Питательные среды на кишечные инфекции
Бактериологическое исследование – способ проверки биоматериала на наличие
возбудителя инфекционного заболевания. Метод бакпосева позволяет выявить и идентифицировать патогенный микроорганизм даже при относительно малых его концентрациях в тканях. Для этого исследуемые образцы высевают на питательные среды и культивируют для получения визуально видимых колоний возбудителя. Полученные штаммы бактерий типируют и проверяют на устойчивость к антибиотикам.
На заметку! Бактериологические методы исследования уступают по точности иммуноферментному анализу (ИФА) и полимеразной цепной реакции (ПЦР), но в отличие от них, с высокой точностью определяют степень чувствительности выделенных штаммов бактерий к группам антибиотиков. Полученный результат позволяет подобрать максимально эффективное лечение и скорректировать дозы лекарств.
Процедура занимает несколько суток (48-72 часа).
В каких случаях используют бактериологический метод
Исследование проводят для диагностики инфекционных заболеваний с хроническим (реже – острым) течением. Локализация и степень поражения может быть различной. Общие примеры:
- ЗППП и инфекции мочевыделительной системы – хламидиоз, трихомониаз, микоплазмоз и др.;
- кишечные инфекции – дизентерия, брюшной тиф, сальмонеллез;
- хронические поражения органов дыхательной системы – синуситы, тонзиллиты, бронхиты, пневмонии;
- гнойные процессы различной локализации, в том числе гнойничковые поражения кожи. В данном случае определение чувствительности микроорганизма к антибиотикам особенно актуально;
- дисбактериоз слизистых структур – кишечника, половых органов, ротовой полости. Методика позволяет не только выявить патогенных и условно-патогенных возбудителей, но и сделать заключение о составе здоровой микрофлоры;
- сепсис – общее заражение крови.
Последовательность действий и особенности методики
Для проведения бактериологического исследования необходимо выполнить сбор материала и культивировать его на питательных средах с последующей микроскопией полученных штаммов и проверкой чувствительности к антибиотикам.
Сбор материала
Биоматериалом для исследования могут служить кровь, моча, ликвор, мокрота, сперма, кал, мазки из глотки, влагалища, уретры, любые другие ткани и жидкости из области инфекционного процесса. Образцы собирают в асептических условиях, помещают в стерильную посуду и в течение 2-х часов доставляют в лабораторию. При необходимости пробы хранят при пониженных температурах.
Культивирование
Культивирование проводят с применением механических или биологических методов. Механический подход с использованием стандартных искусственных сред – наиболее распространенный. В данном случае для высевания образцов используют жидкие и твердые питательные составы. Наиболее распространенные – агар, мясо-пептонный бульон.
Посев материала производят с помощью специальной петли или пастеровской пипетки, растирая полученный образец по поверхности или вводя его в толщу питательной среды. Выделение бактерий производят из чистых культур, которые получают повторным посевом ранее выращенных колоний на новую среду.
Биологические методы подразумевают использование специальных питательных сред, которые учитывают особенности микроорганизма, в частности, чувствительность к некоторым химическим веществам, в том числе антибиотикам. В некоторых случаях применяют метод заражения лабораторных животных или тканевых культур с отслеживанием патологических изменений. Такой подход актуален при крайне незначительном накоплении микроба в тканях человека – в этом случае его выделение посевом на питательных средах не дает результата.
Микроскопическое исследование
Основной метод бактериологической диагностики – бактериоскопия. Она подразумевает визуальную оценку параметров микроорганизма под микроскопом. Для этого используют фиксированные и нефиксированные препараты.
Нефиксированные препараты позволяют исследовать живые образцы бактерий. Основные методы:
- раздавленная капля – образец придавливают между предметным и покровным стеклами;
- висячая капля – образец помещают в лунку на предметном стекле и герметично накрывают покровным.В качестве среды используют изотонический раствор или расплавленный агар. Методика позволяет наблюдать за живыми микроорганизмами в течение нескольких дней.
Фиксированные препараты используют для окрашивания с подробным изучением морфологических и некоторых биохимических параметров патогенов. Каплю бактериального состава размазывают по предметному стеклу и фиксируют пламенем горелки или специальными химическими составами.
Для определения свойств бактериальных препаратов используют ряд общих и специфических методик:
- микроскопия – определение формы, размеров, окрашивания по Граму;
- биохимические методы – исследование ферментативной способности микроорганизма к расщеплению тех или иных углеводов, аминокислот, метаболитов, в том числе способность к гемолизу, фибринолизу при попадании в кровь живых существ;
- серологические методы идентификации – реакции агглютинации под воздействием специфической сыворотки и другие антигенные свойства;
- биологические методы – заражение лабораторных ждивотных с проверкой патогенности и токсигенности взятых образцов, их устойчивости к антибиотикам.
Только совокупный анализ результатов всех методов диагностики – микроскопических, биохимических, серологических, биологических – дает объективный результат для вынесения точного диагноза.
Расшифровка результатов
Стандартный результат сводится к двум пунктам анализа:
- качественный анализ с определением факта наличия/отсутствия определенного возбудителя;
- количественный анализ с указанием числа микроорганизмов на единицу объема – выражают в КОЕ (колониеобразующие единицы). Чем выше этот показатель, тем сильнее бактериальное поражение организма данным возбудителем.
Внимание! Отрицательный результат является относительным и показывает отсутствие патогенных организмов лишь в отдельно взятой порции материала. Для большей объективности данных требуется повторное обследование.
Дополнительно указывают чувствительность микроорганизмов к основным классам антибактериальных средств – пенициллинам, тетрациклинам, цефалоспоринам, макролидам. Чем выше показатель чувствительности, тем успешнее будет лечение данным антибиотиком.
Источник
Характеристика семейства энтеробактерии
Семейство Enterobakteriaceae включает в себя многочисленных представителей, имеющих общее местообитание — кишечник. Энтеробактерии делят на:
1) патогенные (шигеллы, сальмонеллы, эшерихии, иерсинии и др.);
2) условно-патогенные (37 родов).
Все патогенные энтеробактерии могут вызывать у человека острые кишечные инфекции, условно-патогенные — гнойно-воспалительные заболевания и пищевые токсикоинфекции.
Энтеробактерии— грамотрицательные палочки средней величины с закругленными концами, располагающиеся беспорядочно. Одни из них подвижны за счет жгутиков, другие неподвижны. Являются факультативными анаэробами.
Они нетребовательны к питательным средам. На мясопептонном агаре образуют однотипные колонии средней величины, круглые, гладкие, выпуклые, блестящие, бесцветные. В мясопептонном бульоне рост дает равномерное помутнение.
Биохимические тесты общие для всего семейства. На основании этих тестов семейство энтеробактерии дифференцируют от других, сходных по морфологии.
Все энтеробактерии:
1) ферментируют глюкозу до кислоты или до кислоты и газа;
2) редуцируют нитраты в нитриты;
3) каталаза +, оксидаза -, OF-тест ++.
Антигены энтеробактерии состоят из:
1) О-антигена, который локализуется в клеточной стенке. По химической природе это глюцидолипоидный комплекс;
2) К-антигена (это поверхностный, капсульный антиген);
3) Н-антигена (термолабильного, жгутикового); его имеют подвижные энтеробактерии;
4) пилифимбриального антигена; он есть у бактерий, имеющих ворсинки, пили, фимбрии.
Классификация энтеробактерии
Классификация энтеробактерии основана на их биохимических свойствах. Согласно классификации Берджи семейство энтеробактерии делится на 40 родов, роды — на виды. В ряде случаев возможна внутривидовая дифференциация на:
1) ферментовары;
2) серогруппы и серовары;
3) фаговары;
4) колециновары.
Эта дифференциация необходима для эпидемиологического анализа, т. е. для установления источника и путей распространения инфекции.
Кишечная инфекция— результат взаимодействия возбудителя с соответствующими структурами макроорганизма при необходимых условиях внешней среды. Этот процесс состоит из нескольких фаз:
1) адгезии;
2) инвазии;
3) колонизации;
4) продукции экзо- и энтеротоксинов. ,
Адгезия— обязательное условие возникновения любого инфекционного процесса. Разные энтеробактерии обладают тропизмом только к определенным эпителиальным клеткам, поэтому прикрепляются только на определенном уровне ЖКТ. Адгезия идет в два этапа:
1) неспецифическая адгезия (приближение);
2) специфическая адгезия (в результате лиганд-специфического взаимодействия соответствующих структур энтеробактерий (ворсинок, фимбрий) и рецепторов плазмолеммы эпителиальных клеток).
Инвазия— проникновение бактерий в эпителиальные клетки с размножением или без него.
Инвазия, колонизация и продукция токсинов в разной степени выражены у разных энтеробактерий, поэтому патогенез и клиника кишечных инфекций существенно различаются.
Рис. Колонии кишечной палочки на питательной среде
Эшерихии
Род Escherihia включает в себя семь видов. Наибольшее значение имеет вид Е. coli, которые по патогенности делят на:
1) патогенные (диарейные);
2) условно-патогенные (входят в состав нормальной микро
флоры кишечника).Они подвижны, капсул не образуют. Биохимические свойства:
1) ферментируют глюкозу с образованием кислоты и газа;
2) ферментируют лактат.
Антигенное строение:
1) по О-антигену делятся на серогруппы (более 160);
2) большинство имеют К-АГ и Н-АГ.
Заболевания, вызываемые эшерихиями, делят на две группы:
1) эндогенные колиинфекции; вызываются собственной кишечной палочкой, которая при снижении иммунологической реактивности вызывает гнойно-воспалительные заболевания;
2) экзогенные колиинфекции — эшерихиозы. Это типичные кишечные инфекции, вызываются только патогенными Е. coli, попавшими в организм извне. Основной источник — человек.
Патогенные Е. coll делят на четыре основных класса.
1. ЕТЕС — энтеротоксигенные эшерихии коли. Обладают тропизмом к эпителию тонкого кишечника. Попав в организм, они прикрепляются к рецепторам мембран энтероцитов. У них есть СФ-фактор колонизации, за счет которого они заселяют эпителиальные клетки тонкого кишечника. Внутрь клеток они не проникают, и воспаление не развивается.
Они продуцируют экзоэнтеротоксин, синтез которого кодируется плазмидой. Этот токсин состоит из:
1) ЛТ-термолабильной фракции;
2) СТ-термостабилыюй фракции.
Токсин обладает цитотоническим действием. В результате его воздействия нарушается процесс энтеросорбции, что ведет к развитию диарейного синдрома. Клинически заболевание протекает как легкая форма холеры.
2.Е1ЕС — энтероинвазивные эшерихии коли. Обладают тропизмом к эпителиальным клеткам толстого кишечника. Факторами их вирулентности являются наличие на поверхности клеточной стенки белков наружной мембраны, способность к инвазии и внутриклеточному размножению. Размножение бактерий приводит к гибели клетки. На месте погибших клеток образуются язвы и эрозия, окруженные воспалением.
3.ЕРЕС — энтеропатогенные эшерихии коли. Вызывают энтероколиты у детей до года. Поражается эпителий тонкого кишечника. Фактор вирулентности — способность к ограниченной инвазии.
4. ЕНЕС — энтерогеморрагические эшерихии коли. Обладаю тропизмом к эпителиальным клеткам толстого кишечника. Фактор вирулентности — продукция двух типов шигоподобных токсинов (SLT). Вызывают гемоколит.
Основной метод диагностики — бактериологическое исследование.
Необходимо определить:
1) принадлежность выделенной культуры Е. coli к патогенной серогруппе (реакции агглютинации и преципитации);
2) наличие токсина (с помощью иммуноферментного анализа
(ИФА)), если выделенная структура принадлежит к серогруппе ЕТЕС;
3) наличие белков наружной мембраны (ИФА), если выделенная структура принадлежит к серогруппе EIEC;
4) особое белковое вещество, общее для всей группы (ИФА), —у группы ЕРЕС;
5) наличие SLT (ИФА) — у ЕНЕС.
Специфической профилактики нет.
Лечение: антибиотики.
Рис. Электронная микроскопия кишечной палочки.
Шигеллы
Относятся к роду Shigella.
Являются возбудителями дизентерии. Морфология такая же. как и у других представителей семейства энтеробактерии. Неподвижны, капсул не образуют.
Хорошо растут на простых питательных средах. На среде Эндо образуют бесцветные колонии.
Род включает в себя четыре вида, различающихся по биохимическим свойствам (способности ферментировать маннит и лакто зу) и антигенному строению:
1) Sh. disenteriae; не ферментируют лактозу и маннит; по антигенным свойствам внутри вида делятся на 12 сероваров. один из них — шигелла Григорьева—Шига — самый патогенный;
2) Sh. flexneri; ферментирует только маннит; по антигенным свойствам делится на 6 сероваров, которые делятся на подсеровары;
3) Sh. boydii; ферментирует только маннит; по антигенному, строению делится на 18 сероваров;
4) Sh. sonnei; ферментирует только лактозу; в антигенном отношении вид однороден, внутри вида выделяют ферментовары, фаговары, колециновары.
Шигеллы, минуя желудок и тонкий кишечник, попадают в толстый кишечник. Прикрепляются к рецепторам мембран колоноцитов и проникают внутрь с помощью белка наружной мембраны. Гибель клеток приводит к образованию эрозий и язв, окруженных перифокальным воспалением.
Факторы патогенности:
1) белки наружной мембраны (обеспечивают способность к инвазии и внутриклеточному размножению);
2) контактный гемолизин (способствует лизису мембран вакуолей клетки);
3) экзотоксин (обладает энтеротропным, цито- и нейротоксическим действием);
4) эндотоксин (оказывает на организм общетоксическое действие и предохраняет попавшие в организм шигеллы от действия защитных сил макроорганизма).
Различают три клинические формы дизентерии, которые отличаются по возбудителям, эпидемиологии и частично по клинике:
1) дизентерия Григорьева—Шига. Возбудитель — Sh. disenteriae, серовар — шигелла Григорьева—Шига. Пути передачи — алиментарный, контактно-бытовой. Особенности клиники: протекает тяжело, характерен жидкий стул с кровью,
симптомы поражения ЦНС, может быть бактериемия;
2) дизентерия Флекснера. Возбудители — Sh. flexneri и Sh. boydii. Путь передачи водный. Особенности клиники: протекает как типичная дизентерия различной степени тяжести;
3) дизентерия Sonnei. Путь передачи пищевой. Особенности клиники: могут быть симптомы пищевой токсикоинфекции, рвота.
Диагностика:
1) бактериологическое исследование;
2) иммуноиндикация (ИФА);
3) серодиагностика (имеет ретроспективное значение).
Специфическая профилактика: дизентерийный бактериофаг
(применяется в очагах инфекции).
Этиотропная терапия: в среднетяжелой и тяжелой степени заболевания назначаются антибиотики (те, которые выводятся кишечником) с учетом чувствительности возбудителя.
Сальмонеллы
Род Salmonella включает в себя более 2500 сероваров.
Морфология сходна с другими представителями семейства. Бактерии подвижны, спор и капсул не образуют.
Хорошо растут на простых питательных средах. Образуют небольшие прозрачные колонии.
Биохимические свойства:
1) ферментируют углеводы до кислоты и газа;
2) лактозу не разлагают;
3) дезаминируют и декарбоксилируют некоторые аминокислоты.
По биохимическим различиям род делится на шесть групп. Антигенная структура:
1) О-антиген. По его строению сальмонеллы делятся на 65 серогрупп;
2) Н-антиген. По его строению внутри серогруппы сальмонеллы делятся на серовары.
У человека сальмонеллы могут вызывать две группы заболеваний:
1) антропоонозные — брюшной тиф и паратиф А и В; возбудители: S. typhi, S. paratyphi A, S. paratyphi В;
2) зооантропоонозные — сальмонеллезы; возбудители: S. typhimurium, S. haifa, S. anatum, S. panama, S. infantis.
Брюшной тиф и паратиф А и В объединены в одну группу тифопаратифозных заболеваний — из-за общего возбудителя, клиники, патогенеза. Источник инфекции — больной (или бактерионоситель).
Заболевание включает в себя пять фаз (патогенез).
1. Фаза внедрения возбудителя в организм, прикрепления его к рецепторам мембран энтероцитов и проникновения внутрь клеток (соответствует инкубационному периоду болезни).
2. Фаза первичной локализации: сальмонеллы проникают в лимфатический аппарат тонкого кишечника, сенсибилизируют его, размножаются в макрофагах; это сопровождается гибелью микроорганизмов и выделением эндотоксина, который попадает в кровь и вызывает эндотоксинемию (соответствует продромальному периоду).
3. Фаза бактериемии: возбудитель прорывает лимфатический барьер и попадает в кровь, распространяясь по всем паренхиматозным органам (начало болезни).
4. Фаза вторичной локализации: в паренхиматозных органах возникают брюшнотифозные гранулемы (разгар болезни).
5. Фаза выделительно-аллергическая: повторный контакт возбудителя с первично-сенсибилизированным лимфатическим аппаратом тонкого кишечника; образуются язвы на слизистой оболочке.
Исход болезни может быть различным:
1) выздоровление;
2) формирование носительства;
3) летальный.
Диагностика тифо-паратифозных заболеваний:
1) в фазу бактериемии — кровь на гемокультуру (РПГА),
если есть сыпь — соскоб с розеол;
2) в фазу реконвалесценции — бактериологическое исследование фекалий, мочи, желчи;
3) для выявления носительства — серологическое исследование.
Этиотропная терапия: антибиотики с учетом чувствительности возбудителя.
Специфическая профилактика: убитая брюшнотифозная вакцина.
Вторая группа заболеваний — сальмонеллезы — характеризуется многообразием клинических проявлений. Источники инфекции — больные животные, инфицированные продукты питания. Путь заражения алиментарный. Чаще всего сальмонеллез протекает как пищевая токсикоинфекция. При этом сальмонеллы поражают энтероциты тонкого кишечника и фиксируются в его лимфатическом аппарате. При прорыве лимфатического барьера развивается бактериемия, происходит разнос возбудителя по различным органам, регистрируются внекишечные формы сальмонеллеза.
5. Иерсинии
Род Yersinia содержит семь видов, из которых патогенными для человека являются Y. pestis (возбудитель чумы), Y. pseudotuber-culesis (возбудитель псевдотуберкулеза), Y. enterocolitica — возбудитель острых кишечных инфекций, кишечного иерсиниоза.
Y. enterocolitica — это грамотрицательные подвижные палочки, не образующие спор и капсул. Культивируются на простых питательных средах при температуре 20—26 °С.
Ситауционные Задачи:
1. У 2-х летнего ребенка высокая температура, понос, резко выраженная интоксикация. Как надо провести бактериологическое исследование для постановки диагноза?
2. При проведении бактериологического исследования испражнений больного с клиническим диагнозом – колиэнтерит, на чашках со средой Эндо выросли колонии красного цвета типичные для кишечной палочки. Как решить вопрос патогенные это кишечные палочки или нет?
3. Выздоравливающий больной (10-й день заболевания), перенес заболевание, выразившееся в появлении болей в животе, рвоте, поносе, высокой температуре, появившихся через 4 часа после приема пищи. Клинический диагноз – пищевая токсикоинфекция, пищевой сальмонеллез. Как подтвердить клинический диагноз?
Источник