Слайд 1ГЕТЕРОГЕННОСТЬ МИКРОБНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ
СПбГУ
2017
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 2Вид - это эволюционно сложившаяся совокупность особей, имеющих единый генотип, который
                                                            
                                    в стандартных условиях проявляется сходными морфологическими, физиологическими и биохимическими признаками. 
                                
                            							
							
							
						 
											
                            Слайд 3Штамм - это совокупность бактерий одного вида, выделенных из разных источников
                                                            
                                    или из одного источника в разное время. Штаммы могут различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы характеристики вида. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 4Инфравидовые (штаммовые) названия:
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 5Клюйвер Ван-Ниль 1959
 «Чистые культуры бесспорно не могут считаться однородными во
                                                            
                                    всех отношениях после того, как численность популяции достигнет величины около 108 клеток» 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 6S- и R-формы колоний 
B. anthracis
rough form (шероховатая)   
                                                            
                                       smooth form (гладкая)
                                
                            							
														
						 
											
											
                            Слайд 8Фрагмент поверхности колонии E.coli. (СЭМ) Ув. х11000.
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 9Внутренняя структура колоний
 Bacillus subtilis
(СЭМ)
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 10Взаимодействие клеток в микробных сообществах
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 11Разрастание бактериальной колонии
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 12Перитрихиальные жгутики, определяющие межклеточные контакты в колонии Proteus mirabilis
 Ув.х 40000
                                                            
                            							
														
						 
											
                            Слайд 13Состав биополимерного межклеточного матрикса в колонии 
Полисахариды микроорганизма,
гликозилфосфатсодержащие биополимеры типа тейхоевых
                                                            
                                    кислот,
 гликопротеины, 
полиглутаминовая кислота (например, у бацилл)
фибриллярные элементы 
сиаловые кислоты 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 14В настоящее время признано, что большинство микроорганизмов в естественных и искусственно
                                                            
                                    созданных окружающих средах существует в виде прикрепленных к поверхности сообществ – биопленок
Биопленка - микробное сообщество, в котором клетки прикреплены к субстрату или друг к другу и заключены межклеточный матрикс синтезированных ими полимеров. 
                                
 
                            							
														
						 
											
                            Слайд 15Схематическое изображение биопленки
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 16Этапы образования биопленки:
Обратимая адгезия
Необратимая (рецепторно - опосредованная) адгезия (экзополисахариды) 
Созревание биопленки
                                                            
                                    
экспрессия генов, отвечающих за синтез сигнальных молекул:
 Гр(-) - ацил-гомосериновые лактоны, 
Гр(+)- короткоцепочечные пептиды 
Состав матрикса: полисахариды микроорганизмов и кислые полисахариды 
(муцины – продуцируют макроорганизмы) 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 17Феномен взаимодействия между бактериями получил название «quorum sensing или «чувство кворума».
                                                            
                                    
QS -бактериальный язык общения
(образование биопленок, патогенность, синтез антибиотиков)
Продукция экзогенных факторов патогенности бактериями в составе биопленок происходит только при достижении ими определенной критической массы бактериальных клеток, достаточной для преодоления защитных механизмов организма и успешного развития инфекционного процесса. 
                                
 
                            							
														
						 
											
                            Слайд 18Начальный этап колонизации E.coli на субстрате
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
											
                            Слайд 20СЭМ биопленки Staphylococcus aureus 
in vitro. Клетки в полимерном матриксе. 
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 21(ТЭМ) УЛЬТРАТОНКИЙ СРЕЗ 
участка биопленки Salmonella typhimurium
Слева поверхностная пленка включает мембраноподобную
                                                            
                                    структуру, 
справа- аморфный слой на внешней стороне поверхностной пленки
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 22(ТЭМ) УЛЬТРАТОНКИЙ СРЕЗ
 участка биопленки Escherichia coli
утолщение аморфного слоя поверхностной пленки
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 23УЛЬТРАТОНКИЙ СРЕЗ УЧАСТКА БИОПЛЕНКИ 
Lactobacillus acidophilus поверхностная пленка
3-х слойная мембрана+полисахариды
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 24Доказана роль микробных биопленок в возникновении и развитии заболеваний:
инфекции, связанные с
                                                            
                                    катетеризацией сосудов, вызванные Staphylococcus aureus и др. Гр+ бактериями, 
инфекции сердечных клапанов и суставных протезов, вызываемые стафилококками,
 
пародонтит, вызываемый рядом микроорганизмов полости рта, 
инфекции мочевыводящих путей, вызываемые Е. coli и др. патогенами, 
инфекции среднего уха, вызываемые, например Haemophilus influenzae .
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 25В кардиологии и кардиохирургии с биопленками ассоциируются заболевания:
инфекционный эндокардит, вызванный развитием
                                                            
                                    биопленок на собственных клапанах пациентов, 
инфекционный эндокардит, связанный с протезными клапанами либо другими имплантатами, 
катетер-ассоциированная инфекция, связанная с образованием биопленок. 
                                
                            							
														
						 
											
											
											
                            Слайд 28Экологические преимущества биопленок
Облегчение доступа питательных веществ и метаболическая кооперация, 
Защита от
                                                            
                                    негативных воздействий окружающей среды, 
Повышение резистентности к антибактериальным агентам. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 29Резистентность к антибактериальным агентам :
инактивация АМП внеклеточными полимерами или ферментами бактерий,
                                                            
                                    
замедление метаболизма, ведущее к снижению скорости роста микроорганизмов в условиях лимитирования питательных веществ в биопленке, из-за чего АМП диффундирует из биопленки быстрее, чем успевает подействовать на бактерии, 
экспрессия генов резистентности, 
возникновение в биопленке при воздействии АМП персистирующих микроорганизмов.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 30Изменение в биопленке стафилококков при воздействии АМП
Контроль
5мг/мл 
кларитромицина
10мг/мл
 кларитромицина
                                                            
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 31Стратегия преодоления резистентности МО в биопленках
предотвращение первичного инфицирования имплантата, 
минимизация начальной
                                                            
                                    адгезии микробных клеток, 
разработка методов проникновения через матрикс биопленки различных биоцидов с целью подавления активности связанных биопленкой клеток, 
разрушение матрикса. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 32 Морфологические типы клеток: 
морфологически интактные - физиологически активные клетки (делящиеся
                                                            
                                    и неделящиеся) - электронно-прозрачные; 
покоящиеся клетки - электронно-плотные; 
деструктурированные клетки (частично или полностью автолизированные);
инволюционные клетки (стареющие, утрачивающие свою морфологическую и физиологическую целостность). 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 33Ультратонкий срез клеток E.coli: ФА - физиологически активная, ПК – покоящаяся
                                                            
                                    (физиологически неактивная). Ув. х85000.
                                
 
                            							
														
						 
											
                            Слайд 34Морфологические различия интактных и покоящихся клеток E. coli M17