microbiology.ucoz.org

Актиномицеты, актиномикоз

13.11.2012

В последние десятилетия новые научно-исследовательские технологии в микробиологии и медицине, новые диагностические методы анализа микрофлоры слизистых значительно расширили наши знания и представления о многообразии микромира человека. Установлено, что для нормального функционирования физиологических систем человека важна, прежде всего, пристеночная микрофлора. Она образует биопленку-плаценту, которая продуцирует метаболиты и биологически активные вещества, определяет их пищевые-трофические, энергетические и другие связи между всеми микроорганизмами и внешним миром.

Появление в начале 90-х г. нового метода – ГХ-МС –  газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией, позволило определить в средах (вода, почва, кровь, кал) специфичные продукты жизнедеятельности пристеночных микроорганизмов. Специфичность – это наличие химических веществ-маркеров – стеринов, жирных кислот, альдегидов, содержащихся в липидах клеточной стенки определенного микроорганизма.

Рутинный бактериальный посев дает информацию лишь о немногих видах полостной микрофлоры кишечника.

В научной литературе, по результатам анализа ГХ-МС, появились данные о наличии в пристеночной микрофлоре многообразия видов, ранее не определяемых.

Современные методы определения микрофлоры  человека «в основном базируются на представлении о доминирующей роли бифидобактерий в микробиоте кишечника. В результате из поля зрения микробиолога, врача и биотехнолога выпадают эубактерии, клостридии и актиномицеты, которых в кишечнике по современным оценкам на порядок больше, чем бифидобактерий.» — д.б.н. РАМН Осипов Г.А.

Актиномицеты на агаре

В круговороте веществ в природе, активное участие принимают микроорганизмы со свойствами бактерий и грибов – диаметром 0,5-2,0 мкм. – Актиномицеты – Actinomicetes, имеющие нитевидные переплетающиеся клетки-гифы, способные врастать в питательную среду. Actinomicetes – лучистые грибки (греч. actis — луч, myk. es — гриб)  названы так, за свою способность образовывать в пораженных тканях друзы — гранулы из переплетенных нитей в виде лучей, исходящих из центра и оканчивающихся колбовидными утолщениями. Их воздушные гифы образуют споры, не термостойкие, служащие для размножения. Actinomicetes могут быть  палочковидные, нитевидные или кокковидные, с боковыми ответвлениями и выростами, напоминая форму бактерий. Роды Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia образуют собирательную группу палочковидных нокардиоформные актиномицет — неправильной формы бактерий. Липиды их клеточных стенок и миколовые кислоты (специфичные при анализе ГХ-СМ) создают кислотоустойчивость бактерий, в особенности патогенных микобактерий.

Эти микроорганизмы  представлены 8 семействами: Actinomycetaceae, Frankiaceae, микобактерии, нокардии, стрептомицеты, Actinoplanaceae, Dermatophilaceae, Micromonosporaceae; 49 родами, насчитывают 670 видов.

До настоящего времени во многих руководствах по микробиологии, как и ранее, род Bifidobacterium относят к семейству Actinomycetaceae, что свидетельствует о филогенетической близости актиномицет к известным бактериям, формирующим пристеночную микробиоту и биопленку на слизистой кишечника.

Актиномицеты широко расселены в окружающей среде – в воде естественных водоемов, почве, воздухе, их много на растительных и животных остатках, находят их в сене, злаках, на внутренних стенах жилых и производственных помещений. Но  особенно их много в культурной почве – из 1 г могут высевать от нескольких сотен до миллиардов актиномицетов.

Расщепляя недоступные другим микроорганизмам субстраты, например – парафин, керосин, воск, смолу они способствуют образованию гумуса и выветриванию горных пород. Актиномицеты преимущественно – аэробы, ряд видов —  факультативные анаэробы. Чаще они сапрофиты, участвующие в расщеплении веществ животного и растительного происхождения. Встречаются актиномицеты — симбионты растений, но есть виды, патогенные для человека, животных, растений.

Многие метаболиты актиномицет относятся к биологически активным соединениям: ферменты, антибиотики, витамины, гормоны. Из них выделено около 1000 антибиотикоподобных веществ, активных в отношении грибов, бактерий, простейших, вирусов, а также опухолей. Некоторые из них получили практическое применение — стрептомицин, ауреомицин, террамицин и др. Антимикробным действием обладают и некоторые их токсины – например, глиотоксин – высокотоксичен для животных и растений. Большое разнообразие ферментов — хитиназы, липазы, амилазы, протеазы, кератиназы, инвертазы — увеличивает способность актиномицет использовать для своего питания растительные и животные остатки, субстраты, которые не используют другие микроорганизмы, что значительно увеличивает степень их приживаемости и распространенности. Обладая аутолизом, они оказывают также и литическое воздействием на другие микроорганизмы.

Почти все актиномицеты способны синтезировать витамин В12, а также биотин, никотиновую, пантотеновую кислоты и пиридоксин, рибофлавин. Многие из них продуцируют аминокислоты — метионин, цистеин, глутаминовую, аспарагиновую, валин, цистин. Другие виды образуют ароматические вещества с запахами фруктов, камфоры, сероводорода, аммиака или земли, что для них наиболее характерно.

При таком активном распространении, их обитание в организме человека и высокая степень колонизации кишечника актиномицетами становится естественным явлением.

У здоровых людей актиномицеты обнаруживают в ротовой полости, зубном налете, в зубном камне, лакунах миндалин, на слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта.

Патогенные актиномицеты вызывают актиномикоз, коринебактерии — дифтерию, микобактерии — туберкулез, нокардии — нокардиоз. Споры актиномицетов могут вызывать аллергические заболевания. Чаще инфекция в организм попадает из внешней среды, но иногда и из очага хронической инфекции в самом организме человека.

Являясь сапрофитом, актиномицеты, длительно находятся в организме человека, выжидая благоприятных условий. При снижении защитных свойств слизистых, ослаблении иммунитета или развитии воспалительных процессов на слизистых (стоматит, колит, бронхит, вагинит и другие), актиномицеты активизируются и становятся патогенными микроорганизмами, повреждающими ткани, на которых они расположились. При внедрении они образуют – гранулему – инфекционную, склонную к распаду, прорастающую в окружающие ткани. Из центра гранулемы начинается некроз, затем  возникает абсцесс и далее может образоваться свищ.

При образовании типичных кожных изменений, на поздней стадии, диагностика актиномикоза не сложна. На ранней стадии заболевания используют внутрикожную пробу с актинолизатом. Однако, нужно помнить, что слабоположительные пробы могут быть практически у всех лиц, страдающих заболеваниями зубов, пародонтозом и другими. Отрицательный ответ тоже не однозначен, так как при тяжелых формах возможно развитие анергии. Диагностическое значение имеет выделение культур актиномицетов из материала свищевых ходов, биоптатов пораженных тканей. Наиболее достоверна – реакция связывания комплемента с актинолизатом, которая положительна у 80% больных.

Актиномикоз – это чаще первично-хроническая инфекция с длительным, прогрессирующим течением. Инкубационный период неизвестен. Отмечают несколько форм актиномикоза: торакальный актиномикоз; актиномикоз кожи; актиномикоз головы, языка и шеи; абдоминальный актиномикоз; актиномикоз мочеполовых органов; актиномикоз центральной нервной системы, мицетома (мадурская стопа).

Актиномикоз легких может протекать подобно другим тяжелым заболеваниям: туберкулез легких, абсцесс легкого, онкологический процесс в легких, глубокие микозы – аспергиллез, гистоплазмоз, нокардиоз, что требует для его подтверждения дополнительных диагностических исследований.

Абдоминальный актиномикоз может маскироваться под клинику  хирургических заболеваний брюшной полости: «острый живот» – аппендицит, перитонит и другие.

Практически любая клиническая форма заболевания сопровождается типичными вторичными поражениями кожи. Кожа становится багрово-синюшной, определяется плотный, безболезненный очаг воспаления, далее возникает флюктуация, а после прорыва  формируется длительно не заживающий свищ. При хорошем исходе – образуется плотная рубцовая ткань. В развитии воспаления и нагноения играет роль и вторичная инфекция, преимущественно стафилококковая флора.

Подозрение на актиномикоз — показание для госпитализации. Лечение обязательно включает хирургические и терапевтические методы. Проводят обработку пораженного участка, удаление грануляций, иссечение пораженных тканей. Одновременно применяется этиотропная терапия – преимущественно антибиотикотерапия и иммунотерапия.

Высокая патогенность актиномицетов, измененная чувствительность к антибиотикам, затруднения при их бактериальной диагностике и культивировании стали препятствием для широкой известности этих микроорганизмов в клинической практике. В первую очередь при многих заболеваниях, связанных с изменением микрофлоры кишечника и кожи.

Однако, актиномикоз – это не столь широко распространенное инфекционное заболевание, не частое в медицинской практике. Преимущественно развивающееся  у лиц, с ослабленным иммунитетом, выраженными обменными и прогрессирующими заболеваниями. Значит, в организме каждого человека существует достаточно мощная сеть защиты, не позволяющая агрессивно разрастаться патогенным видам актиномицет. Это – система защитных биопленок, на наших слизистых, из наших полезных бактерий.

Давайте не будем забывать о том, что в борьбе с агрессорами-патогенами мы всегда можем рассчитывать на помощь полезных бактерий, при бережном отношении к ним с нашей стороны.

normoflorin.ru

Актиномицеты: строение и жизнедеятельность

Актиномицеты (Actinomycetales, от греч. aktis – луч, mykes – гриб) – это ветвящиеся бактерии, принадлежащие типу Актинобактерии (Actinobacteria). Они являются частью нормальной микрофлоры пищеварительной системы наземных позвоночных и беспозвоночных животных, а также в обилии присутствуют в грунте и играют важнейшую роль в экологии и круговороте веществ в почве.

Эти микроорганизмы являются возбудителями многих оппортунистических патологий – таких, которые возникают в результате снижения функции иммунной системы организма. Актиномицеты широко используются в биотехнологии, так как являются источником целого ряда антибактериальных и противоопухолевых веществ.

Рис. 1. Стрептомицеты синтезируют огромное количество антибактериальных и противоопухолевых препаратов.

Строение актиномицетов: почему все же бактерии, а не грибы?

1. Организация генетического материала

Наследственный материал Актиномицетов заключен в одной молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, имеющей кольцевую форму и свободно располагающейся в цитоплазме – такая же форма организации генетического материала, называемая нуклеоидом, характерна и для других бактерий. У грибов же генетический материал организован и входит в состав клеточного ядра.

ДНК актиномицетов содержит большое количество ГЦ-пар (65-75% от общего количества нуклеотидов). Этот признак постоянен, не зависит от мутаций и потому используется в систематике микроорганизмов. Такое содержание ГЦ-пар делает ДНК актиномицетов весьма тугоплавкой, потому на анализ ДНК актиномицетов уходит больше времени по сравнению с другими бактериями.

2. Клеточная стенка

Рис. 2. Схематическое строение клеточной стенки Гр+ бактерий.

Рис. 3. Актиномицеты, окрашенные по Граму.

Актиномицеты имеют плотную бактериальную клеточную стенку, которая расположена снаружи от цитоплазматической мембраны и обуславливает их положительное окрашивание по Грамму. Как и у других Грамм-положительных бактерий, она состоит из нескольких десятков слоев полимера муреина (пептидогликана), который пронизан тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами. Липотейхоевые кислоты заякорены в цитоплазматической мембране бактерии и соединяют её с клеточной стенкой. Тейхоевые кислоты придают клеточной стенке отрицательный заряд. Клеточная стенка грибов же состоит из других полимеров – хитина и глюкана.

Рис. 4. Клеточная стенка грибов.

3. Клеточные органеллы

Актиномицеты, подобно другим бактериям, не имеют мембранных органелл. У актиномицетов 70S рибосомы, тогда как грибы имеют 80S рибосомы, равно как и остальные эукариотические организмы.

4. Рост колоний

Образование мицелия при росте – это то, что более всего роднит актиномицеты с грибами. Мицелий в случае актиномицетов представляет собой ветвящуюся совокупность гиф. Гифы разделены перегородками на длинные бактериальные клетки, содержащие несколько нуклеоидов. Перегородки у ряда видов могут проходить во взаимно перпендикулярном направлении. Ветвятся гифы путем почкования.

Мицелий, врастающий в субстрат (землю, ил или питательную среду), называется субстратным. Он обеспечивает колонию питательными веществами. Над субстратом возвышается воздушный мицелий, придающий колонии «пушистость» — он образует споры, а также так называемые «вторичные метаболиты» (в отличие от «первичных метаболитов» субстратного мицелия), среди которых много антибактериальных веществ.

Жизненный цикл и физиология актиномицетов

В процессе жизненного цикла большая часть актиномицетов образует споры. Некоторые актиномицеты размножаются путем фрагментации мицелия.

1. Спорообразование

Споры актиномицетов происходят из воздушного мицелия. Это экзоспоры – они развиваются снаружи материнской клетки. Гифы воздушного мицелия, из которых развиваются споры, называются спороносцами. Споры могут содержаться в утолщении на конце спороносца – спорангии (например, у стрептомицетов, актинопланов и плимелий), а могут располагаться цепочкой вдоль спорангиеносца (например, у нокардий и актиномадур).

По числу образующихся спор актиномицеты делятся на:

• Моноспоровые (к примеру, Saccaromonospora, Micromonospora, Thermomonospora) – образуют одиночные споры, чаще путем отпочковывания и последующего отделения перегородкой от материнского гифа;
• Олигоспоровые (например, Actinomadura) – образуют короткие цепочки спор вдоль спороносца;
• Полиспоровые (большинство других актиномицетов, к примеру, Streptomyces, Frankia, Geodermatophilus) – образуют множество спор, заключенных в спорангии.

Рис. 5. Спорангий актиномицетов рода Frankia.

Споры актиномицетов могут быть подвижными – в таком случае, спора имеет жгутик и может передвигаться (споры актинопланов, геодерматофилов и дерматофилов). В большинстве случаев споры неподвижны и распространяются ветром, водой или животными.

Рис. 6. Дерматофилы, световая микроскопия.

Споруляция у актиномицетов особенно активно протекает в неблагоприятных условиях. Устойчивость спор к нагреванию невелика по сравнению со спорами других бактерий, однако высушивание они выдерживают не хуже других, а потому имеют колоссальное приспособительное значение. Актиномицеты доминируют над другими микроорганизмами в сухих пустынных почвах.

Прорастание своры требует определенной влажности внешней среды. В присутствии воды спора набухает, в ней активируются ферменты и запускаются метаболические процессы, сопровождающиеся выходом ростовых трубок (будущих бактериальных тел) и синтезом нуклеиновых кислот.

2. Тип дыхания

Большинство актиномицетов — аэробы (нуждаются в кислороде для поддержания жизнедеятельности). Факультативные анаэробы (бактерии, способные жить как при наличии, так и в отсутствие кислорода) встречаются среди видов с непродолжительной мицелиальной стадией, размножающиеся фрагментацией мицелия.

3.Кислотоустойчивость

Актиномицеты обладают ацидотолерантностью – устойчивостью в кислой среде, которая позволяет им обитать в насыщенных кислотами лесных почвах. Кислотоустойчивость в лаборатории может быть определена окраской препарата, содержащего актиномицеты, по Цилю-Нильсену (фуксином с последующей протравкой серной кислотой и окраской метиленовой синью). Большинство актиномицетов при такой окраске не обесцвечиваются после протравки кислотой и сохраняют красный фуксиновый цвет. Щелочная среда неблагоприятна для этих бактерий: при повышенном рН они склонны к спорообразованию.

4. Особенности метаболизма

Рис. 7. Аэробные актиномицеты образуют пигмент на скошенном агаре. Слева направо: Actinomadura madurae, Nocardia asteroides, Micromonospora.

Выше упоминалось образование воздушным мицелием «вторичных метаболитов». Среди них:

• пигменты, обуславливающие различную расцветку воздушного мицелия при росте на средах;
• летучие пахучие вещества, придающие характерный запах почве после дождя, застоявшейся воде, кожным покровам некоторых животных;
• антибиотики:

a. противогрибковые – полиены;b. противобактериальные – например, стрептомицин, эритромицин, тетрациклин, ванкомицин;c. противоопухолевые – антрациклины, блеомицин.

Где обитают актиномицеты?

Актиномицеты в наибольшем количестве обнаруживаются в почвах, притом мицелиальных форм значительно меньше, чем спор. Они играют значительную роль в образовании гумуса, разлагая органические вещества, труднодоступные для утилизации другими бактериями. Актиномицеты в связи с этим используют в качестве санитарно-показательных микроорганизмов в санитарно-эпидемиологическом деле: обнаружение их в большим количестве в почве или воде указывает на наличие компоста в соответствующем субстрате.

Рис. 8. Актиномицеты в компосте.

Актиномицеты являются симбионтами многих растений, помогая им фиксировать азот. В то же время, многие микроорганизмы этого класса являются возбудителями заболеваний растений.

Рис. 9. Стрептомикоз картофеля.

Они также обнаруживаются в составе нормальной микрофлоры пищеварительной системы целого ряда животных, начиная от почвенных кольчатых червей (например, дождевых) и заканчивая крупным домашним скотом.

Эти микроорганизмы помогают расщеплять целлюлозу, в обилии присутствующую в растительной пище. У человека актиномицеты обнаруживаются в полости рта (десна и зубной налет), кишечнике (дистальные отделы толстого кишечника), на коже (лицо, крылья носа, за ушами, между пальцами) и в органах дыхательной системы (преимущественно в верхних дыхательных путях).

Рис. 10. Микрофлора кожи человека. Тип Актинобактерии обозначены оттенками синего, класс Актиномицеты – ярко-голубым.

Актиномицеты при условии снижения иммунной реактивности организма могут стать причиной актиномикозов – оппортунистических заболеваний, заключающихся в формировании актиномикозных гранулем – скоплений бактериальных тел, напоминающих зерна желтой серы («друз»), окруженных иммунокомпетентными клетками. Воспалительная реакция ведет к расплавлению гранулем, образованию свищей, ведущему к перфорациям органов и разносу бактерий кровью.

Рис. 11. Актиномикозная друза, окраска по Граму.

Рис. 12. Актиномикоз верхней челюсти у коровы.

Рис. 13. Максиллярный актиномикоз человека.

Актиномицеты – удивительные организмы, до сих пор вводящие в заблуждение множество ученых своей схожестью с грибами. Наряду с потенциальной опасностью в виде оппортунистических актиномикозов, эти организмы дарят человеку плодоносную почву и оружие для борьбы с инфекционными и онкологическими заболеваниями – антибиотики и цитостатики.

microbak.ru

Актиномицеты - это... Что такое Актиномицеты?

Ваша корзина В корзине 0 товаров Заказать Очистить Каталог товаров Масла REDLINE Масла MOTUL AVS продукция

ГлавнаяАнтибиотикиАнтибиотики актиномицеты Хитрые актиномицеты. Антибиотики актиномицеты Важнейшие антибиотики, полученные из грибов и актиномицетов

Антибиотики группы пенициллина (природные и полусинтетические) наименее токсичны и обладают высоким эффектом действия. Пенициллин был выделен впервые в 1928 г. Флеммингом из зеленой плесени Penicillium notatum. Для клинического применения он был получен только в 1940 г. группой оксфордских ученых Флори,  Чейном и Эбрахамом, а в 1942 г. — в Советском Союзе 3. В. Ермольевой. В настоящее время пенициллин получают из культур Penicillium chrysogenum в процессе их роста. Природные антибиотики представляют собой смесь различных пенициллинов (G, F, К, X), эффективность которых недостаточна. В промышленности препараты пенициллина получают с помощью направленного биосинтеза (биосинтетические пенициллины), добавляя в питательную среду, где культивируются пенициллиумы, различные вещества, используемые ими для синтеза антибиотиков. Наиболее активны из них бензилпенициллин (G) и феноксиметилпенициллин (V). Препараты пенициллина высокоактивны в отношении грамположительных (стафило-, стрепто- и пневмококки) и грамотрицательных (гонококки и менингококки) кокков. Действуют они также на бациллы сибирской язвы, клостридии и спирохеты. Особенно чувствительны к пенициллину возбудители сифилиса — бледные трепонемы. Пенициллин не оказывает действия на грамотрицательные бактерии семейства кишечных, микобактерии туберкулеза, риккетсии, вирусы, простейшие и грибы. Бензилпенициллии используют для парентерального введения в виде натриевой, калиевой или новокаиновой соли (новоциллин). Последний оказывает пролонгированное, т. е. продленное, действие: лечебная концентрация препарата в крови сохраняется 12 ч. Действие в течение 1—2 нед обеспечивает бензатинпенициллин (бициллин-1) и комбинированные препараты, состоящие из различных солей пенициллина (бициллин-3, бициллин-5). Эти препараты особенно эффективны при лечении сифилиса, ревматизма, осложнений после удаления миндалин. Феноксиметилпенициллин применяют внутрь, так как он устойчив к кислой среде желудка. Его используют в виде таблеток и гранул, из которых готовят суспензию.Механизм действия пенициллина в настоящее время хорошо изучен. Он тормозит последнюю стадию синтеза гликопептидов, составляющих основу клеточной стенки бактерий. Растущая клетка бактерий перестает синтезировать клеточную стенку и погибает. К пенициллину более чувствительны бактерии размножающиеся, чем находящиеся в покое. Пенициллин практически не токсичен для человека и животных, так как оболочки их клеток не содержат гликопептидов. Многие микроорганизмы, особенно стафилококки, приобретают устойчивость к пенициллину. Это связано с наличием у них фермента пенициллиназы, разрушающей пенициллин. Устойчивость грамотрицательных кишечных бактерий к пенициллину также является следствием наличия у них пенициллиназы. Хотя пенициллины малотоксичны, иногда они могут вызывать побочные реакции, связанные с повышенной чувствительностью больного к препарату. Эти реакции называются аллергическими. Они проявляются в виде сыпи-крапивницы, отеков век, губ, носа. У больных, повторно леченных пенициллином, может возникнуть анафилактический шок, который нередко заканчивается смертью. Однако он возникает крайне редко: 1 случай на миллион больных. При использовании больших, «ударных», доз пенициллина для лечения сифилиса или возвратного тифа могут наступить падение артериального давления, учащение сердцебиения и обморочное состояние. Подобная реакция развивается как следствие быстрого освобождения большого количества бактериальных токсинов при гибели возбудителей заболевания и токсичности этих продуктов для организма. Полусинтетические пенициллины — ампициллин, оксадиллин, метициллин, клоксациллин и карбенициллин — получают путем химического синтеза на основе 6-амино- пенициллановой кислоты (6-АПК), составляющей как бы ядро пенициллина. Ампициллин активен в отношении не только грамположительных, но и грамотрицательных микроорганизмов. Поэтому его наиболее широко применяют в клинике для лечения инфекционных заболеваний легких, мочеполовых и желчных путей, вызванных стрептококками, пневмококками, кишечной палочкой и протеем. Ампи¬циллин назначают в таблетках и капсулах. Внутримышечно и внутривенно его можно вводить в виде натриевой соли. Применение ампициллина иногда сопровожда¬ется тошнотой, рвотой. Оказывая губительное действие на кишечную микрофлору, он может вызывать явления дисбактериоза, сопровождающиеся поносом. Ампициллин, как и природные пенициллины, чувствителен к пенициллиназе и разрушается ею. Поэтому он оказывается неэффективным в отношении пенициллиназообразующих стафилококков. Карбенициллин по спектру антимикробного действия близок к ампициллину, но в отличие от других пенициллинов активен в отношении синегнойной палочки. Карбенициллин вводят парентерально, а при гнойных менингитах — ив спинномозговой канал. Препарат малотоксичен, но может вызвать аллергические реакции. Существует также комбинированный препарат ампициллина с оксациллином — ампиокс, который обычно назначают при тяжелом течении заболевания, если неизвестен возбудитель. Метициллин, оксациллин и клоксацйллин в отличие от ампициллина не разрушаются пенициллиназой и поэтому высоко эффективны при инфекциях, которые вызываются микробами, устойчивыми к пенициллину, особенно стафилококками. Оксациллин, кроме того, устойчив в кислой среде и его применяют внутрь. Эти препараты действуют на грамположигельную флору. Антибиотики широкого спектра действия эффективны в отношении микроорганизмов, принадлежащих к различным группам. К таким антибиотикам относят левомицетин, тетрациклины, аминогликозиды, полусинтетические пенициллины и полусинтетические цефалоспорины. Левомицетин (хлорамфеникол) выделен в 1947 г. из культуральной жидкости Streptomyces venezuelae. В настоящее время его получают с помощью химического синтеза. Левомицетин действует на грамположительные и грамотрицательные бактерии, риккетсии, некоторые крупные вирусы, например трахомы и орнитоза. К нему чувствительно большинство микробов, устойчивых к пенициллину, стрептомицину и сульфаниламидам. Левомицетин применяют при лечении брюшного тифа и паратифов, дизентерии, бруцеллеза, туляремии, коклюша, пневмонии, гонореи, сыпного тифа, трахомы, орнитоза и других инфекций. Левомицетин не действует на анаэробы, простейшие и микобактерии туберкулеза. Механизм действия связан с торможением процесса синтеза белка в клетке. Он нарушает равновесие в системе образования РНК- Левомицетин малотоксичен. Назначается в порошках и таблетках внутрь. В больших дозах при длительном применении может оказывать влияние на кроветворную систему.Синтомицин, действующим началом которого является левомицетин, вследствие его токсичности применяется в настоящее время только в виде линиментов и эмульсий для лечения гнойных заболеваний кожи и слизистых оболочек, при ожогах и трахоме. Тетрациклины объединяют группу антибиотиков, близких по химическому составу и биологическим свойствам. Первым был в 1945 г. выделен хлортетрациклин (ауреомицин, биомицин) из разнокультурной жидкости лучистого гриба Streptomyces aureofaciensа в 1949 г. — окситетрациклин (террамицин) из Str. rimosus, и в 1952 г. химическим путем получен тетрациклин. Teтpaциклины активны в отношении крупных вирусов и риккетсий, спирохет и простейших, грамположительных и грамотрицательных бактерий. Их используют при лечении пневмонии, дизентерии, бруцеллеза, туляремии, коклюша, гонореи, трахомы, сыпного тифа, амебной дизентерии. Лечебные дозы препаратов действуют бактериостатически, а более высокие — бактерицидно. Тетрациклины оказывают действие на синтез белка в клетке и функции рибосом. В больших дозах нарушают синтез гликопептидов клеточной стенки и проницаемость клеточных мембран. Тетрациклины исключают также из обмена веществ клетки металлы, необходимые для функционирования ферментов.Часто микроорганизмы приобретают устойчивость к тетрациклинам, которая бывает одновременно связана с устойчивостью к стрептомицину, левомицетину и сульфаниламидам. Такая приобретенная устойчивость может быть обусловлена наличием небольшой автономной хромосомы, лежащей в цитоплазме бактерий (R-фактор), которая может передаваться из одной микробной клетки в другую. Лекарственные формы применения тетрациклинов различны: таблетки, капсулы и суспензии, глазная мазь и свечи. Производные тетрациклина: гликоциклин предназначен для внутривенного и внутримышечного введения, а морфоциклин — только для внутривенного. При попадании под кожу он вызывает раздражение и образование инфильтрата. Существуют комбинированные формы тетрациклина с олеандомицином (олететрин), которые применяют в виде таблеток, и смесь олеандомицина с морфоциклином (олеморфоциклин), вводимая внутривенно. Окситетрациклин применяется внутрь в виде таблеток, в мазях, местно в присыпках и растворах. Окситетрациклин можно вводить внутримышечно. Полусинтетическое производное его — метациклин — принимают внутрь, так как он быстро всасывается и длительно сохраняется в крови. Хлортетрациклин для приема внутрь выпускается в виде таблеток и капсул. Побочное действие тетрациклинов связано с их губительным влиянием на микрофлору кишечника и особенно кишечную палочку. Гибель микроорганизмов, нормальных обитателей слизистых оболочек, приводит к размножению устойчивых к тетрациклинам дрожжеподобных грибов Candida, стафилококков и протея. В результате возникают дисбактериоз и такие тяжелые заболевания, как кандидамикозы, стафилококковые энтериты и гиповитаминозы. Эти осложнения можно предупредить при рациональном применении антибиотиков и одновременном употреблении противогрибкового препарата нистатина и витаминов. Поэтому выпускают препараты, являющиеся комбинациями тетрациклинов и витаминов: витациклин, витоксициклин и др. Аминогликозиды объединяют группу родственных препаратов, полученных из культуральной жидкости лучистых грибов — стрептомицет. К ним относят, помимо стрептомицина, неомицин, канамицин, мономицин (паромомицин) и гентамицин. Стрептомицины — антибиотики, которые образуют лучистые грибы из рода стрептомицет. Стрептомицин был выделен в конце 1943 г, Ваксманом. В 1946 г. из стрептомицина химическим путем получен дигидрострептомицин. Стрептомицин обладает широким спектром антибактериального действия и оказывает бактериостатическое и бактерицидное влияние на возбудителей чумы, туберкулеза, бруцеллеза, на шигелл и сальмонелл. В настоящее время его применяют преимущественно при лечении туберкулеза. Механизм действия стрептомицина связан с нарушением синтеза белка в клетке, так как он образует комплексы с ДНК и РНК клетки, препятствуя считыванию генетического кода. Стрептомицин нарушает также проницаемость клеточных мембран.Применение стрептомицина ограничено вследствие токсического действия на VIII пару черепных (слуховых) нервов. Это обусловливает нарушения функций слухового и вестибулярного аппарата: снижение и потерю слуха, пошатывание при ходьбе. При использовании стрептомицина микроорганизмы быстро приобретают устойчивость к нему. Некоторые микробы образуют даже стрептомицинзависимые формы, которые могут размножаться на питательных средах только при добавлении стрептомицина. Образованию устойчивых форм микобактерий туберкулеза препятствует назначение стрептомицина в сочетании с парааминосалициловой кислотой (ПАСК) и фтивазидом. Возможность практического применения аминогликозидов ограничена нейротоксическим и нефротоксическим действием препаратов. Канамицин наименее токсичен и вводится парентерально при лечении туберкулеза. Гентамицин широко используют при лечении заболеваний мочевыводящих путей и дыхательного тракта, вызванных грамотрицательными бактериями (кишечная палочка, протей), а также синегнойной палочкой. Парентеральное введение неомицин а запрещено. В случае приема внутрь аминогликозиды почти не всасываются и оказывают местное действие на микрофлору кишечника, поэтому их используют при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, вызванных сальмонеллами, шигеллами, стафилококками, дизентерийной амебой (паромомицин, мономицин). Полусинтетические цефалоспорины получены химическим путем на основе 7-аминоцефалоспорановой кислоты (7-АЦК). Они обладают широким спектром действия в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий: кокков, сибиреязвенных бацилл, клострвдий, коринебактерий, шигелл, сальмонелл, кишечной палочки. Эти антибиотики не действуют на синегнойную палочку, большинство штаммов протея, а также риккетсии, вирусы и простейшие. Цефалоспорины не разрушаются стафилококковой пенициллиназой и высокоактивны в отношении устойчивых к пенициллинам стафилококков. Наибольшее применение имеют цефалоридин (депорин) и цефалотин, которые вводятся в основном внутримышечно при инфекциях дыхательных и мочевыводящих путей, раневых инфекциях и инфицированных ожогах. Полусинтетические цефалоспорины малотоксичны и используются как антибиотики резерва. Антибиотики резерва применяют при лечении заболеваний, вызываемых устойчивыми к пенициллину грамположительными микробами, чаще стафилококками. К ним относят эритромицин, олеандомицин, выпускаемые за рубежом спирамицин и карбомицин, новобиоцин (альбомицин), ванкомицин и линкомицин. Для лечения туберкулеза используют также антибиотики резерва: флоримицин (БИОМИЦИН), циклосерин, канамицин, рифамицин и др. Противогрибковые антибиотики — нистатин (микостатин), леворин, трихомицин, амфотерицин В и микогептин — получены из культуральной жидкости различных видов стрептомицет. Гризеофульвин выделен из зеленой плесени Penicillium griseofulvum. Нистатин используют в таблетках, в виде мазей, свечей и глобулей для лечения кандидамикозов слизистых оболочек полости рта, влагалища, желудочно-кишечного тракта, мочеполовых органов и кожи. Механизм действия нистатина связан с нарушением проницаемости клеточных мембран патогенных грибов. Профилактическое применение нистатина рекомендуется при длительном приеме антибиотиков широкого спектра действия, особенно тетрациклинов, маленькими детьми, лицами пожилого возраста и ослабленными. В случаях применения больших доз нистатина иногда могут возникать тошнота, рвота и расстройство функции кишечника. Леворин назначают при кандидамикозах, аспергиллезе легких, а также при трихомониазе половых органов. Трихомицин обладает высокой активностью в отношении дрожжеподобных грибов Candida, а также трихомонад, некоторых трипаносом, лейшманий и спирохет, подавляет рост анаэробов — клостридий и стафилококков. Амфотерицин В — единственный препарат, эффективный при генерализованных микозах, таких, как гистоплазмоз, бластомикоз, криптококкоз и кандидасепсис. Препарат токсичен, и его применяют только по жизненным показаниям. Микогептин назначают внутрь при глубоких системных микозах: кокцидиоидозе, гистоплазмозе, аспергиллезе, кандидозе и др. Гризеофульвин используют при дерматомикозах человека: парше (фавус) волосистой части головы и гладкой кожи, трихофитии волос и кожи, микроспории, эпидермофитии, а также при фавусе и трихофитии лимфатических узлов и костей. При других грибковых заболеваниях он неэффективен. Противоопухолевые антибиотики оказывают выраженное цитотоксическое действие на опухолевые и быстрорастущие нормальные клетки организма, а также дают выраженный антимикробный эффект в отношении различных групп микроорганизмов. Как антибактериальные препараты они не применяются ввиду высокой токсичности. Большинство противоопухолевых антибиотиков образуется при биосинтезе различными видами стрептомицет. Механизм действия этих антибиотиков основан на влиянии их на синтез или метаболизм нуклеиновых кислот. Например, при действии брунеомицина наблюдаются прекращение синтеза и интенсивный распад ДНК, оливомицин подавляет синтез РНК на матрице ДНК, актиномицин и рубомицин подавляют ДНК-зависимый синтез РНК. К противоопухолевым относятся антибиотики группы актиномицинов (дактиномицин, хризомаллин, аурантин), группы ауреолевой кислоты (оливомицин, хромомицин), антрациклины (дауномицин, рубомицин) и стрептонигрины (брунеомицин), близкие по структуре к митомицину С.Противоопухолевые антибиотики применяют при различных формах злокачественных новообразований.

Актиномицеты (устар. лучистые грибки) — бактерии, имеющие способность к формированию на некоторых стадиях развития ветвящегося мицелия (некоторые исследователи, подчёркивая бактериальную природу актиномицетов, называют их аналог грибного мицелия тонкими нитями) диаметром 0,4—1,5 мкм, которая проявляется у них в оптимальных для существования условиях.

Наиболее распространены в почве: в ней обнаруживаются представители почти всех родов актиномицетов. Актиномицеты обычно составляют четверть бактерий, вырастающих на традиционных средах при посевах их разведённых почвенных суспензий и 5—15 % прокариотной биомассы, определяемой с помощью люминесцентной микроскопии. Их экологическая роль заключается чаще всего в разложении сложных устойчивых субстратов; предположительно они участвуют в синтезе и разложении гумусовых веществ. Могут выступать симбионтами беспозвоночных и высших растений.

Строение

Косвенные данные позволят предположить у актиномицетов апикальный рост.

Дифференциация мицелия — процесс усложнения в процессе развития колонии актиномицета. Прежде всего она проявляется в делении на первичный (субстратный) и вторичный (воздушный) мицелий. Воздушный толще, он гидрофобен, содержит больше ДНК и ферментов, на поверхности его клеток имеются различные структуры (палочковидные, фиблиллы).

Мицелий с редкими перегородками, практически ценоцитный у спорообразующих, с частыми перегородками (септами) у форм, для которых мицелий распадается и близких к ним. Вегетативные клетки большинства форм делятся поперечными перегородками, Geodermatophilus и Dermatophilus — во взаимно перпендикулярных направлениях, некоторые актиномицеты содержат клетки с септами, проходящими в совершенно разных направлениях (спорангии Micromonospora, везикулы Frankia). Ветвление происходит по механизму почкования.

Часто дифференциация проявляется в образовании амицелиарных структур:

• коремии — тесное переплетение слившихся гиф, склеенных слизью с оксидами железа;
• агрегаты клеток;
• кристаллы вторичных метаболитов;
• «серные гранулы»;
• склероции — утолщённые гифы с вакуолями, заполненными липидами, может прорастать как спора;
• везикулы — инкапсулированные азотфиксирующие образования у Frankia.

В процессе старения цитоплазма клеток приобретает неравномерную электронную плотность, в ней перестают различаться рибосомы, граница нуклеоида расплывается, клеточная стенка становится тонкой и рыхлой, образуется микрокапсула. При автолизисе в цитоплазме образуются обширные светлые участки, нуклеоид распадается, в клеточной стенке образуются отверстия, клетка заполняется мембранными структурами, разрушающимися последними.

Жизненный цикл

Нокардиоформные актиномицеты редко образуют споры и размножаются преимущественно фрагментами быстро распадающегося мицелия. Актиномицеты, имеющие продолжительные мицелиальные стадии, различаются по типу спорообразования.

Спорообразование

По числу спор актиномицеты делят на моно- (например, Saccaromonospora, Micromonospora) олиго- (Actinomadura) и полиспоровые (Streptomyces), выделяя особо те, которые образуют спорангии. Спорообразование преимущественно экзогенное (Thermoactinomyces образует настоящие эндоспоры, однако в настоящее время этот род на основании хемотаксономических и генетических признаков, несмотря на выраженную мицелиальную стадию склонны относить к бациллам), реже псевдоэндогенное (Planomonospora, Dactylosporangium).

У Streptomyces и спорулирующих Actinomyces споры образуются в два этапа:

• Апикальный участок воздушной гифы отделяется септой, нуклеоид вытягивается.
• Почти одновременно клетка делится септами на участки, нуклеоид делится в тех же местах, клеточная стенка становится в 2 раза толще, споры округляются и их стенка становится в 7 раз толще стенки гифы.

У олигоспоровых септы закладываются базипитально. У монспоровых могут образовываться по механизму почкования.

Спорообразование вызывается т. н. фактором А (C13h32O4).

Прорастание споры

Прорастание происходит в следующие стадии:

• Инактивная спора гидрофобна, термоустойчива, не проявляет дыхательной активности
• Смачивающаяся активированная спора проявляет активность ферментов, начинается дыхание
• Спора набухает, начинается синтез РНК
• Выход 1—3 (реже 4) ростовых трубок, начинается синтез ДНК. Эта стадия необратима, остальные три — обратимы.

Образуют друзды — скопление переплетенных нитей с колбовидными утолщениями на концах.

Подвижность

Могут быть подвижны на стадии споры (актинопланы, Geodermatophilus и Dermatophilus), иногда подвижны части мицелия (эрсковия).

Экологические функции

Актиномицеты (особенно рода Micromonospora) обнаруживаются в водоёмах и их донных осадках, однако не решен вопрос о том являются ли они постоянными их обитателями или занесены из почвы, неизвестна также их роль в данных местообитаниях.

Почвы являются тем природным субстратом, откуда актиномицеты выделяются в наибольшем разнообразии. Однако большая часть биомассы актиномицетов представлена спорами, которые и дают колонии при учёте популяций в почве методом посева, лишь 1—4 % биомассы занимает мицелий[1]. Он обнаруживается в микрозонах с повышенным содержанием органического вещества.

Актиномицеты доминируют на поздних стадиях микробной сукцессии, когда создаются условия для использования труднодоступных субстратов. Активация актиномицетной микрофлоры происходит при внесении в почву крахмала, хитина, нефтепродуктов и т. д.. В то же время из-за медленного роста актиномицеты не способны конкурировать с немицелиальными бактериями за легкодоступные вещества. Возможно, что вторичные метаболиты (в особенности, меланоидные пигменты) играют какую-то роль в образовании гумуса.

Ценозообразующую роль актиномицеты играют в местах первичного почвообразования, находясь в этих условиях в ассоциации с водорослью. Эти ассоциации в лабораторных условиях формировали лишайникоподобный таллом (актинолишайник).

Актиномицеты (рода Streptomyces, Streptosporangium, Micromonospora, Actinomadura) являются постоянными обитателями кишечника дождевых червей, термитов и многих других беспозвоночных. Разрушая целлюлозу и другие биополимеры, они являются их симбионтами. Представители рода Frankia способны к азотфиксации и образованию клубеньков у небобовых растений (облепиха, ольха и др.). Есть патогенные формы, вызывающие актиномикоз. В организме человека обитают в ротовой полости, в кишечнике, в дыхательных путях, на коже, в зубном налете, в кариозных зубах, на миндалинах.

Отношение к факторам внешней среды

Большинство актиномицетов — аэробы, факультативные анаэробы присутствуют лишь среди актиномицетов с непродолжительной мицелиальной стадией. Здесь усматривается некоторая параллель с грибами, среди которых лишь немицелиальные дрожжи также способны жить в анаэробных условиях. Предполагается что менее эффективный анаэробный тип метаболизма успешен при большей относительной поверхности клеток, которая достигается фрагментацией мицелия.

Считается что актиномицеты более устойчивы к высушиванию чем немицелиальные бактерии, благодаря чему они доминируют в пустынных почвах. Лабораторное хранение почвенных образцов в условиях, не способствующих вегетативному росту прокариот увеличивает относительное содержание актиномицетов, учитываемое методом посева. Особенно долго способны сохраняться при высушивании склероции, образуемые родом Chainia. Показано что при aw=0,50 некоторые споры прорастают (р. Streptomyces, Micromonospora), однако образовавшийся мицелий не ветвится. При aw=0,86 прорастают споры практически всех актиномицетов, у некоторых мицелий ветвится, образуются микроколонии, оптимум достигается при aw=0,95.

Чаще всего актиномицеты нейтрофилы, однако некоторые роды ацидофильны или алкалофильны. Характерным свойством актиномицетов является ацидотолерантность, благодаря чему их доля в микробном комплексе лесных почв относительно высока. Отмечено что на кислой среде продлевается вегетативная стадия, на щелочной, напротив, ускоряется спорообразование.

Актиномицеты не требовательны к содержанию органического углерода в среде, многие из них способны расти на «голодном» агар-агаре. Представители рода Nocardia способны осуществлять хемосинтез, окисляя водород, метан и метанол. Широко среди актиномицетов распространена править] Биохимические особенности

Для актиномицетов отмечается наличие редких метаболических путей и ферментных систем. Например, для них характерен путь расщепления глюкозы Энтнера-Дудорова, встречается полифосфатгексокиназа (вместо обычной гексокиназы), существуют особенности в синтезе ряда аминокислот; во вторичном метаболизме им свойственен шикиматный путь синтеза ароматических соединений, включение цельных углеродных скелетов глюкозы во вторичные метаболиты, например, антибиотики.

Отличительной особенностью актиномицетов является способность к синтезу физиологически-активных веществ, антибиотиков, пигментов, пахучих соединений. Именно ими формируется специфический запах почвы и иногда воды (вещества геосмин, аргосмин, муцидон, 2-метил-изоборнеол). Актиномицеты являются активными продуцентами антибиотиков, образуя до половины известных науке.

Группы родов актиномицетов по 9 изданию определителя Берджи

Нокардиоформные актиномицеты

Аэробные организмы, имеющие в цикле развития мицелиальную стадию. Мицелий может распадаться на элементы, образуя цепочки, подобные спорангиям. Настоящих спор нет. Сюда относят род Nocardia, Rhodococcus, способный использовать углеводороды нефти, Promicromonospora, Actinobispora, Oerskovia и др.. деление на роды — по хемотипу клеточной стенки и другим хемотаксономическим признакам.

Роды с многогнездовыми спорангиями

Образующийся мицелий делится на отдельные кокковидные клетки, подвижные у Geodermatophilus и Dermatophilus и неподвижные у Frankia. Франкии — азотфиксирующие симбионты ольхи и других небобовых растений, образующие на их корнях клубеньки. Место обитания: почва, воды и кожа млекопитающих.

Актинопланы

В цикле развития имеют подвижную стадию и стадию образования развитого мицелия, разделенного перегородками. Сапротрофы и факультативные паразиты. Распространены в почве, лесной подстилке, животных останках и воде природных источников, часто развиваясь на пыльце попавших в неё растений. Разделяются на роды по типам спорангиев:

• Подвижные споры в спорангиях (Actinoplanes, Ampullariella, Dactylosporangium, Pilimelia)
• Неподвижные споры
  • Одиночные (Micromonospora)
  • В цепочках (Catellatospora)

Тип клеточной стенки II (содержит мезо-ДАПК и глицин).

Стрептомицеты и близкие роды

Образуют хорошо развитый воздушный мицелий, не распадающийся в процессе развития на отдельные клетки. Спорангии состоят из прямых или закрученных спиралью цепочек неподвижных спор. Обитают в почве, характеризуются сильной антибиотической и хитиноразлагающей активностью.

Тип клеточной стенки I (содержит L-ДАПК)

Мадуромицеты

Мицелий также не распадается на отдельные клетки. Споры только на воздушном мицелии в цепочках или спорангиях, как подвижные так и нет. Группа плохо изучена и требует ревизии. Образуют короткие цепочки спор (Actinomadura и др.), спорангии с неподвижными (Planomonospora) или подвижными спорами (Streptosporangium).

Типы клеточных стенок II—IV. В гидролизатах целых клеток обнаруживается мадуроза.

Термомоноспоры и близкие роды

Развитый мицелий, споры расположены одиночно, в цепочках или спорангиеподобных структурах. Тип клеточной стенки III (мезо-ДАПК, нет дифференцирующих сахаров).

Род Termoactynomyces

Термоактиномицеты образуют типичные эндоспоры и по этому признаку, а также по строению 16s рРНК должны быть отнесены к бациллам, однако образуют развитый мицелий. Термофилы, способные расти в диапазоне 40—48 градусов по Цельсию.

История изучения

В 1874 Ф. Кон в пробе из слёзного канала человека впервые обнаружил нитчатую бактерию, названную в честь врача, взявшего пробу Streptothrix foersteri. Поскольку родовое название Strepothrix уже было занято грибом, позднее бактерия была переименована в Streptomyces foersteri. В 1877 патолог Боллингер и ботаник Гарц исследовали опухоли (актиномикозные узлы) коров и обнаружили их возбудителя, которого из-за лучистого расположения нитей назвали лучистым грибком (Actinomyces). Это название вскоре стало собирательным для нескольких близких родов.

В 1884 немецкий врач Джеймс Израиль получил первую чистую культуру актиномицета (Actinomyces israelii). В дальнейшем было обнаружено множество патогенных форм (1888 — из ноги больного мадуровой болезнью человека Нокардом был выделен первый представитель рода Nocardia), в 1890—1892 Госпирини составил список родов актиномицетов.

В 1912—1916 стали появляться первые описания непатогенных актиномицетов, выделенных из обычных природных субстратов. В этот период свой вклад в развитие актиномицетологии внесли С. А. Ваксман, Краинский, Рудольф Лиске.

Новый этап развития науки начался в 1939, когда Красильников получил в нативном виде антибиотик мицетин, выделяемый стрептомицетами. В 1945 Ваксман, Шатц и Буги выделили стрептомицин. На актиномицеты оказалось обращено большое внимание, однако в основном развивались прикладные аспекты актиномицетологии, связанные с получением и применением антибиотиков. Тем не менее в это период также были получены сведения об экологии, биохимии, строении, циклах развития, которые в свою очередь позволили разработать принципы классификации актиномицетов.

С 1980-х-1990-х внимание переключилось на изучение экологических функций актиномицетов, их взаимоотношения в естественных условиях с животными, растениями и микроорганизмами. Происходит пересмотр систематики, связанный с получением данных о геноме актиномицетов.

Примечания

1. ↑ Звягинцев Д. Г. Почва и микроорганизмы. — М.: 1987

Литература

• Зенова Г. М. Почвенные актиномицеты. — М.: Изд-во МГУ, 1992. — ISBN 5-211-02902-X
• Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т. 2: Пер. с англ./Под ред. Дж. Хоула, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. — М.: Мир, 1997. — 368 с., ил. — ISBN 5-03-003112-X

dic.academic.ru

Смотрите также

• 
  Противотуберкулезные антибиотики
• 
  Антибиотики столбняк
• 
  Топ антибиотиков
• 
  Конец антибиотика
• 
  Индейка антибиотики
• 
  Вместо антибиотиков
• 
  Антибиотик цикломед
• 
  Гепатотоксичные антибиотики
• 
  Антибиотики гомеопатические
• 
  Антибиотики турецкие
• 
  Антибиотик бензилпенициллин