Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Основными факторами патогенности являются многочисленные токсины и ферменты. Приводим некоторые методы определения этих патогенных факторов.

Токсины . Это активные в биологическом, антигенном, токсигенном и др. действиях факторы патогенности многих микроорганизмов. Токсины (греч. toxicon - яд) бывают двух типов: экзогенные (собственно токсины) и эндогенные.

1. Определение летального токсина .

а) Культуру, например, стафилококка штамма Кован засевают на чашку Петри с агаром, приготовленным по методу Париш и Кларка (агар, разведенный мартеновским бульоном поровну). Чашки помещают в эксикатор (с 20 % содержанием СО 2), далее - в термостат на 24 ч при 37 0 С. После инкубации наливают еще 10 мл мартеновского бульона и выдерживают еще сутки. Затем содержимое чашки фильтруют через марлю, потом свечи Шамберлана или фильтр Зейтца.

б). Определяют летальность токсина, вводя его лабораторным животным (кролики и пр.) внутривенно по 0,1-0,5 мл фильтрата в разных разведениях стерильной дистиллированной водой. Определяют DLV50 (дозу летальности 50 %), когда от определенной дозы токсина гибнет 50 % опытных животных.

2. Определение токсигенных свойств C.diphtheriae.

Расплавляют агар Мартена при 90 о С в водной бане.

Охлаждают до 50 0 С и добавляют 20 % сыворотки крови КРС. Смесь перемешивают и выливают в чашку Петри, давая ей равномерно растекаться по дну чашки. В центр чашки на застывающий агар обожженным пинцетом накладывают бумагу фильтровальную, заранее пропитанную сывороткой антитоксической противодифтерийной.

Подсушивают чашку в термостате 15-20 мин, затем переворачивают вверх дном

Затем на чашку засевают культуру в виде бляшек, диаметром 0,6-0,7 см, на расстоянии 0,7-0,8 см друг от друга и 0,5 см от края полоски фильтровальной бумаги. На одну чашку наносят не более 10 бляшек разных культур, из них 4- контрольные, три - tox+ и одна - tox- культуры.

После экспозиции 2-4 суток, наблюдают следующие виды результатов:

1. Испытуемые культуры являются токсигенными, если их линии преципитации могут сливаться с другими культурами положительными и контролем (+).

2. Используемые культуры нетоксигенные, если линии их преципитации не сливаются с линиями, образованными положительными культурами и (+) контролями, они могут даже перекрещиваться с линиями специфическими.

3. Некротические свойства токсина . Делают разведения фильтрата от 1:20 до 1:10240 на дистиллированной воде.

Вводят кролику по 0,2 мл фильтрата. Токсин средней силы при этой пробе вызывает образование некроза в разведении 1:1200 через 24-48 ч.

Мышам вводят по 0,1 мл столбнячного токсина. Через 24-48 ч появляются признаки поражения центральной нервной системы, выражающиеся в спастических сокращениях отдельных мышечных групп, а затем гибели мышей от паралича дыхательных мышц.

4. Определение гемолитической активности токсина. Готовят ряд последовательных разведений токсина на 0,85 % растворе хлорида натрия, начиная с 1:10 и далее до 1: 10000. К 1 мл каждого разведения токсина добавляют по 1 мл 20 % взвеси нативных эритроцитов кролика, отмытых трижды изотоническим раствором хлорида натрия. В отдельную пробирку вместо токсина вводят растворитель. Пробирки ставят на 2 ч в термостат, затем на 2 ч при комнатной температуре, после чего учитывают результат. Полный лизис ++++, лизис почти полный +++, не полный лизис и значительный осадок на дне ++, лизис отсутствует (-).

Ферменты

1. Определение каталазы . На предметное стекло наносят 2 капли 3 % раствора перекиси водорода. В первую каплю платиновой петлей вносят культуру S.aureus и равномерно ее растирают круговыми движениями петли. После этого петлю прожигают и во вторую каплю вносят таким же образом культуру S.pyogenes. При наличие фермента каталазы - происходит расщепление перекиси водорода, что сопровождается выделением пузырьков газа (культура стафилококка). При отрицательной реакции расщепления перекиси водорода не последует - будут отсутствовать пузырьки газа (стрептококк - каталаза отрицательный).

2. Определение гиалуронидазы . В пробирку с культурой испытуемых бактерий вносят по 0,5 мл гиалуроновой кислоты и после экспозиции при 37 0 С в течение 30 мин добавляют 2 капли 2 n раствора уксусной кислоты. Параллельно делают контроль без микробной взвеси. В контроле выпадает слизистый комочек. В опыте этого не происходит

3. Определение коагулазы . Свежую плазму крови разводят в 5 раз стерильным 0,85 % раствором хлорида натрия и разливают по 0,5 мл по стерильным пробиркам. В пробирку вносят 1 петлю агаровой суточной культуры исследуемого штамма и суспендируют в плазме. Во вторую пробирку вносят заведомо коагулазо (+) штамм и в третью пробирку - коагулазо (-) штамм и еще оставляют пробирку с незасеянной плазмой. Штатив помещают в термостат при 37 0 С и регистрируют результат через 1, 2, 4, 18 ч инкубации.

Появление на дне 1-ой и 2-ой пробирок студнеобразного сгустка любого размера – есть положительный результат. Отсутствие свертывания плазмы через 18 ч можно расценивать как отрицательный результат.

4. Определение ДНКазы . К 100 мл расплавленного 1,8 % мясо-пептонного агара рН 8,6 добавляют раствор ДНК (50 мг, 100 мг или 200 мг высокополимерной ДНК растворяют в 3-5 мл дистиллированной воды, подщелоченной 4-5 каплями 2 М раствора NaOH) и прогревают среду 20 мин в кипящей водяной бане. Затем в слегка охлажденный агар вносят раствор 10 % стерильного CaCO 2 (0,5 мл) , перемешивают и разливают тонким слоем в чашки Петри.

Суточную агаровую культуру исследуемого штамма засевают короткими штрихами на поверхность подсушенного агара. На одну чашку можно засеять до 16 штаммов. После 18-24 ч инкубации при 37 0 С поверхность агара заливают 5-8 мл 3 М раствора HCl. Через 2 мин кислоту сливают и регистрируют результат.

Появление вокруг культуры непрозрачной зоны (деполимеризация ДНК), которая в 4 раза превосходит по ширине зону микробного роста (2-3 мл зона роста) свидетельствует о положительной реакции на ДНКазу. Меньшая доза деполимеризации должна расцениваться как сомнительный результат.

5. Определение фосфатазы . Фенолфталеинфосфат натрия добавляют в концентрации 0,01 % к 100 мл расплавленного и охлажденного 1,8 % питательного агара, перемешивают и разливают в чашки Петри. Суточные агаровые культуры исследуемых штаммов засевают на чашку с помощью петли. Инкубируют в течение 18-24 ч при 37 0 С. После инкубации на крышку чашки Петри наливают 5-6 капель 25 % раствора аммиака, выдерживают чашку в перевернутом виде на крышке 5-10 мин, подвергая культуру действию паров аммиака и регистрируют результат. О положительной реакции свидетельствует розовое окрашивание микроколоний.

6. Определение гемолизина . В чашки с кровяным агаром засевают методом бляшек исследуемую культуру бактерий. В эту же чашку засевают культуры заведомо tox+ и tox - контроли.Чашку инкубируют в термостате при 37 0 С в течение 18-24 ч. Затем проводят учет реакции, начиная с контролей. Наличие гемолизина у исследуемой культуры регистрируют по появлению вокруг бляшек зоны гемолиза - просветление кровяной среды.

Факторы адгезии Наличие у бактерий пилей - факторов адгезии выявляется в маннозочувствительных и маннозорезистентных реакциях гемагглютинации. В планшеты для микротитрования вносят 4 % взвесь отмытых эритроцитов человека, 1 % раствор D-маннозы и суспензию испытуемых бактерий в концентрации 10 9 клеток в 1 мл. Каждый компонент добавляют в дозе 0,05 мл

Реакцию гемагглютинации учитывают как положительную, если в течение 30-60 мин происходит склеивание эритроцитов человека. Они оседают на дно лунок в виде широкого осадка, условно обозначаемого как «зонтик». Отрицательная реакция проявляется оседанием эритроцитов в виде маленькой «точки» или «колечка».

Иммунодиагностика

Иммунодиагностика - это определение возбудителя, его иммунологически активных дериватов или синтезированных в ответ на их внедрение факторов иммунного ответа организма, с помощью специфических иммунодиагностических препаратов.

Иммунодиагностические препараты, называемые просто диагностическими, бывают нескольких типов: антигенные, иммуноглобулиновые и антительные.

Антигенные диагностикумы - это диагностические препараты на основе микробов, либо вирусов, токсинов, грибов и пр. (микробо-вирусо-токсинные препараты), предназначенные для определения антител в прямых иммунологических реакциях либо антигена в непрямых.

Антительные диагностикумы - это диагностические препараты на основе глобулинов иммунных сывороток или антител, предназначенные для обнаружения антигена в прямых иммунологических реакциях или антител в непрямых.

Иммуноглобулиновые диагностикумы - это препараты на основе иммуноглобулинов нормальных сывороток, основанные на эффекторных свойствах молекулы ИГ. У ИГ на Fc- фрагменте есть рецепторы для связывания некоторых агентов, например, С3 компонента системы комплемента, белка А золотистого стафилококка, Т- и В- лимфоцитов, макрофагов и антител к иммуноглобулинам и пр. Эта связь осуществляется не по типу антиген-антитело, но бывает необходимым определять С-реактивный белок, проводить быструю индикацию стафилококка по белку А и пр. Для этих целей готовят иммуноглобулиновый диагностикум.

К настоящему времени разработано достаточно много как иммунореагентов, так и иммунологических реакций (более 200), требующих определенной систематизации.

Предлагаем нашу классификацию иммунологических реакций в сокращенном виде. При классификации иммунологических реакций необходимо уточнить: протекают они in vivo (в организме) или вне организма, в эксперименте (in vitro). Кроме того, иммунологические реакции должны быть поделены на клеточные - с участием лимфоцитов и гуморальные - с участием антител. Поэтому краткая (общая) схема иммунологических реакций может быть проиллюстрирована следующим образом:

ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

протекающие in vivo . воспроизводимые in vitro

(реакции иммунитета) (иммунодиагностические)

гуморальныеклеточныесерологическиеклеточные

В данном разделе нас интересуют серологические реакции, воспроизводимые in vitro. Полная схема иммунологических реакций представлена в монографии В.А. Шамардина и др. (1989). Иммунологические реакции делятся нами по основному признаку: протекающие по типу антиген-антитело или по эффекторному типу. В данном разделе нас интересуют те реакции, которые протекают по типу антиген-антитело. Их следует различать по феномену, визуализирующему взаимодействие иммунореагентов (например, феномен агглютинации и пр.).

Реакции, основанные на определенном феномене, целесообразно делить на большие группы, имеющие общность характера взаимодействия (прямые, непрямые, осадочные, диффузионные и пр.) Такая схема отражена в таблице № 15 .

Таблица № 15.

Иммунодиагностические реакции, воспроизводимые in vitro

Феномены иммунодиагностических реакций
Агглютинации	Потребления комплемента	Иммунофлюо-ресценции	Преципитации	Нейтрализации	Иммуноконъю- гации
группы иммунодиагностических реакций
а. прямые б. непрямые в.торможения г. сорбции	а.прямые б. непрямые в. торможения	а.прямые б.непрямые в.торможения	а. осадочные б. диффузионные	а. гашения действия б.нейтрализа-ции	а. прямые б.непрямые в. торможение

Иммунологические феномены

Феномен агглютинации. Феномен основан на взаимодействии антител и антигенов с образованием характерного осадка (агглютината). При этом не менее, чем один из реагентов должен находиться в клеточной форме или быть в форме клеточного диагностикума.

К прямому методу следует относить все варианты взаимодействия клеток с антителами (агглютинация бактерий, эритроцитов, клеток тканей человека и пр.). К прямому методу относят разновидности РА микробов, агглютинации тромбоцитов, гемагглютинации и пр.

К непрямому методу относят все варианты взаимодействия антигена и антител, когда один из них находится в форме диагностикума (латексного, эритроцитарного, ализаринового, бентонитового, угольного и пр.). Непрямой метод составляют двухкомпонентные реакции непрямой гемагглютинации (РНГА), варианты Ко-агглютинации, определение антигена в сорбированном виде (РОСА) и пр.

К методу торможения относят сложные многокомпонентные реакции, первым этапом которых является нейтрализация предполагаемого в исследуемом материале растворимого агента антисывороткой (либо антител исследуемой сыворотки - антигеном), вторым этапом - визуализация этого взаимодействия путем введения в смесь гомологичных диагностикумов (антительных, во втором случае – антигенных либо взвесь бактериального диагностикума). Результатом многоэтапных взаимодействий будет агглютинат. К методу торможения относят реакции: задержка прямой агглютинации и гемагглютинации (соответственно, РЗА, РТГА), варианты торможения непрямой гемагглютинации (РТНГА), подавления гемагглютинации непрямой (РПНГ), определения класса агглютинирующих антител (РОКА) и др.

К методу определения специфически сорбированного агента относятся сложные и многокомпонентные реакции, первым этапом которых является специфическое связывание антигена антительным диагностикумом (либо антител - антигенным диагностикумом), а вторым этапом - агглютинация комплекса антителами, во втором случае антигеном. К методу относятся реакции: непрямой метод Кумбса, определения гаптена (РОГ), угнетение непрямой гемагглютинации (РУНГА), реакция расклеивания эритроцитов (РРЭ).

Феномен потребления комплемента. Феномен основан на взаимодействии антител и антигена в присутствии комплемента

К прямому методу относят разновидности лизиса клеток при непосредственной реакции их с антителами в присутствии комплемента (бактериолиз, гемолиз, тромбоцитолиз и пр.).

К непрямому методу относят варианты лизиса нативных эритроцитов, нагруженных антигеном, за счет взаимодействия с антителами в присутствии комплемента. Непрямой метод представлен реакциями: непрямого бактериолиза (бактерии нагружены вирусом) и непрямого гемолиза (эритроциты нагружены антигеном).

К методу с индикаторной системой относят большую группу многокомпонентных, двух- или многосистемных реакций, основанных на лизисе индикаторных клеток. В качестве этих индикаторных клеток обычно используют гемолитическую систему (нативные эритроциты барана, нагруженные гемолитической сывороткой). Первым этапом является взаимодействие растворимых антигена и антител (один из компонентов находится в исследуемом материале) в присутствии комплемента. Второй этап - внесение индикаторной системы, по состоянию которой (лизис эритроцитов или нет) судят о наличии в исследуемом материале антител (или антигена). Метод составляют реакции: Борде-Жангу, потребления комплемента (РПК), варианты связывания комплемента (РСК) - в жидкой фазе и на плотной среде (в геле).

К методу торможения относят также группу реакций, на первом этапе которых проходит адсорбция комплемента комплексом антиген-антитело, что регистрируется на втором этапе, путем внесения клеточного антигена (торможение прямого метода) или диагностикума на нативных эритроцитах (торможение непрямого метода) либо гемсистемы на нативных эритроцитах барана. К методу относятся: реакция нейтрализации лизиса микроба (РНЛМ), торможения непрямого гемолиза (РТНГем), подавление связывания комплемента (РПСК).

Феномен иммунофлюоресценции. Феномен основан на взаимодействии клеток, адсорбированных на предметном стекле, с иммунными сыворотками, предварительно меченными флюоресцирующим красителем. Это приводит к характерному свечению комплекса при просмотре в люминисцентном микроскопе.

К прямому методу относят варианты непосредственного взаимодействия клеток (ткани, микробы и пр.) с мечеными антителами, например, реакция прямой иммунофлюоресценции (РИФП), реакции иммунофлюоресценции в притертом препарате (РИФПП) и пр.

К непрямому методу относят варианты выявления взаимодействия комплекса антиген -антитело с помощью дополнительно внесенного меченого антительного диагностикума. К методу относятся реакции: целлюлозно-флюоресцирующих антител (РЦФА), иммунофлюоресценции непрямой (РИФН), иммунофлюоресценции с использованием бумажных дисков (РИФБД), иммунофлюоресценции комплемента (РИФК).

К торможению иммунофлюоресценции относят многокомпонентные реакции, которые основаны на конкуренции за взаимодействие с гомологичным антигеном меченых антител и антител исследуемой сыворотки - реакция тушения иммунофлюоресценции (РИФТ).

Феномен преципитации. Основан на взаимодействии растворимых молекул антигена и антител в жидкой фазе или в геле. Это приводит к образованию мелкодисперсного агрегата (преципитата).

К методам образования преципитата в жидкой фазе относятся реакции: пробирочная Крауса, кольцепреципитации Асколи, капилярной преципитации, флокуляции и различные осадочные реакции (Кана, Закс-Витебского и пр.).

Метод, основанный на взаимодействии растворимых молекул антигена и антител в геле, по принципу диффузии компонентов, составляют реакции: простая одномерная и двумерная диффузия, радиальная иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез и его модификации.

Феномен нейтрализации. Основан на регистрации реакции антител с патогенными агентами (микробами, вирусами и пр.) или с их токсинами. Это приводит к нейтрализации возбудителя или его болезнетворного действия на организм.

Метод иммобилизации представлен реакциями: иммобилизации трепонем, иммунного прилипания, иммобилизации холерного вибриона, ингибиции метаболизма микробов.

Метод гашения болезнетворного действия составляют: нейтрализация инфекционного действия (на животных, куриных эмбрионах и культурах тканей) с учетом результатов их взаимодействия по летальности, бляшкообразованию, гемагглютинации, гемолитическим свойствам токсина, некротическом действии токсина и пр.

Феномен иммуноконъюгации. Основан на взаимодействия растворимых антигенов и антител на твердой фазе. Обнаружение комплекса проводят по определению метки.

По природе метки феномен составляют несколько семейств: радиоиммунный (РИА), иммуноферментный (ИФА), иммуномагнитный (ИМА), иммуноспектральный (ИСА) и др.

К семейству радиоиммунных реакций относятся: варианты радиоиммунного анализа (РИА), иммунорадиометрического анализа (ИРМА), радиосорбционные тесты (РИСТ и РАСТ), твердый сэндвич-радиоиммунный тест (ТСРИТ) и др.

К семейству иммуноферментных реакций относятся: метод ферментативного усиления (МФУ), иммуносорбентный метод со связанным ферментом (ЕLISА), варианты сэндвич-иммуноферментного анализа (ТСИФА) и пр.

В свою очередь эти большие группы реакций следует дополнительно делить на прямые, непрямые и торможения (конкурентные пробы).

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.

 Профессор Кафарская
Л.И.

«инфекция» (заражение)

совокупность
биологических процессов,
происходящих
в
макроорганизме
при
внедрении
в
него
патогенных
микроорганизмов, независимо от того,
повлечет ли это внедрение за собой
развитие
явного
или
скрытого
патологического
процесса
или
оно
ограничится
только
временным
носительством
или
длительным
персистированием возбудителя.

Инфекция

Инфекционные
болезни
рассматривают
как
явления,
включающие
биологический
и
социальный
факторы.
Так,
механизмы передачи инфекционных
болезней,
их
тяжесть,
исход
обусловлены
главным
образом
социальными условиями жизни
людей.

Инфекция

Отличия
от других заболеваний
Заразительность (контагиозность)
Цикличность (периоды)
Развитие противоинфекционного
иммунитета
Инкубационный
период

Патогенные микроорганизмы

Характерными
свойствами
патогенных
микроорганизмов
являются
специфичность
(способность
вызывать
определённую инфекционную болезнь
после проникновения в организм) и
органотропность
(способность
предпочтительно
поражать
определённые органы или ткани).

Место
проникновения
возбудителя
называется входными воротами.
Как
правило это -ткани, лишенные
физиологической
защиты
против
конкретного вида микроорганизмов, служат
местом
его
проникновения
в
макроорганизм или входными воротами
инфекции.
Цилиндрический эпителий для гонококков.
Стафилококки,
стрептококки
могут
проникать несколькими путями

Инфицирующая доза возбудителя

Инфицирующая
доза возбудителя –
минимальное количество микробных
клеток,
способных
вызвать
инфекционный
процесс. Величина
инфицирующей дозы зависит от
вирулентных свойств возбудителя.
Чем выше вирулентность, тем ниже
инфицирующая доза.

Инфицирующая доза

Для
высоковирулентного
возбудителя
Yersinia pestis (чума) достаточноао несколько
бактериальных клеток.
Shigella dysenteriae – десятки клеток.
Для некоторых возбудителей- тысячи- сотни
тысяч –холера
Инфицирующая
доза
низковирулентных
штаммов равна 105-106 микробных клеток.

1 период - Инкубационный- от момента
заражения до проявления клинических
симптомов
Локализация возбудителя - во входных
воротах инфекции и/или л/узлах

Периоды инфекционного заболевания

4-й
период - Исход заболевания
(outcome) Реконвалесценция
Переход в хроническую форму
Формирование бактерионосительства
Летальный исход

Периоды инфекционного заболевания

2-й
период - Продромальный
(prodrome)-это
проявление
“общих
симптомов”дискомфорт, усталость, озноб.
Клинически - это интоксикация.
Локализация возбудителяпроникает в кровь, лимфу,
происходит секреция токсинов,
проявляется
активность
факторов
врожденного
иммунитета

В
настоящее время наблюдается переход от
традиционного представления о бактериях
как строго одноклеточных организмах к
представлению о микробных сообществах
как целостных структурах, регулирующих
свои поведенческие реакции в зависимости
от изменения условий обитания.
Сегодня накоплено достаточно данных о
механизмах,
посредством
которых
осуществляются
внутрипопуляционные,
межштаммовые и межвидовые контакты у
микроорганизмов,
а
также
их
взаимодействии с организмом хозяина

Пути проникновения возбудителя в макроорганизм

Факторы патогенности микроорганизмов

Факторы адгезии и колонизации
Факторы инвазии
Антифагоцитарные факторы
Факторы, нарушающие иммунную
защиту
Токсические факторы

Адгезия
происходит
на
поверхности
слизистых оболочек различных органов и
систем.
Адгезия начинается как обратимый процесс,
затем переходит в необратимый
На
первых этапах участвуют силы
электростатического
взаимодействия,
гидрофобные связи, активная подвижность
микроорганизмов.
Наличие жгутиков позволяет эффективно
приближаться к поверхности клетки

Жгутики способствуют приближению к поверхности клетки

Холерные вибрионы

Адгезия.

На
клетке хозяина
имеются рецепторы разнообразные молекулы (гликолипиды, маннозные
остатки, протеогликаны).
Рецепторами для адгезинов грам (+) бактерий чаще
всего являются фибронектин и белки межклеточного
матрикса.
Лиганд-рецепторное
взаимодействие
высокоспецифичный процесс, при этом клетка
хозяина –активный участник.
Патогены активируют сигнальные пути трансдукции,
в дальнейшем происходит активация рецепторов.

Факторы адгезии

Адгезия
завершается
лиганд-рецепторным
взаимодействием. Это высокоспецифичный процесс
При котором адгезины комплементарны рецепторам клетки.
Со специфичностью адгезии связан микробный тропизм –
способность микроорганизмов поражать определенные
органы и ткани.
(Гонококки
–
цилиндрический
эпителий
слизистой
уретрального тракта или конъюнктивы глаза).
Наличие капсулы или слизи может способствовать адгезии.
Некоторые
бактерии могут нарушать двигательную
активность ресничек цилиарного эпителия дыхательных
путей (синтез цилиотоксичных/цилиостатичеких молекул у
Bordetella pertussis, пневмококки, Pseudomonas

Колонизация эпителия трахеи Bordetella
(клетки без ресничек свободны от бактерий)
pertussis

Факторы адгезии

У
Факторы адгезии
грамотрицательных бактерий функцию
распознавания и прикрепления бактерий чаще
осуществляют пили или фимбрии. Они короче
и тоньше жгутиков. Их длина может достигать
10 нм (иногда до 2 мкм). Большинство типов
фимбрий, кодируется хромосомными генами,
реже плазмидами.
Пили - белковые структуры, состоящие из
белка пилина, к которому могут присоединятся
углеводный и белковый компоненты.
За
необратимую
адгезию
отвечают
высокоспецифичные
структуры,
гликопротеины и гликолипиды.

Фимбрии у гонококков. Количество 100-500. Состоят из пилина.

У грамотрицательных бактерий
факторами адгезии служат фимбрии
(фимбриальные адгезины) или белки
наружной мембраны.

(А)Электронная микрофотография негативно контрастированных E coli. Показаны извитые жгутики
и многочисленные короткие тонкие и более ригидные волосоподобные структуры, пили. (B)
Длинные F-пили можно отличить от коротких обычных (простых) пилей путем смешивания клеток
E coli со специфическими бактериофагами, способными селективно связываться с F-пилями

Пили E.coli

Адгезины

Афимбриальные
адгезины
–
филаментозный гемаглютинин у Bordetella
pertussis, ответственный за прикрепление к
реснитчатому эпителию дыхательных путей.
Фимбриальные адгезины обеспечивают более
эффективную адгезию, чем афимбриальные.
Они
оказываются
локализованными
на
длинной тонкой ножке, что облегчает их
контакт с рецептором и, вероятно, позволяет
преодолевать
барьер
"нормальной"
микрофлоры и другие защитные механизмы.

Адгезия

Колонизация
эпителия трахеи
Bordetella
pertussis
(клетки без
ресничек свободны
от бактерий)

Факторы адгезии у грамположительных бактерий

Белки клеточной
Тейхоевые кислоты
стенки
Липо-тейхоевые
кислоты
Пептидогликан
ЦПМ
Тейхоевые и липотейхоевые кислоты,
наружные белки клеточной стенки
Факторы адгезии у
грамположительных
бактерий

Figure 2-9. Структура тейхоевых кислот (A) Рибитол тейхоевая кислота с повторяющимися фрагментами связанными 1,5фосфодиэфирными связями D-рибитола и D-аланилового эфира в позиции 2 и гликозильные радикалы (R) в позиции 4.
Гликозильными группами могут быть N-acetylglucosaminyl (or) как у S aureus или -glucosyl как у B subtilis W23. (B)
Глицерол тейхоевая кислота с 1,3- фосфодиэфирными связями между повторяющимися глицерольными субъединицами
(1,2-связи у некоторых видов

Адгезия

У грамположительных бактерий –
Тейхоевые и липотейхоевые кислоты.
Фибронектин связывающие белки
(стафилококки, стрептококки).
М-протеин у стрептококков группы А.

Streptococcus pyogenes. Cell surface fibrils

M protein and fimbriae of Group A streptococci –адгезия и защита от фагоцитоза

M protein and fimbriae of Group A streptococci
от фагоцитоза
–адгезия и защита

Уропатогенные
эшерихии
экспрессируют
два
вида
ворсинок:
Р-ворсинки
и
ворсинки I типа, связываются
с разными рецепторами
Адгезия служит сигналом к
запуску
каскада
сложных
реакций как у бактерии, так и у
макроорганизма. Связыванием
Р-пилей
усиливается
поглощение железа
Ворсинки
Iтипа
связ.
с
рецептором высвобождаются,
церамиды
– активаторы
серин/треониновых киназ,
стимулирующих синтез ряда
цитокинов (IL 1,IL 6,IL 8).

Инвазия-распространения



его клеток.

Инвазия

При
инвазии рецепторами эукариотических
клеток являются их мембранные молекулы,
основная функция которых - межклеточные
взаимодействия.
Инвазивные
энтеробактерии
в
качестве
рецепторов
используют
интегрины
эукариотических клеток.
Листерии в качестве рецептора используют
кадхерин. Эти молекулы эпителиальных клеток
играют основную роль в поддержании структуры
тканей,
обеспечивая
физический
контакт
эукариотических клеток.

Инвазия

Адгезия - сигнал к синтезу белков
(IpaB, IpaC и IpaD), выполняющих
функции инвазинов. Их транспорт
внутрь
эукариотической
клетки
осуществляет специальная система
секреции, относящаяся к III типу.
Перечисленные белки вызывают
интенсивную полимеризацию актина
внутри М-клетки, приводящую к
формированию
псевдоподий,
охватывающих
бактериальную
клетку, и вакуоли.
Бактерия
"заставляет"
эпителия захватить себя
клетку

Yersinia
spp., Salmonella spp. и
Shigella
spp.
осуществляют
инвазию
кишечного
эпителия,
основными "воротами" являются
М-клетки.
Одной из основных функций Мклеток
является
транспорт
макромолекул и более крупных
частиц из просвета кишечника в
области подслизистого слоя

Инвазия

Шигеллы
мигрирует в подслизистый
слой,
в
область
лимфоидных
фолликулов,
где
подвергается
фагоцитозу
мононуклеарными
фагоцитами.
Шигеллы
вызывают
апоптоз
фагоцитов,
вновь
высвобождаются в подслизистый слой
и могут проникать в интактные
энтероциты через их базолатеральные
мембраны.

Механизм бактериальной инвазии у некоторых Грам-отрицательных

(D)Сканирующая электронная микрофотография энтеропатогенных Е.
coli, прикрепляющихся к опороподобным клеточным выростам на
поверхности HeLa клеток. (E) Окружение Shigella flexneri
цитоплазматическими выростами клеток (по типу ряби), во время
вторжения бактерий в HeLa эпителиальные клетки.

С
образования биопленок
начинается
развитие любой инфекции.
Биопленки -тонкий слой микроорганизмов с
секретированными ими полимерами, который
адгезирован
к
органической
или
неорганической поверхности.
Микроорганизмы, входящие в состав
биопленки, существуют в двух формах:
фиксированной к поверхности, и планктонной,
свободноплавающей, являющейся субстратом
распространения инфекции из её первичного
локуса.
В состав поверхностной оболочки и матрикса
биопленок входят белки, полисахариды,
липиды и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК)

Биопленки

Это
основной фенотип почти всех бактерий в
естественных условиях обитания, как во внешней
среде, так и в организме человека при патологии.
Биопленки предоставляют защиту от факторов
внешней среды и могут включать микроорганизмы
разных царств (например, бактерии и грибы).
Среди возбудителей, образующих биоленки,
наибольшее клиническое значение имеют
P.aeruginosa, S.aureus, K. pneumoniae,
Coagulasae – negative
staphylococcus(CNS), Enterococcus
spp., Candida spp.

Биопленки

Существование
бактерий в виде биопленок
усиливает свою защиту от фагоцитоза,
ультрафиолетового излучения, вирусов и
дегидратации, а также от антибиотиков
(выдерживать концентрации антибиотиков в
100-1000 раз больше, чем подавляющие
планктонные клетки) и факторов иммунной
защиты макроорганизма. Терапевтическое
воздействие на биопленки может быть
направлено на механизмы первоначальной
адгезии бактерий к поверхности

Адгезия микроорганизмов к имплантируемым устройствам.

Ни
один из используемых для создания
имплантируемых устройств материалов не
является
биологически
инертным.
Микроорганизмы
связываються
с
их
поверхностями
в
результате
неспецифической
адгезии,
происходят
отложение белков макроорганизма, чаще
всего фибрина, и формирование пленки, в
составе которой присутствуют молекулы,
являющиеся рецепторами для адгезинов
микроорганизмов, отсутствуют факторы,
противодействующие адгезии.

Формирование биопленок

Формирование биопленок
ПРИКРЕПЛЕНИЕ
КОЛОНИЗАЦИЯ
РАЗМНОЖЕНИЕ
ПОВЕРХНОСТЬ
- Колонизация (объекты окружающей среды, клапаны
-сердца, зубная эмаль и другое, катетеры,….)
- Резистентость фагоцитозу
- Резистентость к антибиотикам

Факторы инвазии

Инвазия –проникновение возбудителя через
слизистые и соединительнотканные барьеры
Агрессия – подавление естественной
резистентности и адаптивного иммунитета.
Действуют совместно.
Инвазивностью и агрессивностью обладают многие
поверхностные структуры бактериальной клетки
(жгутики, поверхностные белки, липополисахарид
клеточнй стенки Грам- бактерий), а также ферменты
секретируемые бактериями

Факторы инвазии

Инвазия-распространения
микроорганизмов в межклеточных
пространствах тканей организма
хозяина и проникновения их внутрь
его клеток.
Факторы распространения
-ряд
ферментов
продуцируемых
бактериальными
клетками.
Большинство из них гидролазы.

Факторы инвазии

Гиалуронидаза
–
деполимеризует
гиалуроновую кислоту, высокополимерное
соединение, состоящий из остатков N ацетилглюкозамина и Д - глюкуроновой
кислоты.
Происходит разрыв гликозидной связи.
Гиалуроновая кислота - основной компонент
соединительной ткани, содержится в
клеточных
мембранах,
межклеточном
веществе, снижается вязкость.
Продуцируют стафилококки, стрептококки,
клостридии, холерный вибрион.

Факторы инвазии

Нейраминидаза- гидролизует гликозидные связи в
гликопротеидах, ганглиозидах, отщепляет от них
остатки сиаловых (нейраминовых кислот),
которые состоят из остатков Д-маннозамина и
пировиноградной кислоты.
Сиаловые кислоты входят в состав муцина,
секреты слизистых, придает им вязкость,
затрудняет продвижение микроорганизма к
эпителиоцитам.
Находятся на поверхности
тканей, лейкоцитов.
Нейраминидаза- разрушает муциновый барьер,
снижается активность фагоцитоза
Вырабатывают
стафилококки,
стрептококки,
холерные вибрионы, клостридии.

Факторы инвазии и агрессии

Лецитиназа
– гидролизует лецитин
(фосфоглицерид
фосфатидилхолин)
основной
компонент
мембран
млекопитающих,
разрушает
липиды
клеточных мембран.
Вырабатывают стафилококки, клостридии,
бациллы, листерии.

Лецитиназная активность

Протеолитические ферменты.

Основной
целью протеолитических ферментов,
образуемых бактериями, являются сигнальные и
эффекторные молекулы иммунной защиты
Коагулаза катализирует гидролиз пептидных
связей.
К гидролазам относят фибринолизин
Этот фермент способен растворять фибрин,
Способствует генерализации инфекции.
Протеазы- эластаза (эластин легочной ткани)
желатиназа.
Коллагеназы –коллаген сухожилий (содержит
глицин).

IgA протеазы – гидролиз секреторных
иммуноглобулинов
Neisseria meningitidis
сериновая протеаза
Haemophilus spp. сериновая протеаза
Streptococcus spp.
Zinc- протеаза

Ферменты.

ДНК-аза
– гидролиз молекул ДНК, разрыв
фосфодиэфирных связей распад ДНК и РНК
молекул
на
олигонуклеотиды
и
мононуклеотиды
снижается вязкость среды, способствует
размножению
микроорганизмов.
Стафилококки, стрептококки.
Плазмокоагулаза – переводит растворимый
фибриноген в фибрин, вызывает свертывание
плазмы крови. Вырабатывается в неактивном
состоянии.
Вырабатывается золотистыми стафилококками

Тест на ДНК-зу.

Тест на плазмокоагулазу

Ферменты

Уреаза
распад мочевины, аммиак вызывает
защелачивание среды, прямой токсический эффект.
Токсичен для центральной нервной системы.
Подавляет
клеточное
дыхание.
Происходит
восстановительное
аминирование
кетоглутаровой кислоты в митохондриях до
глутаминовой кислоты, что приводит к удалению кетоглутаровой кислоты из цикла трикарбоновых
кислот,подавлению
клеточного
дыхания.
Продуцируют бруцеллы, хеликобактеры.

Антифагоцитарные факторы

Стадии фагоцитоза

Антифагоцитарные факторы

Имеют
поверхностную локализацию –
капсулы, капсулоподобные структуры
Не являются жизненно важными для
бактериальной клетки
Имеют макромолекулярную структуру
Гидрофильны

Антифагоцитарные факторы

Защита
от фагоцитоза может происходить на
различных стадиях процесса:
На стадии узнавания-поглощения
Капсулы, капсулоподобный полисахарид
М-протеин
стрептококков,
К-антиген
грамотрицательных бактерий.
У Staphylococcus aureus А-протеин и фермент
плазмакоагулаза под действием которого вокруг
клеток
образуется
фибриновый
чехол,
препятствующий
распознаванию
бактерий
фагоцитами.

Число(фигура) 11. Негативное контрастирование Streptococcus pyogenes при электронной микроскопии (28,000X). Ореол
вокруг цепочки клеток - капсула из гиалуроновой кислоты, которая окружает бактерии с внешней стороны. Также может быть
замечена септа между делящейся парой клеток.

Колонии Bacillus anthracis. Рост слизистых или мукоидных бактериальные колонии - обычно свидетельствует о продукции
капсул. В случае B. anthracis, капсула состоит из поли-D-глутамина. Капсула - существенный детерминант патогенности
бактерий. На ранних стадиях колонизации и инфекции капсула защищает бактерии от антибактериальной активности
иммунной и фагоцитарной систем.

Бактериальные
капсулы,
контрастированные
китайской
тушью,
рассматриваемые в
световой микроскоп.
Это
истинная
капсула,
обособленный слой
полисахаридов,
вокруг
клеток.
Иногда
бактериальные
клетки
окружены
более беспорядочно
полисахаридным
матриксом,
называемым слизью
или биопленкой.

Антифагоцитарные факторы

Капсула –метод Бурри-Гинса

Микроорганизм
Природа капсулы
Субъединицы капсульного полимера
Acetobacter xylinum
Целлюлоза
Глюкоза
Azotobacter vinelandii
Полиуронид
Глюкуроновая и маннуроновая
кислоты
Bac. antracis
Полипептид
D-Глутоминовая кислота
Bac. licheniformis
Отдельные виды из семейства
Enterobacteriacceae
Многие типы сложных
полисахаридов, колановая
кислота
Cложный полисахарид
Галактоза, глюкоза,
глюкуроновая кислота, ПВК,
фукоза
и др.
Галактоза,
галактуроновая
Leuconostoc mesenteroides
Глюкан (декстран)
кислота, фукоза
Глюкоза
Pseudomonas aerugenosa
Полиуронид или другие
полисахариды
Гиалуроновая кислота
Klebsiella pneumoniae
Streptococcus haemoliticus
Streptococcus pyogenes
Sterptococcus pneumoniae
Многие типы сложных полимеров,
например: Тип I
Тип II
Sterptococcus salivarius
Фруктан (леван)
N. meningitidis
Полисахарид
H. influenzae
Полисахарид
Глюкуроновая. Маннуроновая
кислота
N-ацетилглюкозамин,
глюкуроновая кислота
3-Дезоксигалактоза,
галактуроновая кислота,
глюкоза, глюкуроновая кислота
Фруктоза
полимер N-ацетилманнозамина
фосфата (группа А); полимер
сиаловой кислоты (группа B и
С)
Полирибозфосфат

Антифагоцитарные факторы

Выживание
микробных клеток после поглощения
фагоцитом.
Препятствие слиянию фагосомы с лизосомой –
корд-фактор микобактерий
Подавление процессов закисления в фаголизосоме
приводит к нарушению действия лизосомальных
ферментов, гены локализованы в составе островка
патогенности (SpI2), экспрессируются только после
попадания микроорганизма внутрь фагоцитов.
Разрушение мембраны фагосомы до слияния с
лизосомой – листерии, риккетсии. В формировании
поры
в
мембране
фагосомы
участвуют
листериолизин и фосфолипазы.

Незавершенный фагоцитоз

Инвазия нефагоцитирующих клеток

Активная
инвазия клеток, не относящихся к
фагоцитам, прежде всего эпителиальных:
внутри таких клеток микроорганизмы не
подвергаются никаким неблагоприятным
воздействиям.
Описанную
стратегию
используют сальмонеллы и шигеллы.
Стафилококки, пиогенные стрептококки и
микобактерии, проникают внутрь фагоцитов,
используя
рецепторы
к
комплементу.
Фагоцитоз,
опосредованный
этими
рецепторами, не приводит к выраженной
активации бактерицидных систем фагоцитов.

Уклонение от иммунного ответа

Вариабельность
антигенных свойств
Антигенная мимикрия
Образование L-форм
Экранирование антигенных
детерминант с помощью капсул

Streptococcus sp

Pseudomonas

Pseudomonas aeruginosa

Бактериальные токсины

Оказывают непосредственное
патологическое действие
Экзотоксины (белковые токсины)–
выделяются преимущественно в
окружающую среду.
Эндотоксины- связаны со структурой
бактериальной клетки

Бактериальные токсины

Характерные свойства белковых
токсинов
Токсичность
Специфичность
Термолабильность
Иммуногенны-образуют анатоксины

Бактериальные токсины

Простые – полипептидная цепь
Сложные – несколько связанных полипептидных
цепей, соединенных между собой.
Простые токсины вырабатываются в неактивной
форме (протоксин) – активируются протеазами.
Биологический смысл активации – образование
бифункциональной системы субъединицы А и В.
В- транспортную и рецепторную функцию
А- обладает ферментативными свойствами,
оказывает специфическое действие

Классификация по механизму действия

Ингибируют синтез белка- цитотоксины
Повреждают
клеточные
мембраны-
мембранотоксины
Нарушают
передачу
сигналов
–
функциональные блокаторы
Токсины
протеазыфункциональные
блокаторы
Токсины суперантигены - иммунотоксины

Механизм действия токсинов Нарушающие синтез белка

Дифтерийный токсин –простой. Обладает
Рибозил-трансферазной
активностью,
переносит ADF-рибозу
На мишень фактор элонгации, трансферазу-2,
нарушают элонгацию полипептидных цепей

Токсины, нарушающие синтез белка

Шига-токсин
– Субъединица А, обладающая
ферментативной активностью, действует
как N-гликозидаза, отщепляя единичный
адениновый остаток от 28S рибосомальной
РНК.
Вызывает ферментативное повреждение
28s рибосомальной РНК эпителиоцитов
толстого
кишечника,
нарушается
функционирование
рибосом,
факторы
элонгации
не
могут
связаться
с
рибосомами, нарушается синтез белка,
клетка погибает.

Порообразующие токсины.

Бактериальные
токсины, функционирующие
посредством
вставки
в
плазматическую
мембрану хозяина и формирующие в ней
трансмембранные поры, приводящие клетку к
лизису.

Токсины, повреждающие клеточные мембраны.

Порообразующие-гемолизины и
лейкоцидин.
Могут повреждать моноциты, тромбоциты.
Альфа токсин стафилококков
Нарушающие целостность мембран
клеток с помощью ферментативного
гидролиза фосфолипидов –
фосфолипаза C. perfringens
Токсины, повреждающие клеточные
мембраны.

Типы гемолиза на кровяном агаре

β-гемолитические стрептококки группы А (Streptococcus pyogenes)

Функциональные блокаторы (активаторы путей метаболизма вторичных мессенджеров

Нарушающие функцию аданилатциклазы –
Холерный
токсин –сложный токсин, состоит из
субъединицы А и 5 субъединиц В, в виде кольца
А1
обладает
гликогидролазной
и
рибозилтрансферазной активностью.
ADF-рибоза переносится на ГТФ
Активируется
аденилатциклаза,
приводит
к
избыточному накоплению цАМФ
Нарушается транспорт электролитов
Избыток в кишечнике приводит к повышению
осмотического давления в кишечнике, из клетки
секретируется вода

Холерный токсин

Нейротоксины C.botulinum (BoNT серотипов A vG) и C.tetani -протеазы

Нейротоксины
синтезируются
в
виде
неактивных полипептидов с молекулярной
массой до 150 кДа. Каждая активная молекула
нейротоксина состоит из тяжелой (100 кДа) и легкой
(50 кДа) цепочек, соединенных единичной
бисульфидной связью. Тяжелая цепь содержит два
домена: участок, ответственный за транслокацию
токсина в N-концевой части, и область на C-конце,
регулирующую связывание токсина с клеткой. Легкие
цепочки
содержат
цинксвязывающие
последовательности, для осуществления протеазной
активности токсина, зависящей от ионов цинка.

Клеточные мишени -группа белков, необходимых для соединения синаптических пузырьков с пресинаптическими плазматическими мембранами с по

Тетаноспазмин –столбнячный токсин, простой токсин
Для активации необходимо протеолитическое
расщепление на легкую и тяжелые цепи
Клеточные мишени
-группа белков,
необходимых для
соединения
синаптических
пузырьков с
пресинаптическими
плазматическими
мембранами с
последующим
высвобождением
нейромедиаторов

Нейротоксин

Столбнячный
токсин поражает два вида
нейронов. Он связывается с рецепторами
пресинаптической
мембраны
моторных
нейронов,
затем с помощью обратного
везикулярного транспорта перемещается в
спинной мозг, где внедряется в тормозные и
вставочные нейроны.
Расщепление везикулоассоциированного
мембранного протеина и синаптобревина в
этих нейронах приводит к нарушению
высвобождению
глицина
и
гаммааминомаслянойкислоты, которые способны
прекращать мышечное сокращение

Протеолитические токсины нейротоксины

Обладает
протеазной
активностью,
разрушает
белок
синаптобревин,
блокирует систему торможения –судороги
Ботулотоксин
–
действует
как
эндопротеаза, разрушает белки-мишени,
нарушает
секрецию
ацетилхолина,
блокада мотонейронов, вялые параличи.

Токсины-суперантигены, активаторы иммунного ответа

Иммуностимулирующий
потенциал токсинов является
следствием их способности связывать различные
участки белков главного комплекса
гистосовместимости II типа, экспрессированных на
поверхности антигенпрезентирующих клеток и Vбетаэлементы на Т-клеточном рецепторе.
Связывание TSST-1 с Vбета2 приводит к массивной
пролиферации более 20% периферических Т-клеток.
Следствием Т-клеточной экспансии является
массивное высвобождение цитокинов
Цитокины вызывают гипотензию, высокую
температуру и диффузные эритематозные высыпания

Токсины-суперантигены

Эндотоксин

Сложный
липополисахаридный
комплекс,
содержится
в
клеточной
стенке
грамотрицательных бактерий и
выделяется в окружающую среду
при
лизисе
бактерий.
ЛПС
включает
3
ковалентносвязанных компонента:

Эндотоксины

Липид А
Центральный
олигосахарид
О-антиген

Эндотоксины

Эндотоксины
не обладают
специфичностью,
термостабильны, менее
токсичны, обладают слабой
иммуногенностью.

Патогенность как биологический признак бактерий реализуется через их три свойства: инфекциозность, инвазивность и токсигенность (или токсичность).
Под инфекциозностью (или инфективностью) понимают способность возбудителей проникать в организм и вызывать заболевание, а также «способность микривое передаваться с помощью одного из механизмов передаги, сохраняя в этой фазе свои патогенные свойства и преодолевая поверхностные барьеры (кожу и слизистые)» (Королюк А. М., 1995). Она обусловлена наличием у возбудителей факторов, способствующих их прикреплению к клеткам организма и колонизации.
Под инвазивностью понимают способность возбудителей преодолевать защитные механизмы организма, размножаться, проникать в его клетки и распространяться в нем. Это свойство также связано с наличием у патогенных микроорганизмов большой группы факторов патогенности, которые наделяют их способностью к внедрению в клетки и размножению в них; факторов, подавляющих фагоцитоз и препятствующих ему; большой группы ферментов «агрессии и защиты».
Токсигенность бактерий обусловлена выработкой ими экзотоксинов. Токсичность обусловлена наличием эндотоксинов. Экзотоксины и эндотоксины обладают своеобразным действием и вызывают глубокие нарушения жизнедеятельности организма.
Инфекциозные, инвазивные (агрессивные) и токсигенные (токсические) свойства относительно слабо связаны друг с другом, они по-разному проявляются у разных микроорганизмов. Существуют микроорганизмы, у которых на первый план выходят агрессивные (инвазивные) свойства. К ним относится, например, возбудитель чумы. Хотя Y. pestis и образует экзотоксин («мышиный» токсин), однако основными факторами его патогенности служат те, которые подавляют защитные силы организма, обеспечивая быстрое внутриклеточное размножение возбудителя и распространение его по организму.
В то же время возбудители столбняка, дифтерии и ботулизма, обладая слабыми ин-фекциозными свойствами, продуцируют сильнейшие экзотоксины, которые и обусловливают развитие болезни, ее патогенез и клинику.
Следовательно, такое сложное биологическое свойство, как патогенность, обусловлено наличием у патогенных бактерий конкретных факторов патогенности, каждый из которых ответствен за проявление определеннных свойств. К ним относятся следующие факторы:
1. Хемотаксис и подвижность (у бактерий, имеющих жгутики). С помощью хемотаксиса бактерии ориентируются в отношении своих клеток-мишеней, а наличие Жгутиков ускоряет их приближение к клеткам.
2. Ферменты, разрушающие субстраты слизи, которая покрывает эпителиальные клетки слизистых оболочек. Протеазы, нейраминидазы, лецитиназы и другие ферменты, разрушая слизь, способствуют высвобождению рецепторов, с которыми взаимодействуют микроорганизмы.
3. Факторы адгезии и колонизации, с помощью которых бактерии распознают рецепторы на мембранах клеток, прикрепляются к ним и колонизируют клетки. У бактерий функцию факторов адгезии выполняют различные структуры клеточной Стенки: фимбрий, белки наружной мембраны, ЛПС и другие компоненты. Адгезия является пусковым механизмом реализации патогенности. Бактерии могут размножаться либо в клетках, либо на поверхности клеток слизистой (на их мембранах) Либо проходить через них и далее распространяться по организму. Поэтому ни один возбудитель, в том числе и вирусы, не может реализовать свою патогенность, если Он не способен прикрепиться к клетке (адсорбироваться на ней). В свою очередь И токсины, до тех пор, пока они не свяжутся с рецепторами мембран клеток, также не смогут реализовать токсические функции. Поэтому адгезия и колонизация - начальные, пусковые механизмы развития болезни.
4. Факторы инвазии, т. е. факторы, с помощью которых бактерии проникают Клетку. Обычно они сопряжены с факторами, подавляющими клеточную активность и способствующими внутриклеточному размножению бактерий. Факторы инвазии у грамотрицательных бактерий обычно представлены белками наружной мембраны.
5. Факторы, препятствующие фагоцитозу, т. е. защищающие от фагоцитоза. Они также связаны с компонентами клеточной стенки и либо маскируют бактерии от фагоцитов, либо подавляют их активность. Такие факторы есть у многих бактерий. Они представлены либо капсулой из гиалуроновой кислоты, которая не распознается фагоцитами как чужеродная, так как химически не отличается от таковой организма, либо капсулами другой химической природы (у В. anthracis, Y. pestis и т. д.); различными белками, тормозящими фагоцитоз, - белок А (у стафилококков), М-белок (у стрептококков), антиген Fral у возбудителя чумы; пленка из фибрина, образующаяся у стафилококков, имеющих плазмокоагулазу; к их числу относятся также пептидогликан, тейхоевые кислоты и другие компоненты клеточной стенки.
6. Факторы, подавляющие фагоцитоз, например V-W-антигены у Y. pestis. Наличие таких факторов обусловливает незавершенный характер фагоцитоза. Чаще всего он связан с образованием бактериями веществ, которые подавляют «окислительный взрыв» фагоцитов. Незавершенный фагоцитоз - одна из важных причин хронизации течения болезни (хрониосепсис).
7. Ферменты «защиты и агрессии» бактерий. С помощью таких ферментов, как фибринолизин, лецитиназа, гиалуронидаза, протеазы и т. п., бактерии реализуют (наряду с факторами, подавляющими фагоцитоз и защищающими от него) свои агрессивные свойства.

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.