Микробиология. 4
Московская государственная академия ветеринарной
медицины и
биотехнологии им. К.И. Скрябина ______________________________
Кафедра микробиологии и иммунологии
Контрольная работа по микробиологии
Фроловой О.А., студентки
Шифр: 0256
Проверил: ______________________________
Москва, 2003
СОДЕРЖАНИЕ
- Понятие об антителах. Физико-химические,
антигенные, функциональные различия иммуноглобулинов…………………3
- Характеристика возбудителей микоплазмозов
рогатого скота ………………………………………
- Виды диагностических препарато
в.
Принцип изготовления и контроль аллергенов………………………………11
- Ознакомьтесь и опишите работу ветеринарной лаборатории,
обслуживающей ваш участок. Примите участие в лабораторной
диагностике инфекционного заболевания. Опишите подробно
порядок этого исследования и его результаты………………………………..12
- Список использованной литературы…………………………………………..14
- Понятие об антителах. Физико-химические, антигенные, функциональные различия иммуноглобулинов.
Антитела (иммуноглобулины) – продукты гуморального иммунного ответа, это глобулины, специфически реагирующие с антигеном, вызвавшим их образование.
Антитела являются важным специфическим фактором защиты организма против возбудителей болезней и генетически чужеродных веществ. Они образуются в организме в результате естественного инфицирования, вакцинации живыми или убитыми вакцинами, контакта лимфоидной системы с чужеродными клетками или тканями (трансплантаты) либо с собственными аутоантигенами.
По функциональным свойствам различают:
- нейтрализующие - антитоксины, антиферменты и вируснейтрализующие антитела;
- лизирующие – бактериолизины, гемолизины и цитолизины;
- коагулирующие – агглютинины и преципитины.
Также выделяют комплементсвязывающие антитела.
Антитела подразделяют на тепловые, которые хорошо вступают в реакцию взаимодействия при температуре 37 0С, и холодовые (криофильные), вступающие в реакцию при 4 0С.
По физическим свойствам, в частности, по подвижности в электрическом поле белки сыворотки крови разделяются на альбумины и три глобулиновые фракции – альфа, бета и гамма. При помощи электрофореза было установлено, что антитела имеются только в бета- и гамма-глобулиновых фракциях.
В результате центрифугирования антитела были разделены на две основные группы: 7S, небольшие молекулы антител, и 19S, большие молекулы антител. После электрофореза антитела 7S в основном обнаруживаются в гамма-глобулиновой фракции, а 19S – в бета-глобулиновой.
Также было установлено, что антитела имеют различное количество активных центров в молекуле, что определяет их валентность. В этой связи они были разделены на полные и неполные. Полные (двух или пятивалентные) антитела при взаимодействии с антигеном, на который они выработаны, дают визуально видимые реакции (агглютинации, лизиса, преципитации). Неполные (моновалентные, блокирующие) антитела при специфическом взаимодействии с гомологичным антигеном не дают видимого проявления серологической реакции, т.е. не могут агрегировать частицы в крупные конгломераты, а лишь блокируют их. Неполные антитела образуются независимо от полных антител и выполняют те же функции. Представлены они различными классами иммуноглобулинов. Для обнаружения неполных антител существуют специальные реакции – Кумбса, блокирующая проба.
В соответствии с Международной классификацией сывороточные белки, несущие «антительную» активность и называвшиеся ранее гамма-глобулинами, получили название иммуноглобулинов и символ Ig. Иммуноглобулины подразделяют на пять классов IgG, IgМ, IgА, IgD, IgЕ, в пределах каждого класса делятся на подклассы.
Иммуноглобулины - это сложные белковые образования, мономеры или полимеры. Молекулы иммуноглобулинов состоят из двух параллельных цепочек: 2H (две ''тяжелые'' цепочки) и 2L (две ''легкие'' цепочки), связанных между собой дисульфидными мостиками. Легкие цепи являются общими для всех классов и подклассов. Тяжелые цепи имеют характерные особенности строения у каждого класса (подкласса). Легкие цепи подразделены на два типа: κ (каппа) и λ (лямбда). Тяжелые цепи обозначаются: γ (гамма), μ (мю), α (альфа), δ (дельта) и ε (эпсилон). В молекуле иммуноглобулина различают два вида межцепьевых дисульфидных связей: между одноименными тяжелыми цепями и между легкими и тяжелыми цепями. В одной молекуле иммуноглобулина никогда не может быть два одинаковых типа цепей.
В структуре иммуноглобулина можно выделить: константные области, в них постоянная последовательность аминокислот; вариабельные части; гипервариабельные участки; шарнирные области - необходимы для изменения конформации, в них есть участки связывания белков системы комплемента. При обработке молекулы иммуноглобулина папаином он распадается на три фрагмента – два из них Fab-фрагменты (Fragment antigen - binding) и один Fc-фрагмент. Fab-Фрагмент обладает способностью связываться с антигеном, но не вызывает агглютинацию и преципитацию. С- концевой участок H- цепей служит для прикрепления к клеточному Fc- рецептору. Fc- фрагмент способен активировать систему комплемента, обеспечивает способность иммуноглобулина G проходить через биомемрану (проходит через фетоплацентарный барьер), определяет цитофильность, оказывает опсонизирующее действие на объекты фагоцитоза.
При всей специфичности антитела, образовавшиеся при иммунном ответе организма, неоднородны и отличаются друг от друга, т.е. они гетерогенны. Главной основой гетерогенности (разнообразия специфичностей) антител является уникальность их активных центров. Антитела гетерогенны по принадлежности к различным классам и подклассам, а также по физико-химическим и биологическим свойствам.
Благодаря наличию у антител активного центра они способны реагировать с антигеном. Активный центр – полость или щель, соответствующая пространственной конфигурации детерминантной группы антигена. Последняя же определяется последовательностью аминокислот вариабельных участков легких и тяжелых цепей антител. Активный центр, куда входит определенной формы и жесткости детерминантная группа, должен быть ей комплементарен, без чего не наступит феномен серологической специфичности. Молекула антитела связывается с детерминантой антигена не целиком, а лишь определенной частью, называемой активным центром. Предполагается, что антиген и антитела соединяют следующие силы: гидрофобное взаимодействие, водородные связи, кулоновы силы между группами ионов с противоположным зарядом, вандерваальсовы силы, которые действуют на очень близком расстоянии.
Активность связывания
антител с антигеном
Иммуноглобулины содержат три вида антигенных детерминант: изотипические, аллотипические и идиотипические. У каждого биологического вида тяжелые (5 классов) и легкие (2 типа) цепи иммуноглобулинов имеют определенные антигенные особенности. Одинаковые антигенные детерминанты для каждого представителя данного вида называют изотипическими. Вместе с тем имеются внутривидовые различия названных цепей иммуноглобулинов – аллотипы. Их признаки генетически детерминированы. Существуют различия между разными антителами, даже если они относятся к одному классу, подклассу и аллотипу. Эти различия названы идиотипами. Они характеризуют «индивидуальность» данного иммуноглобулина. Фактически идиотипы – антигенные детерминанты, которые отличают один V–домен от всех других.
У лошадей установлены IgМ, IgG и IgА, у крупного рогатого скота – IgG (два подкласса: G1 иG2), IgМ и IgА, у свиней, овец и коз – IgМ, IgG и IgА, у домашних птиц – IgМ, IgG и IgА.
Ig |
Субклассы |
Время полужизни |
Характеристика |
|
G |
G1, G2, G3, G4 |
18-23 дня |
Мол. масса 160000, константа седиментации 7S. В сыворотке крови содержится в самой высокой концентрации (в среднем 12 г/л) и составляет 70-85 % всех Ig, есть также в тканевых жидкостях, двухвалентен, образует с поливалентными антигенами сетевую структуру, вызывает преципитацию растворимых антигенов. Принимает участие в реакции агглютинации и опсонизации корпускулярных антигенов. Для лизиса антигена необходимо связывание молекулой IgG комплемента. IgG играет ведущую роль в защите от многих вирусных и бактериальных инфекций (оспа, бешенство, столбняк), обладает выраженными свойствами нейтрализации токсинов, выдерживает нагревание при 75 0С 30 минут, проходит через фетоплацентарный барьер. |
|
М |
М1, М2, М3 |
5-6,5 дней |
Мол. масса 950000, константа седиментации 19S, около 6% всех Ig. Находится преимущественно в плазме крови, средняя концентрация в сыворотке крови человека 1,0 г/л, при инфекционных заболеваниях количество его значительно повышается. Функционально пятивалентен, первым появляется после заражения или вакцинации животного. Обладает выраженной способностью агглютинировать, преципитировать или лизировать антигены, а также связывать комплемент. Не участвует в аллергических реакциях, не переходит через плаценту. |
|
А |
сывороточный |
5 дней |
Мол. масса 170000, константа седиментации 7S, мономер, концентрация в сыворотки крови 15-20 % общего количества Ig, не обладает способностью преципитировать растворимые антигены, не связывает комплемент по классическому пути, принимает участие в реакции нейтрализации токсинов, термоустойчив, синтезируется в селезенке, лимфатических узлах и в слизистых оболочках и поступает в секреты – слюну, слезную жидкость, бронхиальный секрет, молозиво. |
|
секреторный (SIgA) |
Мол. масса 380000, константа седиментации 11S и 15S, полимер, чаще димер. Наличие добавочного структурного компонента, отсутствующего в сывороточном; синтезируется в слизистых оболочках. Мастная защита слизистых оболочек. В кишечном тракте подавляет бактериальную адгезию, нейтрализует вирусы. SIgA образуется в результате ассоциации димерной формы IgA с особым белком, названным секреторным компонентом, находящимся в собственном слое слизистой оболочки, проходит базальную мембрану и проникает в эпителиальную клетку, где соединяется с секреторным компонентом, после чего происходит выход синтезированного SigA на поверхность эпителиального покрова кишечника. | ||
|
D |
- |
2,8 дня |
Мол. масса 160000, константа седиментации 7S, концентрация в сыворотке крови человека не превышает 1 % от общего количества Ig. Является одним из основных Ig, входящих в состав рецепторов В-лимфоцитов, термостабилен, может активировать комплемент по альтернативному пути, обладает антивирусной активностью, не связывается с тканями. Биологическая функция еще не совсем ясна. |
|
Е |
- |
2,4 дня |
Мол. масса 190000, константа седиментации 8,5S, концентрация в сыворотке крови в среднем 0,25 мг/л, мономер. Термолабилен, инактивируется нагреванием при 56 0С в течение 1 ч, не связывает комплемента, быстро и прочно связывается с клетками тканей, с тканевыми базофилами, принимает участие в реакции гиперчувствительности немедленного типа. При аллергических заболеваниях концентрация IgЕ в сыворотке крови значительно увеличивается. Считают, что IgЕ играет защитную роль при гельминтозных и протозойных заболеваниях, в частности способствует усилению фагоцитарной активности макрофагов и эозинофилов. |
- Характеристика возбудителей микоплазмозов рогатого скота.
Микоплазмы – мельчайшие свободноживущие прокариоты без ригидной клеточной стенки. Функцию клеточной стенки у них выполняет цитоплазматическая мембрана.
Микоплазмы обладают полиморфизмом клеток, состоящих из ветвистых, шаровидных, разной оптической плотности особей и мельчайших репродуцирующих элементов размером 100-450 нм; имеют наружную трехслойную цитоплазматическую мембрану, в которой сосредоточено большинство биосинтетических и регуляторных функций; геном представлен одной молекулой ДНК, формирующей кольцевую хромосому, реплицирующуюся полуконсервативным путем; нуклеотидный состав ДНК характеризуется низким содержанием гуанина и цитозина; имеют множественный путь репродукции: почкование, сегментацию ветвистых и цепочных форм, элементарные тельца, простое деление; нуждаются для роста в стеролах (за исключением ахолеплазм) и нативном белке; на плотных средах формируют колонии с приподнятым центром, напоминающие яичницу-глазунью; нечувствительны к пенициллинам и другим антибиотикам, угнетающим синтез пептидогликанов клеточной стенки бактерий; вызывают гемадсорбцию, гемагглютинацию и лизис эритроцитов различного происхождения; имеют четко выраженные антигенные различия.
Микоплазмы отнесены к отделу Tenericutes, классу Mollicutes, порядку Mycoplasmatales, который состоит из трех семейств: микоплазм (Mycoplasmataceae), ахолеплазм (Acholeplasmataceae) и спироплазм (Spiroplasmataceae).
Семейство микоплазм подразделяется на два рода: микоплазм (Mycoplasma) и уреаплазм (Ureaplasma).
Микоплазмы исключительно полиморфные микроорганизмы.
В мазках из пораженных органов и из культур они имеют форму подковообразных, сферических, нитевидных, овоидных палочковидных или напоминающих кольца образований.
Микоплазмы грамотрицательны, хорошо окрашиваются по Романовскому-Гимзе, для витальной окраски применяют специальный метод Динеса.
Клетки микоплазм снаружи имеют трехслойную мембрану толщиной 7,5-10 нм; внутри содержится цитоплазма и дифференцированный нуклеоид, представленный замкнутой в кольцо молекулой ДНК, формирующей одну хромосому. В цитоплазме находятся рибосомы, их размер соответствует величине рибосом бактерий. У микоплазм также обнаружены внутрицитоплазматические мембранные структуры, выполняющие функцию субстрата синтеза энергии, и отсутствуют типичные мезосомы.
Липиды входят в состав липопротеинового комплекса трехслойной клеточной мембраны. Главный липидный компонент паразитических микоплазм – холестерин. Он обладает свойством стабилизировать мембраны и придавать им эластичность, а также обеспечивает структурную целостность клеток, способствует проникновению жирных кислот и их утилизации, оказывает детоксирующее действие на жирные кислоты, лизирующие микоплазмы, и, наконец, служит энергетическим материалом. Белки микоплазм входят в состав цитоплазмы и мембран и состоят из 17 аминокислот. Гидрофобные компоненты мембранных белков микоплазм обладают выраженной антигенностью.
Микоплазмы размножаются в бесклеточных питательных средах, содержащих полноценный белок, холестерин, нуклеиновые кислоты, углеводы, витамины и минеральные соли.
Основа сред – триптический перевар бычьего сердца, перевар Хоттингера, пептон Мартена, отвар сердечной мышцы.
Микоплазмы можно
Рост в первичных высевах наблюдается на 3-7-е сут, адаптированные к среде штаммы растут значительно быстрее. Для первичного выделения микоплазм можно использовать 5-7-суточные куриные эмбрионы, их заражают в желточный мешок. Гибель эмбрионов отмечается с 3-5-го пассажа. Получены также положительные результаты при заражении микоплазмами клеточных культур.
По характеру метаболизма микоплазмы делятся на:
- ферментативно активные стеролозависимые (истинные микоплазмы) – нуждаются для роста в холестерине и ферментируют с образованием кислоты глюкозу, мальтозу, маннозу, фруктозу, крахмал и гликоген;
- ферментативно активные стеролонезависимые (ахолеплазмы) – также расщепляют с образованием кислоты приведенные выше углеводы, некоторые штаммы разлагают сахарозу и галактозу;
- ферментативно неактивные – восстанавливают тетразолевые соединения, окисляют лактат и глутанат, но не ферментируют углеводы.
Уреаплазмы синтезируют уреазу и расщепляют мочевину.
Функцию антигенов
у микоплазм выполняют
M. mycoides subsp. ьycoides и M. mycoides subsp. сapri продуцируют эндотоксические субстанции, которые известны под названием галактана и глюкана.
Род и вид |
Хозяин |
Заболевание; место выделения |
M. mycoides subsp. mycoides |
КРС |
Контагиозная перипневмония |
M. mycoides subsp. capri |
Козы |
Плевропневмония |
M. bovigenitalium |
КРС |
Маститы, воспаление гениталий |
M. bovis |
КРС |
Маститы, воспаление гениталий, пневмоартрит |
M. bovirhinis |
КРС |
Бронхопневмония телят |
M. dispar |
КРС |
Бронхопневмония, артриты |
M. bovoculi |
КРС |
Конъюнктивиты |
M. alcalescens |
КРС |
Маститы |
M. agalactiae |
Овцы, козы |
Агалактия овец и коз |
M. ovipneumoniae |
Овцы, козы |
При пневмонии из легких |
U. urealyticum |
КРС, овцы, козы |
Хронические воспали-тельные процессы уроге-нитальных органов. Па-тология плода. Пиело-нефриты. Выделяются из семенной жидкости бы-ков |
A. laidlawii |
КРС |
Выделяется при респира-торных заболеваниях, урогенитальной патоло-гии, маститах |
- Виды диагностических препарато
в. Принцип изготовления и контроль аллергенов.
Диагностические сыворотки в условиях
лабораторий применяют для
Диагностические сыворотки должны обладать строгой специфичностью и высокой чувствительностью.
Диагностические антигены используют для постановки серологических реакций, когда по известному антигену определяют наличие специфических антител в сыворотке крови больного животного. Биофабрики для лабораторий готовят единый бруцеллезный антиген для РСК, РА и РДСК, комплексный туберкулезный антиген для РСК, вибриозный антиген для РА, паратифозные антигены для РА, антигены для диагностики лептоспироза, типоспецифические ящурные антигены, сухой антиген из риккетсий Бернета для РСК и др. Биофабрики также готовят аллергены для аллергической диагностики больных животных (альттуберкулин для птиц, туберкулин сухой очищенный (ППД), маллеин, бруцеллин ВИЭВ, комплексный аллерген из атипичных микобактерий (КАМ) и др.). Выпускают также диагностические фаги (сибиреязвенный бактериофаг К-ВИЭВ, сибиреязвенный бактериофаг «Гама-МВА», стафилококковые фаги для типирования штаммов и др.), а также лечебно-профилактические фаги (бактериофаг против паратифа и колибактериоза телят, бактериофаг против пуллороза-тифа птиц и др.).
- Ознакомьтесь и опишите работу ветеринарной лаборатории, обслуживающей ваш участок. Примите участие в лабораторной диагностике инфекционного заболевания. Опишите подробно порядок этого исследования и его результаты.
Основные задачи ветеринарной лаборатории: разработка и организация мероприятий по предупреждению и ликвидации заболеваний в зоне деятельности лаборатории; проведение диагностических исследований и исследований кормов, воды, мяса, молока и других продуктов.
Кроме того, лаборатория проводит вирусологические, радиологические исследования, осуществляет методическое руководство работой лабораторий ветеринарно-санитарной экспертизы рынков, а также оказывает помощь ветеринарным органам и учреждениям в разработке, организации и проведении необходимых ветеринарных мероприятий. На базе отделов ветеринарной лаборатории ежегодно проводят семинары, стажировки, проходят апробацию и широкие производственные испытания новых диагностикумов для диагностики бруцеллеза животных (РИД, РНГА), а также проходит контроль новых вакцин, рекомендованных Департаментом ветеринарии Минсельхозпрода РФ для профилактики бруцеллеза и бешенства сельскохозяйственных животных.
За счет внедрения новейших методов
исследований и своевременной диагностики
оперативно проводятся противоэпизоотические
и организационно-
При проведении диагностики туберкулеза крупного рогатого скота используется питательная среда ФАСТ-ЗЛ, благодаря этому значительно повысился уровень выявления болезней и в связи с этим сократилось количество неблагополучных пунктов.
Все исследования проводятся по определенным ГОСТам или методическим указаниям.
В ветеринарной лаборатории действует 14 отделов: бактериологический, серологический, вирусологический, паразитологический, патоморфологический, химико-токсикологический, биохимический, радиологический, противобруцел-лезная экспедиция, отдел по оценке эпизоотического состояния, отдел по диагностике и экспертизе, лептоспирозный, ихтиопатологический, отдел стандартизации и метрологии.
Специалисты отделов лаборатории осуществляют диагностику инфекционных и паразитарных болезней животных, птиц, пушных зверей, рыб и пчел, выявляют нарушения обмена веществ в их организме, помогая тем самым специалистам хозяйств, фермерам, перерабатывающим предприятиям успешно осуществлять лечебно-профилактические мероприятия. В том числе, лаборатория проводит исследования кормов, что особенно актуально весной.
Ежегодно проводится вакцинация животных от самых распространенных и опасных болезней согласно разработанным планам.
ВИД ИССЛЕДОВАНИЯ |
ПОСУДА |
КОЛИЧЕСТВО И ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛА |
УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ |
СРОК ИСПОЛНЕНИЯ |
|
стерильная банка-15 мин. Обработка кипячением |
1ст. ложка кала из
несоприкасающейся с землей |
холодильник- 30 часов; комнатная температура-3 часа |
7 ДНЕЙ |
Слизи на микрофлору с определением чувствительности к антибиотикам и фагам |
стерильная пробирка с транспортной средой и ватным тамп. |
из предполагаемых мест поражений стерильным ватным тампоном |
холодильник- до 4-х суток |
7 ДНЕЙ |
|
стерильная пробирка с ватным тамп. |
собрать выделения стерильным ватным тампоном |
комнатная температура до 48 часов |
7 ДНЕЙ |
|
чистая банка |
моча 40-50 мл. |
Холодильник до 24 часов |
1 ДЕНЬ |
|
чистая банка |
моча 2-4 мл. |
Холодильник до 24 часов |
2 ДНЯ |
|
чистая банка |
1ст. ложка кала из
несоприкасающейся с землей |
холодильник до 24 часов |
1 ДЕНЬ |
Исслед. кала на обн. стеркобилина,биллиру-бина, скрытой крови. |
чистая банка |
1ст. ложка кала из
несоприкасающейся с землей |
холодильник- до 20 часов |
2 ДНЯ |
|
На вирус чумы |
стерильная пробирка с ватным тамп. и 2 мл. NaCl |
Сухим тампоном собрать конъюнктивальные истечения или экссудат из носовой полости, опустить в пробирку добавить 2 мл NaCl и тщательно взболтать |
комнатная температура-4 часа морозильная камера до 4 дней |
1 ДЕНЬ |
|
банка |
1ст. ложка кала из
несоприкасающейся с землей |
холодильник до 24 часов |
1 ДЕНЬ |
Соскобы: на демодекоз, саркоптоз, нотоедроз. |
два предметных стеклышка |
глубокий соскоб с кровью с периферии пораженных участков |
комнатная температура до 24 часов |
1 ДЕНЬ |
На отодектоз |
два предметных стеклышка |
собрать ватным тампоном выделения из глубины ушных раковин |
комнатная температура до 24 часов |
1 ДЕНЬ |
На дерматофиты |
Одноразовая пробирка |
шерсть с пораженных участков кожи |
комнатная температура до 24 часов |
2 ДНЯ |
|
Чистая пробирка |
2-5 мл. сыворотки |
холодильник до 24 часов |
7 ДНЕЙ |
|
обезжиренное предметное стекло |
мазок на предметное стекло
с предполагаемого места |
холодильник до 24 часов |
7 ДНЕЙ |
|
банка с формалином |
орган, кусочек органа или ткани. Опухоль или кусочек опухоли. |
холодильник до 3х дней |
14 дней |
анализ крови |
проб. с ЕДТА |
1 мл. |
холодильник до 24 часов |
2 ДНЯ |
Список использованной литературы
- Ветеринарная микробиология и и
ммунология / Н. А. Радчук, Г.В. Дунаев, Н.М. Колычев – М.: Агропромиздат, 1991.
- Микробиология / Н.Р. Асанов – М.: Агропромиздат, 1989.
- Ветеринарная микробиология / П.А. Емельяненко – М.: Колос, 1982.
- Ветеринарная иммунология / У.Д. Герберт – М.: Колос, 1974.
- Инфекционные болезни животных / Д.Ф. Осидзе – М.: Агропромиздат, 1987.
- Структура и функции антител. – М.: Мир, 1983.
- Справочник по микозам и микотоксикозам сельскохозяйственных животных. – Киев: Урожай, 1982.
- Микробиология с вирусологией и иммунологией / К.Д. Пяткин – М.: Мир, 1972.
Выполнила _____________________________