Учреждение образования
«Международный государственный экологический университет
имени А.Д. Сахарова»
УТВЕРЖДАЮ
проректор по учебной работе
МГЭУ им. А.Д. Сахарова
О.И. Родькин
Регистрационный № ТД-_/р.
ОБЩАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ
ВИРУСОЛОГИИ
Учебная программа для специальности:1-33 01 05 Медицинская экология Факультет экологической медицины Кафедра иммунологии Курс 2,3 Семестр IV, V Лекции Экзамен V семестр Лабораторные занятия Всего аудиторных часов по дисциплине Всего часов по дисциплине Форма получения высшего образования очная Минск 2009 г.
Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы для высших учебных заведений «Общая и экологическая микробиология с основами вирусологии», регистрационный № /тип. от _200 г.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры иммунологии 200 г. Протокол №_ Заведующий кафедрой _ М.М.Зафранская Одобрена и рекомендована Советом факультета экологической медицины МГЭУ им.А.Д. Сахарова 200 г. Протокол №_ Председатель _М.С. Морозик
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Общая и экологическая микробиология с основами вирусологии занимает важное место в эколого-биологическом образовании. Усвоение данной дисциплины является необходимым условием успешного изучения последующих дисциплин специальности, таких как биохимия, биофизика, генетика, молекулярная биология, иммунология, фармакология, внутренние болезни и экология.Микроорганизмы занимают центральное место в биосфере и в то же время испытывают на себе действие различных антропогенных факторов, видоизменяясь и приспосабливаясь к новым условиям существования. Вследствие особенностей строения и функционирования генетического аппарата микроорганизмы обладают чрезвычайно развитыми способностями к переживанию в экстремальных условиях окружающей среды, а также к сохранению генома.
Совокупность перечисленных выше особенностей микроорганизмов, включая простоту культивирования в лабораторных условиях, позволяет использовать их в качестве модельных объектов для многочисленных и разнообразных исследований в смежных с микробиологией областях, что требует основы микробиологических знаний для специалистов практически всех отраслей биологических наук.
Микроорганизмы являются также важнейшим объектом биотехнологии, позволяя осуществлять продукцию ряда химических веществ, продуктов питания, лекарств. Кроме этого, микроорганизмы выполняют своеобразную «маркерную» функцию, являясь отражением процессов, как загрязнения объектов окружающей среды, так и восстановления их биологического равновесия.
Цель преподавания дисциплины «Общая и экологическая микробиология с основами вирусологии» состоит в том, чтобы подготовить студентов в области фундаментальной микробиологии, сформировать у них экологобиологическое мышление, способность рассматривать особенности микроорганизмов с точки зрения концепции о микробной доминанте и ознакомить с основными микробиологическими и вирусологическими методами.
Задачи дисциплины. В результате усвоения этой дисциплины обучаемый должен:
знать:
- принципы систематики и особенности морфологии, физиологии и генетики различных групп микроорганизмов;
- особенности распространения микроорганизмов в различных средах и способы их обнаружения;
- особенности экологических взаимоотношений между микробами различных видов, между микробами и высшими живыми организмами, а также влияния факторов внешней среды на жизнеспособность микроорганизмов;
- значение микроорганизмов и их место в процессах круговорота веществ в природе;
- значение микроорганизмов в развитии инфекционных заболеваний, пути передачи инфекционных агентов, а также молекулярно-клеточные механизмы воздействия факторов патогенности микроорганизмов на клетки, ткани и системы органов человека;
- проводить и интерпретировать результаты микроскопического, культурального, биохимического и серологического исследования чистой культуры бактерий, а также вирусологических исследований;
- проводить и интерпретировать результаты микробиологического исследования по определению концентрации микробов в исследуемом материале;
- интерпретировать результаты санитарно-микробиологических исследований;
- применять полученные навыки по антисептической и асептической обработке для предотвращения инфицирования организма человека и контаминации объектов внешней среды микроорганизмами.
Учебный материал включает следующие разделы: «Общая микробиология», «Экологическая микробиология», «Медицинская микробиология», «Основы вирусологии» и «Методы микробиологических исследований».
Указанные разделы изучаются на втором (четвертый семестр) и третьем курсах (пятый семестр). Итоговые формы контроля в IV семестре – зачёт, V семестре - экзамен
2. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
1.1. Микробиология как наука Микробиологические науки и их место в комплексе биологических наук.Предмет и задачи микробиологии. Составные части микробиологии. Связь микробиологии с другими науками. История развития микробиологии. Основоположники микробиологии (Луи Пастер, Роберт Кох). Значение микроорганизмов в природе и жизни человека.
Систематика микроорганизмов. Принципы классификации микроорганизмов.
Основные таксономические категории. Определение вида у микроорганизмов. Критерии вида. Общая характеристика микроорганизмов. Отличительные особенности микроорганизмов. Положение микроорганизмов в системе живого мира. Отличия прокариотов от эукариотов.
1.2. Морфология и физиология микробов Прокариотические микроорганизмы. Эубактерии и архебактерии. Морфология эубактерий. Основные формы эубактерий: кокки, палочки, извитые формы. Расположение эубактерий друг относительно друга, номенклатура.
Строение прокариотической клетки (нуклеоид, капсула, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, фимбрии, жгутики). Грмаположительные и грамотрицательные микроорганизмы.
Обмен веществ у микроорганизмов. Питание микроорганизмов.
Пути получения энергии у микроорганизмов. Характеристика энергетических процессов. Аэробный и анаэробный типы метаболизма.
Рост и размножение микробов. Фазы роста микробной культуры в искусственной питательной среде.
Покоящиеся формы микробов - характеристика, основные отличия от вегетативных форм.
1.3. Генетический аппарат микроорганизмов. Генетика микробов Строение генетического аппарата бактерий. Отличия генетического аппарата прокариот и эукариот. Внехромосомные факторы наследственности (плазмиды, эписомы, транспозоны, инсерционные последовательности). Изменчивость и ее виды. Генетические рекомбинации у прокариот. Ненаследственная изменчивость микроорганизмов. Модификации.
РАЗДЕЛ 2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
2.1. Экология микроорганизмов природных сред Экологическая микробиология, определение, задачи. Отрасли экологической микробиологии. Основные понятия экологической микробиологии (микроценоз, биосистема, микроэкосистема, экологические связи).Экология микроорганизмов почвы. Микроценозы почв. Роль микроорганизмов в образовании и разложении гумуса и в почвообразовательном процессе.
Экология водных микроорганизмов. Микробиологический контроль качества питьевой воды. Коли-индекс и коли-титр.
Распространение микроорганизмов в воздухе. Оценка санитарномикробиологического состояния воздуха закрытых помещений. Методы обнаружения патогенных микроорганизмов в окружающей среде, продуктах питания.
2.2. Влияние абиотических факторов на микроорганизмы Абиотические факторы внешней среды. Понятия «зоны жизни микроорганизмов», «кардинальные точки роста». Влияние молекулярного кислорода на микроорганизмы. Разделение прокариот на группы в зависимости от их отношения к молекулярному кислороду. Молекулярный кислород как фактор эволюции. Влияние на микроорганизмы температуры, водной активности, активной кислотности среды. Влияние разных видов излучений на микроорганизмы. Механизмы токсического действия металлов в отношении микроорганизмов. Металлорезистентность микроорганизмов.
Влияние антимикробных веществ на микроорганизмы.
2.3. Биогеохимическая деятельность микроорганизмов Геохимическая деятельность микроорганизмов. Концепция микробной доминанты. Роль микроорганизмов в круговороте углерода и кислорода. Участие микроорганизмов в биологическом круговороте азота (симбиотические и свободноживущие азотфиксаторы, аммонификаторы, нитрифицирующие и денитрифицирующие микроорганизмы), серы (сульфатвосстанавливающие и тионовые бактерии) и фосфора. Сопряжение биологических круговоротов.
Применение микроорганизмов для решения проблем охраны окружающей среды. Биологическая очистка сточных вод. Биоремедиация.
2.4. Межвидовые взаимоотношения в мире микроорганизмов Основные типы межвидовых взаимоотношений. Взаимоотношения между микроорганизмами разных видов. Симбиоз. Мутуализм. Комменсализм.
Синтрофия. Конкуренция. Хищничество. Паразитизм. Антагонизм.
Взаимоотношения микроорганизмов и растений.
Взаимоотношения микроорганизмов с беспозвоночными животными.
Нормальная микрофлора тела человека. Роль нормальной микрофлоры.
Микробный антагонизм нормальной микрофлоры по отношению к патогенной микрофлоре. Бактериоциногения, бактериоцины. Дисбактериозы, причины и условия развития.
2.5. Микробиологические аспекты биотехнологии Микроорганизмы как объект биотехнологии. Направления биотехнологии.
Микробиологический синтез. Биологические катализаторы. Продукты, вырабатываемые с помощью микробиологического синтеза. Генная инженерия в биотехнологии. Модификация генома микроорганизмов в целях биотехнологии Генная инженерия и экологическая безопасность. Генная диагностика и генная терапия.
РАЗДЕЛ 3. МЕДИЦИНСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
3.1. Инфекционный процесс Инфекция, определение, характеристика, условия возникновения.Микроорганизмы, как причина инфекционного процесса. Патогенность и вирулентность микроорганизмов.
Макроорганизм (организм-хозяин) как объект повреждения в рамках инфекционного процесса.
Значение факторов окружающей среды (абиотических и биотических) в распространении инфекционных агентов. Пути передачи инфекционных агентов.
3.2. Инфекционные болезни Инфекционная болезнь как результат инфекционного процесса. Классификации инфекционных заболеваний.
Особенности инфекционных болезней. Периоды инфекционной болезни.
Исходы инфекционной болезни. Общая схема патогенеза инфекционного заболевания. Методы диагностики инфекционных болезней. Основные направления терапии инфекционных болезней.
Меры предупреждения и контроля за распространением инфекционных болезней. Индивидуальные способы защиты (профилактики) от инфекционных болезней.
Специфическая профилактика и специфическая терапия инфекционных болезней. Вакцинация. Вакцины, виды, способы изготовления. Требования, предъявляемые к вакцинам. Календарь вакцинации.
3.3. Факторы патогенности микроорганизмов Факторы патогенности. Классификация факторов патогенности. Факторы патогенности, способствующие адаптации микробов в организме человека.
Факторы, препятствующие фагоцитозу (роль капсулы, белка А стафилококка, белка М стрептококка). Факторы, ингибирующие активацию системы комплемента. Факторы инвазии. Ферменты-токсины. Экзотоксины - виды, механизмы действия. Бактериальные экзотоксины как суперантигены, свойства и механизм действия. Эндотоксины - липополисахарид клеточной стенки грамнегативных бактерий, механизм действия. Отличия экзо- и эндотоксинов.
Патогенность, обусловленная перекрестным реагированием антигенов.
Структуры микробной клетки, обладающие аллергенным действием. Понятие об облигатно-патогенных микробах, условно-патогенных микробах, непатогенных микробах.
3.4. Противомикробные мероприятия Противомикробные мероприятия. Асептика, антисептика. Виды антисептики.
Химические вещества, применяемые в качестве антисептиков. Требования, предъявляемые к антисептикам. Основные группы антисептиков. Дезинфекция и стерилизация. Способы дезинфекции (механический, физический, химический).
Химиотерапевтические средства, классификация, структура и механизм действия. Антибиотики, классификация по происхождению, механизму и типу действия. Методы определения чувствительности микробов к антибиотикам (метод бумажных дисков, метод серийных разведений в МПА или МПБ).
3.5. Кокки и их значение в патологии человека Систематика стафилококков, стрептококков и нейссерий. Морфологические, культуральные, биохимические, антигенные свойства. Факторы патогенности. Заболевания, вызываемые стафилококками (пиогенные инфекции, пищевые интоксикации, синдром токсического шока), стрептококками (пиогенные инфекции, ангина, скарлатина, аутоиммунные процессы, кариес), нейссериями (менингококковая инфекция, гонококковая инфекция). Иммунитет при кокковых инфекциях. Микробиологическая диагностика. Профилактика и терапия.
3.6. Микобактерии и их значение в патологии человека Систематика и общая характеристика микобактерий. Возбудители туберкулёза, история открытия. Морфологические, культуральные, биохимические и антигенные свойства. Факторы патогенности. Пути передачи возбудителей туберкулёза. Формы туберкулёзной инфекции. Патогенез туберкулёза. Иммунитет при туберкулёзе. Условия, способствующие развитию туберкулёза.
Профилактика и терапия туберкулёза. Микробиологическая диагностика.
Возбудитель лепры, общая характеристика и вызываемые заболевания. Особенности микробиологической диагностики лепры.
3.7. Возбудители дифтерии и коклюша Систематика коринебактерий. Морфологические, культуральные, биохимические и антигенные свойства возбудителя дифтерии. Факторы патогенности, свойства дифтерийного экзотоксина. Пути передачи и патогенз дифтерии.
Иммунитет при дифтерии. Специфическая профилактика (дифтерийный анатоксин) и специфическая терапия дифтерии (противодифтерийная сыворотка). Микробиологическая диагностика.
Бордетеллы, систематика и общая характеристика. Морфологические, культуральные, биохимические и антигенные свойства возбудителей коклюша и паракоклюша. Факторы патогенности. Пути передачи и патогенез коклюша и паракоклюша. Иммунитет при коклюше. Специфическая профилактика и терапия коклюша. Микробиологическая диагностика.
3.8. Возбудители клостридиальных инфекций. Возбудитель сибирской язвы Систематика и общая характеристика клостридий. Особенности спорообразования у клостридий.
Клостридиальные экзотоксины (ботулинический экзотоксин, столбнячные экзотоксины), биологические свойства, механизм токсического действия.
Пути передачи ботулизма и столбняка. Патогенез заболеваний. Микробиологическая диагностика, специфическая профилактика и специфическая терапия столбняка и ботулизма.
Особенности клостридий – возбудителей анаэробной раневой инфекции.
Систематика возбудителя сибирской язвы. Морфологические, культуральные и биохимические свойства. Факторы патогенности и патогенез сибирской язвы. Специфическая профилактика и терапия сибирской язвы. Микробиологическая диагностика 3.9. Факультативно-анаэробные ферментирующие грамотрицательные палочки Систематика энтеробактерий. Основные роды энтеробактерий (эшерихии, шигеллы, клебсиеллы, иерсинии, сальмонеллы, протеи). Морфологические, культуральные, биохимические, антигенные свойства. Факторы патогенности. Заболевания, вызываемые энтеробактериями (эшерихиозы, сальмонеллёзы, брюшной тиф и паратифы, дизентерия, клебсиеллёзы). Микробиологическая диагностика. Профилактика и терапия.
Систематика и общая характеристика бактерий рода Vibrio. Возбудитель холеры. Морфологические, культуральные, биохимические, антигенные свойства. Факторы патогенности. Эпидемиология, патогенез и клинические проявления холеры. Микробиологическая диагностика. Профилактика и терапия.
Систематика и общая характеристика гемофильных бактерий (палочки инфлюэнцы, возбудитель мягкого шанкра). Морфологические, культуральные, биохимические, антигенные свойства. Факторы патогенности. Микробиологическая диагностика. Профилактика и терапия.
3.10. Анаэробные грамположительные палочки Общая характеристика семейства лактобацилл. Роль лактобацилл в поддержании нормального пищеварения и гомеостаза слизистых оболочек. Применение культур лактобацилл для коррекции дисбактриозов. Применение лактобацилл в пищевой промышленности. Патогенность лактобацилл в составе микробных ассоциатов.
3.11. Хламидии, микоплазмы и риккетсии. Их значение в патологии человека Строгий внутриклеточный паразитизм у бактерий и его значение.
Систематика хламидий, риккетсий и микоплазм. Морфологические, культуральные, биохимические, антигенные свойства. Факторы патогенности. Заболевания, вызываемые хламидиями (поражения глаз, половых органов и дыхательного тракта), риккетсиями (вшиво-блошиные сыпные тифы, группа клещевых пятнистых лихорадок, лихорадка цуцугамуши, Ку-лихорадка, траншейная лихорадка и болезнь «кошачьих царапин») и микоплазмами (поражения органов дыхания и мочеполового тракта). Микробиологическая диагностика. Профилактика и терапия.
3.12. Спирохеты и их значение в патологии человека Систематика и общая характеристика спирохет (трепонем, боррелий, лептоспир). Возбудители сифилиса и фрамбезии (T.pallidum), пинты (T.carateum). Пути передачи сифилиса. Меры предупреждения заболеваний, передающихся половым путем.
Возбудители эпидемического возвратного тифа (B.recurrentis) и боррелиоза Лайма (B.burgdorferi).
Лептоспирозы. Морфологические, культуральные, биохимические, антигенные свойства. Факторы патогенности. Микробиологическая диагностика.
Профилактика и терапия.
РАЗДЕЛ 4. ОСНОВЫ ВИРУСОЛОГИИ
4.1. Вирусы как особая форма существование материи. Взаимодействие вирусов с чувствительной клеткой Вирусы, их место в мире микробов. Классификации вирусов по типу нуклеиновой кислоты, по строению оболочек, по хозяину. ICTV классификация и система классификации Балтимора.Формы существования вирусов - вирион, провирус, вирус. Строение вирусов.
Цитотропизм вирусов, его виды и причины. Строгий паразитизм вирусов, причины и следствия.
Механизм взаимодействия вириона с чувствительной клеткой.
4.2. Диагностика вирусных инфекций Диагностика вирусных инфекций: вирусологический метод, серологический метод. Индикация вирусной инфекции клетки.
Идентификация вирусов - генетический и серологический методы.
4.3. Бактериофаги. Особенности взаимодействия с бактериями. Практическое использование бактериофагов Бактериофаги: классификация, строение, взаимодействие с бактериальной клеткой. Прикладное использование бактериофагов: фагоиндикация, фагодиагностика, фаготерапия. Лизогения. Лизогенная конверсия. Провирусы животных и состояние вирогении. Вироиды.
4.4. Вирусы – возбудители респираторных инфекций человека Респираторные инфекции, пути передачи, особенности развития. Систематика, общая характеристика, строение генома, антигенная структура, особенности культивирования, чувствительность к факторам окружающей среды вирусов–возбудителей респираторных инфекций (вирусы гриппа, парагриппа, аденовирусы, риновирусы). Иммунитет при респираторных вирусных инфекциях.
Профилактика и терапия респираторных вирусных инфекций. Методы диагностики респираторных вирусных инфекций.
4.5. Вирусы – возбудители гастроэнтеритов человека Вирусные гастроэнтериты, пути передачи, особенности развития. Систематика, общая характеристика, строение генома, антигенная структура, особенности культивирования, чувствительность к факторам окружающей среды вирусов – возбудителей респираторных инфекций (ротавирусы, энтеровирусы, коронавирусы). Иммунитет при вирусных гастроэнтеритах.
Профилактика и терапия вирусных гастроэнтеритов. Методы диагностики вирусных гастроэнтеритов.
4.6. Вирусы – возбудители детских инфекций Детские вирусные инфекции, пути передачи, особенности клинической картины и иммунитета. Причины более тяжёлого течения заболеваний при заболевании взрослого человека.
Систематика, общая характеристика, строение генома, антигенная структура, особенности культивирования, чувствительность к факторам окружающей среды вирусов–возбудителей эпидемического паротита, кори, краснухи, ветряной оспы, инфекционного мононуклеоза, полиомиелита.
Профилактика, терапия и методы диагностики детских вирусных инфекций.
4.7. Вирусы – возбудители арбовирусных инфекций Понятие «арбовирусные инфекции». Пути передачи возбудителей арбовирусных инфекции, насекомые-переносчики арбовирусов, ареалы обитания.
Арбовирусные инфекции как пример эндемичных инфекций. Общая схема патогенеза вирусных клещевых энцефалитов и геморрагических лихорадок.
Вирус бешенства, систематика, общая характеристика. Бешенство, пути распространения инфекции, патогенез, клиническая картина. Препараты для специфической профилактики и специфической терапии бешенства. Методы вирусологической диагностики бешенства.
«