Факторы патогенности

Патогенность как биологический признак бактерий реализуется через их три свойства: инфекциозность, инвазивность и токсигенность.

Под инфекциозностью (или инфективностью) понимают способность возбудителей проникать в организм и вызывать заболевание, а также способность микробов передаваться с помощью одного из механизмов передачи, сохраняя в этой фазе свои патогенные свойства и преодолевая поверхностные барьеры (кожу и слизистые). Она обусловлена наличием у возбудителей факторов, способствующих его прикреплению к клеткам организма и их колонизации.

Под инвазивностью понимают способность возбудителей преодолевать защитные механизмы организма, размножаться, проникать в его клетки и распространяться в нем.

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 не связаны друг с другом, они по-разному проявляются у разных микроорганизмов.

Рис. 1. Схема патогенеза дифтерии (слева). При дифтерии коринебактерии (справа) не проникают за пределы входных ворот инфекции.

Характеристика экзо- и эндотоксинов

Экзотоксины - это вещества белковой природы, выделяемые во внешнюю среду живыми патогенными бактериями. Оказывают избирательное повреждающее действие на клетки хозяина.

Экзотоксины высокотоксичны, обладают выраженной специфичностью действия и иммуногенностью (в ответ на их введение образуются специфические нейтрализующие антитела).

Рис. 2. Механизм действия бактериальных токсинов. А. Повреждение клеточных мембран альфа-токсином S. aureus. В. Ингибирование белкового синтеза клетки шига-токсином. С. Примеры бактериальных токсинов, активирующих пути вторичных мессенджеров (функциональные блокаторы).

Анатоксины - белковые токсины, утратившие свою ядовитость под действием формалина, но сохранившие при этом иммуногенные свойства. Их используют для активной иммунопрофилактики токсинемических инфекций.

Эндотоксины - токсические субстанции, входящие в структуру бактерий (обычно в клеточную стенку) и высвобождающиеся из них после лизиса бактерий.

Все эндотоксины, кроме пептидогликана, оказывают опосредованное действие через изменение активности клеток организма. Пептидогликан оказывает прямое токсическое действие. При очень большом количестве эндотоксина может возникнуть синдром септического шока. Он выражается в потере капиллярами крови, нарушении работы центров кровообращения и, как правило, приводит к коллапсу и смерти.

Эндотоксины в отличие от экзотоксинов более устойчивы к повышенной температуре, менее ядовиты и малоспецифичны.

Экзоферменты

Важным фактором патогенности следует считать экзоферменты (например, лецитиназа, гиалуронидаза, коллагеназа и др.), нарушающие гомеостаз клеток и тканей, что приводит к их повреждению. Способность к образованию экзоферментов во многом определяет инвазивность бактерий - возможность проникать через слизистые оболочки, соединительнотканные и другие барьеры. К этой же группе следует отнести и бактериальные ферменты, разлагающие антибиотики.

3. Специфичность патогенеза инфекций

Специфическая и дифференцированная реакция организма на различные микроорганизмы, позволяющая отличить одно заболевание от другого, составляет сущность проблемы специфичности патогенеза инфекций. Последняя определяется специфичностью патогенного действия микроорганизма или его продуктов метаболизма и распада и соответствующей реакцией макроорганизма на них. Однако наши знания о специфичности действия таких продуктов патогенных агентов возбудителей на организм более чем скромны. Известно, например, что α-лецитиназа экзотоксина CI. Welchii вызывает некроз и гемолиз путем расщепления лецитина до стеарилолеилглицерида и фосфохолина. В то же время β- и γ-лецитиназы других анаэробов этими свойствами не обладают, хотя имеют те же активные группы, что и а-лецитиназа. Форма клинического проявления стрептококковой инфекции зависит от гетерогенности токсинов возбудителя и преобладания одного из них над другим. Специфичность действия сальмонелл связана с наличием у них отдельных дидезоксисахаров: для S. enteritidis — тивелозы, да -S. typhimurium — абекозы и т. д. Чумный мышиный токсин тормозит дыхание митохондрий сердца, чувствительных к токсину мышей и крыс, но не кроликов, собак, шимпанзе, не чувствительных к мышиному токсину. Дифтерийный токсин повреждает цитохроумную систему шелковичного червя. Установлено разрушающее действие токсинов и вирусов на ферменты лизосом. Однако меха специфического действия паразита на организм для большинства возбудителей не выяснен. Другие факторы определяют реакцию хозяина. О них говорилось выше. И те, и другие сформировали ходе длительной эволюции.

Следует подчеркнуть, что специфичность действия микроорганизма непостоянна, она со временем изменяется.

Заключение

Окружающая среда, кожный покров и выстланные слизистой оболочкой полости тела животных постоянно заселены множеством микробов, значительная часть которых находится в симбиозе с макроорганизмом, то есть их существование тесно связано с жизнью хозяина.

Симбиотические образования могут быть выгодными для обоих организмов (мутуалистическими) или лишь для одного из них (паразитическими), причем в первом случае складываются благоприятные условия для питания и защиты симбионтов. В связи с этим микробы постепенно и последовательно адаптируются к определенным условиям обитания в организме, занимают определенные физико-химические ниши. Например, пищеварительный тракт животных заселяет специализированная по ферментативной активности микрофлора, которая, получая энергию из поступающих в организм питательных веществ или метаболитов организма и защиту от перепадов температуры и влажности, помогает животному утилизировать корма, участвует в формировании лимфоидной системы кишечника и создает неблагоприятные условия для выживания многих патогенных микробов.

Взаимозависимость партнеров при таком типе симбиоза приводит к появлению постоянной популяции микробов, то есть нормальной для желудочно-кишечного тракта. Эта микрофлора адаптировалась к метатрофному типу питания, добывая необходимые для роста и развития вещества из мертвых органических соединений.

Во втором случае микроб постепенно приспосабливается к обмену веществ организма хозяина, что связано с проникновением микроба внутрь клетки животного, переживанием и размножением в ней. Причем степень зависимости микроба от макроорганизма обусловлена степенью использования метаболизма хозяина. Например, вирусы и риккетсии являются облигатными, а микобактерии, листерии, сальмонеллы, пастереллы, ерсинии, бруцеллы и франциселлы — факультативными внутриклеочными паразитами. При этом паразитизм вирусов обусловлен полным отсутствием автономного синтеза, а хламидий — частичным. У последних отсутствует лишь собственный энергетический обмен, из-за чего данную форму симбиоза называют энергетическим паразитизмом. Поскольку паразиты высоко специализировались к определенным тканям и клеткам, размножение их приводит к деструкции клеток, нарушению функционирования целых систем животного организма, то есть сопровождается болезнетворным или патогенным действием.