Интерес исследователей к микоплазмам определяется, с одной стороны, уникальностью биологии этих мельчайших прокариот, в структурной организации которых присутствуют черты, характерные для клеток высших эукариот, а с другой - связан с практической необходимостью. Многие микоплазмы - возбудители болезней человека, животных, растений. При этом один и тот же вид микоплазм может колонизировать клетки человека, животных и растений.
Микоплазменные контаминации клеточных культур, использующихся в научных исследованиях, могут приводить к ложной интерпретации экспериментальных данных, поскольку микоплазмы способны влиять практически на любой параметр клетки in vitro.
В девятом издании Определителя бактерий Берги все прокариоты распределены по группам, не имеющим таксономического статуса.
Группа 10 - микоплазмы. К ним относятся формы, у которых отсутствует клеточная стенка. Таксономическая значимость этого признака позволила все прокариоты, не имеющие клеточной стенки, выделить в группу, присвоив ей ранг отдела ( табл. 13). В девятом издании Определителя бактерий Берги микоплазмы отнесены к отделу Tenericutes , классу Mollicutes , порядку Mycoplasmatales (от греч. myce - гриб; plasma - плазма).
Отсутствие ригидной клеточной стенки повлекло за собой ряд морфологических, культуральных, цитологических особенностей, присущих этим микроорганизмам. Для них характерен ярко выраженный полиморфизм. В культуре одного вида можно одновременно обнаружить крупные шаровидные тела, мелкие зерна, клетки эллипсовидной, дискообразной, палочковидной и нитевидной формы. Последние могут ветвиться, образуя структуры, подобные мицелиальным. Для микоплазм описаны различные способы размножения: бинарное деление, фрагментация крупных тел и нитей, процесс, сходный с почкованием.
В культурах микоплазм обнаружены формы с наименьшими из всех известных клеточных микроорганизмов размерами. Поэтому вероятно, именно микоплазмы можно считать наиболее простыми самостоятельно воспроизводящимися системами. По проведенным подсчетам теоретически наименьшая структурная единица, способная к самостоятельному воспроизведению на искусственной среде, не может иметь размеры меньше, чем сферическое тело диаметром 0,15-0,20 мкм или нить длиной приблизительно 13 мкм и диаметром примерно 20 нм. Все эти структуры встречаются в культурах микоплазм и, вероятно, могут рассматривать как жизнеспособные репродуцирующиеся формы. По объему генетической информации, содержащейся в геноме, микоплазмы занимают промежуточное положение между Е.coli и Т-фагами .
Микоплазмы (особенно после обнаружения свободноживущих видов) представляют собой группу, чрезвычайно разнобразную с точки зрения физиолого-биохимических особенностей. Эти прокариоты могут расти на искусственных средах разной степени сложности (от простых минеральных сред до сложных органических) или только внутри организма-хозяина, из чего можно заключить, что диапазон их биосинтетических способностей весьма широк. Разнообразны и способы получения микоплазмами энергии. Среди них описаны виды, получающие энергию за счет окисления или сбраживания органических соединений (моно- и полисахаридов), а также, возможно, окисления неорганических соединений железа. Описаны микоплазмы, являющиеся
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
"Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Кафедра биохимии и технологии микробиологических производств
Курсовая работа
по дисциплине "Общая биология и микробиология"
Микоплазмы: представители, особенности строения и метаболизма, систематика
Выполнил ст. гр. БТБ-14-02 А.С. Кузнецова
Проверил преподаватель А.Н. Скорняков
Нормоконтроль Ф.А. Прищепов
Введение
2. Основные представители
4. Систематика
Заключение
Введение
Вопреки очень мелким размерам и очень хрупкой мембране, микроорганизмы эти успешно размножаются в человеческом организме. Микоплазмы могут присутствовать в грунте, на представителях флоры и даже в некоторых теплых подземных источниках, но полный жизненный цикл их может проходить исключительно в человеческих тканях (или тканях организма животного).
Заболевания человека, вызываемые микоплазмами, объединяют в группу микоплазмозов. Возбудители микоплазмоза - микоплазмы - являются самыми мелкими, свободно живущими прокариотами. В отличие от L-форм бактерий, отсутствие клеточной оболочки у микоплазм является необратимым состоянием.
1. Общие сведения о микоплазмах
Микоплазмы - микроорганизмы, занимающие промежуточное положение между бактериями, грибами и вирусами. Это самые мелкие из существующих в природе организмов отличающиеся от бактерий малыми размерами (150-450 нм) и отсутствием истинной клеточной оболочки, способных самостоятельно жить и размножаться (рисунок 1).
Рисунок 1 - Форма микоплазмов
Согласно современной классификации, они относятся к семейству Мycoplasmataceae. Представители группы микоплазм (класс Mollicutes) - самые мелкие прокариоты, способные самостоятельно размножаться. Т.к. протопласт снаружи ограничен только плазматической мембраной, клетки осмотически чрезвычайно лабильны.
У большинства микоплазм геном в 4 раза меньше, чем у Escherichia coli, таким образом, среди прокариот, способных к самостоятельной репродукции, они обладают самым малым геномом.
Порядок Mycoplasmatales выделили в отдельный класс бактерий, подчеркивая филогенетическое отличие микоплазм от всех остальных бактерий .
2. Основные представители
В человеческом теле может обнаруживаться до четырнадцати разновидностей микоплазм. При этом заболевания провоцируются лишь некоторыми из них:
Mycoplasma salivarium и Mycoplasma orale - это обычные для полости рта микроорганизмы, которые не в состоянии провоцировать заболевания.
Mycoplasma pneumoniae - это микроорганизм, вызывающий атипичную форму пневмонии, а также микоплазменный бронхит (легочный микоплазмоз) у пациентов любого возраста.
Mycoplasma hominis всегда присутствует в органах мочевыведения и воспроизводства. Есть данные о том, что эта разновидность возбудителя и вызывает урогенитальный микоплазмоз.
Mycoplasma fermentans, Mycoplasma genitalium, а также Mycoplasma penetrans также населяют многие слизистые оболочки человеческого организма. При этом нет данных об их патогенности .
Микоплазмы - мелкие бактерии, окруженные цитоплазмотической мембраной и не имеющие клеточной стенки, вместо которой они покрыты трехслойной мембраной. Благодаря этому микоплазмы могут менять форму и даже проходить через бактериальные фильтры.
Микоплазмы устойчивы к сульфаниламидам, пенициллину, стрептомицину, ингибиторам синтеза клеточной стенки, ингибиторам синтеза белка, ингибиторам синтеза нуклеиновых кислот, Бета-лактамам, но чувствительны к антибиотикам тетрациклинового ряда, макролидам и фторхинолонам.
Микоплазмы быстро погибают при кипячении, ультрафиолетовом облучении и воздействии дезинфицирующих средств. Разные виды являются либо строгими аэробами, либо облигатными анаэробами.
"Нетипичность" микоплазм подразумевает:
Отсутствие пептидогликана.
Фильтруемость.
Болезнь вызывают либо при ослаблении иммунной системы хозяина, либо при сочетании патогенных типов микоплазмы с другими патогенными микроорганизмами.
Передается от человека к человеку воздушно-капельным путем с капельками мокроты и слюны, выделяющимися больным во время кашля. Распространение микробов происходит при соприкосновении с вещами зараженных мокротой или слюной. Микоплазменная инфекция проявляется синуситом, фарингитом, бронхитом, пневмонией.
Если микоплазмоз поражает мочеполовую систему, то его относят к венерическому заболеванию, вызываемого микроорганизмами Mycoplasma hominis. Микоплазмы могут присутствовать в организме совершенно здоровых людей, не проявляя себя, но при определенных условиях могут способствовать развитию ряда заболеваний, таких как урегональный микоплазмоз.
До сих пор до конца не выяснено, каким способом Mycoplasma hominis прикрепляется к клеткам эпителия. Известно, что эта связь достаточно прочная, но полного прикрепления к клетке, как это бывает у многих вирусов, не происходит. Прочную связь с хозяином обеспечивают несколько факторов: сходство строения клеточной мембраны микоплазмы с мембранами организма-хозяина, отсутствие клеточной стенки и малые размеры микоплазм.
Кроме того, внедрение микоплазм в мембрану клеток организма-хозяина делает их более защищенными от воздействия иммунной системы хозяина. Культивируются на сывороточном агаре с добавлением ацетата таллия для подавления посторонней флоры. На плотной питательной среде микоплазмы образуют колонии, напоминающие яичницу - глазунью: непрозрачная центральная часть и погруженная в среду и просвечивающая переферия в виде круга.
2.2 Распространенность и способы борьбы
Микоплазмы способны расти на широком диапазоне сред: от простых минеральных, до сложных органических, часть - только в организме хозяина. Продукты обмена микоплазм (перекиси, нуклеазы, гемолизины) оказывают разрушающее воздействие на клетку хозяина.
К внешней среде микоплазмы неустойчивы - вне организма хозяина они быстро гибнут, поэтому заражение микоплазмами происходит, как правило, либо половым путем, либо при тесных бытовых контактах.
Бытовым путем заражение происходит через предметы личной гигиены (белье, купальники, полотенца, постель). Возможна вертикальная передача микоплазмоза - передача микоплазмоза во время родов. Таким путем чаще заражаются новорожденные девочки, что связано с особенностями их организма.
Еще один источник инфекции - человек с манифестным или бессимптомным течением микоплазмоза. Инфекция передается воздушно-капельным (при респираторном микоплазмозе), половым (при урогенитальном микоплазмозе) и вертикальным (от матери к плоду - чаще при урогенитальном микоплазмозе) путями.
Продолжительность скрытого периода заболевания от 3 дней до 5 недель, в среднем 15-19 дней.
Чаще микоплазменная инфекция встречаются в ассоциации с другими микроорганизмами, такими как трихомонады, гарднереллы, хламидии, грибы и вирус простого герпеса.
Благодаря тому, что микоплазмы отличаются маленькими размерами и тому, что они расположены внутри зараженных клеток, на них не действуют клетки иммунной системы и антитела.
Микробы очень подвижны, при разрушении одной клетки передвигаются к другим клеткам, заражая их. Они прочно крепятся к клеточным оболочкам, это позволяет инфекции при самом минимальном их количестве проникать в организм. Активное размножение микробов в выстилающей поверхности бронхов и трахей моментально прекращает функции клеток.
Микоплазмы, вызывают хроническое течение микоплазмоза, благодаря структурному сходству с некоторыми компонентами нормальных тканей организма человека. Ввиду сложности распознания этих микроорганизмов иммунной системой больного наблюдается длительное их выживание в зараженных тканях.
Лечение микоплазмоза мочеполовой системы осуществляет врач-венеролог. Выявление возбудителя возможно при помощи анализа посева на питательные среды. Установление вида микробов производится методом иммуноферментной диагностики (ПИФ) или методом полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Терапевтическое лечение микоплазмоза должно быть правильным, проходить только под наблюдением врача, потому, что любые воспалительные процессы чреваты сложными последствиями. Основной комплекс обязательно состоит из антибактериальных препаратов, назначаемых лечащим врачом каждому пациенту индивидуально. Ввиду того, что микоплазмы могут проявлять устойчивость к действию некоторых антибиотиков, самолечение недопустимо.
Нет никаких специальных мер, которые могли бы помочь избежать заражения микоплазмой. Главные способы предупреждения это:
интимные отношения только с одним лицом, у которого тоже нет иных партнеров, кроме Вас
применение презервативов, посещения гинеколога один раз в шесть месяцев
при обнаружении возбудителя немедленное лечение под присмотром доктора.
У растений микоплазмы являются возбудителями болезней этиолирования. Они преимущественно локализуются во флоэме и в связи с их внешним сходством со спириллами объединены в род Spiroplasma. Spiroplasma была обнаружена также у пчел и кузнечиков. Можно думать, что насекомые служат не только переносчиками, но и хозяевами видов Spiroplasma.
Факторы, определяющие зависимость микоплазм от клетки-хозяина:
Потребность в готовых стеролах.
Неспособность синтезировать АТФ.
Отсутствие рибосом.
Неспособность синтезировать ДНК.
3. Особенности строения и метаболизма
Микоплазмы не способны к биосинтезу жирных кислот, аминокислот, пуринов и пиримидинов. Нет четких представлений о способах получения энергии в клетках микоплазм.
Все исследованные микоплазмы имеют "усеченные" дыхательные пути. У них отсутствуют полный цикл трикарбоновых кислот, хиноны и цитохромы. Это означает, что цепь метаболических реакций, в процессе которых электроны передаются от субстрата к кислороду и происходит превращение энергии в АТФ обрывается на флавинах. Между тем значительное увеличение потенциала происходит именно на стадиях, связанных с цитохромами.
Поэтому в отличие от организмов с полной дыхательной цепью энергетический потенциал микоплазм теоретически должен быть намного меньше.
Действительно, экспериментально было показано, что процент АТФ среди аденилатов в клетках исследованных представителей родов Acholeplasma и Mycoplasma составляет всего 45-63.
Таким образом, в экспоненциальной фазе роста клетки микоплазм испытывают значительную энергетическую недостаточность.
Вероятно, этот дефицит может компенсироваться наличием других ферментов, главным образом нуклеаз, протеаз и транспортных систем, с помощью которых микоплазмы способны извлекать необходимые соединения из клеток высших эукариот .
Микоплазмы обладают достаточно выраженной ферментативной активностью.
Способность расщеплять определенные соединения используется в целях дифференциации микоплазм. Основное соединение, которое используют микоплазмы для получения энергии, - аргинин или глюкоза, отдельные виды обладают способностью расщеплять оба соединения.
Микоплазмы различают и по некоторым другим признакам (рисунок 2).
Рисунок 2 - Дифференциальные признаки рода Mycoplasma.
Микоплазмы - хемоорганотрофы. Метаболизм у большинства изученных видов бродильный. Большинство видов - факультативные анаэробы.
Бактериальные формы, морфологически (формально) сходные с микоплазмами это: плазмиды, споры, L-формы, протопласты, сферопласты.
Растут микоплазмы на искусственных питательных средах, но нуждаются в холестерине, жирных кислотах с длинной цепью и некоторых других соединениях, потребность в которых удовлетворяется добавлением в питательную среду сыворотки млекопитающих. Микоплазмы растут также на жидких и полутвердых (1-1,3% агара) средах.
На агаризированных средах образуются характерные колонии, врастающие центральной частью в питательную среду. Вид колоний напоминает яичницу - глазунью. Оптимальное значение pH питательных сред для большинства видов 7 - 7,5, для Ureaplasma urealyticum - 6,5, что является отличительным признаком этого рода микоплазм.
Размножение микоплазм происходит путем развития в нитях маленьких кокковидных структур (элементарных телец) с их последующим освобождением после разрушения нитей, а также бинарным делением, процессом схожим с почкованием, фрагментацией крупных тел и нитей.
Отсутствие клеточной стенки повлекло за собой ряд морфологических, культуральных, цитологических особенностей присущих этим микроорганизмам. Для них характерен ярко выраженный полиморфизм. В культуре одного вида можно одновременно обнаружить крупные шаровидные тела, мелкие зерна, клетки эллипсовидной, дискообразной, палочковидной и нитевидной формы. Последние могут ветвиться, образуя структуры, подобные мицелиальным (рисунок 3).
Рисунок 3 - Строение микоплазмы
По объему генетической информации, содержащейся в геноме, микоплазмы занимают промежуточное положение между Escherichia coli и T-фагами.
Энергетический метаболизм ферментативного или окислительного типа. Использование глюкозы происходит по гликолитическому пути.
У микоплазм, осуществляющих полное окисление энергетического субстрата, обнаружен функционирующий ЦТК и цепь переносчиков электронов.
Микоплазмы в своем составе и особенностях отражают:
Генетическое родство микоплазм с грибами.
Генетическую близость микоплазм к актиномицетам.
Генетическое родство микоплазм с микобактериями.
Один из морфологических признаков микоплазм.
Образование при росте плесневидной пленки.
Взаимодействие микоплазм с иммунной системой может приводить к развитию глубоких патологических процессов в организме. Микоплазмы обладают способностью иммуномодуляции и могут как стимулировать, так и супрессировать реакции иммунной системы.
4. Систематика
4.1 Таксономия: общие сведения
Исходные принципы классификации микоплазм были сформулированы в работах Эдварда и Фройнда. Позднее классификация изменялась в связи с описанием новых видов и установлением их связей с таксонами класса Mollicutes.
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 и род Ureaplasma. Вообще род Mycoplasma включает около 100 видов, а в роду Ureaplasma насчитывается только 3 вида.
Долгое время микоплазмы классифицировали по этиологическому принципу, основываясь на их взаимоотношениях с организмом хозяина, что отражено в латинских названиях многих микоплазм: Мycoplasma hyorhinis и Мycoplasma hyopneumoniae вызывают риниты и пневмонии у свиней; Мycoplasma bovis и Мycoplasma hominis обнаружены исходно у крупного рогатого скота и у человека соответственно.
#"center">4.2 Таксономия: филогенетический подход
В идеальном случае систематика должна быть основана на данных филогении, отражающей особенности эволюции организмов и видообразования. Построение новых филогенетических древ стало возможным благодаря развитию молекулярной биологии.
Начиная с 80-х годов для решения вопросов филогении и таксономии микроорганизмов применяются молекулярно-генетические методы: ДНК - гибридизация, электрофоретический анализ (рестрикционные спектры ДНК) и полимеразная цепная реакция (ПЦР).
В результате анализа нуклеотидных последовательностей геномов микоплазм было обнаружено, что для всех представителей класса Mollicutes характерны генетическая гетерогенность и выраженная нестабильность генома. Гены рРНК являются единственными участками протяженной гомологии геномов некоторых видов микоплазм, принадлежащих к одному роду. В систематике микроорганизмов принято, что вид у бактерий может объединять штаммы, имеющие не менее 70 % гомологии по ДНК. Сравнительный анализ полных геномных последовательностей бактериальных штаммов несомненно будет более информативным для классификации микроорганизмов, в том числе для разделения таксонов, чем простое (и не очень точное) определение процента гомологии ДНК по результатам гибридизационного анализа.
Заключение
Микоплазмы отнесены к условно-патогенным микроорганизмам, которые вызывают главным образом латентные инфекции. Для этих инфекций характерно хроническое течение, причем исчезновение симптомов инфекции не означает элиминации микоплазм из организма. Следствием перенесенной микоплазменной инфекции часто является длительная (а иногда и пожизненная) персистенция микоплазм в организме.
Микоплазменные инфекции могут быть индикатором дистресса организма, возникающего в связи с массированным воздействием биотических и абиотических стрессоров в условиях антропогенных перегрузок. Широкое распространение микоплазм в природе свидетельствует в пользу того, что в эволюционном плане они являются весьма преуспевающими микроорганизмами. Кроме того, микоплазмы эволюционируют сравнительно быстро. Не исключено, что процессы видообразования у микоплазм могут происходить в очень короткие временные отрезки, не привычные для представления об эволюционных темпах изменчивости и видообразования. Предполагают, что эволюция микоплазм ориентирована на эндосимбиоз. Косвенным свидетельством этому может служить обнаруженный нами в системе факт специфической индукции микоплазмами геномных перестроек в коротком плече 6-й хромосомы человека.
Из-за высокой скорости собственной эволюции микоплазмы могут быть немаловажным фактором эволюции биосферы. Персистенция микоплазм может приводить к заметным сдвигам в генетической структуре популяции организмов, поскольку генетически опосредованные восприимчивость и чувствительность к микоплазменным инфекциям оборачиваются серьезными патологиями организма и, как правило, нарушают его репродуктивные функции.
Список использованных источников
1.Воробьев, А.А. Микробиология / А.А. Воробьев, А.С. Быков - М.: Медицина, 2003. - 340с.
2.Гусев, М.В. Микробиология / М.В. Гусев, Л.А. Минеева. - 4-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2003. - 464с.
.Мишустин, Е.Н. Микробиология / Е.Н. Мишустин, В.Т. Емцев - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1987. - 368с.
.Тимаков, В.Д. Микробиология / В.Д. Тимаков, В.С. Левашев, Л.Б. Борисов - М: Медицина, 1983. - 512с., ил.
.Шлегель, Г. Общая микробиологоия / Г. Шлегель: Пер. с нем. - М.: Мир, 1987. - 567с., ил.
Микоплазмы (синоним: Mycoplasmataceae, плевропневмониеподобные микроорганизмы, Pleuropneumoniae like organism, PPLO) - сем. Mycoplasmataceae; отличается рядом характерных таксономических признаков и относится к порядку X-Mycoplasmatales [Берги (D. Bergey), 1957]. В составе сем. Mycoplasmataceae имеется лишь один род Mycoplasma. Многие признаки микоплазм свидетельствуют об их выраженном сходстве с L-формами бактерий (см.). Микоплазмы растут в виде характерных врастающих в среду колоний трех типов: 1) наиболее часто встречающиеся, напоминающие по форме «яичницу-глазунью», 2) сосочкообразные и 3) равномерно зернистые. Размеры колоний варьируют от 0,25 до 2 мм. Внешний вид колоний напоминает L-колонии типа ЗА; лишь иногда они отличаются от L-колоний меньшими размерами. Отдельные микроструктуры, или PPLO-клетки (по номенклатуре Клинебергер-Нобель, 1962), весьма полиморфны, в их составе шаровидные тела разных размеров, вакуолизированные и ветвистые формы, субмикроскопические фильтрующиеся тельца размером 125- 280 ммк.
При электронномикроскопическом исследовании структура «PPLO-клеток» характеризуется: отсутствием ригидной клеточной оболочки и наличием цитоплазматической мембраны толщиной около 75А, состоящей из двух электронно-плотных протеиновых слоев и внутреннего электронно-прозрачного - липидного. На периферии цитоплазматической мембраны имеется экстрацеллюлярная субстанция, состоящая предположительно из капсульного вещества. Цитоплазма микоплазмы состоит из двух слоев: электронно-плотного и электронно-прозрачного. В первом располагается ядерный и рибосомный аппарат, во втором - интрацеллюлярные включения в виде электронно-плотных и электронно-прозрачных телец - «пузырьков»; аналогичные микроструктуры располагаются экстрацеллюлярно. Микроскопическое строение PPLO-клеток сходно с L-элементами L-колоний типа ЗА. Интра- и экстрацеллюлярные микроструктуры рассматриваются большинством исследователей как элементарные саморепродуцирующиеся тельца.
Вследствие отсутствия клеточной стенки микоплазмы обладают пластичностью, осмотической и механической хрупкостью. Они утрачивают α-ε-диаминопимелиновую, глютаминовую и муроминовую кислоты и глюкозамин, устойчивы к антибиотикам и другим агентам, действующим на клеточную стенку (например, к пенициллину, бициллину, лизоциму и др.), и чувствительны к антибиотикам и другим веществам, действие которых не связано с клеточной стенкой (например, тетрациклинам, мылам, органическим солям золота).
Микоплазмы растут на средах, содержащих нормальную лошадиную сыворотку, липопротеин которой используется ими как пищевой фактор. Сыворотка обладает также детоксицирующим действием на содержащиеся в среде вещества, ингибирующие рост микоплазм. В начале процесса роста вследствие замедленного синтеза нуклеопротеидов микоплазмы нуждаются в ДНК, РНК и муцине. Микоплазмы подразделяют на ферментативно инертные и ферментативно активные; последние избирательно ферментируют разные углеводы, разжижают желатину и свернутую сыворотку, избирательно лизируют эритроциты человека, животных и птиц, так как образуют а- и fi-гемолизин. В соответствии с антигенной структурой микоплазмы подразделяются на серологические виды, в пределах этих видов они дифференцируются на типы.
При иммунизации микоплазм или после перенесения микоплазмаинфекции в организме формируются агглютинирующие, преципитирующие и комплементсвязывающие антитела. Кроме того, микоплазмы-антисыворотки ингибируют рост микоплазм. Это действие сыворотки не зависит от присутствия в ней любых других антител и не нуждается в наличии комплемента, в силу чего данная реакция, по аналогии с соответствующим действием антивирусных сывороток, чаще называется реакцией нейтрализации.
Семейчтво микоплазмы подразделяют на: 1) патогенные виды, вызывающие определенные патологические процессы, 2) условно патогенные, вызывающие латентную, как правило, ничем не проявляющуюся инфекцию и 3) сапрофитирующие виды, патогенное действие которых неизвестно (например, микоплазмы почвы, сточных вод, выделений человека и животных, полости рта и т. д.). При изучении отдельных показателей патогенности микоплазм была выявлена способность некоторых видов продуцировать гемолизин; эндотоксин получен у M. mycoides var. mycoides; известен также один вид микоплазм - M. neurolyticum, образующий экзотоксин неврогенного действия.
По способности инфицировать естественно восприимчивые виды животных микоплазмы дифференцируются на: 1) заведомо патогенные виды, не способные, однако, при непосредственном инфицировании чувствительного животного вызывать соответствующий патологический процесс (например, M. mycoides var. mycoides); 2) патогенные виды, способные вызывать типичную экспериментальную микоплазма-инфекцию (например, M. neurolyticum, M. arthriticum и др.); 3) патогенные виды, способные вызывать лишь латентную инфекцию, активируемую разнообразными снижающими резистентность организма факторами (к этой группе можно отнести большую часть патогенных микоплазм).
Группу патогенных микоплазм в зависимости от локализации вызываемых ими патологических процессов подразделяют на: 1) микоплазм - возбудителей респираторных заболеваний человека и животных, 2) микоплазм, связанных с заболеваниями мочеполового тракта, 3) микоплазм, связанных с патологическими процессами в виде сложных воспалительных синдромов, 4) микоплазм - возбудителей ревматоподобных заболеваний животных, 5) микоплазм, ассоциирующихся с разнообразными воспалительными процессами.
К микоплазмам - возбудителям респираторных заболеваний - относят: 1) M. mycoides var. mycoides, вызывающую контагиозную плевропневмонию рогатого скота, протекающую в острой и хронической форме;
2) M. mycoides var. capri - возбудителя контагиозной плевропневмонии коз и овец;
3) M. pulmonis - возбудителя бронхоэктатической болезни крыс, осложняющейся бронхопневмонией; 4) «коккобациллярные тельца» Нельсона, ассоциирующиеся с воспалительными процессами верхних дыхательных путей мышей, осложняющимися пневмонией; 5) M. gallisepticum, M. gallinarum, M. inners, связанные с воспалительным синдромом дыхательных органов птиц, известным под названием микоплазмоза птиц; 6) M. pneumoniae (агент Итона) - возбудителя абактериальных пневмоний человека, известных под названием «первичных атипичных пневмоний» (ПАП). M. pneumoniae иногда вызывает также бронхиты, бронхиолиты и гнойные или геморрагические воспаления среднего уха, описанные как «miringitis bullosa». Этиологическая роль M. pneumoniae доказана значительным числом экспериментальных, клинико-лабораторных, иммунологических и эпидемиологических наблюдений, а также экспериментальным заражением добровольцев. При изучении этиологической структуры абактериальных пневмоний было показано, что весьма распространены пневмонии, обусловленные M. pneumoniae (так называемые микоплазма-пневмонии).
К группе микоплазм, ассоциирующихся с заболеваниями мочеполового тракта, относят:
1) M. bovigenitalium, встречающуюся у коров при воспалительных процессах, осложненных бесплодием; 2) M. hominis I типа и II типа, ассоциирующихся с абактериальными уретритами человека, описанными также как неспецифические, негонорейные, негонококковые. Этиология этих уретритов полностью не выяснена, однако есть основания считать, что в этой полиэтиологической группе заболеваний могут встречаться уретриты, обусловленные микоплазма-инфекцией. M. hominis нередко выделяются при гинекологических заболеваниях воспалительного характера.
В группу микоплазм - возбудителей сложных воспалительных синдромов - входят: 1) M. agalactiae - возбудитель тяжелого заболевания, известного под названием агалактии коз, характеризующегося маммитом, артритами, конъюнктивитами, протекающего остро и хронически;
2) M. hyorrhinis, встречающаяся при синдроме Глоссера у свиней (артриты, перикардит, плеврит, перитонит, осложняющиеся иногда атрофическим ринитом и пневмонией); 3) упомянутая M. hominis, которая часто встречается в отделяемом уретры при сложном воспалительном синдроме, известном под названием уретросиновиально-конъюнктивального синдрома человека, или болезни Рейтера.
К группе микоплазм - возбудителей ревматоподобных заболеваний животных - относят: 1) M. arthritidis - возбудителя ревматоподобного заболевания крыс; 2) M. arthropicus - возбудителя аналогичного заболевания у мышей; 3) M. neurolyticum - возбудителя хореи мышей («rolling disease»). См. также Бактерии.
Современная систематика относит представителей семейства Mycoplasmatacea к классу Mollicutes (молликут - “мягкокожих”), объединяющему микоплазмы, уреаплазмы, ахолеплазмы (первые три рода молликут встречаются у человека, среди них встречаются патогенные и сапрофитические виды), спироплазмы и анаэроплазмы.
Наиболее типичны мелкие кокковидные формы, выражен полиморфизм.
Культуральные и биохимические свойстваМикоплазмы прихотливы к условиям культивирования. В составе сред необходимы холестерин и стерины, нативные сыворотки, витамины, соли. Основным источником энергии являются углеводы (особенно глюкоза) или аминокислоты (аргинин). Для усиления восстановительных свойств сред добавляют L- цистеин.
Используют различные варианты жидких, полужидких и плотных питательных сред, включающих гидролизаты мяса, казеина, ферментативный пептон, аутолизат пекарских дрожжей, сыворотку крови лошадей (больше всего холестерина), основной субстрат - глюкозу (для глюкозоферментирующих микоплазм), аргинин (для аргинин- утилизирующих микоплазм), мочевину (для уреаплазм), селективные антибиотики (пенициллин и его синтетические аналоги, амфотеррицин, нистатин или низорал, для уреаплазм - линкомицин), индикатор рН (бромтимоловый синий или феноловый красный).
Оптимум температуры для культивирования от + 35 до +37С. Оптимум рН для уреаплазм и аргинин- утилизирующих микоплазм - 6,0 - 6,5. При росте уреаплазм, обладающих ферментом уреазой, происходит расщепление мочевины до аммиака с повышением рН (сдвиг в щелочную сторону) и с изменением цвета среды с бромтимоловым синим из желто - лимонного до зеленого без образования значительного осадка и без помутнения среды. Аналогично происходит изменение цвета сред при росте аргинин- утилизующих микоплазм на средах с добавлением аргинина.
Оптимум рН для глюкозоверментирующих микоплазм (M.genitalium, M.fermentans, M.pneumoniae) - около 8,0. Эти микоплазмы ферментируют глюкозу до углекислого газа со сдвигом рН в кислую сторону и изменением цвета среды с зеленого на желто - лимонный.
Колонии уреаплазм (ранее называли Т- микоплазмами от “tiny -маленький”) значительно меньше колоний классических микоплазм, на средах с добавлением сульфата марганца их колонии окрашиваются в золотисто - коричневый цвет, в отличии от микоплазм уреаплазмы мало чувствительны к небольшим дозам линкомицина (15 мкг/ мл).
Антигенная структураМикоплазмы 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 патогенности1. Адгезины (обеспечивают взаимодействие с клетками хозяина).
2. Эндотоксины (не тождественны ЛПС грамотрицательных бактерий).
3. Гемолизины (особенно - у M.pneumoniae).
4. Экзотоксины (плохо изучены и известны у немногих видов).
5. Ферменты - фосфолипаза А, аминопептидазы, протеазы, нейраминидаза.
Патогенез
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.
7. Микоплазмы способны воздействовать на хромосомный аппарат клеток хозяина (на соматические и половые клетки), вызывая хромосомные абберации.
8. Ряд продуктов метаболизма оказывает токсическое воздействие на инфицированные клетки. Так, глюкозоферментирующие микоплазмы резко снижают рН и оказывают этим деструктивное действие на эпителиальные клетки.
Частота распространения отдельных видов микоплазм
Среди урогенитальных молликут на первом месте уреаплазмы, на втором - M.hominis, они по частоте встречаемости уступают только хламидиям. Большинство микоплазм - возбудители оппортунистических инфекций, наиболее часто их выявляют у категорий риска (больные с воспалительными процессами гениталий, часто меняющие сексуальных партнеров и др.), у беременных. Наибольший патогенный потенциал признают за M.pneumoniae, M.fermentans, U.urealyticum, M.hominis. M.pneumoniae - один из распространенных возбудителей, вызывающих пневмонии и другие инфекционные заболевания дыхательных путей человека. Большинство выделяемых от животных микоплазм не имеет медицинского значения.
Лабораторная диагностика
Наиболее оптимальна культуральная (бактериологическая) диагностика с использованием жидких и плотных питательных сред, особенно в сочетании с антибиотикограммой и определением титра микоплазм (уреаплазм) в нативных образцах. Преимущества этого подхода: быстрота (для уреаплазм 1-2 суток, для микоплазм - до 3 суток), простота (цветной пробирочный тест), достоверность (селективность сред, учет биохимизма возбудителей), возможность определения конценрации (титр 10000 цветообразующих единиц - ЦОЭ имеет диагностическое значение) и чувствительности к различным препаратам на основе антибиотикограммы (повышает эффективность лечения), возможность достоверного контроля эффективности лечения (растут только жизнеспособные микоплазмы).
Наиболее чувствительна ПЦР - диагностика. Однако: возможны ложно - положительные и ложно - отрицательные результаты, длительность выявления положительных результатов контроля излеченности, невозможность определения титра микоплазм (не разработаны количественные методики) и чувствительности к препаратам.
Люминесцентная диагностика дает неудовлетворительные результаты чаще, чем при выявлении хламидий. Это связано с малыми линейными размерами возбудителей, серологической гетерогенностью и антигенной изменчивостью, возможностью перекрестных реакций между различными видами, наличием диагностических препаратов только для выявления уреаплазм и M.hominis.
Серологические методы многочисленны, однако коммерческие препараты отсутствуют, существуют проблемы в интерпретации результатов.
Лечение должно быть основано на подборе чувствительных антибиотиков (чаще применяют макролиды, тетрациклины - доксициклин) и бактериологическом контроле эффективности лечения. Имеются устойчивые к тетрациклинам, макролидам и другим антибиотикам штаммы (связано с наличием плазмид устойчивости). У микоплазм имеются специфические вирусы, в т.ч. бактериофаги. В лечебных и диагностических целях они до настоящего времени не используются.
Специфическая профилактика не разработана. Иммунитет нестойкий, серотипоспецифический.
Микоплазмозы – это инфекционные заболевания, проявляющиеся как воспалительные процессы в органах дыхания и мочеполовой системы.
Возбудителями этих заболеваний являются микоплазмы (Mycoplasma) – своеобразная группа микроорганизмов, широко распространенная повсеместно в природе.
Впервые эти микроорганизмы были обнаружены Л.Пастером, а в 1898 году их выделили Е.Нокар и Э.Ру.
Микоплазмы выделяют из организмов животного и растительного происхождения (млекопитающих, птиц, насекомых, растений), из сточных вод, почвы и других источников.
Микоплазмы дифференцируются по патогенности, биохимическим особенностям и антигенной структуре. Среди более чем тридцати известных на сегодняшний день видов микоплазм есть патогенные и для человека.
Патогенные микоплазмы имеют строгую видовую специфичность в отношении хозяев и четко выраженный тропизм в отношении клеток конкретных тканей и органов.
Микоплазмы – это мелкие полиморфные микроорганизмы, без твердой клеточной оболочки, имеют только мягкую мембрану и обладают свойствами, характерными как для бактерий, так и для вирусов.
По форме они бывают нитевидными, шаровидными, овальными, палочковидными. Спор не образуют, неподвижные.
Относятся к грамотрицательным микроорганизмам.
К большинству анилиновых красителей микоплазмы мало чувствительны, но хорошо окрашиваются по Романовскому – Гимзе.
Для обнаружения микоплазм, препараты могут быть также обработаны специфическими флюоресцирующими сыворотками.
Размеры микоплазм колеблются от 125 до 500 мкм, т.е. у них такие же размеры, как и у крупных вирусов. У микоплазм, как и у бактерий, есть РНК, ДНК, рибосомы и другие клеточные компоненты. Микоплазмы обладают достаточно выраженной ферментативной активностью.
Требовательны к искусственным питательным средам. Могут расти только на элективных питательных средах, содержащих белки, холестерин, фосфолипиды, дрожжевой экстракт и другие специфические компоненты.
При посеве на плотную питательную среду рост колоний в виде мелких врастающих центральной частью в питательную среду. На жидкой питательной среде присутствие микоплазм визуально не обнаруживается.
По типу дыхания микоплазмы – факультативные анаэробы.
Микоплазмы очень чувствительны к дезинфицирующим веществам, большинство из них погибает при 45 – 55 градусах на протяжении 15 минут. Чувствительны к высушиванию, ультрафиолетовым лучам.
Микоплазменные инфекции распространены повсюду.
У людей чаще всего заболевания вызывают виды Mycoplasma pneumoniae, M.hominis и Т-штаммы (U.urealyticum).
Mycoplasma pneumoniae в основном вызывают респираторные инфекции, в том числе и первичную атипичную пневмонию. Возбудитель был выделен в 1944 году М.Итоном.
Mycoplasma hominis и Т-штаммы (U.urealyticum) выделяют при заболеваниях мочеполовых органов.
Предполагают, что микоплазмы играют значительную роль в возникновении негонококкового уретрита, асептического менингита. Могут поражать сердечно – сосудистую и центральную нервную системы. Микоплазмы выделяют при абсцессах мозга, поражения плевры, суставов, ротовой полости.
Среди людей источником инфекции является больной человек.
Механизм распространения микоплазм – воздушно – капельный (M.pneumoniae) и контактный половой (M.hominis и U.urealyticum).
Клинические проявления заболеваний, вызванных микоплазмами, варьируют от бессимптомной инфекции, до тяжелых поражений органов дыхания с невралгическими и гемолитическими расстройствами, поражением органов мочеполовой системы, печени, желудочно – кишечного тракта, ЛОР – органов и др.
Микоплазменные инфекции регистрируются у всех возрастных групп, хотя к M.pneumoniae наиболее чувствительны дети в возрасте от одного до семи лет, а M.hominis и U.urealyticum в основном выделяют от больных старше 14 лет.
Инкубационный период при микоплазменной пневмонии длится от 3 до 20 дней.
Начало заболевания характеризуется появлением головной боли, сухим кашлем, быстрой утомляемостью.
Температура может повышаться до 39 градусов. Продолжительность заболевания – от одной до трех недель.
Летальный исход бывает крайне редким и причиной его является сердечная недостаточность.
Иммунитет обеспечивается клеточной и специфической гуморальной защитой.
При подозрении на микоплазменную инфекцию применяются два метода – выделение и идентификация возбудителя и выявление специфических антител.
Материалом для исследования являются мокрота, смывы со слизистой носоглотки, выделения из мочеполовой системы, экссудаты, кровь.
Поскольку микоплазмы очень трудно выделять и проводить работу необходимо в специализированной лаборатории, диагностику чаще всего проводят серологическим методом.
На сегодняшний день увеличивается число носителей микоплазм. Микоплазмы у носителей выделяют со слизистых дыхательных путей и мочеполовой системы, из ротовой полости.
У беременных женщин носительство микоплазм на слизистой шейки матки способствует инфицированию хориону, амниону и рождению ребенка с очень маленьким весом тела.
Профилактика микоплазменных инфекций в основном неспецифическая. Заключается в выявлении больных и лечении.
Имеющаяся убитая микоплазменная вакцина не обеспечивает желаемого результата.
