Вивчайте тему «Мікробіологія» з нуля
1Світ мікроорганізмів
Мікробіологія вивчає організми, надто малі, щоб їх бачити без мікроскопа. Більшість із них нешкідливі або корисні: бактерії у вашому кишківнику допомагають перетравлювати їжу й не пускають шкідливі мікроби.
Мікроб, що спричиняє хворобу, — це патоген. Основні групи відрізняються будовою, а будова визначає, як їх лікувати:
- Бактерії — одноклітинні організми без ядра (прокаріоти) завдовжки близько 1–5 мікрометрів. Вони мають власні рибосоми й зазвичай клітинну стінку, тож антибіотики можуть діяти на них.
- Віруси не є клітинами. Це ДНК або РНК у білковій оболонці (капсиді) розміром близько 20–300 нанометрів, і вони можуть розмножуватися лише всередині клітини-хазяїна. Антибіотики на них не діють.
- Гриби мають ядро (еукаріоти). До них належать дріжджі, як-от Candida, що спричиняє кандидоз, і цвілі.
- Паразити включають найпростіших, як-от Plasmodium, що спричиняє малярію, і гельмінтів (черв’яків), як-от ціп’яки та аскариди.
- Пріони — це неправильно згорнуті білки без жодної ДНК чи РНК. Вони спричиняють рідкісні захворювання мозку, як-от хворобу Крейтцфельдта–Якоба.
Самоперевірка Чому антибіотик не лікує грип?
- Антибіотики діють лише на грамнегативні організми
- Бактерії грипу завжди стійкі
- Грип спричиняє вірус, у якого немає власної клітинної стінки чи рибосом
- Грип спричиняє гриб
Відповідь: Грип спричиняє вірус, у якого немає власної клітинної стінки чи рибосом. Антибіотики атакують бактеріальні структури, як-от клітинна стінка й бактеріальні рибосоми. У вірусів нічого цього немає, і вони користуються апаратом клітини-хазяїна. Називати грип бактерією — головна помилка.
2Бактерії: форма, забарвлення та виживання
Бактерії спершу описують за формою: коки круглі, бацили — палички, а спірили — спіралі. Коки у скупченнях типові для стафілококів; коки в ланцюжках — для стрептококів.
Забарвлення за Грамом розподіляє бактерії за клітинною стінкою:
- Грампозитивні бактерії мають товсту пептидогліканову стінку, яка утримує кристалічний фіолетовий барвник. Вони забарвлюються в пурпуровий колір.
- Грамнегативні бактерії мають тонку стінку й зовнішню мембрану. Вони втрачають барвник і сприймають рожевий контрастний барвник. Зовнішня мембрана містить ендотоксин (ліпополісахарид) і не пропускає багато антибіотиків.
- Mycobacterium tuberculosis має воскову стінку й погано забарвлюється за Грамом. Її виявляють кислотостійким забарвленням (за Цилем–Нільсеном).
Бактерії також відрізняються потребою в кисні. Облігатні аероби потребують його, облігатні анаероби гинуть від нього (наприклад, Clostridium), а факультативні анаероби ростуть із ним і без нього.
Бактерії розмножуються бінарним поділом: одна клітина ділиться надвоє. Деякі, як-от Clostridium і Bacillus, утворюють ендоспори: міцні форми спокою, які витримують нагрівання, висихання та спирт.
Багато бактерій виділяють екзотоксини — білки зі специфічною дією. Токсин правця викликає м’язові спазми; токсин холери — водянисту діарею.
Бактерії можуть бути стійкими до антибіотиків, наприклад, виробляючи фермент, що руйнує препарат (бета-лактамаза), виштовхуючи його (ефлюксні помпи) або змінюючи його мішень. Гени стійкості можуть передаватися між бактеріями.
Самоперевірка Який результат ви очікуєте для грампозитивної бактерії?
- Без кольору, бо вона не має клітинної стінки
- Пурпуровий, бо вона має зовнішню мембрану з ендотоксином
- Пурпуровий, бо її товста пептидогліканова стінка утримує кристалічний фіолетовий
- Рожевий, бо вона має зовнішню мембрану
Відповідь: Пурпуровий, бо її товста пептидогліканова стінка утримує кристалічний фіолетовий. Товста пептидогліканова стінка утримує пурпуровий барвник. Зовнішня мембрана й ендотоксин належать грамнегативним бактеріям, які в підсумку стають рожевими.
3Як поширюються інфекції та як їх зупиняють
Інфекції потрібен ланцюг інфекції. Розрив будь-якої ланки зупиняє її:
- Збудник: сам патоген.
- Резервуар: де він живе, наприклад людина, тварина, вода чи ґрунт.
- Вихідні ворота, як-от кашель, кров чи випорожнення.
- Механізм передачі: контакт (руки), краплі, повітряні частинки, їжа й вода (фекально-оральний) або переносник, як-от комар.
- Вхідні ворота, як-от рот, рана чи сечовий катетер.
- Сприйнятливий хазяїн, наприклад людина без імунітету.
Інкубаційний період — це час від зараження до перших симптомів. Хвороба, що передається від тварин до людини, — це зооноз. Базове репродуктивне число R0 — це середня кількість людей, яких заражає один випадок у повністю сприйнятливій популяції.
Гігієна рук — найефективніший окремий захід проти поширення в лікарнях. Спиртовий розчин не вбиває спори, тому після контакту з Clostridioides difficile руки миють милом і водою.
Стерилізація вбиває всі мікроорганізми, включно зі спорами, наприклад в автоклаві парою під тиском приблизно за 121 °C. Дезінфекція зменшує кількість мікроорганізмів на предметах, але може лишити спори. Антисептика робить те саме на шкірі чи тканинах.
Вакцини тренують адаптивну імунну систему. Вони можуть містити живі ослаблені мікроби (MMR), убиті мікроби або їхні частини чи мРНК, за якою клітини виробляють один вірусний білок.
Самоперевірка Інструмент має бути вільним від усіх мікроорганізмів, включно зі спорами. Який процес потрібен?
- Антисептика хлоргексидином
- Дезінфекція спиртовою серветкою
- Пастеризація
- Стерилізація, наприклад в автоклаві
Відповідь: Стерилізація, наприклад в автоклаві. Лише стерилізація вбиває спори. Дезінфекція й антисептика зменшують кількість мікробів, але можуть лишити спори; пастеризація вбиває багато патогенів у їжі, але не є стерилізацією.
4Як міркувати над запитанням з мікробіології
Більшість запитань описують організм або пацієнта. Рухайтеся від будови до наслідків:
- Визначте групу: бактерія, вірус, гриб, паразит чи пріон.
- Для бактерій пригадайте ключові ознаки: форму, результат за Грамом, потребу в кисні, спори, токсини.
- Запитайте, де організм живе і як поширюється. Це підкаже, як запобігти його поширенню.
- Запитайте, як він завдає шкоди: вторгненням у тканини, токсином чи імунною реакцією.
- Нехай будова скеровує лікування та контроль. Відсутність клітинної стінки означає, що пеніцилін не подіє; спори означають, що спирту недостатньо.
5Розв’язаний приклад
Стежте за міркуванням. Спробуйте передбачити наступний крок, перш ніж його відкрити.
Розв’язаний прикладПацієнт у лікарні тиждень отримував антибіотики широкого спектра, і тепер у нього рясна діарея з неприємним запахом. Яка ймовірна причина і як запобігти поширенню іншим пацієнтам?
1Антибіотики широкого спектра вбивають значну частину нормальної кишкової флори. Це дає простір стійкому організму, який нормальна флора зазвичай стримує.
2Класична причина — Clostridioides difficile, грампозитивна спороутворювальна облігатно анаеробна паличка.
3Він виділяє токсини, що пошкоджують слизову оболонку товстої кишки. Це спричиняє діарею, а в тяжких випадках — запалення товстої кишки.
4Спори виходять з організму з калом і довго виживають на руках, унітазах і ліжкових поруччях. Вони потрапляють до наступної людини через рот: фекально-оральний шлях.
5Ізолюйте пацієнта з контактними запобіжними заходами, надягайте рукавички та фартух і мийте руки милом і водою, бо спирт не вбиває спори.
Прибирайте середовище спороцидним засобом, наприклад препаратом із хлором, і припиніть антибіотики, які не потрібні.
Відповідь Інфекція C. difficile після втрати нормальної кишкової флори; запобігайте поширенню ізоляцією, рукавичками й фартухом, миттям рук милом і водою та спороцидним прибиранням.
6Типові помилки
- Лікувати вірусні інфекції антибіотиками. Антибіотики діють лише на бактерії.
- Плутати кольори за Грамом. Грампозитивні — пурпурові; грамнегативні — рожеві.
- Плутати ендотоксин (частину зовнішньої мембрани грамнегативних бактерій) і екзотоксини (білки, що їх виділяють бактерії).
- Називати дезінфекцію стерилізацією. Лише стерилізація надійно вбиває спори.
- Покладатися на спиртовий антисептик для рук щодо спороутворювальних організмів, як-от C. difficile.
- Думати, що людина не може поширювати інфекцію під час інкубаційного періоду. При деяких інфекціях може.
Самоперевірка Медсестра доглядає пацієнта з діареєю від C. difficile. Яка гігієна рук потрібна після цього?
- Лише спиртовий антисептик для рук
- Миття милом і водою
- Рукавички, тож гігієна рук не потрібна
- Спиртовий антисептик для рук двічі
Відповідь: Миття милом і водою. Спирт не вбиває спори, тому їх треба змити механічно милом і водою. Повторне нанесення спирту цього не розв’язує, а рукавички ніколи не замінюють гігієну рук.
7Як виглядають екзаменаційні запитання
- Легко (ключові терміни та факти): визначення та класичні організми. Що таке патоген чи інкубаційний період, який організм спричиняє малярію, у який колір забарвлюються грампозитивні бактерії.
- Середньо (застосування понять): механізми. Як працює стійкість, чому діє вакцина чи метод стерилізації, як токсин спричиняє симптоми.
- Складно (кейси й аналіз): пацієнт або класичне дослідження. Ви визначаєте організм за анамнезом, пояснюєте, чому тест чи лікування не спрацьовує, або інтерпретуєте досліди, як-от Гріффіта чи Джона Сноу.
У складних запитаннях починайте з будови організму. Стінка, оболонка, спори й токсини пояснюють більшість симптомів, результатів тестів і виборів лікування.
Вивчайте крок за кроком у застосункуВивчайте крок за кроком у застосунку