Дополнительный материал к занятию.

План изучения темы.

Исходный уровень знаний.

К антибактериальным препаратам.

Определение чувствительности микроорганизмов

Химиотерапевтические препараты. Антибиотики.

Занятие 14

Цель самоподготовки.

После самостоятельного изучения материала необходимо знать:

- источники получения химиотерапевтических препаратов и антибиотиков, а также механизмы их антимикробного действия;

- условия формирования лекарственной устойчивости микроорганизмов и методы её определения.

Для усвоения материала необходимо повторить:

- морфологию и физиологию грибов и других продуцентов антибиотиков;

- участие структурных элементов клеток прокариотов в их физиологических функциях.

Цель занятия.

1. Изучить:

- основные группы химиотерапевтических препаратов с антимикробной активностью;

- методы определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам и химиотерапевтическим препаратам.

2. Усвоить сведения о механизмах лекарственной устойчивости бактерий.

1. Основные этапы развития химиотерапии и учения об антибиотиках.

2. Основные группы антимикробных веществ: природные, полусинтетические, синтетические антимикробные агенты.

3. Источник получения, механизм действия и классификация антибиотиков.

4. Побочные явления при антибиотикотерапии.

5.Лекарственная устойчивость микробов.

После изучения темы студент должен уметь.

Определить:

- антибиотикограмму исследуемой культуры диско-диффузионным методом.

Критериями антимикробной активности препарата являются минимальная ингибирующая концентрация (МИК) и минимальная бактерицидная концентрация (МБК). МИК – это наименьшая концентрация антибиотиков, которая invitro полностью подавляет видимый рост бактерий. Она выражается в мг/л или мкг/мл. МБК – это наименьшая концентрация антибиотика, которая вызывает бактерицидный эффект. Для её определения необходимо провести высев из пробирок, в которых визуально отсутствует рост, на плотный питательный агар, не содержащий антибиотик. Этот показатель имеет большое клиническое значение. На основе метода серийных разведений созданы микрометоды, предусматривающие использование меньшего объёма питательной среды. В настоящее время для проведения такого рода исследований выпускаются многочисленные коммерческие наборы, состоящие из высушенных стабилизированных разведений антибиотиков в питательной среде, которые разбавляются суспензией тест-микроба. Данные наборы могут храниться в обычных условиях, вследствие чего исключается необходимость в приготовлении разведений среды и антибиотиков в лабораторных условиях. Достоинством тестов микроразведений является также то, что они включаются в автоматизированную систему.

На основании полученных данных (диаметра зоны задержки роста или величины МИК) микроорганизмы подразделяют на чувствительные, умеренно-резистентные и резистентные. Для разграничения этих категорий используют так называемые пограничные концентрации антибиотиков, которые не являются неизменными величинами. Они пересматриваются по мере изменения чувствительности популяции микроорганизмов. Разработкой и пересмотром критериев интерпретации занимаются ведущие специалисты (химиотерапевты, микробиологи), входящие в специальные комитеты. Одним из них является национальный комитет по клиническим лабораторным стандартам (NationalCommitteeforClinicalLaboratoryStandards – NCCLS), организованный в США. В настоящее время стандарты NCCLS используются как международные для оценки результатов определения чувствительности бактерий при многоцентровых микробиологических и клинических исследованиях.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам.Критерием чувствительности микроорганизмов к антибиотикам является минимальная ингибирующая концентрация (МИК) антибиотика, задерживающая рост возбудителя при стандартных условиях постановки опыта.

Для определения лекарственной устойчивости используют суточную чистую культуру возбудителя, выделенную из организма больного, и стандартную питательную среду (АГВ или Мюллер-Хинтон агар) для её посева.

Определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам проводят диско-диффузионным методом или методом серийных разведений антибиотика в жидких или плотных средах.

Диско-диффузионный метод.Определение чувствительности к антибиотикам методом бумажных дисков основано на диффузии антибиотика в питательную среду. Концентрация антибиотиков в дисках подобрана таким образом, чтобы диаметры зон задержки роста стандартных тест-микроорганизмов соответствовали международным стандартам. Эта концентрация соответствует средней терапевтической дозе для стандартных штаммов микроорганизмов.

Приготовленную взвесь микроорганизмов засевают на поверхность специальной среды (АГВ или агар Мюллер-Хинтона) в чашки Петри. Затем стерильным пинцетом на засеянную поверхность помещают на равном расстоянии друг от друга, от краёв и центра чашки стандартные бумажные диски, пропитанные растворами различных антибиотиков (также можно использовать специальные устройства и диспенсеры). Засеянные чашки выдерживают в термостате при температуре, оптимальной для роста исследуемых бактерий. Если бактерии чувствительны к данному антибиотику, то вокруг диска образуется зона задержки роста. Диаметр зоны задержки роста соответствует степени чувствительности исследуемого микроорганизма к данному антибиотику. Окончательный результат оценивается по специальным таблицам, в которых указаны диаметры зон задержки роста стандартных культур, чувствительных, устойчивых и умеренно-устойчивых.

Метод дисков не даёт надежных данных при определении чувствительности микроорганизмов к плохо диффундирующим в агар полипептидным антибиотикам (например, полимиксину, ристомицину). Также этот метод не позволяет определить минимальную подавляющую концентрацию антибиотика.

Метод серийных разведений.Данным методом определяют минимальную концентрацию антибиотика, ингибирующую рост исследуемой культуры бактерий (МПК, МИК). Для этого вначале готовят основной раствор, содержащий определенную концентрацию антибиотика (мкг/мл или ед/мл) в специальном растворителе или буферном растворе. Далее из основного раствора готовят все последующие разведения в бульоне (в объёме 1 мл), после чего к каждому разведению добавляют 0,1 мл исследуемой бактериальной суспензии, содержащей 10⁶-10⁷ бактериальных клеток в 1 мл. В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона (без антибиотика) и 0,1 мл суспензии бактерий (контроль культуры). Посевы инкубируют при 37⁰С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта по помутнению питательной среды, сравнивая с контролем. Последняя пробирка с прозрачной питательной средой указывает на задержку роста исследуемой культуры бактерий, под влиянием содержащейся в ней минимальной подавляющей (ингибирующей) концентрации (МПК, МИК) антибиотика. Для оценки минимальной бактерицидной концентрации (МБК) производят высев на плотную питательную среду без антибиотика из пробирок с отсутствием роста. За МБК принимают минимальную концентрацию антибиотика, вызывающую гибель микроорганизма, что характеризуется отсутствием роста на чашках Петри с питательной средой.

Метод серийных разведений антибиотика в агаризованной среде.В этом случае можно в одном опыте проверить чувствительность к разным концентрациям данного антибиотика нескольких культур микроорганизмов. Различные разведения антибиотика готовят в стерильной агаризованной среде. Для этого в неё добавляют требуемое количество исходного раствора антибиотика, тщательно перемешивают и заливают в стерильные чашки Петри. После застывания агара дно чашки с наружной стороны делят маркером на сектора. Каждую исследуемую культуру засевают штрихом с помощью бактериологической петли на определённый сектор в чашки с разными концентрациями антибиотика. Посев исследуемых культур на чашки с различными концентрациями антибиотика можно сделать с помощью аппликатора, позволяющего засевать одновременно 12-15 культур на одну чашку. Затем чашки помещают в термостат при температуре, оптимальной для роста и развития изучаемых бактерий. Результаты учитывают по наличию или отсутствию роста бактерий в сравнении с ростом на среде в контрольной чашке. Бактерии считаются чувствительными к антибиотику в такой его концентрации, при которой их рост полностью подавляется.

Метод Е-тестов.Данный метод сочетает в себе достоинства метода серийных разведений и метода дисков. Вместо дисков используются полоски («линейки») фильтровальной бумаги, пропитанные антибиотиком, причем у основания полоски концентрация антибиотика будет минимальной, а на «верхушке» – максимальной. Полоски помещают на поверхность питательного агара, засеянного исследуемой культурой. Если бактерии чувствительны к действию данного препарата, вокруг участков полоски, содержащих его ингибирующие концентрации, возникает эллипсовидная зона задержки роста. Числовое значение концентрации антибиотика у основания этой зоны указывает на МПК данного антибиотика для данной культуры.

К чувствительным относятся штаммы микроорганизмов, рост которых подавляется при концентрациях препарата, обнаруживаемых в сыворотке крови больного при использовании обычных доз антибиотиков.

К умеренно устойчивым относятся штаммы, для подавления роста которых требуются концентрации, создающиеся в сыворотке крови при введении максимальных доз препарата.

Устойчивыми являются микроорганизмы, рост которых не подавляется препаратом в концентрациях, создаваемых в организме при использовании максимально допустимых доз.

Контрольные вопросы.

Дайте определение понятия «антибиотики». Основные группы антибиотиков в зависимости от способа получения: природные, полусинтетические, синтетические. Назовите фамилию учёного, разработавшего теорию химиотерапии. Какие свойства являются определяющими при выборе химиотерапевтического препарата? Что такое химиотерапевтический индекс, напишите его формулу, каким он должен быть? Укажите первые антиспирохетозные препараты; первый антибактериальный препарат и фамилию учёного, получившего его. Назовите фамилии русских учёных, впервые обнаруживших антибактериальные свойства зелёной плесени. Назовите фамилию учёного, изучавшего антибактериальные свойства плесневого гриба Penicillium и сделавшего попытку выделить пенициллин. Учёные, впервые получившие препараты пенициллина. Продуценты антибиотиков - приведите примеры. Классификация антибиотиков по происхождению, химическому составу, по спектру действия. Механизм действия антибиотиков: мишени (точки приложения антибиотиков различных групп). Типы действия - бактерицидное и бактериостатическое; как в опыте in vitro определить их? Противовирусные антибиотики, механизмы их действия. В каких единицах измеряется активность антибиотиков? Условия хранения антибиотиков.

Назовите и охарактеризуйте возможные побочные явления при антибиотикотерапии. Дайте определение понятия «лекарственная устойчивость микробов». Виды лекарственной устойчивости. Природная и приобретённая (первичная и вторичная). Генетические механизмы лекарственной устойчивости: хромосомная и плазмидная. Фенотипические механизмы лекарственной устойчивости - назовите и охарактеризуйте. Рациональное применение антибиотиков - назовите способы. Назовите препараты - ингибиторы ферментов, разрушающих антибиотики. Опишите методы определения чувствительности микробов к антибиотикам.

Задания для выполнения в процессе самоподготовки.

Нарисуйте схему: «Механизм действия антибиотиков» (схему строения клетки и точки приложения действия антибиотиков).

Напишите:

1) возможные побочные явления при антибиотикотерапии;

2) способы предупреждения и преодоления лекарственной устойчивости микроорганизмов.

Работа студента на практическом занятии.