Патогенность, вирулентность и токсичность

Патогенность является полидетерминантным генотипическим признаком, контролируемым кластером генов, ответственных за образование ряда структур бактериальной клетки (капсула, клеточная стенка), ферментов, нарушающих целостность тканей, и токсинов. Патогенность характеризуется специфичностью, т.е. способностью вызывать типичные для данного вида возбудителя патоморфологические и патофизиологические изменения в определенных тканях и органах при естественных для него способах заражения. Это проявляется в соответствующем патогенетическом и клиническом типе инфекций: гнойной, респираторной, кишечной и др.

Наряду с патогенными существуют так называемые условно-патогенные микроорганизмы. Они чаще всего являются естественными обитателями разных биотопов организма человека и вызывают заболевания только при резком снижении общего и местного иммунитета. Вирулентность - количественная мера или степень патогеннос-ти, измеряемая в специальных единицах DLM и LD50. 1 DLM (лат. Dosis fetalis minima), - минимальная смертельная доза, равная наименьшему количеству микробных клеток, которое при определенном способе заражения вызывает гибель 95% восприимчивых животных определенного вида, веса и возраста в течение заданного времени. LD50, вызывающая гибель 50% зараженных животных, является более точной дозой.

Таким образом, вирулентность выявляется фенотипическим признаком, реализующимся в организме хозяина. Вирулентность следует рассматривать как комплекс разных признаков. Наряду с вирулентностью патогенность связана с токсигенностью - способностью бактерий образовывать и во многих случаях секретировать токсины. Отсюда первых назвали эндотоксинами, а вторых - экзотоксинами. Вирулентные и токсические свойства возбудителя тесно связаны между собой. Одни и те же виды микроорганизмов могут последовательно проявлять как свою вирулентность, так и токсичность. Особенно это касается многих грамотрицательных бактерий, образующих эндотоксин.

Факторы вирулентности бактерий и их характеристика

К признакам или факторам вирулентности бактерий относится комплекс признаков, с помощью которых бактерии реализуют свой патогенный генотип в организме хозяина. К данному комплексу относятся следующие признаки.

Адгезия и колонизация. Первые стадии инфекционного процесса, связанные с адгезией микробных клеток на чувствительных клетках и последующей их колонизацией, являются конкретными проявления вирулентных свойств любого возбудителя. Феномен адгезии состоит из нескольких этапов, в результате которых микробные клетки прикрепляются или прилипают к поверхности эпителия. С одной стороны, в этом процессе задействованы неспецифические физико-химические механизмы, обеспечивающие контакт между клетками возбудителя и организма хозяина и связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергий отталкивания и притяжения. С другой стороны, способность к адгезии определяется специфическими химическими группировками определенного строения - лигаидами, находящимися на поверхности микроорганизмов, и рецепторами клеток, которые должны соответствовать друг другу. В противном случае адгезия не происходит.

Адгезины, отвечающие за прилипание возбудителя к клеткам микроорганизма, очень разнообразны. Их уникальное строение, свойственное определенным видам и даже штаммам, обусловливает высокую специфичность данного процесса. Этим объясняется способность одних микроорганизмов прикрепляться и колонизировать преимущественно эпителий дыхательных путей, других - кишечного тракта, третьих- мочевыделительной системы и т.д.

Адгезины многих грамотрицательных бактерий связаны с пиля-ми разных типов. Их обозначают номерами, символами пилей или колонизирующих факторов, которые они содержат. Например, пили 1-го типа обнаружены у многих бактерий, пили 4-го типа - у протея, Р-пили - у нефритогенных штаммов кишечной палочки, CFA/I, CFA/II, CFA/III (англ. colonization factor ofantigenes - колонизирующий антигенный фактор) - у ряда энтеробактерий. Последние обозначения указывают на то, что адгезия бактерий на эпителиальных клетках и их колонизация могут быть связаны с их антигенами. Адгезивную функцию грамотрицательных бактерий выполняют капсула и капсулоподобная оболочка, белки наружной мембраны клеточной стенки.

У грамположительных бактерий эта функция связана с тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами клеточной стенки, капсулой и капсулоподобной оболочкой. Образуемые из экзополисахаридов гликаны и леваны обеспечивают способность оральных стрептококков прилипать к гладким поверхностям, например, зубной эмали и к эндопротезам. Рецепторы клеток тканей человека также неоднородны по своему составу. Их подразделяют на нативные, индуцированные и приобретенные. Нативные рецепторы располагаются на эпителиальных клетках, участвуя в адгезии соответствующих бактерий. Индуцированные рецепторы образуются только после адсорбции вирусов (например, вируса гриппа) на чувствительных клетках, после чего на них могут адгезироваться стафилококки и другие бактерии. Это объясняется тем, что рецептором для этих бактерий служит вирусный гемагглютинин, который встраивается в цитоплазматичес-кую мембрану эпителиальных клеток. Данное положение приобретает важное значение для понимания механизмов возникновения вторичных бактериальных инфекций при первичных вирусных заболеваниях, например гриппе.

Приобретенные рецепторы появляются при определенных условиях. Они представляют собой «мостики», связывающие эпителиальные и бактериальные клетки, которые состоят из иммуноглобулинов мзных классов, альбуминов, фибронектина или других соединений, способных взаимодействовать с комплементарными бактериальными адгезинами.

Колонизация представляет собой процесс размножения микробов в месте адгезии. Эта стадия обеспечивает накопление микроорганизмов до такой критической концентрации, которая способна вызвать патологическое действие.

Пенетрация. Вирулентные свойства возбудителей могут проявиться в способности некоторых из них пенетрировать (проникать) внутрь эпителиальных клеток, лейкоцитов или лимфоцитов.'В эпителиальные клетки проникают и размножаются шигеллы, некоторые пыерихии и др. Пенетрация начинается после попадания бактерий в межклеточное пространство, где они взаимодействуют с мембранными белками клетки. Связывание с этими белками приводит к изменению конформации микротрубочек и впячиванию мембраны, в результате чего бактерии оказываются внутри клетки.







Также в разделе: Возбудители инфекций и их свойства:
  » Эволюция микробного паразитизма и происхождение патогенных микроорганизмов
  » Генетический контроль вирулентности и тoксинooбразования
  » Инфекционные свойства вирусов и особенности вирусных инфекций