МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ
по дисциплине « Микробиология, вирусология »
для специальности 060301 – Фармация (очная форма обучения)
К ЛАБОРАТОРНОМУ ЗАНЯТИЮ № 12
ТЕМА: «Неспецифические факторы защиты макроорганизма»
Утверждены на кафедральном заседании
протокол № ____ от «___»____________ 20__ г.
Заведующий кафедрой
к.б.н., доцент_____________________________ Перьянова О.В.
Составитель (-ли):
к.м.н.____________________________________ Протасова И.Н.
Красноярск
Занятие № 12
Тема: «Неспецифические факторы защиты макроорганизма».
2. Форма организации учебного процесса: лабораторное занятие.
3. Значение изучения темы:
Наука, изучающая структуру и функции систем, контролирующих клеточно-генетический гомеостаз организма человека, носит название «иммунологии». Как отдельное научное направление иммунология сформировалась лишь во второй половине XX века. Гораздо более продолжительна история иммунологии как прикладного раздела инфекционной патологии и микробиологии. Именно многовековые наблюдения за разными болезнями и заложили фундамент современной иммунологии. Например, достаточно наглядны комментарии Фукидида в " Истории Пелопонесской войны" (V в. до н.э.): “…несмотря на широкое распространение в войсках эпидемии чумы, никто не заболел дважды, по крайней мере смертельно… и для захоронения трупов использовали переболевших.” И в настоящее время основное прикладное применение достижения иммунологии находят в области лечения и профилактики инфекционных болезней, что отражает исторически сложившиеся социальные интересы и задачи общества. Для возникновения инфекции важное значение, наряду со свойствами возбудителя, имеет состояние макроорганизма. Оно определяется сложным комплексом факторов и механизмов, тесно связанных между собой, и характеризуется как восприимчивость (чувствительность) или невосприимчивость (резистентность) к инфекции.
4. Цели обучения:
- общая:
Обучающийся должен обладать общекультурными компетенциями:
- демонстрировать гражданскую позицию, интегрированность в современное общество, нацеленность на его совершенствование на принципах гуманизма и демократии (ОК-1);
- владеть литературной и деловой письменной и устной речью на русском языке, навыками публичной и научной речи; уметь создавать и редактировать тексты профессионального назначения, анализировать логику рассуждений и высказываний, а также принимать участие в профессиональных дискуссиях и обсуждениях, логически аргументировать свою точку зрения (ОК-4);
- выстраивать социальные взаимоотношения на принципах толерантности и безоценочности, а также разрешать конфликтные ситуации и оказывать поддержку в проблемных и кризисных ситуациях людям разного культурного – расово-этнического происхождения (ОК-5);
- способность к самоусовершенствованию и саморазвитию на основе рефлексии своей деятельности, адаптации к новым ситуациям, переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, склонность к формированию новых идей (креативности) (ОК-6);
- способность в качестве руководителя подразделения, лидера группы сотрудников формировать цели команды, проявлять инициативу и принимать адекватные и ответственные решения в проблемных ситуациях, в том числе в ситуациях риска, учитывая цену ошибки, вести обучение и оказывать помощь сотрудникам (ОК-7);
- способность на научной основе организовать свой труд, самостоятельно оценить его результаты, использовать современные технологии в практической деятельности, а также готовность к работе над междисциплинарными и инновационными проектами (ОК-9);
- способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений, а также имеет склонность к осуществлению просветительской и воспитательной деятельности в сфере публичной и частной жизни; владение методами пропаганды научных достижений (ОК-11);
- способность к работе в многонациональном коллективе, к созданию в нем отношений сотрудничества, владение методами конструктивного разрешения конфликтных ситуаций (ОК-14);
- владение навыками проведения научных исследований как в составе группы, так и самостоятельно, реализуя при этом специальные средства и методы получения нового знания (ОК-15).
Обучающийся должен обладать профессиональными компетенциями:
- способность и готовность работать с научной литературой, анализировать информацию, вести поиск, превращать прочитанное в средство для решения профессиональных задач (выделять основные положения, следствия из них и предложения) (ПК-48);
- способность и готовность к участию в постановке научных задач и их экспериментальной реализации (ПК-49).
Знать:
- неспецифические факторы иммунитета и их роль в защите организма человека при бактериальных и вирусных инфекциях;
- принципы классификации микроорганизмов, особенности строения и жизнедеятельности;
- состав микрофлоры организма человека и ее значение;
- основы учения об "инфекции", "инфекционная болезнь"; виды инфекции; роль микробов в развитии инфекционного процесса;
- механизмы и пути передачи возбудителя;
- понятие об «иммунитете» как невосприимчивости к инфекционным заболеваниям;
- виды инфекционного иммунитета.
Уметь:
- микроскопировать с помощью иммерсионной системы;
- определять клеточные и гуморальные факторы естественной резистентности: бактерицидные свойства кожи, наличие лизоцима в слюне, фагоцитарную активность нейтрофилов.
- измерять и оценивать нарушения основных функциональных показателей жизнедеятельности человека при патологии;
- выявлять главные факторы риска развития инфекционной болезни для определения мер их профилактики или устранения.
Владеть:
- навыками иммерсионной микроскопии микропрепаратов,
- навыками интерпретации результатов микробиологических исследований, позволяющих определить факторы неспецифической иммунной защиты;
- навыками дифференциации причин и условий возникновения патологических процессов и болезней, оценки рисков хронизации, осложнений и рецидивов, клинической оценки эффективности лекарственной терапии.
5. План изучения темы:
5.1. Контроль исходного уровня знаний (тестирование, индивидуальный устный или письменный опрос, фронтальный опрос) – 9 мин.
Основные понятия и положения темы.
Иммунитет - совокупность биологических явлений (процессов и механизмов), направленных на сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) и защиты организма от инфекционных и других генетических чужеродных для него антигенов.
Виды иммунитета:
Врожденный (видовой) – представляет собой невосприимчивость одного вида животных или человека к микроорганизмам, вызывающим заболевания у других видов (невосприимчивость человека к чуме собак, невосприимчивость животных к возбудителям гонореи и кори).
Приобретенный – невосприимчивость к антигену чувствительного к нему организма человека, животных и др., приобретаемая после встречи с ним. Он может быть естественным и искусственным. Каждый из них может быть активным и пассивным. Активный иммунитет – обусловлен активным вовлечением в процесс иммунной системы при встрече с данным антигеном. Пассивный приобретается за счет введения в организм уже готовых антител и иммунных лимфоцитов, взятых у другого иммунизированного организма.
Факторы неспецифической резистентности:
Врожденные (эволюционно более древние) многообразны, но их объединяет неспецифичность действия. Естественные барьеры на путях проникновения инфекции разделяют на механические и химические. Основные механические барьеры – кожа и слизистые оболочки составляют первую линию защиты против возбудителя инфекции, секреты этих барьеров уничтожают либо ингибируют микроорганизмы. Если последние преодолевают эти поверхностные барьеры, то они сталкиваются с разнообразными конституциональными факторами (вторая линия неспецифических защитных механизмов). Эти последние принято делить на гуморальные и клеточные.
Кожа:
Кожные покровы – практически непреодолимы для большинства патогенов. Удалению патогенов способствует сморщивание омертвевших клеток и замещение их новыми, а так же секреты кожных желез, проявляющие прямую бактерицидную активность либо снижающие рН кожи до значений, неблагоприятных для микроорганизмов.
Слизистые оболочки:
Слизь СО кишечного типа покрыты слоем слизи (отсюда их название) – организованной гелеобразной гликопротеидной решеткой, задерживающей и фиксирующей различные объекты, в том числе микроорганизмы. Реснички мерцательного эпителия, погруженные в слизь, формируют волны однонаправленных колебательных движений и тем самым перемещают пленку слизи и заключенные в ней объекты, по поверхности эпителия.
Секреция Ig А постоянно происходит на поверхности однослойных эпителиев.
Собственный слой слизистой оболочки кишечного типа – лимфоидная ткань, содержащая множество разных иммунокомпетентных клеток.
Лизоцим содержится в слезной жидкости, слюне, перитонеальной жидкости, плазме и сыворотке крови, в лейкоцитах, материнском молоке и др.
Нормальная микрофлора:
Большинство аутохтонных микроорганизмов в различных биотопах обладают выраженными антагонистическими свойствами по отношению к другим патогенным микроорганизмам. Эта защитная роль микрофлоры позволила отнести ее к факторам естественного иммунитета. В связи с важной защитной ролью нормальной микрофлоры изучение ее состава и численности используют при оценке иммунного статуса организма.
Гуморальные факторы:
Комплемент:
Система комплемента состоит, по меньшей мере, из 26 белков, опосредующих воспалительные реакции с участием гранулоцитов и макрофагов, ее составляющие также участвуют в реакциях свертывания крови и способствуют межклеточным взаимодействиям, необходимым для процессинга АГ; вызывают лизис бактерий и вирусов. В условиях физиологической нормы компоненты системы находятся в неактивной форме, активация комплемента приводит к появлению его активных компонентов.
Классический путь: активируется комплексом антиген-антитело. С1-С4, С2, С3- С5, С6, С7, С8, С9. В результате клетка погибает (осмотический лизис).
Альтернативный путь: активируется липополисахаридами Грам- бактерий. С3- С5, С6, С7, С8, С9.
Лектиновый путь: инициируется маннозосвязывающим белком сыворотки крови, который после взаимодействия с остатками маннозы на поверхности микробных клеток катализирует С4. Далее С2, С3- С5, С6, С7, С8, С9.
Пропердин:
В альтернативном пути активации комплемента необходимо участие сывороточного белка пропердина, который активен лишь в присутствии ионов Mg2+ и требует участия еще двух сывороточных белков: факторов В и D. Фактор D в активной форме является протеиназой, расщепляющей фактор В, с образованием фрагмента Bb. Последний способен в комплексе с С3b играть роль С3-конвертазы. Альтернативные пути функционирования пропердина заключаются в стабилизации комплекса С3bBb.
Интерфероны:
Индукторы интерферона-интерфероногены (РНК-геномные вирусы, двунитчатые РНК, бактериальные ЛПС). Интерфероны оказывают действие:
1) противовирусное;
2) противоопухолевое;
3) иммуномодулирующее;
4) радиопротективное.
Их подразделяют на три класса: α-интерферон (лейкоцитарный), β-интерферон (фибробластный), γ-интерферон (иммунный).
Лизоцим:
Лизоцим продуцируется моноцитами крови и тканевыми макрофагами. Он вызывает лизис многих сапрофитных бактерий, оказывая менее выраженное литическое действие на ряд патогенных микроорганизмов и неактивен в отношении вирусов.
Механизм бактериолитического действия лизоцима состоит в гидролизе связей между N-ацетилмурамовой кислотой и N-ацетилглюкозамином в полисахаридных цепях пептидогликанового слоя клеточной стенки бактерий.
Заживление ран в области слизистых оболочек, имеющих контакт с большим количеством микроорганизмов, в том числе и патогенных, в известной степени объясняется наличием лизоцима
Трансферрин
Трансферрин-b-глобулин, белок острой фазы, может взаимодействовать с Zn и Cu; переносит Fe3+, участвует в регуляции концентрации свободного Fe, предотвращая его избыточное накопление и потерю его с мочой. Содержание его снижается при воспалительных процессах, нефротическом синдроме.
Клеточные факторы:
Фагоцитоз:
Фагоцитоз – это поглощение, переваривание и инактивация инородных для организма веществ специализированными клетками – фагоцитами. Процесс фагоцитоза состоит из 4-х стадий: хемотаксиса, адсорбции, поглощения микробных клеток, внутриклеточного переваривания.
Хемотаксис - целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении химического градиента хемоаттрактантов в окружающей среде. Способность к хемотаксису связана с наличием на мембране специфических рецепторов для хемоаттрактантов, в качестве которых могут выступать бактериальные компоненты, продукты реградации тканей организма, активированные фракции системы комплемента - С5а, С3а, лимфокины - продукты лимфоцитов.
Адсорбция. Одним из условий успешного фагоцитоза является эффективная адгезия к субстрату; существенную роль в которой играют опсонины (АТ, С3b компонент комплемента, фибронектин, сурфактант), обволакивающие микроорганизмы и делающие поглощение более эффективным; последнее обусловлено прочностью рецептор-опосредованных взаимодействий опсонинов с соответствующими рецепторами на мембране фагоцита (к Fc-фрагментам АТ, компонентам комплемента, фибронектину и др.).
Полощение и переваривание. В результате образуется фагосома с заключенным внутри объектом. К ней устремляются лизосомы и выстраиваются по ее периметру. Затем оболочки фагосомы и лизосомы сливаются в фаголизосому. Некоторые бактерии, снабженные капсулой, могут быть устойчивы к действию лизосомальных ферментов, другая часть патогенов способна блокировать слияние фагосом и лизосом. В подобных случаях фагоцитоз носит незавершенный характер, и возбудитель выживает в цитоплазме поглотившей его клетки.
5.3. Самостоятельная работа по теме:
- Выполнение практических заданий – 55 мин.
- Заполнение протокола – 15 мин.
I. Определение бактерицидных свойств кожи.
Учет результатов по определению бактерицидных свойств кожи с использованием тест-культуры Sarcina flava проводится через 18-24 ч после термостатирования посевов при 37°С:
- I сектор – рост нормальной микрофлоры кожи;
- II сектор – рост тест-культуры сарцины;
- III сектор – отсутствие роста сарцины и рост нормальной микрофлоры или рост сарцины
разной степени интенсивности и рост нормальной микрофлоры.
Оценка результатов: отсутствие роста сарцины в III секторе спустя 30 мин, свидетельствует о бактерицидных свойствах кожи; наличие роста сарцины свидетельствует о снижении бактерицидных свойств кожи.
II. Определение наличия лизоцима в слюне.
Учет и оценка результатов по определению лизоцима в слюне с использованием тест-культуры Micrococcus luteus проводится через 18-24 часа после термостатирования при 37°С: по всей поверхности чашки отмечается рост микрококка, а в месте нанесения слюны роста тест-культуры нет, но имеется рост нормальной микрофлоры полости рта, нечувствительной к лизоциму.
III. Выявление фагоцитарной активности полиморфно-ядерных лейкоцитов (демонстрация).
Для определения активности фагоцитоза кровь или взвесь лейкоцитов обследуемого инкубируют с частицами латекса, после чего из смеси готовят тонкий мазок и окрашивают его по методу Романовского-Гимзе.
Промикроскопируйте готовые препараты для выявления фагоцитарной активности лейкоцитов крови с использованием частиц латекса.
1) фагоцитарный показатель (фагоцитарная активность) – процент нейтрофилов, содержащих частицы латекса;
2) фагоцитарное число (фагоцитарный индекс) – среднее число микроорганизмов, поглощенных одним фагоцитом.
Критерии оценки: интенсивность реакции фагоцитоза в норме – фагоцитарный показатель у детей 60%, у взрослых 75-80%, фагоцитарное число – у детей 12, у взрослых 14-15 (региональные показатели по данным Центра СПИД, г. Красноярск).
5.4. Итоговый контроль знаний:
- ответы на вопросы по теме занятия – 10 мин.
6. Домашнее задание для уяснения темы занятия (контрольные вопросы по теме занятия, тестовые задания, ситуационные задачи без эталонов ответов).
Контрольные вопросы:
- Понятие «иммунитет» и его виды.
- Неспецифические клеточные факторы иммунитета человека: кожа и слизистые оболочки; нормальная микрофлора; фагоцитоз; их характеристика.
- Виды фагоцитирующих клеток, стадии фагоцитоза, завершенный и незавершенный фагоцитоз.
- Неспецифические гуморальные факторы иммунитета человека: комплемент, лизоцим, пропердин, интерферон, железосвязывающие белки и др.; их характеристика.
Тесты:
1. Фагоцитоз – это:
а) специфический фактор резистентности
б) феномен бактериофагии
в) реакция взаимодействия антиген-антитело
г) приобретенная реакция организма
д) врожденная реакция организма
2. Антифагоцитарная активность микроорганизмов связана с:
а) фимбриями
б) жгутиками
в) спорой
г) капсулой
д) ЦПМ
3. Естественные клетки-киллеры (ЕКК):
а) фагоциты
б) синтезируют интерфероны
в) обладают противоопухолевой, противовирусной активностью
г) нейтрофилы
д) макрофаги
4. Защитная роль фагоцитоза связана с:
а) гибелью поглощенных клеток
б) размножением поглощенных клеток
в) персистенцией поглощенных клеток
г) генными мутациями
д) рекомбинациями
5. Клеточные неспецифические факторы защиты:
а) антитела
б) лизоцим
в) пропердин
г) β - лизины
д) фагоциты
6. Факторы неспецифической резистентности:
а) генетически детерминированы
б) не изменяются в процессе инфекционного заболевания
в) характерны в основном для мужчин
г) формируются в процессе онтогенеза
д) определяются предшествующим контактом макроорганизма с антигеном
7. Интерфероны:
а) ингибируют только ДНК-содержащие
вирусы
б) ингибируют только РНК-содержащие
вирусы
в) ингибируют ДНК- и РНК-содержащие вирусы
г) подавляют размножение бактерий
д) подавляют фагоцитоз
Задачи:
Задача 1. 40 лейкоцитов фагоцитировали 540 бактерий. Определить фагоцитарный индекс. Оценить полученные результаты.
Задача 2. Взвесь лейкоцитов обследуемого инкубировали с частицами латекса, приготовили из смеси тонкий мазок, окрасили по методу Романовского-Гимзе. Из 100 нейтрофилов частицы латекса содержат 80. Определить фагоцитарную активность нейтрофилов. Оценить полученные результаты.
Рекомендации по выполнению НИРС, в том числе список тем, предлагаемых кафедрой.
1) Неспецифические факторы защиты организма человека.
2) Интерферон как фактор противовирусной защиты.
3) Особенности иммунитета при вирусных, бактериальных инфекциях.
8. Рекомендованная литература по теме занятия:
- обязательная:
1) Основы фармацевтической микробиологии: Учебное пособие/ В.А. Галынкин, Н.А. Заикина, В.И. Кочеровец; СПб: «Проспект Науки», 2008.
2) Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник для студентов медицинских вузов/ Под ред. А.А. Воробьева, М.: ООО «МИА», 2006.
- дополнительная:
1) Современные методы клинической микробиологии. Выпуск 2. Смоленск: МАКМАХ, 2007.
2) Государственная фармакопея РФ XII издания, М.: Министерство здравоохранения и социального развития, 2010.
3) Перьянова О.В., Степанова А.И., Хохлова О.Е. Общая и частная микробиология (тестовые задания для студентов специальности 060108 – фармация), Красноярск: типография КрасГМА, 2007.
- электронные ресурсы:
1) Электронная библиотека Absotheue
2) Ресурсы Интернет
3) Электронные ресурсы Colibris
4) Общая и частная микробиология (тестовые задания для студентов специальности 060108 – фармация) [Электронный ресурс]: учеб. пособие для студ. мед. вузов / сост. Перьянова О.В., Степанова А.И., Хохлова О.Е – Красноярск: КрасГМУ, 2007.
