембраны у микоплазм не обнаружены). Отсутствие клеточной стенки у микоплазм определяет их пластичность, которая позволяет им проникать через поры фильтров диаметром 0.22-0.45 мкм. Из-за фильтруемости микоплазмы долгое время путали с вирусами.

Сферическая форма клеток характерна для большинства видов микоплазм. Клетки одной и той же микоплазмы могут быть сферической (или несколько вытянутой) формы 0.3-0.8 мкм в диаметре, но могут образовывать длинные (до 100 мкм), иногда ветвящиеся тяжи, которые, проходя фазу коккоидных структур, распадаются на ряд сферических клеток. Коккоидные структуры иногда образуют кольцо. Кольца, содержащие по 4-7 нуклеоидов, впервые наблюдали в бульонной культуре.

Эти превращения являются следствием того, что цитокинез сферических клеток отстает от репликации генома: тяжи и коккоидные структуры мультинуклеоидны. Микоплазмы не образуют покоящихся форм или спор. Подобно другим неспорообразующим бактериям микоплазмы в неблагоприятных условиях переходят в некультивируемое состояние, а также образуют "минимальные тела", не способные к размножению, так как они, вероятно, не содержат ДНК.

Некоторые виды микоплазм обладают скользящей подвижностью. Клетки таких микоплазм имеют особые структуры и цитоскелетоподобные образования. Так, клетки M. gallisepticum имеют грушевидную форму; M. pneumoniae также грушевидны, но более вытянуты, а M. mycoides чаще имеют форму тяжей.

 

Культуральные свойства

Микоплазмы размножаются на бесклеточных питательных средах, но для своего роста большинство из них нуждается в холестерине, который является уникальным компонентом их мембраны (даже у микоплазм, не требующих для своего роста стеролов), в жирных кислотах и нативном белке.

Для выделения культур могут быть использованы жидкие и плотные питательные среды. Рост в жидких средах сопровождается едва видимым помутнением, на плотных средах с дрожжевым экстрактом и лошадиной сывороткой формирование колоний происходит следующим образом. В связи с их малыми размерами и отсутствием ригидной клеточной стенки микоплазмы способны проникать с поверхности агара и размножаться внутри его — в промежутках между нитями агара.

При нанесении капли материала, содержащего микоплазмы, она проникает через имеющуюся на поверхности агара водную пленку и адсорбируется агаром, образуя небольшое уплотнение между его нитями. В результате размножения микоплазм, приблизительно через 18 ч, внутри сплетенных нитей агара формируется маленькая сферическая колония под поверхностью агара; она растет и через 24—48 часов инкубации достигает поверхностной водной пленки, в результате чего образуются две зоны роста — мутный гранулярный центр, врастающий в среду, и плоская ажурная полупросвечивающая периферическая зона (вид глазуньи).

Колонии мелкие, диаметром от 0,1 до 0,6 мм, но могут быть и меньшего (0,01 мм) и большего (4,0 мм) диаметра. На кровяном агаре очень часто вокруг колоний наблюдаются зоны гемолиза.

Питательные среды для культивирования микоплазм

 
Среда Мартена. В 1 л теплой (50°С) кипяченой водопроводной воды суспендируют 250 г фарша из свежих свиных желудков и добавляют 10 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь выдерживают 24 ч при 45-50°С, периодически перемешивая. Прогревают 30 минут текучим паром и оставляют на 5 суток при 4°С. Надосадочную прозрачную жидкость декантируют, фильтруют через бумажный фильтр, разливают в колбы и стерилизуют 30 минут при 120°С.  
 
Модифицированная плотная среда ВИЭВ. К горячему 20%-ному агару на дистиллированной воде добавляют смесь (поровну) среды Мартена и мясной воды с таким расчетом, чтобы получить 1,5-2%-ную концентрацию агара. Далее разливают в колбы и стерилизуют 30 минут при 120°С. Перед использованием в расплавленный и остуженный до 45-50°С агар добавляют 10% дрожжевого экстракта, 20% стерильной сыворотки крови лошади и 0,5% глюкозы.  
 
Модифицированная жидкая среда ВИЭВ. Смешивают равные объемы среды Мартена и мясной воды, устанавливают рН 8-8,2 и стерилизуют 30 минут при 120°С. Перед использованием в среду добавляют 10% стерильного дрожжевого экстракта, 20% сыворотки крови лошади и 0,5% глюкозы.  
 
Среда Эдварда. Смешивают 500 мл отвара сердечной мышцы, 500 мл водопроводной воды и 10 г пептона. Устанавливают рН 8,4. Стерилизуют 30 минут при 120°С. Перед использованием в среду асептически добавляют 20% инактивированной сыворотки крови лошади или крупного рогатого скота и 10% дрожжевого экстракта. Для получения полужидкой или плотной среды Эдварда к жидкой среде добавляют соответственно 3 или 20 г агар-агара.  
 
Приготовление отвара сердечной мышцы. К 1 л дистиллированной воды добавляют 1 кг фарша из мышцы сердца крупного рогатого скота и оставляют на 16-18 ч, периодически перемешивая. Кипятят 40 минут, отстаивают, надосадочную жидкость фильтруют через бумажный фильтр. Полученный отвар разливают в колбы и стерилизуют 30 минут при 120°С.  
 
Приготовление дрожжевого экстракта. В 200 мл дистиллированной воды суспендируют 50 г хлебных (пекарских) дрожжей, нагревают до закипания с пенообразованием. Охлаждают, после центрифугирования надосадочную жидкость стерилизуют фильтрованием через фильтр Зейтца. Экстракт пригоден в течение 2 недель.  
 Среда Надь-Погани. В 1 л дистиллированной воды растворяют 2,5 г натрия хлорида, 0,075 г пептона, 2,5 г гидрофосфата натрия. Добавляют 1 мл 2,4%-ного водного раствора фенолового красного. Устанавливают рН 8,0-8,2. Стерилизуют 30 минут при 120°С. Перед использованием в среду асептически добавляют 200 мл дрожжевого экстракта и 200 мл стерильной сыворотки крови лошади. 
 
 Среда из гидролизата мышцы сердца крупного рогатого скота. Смешивают 1 часть фарша из мышцы сердца крупного рогатого скота с 1,5 частями дистиллированной воды, кипятят 10-15 минут. Остывшую массу пропускают через мясорубку, отстаивают. К 600 г отстоявшегося фарша добавляют 1 л полученного бульона. Устанавливают рН 8,0. Вносят 150 г измельченной свежей поджелудочной железы крупного рогатого скота и 30 мл хлороформа. Оставляют в закрытой бутыли в темном месте при 45-48°С на 10 сут. Периодически перемешивают. Надосадочную жидкость фильтруют через ватно-марлевый или полотняный фильтр. Устанавливают рН 8,0. Добавляют 2% хлороформа и хранят при 4-8°С. К 200 мл гидролизата сердечной мышцы добавляют 400 мл мясной воды, 400 мл дистиллированной воды, 5 г натрия хлорида. Устанавливают рН 8,2. Прокипятив 15-20 минут, фильтруют через ватно-марлевый фильтр. Стерилизуют 30 минут при 120°С.  
 
Среда Хофстад-Доерр. В 2 части дистиллированной воды вносят 1 часть фарша из мяса, сердца и печени кур, перемешивают. Выдерживают 12 ч при 4-8°С. Прогрев на водяной бане (кипящей) 30 минут, фильтруют через ватно-марлевый фильтр. К фильтрату добавляют 0,5% натрия хлорида, 5% крови птиц. Устанавливают рН 7,8 и кипятят 30 минут на водяной бане. Фильтруют, добавляют 0,5% мальтозы, 20% сыворотки крови птиц, ацетат таллия и пенициллин в конечной концентрации 1:4000 и 100 ИЕ на 1 мл соответственно. Стерилизуют фильтрованием через фильтр Зейтца.

Хемоорганотрофы, основной источник энергии — глюкоза или аргинин. 

Большинство видов — факультативные анаэробы.

 

 

 

 

 

 

 

Антигенная структура

 

Микоплазмы характеризуются выраженной гетерогенностью и изменчивостью антигенной структуры (антигенный полиморфизм). Известно 16 серотипов U.urealyticum, разделенных на серогруппы А и В. Степень гомологии серотипов существенно отличается. Часто выделяют от больных смешанные культуры различных серотипов. Выделяют биовары уреаплазм, отличающиеся по вирулентности и строению гена основного фермента — уреазы. Аналогичная динамичность и гетерогенность антигенной структуры и наличие различных сероваров характерна и для различных видов классических микоплазм. По биохимическим и в определенной мере антигенным свойствам среди микоплазм имеются виды — двойники (например, M.pneumoniae и M.genitalium). Среди антигенов выделяют белки — адгезины, фосфо — и гликолипиды, полисахаридные компоненты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Факторы патогенности

У микоплазм факторы патогенности разнообразны и могут значительно варьировать. Основные факторы - адгезины, экзо- и эндотоксины, гемолизины, различные ферменты и продукты метаболизма.

• Адгезины. Входят в состав поверхностных антигенов и обуславливают взаимодействие с клетками хозяина. Взаимодействие происходит по типу лиганд-рецепторных взаимодействий и имеет ведущее значение в развитии начальной фазы инфекционного процесса. Они способны находиться в инвагинатах клеточных мембран, что делает микоплазмы недоступными для действия антител, комплемента и прочих факторов защиты.

• Экзотоксины. В настоящее время подобные продукты идентифицированы лишь у нескольких непатогенных для человека микоплазм, в частности у M. neurolyticum и M. gallisepticum. Тем не менее можно предполагать наличие нейротоксина у некоторых штаммов M. pneumoniae, т.к. часто инфекции дыхательных путей сопровождают поражения нервной системы.

• Эндотоксины. Они выделяются у многих патогенных штаммов микоплазм. Их введение лабораторным животным вызывает пирогенный эффект, лейкопению, тромбогеморрагические поражения, коллапс и отек легких.

• Гемолизины. У некоторых видов микоплазм присутствуют гемолизины (наибольшей гемолитической активностью обладает M. pneumoniae). Большая часть видов вызывает выраженный -гемолиз, обусловленный синтезом супероксидантов (O2, H2O2 и др.). Предположительно микоплазмы не только сами синтезируют окислительные продукты, но и индуцируют их образование в клетках, что ведет к окислению мембранных липидов.

• Ферменты: Многие микоплазмы синтезируют нейраминидазу, через которую осуществляется взаимодействие с поверхностными клеточными структурами, содержащими сиаловые кислоты. Кроме того, активность фермента нарушает строение клеточных мембран и межклеточные взаимодействия. В числе опасных факторов патогенности - фосфолипаза А и аминопептидазы, гидролизующие фосфолипиды клеточной стенки. 
  Протеазы вызывают дегрануляцию клеток (в том числе и тучных), расщепление молекул антител и незаменимых аминокислот (в частности, аргинина), РНКазы, ДНКазы и тимидин киназы, нарушающие метаболизм нуклеиновых кислот в клетках организма. До 20 % общей ДНКазной активности состедоточено в мембранах микоплазм, что облегчает вмешательство фермента в метаболизм клетки. Некоторые микоплазмы (например, M. hominis) синтезируют эндопептидазы, расщепляющие молекулы IgA на интактные мономерные комплексы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Патогенез

Микоплазмы - мембранные паразиты и способны адсорбироваться на различных эукариотических клетках. Этому способствует подвижность патогенных микоплазм, связанная с хемотаксисом и наличием микроворсинок. Микоплазмы способны тесно связываться с мембранами эукариотической клетки, вступать в межмембранное взаимодействие, обмениваться мембранными компонентами (в том числе использовать холестерин и стенолы для построения собственных клеток), оказывать разнообразное влияние на клетки. Коротко остановимся на основных эффектах действия микоплазм на различные клетки.

1. Взаимодействие с фагоцитирующими  клетками вызывает цитопатический  или цитотоксический эффект и  гибель фагоцитов или приводит  к длительной персистенции микоплазм  в фагосомах фагоцитов.

2. Воздействие микоплазм  на макрофаги приводит к нарушению  их функций.

3. Персистенция микоплазм  на мембранах лимфоидных клеток  оказывает существенное влияние  на их функции, в том числе  непосредственное деструктивное  воздействие на иммунокомпетентные  клетки (M.fermentans оказывает СПИДо - подобное  действие на иммунную систему).

4. Микоплазмы действуют  на эритропоэз, т.е. на гомеостаз  организма.

5. Обмен антигенными компонентами  мембран с клетками хозяина  обеспечивает антигенную мимикрию  и развитие аутоиммунных реакций.

6. Отсутствие клеточной  стенки и частоя локализация  микоплазм в инвагинатах мембран  клеток объясняет их слабую  иммуногенность и защиту от  действия антител. Этому способствует  и высокая антигенная изменчивость  молликут.