Микробиология

Московская  государственная академия ветеринарной

медицины и  биотехнологии им. К.И. Скрябина ______________________________________________________

Кафедра микробиологии  и иммунологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по микробиологии

 

 

 

 

 

 

 

                                                           Фроловой О.А., студентки

                                                           3-его курса, 2-ой группы,                                                                                

                                                           факультета ветеринарной     

                                                           медицины, заочной формы                                                                                  

                                                                        обучения.                                                                                   

                                                        Шифр: 0256

 

 

 

 

Проверил: ________________________________________

 

 

 

 

 

Москва, 2003

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Понятие об антителах.  Физико-химические,

антигенные, функциональные различия иммуноглобулинов…………………3

 

2. Характеристика возбудителей микоплазмозов

рогатого скота ……………………………………………………………………8

 

3. Виды диагностических препаратов.

Принцип изготовления и  контроль аллергенов………………………………11

 

4. 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

 

5. Список использованной литературы…………………………………………..14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 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 оценивается  такими понятиями, как аффинитет  и авидность. Аффинитет характеризует  уровень сродства антитела к испытуемому  антигену, степени совпадения (комплементарности) конфигураций активного центра антитела и антигенной детерминанты. Под авидностью понимают количество (валентность) и расположение активных центров, характеризующие «жадность» связывания с антигеном всей молекулы антитела. Чем выше авидность иммунной сыворотки, тем слабее склонность агрегатов к диссоциации. Отмечено, что на один и тот же антиген могут образовываться антитела с различным уровнем аффинитета и авидности. Высокоаффинные антитела образуют более прочные комплексы с антигеном, чем низкоаффинные. Авидность зависит как от аффинности, так и от валентности, приходящейся в среднем на одну молекулу антител. При равной аффинности авидность IgM больше, чем авидность IgG, поскольку IgM функционально пятивалентен, а IgG двухвалентен. 

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 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.