Факторы вирулентности микроорганизмов агрессии адгезии ферменты токсины. Факторы патогенности микроорганизмов инфекция заражение совокупность

возбудители инфекционных болезней и факторы их патогенности

Патогенность - генетический признак, качественная характеристика вида, закрепленная в его наследственном (хромосомном) аппарате. Большинство возбудителей болезней являются облигатно-патогенными: их способность вызывать инфекционный процесс - постоянный видовой признак.

Существуют также микроорганизмы, вызывающие инфекционный процесс лишь при определенных условиях. Для них в науке укоренился не совсем правильный термин - факультативно (условно) патогенные микроорганизмы.

Патогенное действие характеризуется специфичностью: каждый вид патогенных микроорганизмов при попадании в организм в достаточном для инфицирования количестве - инфицирующей дозе - вызывает определенную инфекцию (при так называемых классических моноинфекциях). Указанная специфичность весьма строгая, и поэтому в основу классификации болезней положен принцип: 1 возбудитель - 1 болезнь.

Вместе с тем у разных групп одного вида микроорганизма (штаммов или серотипов) под влиянием различных факторов патогенность может существенно различаться.

Вирулентность - степень, или мера, патогенности; представляет собой фенотипический, индивидуальный признак штамма, который может существенно варьировать - повышаться, снижаться или полностью утрачиваться (авирулентность).

Факторы патогенности. Каждый патогенный микроорганизм характеризуется специфическим набором факторов патогенности, которые весьма разнообразны. В первую очередь следует отметить инвазивность (агрессивность) - способность микроорганизма проникать через естественные барьеры и размножаться в тканях и токсигенность - способность выделять токсины (яды). К факторам патогенности относят также:

экзотоксины - самые сильные из известных биологических и химических ядов; выделяются в среду, термолабильны (малоустойчивы), действуют медленно; представляют собой белки, продуцируемые, как правило, грамположительными бактериями (стафилококками, стрептококками, клостридиями);

эндотоксины - представляют собой в основном липополисахариды, продуцируемые грамотрицательными бактериями (бруцеллами, сальмонеллами, микобактериями); прочно связаны с бактериальной клеткой (выделяются при ее разрушении), термостабильны, действуют быстро;

ферменты (энзимы) - гиалуронидаза, фибринолизин, коагулаза, коллагеназа, стрептокиназа, лецитиназа, дезоксирибонуклеаза, протеаза, декарбоксилаза и др.; действуют строго избирательно, им присущи свойства факторов распространения (проницаемости, инвазивности);

полисахариды (О-антигены) - соматический (оболочковый) антиген некоторых грамотрицательных бактерий (эшерихий, сальмонелл, бруцелл);

поверхностные и адгезивные антигены - О-, Н- и К-антигены эшерихий, сальмонелл и др.; нуклепротеид и структуры оболочки вириона (у вирусов); а также способность образовывать капсулу (встречается у ряда микроорганизмов).

Развитие инфекционного процесса определяется специфическим общим и местным действием возбудителя и комплексом ответных реакций макроорганизма. Большое значение в процессе заражения организма и размножения возбудителя в нем имеет механизм проникновения возбудителя в организм (инфицирования).

Ворота инфекции - это место проникновения возбудителя болезни в органы и ткани животного.

ЗНАЧЕНИЕ МИКРО- И МАКРООРГАНИЗМА В ФОРМИРОВАНИИ ИНФЕКЦИИ

степеней) способны вызывать инфекционные болезни животных.

Этиологический фактор (этиологический агент) инфекционных болезней - патогенный микроорганизм, называемый также возбудителем болезни.

Широта патогенного спектра микроорганизмов (способность вызывать заболевания у одного, нескольких или многих видов животных) может существенно различаться.

Возбудители, патогенные для одного вида животных, называют монофагами (вирус чумы свиней, оспы овец, инфекционной анемии лошадей, миксоматоза кроликов и др.); возбудители, патогенные для многих видов, - полифагами (вирус бешенства, возбудители туберкулеза, бруцеллеза, сальмонеллеза, колибактериоза и др.).

Возникновение, течение и форма инфекции зависят не только от вирулентности и количества попавших в организм микроорганизмов, но и от восприимчивости или устойчивости организма животного.

Восприимчивость организма - способность животного заразиться и заболеть инфекционной болезнью.

Восприимчивость генетически закреплена на уровне вида животного (например: сап, мыт, инфекционная анемия лошадей, миксоматоз кроликов, контагиозная плевропневмония коз, болезнь Ньюкасла птиц, и др.). На восприимчивость животных к инфекционным болезням влияют в основном следующие факторы.

Факторы внешней среды

- стрессоры (чрезвычайные раздражители): химические, кормовые, травматические, транспортные, технологические, биологические (болезни, обработки), отологические (поведенческие) и др голодание (общее, белковое, минеральное, витаминное) охлаждение или перегревание ионизирующее излучение.

Факторы внутренней среды

Таким образом, восприимчивость организма животного и влияние неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды служат предпосылкой возникновения инфекционной болезни, однако не всегда наличие возбудителя и восприимчивого животного приводит к развитию инфекционной болезни.

ВИДЫ ИНФЕКЦИЙ

Существует множество видов инфекций. Их классифицируют в зависимости от вида возбудителя, пути его проникновения в организм, локализации очага инфекции и т. д.

Классификация инфекций

Классификационный признак Вид инфекции

Пути проникновения возбуди- Экзогенная

теля в организм Эндогенная (аутоинфекция)

Криптогенная

Способ заражения Естественная (спонтанная)

Искусственная (экспериментальная)

Распространение возбудителя Местная (очаговая)

в организме Регионарная

Генерализованная

Количество возбудителей Простая (моноинфекция)

Смешанная (ассоциативная)

Форма проявления Явная

Скрытая (бессимптомная)

Субинфекция

Реинфекция

Вторичная (секундарная)

Суперинфекция

Группы возбудителей Вирусная

Бактериальная (аэробная, анаэробная, гнойная)

Хламидийная

Микоплазменная

Риккетсиозная

Механизм передачи Алиментарная (кормовая)

Респираторная (аэрогенная)

Почвенная

Контактная

Трансмиссивная

При экзогенной инфекции возбудитель проникает в организм извне; при эндогенной - возбудитель (чаще условно-патогенный микроорганизм) находится в органах и тканях и при ослаблении резистентности организма вызывает заболевание. О криптогенной инфекции говорят, если источник заражения организма установить не удается.

Естественная инфекция возникает самостоятельно; искусственная бывает вызвана вмешательством человека.

Местная инфекция локализуется на ограниченном участке тела, регионарная - в определенном органе, области и в контролирующих орган или область лимфоузлах; генерализованная характеризуется распространением возбудителя по всему организму.

Различают следующие типы генерализованной инфекции:

бактериемия (вирусемия) - микроорганизм проникает в кровь и разносится ею, но не размножается (туберкулез, бруцеллез, инфекционная анемия лошадей, чума свиней);

септицемия (сепсис) - микроорганизмы размножаются в крови и затем разносятся по органам и тканям организма;

пиемия характеризуется образованием вторичных гнойных очагов, распространяющихся по лимфатическим путям;

септикопиемия представляет собой сочетание септицемии и пиемии.

Простая инфекция бывает вызвана одним возбудителем; смешанная - двумя и более возбудителями (туберкулез + бруцеллез, ринотрахеит + парагрипп-3, сальмонеллез + хламидиоз).

Явная инфекция проявляется внешними признаками; скрытая внешне не проявляется; при субинфекции возбудитель проникает в организм животного в дозе, меньшей инфицирующей, и затем быстро погибает или выводится из организма. Реинфекция - это повторное заражение после полного выздоровления тем же видом возбудителя; возникает при отсутствии имммунитета (например: дизентерия свиней, копытная гниль, некробактериоз, туберкулез). Вторичная инфекция развивается на фоне первой - основной (например, пастереллез и сальмонеллез на фоне чумы свиней; стрептококкоз на фоне чумы собак или гриппа лошадей); суперинфекция - это повторное заражение организма тем же возбудителем (инфекция на фоне уже имеющейся) до выздоровления и освобождения от возбудителя, попавшего при первичном заражении.

ДИНАМИКА ИНФЕКЦИОННОЙ БОЛЕЗНИ, ЕЕ ТЕЧЕНИЕ И ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ

Для инфекционных болезней характерна определенная цикличность течения, или периодичность (стадийность), проявляющаяся последовательной сменой периодов, следующих один за другим (рис. 3).

1-й период - инкубационный, или скрытый (ИП) - продолжается от момента проникновения возбудителя в органы и ткани до появления первых, еще не ясных клинических признаков (а при скрытых инфекциях - до появления положительных результатов диагностических исследований). Это важный эпизоотологический показатель. ИП характерен для всех инфекционных болезней, но продолжительность его сильно варьирует: от нескольких часов и дней (сибирская язва, ящур, ботулизм, грипп, чума) до нескольких месяцев и лет (туберкулез, бруцеллез, лейкоз, медленные и прионные инфекции). ИП может быть различным даже при одной и той же болезни. У большинства инфекционных болезней скрытый период составляет 1...2нед. Чаще всего животные в ИП не являются активным источником возбудителя инфекции, но при некоторых (бешенство, ящур, паратуберкулез) возбудитель может выделяться во внешнюю среду уже в указанный период.

2-й период - предклинический (продромальный, предвестников) - продолжается от момента появления первых признаков до их полного развития; составляет от нескольких часов до 1...2 дней. В этот период начинают проявляться неспецифические (общие) симптомы - слабость, угнетение, снижение аппетита, незначительное повышение температуры тела.

3-й период - полного развития болезни - сопровождается развитием основных клинических признаков, характерных для данной болезни. Продолжительность его может быть различной. Указанный период наиболее важен для диагностики. Клинические признаки чрезвычайно разнообразны (некоторые являются общими для многих болезней). К самым значительным следует отнести: лихорадку (повышение температуры тела); поражения сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта; воспалительные процессы в органах и тканях; различные поражения кожи и слизистых оболочек.

Этот период может закончиться по-разному: исходом болезни бывает выздоровление или гибель животного - внезапная или в результате ослабления и истощения организма.

4-й период - угасания (клинического выздоровления, реконвалесценции) - может иметь различную продолжительность, что зависит от многих факторов: характера и тяжести болезни, иммунологической реактивности макроорганизма, внешних условий. При этом животные-реконвалесценты все еще могут выделять возбудителя во внешнюю среду.

5-й период - полного выздоровления - характеризуется полным восстановлением нарушенных функций у животного и, как правило, освобождением организма от возбудителя болезни.

Кроме динамики (смены периодов), инфекционным болезням свойственны определенная острота течения (сверхострое, или молниеносное, острое, подострое, хроническое, абортивное, а также доброкачественное и злокачественное) и формы клинического проявления заболевания (типичная или атипичная; кишечная, легочная, нервная, кожная, мышечная, суставная, глазная и др.).

Молниеносное течение - характеризуется гибелью животного в течение нескольких часов, при этом клинические признаки чаще всего не успевают развиться (например, сибирская язва, брадзот, энтеротоксемия и др.); острое - тем, что болезнь продолжается обычно 1-7 дней, при этом наблюдают типичные признаки болезни.

При подостром течении болезнь длится дольше - до нескольких недель; клинические признаки, как правило, характерны, но выражены слабее, чем при остром течении.

При хроническом - болезнь длится недели, месяцы или годы с неясными, слабо выраженными признаками, временами без них (например, туберкулез, бруцеллез, копытная гниль овец, медленные инфекции). Для этого течения характерны ремиссии и рецидивы болезни (см. ниже). Абортивное течение (некоторые авторы относят его к легкой форме проявления болезни) характеризуется внезапным прерыванием типичной формы с наступлением выздоровления или без него. Иначе говоря, абортивное течение - это быстрое, легкое переболевание с типичным началом, но нехарактерными последующими признаками.

Возможен переход одного вида течения в другое. При злокачественном течении прогноз, как правило, неблагоприятный, а исходом болезни обычно бывает гибель. При доброкачественном - прогноз обычно благоприятный, а исход - выздоровление (доброкачественное и злокачественное течение некоторые авторы относят к формам клинического проявления).

При типичной форме - комплекс признаков характерен для данной болезни, при атипичной наблюдают отклонение от типичных признаков.

В целом формы проявления отражают локализацию и степень проявления инфекционного процесса, а течение - его длительность (время).

Следует отметить также, что для любой болезни, в том числе инфекционной, характерны такие явления, как ремиссия и рецидив.

Ремиссия - временное ослабление или исчезновение признаков болезни.

Рецидив - возврат болезни, повторное появление признаков.

Качественные и количественные характеристики микроорганизма – возбудителя инфекции.

Патогенный микроорганизм, чтобы вызвать инфекционный процесс должен обладать следующими свойствами:

Патогенность (вирулентность);

Нозологическая специфичность и органотропность;

· нозологическая специфичность – каждый вид патогенных микробов способен вызывать характерный только для него инфекционный процесс, а так же симптомокомплекс патологических реакций, в какой бы восприимчивый макроорганизм он не попал. У условно-патогенных микробов такой специфичности нет.

· органотропность – это поражение клеток, тканей и органов, наиболее подходящих по своим биохимическим свойствам для жизнедеятельности данных микробов.

3) инфицирующая доза – патогенный микроорганизм должен проникать в том количестве, которое способно вызвать инфекцию. Инфицирующая доза индивидуальна для каждого вида.

Патогенность и вирулентность.

Патогенность – (от греч. pathos – страдание, болезнь, genes – рождающий) – способность вызывать инфекционный процесс и инфекционное заболевание.

Патогенность– величина не абсолютная – это видовое свойство бактерий, присущее виду в целом, но у разных представителей данного вида она может проявляться в различной степени. Для определения степени патогенности возбудителя применяют количественную оценку, то есть меру патогенности – вирулентность.

За единицу измерения вирулентности принята летальная доза (DL-dosis letalis) – наименьшее количество микроорганизмов или токсина способное вызвать за определенный период времени гибель определенного количества лабораторных животных. На практике применяют несколько производных от этой величины.

DLm (Dosis letalis minima) – минимальная смертельная доза микроорганизмов или их токсинов способная вызвать гибель лабораторного животного за определенный срок – величина относительная, зависит от вида животного.

DL 50 (Dosis letalis 50%) – количество микроорганизмов или их токсинов, вызывающая гибель 50% зараженных экспериментальных животных.

Dcl (dosis certa letalis) – безусловно смертельная доза, то есть количество микроорганизмов или токсина, вызывающее гибель 100% зараженных лабораторных животных.

Инфицирующая доза (ID-infection dose) – минимальное количество патогенных микроорганизмов, способное вызвать развитие инфекционного заболевания у определенного количества лабораторных животных. Так же определяют ID 50 , ID 100 и т.д.

Факторы патогенности.

Весь набор факторов патогенности микроорганизмов можно разделить на четыре группы:

- факторы адгезии или адгезивности и колонизации – факторы прикрепления микроорганизмов к чувствительным клеткам и способность заселять очаги первичного инфицирования;

- факторы инвазии или инвазивности – факторы проникновения внутрь чувствительной клетки и распространения по макроорганизму;

- факторы агрессии или агрессивности – факторы противостояния защитным силам макроорганизма;

- факторы токсигенности или токсинообразование – способность вырабатывать экзотоксины и эндотоксины.

Все эти факторы относительно не связаны друг с другом и по-разному проявляются у различных микроорганизмов. Есть микробы у которых основными являются факторы токсигенности, они продуцируют сильнейшие токсины, например, возбудитель ботулизма, дифтерии. Существуют микробы с выраженными агрессивными свойствами и т.д. Но, так или иначе, набор факторов патогенности микроорганизма определяет патогенез инфекционного процесса, а соответственно и симптомокомплекс сопровождающий инфекционное заболевание.

- Факторы адгезии и колонизации играют ведущую роль на ранних стадиях патогенеза инфекционного заболевания. Функцию факторов адгезии могут выполнять фимбрии (микроворсинки 1-го порядка), белки наружной мембраны (белки-адгезины), липополисахариды клеточной стенки, липотейхоевые кислоты и другие структуры, которые могут располагаться на поверхности микроба либо входить в состав микроворсинок, капсул и клеточной стенки. Факторы хемотаксиса и подвижности – микроорганизмы способные к движению с помощью хемотаксиса ориентируются в отношении своих клеток-мишеней, а за счет движения приближаются к клеткам.

- Факторы инвазии – это в основном экзоферменты микроорганизмов. Гиалуронидаза – расщепляет гиалуроновую кислоту – основной компонент соединительной ткани, препятствующий проникновению посторонних веществ – и повышает проницаемость различных тканей. Нейраминидаза (сиалидаза) – расщепляет сиаловую кислоту, входящую в состав поверхностных рецепторов клеток, благодаря чему последние приобретают способность взаимодействовать с адгезинами микробов и их токсинами. С помощью этого фермента микроорганизмы преодолевают первый защитный барьер макроорганизма – лизоцимный слой, покрывающий поверхность слизистых оболочек и содержащий большие количества сиаловых кислот. Слизь теряет коллоидные свойства и полностью разрушается, а эпителиальные клетки слизистых оболочек, которые в норме покрыты слизью, становятся доступными к колонизации. Фибринолизин – расщепляет фибриновый вал, формирующий вокруг очага воспаления, и способствует распространению микроорганизмов по макроорганизму. Плазмокоагулаза – способствует образованию вокруг микроба капсулы в результате коагуляции плазмы, что препятствует их фагоцитозу, сохраняет от воздействия комплемента и микроорганизмы распространяются из очага воспаления по макроорганизму. ДНК-аза – деполимеризует ДНК, выделяющуюся в межклеточное пространство при гибели клетки, что ведет к снижению вязкости окружающей среды, что благоприятно сказывается на развитии микробов в тканях. Коллагеназа – разрушает коллаген мышечных волокон, что понижает стабильность е структуры и способствует распространению микробов. Лецитиназа С (фосфолипаза) – расщепляет лецитин и другие фосфоглицериды, входящие в состав клеточных мембран мышечных волокон. Продукты гидролиза лецитина оказывают токсическое воздействие на макроорганизм. Протеазы – разрушая слизь, способствуют высвобождению рецепторов клеток, с которыми взаимодействуют микроорганизмы. Ферменты способны изменять рН окружающей среды, делая ее пригодной для размножения микроорганизмов, например, уреаза – нейтрализует кислую среду желудка. У грамотрицательных микроорганизмов факторы инвазии обычно представлены белками наружной мембраны – белками-инвазинами . Подвижность также обусловливает проникновение микроорганизмов в чувствительную клетку и распространение их по макроорганизму.

- Факторы агрессии – это факторы, позволяющие микроорганизмам противостоять защитным силам макроорганизма. Капсула – ингибирует начальные этапы защитных реакций – распознавание и поглощение – «экранирует» бактериальные структуры, активирующие систему комплимента и распознаваемые иммунокомпетентными клетками, защищает микробы от действия лизосомальных ферментов и токсичных оксидантов, которые выделяются фагоцитами, вызывая незавершенный фагоцитоз. У микробов капсула может быть представлена гиалуроновой кислотой, которая не распознается фагоцитами как чужеродная. Различные ферменты и белки микроорганизмов обладают агрессивными свойствами. Плазмокоагулаза – превращает фибриноген в фибрин, образует своеобразную белковую пленку вокруг микробов, которая защищает их от фагоцитов. Каталаза и супероксидисмутазалеточных мембран мышечных волокон.дящие в составспособствует распространению микробов.зкости окружающей среды.вовать с адгезин (оксидаза) участвуют в инактивировании токсических кислородных продуктов фагоцитоза. Аминопептидаза – подавляет хемотаксис фагоцитов. Протеазы – расщепляют молекулы иммуноглобулинов А. Белок А (у стафилококков), белок М (у стрептококков), V-W-антигены (у возбудителя чумы) – тормозят фагоцитоз, за счет подавления «окислительного взрыва» в фагоцитах, подавления хемотаксиса фагоцитов и др. К факторам препятствующим фагоцитозу относят также пептидогликан, тейхоевые кислоты и другие компоненты клеточной стенки. Перекрестно-реагирующие антигены тоже являются факторами агрессии – это общие антигены у представителей различных видов, имеющие сходные антигенные детерминанты, но разные носители. При наличии таких антигенов у микроорганизмов, иммунокомпетентные клетки могут не распознавать их как чужеродные – феномен «мимикрии», что способствует сохранению бактерий в макроорганизме.

Ферменты микроорганизмов способствуют не только инвазии и агрессии, но и выполняют трофические функции, поставляя микробам, низкомолекулярные продукты распада клеток и тканей макроорганизма, необходимых микробам для осуществления процессов жизнедеятельности, что ведет к столь характерному для инфекционного процесса истощению макроорганизма. Например, фибринолизин обеспечивает не только распространение менингококков сквозь сгустки фибрина, но и обеспечивает им поставку аминокислот, продуктов распада фибрина, необходимых микроорганизмам. Таким образом, экзоферменты микробов оказывают токсическое воздействие, способствуют инвазии и агрессии и выполняют трофическую функцию.

- Факторы токсигенности или токсинообразование. Токсины – это либо продукты метаболизма микробной клетки – экзотоксины , либо интегральные компоненты клеточной стенки, высвобождающиеся при ее разрушении – эндотоксины , вызывающие различные нарушения жизнедеятельности макроорганизма.

Экзотоксины – секреторные белковые вещества, обычно проявляющие ферментативную активность, вырабатывающиеся в процессе жизнедеятельности микробной клетки. Синтез белковых токсинов кодируется генами (tox + -гены), локализующимися в хромосоме и сцепленными с генами, входящими в состав профага, а также генами, локализованными в плазмидах. Продуцентами экзотоксинов могут быть как грамположительные, так и грамотрицательные микроорганизмы. Экзотоксины – термолабильны, обладают высокой специфичностью и избирательностью действия, ответственны за клинические проявления инфекционного процесса, действуют дистанционно, то есть далеко за пределами очага инфицирования. Обладают высокой силой действия – токсичностью (6 кг ботулотоксина способно убить все человечество). Проявляют высокую иммуногенность – в ответ на их введение образуются специфические антитела, которые нейтрализуют их действие. (При обработке формалином экзотоксины обезвреживаются и превращаются в анатоксины, которые лишены токсических свойств, но сохраняют способность индуцировать антитоксические антитела).

Классификация экзотоксинов.

По молекулярной организации : сложные – состоят из двух фрагментов А и В. В фрагмент взаимодействует с рецепторами чувствительной клетки, адгезируется на ее поверхности и формирует трансмембранный канал, по которому фрагмент А – собственно токсин, проникает в чувствительную клетку и проявляет свои токсические свойства. Каждый фрагмент сам по себе не активен, свойства токсина проявляются, когда они связаны друг с другом;

простые – «разрезанные» экзотоксины – синтезируются в бактериальной клетке в виде протоксинов и при нарезании протеазой на А и В фрагменты, превращаются в активные формы.

По степени связывания с бактериальной клеткой : группа А – секретируемые во внешнюю среду; группа В – частично секретируемые во внешнюю среду и частично ассоциированные с бактериальной клеткой; группа С – связанные с бактериальной клеткой и высвобождающиеся только после ее гибели.

По характеру мишеней : нейротоксины – поражают клетки нервной системы; гемолизины – разрушают эритроциты; энтеротоксины – поражают клетки эпителия кишечника; дерматотоксины – поражают клетки кожных покровов; лейкоцидины – поражают лейкоциты, нейтрофилы и фагоциты.

По механизму действия:

1. Цитотоксины (гистотоксины) – нарушают элонгацию полипептидной цепи на рибосомах за счет инактивации факторов инициирующих элонгацию и подавляют синтез белка.

2. Мембранотоксины – токсины, повреждающие целостность мембран клеток за счет активации ферментов, либо белков-поринов (гемолизины).

3. Токсины, активирующие пути метаболизма вторичных мессенджеров. Энтеротоксины : за счет активации гуанилатциклазы накапливается цГМФ и происходит подавление абсорбции ионов натрия и усиление секреции ионов хлора; за счет активации аденилатциклазы накапливается цАМФ и происходит нарушение всасывания ионов натрия, калия, воды. В результате усиливается выпот жидкости в кишечник, стимулируется моторика кишечника и формируется диарея.

4. Функциональные блокаторы. Нейротоксины: ботулинический токсин связывается с рецепторами на поверхности пресинаптической мембраны двигательных нейронов периферической нервной системы и вызывает протеолиз белков в нейронах. Это приводит к ингибированию секреции ацетилхолина, что препятствует мышечным сокращениям и проявляется развитием параличей периферических нервов. Тетаноспазмин (фракция токсина возбудителя столбняка) связывается с рецепторами на пресинаптической мембране мотонейронов спинного мозга, внедряется в тормозящие и вставочные нейроны, что приводит к блокаде ингибиторных нейротрансмиттеров – глицина, γ-аминобутировой кислоты, перевозбуждению мотонейронов и стойким мышечным сокращениям – спастическим параличам.

5. Активаторы иммунного ответа (пирогенные токсины, эксфолиатины). Эксфолиатины – разрушают межклеточные контакты (десмосомы) зернистого слоя эпидермиса, что приводит к отслоению (десквамации, эксфолиации) поверхностных слоев эпидермиса и образованию пузырей, наполненных серозным или гнойным содержимым. Эти токсины относятся к суперантигенам и могут действовать непосредственно на антигенпрезентирующие клетки и Т-лимфоциты.

Эндотоксин – структурный липополисахаридный компонент клеточной стенки грамотрицательных микроорганизмов, основная часть которого освобождается только при гибели микроорганизма.

Эндотоксин термостабилен, не обладает специфичностью действия, обладает слабым иммуногенным действием. Способен оказывать на макроорганизм следующий комплекс эффектов:

Пирогенный эффект (повышение температуры тела) – эндотоксин индуцирует выброс интерлейкина-1 из макрофагов, который воздействует на центр терморегуляции;

Токсическое воздействие на сосуды – повышает проницаемость сосудистой стенки, что приводит к гипотоническому эффекту (в тяжелых случаях вплоть до коллаптоидных состояний – синдром Джариша-Герксгеймера);

Активирующее влияние на свертывающую систему крови – активирует фактор Хагемана (XII фактор свертывающей системы крови), что сопровождается микротромбами и нарушениями микроциркуляции (в тяжелых случаях возможно развитие синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром));

Кардио- и гепатотоксическое действие – блокирует дыхательную функцию митохондрий клеток печени и сердца;

Мембранлабилизирующий эффект – воздействует на тучные клетки и базофилы, что приводит к выбросу гистамина и серотонина и в итоге к возникновению аллергических реакций;

Воздействие на иммунную систему – в больших дозах, в период разгара инфекционного процесса, угнетает функции иммунной системы, в малых дозах, в период реконвалисценции – стимулирует. Активирует систему комплимента по альтернативному пути, стимулирует выработку интерферона.

Фенотипическим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность , т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулентность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Количественные показатели вирулентности могут быть выражены в DLM (минимальная летальная доза), DL« (доза, вызывающая гибель 50 % экспериментальных животных). При этом учитывают вид животных, пол, массу тела, способ заражения, срок гибели.

К факторам патогенности относят способность микроорганизмов прикрепляться к клеткам (адгезия), размещаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (инвазия) и противостоять факторам защиты организма (агрессия).

Адгезия является пусковым механизмом инфекционного процесса. Под адгезией понимают способность микроорганизма адсорбироваться на чувствительных клетках с последующей колонизацией. Структуры, ответственные за связывание микроорганизма с клеткой называются адгезинами и располагаются они на его поверхности. Адгезины очень разнообразны по строению и обусловливают высокую специфичность - способность одних микроорганизмов прикрепляться к клеткам эпителия дыхательных путей, других - кишечного тракта или мочеполовой системы и т.д. На процесс адгезии могут влиять физико-химические механизмы, связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергии притяжения и отталкивания. У грамотрицательных бактерий адгезия происходит за счет пилей I и общего типов. У грамположительных бактерий адгезины представляют собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки. У других микроорганизмов эту функцию выполняют различные структуры клеточной системы: поверхностные белки, липополисахариды, и др.

Инвазия. Под инвазивностью понимают способность микробов проникать через слизистые, кожу, соединительно-тканные барьеры во внутреннюю среду организма и распространятся по его тканям и органам. Проникновение микроорганизма в клетку связывается с продукцией ферментов, а также с факторами подавляющими клеточную защиту. Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани.

Агрессия. Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. К факторам агрессии относятся: протеазы - ферменты, разрушающие иммуноглобулины; коагулаза - фермент, свертывающий плазму крови; фибринолизин - растворяющий сгусток фибрина; лецитиназа - фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток. Патогенность может быть связана и с другими ферментами микроорганизмов, при этом они действуют как местно, так и генерализовано.

Важную роль в развитии инфекционного процесса играют токсины. По биологическим свойствам бактериальные токсины делятся на экзотоксины и эндотоксины.
Экзотоксины продуцируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. По своей химической структуре это белки. По механизму действия экзотоксина на клетку различают несколько типов: цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксфолианты и эритрогемины. Механизм действия белковых токсинов сводится к повреждению жизненно важных процессов в клетке: повышение проницаемости мембран, блокады синтеза белка и других биохимических процессов в клетке или нарушении взаимодействия и взаимокоординации между клетками. Экзотоксины являются сильными антигенами, которые и продуцируют образование в организме антитоксинов.

Экзотоксины обладают высокой токсичностью. Под воздействием формалина и температуры экзотоксины утрачивают свою токсичность, но сохраняют иммуногенное свойство. Такие токсины получили название анатоксины и применяются для профилактики заболевания столбняка, гангрены, ботулизма, дифтерии, а также используются в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения анатоксических сывороток.

Эндотоксины по своей химической структуре являются липополисахаридами, которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий и выделяются в окружающую среду при лизисе бактерий. Эндотоксины не обладают специфичностью, термостабильны, менее токсичны, обладают слабой иммуногенностью. При поступлении в организм больших доз эндотоксины угнетают фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, увеличивают проницаемость капилляров, оказывают разрушающее действие на клетки. Микробные липополисахариды разрушают лейкоциты крови, вызывают дегрануляцию тучных клеток с выделением вазодилататоров, активируют фактор Хагемана, что приводит к лейкопении, гипертермии, гипотонии, ацидозу, дессиминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВК).

Эндотоксины стимулируют синтез интерферонов, активируют систему комплемента по классическому пути, обладают аллергическими свойствами.
При введении небольших доз эндотоксина повышается резистентность организма, усиливается фагоцитоз, стимулируются В-лимфоциты. Сыворотка животного иммунизированного эндотоксином обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализует эндотоксин.

Патогенность бактерий контролируется тремя типами генов: гены - собственной хромосомами, гены привнесенные плазмидами умеренными фагами.

нозологическая специфичность – каждый вид патогенных микробов способен вызывать характерный только для него инфекционный процесс, а так же симптомокомплекс патологических реакций, в какой бы восприимчивый макроорганизм он не попал. У условно-патогенных микробов такой специфичности нет.
органотропность

Патогенность

– наименьшее количество микроорганизмов или токсина способное вызвать за определенный период времени гибель определенного количества лабораторных животных. На практике применяют несколько производных от этой величины.

DLm (Dosis letalis minima)

DL50 (Dosis letalis 50%)

Dcl (dosis certa letalis)

– минимальное количество патогенных микроорганизмов, способное вызвать развитие инфекционного заболевания у определенного количества лабораторных животных. Так же определяют ID50, ID100 и т.д.

Факторы патогенности.

Играют ведущую роль на ранних стадиях патогенеза инфекционного заболевания. Функцию факторов адгезии могут выполнять фимбрии (микроворсинки 1-го порядка), белки наружной мембраны (белки-адгезины), липополисахариды клеточной стенки, липотейхоевые кислоты и другие структуры, которые могут располагаться на поверхности микроба либо входить в состав микроворсинок, капсул и клеточной стенки.

— Факторы инвазии Гиалуронидаза Нейраминидаза (сиалидаза) – расщепляет сиаловую кислоту, входящую в состав поверхностных рецепторов клеток, благодаря чему последние приобретают способность взаимодействовать с адгезинами микробов и их токсинами. С помощью этого фермента микроорганизмы преодолевают первый защитный барьер макроорганизма – лизоцимный слой, покрывающий поверхность слизистых оболочек и содержащий большие количества сиаловых кислот. Слизь теряет коллоидные свойства и полностью разрушается, а эпителиальные клетки слизистых оболочек, которые в норме покрыты слизью, становятся доступными к колонизации. Фибринолизин Плазмокоагулаза ДНК-аза Коллагеназа Лецитиназа С (фосфолипаза) Протеазы уреаза – нейтрализует кислую среду желудка. У грамотрицательных микроорганизмов факторы инвазии обычно представлены белками наружной мембраны – белками-инвазинами . Подвижность

— Факторы агрессии Капсула – ингибирует начальные этапы защитных реакций – распознавание и поглощение – «экранирует» бактериальные структуры, активирующие систему комплимента и распознаваемые иммунокомпетентными клетками, защищает микробы от действия лизосомальных ферментов и токсичных оксидантов, которые выделяются фагоцитами, вызывая незавершенный фагоцитоз. У микробов капсула может быть представлена гиалуроновой кислотой, которая не распознается фагоцитами как чужеродная. Различные ферменты и белки микроорганизмов обладают агрессивными свойствами. Плазмокоагулаза Аминопептидаза Протеазы Белок А (у стафилококков), белок М (у стрептококков), V-W-антигены (у возбудителя чумы) – тормозят фагоцитоз, за счет подавления «окислительного взрыва» в фагоцитах, подавления хемотаксиса фагоцитов и др. К факторам препятствующим фагоцитозу относят также пептидогликан, тейхоевые кислоты и другие компоненты клеточной стенки. тоже являются факторами агрессии – это общие антигены у представителей различных видов, имеющие сходные антигенные детерминанты, но разные носители. При наличии таких антигенов у микроорганизмов, иммунокомпетентные клетки могут не распознавать их как чужеродные – феномен «мимикрии», что способствует сохранению бактерий в макроорганизме.

Токсины экзотоксины эндотоксины

Экзотоксины – секреторные белковые вещества, обычно проявляющие ферментативную активность, вырабатывающиеся в процессе жизнедеятельности микробной клетки. Синтез белковых токсинов кодируется генами (tox+-гены), локализующимися в хромосоме и сцепленными с генами, входящими в состав профага, а также генами, локализованными в плазмидах. Продуцентами экзотоксинов могут быть как грамположительные, так и грамотрицательные микроорганизмы. Экзотоксины – термолабильны, обладают высокой специфичностью и избирательностью действия, ответственны за клинические проявления инфекционного процесса, действуют дистанционно, то есть далеко за пределами очага инфицирования. Обладают высокой силой действия – токсичностью (6 кг ботулотоксина способно убить все человечество). Проявляют высокую иммуногенность – в ответ на их введение образуются специфические антитела, которые нейтрализуют их действие. (При обработке формалином экзотоксины обезвреживаются и превращаются в анатоксины, которые лишены токсических свойств, но сохраняют способность индуцировать антитоксические антитела).

Классификация экзотоксинов.

простые

: группа А группа В группа С

По характеру мишеней : нейротоксины гемолизины – разрушают эритроциты; энтеротоксины дерматотоксины лейкоцидины

По механизму действия:

2. Мембранотоксины

4. Функциональные блокаторы. Нейротоксины: ботулинический токсин Тетаноспазмин

Эндотоксин

— воздействие на иммунную систему – в больших дозах, в период разгара инфекционного процесса, угнетает функции иммунной системы, в малых дозах, в период реконвалисценции – стимулирует. Активирует систему комплимента по альтернативному пути, стимулирует выработку интерферона.

Все факторы патогенности микроорганизма, вызывающего инфекционной процесс, оказывают комплексное воздействие на организм человека. Один и тот же фактор патогенности может участвовать на различных стадиях инфекционного процесса, поэтому деление их функциям несколько относительно.

Факторы патогенности

Качественные и количественные характеристики микроорганизма – возбудителя инфекции.

Патогенный микроорганизм, чтобы вызвать инфекционный процесс должен обладать следующими свойствами:

Патогенность (вирулентность);

Нозологическая специфичность и органотропность;

нозологическая специфичность – каждый вид патогенных микробов способен вызывать характерный только для него инфекционный процесс, а так же симптомокомплекс патологических реакций, в какой бы восприимчивый макроорганизм он не попал.

Факторы патогенности бактерий

У условно-патогенных микробов такой специфичности нет.

органотропность – это поражение клеток, тканей и органов, наиболее подходящих по своим биохимическим свойствам для жизнедеятельности данных микробов.

3) инфицирующая доза – патогенный микроорганизм должен проникать в том количестве, которое способно вызвать инфекцию.

Инфицирующая доза индивидуальна для каждого вида.

Патогенность и вирулентность.

Для определения степени патогенности возбудителя применяют количественную оценку, то есть меру патогенности – вирулентность.

На практике применяют несколько производных от этой величины.

DL50 (Dosis letalis 50%) – количество микроорганизмов или их токсинов, вызывающая гибель 50% зараженных экспериментальных животных.

Так же определяют ID50, ID100 и т.д.

Факторы патогенности.

Весь набор факторов патогенности микроорганизмов можно разделить на четыре группы:

— факторы адгезии или адгезивности и колонизации – факторы прикрепления микроорганизмов к чувствительным клеткам и способность заселять очаги первичного инфицирования;

— факторы инвазии или инвазивности – факторы проникновения внутрь чувствительной клетки и распространения по макроорганизму;

— факторы агрессии или агрессивности – факторы противостояния защитным силам макроорганизма;

— факторы токсигенности или токсинообразование – способность вырабатывать экзотоксины и эндотоксины.

Все эти факторы относительно не связаны друг с другом и по-разному проявляются у различных микроорганизмов.

Есть микробы у которых основными являются факторы токсигенности, они продуцируют сильнейшие токсины, например, возбудитель ботулизма, дифтерии.

Существуют микробы с выраженными агрессивными свойствами и т.д. Но, так или иначе, набор факторов патогенности микроорганизма определяет патогенез инфекционного процесса, а соответственно и симптомокомплекс сопровождающий инфекционное заболевание.

— Факторы адгезии и колонизации играют ведущую роль на ранних стадиях патогенеза инфекционного заболевания.

Функцию факторов адгезии могут выполнять фимбрии (микроворсинки 1-го порядка), белки наружной мембраны (белки-адгезины), липополисахариды клеточной стенки, липотейхоевые кислоты и другие структуры, которые могут располагаться на поверхности микроба либо входить в состав микроворсинок, капсул и клеточной стенки.

Факторы хемотаксиса и подвижности – микроорганизмы способные к движению с помощью хемотаксиса ориентируются в отношении своих клеток-мишеней, а за счет движения приближаются к клеткам.

— Факторы инвазии – это в основном экзоферменты микроорганизмов. Гиалуронидаза – расщепляет гиалуроновую кислоту – основной компонент соединительной ткани, препятствующий проникновению посторонних веществ – и повышает проницаемость различных тканей.

Нейраминидаза (сиалидаза) – расщепляет сиаловую кислоту, входящую в состав поверхностных рецепторов клеток, благодаря чему последние приобретают способность взаимодействовать с адгезинами микробов и их токсинами. С помощью этого фермента микроорганизмы преодолевают первый защитный барьер макроорганизма – лизоцимный слой, покрывающий поверхность слизистых оболочек и содержащий большие количества сиаловых кислот.

Слизь теряет коллоидные свойства и полностью разрушается, а эпителиальные клетки слизистых оболочек, которые в норме покрыты слизью, становятся доступными к колонизации. Фибринолизин – расщепляет фибриновый вал, формирующий вокруг очага воспаления, и способствует распространению микроорганизмов по макроорганизму.

Плазмокоагулаза – способствует образованию вокруг микроба капсулы в результате коагуляции плазмы, что препятствует их фагоцитозу, сохраняет от воздействия комплемента и микроорганизмы распространяются из очага воспаления по макроорганизму.

ДНК-аза – деполимеризует ДНК, выделяющуюся в межклеточное пространство при гибели клетки, что ведет к снижению вязкости окружающей среды, что благоприятно сказывается на развитии микробов в тканях.

Коллагеназа – разрушает коллаген мышечных волокон, что понижает стабильность е структуры и способствует распространению микробов. Лецитиназа С (фосфолипаза) – расщепляет лецитин и другие фосфоглицериды, входящие в состав клеточных мембран мышечных волокон. Продукты гидролиза лецитина оказывают токсическое воздействие на макроорганизм. Протеазы – разрушая слизь, способствуют высвобождению рецепторов клеток, с которыми взаимодействуют микроорганизмы. Ферменты способны изменять рН окружающей среды, делая ее пригодной для размножения микроорганизмов, например, уреаза – нейтрализует кислую среду желудка.

У грамотрицательных микроорганизмов факторы инвазии обычно представлены белками наружной мембраны – белками-инвазинами . Подвижность также обусловливает проникновение микроорганизмов в чувствительную клетку и распространение их по макроорганизму.

— Факторы агрессии – это факторы, позволяющие микроорганизмам противостоять защитным силам макроорганизма.

Капсула – ингибирует начальные этапы защитных реакций – распознавание и поглощение – «экранирует» бактериальные структуры, активирующие систему комплимента и распознаваемые иммунокомпетентными клетками, защищает микробы от действия лизосомальных ферментов и токсичных оксидантов, которые выделяются фагоцитами, вызывая незавершенный фагоцитоз.

У микробов капсула может быть представлена гиалуроновой кислотой, которая не распознается фагоцитами как чужеродная. Различные ферменты и белки микроорганизмов обладают агрессивными свойствами. Плазмокоагулаза – превращает фибриноген в фибрин, образует своеобразную белковую пленку вокруг микробов, которая защищает их от фагоцитов. Каталаза и супероксидисмутазалеточных мембран мышечных волокон.дящие в составспособствует распространению микробов.зкости окружающей среды.вовать с адгезин (оксидаза) участвуют в инактивировании токсических кислородных продуктов фагоцитоза.

Аминопептидаза – подавляет хемотаксис фагоцитов. Протеазы – расщепляют молекулы иммуноглобулинов А. Белок А (у стафилококков), белок М (у стрептококков), V-W-антигены (у возбудителя чумы) – тормозят фагоцитоз, за счет подавления «окислительного взрыва» в фагоцитах, подавления хемотаксиса фагоцитов и др.

К факторам препятствующим фагоцитозу относят также пептидогликан, тейхоевые кислоты и другие компоненты клеточной стенки. Перекрестно-реагирующие антигены тоже являются факторами агрессии – это общие антигены у представителей различных видов, имеющие сходные антигенные детерминанты, но разные носители.

При наличии таких антигенов у микроорганизмов, иммунокомпетентные клетки могут не распознавать их как чужеродные – феномен «мимикрии», что способствует сохранению бактерий в макроорганизме.

Например, фибринолизин обеспечивает не только распространение менингококков сквозь сгустки фибрина, но и обеспечивает им поставку аминокислот, продуктов распада фибрина, необходимых микроорганизмам. Таким образом, экзоферменты микробов оказывают токсическое воздействие, способствуют инвазии и агрессии и выполняют трофическую функцию.

— Факторы токсигенности или токсинообразование.

Токсины – это либо продукты метаболизма микробной клетки – экзотоксины , либо интегральные компоненты клеточной стенки, высвобождающиеся при ее разрушении – эндотоксины , вызывающие различные нарушения жизнедеятельности макроорганизма.

Продуцентами экзотоксинов могут быть как грамположительные, так и грамотрицательные микроорганизмы. Экзотоксины – термолабильны, обладают высокой специфичностью и избирательностью действия, ответственны за клинические проявления инфекционного процесса, действуют дистанционно, то есть далеко за пределами очага инфицирования. Обладают высокой силой действия – токсичностью (6 кг ботулотоксина способно убить все человечество).

Проявляют высокую иммуногенность – в ответ на их введение образуются специфические антитела, которые нейтрализуют их действие. (При обработке формалином экзотоксины обезвреживаются и превращаются в анатоксины, которые лишены токсических свойств, но сохраняют способность индуцировать антитоксические антитела).

Классификация экзотоксинов.

По молекулярной организации : сложные – состоят из двух фрагментов А и В.

В фрагмент взаимодействует с рецепторами чувствительной клетки, адгезируется на ее поверхности и формирует трансмембранный канал, по которому фрагмент А – собственно токсин, проникает в чувствительную клетку и проявляет свои токсические свойства.

Каждый фрагмент сам по себе не активен, свойства токсина проявляются, когда они связаны друг с другом;

По механизму действия:

Цитотоксины (гистотоксины) – нарушают элонгацию полипептидной цепи на рибосомах за счет инактивации факторов инициирующих элонгацию и подавляют синтез белка.

Токсины, активирующие пути метаболизма вторичных мессенджеров.Энтеротоксины : за счет активации гуанилатциклазы накапливается цГМФ и происходит подавление абсорбции ионов натрия и усиление секреции ионов хлора; за счет активации аденилатциклазы накапливается цАМФ и происходит нарушение всасывания ионов натрия, калия, воды.

В результате усиливается выпот жидкости в кишечник, стимулируется моторика кишечника и формируется диарея.

Тетаноспазмин (фракция токсина возбудителя столбняка) связывается с рецепторами на пресинаптической мембране мотонейронов спинного мозга, внедряется в тормозящие и вставочные нейроны, что приводит к блокаде ингибиторных нейротрансмиттеров – глицина, γ-аминобутировой кислоты, перевозбуждению мотонейронов и стойким мышечным сокращениям – спастическим параличам.

Активаторы иммунного ответа (пирогенные токсины, эксфолиатины). Эксфолиатины – разрушают межклеточные контакты (десмосомы) зернистого слоя эпидермиса, что приводит к отслоению (десквамации, эксфолиации) поверхностных слоев эпидермиса и образованию пузырей, наполненных серозным или гнойным содержимым.

Эти токсины относятся к суперантигенам и могут действовать непосредственно на антигенпрезентирующие клетки и Т-лимфоциты.

Эндотоксин термостабилен, не обладает специфичностью действия, обладает слабым иммуногенным действием.

Способен оказывать на макроорганизм следующий комплекс эффектов:

— пирогенный эффект (повышение температуры тела) – эндотоксин индуцирует выброс интерлейкина-1 из макрофагов, который воздействует на центр терморегуляции;

— токсическое воздействие на сосуды – повышает проницаемость сосудистой стенки, что приводит к гипотоническому эффекту (в тяжелых случаях вплоть до коллаптоидных состояний – синдром Джариша-Герксгеймера);

— активирующее влияние на свертывающую систему крови – активирует фактор Хагемана (XII фактор свертывающей системы крови), что сопровождается микротромбами и нарушениями микроциркуляции (в тяжелых случаях возможно развитие синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром));

— кардио- и гепатотоксическое действие – блокирует дыхательную функцию митохондрий клеток печени и сердца;

— мембранлабилизирующий эффект – воздействует на тучные клетки и базофилы, что приводит к выбросу гистамина и серотонина и в итоге к возникновению аллергических реакций;

Активирует систему комплимента по альтернативному пути, стимулирует выработку интерферона.

Все факторы патогенности микроорганизма, вызывающего инфекционной процесс, оказывают комплексное воздействие на организм человека.

Один и тот же фактор патогенности может участвовать на различных стадиях инфекционного процесса, поэтому деление их функциям несколько относительно.

АГРЕССИНЫ

Расстановка ударений: АГРЕССИ`НЫ

АГРЕССИНЫ (лат.

Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Факторы патогенности

aggressio - нападение) - разнообразные по природе и механизму действия факторы вирулентности, обеспечивающие инвазию патогенных микроорганизмов, их размножение в тканях и распространение в организме.

Термин «агрессины» предложил в 1905 г. Байль (О. Bail). По его мнению, А., повышая вирулентность микроорганизмов, способствуют их быстрому размножению и распространению в тканях.

В 1900-1911 гг. Байль с соавт. поставил ряд опытов с заражением животных бациллой сибирской язвы, пастереллами, холерным вибрионом, брюшнотифозной палочкой, пневмококком, стрептококком, стафилококком и др.

и нашел, что фильтраты экссудатов, образовавшихся в брюшной или плевральной полости, а также в пораженных тканях инфицированных животных, прибавленные к культурам соответствующих бактерий, повышают их патогенность.

Эти фильтраты не содержали ни микробов, ни токсинов и сами по себе в испытанных дозах были безвредны для животных. Байль объяснял их действие присутствием в них особых субстанций - А., к-рые продуцируются патогенными микроорганизмами в тканях инфицированного хозяина, а не в культурах.

А., по Байлю, характеризуются следующими свойствами: 1) сублетальные дозы бактерий при добавлении к ним А. убивают животных;

2) смертельная доза микроорганизмов, обусловливающая медленное течение инфекционного процесса, в присутствии А.

вызывает быструю гибель животных с характерными поражениями тканей организма;

3) добавление А. к бактерицидным сывороткам (противохолерной, противобрюшнотифозной) устраняет их бактериолитическое действие; 4) инъекцией А.

воспроизводится своеобразный и гораздо более эффективный иммунитет, чем инокуляцией убитых бактерий. При этом на А. как при иммунизации, так и при инфекции образуются антиагрессины, к-рые играют важную роль в механизме противобактериального иммунитета. В дальнейшем было показано, что A. являются собственно продукты роста бактерий или их аутолиза, к-рые могут быть выделены из культур.

Прибавление к сублетальной дозе живых бактерий убитых культур может вызывать такую же смертельную инфекцию, как и добавление А.

Вместе с тем в экссудатах содержатся обычные бактериальные антигены. Оказалось, что при увеличении их дозировки в 2-3 раза А. могут вызвать смерть животных; кроме того, характерное агрессивное действие может быть вызвано токсическими продуктами бактерий.

Путем детального изучения свойств экссудатов, полученных от инфекционных больных и от зараженных экспериментальных животных, установлено, что одним из факторов их агрессивного действия являются их специфические антиопсонические свойства.

Такой же антиопсонический эффект был получен при испытании экстрактов, приготовленных из различных бактерий.

Микробные субстанции, полученные из высоковирулентных бактерий и обладавшие агрессивным действием, были названы Н. Я. Чистовичем и B. А. Юревичем (1908) антифагинами, а Розенау (Е. С. Rosenow, 1907) - вирулинами. Под названием агрессинов, антифагинов и вирулинов, очевидно, были описаны идентичные патогенные вещества, выделяемые бактериями как in vitro, так и in vivo.

Предположение Байля о существовании особых субстанций сыграло положительную роль в изучении механизмов вирулентности (см.) патогенных бактерий.

Результаты многочисленных исследований показали, что факторами агрессии патогенных микроорганизмов являются:

Микробные ферменты (гиалуронидаза, коагулаза, фибринолизин, коллагеназа, лецитиназа, лейкоцидины и др.), к-рые способствуют инвазии бактерий и помогают им противостоять защитным реакциям организма.

[Роль этих ферментов видна из следующих примеров. Дюран-Рейнальс (F. Dnran-Raynals, 1942) описал так наз. диффузионный фактор, к-рый оказался ферментом - гиалуронидазой. Высоковирулентные бактерии (стрептококки, возбудители газовой гангрены и др.) продуцируют гиалуронидазу, к-рая, расщепляя гиалуроновую кислоту, снижает вязкость соединительной ткани и таким образом способствует внедрению бактерий и распространению их в тканях. Коагулаза, выделяемая нек-рыми вирулентными бактериями, вызывает свертывание плазмы с выделением фибрина, к-рый, обволакивая бактерии, защищает их от фагоцитов и антител];

Нетоксичные компоненты, расположенные на поверхности микробных клеток (типоспецифические полисахариды капсул пневмококков, полипептид D-глутаминовой кислоты, капсулы сибиреязвенной бациллы, М-протеин гемолитических стрептококков и др.), подавляющие иммунологические реакции макроорганизма;

Микробные токсины (экзотоксины и эндотоксины), к-рые вызывают поражения чувствительных клеток и угнетают защитные реакции организма, повреждая фагоцитарные клетки вплоть до их полного разрушения.

Наряду с указанными факторами агрессивности патогенных микроорганизмов следует учитывать также чисто биохимические особенности бактерий, обеспечивающие размножение их in vivo.

См. также Бактерии, Инфекция .

Библиогр .: Жданов В. М . Инфекция, Многотомн. руководство по микробиол., клин, и эпид. инфекц. болезней, под ред. Н. Н. Жукова-Верешникова, т. 4, с. 17, М., 1964, библиогр.; Зильбер Л.

А. Основы иммунологии, с. 52, М., 1958, библиогр.; Петровская В. Г . Проблема вирулентности бактерий, Л., 1967, библиогр.; Bail О . Bakterienagressine, Handb. pathogen. Mikroorgan., hrsg. v. W. Kolleu. a., Bd 2, T. 1, S. 635, Jena u. a., 1929, Bibliogr.; Topley W. W . a. Wilson G. S . Principles of bacteriology and immunity, v.

2, Baltimore, 1964, bibliogr.

А. В. Пономарев.

Большая медицинская энциклопедия. Том 1/Главный редактор академик Б. В. Петровский; издательство «Советская энциклопедия»; Москва, 1974.- 576 с.

Лекция: Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Факторы патогенности

Чтобы возникла инфекционная болезнь, необходимо наличие возбудителя, обладающего патогенностью вообще и вирулентностью в частности. Одинаковы ли эти понятия? Патогенность микроба - видовой генетический признак, его потенциальная возможность вызвать при благоприятных условиях инфекционный процесс. По этому признаку все существующие микроорганизмы подразделяют на патогенные, условно-патогенные и сапрофиты.

Фактически все возбудители инфекционных болезней являются патогенными, но далеко не все из них способны вызвать инфекционную болезнь, чтобы это произошло, микроорганизм, хотя и принадлежащий к патогенному виду, должен обладать вирулентностью.

Поэтому нельзя ставить знак равенства между патогенностью и вирулентностью.

Микроорганизм считается вирулентным, если он при внедрении в организм животного, даже в исключительно малых дозах, приводит к развитию инфекционного процесса. Никто не сомневается в патогенности сибиреязвенной бациллы, между тем среди культур этого микроба изредка, но встречаются авирулентные штаммы, не способные вызвать заболевания у овец и даже кроликов.

Бактерии рожи свиней принадлежат к патогенному виду, но немало разновидностей этого микроба было выделено из организма совершенно здоровых свиней, индеек, рыб.

Свойства патогенности и вирулентности

ПАТОГЕННОСТЬ (Pathogenicity) - видовое свойство возбудителя, характеризующее его способность размножаться и вызывать те или иные патологические изменения в организме без дополнительной адаптации.

В вирусологии понятие патогенность относится к типу вируса и означает, что данное свойство представлено у всех штаммов (изолятов) этого типа. Понятию патогенность не противоречит тот факт, что высокоаттенуированные штаммы практически утратили многие отличительные черты своего типа, т.

е. оказались лишенными способности к патологическому воздействию на организм хозяина. Патогенность обычно описывается только качественными признаками

ВИРУЛЕНТНОСТЬ - это степень патогенности конкретного микроорганизма. Ее можно измерить. За единицу измерения вирулентности условно приняты летальная и инфицирующая дозы.

Минимальная смертельная доза - DLM (Dosis letalis minima) - это наименьшее количество живых микробов или их токсинов, вызывающее за определенный срок гибель большинства взятых в опыт животных определенного вида.

Факторы патогенности

Но поскольку индивидуальная чувствительность животных к патогенному микробу (токсину) различна, то была введена безусловно смертельная доза - DCL (Dosis certa letalis), вызывающая гибель 100 % зараженных животных. Наиболее точной является средняя летальная доза - LD 50, т. е. наименьшая доза микробов (токсинов), убивающая половину животных в опыте. Для установления летальной дозы следует принимать во внимание способ введения возбудителя, а также массу и возраст подопытных животных, например, белые мыши - 16-18 г, морские свинки - 350 г, кролики - 2 кг.

Таким же образом определяют инфицирующую дозу (ID), т. е. количество микробов или их токсинов, которое вызывает соответствующую инфекционную болезнь.

Высоковирулентные микроорганизмы способны вызвать заболевание животных или человека в самых малых дозах. Так, например, известно, что 2-3 микобактерии туберкулеза при введении в трахею вызывают у морской свинки туберкулез со смертельным исходом. Вирулентные штаммы сибиреязвенной бациллы в количестве 1-2 клеток могут вызвать смерть у морской свинки, белой мыши и даже крупного животного.

У одного и того же микроорганизма вирулентность может значительно колебаться.

Это зависит от ряда биологических, физических и химических факторов, воздействующих на микроорганизм. Вирулентность микроорганизма можно повысить или понизить искусственными приемами.

Длительное выращивание культур вне организма на обычных питательных средах, выращивание культур при максимальной температуре (опыты Л. Пастера и Л. С. Банковского), добавление к культурам антисептических веществ (двухромовокислый калий, карболовая кислота, щелочь, сулема, желчь и т.

д.) ослабляют вирулентность микроорганизмов.

Пассирование (последовательное проведение) возбудителя какой-либо инфекционной болезни через определенный вид животного от зараженного к здоровому, например возбудителя рожи свиней через организм кролика, ослабляет вирулентность для свиней, но усиливает ее для самих кроликов.

Действие бактериофага (биологический фактор) может привести к ослаблению вирулентности микроорганизмов.

Усиление вирулентности под действием протеолитических ферментов можно наблюдать у Cl. perfringens при естественной ассоциации с возбудителями гниения (например, сарцинами) или при искусственном воздействии ферментом животного происхождения (например, трипсином).

Связан этот эффект со способностью протеаз активизировать протоксины, т.

е. предшественники эпсилон-токсина типов В и D и йота-токсина типа Е Cl. perfringens .

Вирулентность микроорганизмов связана с токсигенностью и инвазивностью.

Токсигенность (греч.

toxicum - яд и лат. genus - происхождение) - способность микроба образовывать токсины, которые вредно действуют на макроорганизм, путем изменения его метаболических функций.

Инвазивность (лат. invasio - нашествие, нападение) - способность микроба преодолевать защитные барьеры организма, проникать в органы, ткани и полости, размножаться в них и подавлять защитные средства макроорганизма.

Инвазионные свойства патогенных бактерий обеспечиваются за счет микробных ферментов (гиалуронидаза), капсул и других химических компонентов микробов.

Основные факторы вирулентности микробов. Под факторами вирулентности понимают приспособительные механизмы возбудителей инфекционных болезней к меняющимся условиям макроорганизма, синтезируемые в виде специализированных структурных или функциональных молекул, при помощи которых они участвуют в осуществлении» инфекционного процесса.

По функциональному значению их разделяют на четыре группы: 1) микробные ферменты, деполимеризующие структуры, препятствующие проникновению и распространению возбудителя в макроорганизме; 2) поверхностные структуры бактерий, способствующие закреплению их в макроорганизме; 3) поверхностные структуры бактерий, обладающие антифагоцитарным действием; 4) факторы патогенности с токсической функцией.

К первой группе относятся:

Гиалуропидаза. Действие этого фермента в основном сводится к повышению проницаемости тканей.

Кожа, подкожная клетчатка и межмышечная клетчатка содержат мукополисахариды и гиа-луроновую кислоту, которые замедляют проникновение через эти ткани чужеродных веществ, даже в жидком состоянии. Гиалу-ронидаза способна расщеплять мукополисахариды и гиалуроновую кислоту, в результате чего повышается проницаемость тканей и микроорганизм свободно продвигается вглубьлежащие ткани и органы животного организма.

Синтезируют этот фермент бру-целлы, гемолитические стрептококки, клостридии и другие микроорганизмы.

Фибринолизии. Некоторые штаммы гемолитического стрептококка, стафилококков, иерсиний синтезируют фибринолизин, который разжижает плотные сгустки крови (фибрин). Гиалуронидаза и фибринолизин увеличивают способность патогенных микробов генерализировать процесс и устраняют химико-механическис препятствия на пути внедрения микробов в глубь тканей.

Нейрамипидаза отщепляет от различных углеводов связанные с ними гликозидной связью концевые сиаловыс кислоты, которые деполимеризуют соответствующие поверхностные структуры эпителиальных и других клеток организма, разжижают носовой секрет и муцинозный слой кишечника.

Синтезируется она пастсреллами, иерсиниями, некоторыми клостридиями, стрепто-, диплококками, вибрионами др.

ДНК-азы (дезоксирибонуклеаза) деполимеризуют нуклеиновую кислоту, обычно появляющуюся при разрушении лейкоцитов в воспалительном очаге на месте внедрения микробов.

Продуцируется фермент стафилококками, стрептококками, клостридиями и некоторыми другими микробами.

Коллагечаза гидролизует входящие в состав коллагена, желатина и других соединений пептиды, содержащие пролин. В результате расщепления коллагеновых структур наступает расплавление по мышечной ткани.

Вырабатывают фермент клостридии злокачественного отека, особенно сильно Clostridium histolyticum .

Коагулаза. Цитратная или оксалатная кровяная плазма человека и животных быстро свертывается вирулентными штаммами золотистого стафилококка, таким же свойством обладают некоторые штаммы кишечной палочки и сенной бациллы. Свертывание цитратной или оксалатной крови происходит вследствие выработки перечисленными микроорганизмами фермента коагулазы.

Вторая группа включает в себя патогенные микроорганизмы, у которых обнаружены ворсинки, жгутики, пили, рибито-тейхоевые и липотейхоевые кислоты, липопротеиды и липополиса-хариды, способствующие закреплению их в макроорганизме.

Это явление названо адгезией, т. е. способностью микроба адсорбироваться (прилипать) на чувствительных клетках. Адгезивность хорошо выражена у эшерихий (штаммы К-88, К-99), которые продуцируют соответствующие белковые антигены, позволяющие бактериям прикрепляться к слизистой тонких кишок, накапливаться здесь в больших количествах, продуцировать токсины и таким образом поражать макроорганизм.

Третья группа включает в себя бактерии, содержащие поверхностные структуры, обладающие антифагоцитарным действием.

К ним относятся А-протеин золотистого стафилококка, М-протеин пи-огенного стрептококка, vi -антиген сальмонелл, липиды корд-фактора микобактерий туберкулеза и др.

Механизм антифагоцитарного действия этих микробов объясняют не токсигенностью, а способностью блокировать антитела (опсонины) или отдельные фракции комплемента (например, Сз), способствующие фагоцитозу.

Бациллы сибирской язвы, пневмококки могут синтезировать выраженную капсулу, хорошо заметную в мазках-отпечатках, приготовленных из свежего патологического материала или из культур, выращенных на сывороточных средах.

Доказано, что капсульное вещество - полисахарида у пневмококков, полипептид d -глутаминовой кислоты у сибиреязвенной бациллы - не простая механическая преграда для бактерицидных соков организма, химических, лекарственных веществ, антибиотиков; капсула и ее вещество защищают бактерии от переваривания. Капсула подавляет фагоцитоз бактерий, обеспечивает их устойчивость к антителам и усиливает их инвазионные свойства.

Например, капсулообразующие сибиреязвенные бациллы не подвергаются фагоцитозу, в то время как бескапсульные варианты легко фагоцитируются.

Данный фактор патогенности сибиреязвенного микроба настолько важен, что его используют в качестве критерия для оценки степени вирулентности возбудителя сибирской язвы, а в медицинской и ветеринарной практике успешно используют вакцины (СТИ и ВГНКИ) против этой болезни, представляющие собой взвесь жизнеспособных спор бескапсульных штаммов сибиреязвенных бацилл.

К этой же группе факторов патогенности можно отнести нетоксичные неантигенные капсульные структуры некоторых стрептококков- (например, группы А), построенные из гиалуроновой кислоты.

Ввиду общности с межклеточным веществом макроорганизма они, вероятно, не распознаются хозяином и остаются нефагоцитированными.

Четвертая группа включает в себя токсины. Среди токсинов микробного происхождения различают экзо- и эндотоксины. Экзотоксины - высокоактивные яды, выделяемые микроорганизмом на протяжении его жизни в качестве продуктов обмена в окружающую среду (организм животного, пробирка с культурой микроба).

Эндотоксины - менее ядовитые по сравнению с экзотоксинами вещества, образующиеся в результате распада микробной клетки. Следовательно, эндотоксины представляют собой фрагменты или отдельные химические компоненты микробных клеток.

Экзотоксины в основном образуют грамположительные микроорганизмы (возбудители ботулизма, столбняка, газовой инфекции и др.), а эндотоксины образуют клетки грамотрицательных микробов (сальмонеллы, кишечная палочка, протей и др.).

Факторы патогенности - это материаль-ные носители, обуславливающие способность микробов вызывать инфекционный процесс.

Изучение факторов патогенности позволяет понять, чем патогенный микроб отличается от непатогенного и чем восприимчивый мак-роорганизм отличается от невосприимчивого.

В отличие от сапрофитов, патогенные микро-бы для того, чтобы преодолеть естественные барьеры макроорганизма и существовать в нем, должны обладать способностью к адгезии и колонизации, инвазивностью, т. е. способ-ностью к преодолению защитных барьеров макроорганизма, проникновению во внут-реннюю среду макроорганизма за пределы входных ворот инфекции и распростране-нию в его тканях, проникновению в клетки макроорганизма (пенетрация), а также обла-дать агрессивностью, т.

е. способностью по-давлять неспецифическую и специфическую реактивность организма за счет агрессинов, интерферирующих с защитными факторами макроорганизма, в том числе противостоять фагоцитозу. В настоящее время термин «инвазивность», подразумевающий способность сохраняться в макроорганизме и размножаться в нем, при-меняют и в отношении внеклеточных парази-тов, таких как стафилококки, стрептококки, псевдомонады и т.

д. Кроме того, патогенные микробы должны оказывать токсическое воз-действие на макроорганизм. Каждую из этих функций патогенные микробы реализуют с помощью специализированных структур, со-стоящих из макромолекул, которые являются материальными носителями патогенности, обуславливающими специфичность инфек-ционного процесса.

В основе специфичности лежит механизм биологического распознава-ния по принципу комплемента

Факторы патогенности микроорганизмов. Понятие контаминации, колонизации, инфекции. Инвазивные и токсические свойства микроорганизмов

Факторы патогенности:

инвазивность микроорганизмов - способность микроорганизмов проникать через иммунологические барьеры, кожу, слизистые оболочки внутрь тканей и органов, размножаться в них и противостоять иммунным силам макроорганизма. Инвазивностьобусловлена наличием у микроорганизма капсулы, слизи, окружающих клетку и противостоящих фагоцитозу, жгутиков, пилей, ответственных за прикрепление микроорганизмов к клетке, и продукцией ферментов гиалуронидазы, фибринолизина, коллагеназы и т.д.;

токсигенность - способность патогенных микроорганизмов продуцировать экзо- и эндотоксины.

Экзотоксины - продукты микробного синтеза, выделяемые клеткой в окружающую среду.

Это белки, обладающие высокой и строго специфичной токсичностью. Именно действие экзотоксинов определяет клинические признаки инфекционной болезни.

Эндотоксины представляют собой часть клеточной стенки бактерий.

Они освобождаются при разрушении бактериальной клетки. Независимо от микроба-продуцента эндотоксины вызывают однотипную картину патологического процесса: развиваются слабость, одышка, диарея, гипертермия.

Существуют облигатно патогенные микробы.

Способность вызывать инфекционный процесс - это их постоянный видовой признак.

Основные факторы патогенности микроорганизмов

Существуют и факультативно патогенные (условно-патогенные) микроорганизмы, которые, являясь комменсалами, вызывают инфекционные процессы лишь при ослаблении резистентности своего хозяина.

Степень патогенности микроорганизмов называют вирулентностью . Это индивидуальная особенность конкретного, генетически однородного штамма микроба. Вирулентность может изменяться в зависимости от условий существования микроорганизмов.

К факторам патогенности относят способность микроорганизмов прикрепляться к клеткам (адгезия ), размещаться на их поверхности (колонизация ), проникать в клетки (инвазия) и противостоять факторам защиты организма (агрессия) .

Адгезия является пусковым механизмом инфекционного процесса.

Под адгезией понимают способность микроорганизма адсорбироваться на чувствительных клетках с последующей колонизацией.

Структуры, ответственные за связывание микроорганизма с клеткой называются адгезинами и располагаются они на его поверхности. Адгезины очень разнообразны по строению и обусловливают высокую специфичность — способность одних микроорганизмов прикрепляться к клеткам эпителия дыхательных путей, других — кишечного тракта или мочеполовой системы и т.д. На процесс адгезии могут влиять физико-химические механизмы, связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергии притяжения и отталкивания.

У грамотрицательных бактерий адгезия происходит за счет пилей I и общего типов. У грамположительных бактерий адгезины представляют собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки.

У других микроорганизмов эту функцию выполняют различные структуры клеточной системы: поверхностные белки, липополисахариды, и др.

Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани.

Агрессия .

Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. К факторам агрессии относятся: протеазы — ферменты, разрушающие иммуноглобулины; коагулаза — фермент, свертывающий плазму крови; фибринолизин — растворяющий сгусток фибрина; лецитиназа — фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток.

Патогенность может быть связана и с другими ферментами микроорганизмов, при этом они действуют как местно, так и генерализовано.

Контаминация- присутствие бактерий в ране, но нет реакций макроорганизма.

Колонизация- присутствие макроорганизмов в ране, их активное размножение и первичная инвазия инициируют начало реакции.

Критическая колонизация — усиление боли, но клинических признаков нет.

Раневая инфекция — активное размножение и инвазия бактерий в тканях раны с общей и местной реакцией.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 1062 | Нарушение авторских прав

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |

Методы определения факторов патогенности микроорганизмов

Патогенность — это видовой признак, определяющий способность определенного вида микроорганизмов вызывать инфекционный процесс у определенного вида макроорганизма.

Вирулентность — фенотипический признак микроорганизма, мера патогенности

Факторы патогенности

Адгезии и колонизации.

Адгезия — это пусковой момент инфекции. Адгезия обусловлена чувствительностью микроба к рецепторам клеток хозяина и органотропностью (комплементарное взаимодействие макромолекул на поверхности микроба с рецепторами эукариотической клетки).

Адгезины — структуры микроба (макромолекулы) ответственные за прилипание, т.е. связывание с клетками хозяина.

Адгезины:

— Гр+ бактерий — основные белки (они активируют транслокацию микроба вглубь эпителиальной клетки) и тейхоевые кислоты клеточной стенки;

— Гр- бактерий — белки наружной мембраны, ЛПС и фимбрии (пили первого или общего типа);

— капсульных бактерий – капсула;

— микоплазм — макромолекулы, входящие в состав выростов цитоплазматической мембраны;

— вирусов — специфические структуры белковой или полисахаридной природы.

Колонизация зависит как от дозы микробов, так и количества рецепторов для них

на поверхности клеток макроорганизма.

При отсутствии адгезинов и комплементарных рецепторов инфекционный процесс не развивается.

Факторы вирулентности (агрессии и инвазии).

Инвазивность (от лат. invasion — нападение) — это способность микробов проникать через кожные покровы и слизистые оболочки во внутреннюю среду организма хозяина и распространяться по его тканям и органам.

Агрессивность — способность противостоять факторам макроорганизма и размножаться в нем.

1. Ферменты:

а) инвазионные (гиалуронидаза, фибринолизин и др.);

б) защитные (плазмокоагулаза и др.);

Ферменты и механизм действия

Ферменты	Механизм действия
Плазмокоагулаза	Превращает фибриноген в фибрин и образует белковую пленку вокруг бактерий, которая защищает их от фагоцитоза.
Нейраминидаза	Расщепляет нейраминовую (сиаловую) кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек. Это делает оболочки доступными для взаимодействия с микробами и их токсинами.
Гиалуронидаза	Разрушает гиалуроновую кислоту, основное межклеточное вещество соединительной ткани. Это способствует проникновению микроба вглубь тканей.
Фибринолизин	Растворяет сгусток фибрина, который образуется в процессе воспаления и препятствует проникновению микробов вглубь органов и тканей.
Коллагеназа	Разрушает коллаген мышечных волокон, что ведет к интенсивному расплавлению мышечной ткани.
Лецитиназа С	Действует на лецитин мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток. Разлагает лецитины и другие фосфоглицериды, входящие в состав клеточных мембран макроорганизма, что приводит к нарушению их проницаемости. Продукты гидролиза лецитинов оказывают токсическое действие на организм человека и животных.
ДНК-аза	Деполимеризует ДНК. 6. Основные факторы патогенности микроорганизмов
Протеазы	Разрушают иммуноглобулины.
Уреаза	Действует как токсин, разрушая мочевину.
Каталаза	Катализирует разложение перекиси водорода с образованием воды и кислорода

2. Токсины — (toxikon — яд) — продукты бактерий, которые в малых дозах вызывают структурные или функциональные повреждения клеток. Оказывают не только местное действие, но и системные эффекты, далеко выходящие за зону первичной локализации.

Характеристика бактериальных экзо- и эндо-токсинов

Свойства	Экзотоксины	Эндотоксины
Химическая природа	Белки (9-19 аминокислот). Имеют бифункциональную структуру: транспортная группа взаимодействует со специфическими рецепторами клетки; токсическая (активатор) проникает внутрь клетки и блокирует жизненно важные метаболические процессы.	ЛПС с белком
Происхождение	Выделяются в процессе жизнедеятельности, чаще Гр+ бактерий. Обнаруживаются в фазе активного роста бактерий.	Связаны со структурами бактерий, выделяются при разрушении клеток, чаще Гр- бактерий.
Механизмы действия	1. Мембранотоксины — повышение проницаемости мембран эритроцитов (гемолизины), лейкоцитов (лейкоцидины) и др.клеток. 2. Гистотоксины — блокада синтеза белка и других биохимических процессов в клетке (цито-, энтеро-, нейротоксины). 3. Функциональные блокаторы — нарушение взаимосвязи и взаимодействия между клетками.	1. Общетоксическое действие. 2. Основная «точка приложения» — макрофаги, которые в ответ на действие эндотоксина выделяют эндогенные пирогены (интерлейкин-1). Ил-1 действует на центр терморегуляции и вызывает лихорадку. 3. Дилятация мелких кровеносных сосудов. 4. Повреждение эндотелия. 5. Запуск каскадов коагуляции (ДВС-синдром), что приводит к эндотоксическому шоку. 6. В небольших дозах эндотоксины повышают неспецифическую резистентность, т. к. усиливают фагоцитоз; активируют комплемент, обладая свойствами адъюванта.
Отношение к температуре	Термолабильны	Термостабильны
Степень ядовитости	Очень токсичны	Менее токсичны
Скорость действия	После инкубации 19-72 часа	Довольно быстро
Специфичность действия	Выражена	Лишена тропизма
Отношение к химическим веществам	Чувствительны к спирту, щелочам, кислотам, пищеварительным ферментам, при действии формалина переходят в анатоксин (применяется как вакцина).	Малочувствительны к химическим веществам, не переходят в анатоксины.
Антигенные свойства	Активные антигены	Слабые антигены

III. Факторы персистенции

Персистенция — длительное переживание возбудителя в организме

Методики выявления:

а) плазмокоагулазной активности бактерий

Посев выделенной культуры бактерий проводят в разведённую физ.

раствором 1:4 стерильную цитратную плазму крови. Пробирки ставят в термостат при 37°С на 2 — 5 часов. При наличии у выделенной культуры фермента плазмокоагулазы происходит коагуляция плазмы, а при отсутствии данного фермента жидкость будет прозрачной.

б) фибринолитической активности бактерий

Продлив время пребывания пробирок в термостате, можно наблюдать растворение сгустка, что свидетельствует о наличии фибринолитической способности изучаемого штамма.

в) лецитиназной активности бактерий

Лецитиназная активность проявляется при посеве на агар с яичным желтком в образовании вокруг колоний характерного помутнения с радужным венчиком.

г) гемолитической активности бактерий

Гемолитическая активность проявляется при посеве на кровяной агар образованием вокруг колоний зоны просветления.

35 Патогенность и вирулентность бактерий. Патогенные, условно-патогенные и сапрофитные микроорганизмы. Факторы патогенности.

Среди бактерий по способности вызывать заболевание выделяют:

1) патогенные;

2) условно-патогенные;

Патогенные виды потенциально способны вызывать инфекционное заболевание.

Патогенность – это способность микроорганизмов, попадая в организм, вызывать в его тканях и органах патологические изменения. Это качественный видовой признак, детерминированный генами патогенности – вирулонами. Они могут локализоваться в хромосомах, плазмидах, транспозонах.

Условно-патогенные бактерии могут вызывать инфекционное заболевание при снижении защитных сил организма.

Сапрофитные б актерии никогда не вызывают заболевания, так как они не способны размножаться в тканях макроорганизма.

Реализация патогенности идет через вирулентность – это способность микроорганизма проникать в макроорганизм, размножаться в нем и подавлять его защитные свойства.

Это штаммовый признак, он поддается количественной характеристике. Вирулентность – фенотипическое проявление патогенности.

Количественными характеристиками вирулентности являются:

1) DLM (минимальная летальная доза) – это количество бактерий, при введении которых соответствующим путем в организм лабораторных животных получают 95–98 % гибели животных в эксперименте;

2) LD 50 – это количество бактерий, вызывающее гибель 50 % животных в эксперименте;

3) DCL (смертельная доза) вызывает 100 %-ную гибель животных в эксперименте.

К факторам вирулентности относят:

1) адгезию – способность бактерий прикрепляться к эпителиальным клеткам. Факторами адгезии являются реснички адгезии, адгезивные белки, липополисахариды у грамотрицательных бактерий, тейхоевые кислоты у грамположительных бактерий, у вирусов – специфические структуры белковой или полисахаридной природы;

2) колонизацию – способность размножаться на поверхности клеток, что ведет к накоплению бактерий;

3) пенетрацию – способность проникать в клетки;

4) инвазию – способность проникать в подлежащие ткани. Эта способность связана с продукцией таких ферментов, как гиалуронидаза и нейраминидаза;

5) агрессию – способность противостоять факторам неспецифической и иммунной защиты организма.

Фенотипическим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность, т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулентность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Количественные показатели вирулентности могут быть выражены в DLM (минимальная летальная доза), DL« (доза, вызывающая гибель 50 % экспериментальных животных). При этом учитывают вид животных, пол, массу тела, способ заражения, срок гибели.

К факторам патогенности относят способность микроорганизмов прикрепляться к клеткам (адгезия), размещаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (инвазия) и противостоять факторам защиты организма (агрессия).

Адгезины очень разнообразны по строению и обусловливают высокую специфичность - способность одних микроорганизмов прикрепляться к клеткам эпителия дыхательных путей, других - кишечного тракта или мочеполовой системы и т.д.

На процесс адгезии могут влиять физико-химические механизмы, связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергии притяжения и отталкивания. У грамотрицательных бактерий адгезия происходит за счет пилей I и общего типов. У грамположительных бактерий адгезины представляют собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки. У других микроорганизмов эту функцию выполняют различные структуры клеточной системы: поверхностные белки, липополисахариды, и др.

Инвазия . Под инвазивностью понимают способность микробов проникать через слизистые, кожу, соединительно-тканные барьеры во внутреннюю среду организма и распространятся по его тканям и органам. Проникновение микроорганизма в клетку связывается с продукцией ферментов, а также с факторами подавляющими клеточную защиту. Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани.

Агрессия . Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма.

К факторам агрессии относятся:

Гиалуропидаза. Действие этого фермента в основном сводится к повышению проницаемости тканей. Кожа, подкожная клетчатка и межмышечная клетчатка содержат мукополисахариды и гиа-луроновую кислоту, которые замедляют проникновение через эти ткани чужеродных веществ, даже в жидком состоянии. Гиалу-ронидаза способна расщеплять мукополисахариды и гиалуроновую кислоту, в результате чего повышается проницаемость тканей и микроорганизм свободно продвигается вглубьлежащие ткани и органы животного организма. Синтезируют этот фермент бру-целлы, гемолитические стрептококки, клостридии и другие микроорганизмы.

Фибринолизии. Некоторые штаммы гемолитического стрептококка, стафилококков, иерсиний синтезируют фибринолизин, который разжижает плотные сгустки крови (фибрин). Гиалуронидаза и фибринолизин увеличивают способность патогенных микробов генерализировать процесс и устраняют химико-механическис препятствия на пути внедрения микробов в глубь тканей.

Нейрамипидаза отщепляет от различных углеводов связанные с ними гликозидной связью концевые сиаловыс кислоты, которые деполимеризуют соответствующие поверхностные структуры эпителиальных и других клеток организма, разжижают носовой секрет и муцинозный слой кишечника. Синтезируется она пастсреллами, иерсиниями, некоторыми клостридиями, стрепто-, диплококками, вибрионами др.

ДНК-азы (дезоксирибонуклеаза) деполимеризуют нуклеиновую кислоту, обычно появляющуюся при разрушении лейкоцитов в воспалительном очаге на месте внедрения микробов. Продуцируется фермент стафилококками, стрептококками, клостридиями и некоторыми другими микробами.

Коллагеназа гидролизует входящие в состав коллагена, желатина и других соединений пептиды, содержащие пролин. В результате расщепления коллагеновых структур наступает расплавление

по мышечной ткани. Вырабатывают фермент клостридии злокачественного отека, особенно сильно Clostridium histolyticum .

Коагулаза. Цитратная или оксалатная кровяная плазма человека и животных быстро свертывается вирулентными штаммами золотистого стафилококка, таким же свойством обладают некоторые штаммы кишечной палочки и сенной бациллы. Свертывание цитратной или оксалатной крови происходит вследствие выработки перечисленными микроорганизмами фермента коагулазы.

Важную роль в развитии инфекционного процесса играют токсины . По биологическим свойствам бактериальные токсины делятся на экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины продуцируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. По своей химической структуре это белки. По механизму действия экзотоксина на клетку различают несколько типов: цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксфолианты и эритрогемины.

Механизм действия белковых токсинов сводится к повреждению жизненно важных процессов в клетке: повышение проницаемости мембран, блокады синтеза белка и других биохимических процессов в клетке или нарушении взаимодействия и взаимокоординации между клетками.

Экзотоксины являются сильными антигенами, которые и продуцируют образование в организме антитоксинов. Экзотоксины обладают высокой токсичностью. Под воздействием формалина и температуры экзотоксины утрачивают свою токсичность, но сохраняют иммуногенное свойство. Такие токсины получили название анатоксины и применяются для профилактики заболевания столбняка, гангрены, ботулизма, дифтерии, а также используются в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения анатоксических сывороток.

Эндотоксины по своей химической структуре являются липополисахаридам и, которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий и выделяются в окружающую среду при лизисе бактерий.

Эндотоксины не обладают специфичностью, термостабильны, менее токсичны, обладают слабой иммуногенностью. При поступлении в организм больших доз эндотоксины угнетают фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, увеличивают проницаемость капилляров, оказывают разрушающее действие на клетки. Микробные липополисахариды разрушают лейкоциты крови, вызывают дегрануляцию тучных клеток с выделением вазодилататоров, активируют фактор Хагемана, что приводит к лейкопении, гипертермии, гипотонии, ацидозу, дессиминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВК).

Эндотоксины стимулируют синтез интерферонов, активируют систему комплемента по классическому пути, обладают аллергическими свойствами.

При введении небольших доз эндотоксина повышается резистентность организма, усиливается фагоцитоз, стимулируются В-лимфоциты. Сыворотка животного иммунизированного эндотоксином обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализуетэндотоксин. Патогенность бактерий контролируется тремя типами генов: гены - собственной хромосомами, гены привнесенные плазмидами умеренными фагами.

Факторы патогенности

Факторы патогенности бактерий

АГРЕССИНЫ

Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Факторы патогенности

Лекция: Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Факторы патогенности

Факторы патогенности

Факторы патогенности микроорганизмов. Понятие контаминации, колонизации, инфекции. Инвазивные и токсические свойства микроорганизмов

Основные факторы патогенности микроорганизмов

Методы определения факторов патогенности микроорганизмов

6. Основные факторы патогенности микроорганизмов